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HRV的大李雅普诺夫指数估计
对心率变异性(HRV)进行了研究,比较了心率正常者与心率失常者HRV之间的大李雅普诺夫指数上的差别.人在正常状态和病理状态下的HRV信号大李雅普诺夫指数是不同的,当出现病理心血管事件时,指数α减少,因此李雅普诺夫指数可作为人体是否异常或处于何种异常状态的特征刻画指标,本文心率正常者HRV信号的大李雅普诺夫指数为0.45907,心率不齐者的大李雅普诺夫指数是0.41472.它们均为混沌信号,但是处于心率不齐状态的节律混沌程度明显比处于心率正常状态的节律混沌程度低.
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混沌与分形及其在心电信号研究中的应用
混沌与分形是自然界普遍存在的现象,具有分形结构的系统其行为往往表现为混沌.心脏具有分形的结构,是一个复杂的非线性动力学系统,心脏运动具有混沌的动力学规律.将混沌与分形理论用于心脏电活动的研究,符合心脏运动的非线性本质,能揭示其深层内在机制.对一个混沌系统的研究主要是利用时间序列来描述系统的奇异吸引子状态,所采用的指标包括Poincare′图、分形维数、李氏指数、熵、分形标度指数、Hurst 指数等.本文介绍了混沌与分形的基本概念与研究方法,并以心室纤颤为例说明了它们在心电信号研究中的应用状况.
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脑电中的混沌
本文简要回顾了脑电(Electroencephalogram ,EEG)研究的历史和现状 ,重点评述了混沌理论在脑电研究中的意义、应用及进展,并对目前研究中存在的问题和进一步的发展方向进行了讨论.
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一种编码式Lempel-Ziv复杂度用于生理信号复杂度分析
准确区分生理序列随机性与混沌性,且不受序列长度与参数的影响是衡量复杂度算法的关键.本文提出了一种编码式Lempel-Ziv(LZ)算法,分别从序列随机性与混沌性的区分、长度的影响、动力学性质突变的敏感性、高斯白与粉红噪声复杂度测量等4个方面与经典LZ算法、多状态LZ算法、样本熵以及排列熵进行比较.结果显示,在短、中、长时(100、500、5 000点)下,编码式LZ算法均能准确区分随机与混沌性,正确测度高斯噪声的复杂度低于粉红噪声,并能准确响应序列动力学性质的改变.本文采用美国麻省理工学院(MIT)和波士顿贝斯以色列医院(BIH)联合建立的的MIT-BIH心电数据库中的充血性心力衰竭RR间期(CHF-RR)数据和正常窦性心律RR间期(NSR-RR)数据进行测试,实验结果显示,在各种时长下,编码式LZ复杂度算法均能准确地得出心力衰竭的复杂度低于窦性心律(P＜0.01)的结果,且不受长度与参数影响,具有较强的泛化能力.
关键词： 编码式Lempel-Ziv复杂度 复杂性分析 Logistic映射 熵 混沌 -
一种基于五声音阶和混沌的耳鸣康复音生成方法
耳鸣是一种常见临床症状,发病率很高,严重影响患者生活质量.科学研究表明,利用某些相似不重复的音乐可缓解耳鸣.通过混沌系统直接映射合成的音乐虽整体符合相似不重复特性,但其音乐内部仍会出现同一音调连续重复多次或音调突变情况.针对这一问题,本文基于五声音阶、混沌理论,借助乐器数字接口(MIDI)技术,提出了一种新的耳鸣康复音生成方法.试听结果表明,这种方法生成的耳鸣康复音不仅具有自相似性,在可控范围内不会完全重复;并且音乐内部不会有较大的音调突变,因此将其应用于耳鸣治疗具有一定参考价值.
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基于非线性混沌分析的急性低血压预测
重症监护室中急性低血压发生的预测研究是临床医学的重点与难点.本文应用非线性混沌分析方法,对MIMICⅡ临床记录中患者的平均动脉压时间序列信号进行分析,构建患者的李雅普诺夫指数变化曲线.研究发现患者在急性低血压症状发生前一般会出现明显的指数曲线突变情况,这为急性低血压的有效预测提供了直观的依据,为急性低血压的理论研究与应用提供了一条可参考的思路.
