橈動脈血壓波的光譜分布指數(shù)衰減特性衛(wèi)清川，黃金明*,廖賢慈濟*朝陽科技大學(xué)信息與通信工程，*中國醫(yī)藥大學(xué)和醫(yī)院中醫(yī)藥學(xué)校抽象本研究分析的指數(shù)衰減的特性，在手腕橈動脈血壓波（BPW）的頻譜諧波峰。低次諧波偏差（鏟運機），高次諧波偏差（HHD），總諧波偏差率（THD）和指數(shù)（）被開發(fā)出來，評估正常人的指數(shù)衰減的特性（N組）和心悸的患者（P組）。統(tǒng)計結(jié)果表明，白花蛇舌草（p值=0.01<0.05）N組顯著高于P組少，而鏟運機（p值=0.08>0.05），總諧波失真（p值=0.22>0.05）和（p值=0.23>0.05）無顯著性差異。研究結(jié)果表明，病人科目的頻譜諧波峰表現(xiàn)出更嚴(yán)重的偏差，比正常人的指數(shù)衰減曲線沿高次諧波?？傊疚奶岢隽艘环N新的觀點來觀察心臟分布譜域的正常和異常情況下的血液進入動脈系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：指數(shù)衰減，頻譜，血壓波，諧波，心慌。1。介紹心臟動脈血壓波（BPW），這是由橈動脈搏動形成，傳輸。其時域波形可以侵入性，非侵入性檢測。脈沖波形傳達有關(guān)心血管生理學(xué)的大量信息。windkessel模型，方程沃默斯利，傳輸線模型，Moens-KdV方程的方程等，已在傳統(tǒng)的血流動力學(xué)模擬壓力波的傳播［1］。［2］。此外，如遵守和脈搏波速度（PWV）的相關(guān)參數(shù)已應(yīng)用于評估動脈彈性和心血管疾病的危險因素［3］-［7］。在一般情況下，相應(yīng)的有關(guān)BPW的血流動力學(xué)研究最集中的時域波形分析。盡管如此，傅立葉變換提供了另一種有價值的觀點來分析時域信號，并有利于在許多領(lǐng)域取得了進展。至于BPW的，王等人譜域分析。提出器官的共振理論，它指出，在心臟與器官產(chǎn)生共鳴，降低血壓分為器官傳播的波，共振頻率的阻力與BPW的譜域諧波［8］-［10］。此外，衛(wèi)等。認(rèn)為作為電力驅(qū)動的機械泵系統(tǒng)的心血管系統(tǒng)。他們證實，通過心電圖譜分布以及BPW的巧合器官的共振理論，并建立系統(tǒng)模型，在譜域［11］［12］。上述光譜領(lǐng)域的研究重點，頻率范圍010赫茲，其中最重要的是BPW的能源集中。關(guān)于10赫茲以上，衛(wèi)等BPW的光譜能量。發(fā)現(xiàn)正常人大幅下跌，但有超過10赫茲的大變化，為病人的內(nèi)臟器官被破壞或功能紊亂［13］。此外，黃等。驗證BPW的光譜能量高于10赫茲消化不良患者與正常人相比，在顯著增加。他們認(rèn)為，10赫茲以上的能量是有用的臨床診斷和可能會極大地影響神經(jīng)活動［14］。除了上述的研究，有一些研究的BPW的頻譜分析。據(jù)王等，每到一個基本的共振頻率和諧振腔諧波對應(yīng)提出器官的共振理論。作為基本的共振頻率的增加，諧振腔的大小變?。?］-［10］。腔的小，占地少的血液量，因此較少的能源需要BPW的血液推入較小的腔。因此，它是合理的頻譜諧波峰，表示諧波能量，高度將逐漸衰減，當(dāng)諧波頻率增加。此外，如果在人體中的血液量假定為常數(shù)，收縮或血管阻塞，或提供的一組動脈或血栓性動脈的病變器官有

