缺血时三维心室外膜Map多重分形的变化

对三维心室外膜Map 的电压信号时间序列进行了研究, 分析了一个短时的缺血-再灌注动物模型, 研究心肌缺血与心室外膜电位多重分形特性变化的关系. 提出了一个新的多重分形奇异谱的分析参数SARD, 来着重刻画系统的多重分形随时间的变化. 通过对比心外膜心肌激活序列等时图与心外膜的三维SARD 图, 发现心肌缺血对于心外膜电位的多重分形特性的变化有显著的影响, SARD 值在心室外膜上的分布与缺血部位有密切的联系.     

复杂生理信号的多重分形质量指数谱分析

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.     

心脏电活动过程的非线性分析

非线性科学是国内外科学研究中的热点, 其研究涉及确定性和随机性、有序和无序、简单性和复杂性等范畴和概念上的认识与深化, 对于整个自然科学, 包括生命科学的发展都有着重大的影响. 生命体是自然界中最复杂的非线性系统之一. 非线性系统的一种极为重要的运动形态就是混沌, 它研究的是自然界非线性过程内在随机性所具有的特殊规律性. 而与混沌密切相关的分形是指一类极其零碎而复杂、但有其自相似性或自仿射性的体系, 混沌中的混沌吸引子就存在着无穷嵌套的自相似几何结构. 近20多年来, 国内外研究人员对生命循环系统的核心部分——心脏电活动的非线性特性做了深入的研究. 除了用关联维数、李雅普诺夫指数和柯氏熵等对心电信号(HRV, ECG)进行分析, 以及用多重分形谱面积特性参数对ECG信号进行分析并取得重要的进展外, 最近在短时HRV和高频心电信号数据的非线性参数的探索上也得到了满意的结果, 在临床观察疗效和早期诊断等方面具有广泛而重要的应用价值. 本文评述了心电信号非线性特性分析的现状和进展, 指出了以某些适用于短数据的非线性敏感特征量及其估计算法, 用于生理系统的动态过程和临床有效性研究是今后值得关注的研究方向.     

16导脑电信号分形强度的交叉分布

通过分析人闭目觉醒时的16导脑电信号(EEG)的多重分形特性, 发现人脑16导EEG信号具有不同强度的分形特性且存在稳定的分布现象, 强弱分布表现为在人脑的左右对应区域强弱相对、同侧相邻区域强弱交叉; 顶区、额区、前颞区、后颞区的左右对应区信号的分形强度左强右弱, 且左右差别较大; 在枕区、中央区、前额、中颞区分形强度右强左弱, 且左右差值较小. 通过对40名病人和10名健康人的分析和对比, 病人组和健康组的对应导联信号的多重分形强度虽然不同, 但其强弱分布的关系是不变的. 同一导联信号相比, 精神分裂症和抑郁症病人各导信号的多重分形强度大于健康人, 这表明人脑EEG信号的多重分形强度在诊断人脑非正常状态有潜在的应用价值.     

描述睡眠脑电多重分形特性的一种新参数

对于人脑如此复杂的系统, 传统的非线性动力学方法, 如关联维、李雅普诺夫指数、近似熵及去趋势波动分析等, 使用单一参数并不能充分描述脑电信号的复杂行为. 而多重分形理论使用奇异谱描述脑电信号的非线性动力学行为则能够得到更多的信息. 使用多重分形理论对睡眠脑电信号零点穿越间期序列进行研究, 提出了一种描述奇异谱不对称性的新的多重分形参数Δ_asα, 并与通常使用的多重分形参数Δα, 进行了比较. 单向方差分析的结果表明, 相对于Δα, 新提出的参数Δ_asα 给出了更好的睡眠状态区分, 尤其在清醒状态与睡眠状态及睡眠阶段3与睡眠阶段4的区分中, 优势更为显著.     

同步12导联ECG信号的Lyapunov指数谱

采用分布式多传感器（电极）研究了同步12导联常规心电信号（electrocardiogram,ECG)的Lyapunov指数谱（Lyapunov spectrum)，研究结果表明，不论健康人还是具有窦性节律的冠心病人（coronary artery disease,CAD)，从不同位置提取的心电信号得出的Lyapunov指数并非一个常数，而具有分布特性，所有导联的ECG信号的最大Lyapunov指数L1均为正数，其余指数为负，心电信号表现出明显的混沌特征，同一导联相比较，冠心病人的L1低于健康正常人的L1，L1可以将冠心病人与健康正常人区分开来，在心脏疾病诊断中具有潜在的应用价值。     

心磁图与心电图的时-频域特性

心磁图(MCG)与心电图(ECG)是心脏系统电磁信息的数据载体, 它们都是非平稳信号, 非平稳信号最根本和最关键的性质是它的时频局域特性. 在满足时-频域不确定性原理条件下, 进化谱能够很好地反映此类生命系统数据中的局部时-频域特性. 通过对正常人MCG与ECG数据QRS波群的进化谱分析, 得到了QRS波群的时-频域特征参数: 品质因数Q和中心频率f_z.实验数据分析结果表明, 同一正常人MCG与ECG的特征参数具有一致性. 从心脏系统动力学层次上, 我们提出了QRS波群的时-频域特征参数Q和f_z存在阈值范围的建议, 当特征参数属于阈值范围时, 蕴涵心脏系统具有自我调节稳态能力, 属于正常状态; 当特征参数小于阈值时, 蕴涵心脏系统失去了稳态能力, 心肌缺血比较严重或有其他早期心脏病. 我们用不同类别心脏病态ECG样本数据对阈值范围的合理性进行了检验. 结果表明, 特征参数阈值范围概念是成立的, 它不仅为ECG在临床诊断中提供了一种新的参考判据, 也为MCG在心脏病医学中的应用提供了一种技术路线.     