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瞬时混沌强度在心电研究中的应用
我们在建立均匀度理论的基础上,定义了瞬时混沌强度,并应用瞬时混沌强度对来自MIT-BIH数据库的例子数据、窦性心率数据和心率失常数据进行了分析,瞬时混沌强度能分辨心率变异系数(Heart rate variability,HRV)无法分辨的情况.窦性心率的瞬时混沌强度有3大特点:(1)即时回零;(2)平稳性,它对空代步数是平稳的;(3)均值范围:2～7,方差范围:1.5～5.这说明,瞬时混沌强度也需要有一定的变异性.对心率失常的病例进行的研究表明,它们分别有不回零、不平稳和均值或标准差过低的情况.显然,由于瞬时混沌强度的算法简单,它大大地有利于临床病理分析和应用.
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心脏电活动的非线性分析用于心血管疾病的诊断及危险预测
心脏电活动是非线性的,非线性是复杂性产生的根源,所以识别心电的本质特征是比较困难的.迄今已有很多识别心电特征的指数,这些指数各有特点并可应用于心血管疾病的早期诊断和危险预测中.
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迷走神经刺激参数对大鼠癫痫抑制作用的影响
目的探索迷走神经刺激控制癫痫的佳刺激参数.方法在青霉素诱发的癫痫模型上,电刺激迷走神经以控制大鼠的癫痫发作,比较不同频率和不同时间序列电脉冲的迷走神经刺激对大鼠癫痫的抑制作用.结果迷走神经刺激可以抑制青霉素诱发的大鼠癫痫活动.在5～20 Hz范围内,随迷走神经刺激频率的增高,迷走神经刺激对大鼠癫痫的抑制程度从(68.3±10.2)%增大到(97.1±19.5)%,对癫痫的抑制时间从(51.7±2.5)s增加到(451.5±48.2)s (P<0.01).不同时间序列的迷走神经刺激对大鼠癫痫的抑制作用是不同的,混沌的迷走神经刺激比周期的迷走神经刺激对癫痫的抑制程度大,分别是(88.3±2.8)%和(72.4±3.6)%,(P<0.05),抑制时间也长,分别为(243.3±21.5)s和(153.4±17.2)s,(P<0.05).结论刺激电脉冲的时间序列是影响迷走神经刺激效果的重要参数之一,混沌的迷走神经刺激对大鼠癫痫的抑制作用比周期的迷走神经刺激的作用强.
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局部狭窄动脉中血液流动的稳定性与混沌
目的研究动脉局部狭窄时血液流动的稳定性与混沌特性.方法采用有限差分方法,将偏微分方程组约化为常微分方程组.结果求得了动力系统的平衡解与稳定性;求得了动力系统大的Lyapunov指数.结论动力系统的混沌运动与血液流动的湍流存在着关联.
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神经元自发放电混沌节律中的高阶非稳定周期轨道
0 引言在神经元上记录到的放电多数为不规则模式，这类节律是否服从确定性混沌规律一直是研究的热点. 混沌系统生成的奇怪吸引子包含无穷多的非稳定周期轨道(UPOs)，它们构成了吸引子的骨架［1］. 运用实验数据集的非稳定周期轨道检测，可辨别节律中存在的确定性和可预报性［2］. 我们分析大鼠坐骨神经结扎损伤模型的起步点的不规则节律，运用UPOs分析确认其混沌性，进一步分析高阶的非稳定周期轨道.
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血压波动是混沌吗?
血压波动是由心脏与血管系统动态的共同作用所产生的一种动力学模型,其调控机制十分复杂,参与因素数量庞大.通过混沌理论研究血压波动,有利于更好地理解血压波动的调控机制,指导其基础与临床研究.
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入帘青
夏至以后,明亮的天光像瀑布一样倾泻在庭院里,亮晶晶,亮闪闪,亮晃晃,那种金属般的光芒,真让人心神不宁.竹帘子,挂起来.窗上卷一挂,门上垂一挂.竹帘缓缓放下,强光含吮其中,它滤去了尖锐,只留下熹微般的混沌.走进屋子,犹如走进初雪霏微的妫阴冬日;时间,有了一种模糊感,温润,柔软.
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医学理念革命的下一个路口--在混沌和精确之间荡秋千
现代医学的迅猛发展，临床医学已从“混沌”状态发展到了“精确”定位诊断、“精确”治疗的严谨学科；医学诊断治疗的精确定位弥补了古代医学认识的不足，同时提高了患者诊治的效率，很大程度上促进了身体健康和人类寿命。然而在现代医学诊疗过程趋于近乎工厂化的处理，让患者也感觉在医疗机构中被当做一个机器，而非作为一个有着灵魂和思想的生命个体。探索未来医学理念的变革应把精确和混沌概念相互结合，综合考虑，以帮助人们恢复健康，维持健康。