可能會導(dǎo)致動脈系統(tǒng)血液再分配。然后，可能會改變，BPW的頻譜諧波峰分布，諧波峰沿指數(shù)衰減趨勢嚴(yán)重偏差觀察［15］-［18］。此外，最近的研究已經(jīng)證明，在微循環(huán)阻力小動脈結(jié)構(gòu)改變器官損傷的重要機制。結(jié)構(gòu)改動的阻力血管重塑起著關(guān)鍵的作用，在高血壓的發(fā)病富營養(yǎng)化重塑，其中允許船只保持不增加阻力，增加激活。因此，膜內(nèi)部皮下阻力小動脈管腔比增加作為心血管事件優(yōu)于預(yù)測［19］-［20］。的阻力小動脈阻力增加可能會導(dǎo)致血液重新分配，導(dǎo)致心血管相關(guān)疾病。阻力小動脈與小諧振腔以及高次諧波BPW的頻譜。因此，有可能是心血管疾病有關(guān)的病人的高次諧波在此頻段的一些變化。在臨床上，通過觀察BPW的，低于10赫茲的頻譜分布，我們發(fā)現(xiàn)，它似乎表現(xiàn)為正常人的指數(shù)衰減特性。但心血管疾病相關(guān)的科目，似乎有譜的高次諧波，尤其是上面的第4,沿指數(shù)衰減趨勢的劇烈波動。示意圖如圖。1。因此，這些研究結(jié)果啟發(fā)我們制定的一些參數(shù)統(tǒng)計，以驗證這些功能，以及心悸的主要癥狀的患者與正常人進行比較。2。方法在譜域，它可以代表大部分BPW的頻譜能量的諧波峰被使用，以適應(yīng)在以下指數(shù)衰減函數(shù)：（1）其中P是BPW的頻譜諧波的峰值，是指數(shù)衰減函數(shù)的系數(shù)，是該指數(shù)的指數(shù)衰減函數(shù)，是諧波頻率。因為能量是相對穩(wěn)定的低次諧波，三次諧波峰選擇的數(shù)據(jù)，以滿足指數(shù)衰減函數(shù)［13］。matlab函數(shù)執(zhí)行下坡式Simplex搜尋，找到方程（1）和數(shù)據(jù)的前三個諧波峰之間的誤差最小。這是一個直接的搜索方法不使用數(shù)字或分析梯度，一般簡稱為無約束非線性優(yōu)化［21］。我們開始了初步估計（一）（0，0）。最小誤差搜索完成后，A以及將被發(fā)現(xiàn)，然后將評估一致估計指數(shù)衰減函數(shù)的估計諧波峰值。偏差百分比（第i個真正的諧波峰值和估計的指數(shù)衰減曲線之間的諧波峰值）被定義為（2）其中是第i個真正的諧波峰值，第i次諧波峰值的估計以及估計的指數(shù)衰減曲線，是第i次諧波峰值偏差百分比。之間和作為分母的方程通過的最大值（2），以避免超過100%的偏差百分比。事實上，僅上半年諧波峰的偏差百分比被認(rèn)為是因為上述第6次諧波的能量是比較小的。在以下一些參數(shù)被定義為代表的前三，過去三年，總諧波偏差的總和。（3）（4）（5）在方程（3），總結(jié)前三個諧波的偏差指數(shù)，低次諧波偏差（鏟運機），表示從估計指數(shù)衰減函數(shù)的第一，第二和第三次諧波的偏差度。在方程（4），總結(jié)過去三年諧波偏差指數(shù)，高次諧波的偏差（白花蛇舌草），代表，第四，第五和第六次諧波估計指數(shù)衰減函數(shù)的偏差度。最終，在方程（5），所有六個諧波偏差的總和被命名為總諧波偏差（THD），以評估六個諧波估計指數(shù)衰減函數(shù)的偏差度。顯然，我們可以得出以下鏟運機，白花蛇舌草和THD之間的簡單關(guān)系：。（6）。此外，該指數(shù)（）被用來作為一個參數(shù)來衡量估計指數(shù)衰減函數(shù)的衰減程度。上

