利用R-R间期辨别房颤与正常窦性心律

研究利用R-R间期快速精确检测房颤(atrial fibrillation,AF)的新方法。研究重构相空间中正常窦性心律(normal sinus rhythm,NSR)与AF R-R间期两点间距离的概率密度函数(probability density function,PDF),发现两者PDF分布显著不同,在此基础上定义了特征量k,并用k检测各400段AF与NSR R-R间期。证明算法响应速度快,检测精度高(平均灵敏度97.0%,平均特异性95.2%)。     

基于LabVIEW的便携式房颤检测系统的研制

目的:基于LabVIEW构建了便携式房颤检测系统。方法:系统采用上、下位机结构,上位机为笔记本电脑,下位机为心电采集模块,上下位机由USB口连接。提出概率密度函数法,研究R-R间期相空间重构后两点间距离的概率密度函数曲线形状并提取特征参数kn,可精确检测房颤。上位机软件采用LabVIEW编程,分为心电信号提取模块、R-R间期提取模块及概率密度函数法检测房颤模块。三个模块中设置了二个缓存,通过缓存模式保证三个模块并行运行,提高了系统的实时性。结果:实验表明该系统可快速准确检测房颤,只需60个R-R间期(不到1分钟的心电数据),检测房颤精度大于95%。结论:系统可用于房颤的快速、精确检测及房颤治疗后疗效的评估。     

一种基于R-R间期的改进型模板匹配法在心电图自动诊断中的应用

目的探讨R-R间期的改进型模板匹配法在心电图(ECG)自动诊断中的应用。方法选择26例受试者ECG数据作为研究对象,分为3组。10例心律失常患者数据作为实验组,其中男性7例,女性3例,年龄24~75岁,平均年龄58.4岁。再选取10例正常人数据作为对照组,其中男性3例,女性7例,年龄26~45岁,平均年龄32.2岁。另选取6例ECG时间大于6 h的长时间病例数据用以证实算法的稳定性,其中男性3例,女性3例,年龄42~63岁,平均年龄56.6岁。使用改进型的信号模板匹配算法检测R波并进而利用计算机程序计算出诊断心率变异性(HRV)的多个因素,借用美国麻省理工学院生理数据库(MIT/BIH)中数据进行测试,对测试结果分组进行统计学检验。结果所选数据组间R-R间期标准差(SDNN)、相邻R-R间期差值的均方根值(RNSSD)、正常窦性心搏间期的平均值(NNVGR)、相邻R-R间期差值大于50 ms的个数占所有R-R间期个数的百分比(PNN50)的计算结果在实验组与对照组之间差异存在统计学意义(P<0.05)。根据改进型模板匹配法得到的6例长时间病例心律失常患者均值都高于对照组。结论该方法可以用来初步筛选ECG心律失常患者,可作为心电预警自动诊断的一种检测参考方法。     

洛伦兹散点图及其在房颤自动诊断中的应用

介绍了洛伦兹散点图的概念，以及在使用散点图时的定性分析和定量指标，并给出了长短轴比值的参数。利用散点图对比了房颤和窦性心率心电图，指出了在不同情况下散点图形状的区别，以及长短轴比值的差异。在进行心电信号的自动检测时，洛伦兹散点图可以作为辅助判断房颤的标准。     

不同程度冠脉狭窄对心电及R-R间期序列Lyapunov指数的影响

目的：已有的研究表明，心脏的活动是混沌的。心电时间序列的非线性动力学数值指标可反映心脏的总体动态活动特征。本文试图探讨不同程度冠脉狭窄对心电及R－R间期序列Lyapunov指数的影响。方法 通过对不同程度冠脉狭窄的冠心病患者和正常人的心电和R－R间期时间序列的Lyapunov指数计算，以期从医学数据统计中发现有价值的规律性。结果 初步研究表明，正常人和冠脉重度狭窄患者心电序列的Lyapunov指数有显著统计差别，但正常人和冠脉轻度狭窄患者心电序列的Lyapunov指数无显著差别；正常人和冠脉轻、重度狭窄患者心电R－R间期时间序列的Lyapunov指数均有显著统计差别。结论 R－R间期序列比心电图能提供更多心脏电活动的信息。而正常人和冠脉轻度狭窄患者R－R间期时间序列的Lyapunov指数的显著差别，提示在心电信号的异常波形尚不足以被识别时，可能利用该指数对心脏的健康状况进行早期评估。     

不同程度冠脉狭窄对心电及R-R间期序列Lyapun0V指数的影响

目的已有的研究表明,心脏的活动是混沌的。心电时间序列的非线性动力学数值指标可反映心脏的总体动态活动特征。本文试图探讨不同程度冠脉狭窄对心电及R-R间期序列Lyapunov指数的影响。方法通过对不同程度冠脉狭窄的冠心病患者和正常人的海电和R-R间期时间序列的Lyapunov指数计算,以期从医学数据统计中发现有价值的规律性。结果初步研究表明,正常人和冠脉重度狭窄患者心电序列的Lyapunov指数有显著统计差别,但正常人和冠脉轻度狭窄患者心电序列的Lyapunov指数无显著差别;正常人和冠脉轻、重度狭窄患者心电R-R间期时间序列的Lyapunov指数均有显著统计差别。结论R-R间期序列比心电图能提供更多心脏电活动的信息。而正常人和冠脉轻度狭窄患者R-R间期时间序列的Lyapunov指数的显著差别,提示在心电信号的异常波形尚不足以被识别时,可能利用该指数对心脏的健康状况进行早期评估。     

