心动周期信号的混沌特征分析及应用

目的：研究心动周期信号（ＨＰＳ：Ｈｅａｒｔｐｅｒｉｏｄｓｉｇｎａｌ）的混沌特征和谱特征，及这些特征随年龄的变化。背景：描述心动周期信号的混沌特征的参数有：相对分散度（Ｈｒｄ），李雅普诺夫指数（Ｈｌｅ），分维数（Ｈｆｄ）以及我们提出的混沌度（Ｌｃｃ：ＣｈａｏｓｎｅｓｏｆＨＰＳ）。目前只有分维数与年龄关系的初步工作发表，未见有全面研究ＨＰＳ的混沌特征的工作报道。方法：将２６４例１４～６９岁健康自愿受试者分成６个年龄组（１０～１９，２０～２９，３０～３９，４０～４９，５０～５９，６０～６９），用本室研制的计算机化心动周期信号混沌分析系统进行测试。采用ＣＭ５导联，采样频率３００Ｈｚ，ＡＤ转换精度１２位，提取５１２个心动周期，计算Ｈｒｄ，Ｈｌｅ，Ｈｆｄ，Ｌｃ以及总功率（Ｔｆｐ）及三分段的绝对及相对功率（Ｐｖｖ，Ｐｌｖ，Ｐｈｖ，Ｐｖｒ，Ｐｌｒ，Ｐｈｒ）及平衡参数Ｒｖｈ，Ｒｌｈ（Ｒｖｈ＝Ｐｖｖ／Ｔｆｐ，Ｒｌｈ＝Ｐｌｖ／Ｔｆｐ），给出ＨＰＳ时域图，相平面图（ＰｈａｓｅＰｌａｎｅＰｌｏｔ），延迟映射图（Ｒｅｔｕｒｎｍａｐ）以及功率谱。结果：１四个混沌特征参数及功率谱的绝对及相对功率和总功率都随年龄的增加而降低，降低的重要原?

单心动周期实时三维超声心动图对肺高压患者右心功能的研究

目的应用单心动周期实时三维超声心动图(sRT-3DE)评估肺高压患者的右心功能,研究肺高压患者右心功能及影响因素。方法选取我院住院临床诊断为肺高压、经超声心动图评估肺动脉收缩压(sPAP)≥40 mmHg,排除存在左心疾病及先天性体肺分流的25例患者为病例组,正常体检人群25例作为对照组,行常规二维超声心动图及sRT-3DE检查,脱机工作站分析,获得右心相关二维及三维参数。结果对照组右心室舒张末容积(RVEDV)>左心室舒张末容积(LVEDV)(P<0.05),右心室射血分数(RVEF)<左心室射血分数(LVEF)(P<0.05);左、右心室射血量(SV)比较无统计学差异(P>0.05);病例组RVEDV、RVESV与对照组比较增大,RVEF与对照组比较减小,差异均有统计学意义(P<0.01),而RVSV与对照组比较无统计学差异(P>0.05);病例组三维测得的RVEF与面积变化分数(FAC)、三尖瓣环位移(TAPSE)相关(r1=0.887,r2=0.664,P<0.01),RVEDV与sPAP呈正相关(r=0.435,P<0.05),RVEF与sPAP、RVEDV、RVESV呈负相关,与RVSV呈正相关(r1=-0.721,r2=-0.692,r3=-0.866,P<0.01;r4=0.481,P<0.05)。结论 sRT-3DE可以评估正常人及肺高压患者的右心容积和功能,肺高压患者右心室容积增大,射血分数减低,其变化与肺高压程度相关。

