通過HRV信號的分析判斷全局性腦缺血缺氧損傷程度.pdf

1、腦血管病是人類嚴(yán)重致殘和致死的重要原因之一，其臨床意義受到了越來越廣泛的重視。腦血管病中一個重要的研究課題是缺氧缺血腦損傷。因為它不僅是中風(fēng)的直接原因，也是圍產(chǎn)期主要的兒科精神系統(tǒng)并發(fā)癥。缺氧缺血腦損傷多由心臟停搏引起，它導(dǎo)致的結(jié)果往往是深遠的，60％的病人雖然成功的進行了心臟停搏復(fù)蘇，但是卻死于隨后并發(fā)的缺氧缺血腦損傷。如果能夠在腦損傷的初期找到適當(dāng)?shù)乇O(jiān)測參數(shù)，就可以對腦損傷采取適當(dāng)?shù)木茸o措施。因此本論文的主要工作就是從生理信號中尋找

2、恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測參數(shù)，以便提供臨床實時的監(jiān)控。 腦電圖(EEG)是通過相應(yīng)的電子儀器，從頭皮上將腦部的自發(fā)性生物電位加以放大記錄而獲得的圖形，它是目前最敏感的監(jiān)測腦功能的指標(biāo)，也是目前被討論的比較多的一個指標(biāo)。但是在臨床操作卻易，除了大量的信號的預(yù)處理的工作，因為以往的研究手段的限制，缺乏普遍適應(yīng)性，大大的影響了臨床的實用性。因此在本論文中，將其作為參照量，只對它進行了信息學(xué)非廣度熵分析。同時把本論文研究的重點放在研究心率變異信號(H

3、RV)在缺氧缺血腦損傷狀況下的變化。 在以往的研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)心率變異信號攜帶了大量自主神經(jīng)系統(tǒng)功能(Autonomic Nervous System Function)的信息，并且已經(jīng)被認(rèn)為對很多疾病都有診斷及預(yù)測作用。在本論文中，我們針對三種動物實驗，從信號處理的角度出發(fā)對缺血缺氧腦損傷的大鼠的心律變異信號進行了基于多種參數(shù)的處理和分析，并與其它方法，如對腦電信號處理的結(jié)果，組織損傷切片，神經(jīng)功能障礙指數(shù)等參數(shù)進行比較，除了發(fā)

4、現(xiàn)了良好的一致性外，還進一步從HRV的角度證明了腦損傷與缺氧缺血的程度的相互關(guān)系。 心率變異信號在近年來的研究中已被證明是典型的非線性信號，采用非線性的分析方法分析其動力學(xué)特性是有重要意義的。在本論文中，我們不僅對如何提取心率變異信號作了有益的探討，主要是對缺氧缺血條件下的心率變異信號進行了非線性動力學(xué)的研究，包括對信號的非線性檢驗，非線性定量分析。我們通過復(fù)雜度的判據(jù)，首先證明了在正常狀況下，以及缺氧缺血腦損傷的狀況下大鼠的心

5、率變異信號均顯示出了典型的非線性特性，接下來對實驗設(shè)計的不同情況不僅進行橫向分析，本論文所提出的非線性的分析方法，主要是基于近似熵的分析方法，分析發(fā)現(xiàn)在缺氧缺血發(fā)生當(dāng)即，非線性指標(biāo)就出現(xiàn)了明顯的降低，且恢復(fù)的過程與大腦受傷程度有著直接的聯(lián)系。這與我們采用其它生物實驗得到的結(jié)果有良好的一致性，且能相互說明。同時，我們也對分析結(jié)果與常用的心率變異信號分析方法進行了縱向比較，發(fā)現(xiàn)以往時域以及頻域的分析方法方差較大，且適用面較近似熵方法窄。在對

6、HRV信號的混沌特性的研究中顯現(xiàn)HRV信號不屬于低維的混沌，這對我們正確的選擇非線性分析方法提供了依據(jù)。結(jié)果證明，采用近似熵的非線性特性分析方法能夠有效的對各類實驗情況下 的缺氧缺血腦損傷進行實時跟蹤，其準(zhǔn)確率明顯高于傳統(tǒng)的分析方法。 文章最后提出了對建立一套實時的適合臨床使用的監(jiān)護系統(tǒng)的展望，在可能出現(xiàn)心臟停搏的情況下，如手術(shù)中，通過對心率變異信號的分析，實現(xiàn)對腦損傷的實時監(jiān)控。雖然本文只是一個初探，更深入的研究需要臨床實驗