基于Poincaré差值散点图的心率变异性分析方法研究

在心率变异性的非线性分析中, Poincaré散点图分析是一种重要手段.本文基于Poincaré差值散点图(modified Poincaré plot)提出了两个参数——区域分布熵和区域分布系数, 用于定量描述所考察区域内散点的分布趋势, 并提出对散点在4个象限中的分布进行分别计算.通过对MIT-BIH数据库中健康年轻人、健康老年人和充血性心力衰竭患者样本数据的分析, 发现两参数值均呈现显著的组间差异;同时, 不同象限的分析结果显示了四个象限具有不同的区分敏感性, 而其中尤以第一象限的区分度为最高, 反映出充血性心力衰竭患者相对健康人迷走神经调控功能的改变最为显著, 与以往的生理学研究结论相符.经验证, 该方法可用于短时数据, 更易于扩展至临床应用.     

基于Poincare差值散点图的心率变异性分析方法研究

在心率变异性的非线性分析中,Poincare散点图分析是一种重要手段.本文基于Poincare差值散点图(modified Poincare plot)提出了两个参数—区域分布熵和区域分布系数,用于定量描述所考察区域内散点的分布趋势,并提出对散点在4个象限中的分布进行分别计算.通过对MIT-BIH数据库中健康年轻人、健康老年人和充血性心力衰竭患者样本数据的分析,发现两参数值均呈现显著的组间差异;同时,不同象限的分析结果显示了四个象限具有不同的区分敏感性,而其中尤以第一象限的区分度为最高,反映出充血性心力衰竭患者相对健康人迷走神经调控功能的改变最为显著,与以往的生理学研究结论相符.经验证,该方法可用于短时数据,更易于扩展至临床应用.     

心率变异性的异方差特征研究

心率变异性数据具有非平稳和瞬时波动的特点,本文提出了采用自回归条件异方差(ARCH)分析方法分析这种波动.分析方法采用自回归移动平均模型消除序列的趋势和相关性,采用F检验法判断残差序列中是否存在ARCH效应,同时给出接受ARCH效应的概率.对充血性心衰竭病人和正常人的心率波动序列进行分析,两类人群ARCH特征接受概率及其变化率的统计值有较大差异,表明该方法可以区分不同的群体,为心电信息学研究提供了一种新的方法.     

Position difference regularity of corresponding R-wave peaks for maternal ECG components from different abdominal points

We collected 343 groups of abdominal electrocardiogram(ECG) data from 78 pregnant women and deleted the channels unable for experts to determine R-wave peaks from them; then, based on these filtered data, the statistics of position difference of corresponding R-wave peaks for different maternal ECG components from different points were studied. The resultant statistics showed the regularity that the position difference of corresponding maternal R-wave peaks between different abdominal points does not exceed the range of 30 ms. The regularity was also proved using the fECG data from MIT–BIH PhysioBank. Additionally, the paper applied the obtained regularity, the range of position differences of the corresponding maternal R-wave peaks, to accomplish the automatic detection of maternal R-wave peaks in the recorded all initial 343 groups of abdominal signals, including the ones with the largest fetal ECG components, and all 55 groups of ECG data from MIT–BIH PhysioBank, achieving the successful separation of the maternal ECGs.     

磁芯负载离子液体凝胶微球的制备、表征及在固定化细胞技术中的应用

选取具有良好生物相容性的壳聚糖(CS)包覆四氧化三铁纳米粒子(Fe₃O₄/CS)作为磁响应材料, 制备了磁芯负载1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF₆)凝胶微球; 对Fe₃O₄/CS及磁芯负载离子液体凝胶微球的组成、 结构、 微观形貌和磁性能进行了表征; 将其应用于固定化细胞技术, 在产紫青霉细胞全细胞生物催化甘草酸(GL)合成单葡萄糖醛酸基甘草次酸(GAMG)体系中, 实现了对全细胞生物催化剂和离子液体的快速回收和重复利用. 实验结果表明, 壳聚糖成功包裹Fe₃O₄纳米粒子; Fe₃O₄/CS均匀分布在凝胶微球内部, 并显示出良好的磁性能; 与凝胶微球固定化细胞催化体系相比, 磁芯负载[BMIM]PF₆凝胶微球固定化细胞催化体系中GAMG的产率提高了13.8%; 重复利用实验结果表明, 磁芯负载[BMIM]PF₆凝胶微球固定化产紫青霉细胞在外加磁场的作用下, 易于快速回收, 并且循环再利用9次后相对活性仍保留59.2%.     