单心动周期实时三维超声心动图在胎儿房室间隔缺损诊断中的应用

目的:探讨单心动周期实时三维超声心动图(s RT-3DE)在胎儿房间隔缺损(ASD)及室间隔缺损(VSD)诊断中的临床应用价值。方法:将满足纳入条件的320例孕妇,分别进行胎儿心脏二维超声心动图(2DE)及s RT-3DE检查,对两种检查方法的胎儿图像进行采集、结果记录以及数据进行分析比较,并对产前诊断为ASD及VSD的41例孕妇产后进行追踪随访,对婴幼儿行2DE检查。结果:320例孕妇中,对单纯性ASD或有ASD的胎儿,s RT-3DE产前诊断16例(5.00%),高于2DE产前提示诊断6例(1.88%),差异有统计学意义(P<0.05);对单纯性VSD或有VSD的胎儿,s RT-3DE产前诊断25例(7.81%),高于2DE产前诊断12例(3.75%),差异有统计学意义(P<0.05)。随访到28例患儿,1例为假阳性,生后检查未见室间隔连续性中断。结论:s RT-3DE可较直观显示胎儿室间隔、房间隔及卵圆窝的成像,在产前诊断胎儿房室间隔缺损中具有一定优势。

基于谱分析方法提取心动周期变异性中的睡眠结构信息

利用心动周期的谱分析方法 ,充分挖掘了心动周期变异性中与脑电睡眠分期信息相关的特征参数 ,并利用主成分分析法去除掉了特征之间的相关性 ,最后利用基于 Fisher分类准则的决策树分别建立了健康人和睡眠呼吸暂停低通气综合症病人的睡眠分期全自动识别模型。试验结果表明 ,该模型准确性好 。

超声二维斑点追踪显像技术评价正常人左室心肌扭转运动与心动周期时相关系的初步研究

目的:探讨斑点追踪显像技术(STI)评价正常人心肌旋转及左室扭转与心动周期时相关系的价值.方法:健康志愿者32例,分别获取左室心尖和二尖瓣短轴观图像;测量各短轴图像在标化时间点处的旋转角度,并依此计算在各标化点处的左室扭转角度;观察各短轴观旋转值及左室扭转值随时间变化关系;测量收缩期峰值旋转及左室扭转值和相应达峰时间.结果:正常人左室扭转运动主要表现为:等容收缩期心底部短暂的逆时针旋转和心尖部顺时针旋转;射血期心底部顺时针旋转和心尖部逆时针旋转,心脏整体表现为逆时针旋转,舒张期逐渐恢复.结论:斑点追踪显像技术可以评价左室旋转/扭转及与心动周期时相的关系.

围产期母亲和胎儿心动周期信号分析

同时分析围产期胎儿和孕妇心动周期信号的数字特征 (混沌和谱特征 )以评价自主神经系统功能。用可视化程序设计的方法实现提取和分析围产期母亲和胎儿心动周期信号。受试者取仰卧位 ,心电信号从置于腹壁下部耻骨联合导联获得。胎儿心电信号用小波分解进行信号预处理。采用本实验室已经完成开发的技术实现心动周期信号数字特征的分析。该系统可以评价胎儿和孕妇的自主神经系统功能 ,特别是分别定量评价交感和副交感神经系统功能 ;该系统还可用以预测胎儿窘迫。胎儿和其它年龄段的心动周期信号数字特征随年龄的变化提示了自主神经系统的发育、成熟和衰老的生理过程 ,基于这一点我们可以寻找抗衰老的方法 ;胎儿的心动周期信号数字特征介于新生儿和成人之间 ,提示胎儿的自主神经系统的调节可能受母体神经内分泌系统的影响。

正常心脏二尖瓣64层螺旋CT表现特征与心动周期时相变化的相关性

目的探讨64层螺旋CT下正常二尖瓣在心动周期中形态和功能的动态变化特点。方法对40名心脏正常的成人行64层螺旋CT扫描,重建心动周期10个时相,观察和分析各时相容积再现技术(VRT)二尖瓣的形态,在各时相心脏平行长轴和短轴位上测量二尖瓣环直径和面积、二尖瓣开口直径和面积、以及二尖瓣前、后瓣的开放角度。结果二尖瓣环最大直径和面积、二尖瓣口最大直径和面积及最大前、后瓣开放角度分别为(29.3±3.5)mm和(962.8±149.3)mm2、(36.5±7.3)mm和(647.0±162.3)mm2、(68.3±5.6)°和(55.9±5.4)°,均见于舒张晚期。二尖瓣环最小直径和面积及前、后瓣开放角度见于收缩中期,分别为(9.8±1.7)mm和(76.2±27.3)mm2、(11.5±2.8)°和(9.6±2.8)°。结论64层螺旋CT可动态显示心动周期不同时相二尖瓣的形态特征及定量测量二尖瓣的功能。

