颠倒睡眠状态调制心电信号非线性混沌特性的研究

本项目利用非线性分析方法分析心电信号，具体完成了以下几个方面的工作：第一，采用非线性方法估计心率变异性信号（HRV）的混沌强度，并利用相位随机替代数据法进行验证。第二，采用自回归（AR）模型分析法估计自主神经系统在24小时昼夜节律调控下相互的作用过程。将AR模型得到的结论与同一个体得到的混沌强度的结果进行比较分析，研究交感和副交感神经的相互作用与HRV信号混沌强度之间的依赖关系。第三，采集颠倒睡眠状态下人体的24小时心电信号，从中提取HRV信号。研究颠倒睡眠状态下HRV信号混沌强度的变化规律，以及自主神经相互作用的规律。与正常作息情况下的变化规律进行比较，探索颠倒睡眠状态对HRV信号混沌特性的影响。第四，采集不同时间段进行同一种运动锻炼的人体心电信号，并提取HRV信号。研究不同时间段进行运动锻炼对HRV信号混沌特性的影响，寻找一天中最佳的运动锻炼时间。第五，对心电和脑电之间的耦合，呼吸系统与心脏系统之间的耦合进行了研究。第六，对实际采集信号中数据丢失情况加以考虑，对非线性分析方法的可靠性进行了研究。本项目历时三年，超额完成了项目申请书中的目标。共发表SCI文章10余篇，分别发表在Europhysics Letters, Physica A, 中国科学, 物理学报等期刊上。此项目的研究共培养研究生5名。