最新心率变异性及其相关算法的实现课件PPT.ppt

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1、心率变异性及其相关算法的实现报告内容概念介绍基本原理与具体算法计算结果与结果分析算法总结疾病诊查与研究意义附加功能与参考文献概念介绍频域分析频域分析是将连续正常的R-R间期进行基于FFT的经典谱估计或基于自回归AR模型的现代谱估计获得的功率谱密度，可以作为定量的指标来描述HRV信号的能量分布情况，它将各种生理因素作适当分离后进行分析，因而有较大的临床应用价值。常用的谱参数有VLF极低频段（0.0033~0.04Hz）的功率、LF低频段（0.04~0.15Hz）的功率、HF高频段（0.15~0.4Hz）的功率、TP

2、信号总功率（VLF、LF和HF的总和）。基本原理具体算法QRS波群提取的微分阈值法低通滤波高通滤波微分平方加窗平均阈值设定以及判断低通滤波低通滤波旨在去除高频（肌电、高频电刀等）干扰，其传递函数为对应的差分方程为低通滤波虽然滤除了高频干扰，但它带来了极大的基漂，所以仅仅进行低通滤波是不够的，还必须利用高通滤波来消除这些基漂高通滤波高通滤波旨在去除低频（基漂）干扰，其传递函数为对应的差分方程为高通滤波有效的去除了基漂，但是噪声部分的干扰依然较大，为了更有效的提取QRS波群，必须对信号进行微分计算微分微分算法的传递函

3、数为对应的差分方程为微分使得正负半轴的信号幅值近乎相等平方及加窗平均平方旨在将幅值为负的信号变为幅值为正的信号，32点加窗平均旨在对平方后的信号进行平滑处理，其传递函数为对应的差分方程为阈值设定及判断阈值设定采用自适应迭代法利用MATLAB的findpeaks函数对信号中的峰值进行检测，得到一组数据，设为PEAK(i)当前检测到的峰值PEAK(i)为信号峰值时，更新SPK(i)：当前检测到的峰值PEAK(i)为噪声峰值时，更新NPK(i)：初值设定：SPK(0)为前8个连续的1s内各自最大值的平均；NPK(0)为

4、0阈值设定及判断更新当前的阈值时域参数的计算方法均值（MEAN）旨在反映R-R间期的平均水平，其计算公式为总体标准差（SDNN）可以用来评估24h长程HRV的总体变化，其计算公式为时域参数的计算方法均值标准差（SDANN）反映HRV中的慢变化成分，其计算公式为差值均方的平方根（r-MSSD）反映HRV中的快变化成分，其计算公式为时域参数SDNNSDANNr-MSSD18~29岁169.92±41.01151.07±41.3172.39±47.1030~49岁148.31±32.80130.23±33.7548.4

5、0±20.9050~69岁121.19±29.27108.87±28.4640.40±18.29频域参数的计算方法本报告是基于FFT的经典谱估计的方法计算频域参数的各频域参数及其生理意义如下表所示：频域参数参数意义VLF极低频段（0.0033~0.04Hz）的功率机制不明。可能是与体温调节、肾素血管紧张素系统及体液因子等因素有关的长期的调节机制有关LF低频段（0.04~0.15Hz）的功率解释仍然有争议，但是大多数学者认为它是交感神经活动的标志HF高频段（0.15~0.4Hz）的功率由迷走神经介导，代表呼吸变异T

6、P信号总功率（VLF、LF和HF的总和）信号总的变异性计算结果结果分析时域参数结果分析本报告采用了10段ECG数据，每段1min，采样率200Hz，幅度单位mV组号心率（次/min）MEAN(ms)SDNN(ms)r-MSSD(ms)174812.328849.835980.0976271849.785750.031726.7842370855.579733.007930.1528474811.438435.447051.5658567881.666797.938348.50856581.0340e+00394.

7、7038133.6006765911.4063268.0230497.3370886691.2941211.7645387.6543993641.413041.665960.317410103579.951098.6092172.1738时域参数结果分析不正常组的数据提供者自身的心率变异性存在问题；由于SDNN是一个受个体差异、时空差异干扰很大的参数，所以如果数据的样本容量太小，则样本对总体缺乏足够的代表性，从而难以保证SDNN推算结果的精确度和可靠性。对于时域参数来说，本报告中数据长度只有1min是远远不够的，

8、一般计算SDNN的数据长度都必须是24h以上。频域参数结果分析频域参数结果分析由于样本容量和心率采集分辨率的限制，导致数据的功率谱在0.0033Hz~0.4Hz频段中没有采样点，所以我们无法计算频域参数VLF、LF、HF和TP。对于频域参数来说，本报告中数据长度只有1min也是远远不够的，一般计算频域参数的数据长度都必须是24h以上。算法总结算法总结1在计算心率变异性之前