基于斜率阈值主分量分析的心率变异性相空间分布维数

摘要

心率变异性是指逐次心跳间期之间的时间差异,即使正常人在安静状态下,这种差异也普遍存在.心率变异性信号蕴含着自主神经系统对心血管调节的大量信息,富含复杂的非线性成分.本文从心率变异性数据在延迟嵌入相空间中的几何分布入手,提出分布维数的概念,并提出在主分量分析方法中以高斯信号的特征值谱斜率为阈值区分信号方向和噪声方向,以此研究在相同嵌入维下健康年轻人、健康老年人和充盈性心力衰竭病人的心率变异性数据在延迟重构相空间中的分布维数,发现健康年轻人的分布维数最高,健康老年人和充盈性心力衰竭病人的分布维数都大大降低.该方法需要的数据量小,计算简单,具有很好的抗噪声能力,为心率变异性的临床诊断提供了一种快速高效的途径.