| 【中文题名】 | 混沌在心电数据分析中的应用 |
| 【英文题名】 | Application of Chaos Theory on ECG Data Analysis |
| 【学科专业】 | 信号与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-1-9 |
| 【中关键词】 | 混沌,心电信号,R-R间期,关联维数,Lyapunov指数, |
| 【英关键词】 | Chaos,ECG signals,R-R interval,Correlation dimension,Lyapunov exponents, |
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| 【论文摘要】 |
对心电数据的研究可以帮助我们了解一些生理现象和疾病的病理机制。本论文的研究以临床应用为目的,通过分析心电信号及其R-R间期序列的混沌特征,探讨混沌动力学分析方法在研究心脏活动和疾病诊断中应用的可行性和适用程度,希望为研究心脏活动和进一步的早期临床诊断提供一些新的手段和方法。
本文采用MIT-BIH心电数据库中的健康人和室性失常病人、束支传导阻滞病人、室上病变病人等3种类型心脏病人的数据作为样本进行分析。在总结和研究了混沌动力学的基本原理,特别是从时间序列计算混沌动力学参数的基础上,利用功率谱分析、相空间重构、关联维数、最大Lyapunov指数、R-R间期序列散点图等分析技术,研究了心电信号及其R-R间期序列的混沌动力学系统和行为,得出一些有意义的结论。
1)心电信号及其R-R间期序列的功率谱均为连续的频谱,说明心脏系统信号不是简单的随机信号,也不是周期信号。2)在相空间重构的过程中,延迟时间的选取采用自相关函数法和C-C算法两种方法进行计算对比,并利用二维相空间重构图进行验证。结果表明,C-C算法优于自相关函数法,且此方法能同时确定嵌入维数。3)利用GP算法计算心电信号及其R-R间期... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-9 |
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1 绪论 |
9-13 |
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1.1 引言 |
9 |
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1.2 混沌研究的历史与现状 |
9-10 |
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1.3 混沌理论在心电数据中的应用 |
10-11 |
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1.4 本课题的研究意义 |
11-12 |
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1.5 本文的主要工作 |
12-13 |
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2 混沌动力学的基本原理 |
13-16 |
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2.1 混沌理论的产生和发展 |
13-14 |
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2.2 混沌的基本概念及特性 |
14-16 |
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2.2.1 相关概念 |
14-15 |
|
2.2.2 混沌的特性 |
15-16 |
|
3 混沌动力学的处理方法 |
16-26 |
|
3.1 功率谱分析法 |
16-17 |
|
3.2 相空间和时间序列的相空间重构 |
17-19 |
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3.3 延迟时间和嵌入维数的确定 |
19-23 |
|
3.3.1 延迟时间的确定 |
20 |
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3.3.2 嵌入维数的确定 |
20-21 |
|
3.3.3 C-C 算法 |
21-23 |
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3.4 关联维数的计算 |
23-24 |
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3.5 最大Lyapunov 指数的计算 |
24-26 |
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3.5.1 Lyapunov 指数的研究意义 |
25 |
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3.5.2 Lyapunov 指数的计算方法 |
25-26 |
|
4 心电信号的混沌分析 |
26-40 |
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4.1 心电信号的产生机理及心电图基本知识 |
26-28 |
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4.1.1 心电信号的产生机理 |
26-27 |
|
4.1.2 心电图基本知识 |
27-28 |
|
4.2 MIT-BIH 心电数据库介绍 |
28-29 |
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4.3 心电信号的功率谱分析 |
29-32 |
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4.4 心电信号的相空间重构 |
32-36 |
|
4.5 心电信号的关联维数 |
36-39 |
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4.6 心电信号的最大Lyapunov 指数 |
39-40 |
|
5 R-R 间期序列的混沌分析 |
40-57 |
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5.1 R-R 间期在心电图分析中的作用与意义 |
40-41 |
|
5.2 R-R 间期时间序列图 |
41-42 |
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5.3 R-R 间期序列的功率谱分析 |
42-45 |
|
5.4 R-R 间期序列的相空间重构 |
45-49 |
|
5.5 R-R 间期序列的关联维数 |
49-51 |
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5.6 R-R 间期序列的最大Lyapunov 指数 |
51-52 |
|
5.7 R-R 间期序列的散点图 |
52-57 |
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5.7.1 R-R 间期序列散点图的绘制方法 |
52-53 |
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5.7.2 R-R 间期序列散点图分析 |
53-54 |
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5.7.3 试验结果与分析 |
54-57 |
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6 结论与展望 |
57-60 |
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6.1 主要结论 |
57-59 |
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6.2 后续研究工作的展望 |
59-60 |
|
参考文献 |
60-65 |
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发表论文 |
65-66 |
|
致谢 |
66 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.365721 |