正常人心动周期信号的混沌特征随年龄的变化

心动周期信号（ＨＰＳ）具有混沌特征，含有重要的生理、病理信息。我们利用自行研制的计算机化心动周期信号混沌分析系统，研究了２７１例正常人心动周期信号的混沌特征参数如相对分散度（ＨＲＤ）、李雅普诺夫指数（ＨＬＥ）和分维数（ＨＦＤ），发现随着年龄的增加，ＨＲＤ、ＨＬＥ、ＨＦＤ逐步降低，即心血管动力学的复杂性逐步降低。

汉族人群Klotho基因多态性及其与心动周期信号谱特征的相关性研究

目的:探索中国汉族人群(Klotho,KL)基因G-395A、F352V及C370S单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNP)及其与心动周期信号谱特征的相关关系。方法:随机选择汉族自然人群个体177为研究对象[男96,女81例,平均年龄(65.11±10.7)岁],获取其静脉血白细胞基因组DNA。采用等位基因特异性引物PCR技术检测Klotho基因3个位点的基因型,利用《HPS谱及其混沌特征分析系统软件》检测人群的卧位心动周期信号谱(Heart period signal,HPS)参数。结果:①KL基因G-395A SNP AA基因型携带者其绝对高频功率(Absolute high frequency power,AHP)及相对高频率(Relative high frequency power,RHP)参数较其GA携带者降低,均有显著性差异(P<0.05);同时携带AA基因型者的RHP参数也较GG携带者降低,亦有显著性差异(P<0.05)。②KL基因F352VSNP VV突变基因型携带者其相对超低频率(Relative ultra-lower frequencypower,RUP)、超低频/高频比值(RatioofAUP toAHP,RUH)参数值较FF野生型纯合子基因型携带者低,差异有显著性(P<0.05);携带VV基因型者绝对低频功率(Absolute lowfrequency power,ALP)、AHP、RHP以及总功率(Total power value,TPV)较其FF野生型携带者高,也有显著性差异(P<0.05);汉族人群KL基因F352V多态性的突变型VV基因型纯合子携带者其RUP、RUH参数值也较其FV杂合子携带者降低;突变型VV基因型纯合子携带者其RHP参数值则较FV杂合子携带者高,亦有显著性差异(P<0.05)。③KL基因C370S多态性的突变型SS基因型纯合子携带者其低频/高频比值(Ratio of absolute low frequency power to AHP,RLH)参数值较CC野生型纯合子携带者低有显著性差异,同时也较CS杂合子携带者低,其差异亦有显著性(P<0.05)。结论:KL基因G-395ASNP突变型AA与AHP、RHP减低有关;F352VSNP突变型VV与RUP、RUH减低有关,亦与其ALP、AHP、RHP以及总功率(Totalpower value,TPV)增高有关,这就提示klotho基因多态性与心动周期信号谱特征的有明确相关性。

单心动周期实时三维超声心动图对房间隔缺损的诊断价值分析

目的探讨单心动周期实时三维超声心动图(sRT-3DE)对房间隔缺损的诊断价值。方法应用西门子SC2000型彩色多普勒超声诊断仪对23例房间隔缺损患者进行常规超声和实时sRT-3DE,重点观察缺损的形态、大小、空间位置及毗邻关系等。结果 sRT-3DE能从多角度观察房间隔缺损的全貌,包括缺损的整体形态、部位、大小、残端及其与周边组织的毗邻关系。结论 sRT-3DE能方便快捷地提供丰富而直观的信息,有助于指导手术者更好地理解房间隔缺损的空间解剖结构,选择合理的治疗方法。

