基于心率變異性的呼吸暫停期間自主神經(jīng)系統(tǒng)功能評價(jià)及呼吸暫停檢測的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-22 13:25
目的:經(jīng)常進(jìn)行呼吸暫停會(huì)增加心律失常的發(fā)病率。研究證明心臟活動(dòng)是在自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控下進(jìn)行的。心率變異性作為一種能夠測定自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。因此,本研究使用短時(shí)心率變異性的方法來分析呼吸暫停是如何影響自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能。在臨床上,不能及時(shí)糾正的呼吸暫停會(huì)導(dǎo)致心臟功能的失衡以及身體器官組織的缺氧,因此對于呼吸暫停的檢測越來越受到重視。我們打算使用心率變異性指標(biāo)建立機(jī)器學(xué)習(xí)模型來檢測呼吸暫停。研究方法:1.我們采集了45名健康受試者在正常呼吸以及10次呼吸暫停狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。同時(shí)在PhysioNet數(shù)據(jù)庫中下載了36名患者正常呼吸和10次呼吸暫停狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。然后,我們分別計(jì)算并比較了這些受試者在正常呼吸和呼吸暫停狀態(tài)下的心率變異性指標(biāo)值。2.基于研究1中所計(jì)算的心率變異性指標(biāo)建立多種機(jī)器學(xué)習(xí)模型來檢測呼吸暫停。結(jié)果:相比于正常呼吸時(shí),呼吸暫停會(huì)導(dǎo)致Mean-RR、nLF、LF/HF和α1的值顯著增加,rMSSD和nHF的值顯著減小。使用心率變異性指標(biāo)檢測呼吸暫停的準(zhǔn)確率可達(dá)到94.62%,靈敏度可達(dá)到93.68%,特異度可達(dá)到95.93%。結(jié)論:呼吸暫停不僅會(huì)導(dǎo)致自主神經(jīng)...
【文章來源】:中國醫(yī)科大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:47 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
RR間期示意圖
中國醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文4第一部分:使用HRV分析呼吸暫停對ANS功能的影響2材料與方法2.1數(shù)據(jù)的采集呼吸暫停可以分為自主性呼吸暫停以及非自主性呼吸暫停,自主性呼吸暫停一般受到人為意識(shí)的控制,非自主性呼吸暫停不受人為意識(shí)的控制。本研究為了更加全面地分析不同類型呼吸暫停對ANS功能的影響,我們不僅分析了健康受試者在自主性呼吸暫停狀態(tài)下的生理數(shù)據(jù)還分析了睡眠障礙患者在非自主性呼吸暫停狀態(tài)下的生理數(shù)據(jù)。本研究的受試者包含健康受試者和睡眠障礙患者兩類。對于健康受試者,我們共采集了45名受試者的生理數(shù)據(jù)。所有參加實(shí)驗(yàn)的受試者經(jīng)過調(diào)查沒有系統(tǒng)性疾病,沒有顯著的內(nèi)科疾病,沒有心血管類疾病,也沒有吸毒史及吸煙史,身體狀況良好。這項(xiàng)研究已經(jīng)取得了受試者的知情同意,經(jīng)過中國醫(yī)科大學(xué)人文機(jī)構(gòu)審查委員會(huì)批準(zhǔn)后,在中國臨床試驗(yàn)注冊中心進(jìn)行注冊,注冊編號(hào)為ChiCTR-DDD-17014238。在數(shù)據(jù)的采集過程中我們要求每名健康受試者以平躺的姿勢先進(jìn)行2分鐘時(shí)長的正常呼吸,然后保持20秒時(shí)長的自主性呼吸暫停,接著正常呼吸40秒,這種間歇性的呼吸共重復(fù)進(jìn)行10次,最后進(jìn)行3分鐘時(shí)長的正常呼吸,總時(shí)長共計(jì)約15分鐘,如圖2.1所示。在實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集過程中我們利用多導(dǎo)睡眠監(jiān)測儀(polysomnographg,PSG)采集所有受試者的ECG信號(hào)、鼻氣流壓力信號(hào)、血氧飽和度、脈率信號(hào)等13項(xiàng)生理信號(hào),所有的信號(hào)都是通過多通道同步進(jìn)行采集。其中,鼻氣流壓力信號(hào)和ECG信號(hào)的采樣率均為200HZ。圖2.1呼吸流程圖