一种快速检测房颤方法的研究

该文介绍了一种通过心电图RR间期数据进行快速检测房颤症状的方法。借助MIT-BIH提供的正常窦性心律与房颤数据库,分别提取100个连续RR间期数据,对其进行相空间重构,并构造概率密度函数曲线,通过概率密度函数曲线的偏态系数及曲线峰值对应横坐标位置进行区分房颤与正常窦性心律。结果表明,该方法通过使用100个连续RR间期数据进行区分房颤与正常窦性心律,准确率为0.94,适合快速检测房颤时使用。     

LabVIEW与MATLAB混合编程实现高精度QT间期实时自动化检测

目的 研究基于Labview与Matlab混合编程的方法实现高精度QT间期实时自动化检测。方法 在LabVIEW中调用MATLAB Script Node节点解决复杂的数字计算操作。首先,设计了一套基于LabVIEW的心电信号采集系统。然后,采用模板匹配法求解相关系数,实现实时QRS波顶点位置的获取。最后,使用T波分类与多算法结合的方法实现高精度QT间期实时检测。结果 成功实现了RR间期和QT间期实时自动化检测,相关性分析实验结果表明QTa与QTm间具有线性相关性,且相关度均达到0.9以上。结论 笔者从两个方面考虑,一方面,通过硬件与软件相结合提高心电信号的信噪比。另一方面,使用T波分类与多算法结合实现T波终点准确计算。实验结果表明,高精度QT间期实时自动化检测具有现实可行性。     

LabVIEW与MATLAB混合编程实现高精度QT间期实时自动化检测

目的研究基于LabVIEW与MATLAB混合编程的方法实现高精度QT间期实时自动化检测。方法在LabVIEW中调用MATLAB Script节点解决复杂的数字计算操作。首先,设计了一套基于LabVIEW的心电信号采集系统。然后,采用模板匹配法求解相关系数,实现实时QRS波顶点位置的获取。最后,使用T波分类与多算法结合的方法实现高精度QT间期实时检测。结果成功实现了RR间期和QT间期实时自动化检测,相关性分析实验结果表明QTa与QTm间具有线性相关性,且相关度均达到0.9以上。结论笔者从两个方面考虑,一方面,通过硬件与软件相结合提高心电信号的信噪比。另一方面,使用T波分类与多算法结合实现T波终点准确计算。实验结果表明,高精度QT间期实时自动化检测具有现实可行性。     

基于RR间期的非线性特征预测房颤终止

识别和描述房颤有可能自发终止或持续，不仅可以更好地了解心律不齐终止的机制，还可以更有效地治疗持续房颤。本研究从两种非线性分析的角度提取房颤信号RR间期的特征，并预测房颤是否能自发终止。一是计算心电信号RR间期序列的Lempel-Ziv复杂度，二是基于符号动力学将RR间期序列转换成符号串，对符号串编码得到符号码，计算各符号码的发生概率，取符号码110的发生概率和符号码发生概率的香农熵作为RR间期序列的特征参数。基于从RR间期提取的上述三个非线性参数，建立模糊分类器来预测房颤是否能终止。实验研究了一个由Hoher心电信号组成的房颤数据库，它包括一个训练集和两个测试集（A和B）。结果表明：本方法可正确分类90％的测试集A和80％的测试集B，和以前方法相比，预测房颤终止的准确率提高了约10％。可见，本方法对Hoher心电信号预测房颤的自发终止是有效的。     

A probability density function method for detecting atrial fibrillation using R-R intervals

A probability density function (PDF) method is proposed for investigating the structure of the reconstructed attractor of R-R intervals. By constructing the PDF of distance between two points in the reconstructed phase space of R-R intervals of normal sinus rhythm (NSR) and atrial fibrillation (AF), it is found that the distributions of PDF of NSR and AF R-R intervals have significant differences. By taking advantage of their differences, a characteristic parameter k(n), which represents the sum of n points slope in filtered PDF curve, is put forward to detect both 400 segments of NSR and AF R-R intervals from the MIT-BIH Atrial Fibrillation database. Parameters such as number of R-R intervals, number of embedding dimensions and slope are optimized for the best detection performance. Results demonstrate that the new algorithm has a fast response speed with R-R intervals as short as 40, and shows a sensitivity of 0.978, and a specificity of 0.990 in the best detecting performance.     

Impairment of pulmonary function is an independent risk factor for atrial fibrillation: the Takahata study

Background: Chronic pulmonary disorders, such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and fibrosing lung diseases, and atrial fibrillation (AF), are prevalent in elderly people. The impact of cardiac co-morbidities in the elderly, where pulmonary function is impaired, cannot be ignored as they influence mortality. The relationship between the prevalence of AF and pulmonary function is unclear. The aim of this study was to evaluate this relationship in participants in a health check.Methods: Subjects aged 40 or older (n = 2,917) who participated in a community-based annual health check in Takahata, Japan, from 2004 through to 2005, were enrolled in the study. We performed blood pressure measurements, blood sampling, electrocardiograms, and spirometry on these subjects.Results: The mean FEV₁ % predicted and FVC % predicted in AF subjects was significantly lower than in non-AF subjects. The prevalence of AF was higher in those subjects with airflow limitation or lung restriction than in those without. Furthermore, AF prevalence was higher in those subjects with severe airflow obstruction (FEV₁ %predicted < 50) than in those who had mild or moderate airflow obstruction (FEV₁ %predicted ≥ 50), although there was no difference between the prevalence of AF in subjects with 70≤ FVC %predicted <80 lung restriction and those with FVC %predicted <70. Multiple logistic regression analysis revealed that FEV₁ %predicted and FVC %predicted are independent risk factors for AF (independent of age, gender, left ventricular hypertrophy, and serum levels of B-type natriuretic peptide).Conclusion: Impaired pulmonary function is an independent risk factor for AF in the Japanese general population.