正常人心动周期信号（HPS）的混沌特征随年龄变化──HPS的功率谱分析

心动周期信号（ＨＰＳ）具有混沌特征，携带有自主神经功能信息。ＨＰＳ的功率谱分析可以定量地评价交感、副交感神经活动的强弱及其相互作用。这种方法是测试自主神经系统功能的现代方法。我们利用自行研制的计算机化心动周期信号混沌分析系统，对２１７例正常人的心动周期信号进行了功率谱分析。本文介绍了研究中采用的功率谱指标（Ｐｖｖ、Ｐｌｖ、Ｐｈｖ、Ｐｖｒ、ＰｌｒＰｈｒ、Ｒｖｈ、Ｒｌｈ、Ｔｆｐ），频率指标（Ｖｆｍ、Ｌｆｍ、Ｈｆｍ、ｆｍ、ｆｏ）和混沌度Ｌｏｃ的意义以及它们与年龄的关系。研究表明，随着年龄的增加，交感活动加强，副交感的活动减弱，心脏的混沌程度逐步降低。５０岁左右，有些指标的变化趋势与其它年龄段明显不同。

基于心动周期和经验模式分解的心电信号去噪处理

针对现有心电信号(Electrocardiogram,ECG)去噪方法难以精准剥离与之频带重叠的肌电干扰并无损提取到“干净”ECG的问题,提出了利用心动周期和经验模式分解对含噪ECG进行去噪处理。本文方法首先对含噪ECG进行经验模式分解,然后利用心动周期判断固有模态函数分量属于噪声还是有用信号,最后将有用信号的固有模态函数分量重构ECG。为验证本文去噪方法,首先采用ECG动力学仿真模型评估本文方法在不同参数噪声下的去噪效果;其次选取MIT⁃BIH数据库中的基线漂移信号bw,肌电干扰信号ma和105号、107号、123号ECG分别构建3组真实含噪ECG进行实验。评估与实验结果均表明本文方法可以简单、有效地同时去除ECG中的肌电干扰和基线漂移,去噪效果优于普通经验法。

单心动周期实时三维超声心动图对房间隔缺损患者右心室功能的研究

目的应用单心动周期实时三维超声心动图(single beat real-time three dimensional echocardiography.s RT-3DE)评价房间隔缺损患者右心室形态及功能,并探讨肺动脉压力对右心室功能的影响.方法研究对象分为4组:房间隔缺损组40例,其中肺动脉压轻度增高者15例(A组),肺动脉压中度增高者15例(B组),肺动脉压重度增高者10例(C组);正常组25例,均行实时三维超声心动图检查,通过右室分析软件获得右室舒张末容积(EDVRV)、右室收缩末容积(ESVRV)、右室每搏量(SVRV)、右室射血分数(RVEF)及右心室容积-时间曲线.结果房间隔缺损组(A、B、C组)EDVRV、ESVRV、SVRV、均大于对照组(P<0.01).C组EDVRV、ESVRV、SVRV大于A、B组(P<0.01).A、B组RVEF与对照组相比无明显差异(P>0.05),而C组的RVEF小于对照组及A、B组(P<0.01).C组RVEF与EDVRV、ESVRV、SVRV呈负相关(R=-0.738,P<0.05).房间隔缺损组右室容积随时间变化幅度较对照组低.结论 RT-3DE可快速、无创、准确的测定房间隔缺损患者右心室容积及射血分数,能反映其形态及功能的改变.随着肺动脉压力的升高,右心室容积代偿性增大,RVEF无明显降低,当肺动脉压重度增高时,右心功能失代偿,RVEF明显下降.右室容积及右心功能的变化可以间接反映肺动脉压力的高低.