中國醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文5對于睡眠障礙患者,我們從PhysioNet數(shù)據(jù)庫隨機(jī)下載了300名睡眠障礙患者的數(shù)據(jù)(https://physionet.org/physiobank/database/challenge/2018/#files)。然后以每名受試者最少有5分鐘時(shí)長的正常呼吸數(shù)據(jù)以及最少10次15秒時(shí)長以上的呼吸暫停數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)對這些睡眠障礙患者進(jìn)行篩選,最終得到符合我們實(shí)驗(yàn)要求的有36名睡眠障礙患者。我們對這36名受試者的睡眠呼吸暫停低通氣指數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),結(jié)果表明32名受試者都可明確為阻塞性睡眠呼吸暫;颊撸7小時(shí)發(fā)生大于30次呼吸暫停),其余4名為混合性睡眠呼吸暫;颊。共下載了這些睡眠障礙患者夜間約7小時(shí)的生理信號(hào)數(shù)據(jù),包括ECG信號(hào)、鼻氣流壓力信號(hào)和血氧飽和度等13項(xiàng)生理信號(hào)。這些生理信號(hào)均為多通道同步采集,其中鼻氣流壓力信號(hào)和ECG信號(hào)的采樣率均為200HZ。2.2數(shù)據(jù)的處理流程我們對每一位受試者采集得到的生理信號(hào)均做了預(yù)處理,如圖2.2所示。圖2.2數(shù)據(jù)處理流程圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于呼吸音的呼吸率監(jiān)測方法研究[J]. 李文宇,劉靜,于璐. 中國醫(yī)療器械雜志. 2018(06)
[2]關(guān)于深度學(xué)習(xí)的綜述與討論[J]. 胡越,羅東陽,花奎,路海明,張學(xué)工. 智能系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]脈率變異性估計(jì)心率變異性的可行性分析[J]. 徐禮勝,周樹然,姚陽,齊林. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[4]短時(shí)非線性方法用于心率變異性分析[J]. 劉紅奪兒,朱逸,湛萍,王志剛,彭屹. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]基于呼吸音的呼吸監(jiān)測方法初探[J]. 于璐,劉陽,黃德生. 中國醫(yī)療器械雜志. 2015(01)
[6]心率變異性的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 陳爾冬,周菁. 心血管病學(xué)進(jìn)展. 2014(04)
[7]基于Poincare差值散點(diǎn)圖的心率變異性分析方法研究[J]. 霍鋮宇,莊建軍,黃曉林,侯鳳貞,寧新寶. 物理學(xué)報(bào). 2012(19)
[8]心率變異性分析新進(jìn)展[J]. 周星彤,周宇政,劉暢,謝明亮. 中國醫(yī)藥指南. 2011(23)
[9]心率變異性分析方法的研究進(jìn)展[J]. 王步青,王衛(wèi)東. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2007(05)
[10]基于Mexican-hat小波的QRS檢測新方法[J]. 邱雅竹,丁顯峰,馮俊,莫智文. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2006(06)
博士論文
[1]心率變異性的非線性分析與模型仿真[D]. 李程.復(fù)旦大學(xué) 2010
本文編號(hào):3602275
【文章來源】:中國醫(yī)科大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:47 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
RR間期示意圖
中國醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文4第一部分:使用HRV分析呼吸暫停對ANS功能的影響2材料與方法2.1數(shù)據(jù)的采集呼吸暫停可以分為自主性呼吸暫停以及非自主性呼吸暫停,自主性呼吸暫停一般受到人為意識(shí)的控制,非自主性呼吸暫停不受人為意識(shí)的控制。本研究為了更加全面地分析不同類型呼吸暫停對ANS功能的影響,我們不僅分析了健康受試者在自主性呼吸暫停狀態(tài)下的生理數(shù)據(jù)還分析了睡眠障礙患者在非自主性呼吸暫停狀態(tài)下的生理數(shù)據(jù)。本研究的受試者包含健康受試者和睡眠障礙患者兩類。對于健康受試者,我們共采集了45名受試者的生理數(shù)據(jù)。所有參加實(shí)驗(yàn)的受試者經(jīng)過調(diào)查沒有系統(tǒng)性疾病,沒有顯著的內(nèi)科疾病,沒有心血管類疾病,也沒有吸毒史及吸煙史,身體狀況良好。這項(xiàng)研究已經(jīng)取得了受試者的知情同意,經(jīng)過中國醫(yī)科大學(xué)人文機(jī)構(gòu)審查委員會(huì)批準(zhǔn)后,在中國臨床試驗(yàn)注冊中心進(jìn)行注冊,注冊編號(hào)為ChiCTR-DDD-17014238。