心率变异性谱成分的非线性本质

李程; 汤大侃; 方勇; 孙锦涛; 丁光宏; Poon Chi-Sang; 吴国强

doi:10.7498/aps.58.1348

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心率变异性谱成分的非线性本质

李程 , 汤大侃 , 方勇 , 孙锦涛 , 丁光宏 , Poon Chi-Sang , 吴国强

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心率变异性谱成分的非线性本质

李程, 汤大侃, 方勇, 孙锦涛, 丁光宏, Poon Chi-Sang, 吴国强

物理学报, 2009, 58(2): 1348-1352.

doi: 10.7498/aps.58.1348

Nonlinear nature of spectral components in heart rate variability

Li Cheng, Tang Da-Kan, Fang Yong, Sun Jin-Tao, Ding Guang-Hong, Poon Chi-Sang, Wu Guo-Qiang

Acta Phys. Sin., 2009, 58(2): 1348-1352.

doi: 10.7498/aps.58.1348

摘要
提出了分频段相位随机化替代数据方法，与噪声滴定法相结合，观察了不同频率成分对心搏混沌的影响.结果显示心率变异性高频成分相位随机化的替代数据使混沌强度显著降低，提示谱分析的频率成分中蕴含着信号的非线性特性.提出的方法能有效分析不同频率成分对非线性的贡献，该法不仅适用于心率变异性还适用于其他确定性信号的特性分析.

关键词:
分频段相位随机化替代数据 /

混沌 /

滴定法 /

心率变异性
Abstract
We proposed a new hybrid method combining the band-phase-randomized surrogate data with noise titration to discern the influence of spectral components on heartbeat chaos. The results demonstrate that the chaotic strength of phase-randomized surrogate data in the high frequency band (HF) of heart rate variability (HRV) is reduced significantly, which indicates that the frequency components of spectral analysis involve intrinsic chaotic information. The hybrid method proposed in this study is effective to distinguish the different contributions of spectral components to chaotic strength of the test data. This method is applicable not only to HRV but also to other deterministic signals.

Keywords:
band-phase-randomized surrogate data /

chaos /

titration method /

heart rate variability
作者及机构信息
李程²,

汤大侃³,

方勇²,

孙锦涛²,

丁光宏²,

Poon Chi-Sang¹,

吴国强²

(1)Harvard-MIT Division of Health Sciences & Technology,MIT,Cambridge,MA 02139 USA; (2)复旦大学力学与工程科学系，上海 200433; (3)复旦大学通信科学与工程系，上海 200433

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：30370353)和上海市重点学科建设项目(批准号：B112)资助的课题.
Authors and contacts
Li Cheng²,

Tang Da-Kan³,

Fang Yong²,

Sun Jin-Tao²,

Ding Guang-Hong²,

Poon Chi-Sang¹,

Wu Guo-Qiang²

(1)Harvard-MIT Division of Health Sciences & Technology,MIT,Cambridge,MA 02139 USA; (2)复旦大学力学与工程科学系，上海 200433; (3)复旦大学通信科学与工程系，上海 200433
参考文献