从体表记录连续心动周期的希—浦电位

HPS电位从体表记录时是十分微弱的,它往往被放大器的本机噪声,肌电噪声和50Hz市电及其高次谐波所干扰,在我们的研究中采用了一些新技术克服上述的干扰。用多路性能相同的放大器进行空间相关的方法获得性能良好的低噪声放大器,用改进LMS算法的自适应滤波器抑制50Hz市电及其高次谐波而保证HpS中相应频率成份不丢失,并且能进行实时处理;空间相关电极的使用,有效地抑制了肌电噪声,并使HPS电位得到增强。成功地在每个心跳周期内记录到了HPS电位。

单心动周期实时三维超声对扩张型心肌病左心室收缩功能的评价

目的应用单心动周期实时三维超声(sRT-3DE)定量评价扩张型心肌病(DCM)患者左心室收缩功能。方法 DCM组和健康对照组各50例,获取sRT-3DE条件下的左室收缩末期容积(LVESV)、舒张末期容积(LVEDV)和射血分数(LVEF),并与二维超声Simpson法测值比较。结果对照组二维超声与sRT-3DE左心功能测值差异无统计学意义(P>0.05),二者相关性较好,DCM组sRT-3DE法测量的左心室LVEDV、LVESV高于二维超声测值,差异有统计学意义(P<0.05);sRT-3DE测量LVEF小于二维超声测值,差异有统计学意义(P<0.05),二维超声与sRT-3DE两种方式有一定相关性。结论 sRT-3DE可以获取真正的四维图像,精确地测量心腔容积,评价心脏功能;对心腔明显扩大变形者sRT-3DE测值优于二维超声。

新生儿心动周期信号混沌特征分析及参考值测定

目的 对正常新生儿心动周期信号混沌特征分析及参考值测定。方法 用重庆医科大学生物医学工程研究室研制的儿童心动周期信号混沌特征分析系统，ＩＩ导联，采样频率３００ Ｈｚ，获得５１２ 心动周期组成的心动周期信号（ＨＰＳ） 。计算ＨＰＳ的混沌特征参数：相对分散度（ＨＲＤ）、李氏指数（ＨＬＥ） 、分维数（ＨＦＤ） 和混沌度（ＨＣＣ）。分析ＨＰＳ的功率谱和动态谱。计算ＨＰＳ的功率谱参数９ 项。结果 正常新生儿ＨＰＳ 的混沌特征参数为：ＨＲＤ６ ．３３ ±１ ．８７ ；ＨＬＥ３．１７ ±０．７１ ；ＨＦＤ１．８３ ±０．０４；ＨＣＣ１９．９９±１２ ．４０ 。正常新生儿ＨＰＳ的功率谱特征参数为：超低频带功率（ＰＶＶ） ６２６．８９ ±４９６．４２ ＭＳ２ ； 低频带功率（ＰＶＬ）：２５１ ．３５ ±１７０．３１ ＭＳ２ ；高频带功率（ＰＶＨ） １４８．９７±１２８．５７ ＭＳ２ ；超低频带相对功率（ＰＲＶ） ５７ ．５４ ％ ±１５ ．６８％ ；低频带相对功率（ＰＲＬ） ２６．６８％ ±１０．１５％ ；高频带相对功率（ＰＲＨ） １５ ．１５ ％ ±７ ．３７ ％ ；超低频带与高频带功率比（ＲＶＨ） ５ ．５３ ±４．４８；低频带与高频带功率比（ＲＬＨ） １．９９±０．?

单心动周期全容积成像评价心肌梗死患者左心室收缩功能和收缩同步性

目的探讨应用单心动周期实时四维超声心动图(single beat real—time four dimensionalechocardiography.sRT-4DE)评价心肌梗死患者左室整体节段舒缩功能及室壁运动同步性,左室收缩缩功能对左心室室壁运动同步性的影响.方法研究对象分为2组:心肌梗死组40例,其中陈旧性前壁心肌梗死15例;正常组30例,均行实时四维超声心动图检查,通过左室分析软件获得整体及节段容积一时间曲线及左室整体及节段收缩功能参数、左室收缩同步性参数.结果心肌梗死组左室收缩未期容积(ESV)、左室舒张末期容积(EDV)显著大于正常组(P<0.01).左室射血分数(LVEF)显著小于正常组(P<0.01);心肌梗死组左室16节段收缩同步性参数显著大于正常组(P<0.01),其中SDI与LVEF的相关系数r=-0.521,P<0.01.与正常组相比,心肌梗死组16个节段的Dispes16、ESSI增大(P<0.05).结论 sRT-4DE能够准确评价心肌梗死患者左室收缩同步性及收缩功能,左室整体及节段收缩减退可影响左室室壁运动的同步性.