输入碳氮比对凡纳滨对虾生长和养殖水体水质的影响

调节碳氮比改善水质和促进对虾生长已有一些报道, 但不同实验室得出的结论经常相互矛盾. 本研究通过建立规范一致的对虾养殖实验体系, 设置对照组(CN6组, 碳氮比为6)和处理组(CN10组和CN20组, 碳氮比分别为10和20), 每组设置8个重复, 研究输入碳氮比对凡纳滨对虾生长和养殖水体水质的影响. 结果表明, 适当提高输入碳氮比可促进对虾生长和存活. 与对照组相比, CN10组的末均重、虾长、特定生长率、存活率和产量分别提高了18.04%、7.45%、13.11%、46.73%和73.03%, 而饲料转化率降低了43.41%. 此外, CN10组的水体理化指标如pH、溶解氧、氨氮、亚硝氮、磷酸盐、总磷的浓度也极显著低于CN6组. 相关性分析表明影响对虾生长的主要环境因子是亚硝氮、磷酸盐、总磷和pH. 然而, 实验第25d, CN20组对虾大量死亡, 产量和存活率都很低, CN20和CN10组的对虾体重和体长均高于CN6组, 说明过高的输入碳氮比可以促进对虾生长但不利于对虾存活. 本研究说明重复数对于实验结论的可靠性有较大影响.     

心率变异性基本尺度熵的多尺度化研究

将基本尺度熵的方法在时间上做多尺度化的扩展,并将其应用到心跳间隔序列的分析研究中.研究发现,健康人的心率变异性是小时间尺度下的模式特定性与大时间尺度下的模式丰富性相结合的,而充盈性心衰患者则正好相反.这说明充盈性心衰患者在小时间尺度下心脏动力系统的控制不力,导致随机性增加,而在大时间尺度下对外界环境变化反应又不够丰富,从而导致生命更容易受威胁.据此提出了以小时间尺度下的基本尺度熵值相对于大时间尺度下平台区基本尺度熵值的变异参数δ作为区分健康人和充盈性心衰患者的诊断依据.通过对72例健康人和44例充盈性心衰患者的计算,发现两组样本差异显著,证明了参数δ的有效性. 关键词： 多尺度化的基本尺度熵 心跳间隔序列 心率变异性 充盈性心衰     

符号动力学在心率变异性分析中的参数选择

时间序列的符号动力学信息熵H_k因其计算简单快速,对数据量要求小,而被应用于心率变异性(heart rate variability, HRV)分析,然而符号化的参数选择至今却并未形成统一标准.HRV作为典型的生理信号,存在着极大的个体间差异和非平稳性,要获得稳健的一致性分析,在符号化过程中必须考虑符号化参数α与序列本身均值、标准差的综合影响.文中,首先以仿真噪声序列为对象,考察了3个参数对于H_k的影响及三者相互之间的关联性,研究表明当满足特定关系时,H_k的曲线簇收敛于反映序列动力特性的H_k-up;随后在对15例心跳间隔序列的分析中,验证了H_k-up在消除个体间差异及减弱非平稳干扰影响两方面都优于α取固定值时的研究结果. 关键词： 符号动力学 熵 心率变异性     

基于网络连接度指标的脑梗死患者脑电信号相同步分析

基于图论的脑功能网络分析是近年来的一个研究热点,而相同步分析已被证实为揭示多导联脑电信号之间功能连接的有效工具.针对当脑电采集系统中导联数目较少而不适用于采用图论分析的情况,提出使用基于导联间相同步分析的网络连接度指标研究脑功能网络的关联特性和整体特性.采用新的频带划分方法,将0.5—30 Hz带宽内的脑电信号划分到5个子带上,计算了不同数据长度下各子带分量的网络连接度指标,并对比分析了各子带分量的相对功率.结果表明:在对脑梗死患者的脑电图和正常人的脑电图进行分析时,需要合理的数据长度量化不同动力学系统之间的差异;在合理的数据长度下,在网络连接度指标的区分效果方面,19—24 Hz分量信号优于其他分量,而且仅在19—24 Hz频带上,脑梗死患者组的所有导联出现了与对照组的所有导联相同趋势的变化.研究表明19—24 Hz频带是脑梗死最佳的脑电图诊断频段,可将该频段下的网络连接度指标作为脑梗死辅助诊断的新指标.