施引文献

[1]	邵士亮, 王挺, 宋纯贺, 崔婀娜, 赵海, 姚辰. 一种新的心率变异性度量方法. 物理学报, 2019, 68(17): 178701. doi: 10.7498/aps.68.20190372
[2]	霍铖宇, 马小飞, 宁新宝. 基于有限穿越水平可视图的短时睡眠心率变异性研究. 物理学报, 2017, 66(16): 160502. doi: 10.7498/aps.66.160502
[3]	邱辰霖, 程礼. 一种基于相邻数据依赖性的混沌分析方法. 物理学报, 2016, 65(3): 030503. doi: 10.7498/aps.65.030503
[4]	李爽, 李倩, 李佼瑞. Duffing系统随机相位抑制混沌与随机共振并存现象的机理研究. 物理学报, 2015, 64(10): 100501. doi: 10.7498/aps.64.100501
[5]	曾超, 蒋奇云, 陈朝阳, 徐敏. 心率变异性分析在新生儿疼痛检测中的应用. 物理学报, 2014, 63(20): 208704. doi: 10.7498/aps.63.208704
[6]	司峻峰, 黄晓林, 周玲玲, 刘红星. 心率变异性的异方差特征研究. 物理学报, 2014, 63(4): 040504. doi: 10.7498/aps.63.040504
[7]	古华光, 惠磊, 贾冰. 一类位于加周期分岔中的貌似混沌的随机神经放电节律的识别. 物理学报, 2012, 61(8): 080504. doi: 10.7498/aps.61.080504
[8]	高仕龙, 钟苏川, 韦鹍, 马洪. 基于混沌和随机共振的微弱信号检测. 物理学报, 2012, 61(18): 180501. doi: 10.7498/aps.61.180501
[9]	侯凤贞, 黄晓林, 庄建军, 霍铖宇, 宁新宝. 多尺度策略和替代数据检验——HRV时间不可逆性分析的两个要素 . 物理学报, 2012, 61(22): 220507. doi: 10.7498/aps.61.220507
[10]	霍铖宇, 庄建军, 黄晓林, 侯凤贞, 宁新宝. 基于Poincaré差值散点图的心率变异性分析方法研究 . 物理学报, 2012, 61(19): 190506. doi: 10.7498/aps.61.190506
[11]	李锦, 刘大钊. 昼夜节律下心率变异性信号的熵信息和谱特征. 物理学报, 2012, 61(20): 208701. doi: 10.7498/aps.61.208701
[12]	宋爱玲, 黄晓林, 司峻峰, 宁新宝. 符号动力学在心率变异性分析中的参数选择. 物理学报, 2011, 60(2): 020509. doi: 10.7498/aps.60.020509
[13]	严碧歌, 赵婷婷. 应用多尺度化的基本尺度熵分析心率变异性. 物理学报, 2011, 60(7): 078701. doi: 10.7498/aps.60.078701
[14]	罗松江, 丘水生, 骆开庆. 混沌伪随机序列的复杂度的稳定性研究. 物理学报, 2009, 58(9): 6045-6049. doi: 10.7498/aps.58.6045
[15]	黄晓林, 崔胜忠, 宁新宝, 卞春华. 心率变异性基本尺度熵的多尺度化研究. 物理学报, 2009, 58(12): 8160-8165. doi: 10.7498/aps.58.8160
[16]	孙克辉, 谈国强, 盛利元. TD-ERCS离散混沌伪随机序列的复杂性分析. 物理学报, 2008, 57(6): 3359-3366. doi: 10.7498/aps.57.3359
[17]	岳立娟, 沈柯, 徐明奇. 非线性反馈法控制相位共轭波的光学时空混沌. 物理学报, 2007, 56(8): 4378-4382. doi: 10.7498/aps.56.4378
[18]	颜森林. 注入半导体激光器混沌相位周期控制方法研究. 物理学报, 2006, 55(10): 5109-5114. doi: 10.7498/aps.55.5109
[19]	颜森林. 光纤混沌相位编码保密通信系统理论研究. 物理学报, 2005, 54(5): 2000-2006. doi: 10.7498/aps.54.2000
[20]	颜森林. 量子阱激光器混沌相位控制同步以及编码研究. 物理学报, 2005, 54(3): 1098-1104. doi: 10.7498/aps.54.1098

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物理学报. 2009, 58(2): 1348-1352.

doi: 10.7498/aps.58.1348.

心率变异性谱成分的非线性本质

1. (1)Harvard-MIT Division of Health Sciences & Technology,MIT,Cambridge,MA 02139 USA; (2)复旦大学力学与工程科学系，上海 200433; (3)复旦大学通信科学与工程系，上海 200433

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：30370353)和上海市重点学科建设项目(批准号：B112)资助的课题.

收稿日期: 2007-12-24
修回日期: 2008-05-31
刊出日期: 2009-01-05

摘要: 提出了分频段相位随机化替代数据方法，与噪声滴定法相结合，观察了不同频率成分对心搏混沌的影响.结果显示心率变异性高频成分相位随机化的替代数据使混沌强度显著降低，提示谱分析的频率成分中蕴含着信号的非线性特性.提出的方法能有效分析不同频率成分对非线性的贡献，该法不仅适用于心率变异性还适用于其他确定性信号的特性分析.

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作者及机构信息

(1)Harvard-MIT Division of Health Sciences & Technology,MIT,Cambridge,MA 02139 USA; (2)复旦大学力学与工程科学系，上海 200433; (3)复旦大学通信科学与工程系，上海 200433

Authors and contacts

(1)Harvard-MIT Division of Health Sciences & Technology,MIT,Cambridge,MA 02139 USA; (2)复旦大学力学与工程科学系，上海 200433; (3)复旦大学通信科学与工程系，上海 200433

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(1)Harvard-MIT Division of Health Sciences & Technology,MIT,Cambridge,MA 02139 USA; (2)复旦大学力学与工程科学系，上海 200433; (3)复旦大学通信科学与工程系，上海 200433

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Authors and contacts

(1)Harvard-MIT Division of Health Sciences & Technology,MIT,Cambridge,MA 02139 USA; (2)复旦大学力学与工程科学系，上海 200433; (3)复旦大学通信科学与工程系，上海 200433

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