述四個參數(shù)進行評估和統(tǒng)計分析，以確定他們是否是有意義的正常人和患者之間的區(qū)別。然后，我們可以判斷這是很難通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算得出的血流動力學(xué)的光譜特征。3。 實驗30正常人（N組），通過診斷沒有任何心血管疾?。?5名男性和15位女性，在十七范圍和年齡五十八個歲（平均年齡41.8+10.7））都是志愿者。他們在左手手腕橈動脈BPWs量從2007年3月1日至2007/10/1。同時，心悸患者（P組）（15名男性和15位女性，16歲，六十六歲（平均年齡42.8+11.9）范圍內(nèi)）BPWs進行了測定。原因主要心悸癥狀的患者選擇的原因是，可能容易發(fā)現(xiàn)心血管不穩(wěn)定等科目。病人受試者被診斷，然后再進行這項研究由臨床醫(yī)生選擇。心悸是一個非?？斓男奶盗械奶攸c，跳過在胸前的節(jié)拍，或捶擊，持續(xù)超過一個或若干分鐘。這些患者被診斷通過病史以及身體檢查，并顯示穩(wěn)定狀態(tài)下的心電圖（心電圖）沒有具體的異常。此外，我們排除由于甲狀腺疾病與心悸的科目，過勞，藥物，食品（咖啡因，茶），焦慮或恐慌，其心電圖表現(xiàn)為特定的異常。BPW的左手手腕，脈沖傳播的表面層，并且很容易由非侵入性方法檢測橈動脈測量，如圖所示。2。在實驗中，N和P組的受試者坐了下來，單獨接受BPW的測量。所有受試者被要求不能有任何酒精或含咖啡因的飲料，在一天的實驗和脈沖測量前休息了20分鐘。通過自行設(shè)計的BPW的記錄，其中包括應(yīng)變片壓力傳感器和放大器，具有高線性測量。傳感器的靈敏度，非線性和電阻（協(xié)和有限公司）。約0.9mV/V的±1%額定輸出和350。，分別。該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)約為0?1000赫茲。該裝置還可以同時記錄心電圖信號。BPW的價值約為校準(zhǔn)BPW的最大峰值袖帶血壓計測量校準(zhǔn)雖然沒有影響我們的結(jié)果，相應(yīng)的收縮壓［22］。壓力波一個合適的標(biāo)準(zhǔn)是要尋求最大的脈沖幅度。壓力傳感器安裝在一個支架使傳感器在三維方向前往。手腕進行調(diào)整，以便在所需的位置，該傳感器可直接與皮膚接觸。在同一實驗室，所有的壓力波進行測量由同一醫(yī)生和設(shè)備。大約是平均背景噪聲的功率譜密度。當(dāng)傳感器測量還沒有觸摸的手，遠遠超過了上半年的諧波功率。BPW的是4000赫茲的采樣率數(shù)字化，并選擇10個脈沖（約10秒和40000點），正在處理的矩形窗口，通過快速傅立葉變換得到的功率譜密度。與此同時，五分鐘的心電圖記錄，和功率譜密度的HRV（心率變異性），LF（低頻能量：0.04?0.15赫茲）以及HF（高頻能量：0.15?0.4赫茲）進行了評估。此外，LF/HF的用于評估與心悸的正常人和患者之間的自主音。結(jié)果進行了分析，學(xué)生的t檢驗，以確定參數(shù)鏟運機，白花蛇舌草，總諧波失真（THD）和N和P組之間的顯著區(qū)別。4。 結(jié)果在N組的典型主題的測量BPW的顯示圖。3（一）。相應(yīng)的功率譜密度估計指數(shù)衰減曲線圖繪制。3（B）。如圖測量BPW的一個典型的病人在P組。（一）4。相關(guān)的功率譜密度估計指數(shù)衰減曲線圖繪制。4（B）。查看這些數(shù)字，可以發(fā)現(xiàn)，盡管沒有明顯的變化之間的時域波形特征圖。3（a）和圖。4（A），有一個明確的光譜分布圖之間的差距。3（b）和圖。4（B），特別是在高次諧波，一見鐘情。這表明，BPW的光譜分布確實揭示了一些特點，這是很難被發(fā)現(xiàn)時域。

