本文關(guān)鍵詞：運動調(diào)制HRV信號的相關(guān)性與多重分形性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對復(fù)雜系統(tǒng)輸出信號的分形性研究,可得到該系統(tǒng)內(nèi)部的有用信息和狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換規(guī)律,從而方便對系統(tǒng)的非線性動力學(xué)行為的研究。心臟系統(tǒng)是自然界最復(fù)雜的系統(tǒng)之一,負責(zé)為人體的血液循環(huán)提供持久的動力。相關(guān)研究表明,心臟系統(tǒng)的復(fù)雜性是由心臟中多個自律組織共同作用的結(jié)果,同時受交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的協(xié)調(diào)控制。這種復(fù)雜而有組織的調(diào)控模式可通過心臟系統(tǒng)輸出信號的變異性表現(xiàn)出來,我們稱這種信號為心率變異性信號(HRV)。該信號是介于確定性信號與隨機信號之間的一種整體有序但局部無序的混沌信號。對心率變異信號的研究可以推廣非線性分析法在醫(yī)學(xué)信號分析中的應(yīng)用,而且可發(fā)現(xiàn)心臟系統(tǒng)的復(fù)雜性與自主神經(jīng)調(diào)控功能間的關(guān)系,為心血管疾病的理論研究提供有價值的信息。近些年,隨著人們對身心健康的關(guān)注,運動成為了日常生活不可缺少的組成部分。普通人如何健身來預(yù)防心腦血管疾病的發(fā)生,運動員如何訓(xùn)練來提高自身的運動水平已成為眾多學(xué)者在該領(lǐng)域研究的熱點。本文運用非線性理論中的分形方法,通過切實可行的實驗,建立了運動調(diào)制狀態(tài)下心率變異信號的分析模型。結(jié)合傳統(tǒng)R/S分析與Lo-R/S分析的優(yōu)點,改進了相關(guān)性分析方法,提出了HI-R/S分析模型和分形系數(shù)的概念,解決了傳統(tǒng)方法不能量化心率變異信號短程相關(guān)和長程相關(guān)的不足。從理論上模擬出了不同運動狀態(tài)心臟自主神經(jīng)間的轉(zhuǎn)換規(guī)律。同時將去勢波動分析與多重分形理論結(jié)合起來,從多標(biāo)度分形上探討了不同運動狀態(tài)下心率變異信號的多重分形特性和變化趨勢。分析了短程相關(guān)、長程相關(guān)、多重分形和自主神經(jīng)調(diào)控間的動態(tài)關(guān)系。得出了以下主要結(jié)論：(1)HI-R/S方法考慮了重標(biāo)極差曲線的斜率和截距共同蘊含的信號非線性動力學(xué)信息,彌補了傳統(tǒng)方法只考慮Hurst指數(shù)而忽視截距所包含信息的不足。通過比較HI-R/S與R/S,Lo-R/S的分析結(jié)果,可看出新方法能更好的區(qū)分不同運動狀態(tài)下HRV信號的分形性差異。更好地量化HRV信號相關(guān)性中短程相關(guān)和長程相關(guān)所占的比重,得出了運動前后短程相關(guān)與長程相關(guān)的強度幾乎相同,而運動中的相關(guān)性主要由長程相關(guān)來體現(xiàn)的結(jié)論。該方法更適合對非線性信號的相關(guān)性進行細節(jié)上的描述。(2)從去勢波動分析所得的廣義Hurst指數(shù)可看出,不同運動狀態(tài)下的HRV信號具有不同強度的多重分形特性。通過廣義Hurst指數(shù)與Legendre變換建立起相關(guān)性與多重分形性的關(guān)系,得出了低強度運動時心臟系統(tǒng)的多重分形特征明顯大于運動前和運動后的結(jié)論。因此,運動對HRV信號心率變異性的影響還取決于運動強度。通過對相關(guān)性分析和多重分形性分析結(jié)果的比較發(fā)現(xiàn),運動前后,HRV信號的長程相關(guān)性與多重分形性的變化趨勢相同,與短程相關(guān)性的變化趨勢相反。其生理意義及其與自主神經(jīng)的轉(zhuǎn)換規(guī)律間的關(guān)系還有待進一步研究。(3)通過比較上午和下午不同運動狀態(tài)下HRV信號的相關(guān)性和多重分形性發(fā)現(xiàn),下午不同運動狀態(tài)HRV信號的多重分形性差異較上午時小。結(jié)合長程相關(guān)性與多重分形性的含義可知下午時自主神經(jīng)對心臟系統(tǒng)的調(diào)控作用更強。最后,通過重復(fù)二元方差分析,證明了運動狀態(tài)和生理節(jié)律對心臟系統(tǒng)的復(fù)雜性程度都具有一定的影響,而且運動調(diào)制與生理節(jié)律之間存在明顯的互作效應(yīng)。從理論上講,下午時心臟的非線性狀態(tài)更適合進行高強度的體育鍛煉。
【關(guān)鍵詞】：運動調(diào)制 心率變異性 相關(guān)性分析 多重分形性分析 生理節(jié)律
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R54;TN911.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 研究背景與現(xiàn)狀9-11
• 1.3 論文的主要工作和章節(jié)結(jié)構(gòu)11-13
• 第2章 HRV信號分析的理論基礎(chǔ)13-29
• 2.1 心臟節(jié)律的混沌效應(yīng)13-16
• 2.2 HRV信號的分析方法16-27
• 2.2.1 HRV信號的線性分析法16-19
• 2.2.2 HRV信號的非線性分析法19-27
• 2.3 本章小結(jié)27-29
• 第3章 運動調(diào)制HRV信號的相關(guān)性分析29-43
• 3.1 運動調(diào)制HRV信號的研究意義29-30
• 3.2 HRV信號的數(shù)據(jù)來源30-31
• 3.3 R/S分析法簡介31-40
• 3.3.1 運動調(diào)制HRV信號的相關(guān)性分析32-37
• 3.3.2 HI-R/S方法在HRV信號相關(guān)性分析中的應(yīng)用37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-43
• 第4章 運動調(diào)制HRV信號的多重分形分析43-57
• 4.1 多重分形理論的提出43-44
• 4.2 去趨勢波動分析簡介44-47
• 4.3 MF-DFA對運動調(diào)制HRV信號的多重分形性研究47-52
• 4.4 運動調(diào)制與生理節(jié)律的互作效應(yīng)分析52-55
• 4.5 本章小結(jié)55-57
• 第5章 總結(jié)與展望57-59
• 5.1 總結(jié)57-58
• 5.2 今后工作的展望58-59
• 參考文獻59-65
• 致謝65-67
• 碩士學(xué)位期間的科研成果67

【參考文獻】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 侯鳳貞;心率變異性的時間不可逆性研究[D];南京大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：運動調(diào)制HRV信號的相關(guān)性與多重分形性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：451885