心血管时间序列的图形分析和应用

发布时间：2021-03-21 01:19

　　心血管疾病的发病率持续上升且发病人群趋于年轻化,给家庭和社会带来巨大的危害。在心血管疾病的临床前期进行早期干预是降低其发病率和遏制年轻化趋势的有效手段,这需要有效的早期检测工具,如何在无创无损的前提下实现早期、精准检测是生物医学工程研究者面临的重大挑战。为实现心血管疾病的早期、精准检测,国内外研究者做出了大量的研究。基于图形的方式分析心血管系统时间序列为实现这一目的提供了新思路。庞加莱图可以用来刻画生理时间序列的内部结构,描述动力学系统相空间的几何构型,己被广泛应用于心脏动力学分析。但现有庞加莱图分析方法仅度量图形数学特征的某个侧面,而且无法评估多维信号间的相互关系。本文探究新的庞加莱图分析算法,研究算法的影响因素,并建立多模态图形分析的概念,旨在研究短时心血管时间序列的图形分析在心血管疾病早期检测中的应用价值,所做主要工作和创新点如下。（1）提出了度量心率不对称性的面积指数。传统算法采用数量、距离或角度等一维方式评估心率不对称性,本研究将距离和角度结合提出面积指数算法。分析公开数据库和临床试验数据中长时和短时心动周期序列的结果表明,相对传统算法,该算法在分析短时心动周期序列时表现出更... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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图１．２?２０１７年中国城市和农村居民主要疾病死亡因素构成比??

山东大学博士学位论文??与正常窦性ＲＲ间期，分别形成四个散点集群），即图形呈现“四分布”（图１．３（ｂ）??所示）；轻度心衰患者的庞加莱图呈现“鱼雷状”，严重心衰患者的庞加莱图因连??续ＲＲ间期之间缺少梯度关系呈现出复杂的或不规则的图形（图１．３（ｃ）所示）；房??颤患者的庞加莱图中散点因房室结不应期而被限制在有明显边缘的扇形区域中??（图】．３（ｄ）所示）。图１．３中所用数据均来自ＰｈｙｓｉｏＮｅｔ数据库丨１０４】。??１．６??１．６?｜???⑷？?．Ｉ?＜ｂ＞?ＪＲ＊??Ｉ?〇．８?ｌ〇．８??〇＇??０????０?０．８?１．６?０?０．８?１．６??ＲＲ，⑷?ＲＲ，（Ｓ）??２??２??；???（ｃ）?（山？??＾?｜ｐｒ＊?＾??〇｜??０????０?１?２?０?Ｉ?２??ＲＲ（（ｓ）?ＲＲ（（ｓ）??图１．３示意不同生理病理情况的庞加莱图。（ａ）健康志愿者；（ｂ）心律失常患者：（ｃ）心衰患者；??（ｄ）房颤患者。??庞加莱图定性分析方法直观、简单、不易受干扰信息的影响，可以提供时域??和频域分析之外的诊断信息。但庞加莱图的形态对ＲＲ间期变化非常敏感，个体??差异很大，其定性分析缺少统一的诊断标准，无法进行精确量化统计，因此不能??用于疾病诊断。??Ｕ．３?庞加莱图的定量分析技术??庞加莱图的定量分析技术主要是用数学方法量化图中散

有如下常用的方法：??（１）椭圆拟合技术??研究者采用如图１．４所示的椭圆拟合技术表征庞加莱图的数学特征（随机选??取ＭＩＴ－ＢＩＨ?ｎｏｒｍａｌ?ｓｉｎｕｓ?ｒｈｙｔｈｍ?ｄａｔａｂａｓｅ丨１０４］中的一个样本作为示意）。拟合椭圆??的长轴沿斜率为４５°且通过原点的直线方向，表示ＨＲＶ的长时变异性；短轴垂??直于这条线，表示ＨＲＶ的短时变异性。??１．６??■?．?，?－Ｉ??ＳＤ２．．沒＼?ＳＤ２??（ｕ．??〇４??＇?＊?１???０．４?０．７?丨?丨?Ｊ?１．６??ＲＲ?（ｓ）??ｉ??图１．４拟合椭圆的庞加莱图??ａ）长短轴测量：短轴用ＳＤ１表示，长轴用ＳＤ２表示，其计算方式如下：??切ｉ＝和?（ｌ－ｉ）??ＳＤ２＾?ＲＲ＇?＋＾Ｒ＾－，?（１－２）??其中，ＶＡＲ表示方差。??１２??


本文编号：3092034