鏟運機，白花蛇舌草，總諧波失真（THD）和N和P組的統(tǒng)計結(jié)果分別顯示表中，我作為平均值土標(biāo)準(zhǔn)偏差，N和P組之間P值進行評估。因為只有白花蛇舌草的p值（=0.01）小于0.05，此參數(shù)N和P組之間有顯著性差異。鏟運機（=0.08>0.05），（THD=0.22>0.05）和（=0.23>0.05），P值表明，這些參數(shù)有N和P組之間沒有顯著差異。鏟運機，白花蛇舌草，總諧波失真的有效尺寸（科恩的d）和0.43，-0.61，-0.31和0.28，分別。關(guān)于心率變異性分析，組病人的低頻/高頻（LF/HF的=1.83土0.37）明顯大于正常組（LF/HF的=1.12±0.26）（P=0.02<0.05）。后果是一些現(xiàn)有的研究結(jié)果相似［23］-［24］。此外，如年齡和性別的因素進行了分析橫跨兩個群體。這四個參數(shù)在各組中，有學(xué)生的t檢驗（P>0.05），男性和女性受試者之間沒有顯著性差異。同樣，年齡兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.71>0.05）。下面的相關(guān)系數(shù)由四個參數(shù)和年齡之間的相關(guān)性進行評估：（7）和變量；E是數(shù)學(xué)期望。結(jié)果如圖。5（a）項，第5（b），5（c）和5（D）。圖。（三）5（一），相關(guān)系數(shù)=-0.44和P=0.007<0.05為患者組，有顯著的線性相關(guān)年齡的增長和減少鏟運機。而其余的相關(guān)系數(shù)（C）是遠離團結(jié)，因此我們認(rèn)為有沒有明顯的線性關(guān)系。5。討論表一，它是合理的鏟運機平均小于N和P組HHD，因為我們安裝使用前三個諧波指數(shù)衰減曲線。最重要的是，請注意，只有白花蛇舌草P組的平均明顯高于N組。結(jié)果表明BPW的病人科目的頻譜諧波指數(shù)衰減曲線沿高次諧波（即上述4個）比正常人有更多的波動。因為有鏟運機，總諧波失真（THD）和N和P組之間無顯著性差異，N和P組之間的主要區(qū)別是由于的白花蛇舌草差異。因此，白花蛇舌草在BPW的光譜分布的分析基本上是重要的。上述統(tǒng)計結(jié)果，我們在引進的初步推斷，BPW的頻譜的高次諧波與心血管相關(guān)的疾病有密切的關(guān)系，進一步支持。HRV分析也表現(xiàn)出患者與正常人之間的差異。提高白花蛇舌草BPW的頻譜分析的有效性。BPW的高次諧波在人體心血管疾病發(fā)生時，很容易受到影響的現(xiàn)象類似的效果，如光纖，光學(xué)波導(dǎo)高階模式更容易受到十?dāng)_或衰減比基本模式時產(chǎn)生彎曲，間斷或擾動［25］。換句話說，無論是動脈或光波導(dǎo)低階模式相比，在高階模式存在的能量是相對不穩(wěn)定。這是一個BPW的動脈和波導(dǎo)的光波之間的類比。BPW的光譜分布在手腕檢測隱藏的心如何分配血液進入動脈系統(tǒng)在正常和異常情況的信息。只要我們認(rèn)識BPW的頻譜指數(shù)衰減的特性，異常的光譜分布與心血管疾病相關(guān)，可以進一步看出端倪。值得注意的是，BPW的頻譜的高次諧波的能量很小的比例，但它起著越來越重要的作用，探討異常BPW的頻譜比低次諧波?？傮w而言，BPW的光譜分布的分析提供了一種新的觀點來觀察心臟和動脈系統(tǒng)中譜域之間的相互作用，以及這些生理病理特點以及可以進一步應(yīng)用于改善有關(guān)心血管疾病相關(guān)的臨床診斷指標(biāo)疾病。致謝這項工作已經(jīng)由臺灣國家科學(xué)委員會在批準(zhǔn)號：NSC96-2221-E-468-009-MY2支持。