单心动周期实时三维超声心动图对冠心病患者左、右心功能的研究

目的应用单心动周期实时三维超声心动图(single-beat real-time three-dimensional echocardiography,s RT-3DE)评价冠心病(CHD)患者血管狭窄程度对左、右心功能的影响。方法 50例经皮冠状动脉造影术(PCA)证实单支右冠状动脉病变并且近段>50%狭窄或闭塞的CHD患者,分为50%<狭窄≤70%组和狭窄>70%组两个实验组,行s RT-3DE检查,与对照组比较,分析狭窄血管对心功能的影响,以及支配相关区域EF及平均充盈率(MFR)。结果 (1)50%<狭窄≤70%组、狭窄>70%组和对照组比较,LV-EF、及LV-MFR均有统计学意义(P<0.01),狭窄程度越重,LV-EF及LV-MFR越低。(2)50%<狭窄≤70%组、狭窄>70%组和对照组比较,RV-EF及RV-MFR差异均有统计学意义,狭窄程度越重,RV-EF及RV-MFR越低。(3)50%<狭窄≤70%组、狭窄>70%组和对照组比较,狭窄程度越重,血管病变所支配左室壁相对应节段的EF及MFR越低。结论单心动周期实时三维超声心动图能够很好评价冠心病患者左、右心功能。

心动周期信号中独立成分的分离

采用一项新的统计信号处理技术——独立成分分析提取心动周期信号子成分。从 10名受试者的仰卧和站立体位分别采集 8m in心电信号 ,进而提取心动周期信号。按时间延迟把心动周期信号分成 5组 ,进行独立成分分析 ,重构出两组成分。两组成分分别经傅立叶变换 ,结果显示一组信号成分集中于低频区域 (称为 IC1) ,另一组集中于高频区域 (称为 IC2 )。从仰卧位到站位 IC1的功率显著增加 (P<0 .0 1) ,IC2的功率没有显著的变化 (P>0 .0 5 ) ,IC1的功率占总功率的比值显著增加 (P<0 .0 1)。两体位的比较研究结果表明采用独立成分分析心动周期信号得到的两组成分中 ,IC1可以表征交感神经系统的活动 ,而 IC2表征了副交感神经系统的活动。

单心动周期实时三维超声心动图评价ASD右心室收缩功能

目的应用单心动周期实时三维超声心动图(sRT3DE)评价房间隔缺损(ASD)患者治疗前后右心室收缩功能及其影响因素。方法选取本院2017年1月～2018年6月收治的45例ASD患者为ASD组,45例健康志愿者为对照组。比较两组二维超声测量右心室舒张末内径(RVd)与右心室面积变化分数(RVFAC),sRT3DE测量右心室舒张末容积(RVEDV)、右心室收缩末容积(RVESV)、右心室每搏量(RVSV)、右心室射血分数(RVEF),比较ASD组封堵术前后及对照组右室收缩功能参数之间的差异,并分析RVEF与ASD大小、RVEDV、RVESV、RVSVASD的相关性,以及RVEF与RVFAC间相关性。结果 RVd、RVEDV、RVESV、RVSV测值比较,ASD术前>ASD术后>对照组,差异有统计学意义(P<0.01);RVFAC与RVEF测值比较,ASD术前<ASD术后<对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。ASD治疗前RVEF与ASD大小、RVEDV、RVESV呈负相关(r=-0.439、-0.310、-0.688,P<0.05),与RVSV无相关性(P>0.05)。RVEF与FAC呈良好正相关(r=0.853,P<0.05)。结论 sRT3DE能准确评价ASD治疗前后右心室收缩功能,ASD右室收缩功能与RVESV具有良好相关性。