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电刺激小脑顶核对亚健康人心率变异性影响的研究

作　者: 张莉
导　师: 田学隆
学　校: 重庆大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 心率变异性频域分析可重复性电刺激小脑顶核亚健康
分类号: R749.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 38次
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内容摘要

亚健康状态(Sub-health Status)是指人的身心处于疾病与健康之间的一种健康低质态。世界卫生组织的一项全球性调查表明75%的人处于亚健康状态。长期处于亚健康状态将导致中枢神经系统过度紧张,引发自主神经系统功能紊乱。电刺激小脑顶核(Fastigial Nucleus Stimulation, FNS)是近二十多年来研究发现的一种疾病治疗的新途径。研究发现,电刺激小脑顶核能够改善脑卒中患者心脏自主神经功能紊乱。心率变异性(Heart Rate Variability, HRV)分析是无创检测心脏自主神经调节功能的一种重要手段。心率变异性指连续心跳间瞬时心率的微小涨落,有时也指逐拍心跳RR间期的微小涨落。心率变异性信号蕴含了有关心血管调节的大量信息,提取和分析这些信息可以定量评估心脏交感神经和迷走神经活动的紧张性、均衡性及其对心血管系统活动的影响。本文对电刺激小脑顶核对亚健康人心率变异性的影响进行了初步研究。利用VB6.0和Matlab2008混合编程设计了一个HRV分析系统,完成了相关实验平台的搭建。系统主要包括两个功能模块:一是基于迈瑞PM-9000心电监护模块的心电信号采集模块,二是HRV信号短时程(5分钟)频域分析模块。采集的心电信号经去基线漂移和去噪后,利用连续小波变换标定R波峰,转换得到HRV信号,然后对HRV信号进行去除坏点、重采样和去直流等预处理。采用AR模型功率谱估计对预处理后的HRV信号进行功率谱估计。其中,AR模型参数的选取采用Burg算法。最后通过积分计算得到6个HRV频域参数。作为临床检测使用的参数,HRV必须具有较好的可重复性。采用Pearson相关系数和组内相关系数(Intraclass correlation coefficient, ICC)对20例正常志愿者短期内和长期内的HRV短时程频域参数的可重复性进行了研究。结果表明HRV频域参数在短期内和长期内都具有较好的可重复性,并且短期可重复性好于长期可重复性,为后续实验提供了基础依据。最后对电刺激小脑顶核对亚健康人心率变异性影响进行了初步实验。对6例亚健康人施加小脑顶核电刺激,对比电刺激前后HRV频域参数的变化,结果提示FNS对部分亚健康人心率变异性有改善作用,为后续实验研究提供了基础。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-9
1 绪论  9-15
  1.1 概述  9-12
    1.1.1 心率变异性  9-11
    1.1.2 亚健康  11-12
    1.1.3 电刺激小脑顶核  12
  1.2 本文的研究意义  12-13
  1.3 本文的主要内容  13-15
2 HRV 信号的获得和预处理  15-28
  2.1 心电信号的采集  15-16
  2.2 心电信号预处理  16-19
    2.2.1 去除基线漂移  16-18
    2.2.2 去除噪声  18-19
  2.3 R 波峰的标定  19-24
    2.3.1 QRS 检测概述  19-20
    2.3.2 连续小波变换用于R 波峰标定的原理  20-22
    2.3.3 连续小波变换用于R 波峰标定的流程  22-24
  2.4 HRV 信号的提取  24-26
    2.4.1 转换方法概述  24-25
    2.4.2 HRV 信号预处理  25-26
  2.5 本章小结  26-28
3 HRV 信号频域分析  28-34
  3.1 HRV 频域分析指标及生理意义  28-29
  3.2 HRV 信号AR 模型功率谱分析  29-33
    3.2.1 AR 模型功率谱估计的原理  29-30
    3.2.2 HRV 分析中AR 模型参数的确定  30-31
    3.2.3 HRV 信号AR 模型功率谱分析算法验证  31-33
  3.3 HRV 频域分析应注意的问题  33
  3.4 本章小结  33-34
4 基于 VB 和 Matlab 混合编程的 HRV 分析系统的设计  34-48
  4.1 VB 和Matlab 混合编程概述  34-38
    4.1.1 VB 和Matlab 混合编程的优点  34
    4.1.2 VB 和Matlab 混合编程的实现方式  34-35
    4.1.3 VB 和Matlab 混合编程中几个细节问题的解决  35-38
  4.2 系统的具体设计  38-46
    4.2.1 欢迎界面的设计  38-39
    4.2.2 系统简介模块的设计  39-40
    4.2.3 心电采集模块的设计  40-41
    4.2.4 HRV 分析模块的设计  41-46
  4.3 系统的打包发布  46-47
  4.4 本章小结  47-48
5 HRV 频域参数的可重复性研究  48-53
  5.1 数据采集和处理  48-49
    5.1.1 对象  48
    5.1.2 观察方法  48
    5.1.3 HRV 分析  48-49
  5.2 统计学分析  49-51
    5.2.1 平均数和标准差  49-50
    5.2.2 Pearson 相关系数  50
    5.2.3 组内相关系数  50-51
  5.3 结论  51
  5.4 本章小结  51-53
6 电刺激小脑顶核对亚健康人 HRV 影响的初步实验研究  53-58
  6.1 数据采集和处理  53-54
    6.1.1 对象  53-54
    6.1.2 观察方法  54
    6.1.3 HRV 分析  54
  6.2 实验结果  54-56
  6.3 实验分析  56-57
  6.4 本章小结  57-58
7 总结和展望  58-60
  7.1 主要结论  58
  7.2 后续工作中的展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
附录  65
  A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  65
  B. 实验附图  65

电刺激小脑顶核对亚健康人心率变异性影响的研究

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