一種充血性心力衰竭患者自主神經(jīng)功能的評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于心率變異性的充血性心力衰竭患者自主神經(jīng)功能的評(píng)估方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 充血性心力衰竭（congestive heart failure,簡稱CHF)是一種目前較為常見的 慢性心血管疾病，致死率較高。在臨床及生活中，常見CHF患者的各種心血管突發(fā)事件（心 律失常、心臟性猝死等)，這與CHF患者心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)（ANS)功能受到明顯損傷有關(guān)。目 前，隨著心率變異性研宄的廣泛展開，及人們對(duì)于CHF患者自主神經(jīng)系統(tǒng)的更多了解，發(fā)現(xiàn) 心率變異性（heart rate variability,簡稱HRV)的差異與調(diào)節(jié)心臟的自主神經(jīng)功能活動(dòng) 密切相關(guān)，即心率變異性指標(biāo)對(duì)于評(píng)估CHF患者的突發(fā)事件發(fā)生概率有重要價(jià)值。建立基 于心率變異性的CHF患者自主神經(jīng)功能評(píng)估模型，對(duì)于臨床上預(yù)防CHF患者各種突發(fā)事件 提供一定的參考依據(jù)。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮?01210159006. 4的中國專利申請公開了一種基于心率 變異性非線性特性的充盈性心衰自動(dòng)診斷方法，該方法具有如下三方面：1)其基于心率變 異性序列提取的特征參數(shù)是樣本熵SE4、分布差異熵DE4、標(biāo)準(zhǔn)差SD ;2)其目的是提供一種 基于心率變異性序列的CHF自動(dòng)診斷方法；3)其是基于HRV非線性特性來實(shí)現(xiàn)CHF自動(dòng)診 斷。該方法有如下不足：1)其基于心率變異性序列提取的特征參數(shù)不能反映在時(shí)間段內(nèi)患 者的自主神經(jīng)功能變化狀況；2)其只對(duì)心率衰竭患者做了篩查，而沒有對(duì)患者的疾病嚴(yán)重 狀況(疾病嚴(yán)重狀況對(duì)應(yīng)著不同的自主神經(jīng)功能等級(jí)）作分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在問題和不足，提供一種所采用的三種特征能夠反 映在一定時(shí)間段內(nèi)被測試者的自主神經(jīng)系統(tǒng)的波動(dòng)性，以及旨在通過基于心率變異性特征 分析的充血性心力衰竭患者自主神經(jīng)功能的評(píng)估方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的： 本發(fā)明所述的充血性心力衰竭患者自主神經(jīng)功能的評(píng)估方法，其特點(diǎn)是包括以下步 驟： 1) 采集CHF患者6小時(shí)體表心電信號(hào)，并對(duì)采集到的體表心電信號(hào)逐拍提取心跳間期 構(gòu)成心率變異性序列{RRi，i=l，2, "·Ν}，并對(duì)該序列進(jìn)行三個(gè)特征參數(shù)的提?。?2) 將心率變異性序列的每一等級(jí)隨機(jī)分成等量的兩組，分別作為訓(xùn)練組和測試組，并 將訓(xùn)練組對(duì)應(yīng)的三個(gè)特征參數(shù)作為分類器SVM的輸入，建立CHF患者自主神經(jīng)功能的評(píng)估 豐旲型； 3) 將測試組對(duì)應(yīng)的三個(gè)特征參數(shù)輸入評(píng)估模型，獲得對(duì)于CHF患者自主神經(jīng)系統(tǒng)功能 的評(píng)估結(jié)果。
[0006] 其中，上述步驟1)中提取的三個(gè)特征參數(shù)如下： 第一個(gè)特征參數(shù)為：對(duì)心率變異性序列{RRi，i=l，2,…N}計(jì)算6小時(shí)獲得的總功率 TP ； 第二個(gè)特征參數(shù)為：對(duì)心率變異性序列{RRi，i=l，2,…N}按5分鐘分段后計(jì)算均值構(gòu) 成序列（AVERGi, i=l, 2,…M}，計(jì)算序列（AVERGi, i=l, 2,…M}獲得的模糊j：商fuzzyAV ; 第三個(gè)特征參數(shù)為：對(duì)心率變異性序列{RRi，i=l，2,…N}按5分鐘分段后計(jì)算低高頻 功率之比構(gòu)成序列{WS_rati〇i，i=l，2, "·Μ}，計(jì)算序列{WS_rati〇i，i=l，2,…M}獲得的模糊 火商 fuzzyLH。