參考文獻。河米爾諾，血流動力學(xué)，P。95-97和P。106-108,威廉姆斯和威爾金斯公司(1989年)。WWNichols和MF奧羅克，麥當(dāng)勞在動脈血流，P。85-86和P。35-36,費城：LEA&Fegiber的(1990)。N.Stergiopulos，是Westerhof，N.Westerhof，總動脈慣性，作為的windkessel模型的第四個元素時。生理學(xué)期刊。(中國保監(jiān)會的心。生理學(xué)。45)276(1999)81-88。CW陳，吳處長，模擬傳輸線模型模擬全身循環(huán)，IEEE跨，YWR筲箕灣。生物醫(yī)學(xué)。ENG。44(1997)90-94。JN科恩，S.芬克爾斯坦，G.麥克維，D.摩根，匚勒邁，魯濱遜，J.模擬，無創(chuàng)的早期檢測血管疾病，超脈沖波分析。26(1995)503-508。GE的麥克維，CWBratteli，DJ摩根，CMAlinder，SP格拉瑟，SM芬克爾斯坦，JN科恩與年齡有關(guān)的異常，動脈順應(yīng)性壓力脈沖輪廓分析確定：老化和動脈順應(yīng)性，超。33(1999)1392年至1398年。?阿斯馬爾，A.Benetos，J.Topouchian，體育洛朗;二側(cè)向進，Brisac上午，河目標(biāo)，畢征，自動脈搏波速度測量動脈擴張性的評估，驗證和臨床應(yīng)用研究，超。26(1995)485-490。YY的林王，SL張，葉梧，熱釋光許，王星期，共振：中血流動力學(xué)的失蹤現(xiàn)象，中國保監(jiān)會。水庫。69(1991)246-249。YY的林旺，我的月，CS徐中雄，CA的蔣介石，王星期，動脈系統(tǒng)的固有頻率和它們之間的關(guān)系的心臟速率，IEEE跨。生物醫(yī)學(xué)。ENG。51(2004)193-195。YY的林王利亞廁所，H.修，我的月，對長度有徑向擴張，IEEE跨動脈模型的基本共振頻率。生物醫(yī)學(xué)。ENG。47(2000)313-318。，電腦羅湖消委會衛(wèi)，吳勁，JPN共振，觀點的基礎(chǔ)上，血液循環(huán)譜分析。研究APPL。物理學(xué)。45(2006)2854年至2862年。，電腦羅湖消委會衛(wèi)，吳勁，系統(tǒng)的分析基礎(chǔ)上的連貫性權(quán)力移交的血液循環(huán)：從電氣傳動機械振動，JPN。研究APPL。物理學(xué)。45(2006)2863年至2868年。立法院，體育周，李煒，CT脈診的一個新的科學(xué)方法，是。研究針灸12(1984)205-218。。M.黃華，張行，廖華噸，C.C.魏，高頻脈沖頻譜分析：一個消化不良的病人，研究Altern研究。complem。MED。(2007年)(修訂)。。Glineur，P.Noirhomme，J.Reisch，GE扈利，P.Astarci，C.Hanet，抗性流動脈Y移植冠狀動脈搭橋手術(shù)后6個月，流通，112(2005年)I281I2