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基于大Lyapunov指数的心音信号混沌特性分析
目的 寻求无创伤的且能自适应信号变化的方法区分正常和异常的心音信号,为临床诊断提供更简捷的参考方法.方法 本文以心音信号非线性时间序列大Lyapunov指数为主线,根据心音信号不同阶段特性的统一性,提出了对信号分阶段进行研究的方法.首先对7种具有代表性的正常和异常心音信号的S1、S2心音分别分3阶段进行相空间重构,然后结合各阶段求得的相空间重构参数计算对应的大Lyapunov指数,后对正常、异常心音信号大Lyapunov指数均值进行比较分析.结果 正常S1心音信号的大Lyapunov指数均值0.1450,远大于异常S1心音信号,正常S2心音信号的大Lyapunov指数均值也比异常S2心音信号大很多.结论 心音信号中确实存在混沌现象,且正常(健康)心脏运动到S1和S2阶段的混沌程度要比异常(病态)时高.
关键词： 相空间重构 最大Lyapunov指数 S1心音 S2心音 混沌特性 -
RR间隔的相关维及大Lyapunov指数定征
目的寻找三组对象RR间存在确定性混沌的证据,并定量描述这种混沌现象.方法提出一种改进的Grassberger-Procaccia (GP) 算法并求得10名健康年轻人,10名健康老人,10名房颤病人RR间的相关维,同时计算了其大Lyapunov指数. 结果健康年轻人的心脏是约7～8维的复杂动力学系统,健康老人约6～6.5维,而房颤病人为4～4.5维.健康年轻人的大Lyapunov指数为0.19～0.23,健康老人为0.12～0.16,房颤病人为0.083～0.123.结论研究表明健康年轻人、健康老人及房颤病人的RR间是混沌的.相关维和大Lyapunov指数从健康年轻人到健康老人再到房颤病人是逐渐减小的,这反映了心脏健康状况下降时其复杂性也减小.因此,相关维和大Lyapunov指数可能成为新的无损伤检测心脏功能的手段.
关键词： RR间 相关维 最大Lyapunov指数 相空间重构 混沌 -
咬肌电大Lyapunov指数功能分析
目的:将混沌特征量应用于偏侧咀嚼预测.方法:采用混沌分析方法中的小数据量法计算了男性和女性的咬肌电的大Lyapunov指数,对大Lyapunov指数应用可重复双因素方差分析处理.结果:咬肌电具有混沌特性;男性咬肌电大Lyapunov指数明显高于女性咬肌电大Lyapunov指数;左右2侧的咬肌电混沌程度相当.结论:可以将大Lvapunov指数用于表征咬肌电,在预测和诊断偏侧咀嚼时,左右2侧咬肌电大hapunov指数对比分析可以用于参考.
关键词： 咬肌 最大Lyapunov指数 可重复双因素方差分析 偏侧咀嚼 -
基于小波和非线性指标的表面肌电信号动作特征分析
由于表面肌电信号的复杂性,使得寻找到适合其分类的特征是非常困难的事情,因此,特征选取在表面肌电信号的模式识别中有着决定性的作用.表面肌电信号具有非平稳,非线性的特性.小波分析是一种分析非平稳信号的有效工具,而大Lyapunov指数己广泛应用于判定非线性指标中.文章基于小波分析和Lyapunov指数的特点,提出了算法上的改进方案,利用小波分析和大Lyapunov指数相结合的方法对表面肌电信号进行分类识别,取得了很好的分类效果.
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基于关联维数和大Lyapunov指数的运动HRV信号的研究
采用非线性方法研究了应激条件下心血管系统的调节功能状况.以30例中老年高血压患者和30例年轻健康者作为研究对象,首先采集阶梯试验中的动态心电信号,通过信号预处理获得运动心率变异性(exercise heart rate variability,EHRV),然后从运动前静息期和运动后恢复期EHRV中提取两个非线性指标--关联维数和大Lyapunov指数,后进行了统计分析.发现在两组测试对象中,除了运动前的大Lyapunov指数,其余三个指标均有显著差异性,可有效区分高血压患者和健康者两组人群.对于健康者,运动前与运动后的关联维数、大Lyapunov指数分别都具有显著差异性,而高血压患者运动前后的两个非线性指标都不具有显著差异性.说明健康者的交感神经系统在应激状态下能作出适应性的调节,而高血压患者此调节功能不明显.
关键词： 关联维数 最大Lyapunov指数 EHRV 心血管调节功能 阶梯试验 -
一种基于大Lyapunov指数的平衡站立能力评价方法
为了科学评价人体站立平衡能力,本文基于混沌系统非线性分析理论,提出了一种新的评价方法.该方法利用运动平台对受试者足底施加前后方向正弦式运动刺激,采用三个加速度传感器固定于受试者肩、髋、膝,采集人体平衡调节的动态数据.通过重构系统的相空间,计算得到受试者不同体段动态数据的大Lyapunov指数(LLE),用LLE的差值平方和(SSDLLE)作为平衡能力的评价指标.后用该方法计算了20位受试者的平衡指标,并与传统评价方法的结果进行对比,结果表明SSDLLE较为符合受试者的平衡表现,可以在一定程度上用于评测人体的平衡能力.此外,结果还表明人体各个关节的协调能力决定了平衡能力的优劣;各体段的混沌特性的差异与个体的站立平衡能力是存在相关性的.
关键词： 站立平衡 最大Lyapunov指数 评价指标 混沌 加速度传感器 -
基于非线性混沌的心律失常心音信号分析
本文基于非线性混沌理论,对正常及心律失常心音信号的关联维数及大Lyapunov指数进行了计算和混沌特性分析,从而提出一种新的心律失常分析方法.对30例健康人和30例心律失常患者的分析结果显示,正常心音和心律失常心音的关联维数和大Lyapunov指数具有显著性差异.由于心律失常心音信号时序上的不规则性,导致其可预测性下降,与正常心音信号相比,具有较高的复杂度,从而具有比正常心音更大的关联维数和大Lyapunov指数值.故关联维数和大Lyapunov指数可用于分析心律失常心音信号及其特征提取.
关键词： 混沌 心音 心律失常 关联维数 最大Lyapunov指数