[0007] 上述第二個(gè)特征參數(shù)的提取，包括以下步驟： ai、對(duì)心率變異性序列（RRi, i=l，2,…N}按5分鐘時(shí)間長度分段，得到分段矩陣序列 {R&」，i=l，2,…M; j=l，2, "·Ν}，該分段矩陣序列每一行是一個(gè)5分鐘時(shí)段內(nèi)的RR間期值； a2、計(jì)算{RRi，j, i=l, 2,…Μ; j=l, 2,…Ν}每行的均值，構(gòu)成一維序列（AVERGi, i=l, 2,… Μ}，計(jì)算該一維序列的模糊j：商，即為fuzzyAV。
[0008] 上述第三個(gè)特征參數(shù)的提取，包括以下步驟： I3l、對(duì)心率變異性序列（RRi, i=l，2,…N}按5分鐘時(shí)間長度分段，得到分段矩陣序列 {R&」，i=l，2,…M; j=l，2, "·Ν}，該分段矩陣序列每一行是一個(gè)5分鐘時(shí)段內(nèi)的RR間期值； b2、計(jì)算{RRu，i=l，2,…Μ; j=l，2,…Ν}每行的高低頻小波熵之比，構(gòu)成一維序列{WS_ ration i=l, 2,…Μ}，計(jì)算該一維序列的模糊j：商，即為fuzzyLH。
[0009] 上述步驟2)中將訓(xùn)練組對(duì)應(yīng)的三個(gè)特征參數(shù)作為分類器SVM的輸入，其輸入特征 向量 I=(TP，fuzzyAV, fuzzyLH)。
[0010] 上述步驟3)中獲得的CHF患者自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的評(píng)估結(jié)果由分類器SVM輸出， 且分類器SVM的輸出標(biāo)簽值" 1，2, 3,4"代表CHF患者的自主神經(jīng)功能狀態(tài)，且用于對(duì)應(yīng)不 同的CHF疾病程度及突發(fā)事件發(fā)生概率：" 1"代表自主神經(jīng)功能為I級(jí)，對(duì)應(yīng)無 CHF疾病， 突發(fā)事件發(fā)生概率極低；"2"代表自主神經(jīng)功能為II級(jí)，對(duì)應(yīng)CHF疾病程度I，突發(fā)事件發(fā) 生概率低；"3"代表自主神經(jīng)功能為III級(jí)，對(duì)應(yīng)CHF疾病程度II，突發(fā)事件發(fā)生概率高； "4"代表自主神經(jīng)功能為IV級(jí)，對(duì)應(yīng)CHF疾病程度III-IV，突發(fā)事件發(fā)生概率較高。
[0011] 本發(fā)明由于采用了分類器SVM用于構(gòu)建基于心率變異性特征參數(shù)的心力衰竭患 者自主神經(jīng)功能的評(píng)估模型，對(duì)于每個(gè)樣本提取的三個(gè)特征參數(shù)均構(gòu)成一個(gè)三維的特征 空間，用于描述該樣本的心率變異性，從而確定對(duì)應(yīng)的自主神經(jīng)功能所在程度，由于分類器 SVM是通過學(xué)習(xí)訓(xùn)練組的特征空間而建立不同自主神經(jīng)功能等級(jí)的模型，且基于該模型可 以將測試組區(qū)分為四個(gè)類別：自主神經(jīng)功能I級(jí)、自主神經(jīng)功能II級(jí)、自主神經(jīng)功能III級(jí) 及自主神經(jīng)功能IV級(jí)，因此利用SVM的機(jī)器學(xué)習(xí)能力，可以構(gòu)建一個(gè)復(fù)雜的模型來實(shí)現(xiàn)對(duì) 于CHF患者自主神經(jīng)功能的評(píng)估，達(dá)到評(píng)估準(zhǔn)確度高的目的。同時(shí)，本發(fā)明中的三個(gè)特征參 數(shù)不對(duì)HRV序列作平穩(wěn)性假設(shè)，因此本發(fā)明不限定數(shù)據(jù)采集過程中受試者必須處于靜息狀 態(tài)，只要是正常的日常生理生活狀態(tài)（即無劇烈運(yùn)動(dòng))下采集6小時(shí)的體表心電信號(hào)，即可應(yīng) 用本發(fā)明的方法。同時(shí)，由于本發(fā)明設(shè)計(jì)的運(yùn)算較為簡單，分類器常見，因此在實(shí)現(xiàn)方面較 為可行。
[0012] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的原理框圖。
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