在數(shù)據(jù)的采集過程中我們要求每名健康受試者以平躺的姿勢先進(jìn)行2分鐘時(shí)長的正常呼吸,然后保持20秒時(shí)長的自主性呼吸暫停,接著正常呼吸40秒,這種間歇性的呼吸共重復(fù)進(jìn)行10次,最后進(jìn)行3分鐘時(shí)長的正常呼吸,總時(shí)長共計(jì)約15分鐘,如圖2.1所示。在實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集過程中我們利用多導(dǎo)睡眠監(jiān)測儀(polysomnographg,PSG)采集所有受試者的ECG信號(hào)、鼻氣流壓力信號(hào)、血氧飽和度、脈率信號(hào)等13項(xiàng)生理信號(hào),所有的信號(hào)都是通過多通道同步進(jìn)行采集。其中,鼻氣流壓力信號(hào)和ECG信號(hào)的采樣率均為200HZ。圖2.1呼吸流程圖
中國醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文5對于睡眠障礙患者,我們從PhysioNet數(shù)據(jù)庫隨機(jī)下載了300名睡眠障礙患者的數(shù)據(jù)(https://physionet.org/physiobank/database/challenge/2018/#files)。然后以每名受試者最少有5分鐘時(shí)長的正常呼吸數(shù)據(jù)以及最少10次15秒時(shí)長以上的呼吸暫停數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)對這些睡眠障礙患者進(jìn)行篩選,最終得到符合我們實(shí)驗(yàn)要求的有36名睡眠障礙患者。我們對這36名受試者的睡眠呼吸暫停低通氣指數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),結(jié)果表明32名受試者都可明確為阻塞性睡眠呼吸暫;颊撸7小時(shí)發(fā)生大于30次呼吸暫停),其余4名為混合性睡眠呼吸暫;颊。共下載了這些睡眠障礙患者夜間約7小時(shí)的生理信號(hào)數(shù)據(jù),包括ECG信號(hào)、鼻氣流壓力信號(hào)和血氧飽和度等13項(xiàng)生理信號(hào)。這些生理信號(hào)均為多通道同步采集,其中鼻氣流壓力信號(hào)和ECG信號(hào)的采樣率均為200HZ。2.2數(shù)據(jù)的處理流程我們對每一位受試者采集得到的生理信號(hào)均做了預(yù)處理,如圖2.2所示。圖2.2數(shù)據(jù)處理流程圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于呼吸音的呼吸率監(jiān)測方法研究[J]. 李文宇,劉靜,于璐. 中國醫(yī)療器械雜志. 2018(06)
[2]關(guān)于深度學(xué)習(xí)的綜述與討論[J]. 胡越,羅東陽,花奎,路海明,張學(xué)工. 智能系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]脈率變異性估計(jì)心率變異性的可行性分析[J]. 徐禮勝,周樹然,姚陽,齊林. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[4]短時(shí)非線性方法用于心率變異性分析[J]. 劉紅奪兒,朱逸,湛萍,王志剛,彭屹. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]基于呼吸音的呼吸監(jiān)測方法初探[J]. 于璐,劉陽,黃德生. 中國醫(yī)療器械雜志. 2015(01)
[6]心率變異性的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 陳爾冬,周菁. 心血管病學(xué)進(jìn)展. 2014(04)
[7]基于Poincare差值散點(diǎn)圖的心率變異性分析方法研究[J]. 霍鋮宇,莊建軍,黃曉林,侯鳳貞,寧新寶. 物理學(xué)報(bào). 2012(19)
[8]心率變異性分析新進(jìn)展[J]. 周星彤,周宇政,劉暢,謝明亮. 中國醫(yī)藥指南. 2011(23)
[9]心率變異性分析方法的研究進(jìn)展[J]. 王步青,王衛(wèi)東. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2007(05)
[10]基于Mexican-hat小波的QRS檢測新方法[J]. 邱雅竹,丁顯峰,馮俊,莫智文. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2006(06)
博士論文
[1]心率變異性的非線性分析與模型仿真[D]. 李程.復(fù)旦大學(xué) 2010
本文編號(hào):3602275
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