复杂生理信号的多重分形质量指数谱分析

• 作者: 何爱军 周勇 宁新宝 杨小冬
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 多重分形 质量指数谱 曲率 奇异谱 宽度
• 年，卷（期）: 2010,（19）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1866-1872
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/s11343-010-3276-3

摘要

生理信号属于非稳态的时变信号.因此,非线性分析方法能更好地揭示其特性与机理.已有研究表明,由复杂自调节系统产生的生理信号具有分形结构.提出一种新的多重分形复杂度检测方法--质量指数谱分析,着重刻画谱曲线的整体弯曲程度,揭示分形结构复杂性.方法描述了该谱曲线上所有相邻点对应分形维数差异的非线性叠加,解决原有参数无法充分反映信号分形结构全部子集信息的不足.用确定性分形系统Cantor集进行检验,完全可以区分不同复杂程度的混沌序列,并不受信号非平稳性及噪声干扰影响.通过对人体心率变异性(HRV)信号和睡眠脑电(sleep:EEG)信号统计分析,可有效判别处于不同生理和病理状态的人群,在运算速度和准确性上均比传统参数有一定提高.该研究能够为临床应用提供有价值的信息.