年轻身体好 老年葆健康

心电图影像技术美国的科学家最近称,他们已成功试验了一种心脏监测技术,有助于从全球数以百万计心脏病患者中,找出有心律不齐危险者。全球每年有700多万人死于各种情况引起的心律不齐,另有数百万人因心律不齐的影响而瘫痪。心电图(ECG)一向被用来确认心脏问题,但只有在心脏异常时即心脏的电脉冲达到身体表面后才测量到,因而缺乏敏感度和特效。这种新方法由ECG和一种利用X光重建影像的标准技术,通称计算机断层摄影结合而成。接受心电图影像(ECGI)诊断的患者,穿一件多重电极背心,纪录身体表面的224个心电图。然后与心脏律动有关的数据与…     

集合预报初始扰动产生的一个新方法: 条件非线性最优扰动

在不考虑模式误差的情况下, 用正压准地转模式探讨了条件非线性最优扰动(奇异向量在非线性框架下的推广)在集合预报中的可能应用. 奇异向量和条件非线性最优扰动被用来产生集合预报试验的初始扰动. 对14 d的预报结果作了比较, 发现用条件非线性最优扰动代替第一奇异向量的集合预报技巧在中期预报范围(6~14 d)明显高于奇异向量法. 该结论是在分析误差为快速增长扰动的条件下得到 的, 即分析误差的非线性发展在预报后期快于奇异向量的非线性发展, 不依赖于分析误差的大小. 通过相似指数和经验正交函数分析, 解释了为什么用新方法产生的集合预报技巧优于奇异向量法.     

由端点和幅谱重建离散有限时宽信号

由幅谱重建信号的问题在许多物理和工程问题中常遇到,是信号处理研究的重要课题之一。一般情况下,仅由幅谱不能唯一地重建原信号,还需要其他限制条件。例如,假设已知信号为最小(或最大)相位的,或者附加已知傅氏变换谱(简记FT)的符号位信息,或者附加在时域内已知信号的部分采样点。     

线性奇异系统的滤波问题

十多年来,奇异系统(又称广义状态空间系统)的研究工作取得了很大进展.但由于这一类系统与一般正常系统本质上的差别,对于含有随机噪声的奇异系统的许多问题,还研究得很少.王恩平在1989年讨论了离散奇异系统的次优滤波.本文讨论连续的情形.     

超级分形雪花的生长运动学

以超级分形纤维的研究结果为基础, 探索了(6+1)分圆超级分形纤维(其横截面是一朵超级分形雪花)的生长运动学(或花样运动学). 研究表明, (1) 超级分形雪花遵循简单的直线生长模式. (2) 在给定的瞬间, 雪花生长的速度在空间上均匀分布; 在特定的空间点, 雪花生长的速度随时间不断下降. (3) 自相似比对超级分形雪花的生长运动学有决定性的影响: 当且仅当自相似比等于1/3时, 雪花的宏观生长速度等于微观生长速度, 宏观稠密度等于微观稠密度; 当自相似比小于1/3时, 雪花的微观生长速度大于宏观生长速度, 微观稠密度大于宏观稠密度; 当自相似比大于1/3时, 雪花的宏观生长速度大于微观生长速度, 宏观稠密度大于微观稠密度. 这些结果, 为我们理解大自然中复杂的分形生长现象提供了参考.     

太阳风速度的混沌现象

随着非线性动力系统理论的发展,分形理论已成为研究自然界复杂现象的一个有力工具.分形在空间尺度上存在的标度不变性,同样可以在时间尺度上存在.一些作者已应用此法研究了太阳黑子数和地球变化磁场等太阳和空间参量的分维和混沌特征.对于太阳和地球之间的广阔区域,太阳风速度是描述行星际空间动力学的重要参数.本文的目的就是试图利用由行星际闪烁(IPS)观测得到的太阳风速度资料,探讨行星际空间系统的分维和混沌性质.     

在谱估计中一类相关矩阵的秩

设x_t是一实平稳随机信号,具有零均值和自相关函数■其中F(ω)为x_t的谱函数。 考虑一类相关矩阵     

超核的奇异相似谱

近年来,通过在核上的奇异交换反应(κ~-,π~-),已经发现了一些超核谱如_△~9Be,_Σ~9Be和_△~(12)C,_Σ~(12)C等.分析无反冲奇异交换反应(κ~-,π~-)的实验激发谱,人们可以发现     

中高能重离子碰撞中奇异粒子产生和超核形成机制

中高能重离子碰撞可以形成大于饱和密度的核物质状态.高密核物质中奇异粒子成分影响核物质状态方程.重离子碰撞是产生丰中子超核的唯一途径.本文评述了中高能重离子碰撞中奇异粒子研究最新进展,讨论了在我国强流重离子加速器(HIAF)上开展核物质状态方程和丰中子超核研究的可行性.基于兰州量子分子动力学模型,以反应系统~(58)Ni+~(58)Ni和~(197)Au+~(197)Au为例,分析了阈能附近奇异粒子产生动力学和高密核物质状态方程;系统研究了Λ超核形成动力学机制并给出了超核的质量、电荷、动能分布和动能谱;讨论了核物质状态方程和碰撞中心度对奇异粒子产生和超核形成的影响.研究结果表明,K介子在高动能部分产额可以提取高重子密度下核物质状态方程;Λ超子与核子相互作用势会影响超核的形成,如吸引的相互作用势有利于超核的形成;重离子碰撞有利于形成轻质量区超核并且碰撞中心度对超核的形成有重要影响.     

基于对称导联EEG特征分析的脑损伤部位判别

提出了一种基于对称导联的脑电(EEG)分析方法,以探讨脑电特征和脑损伤部位之间的对应关系,实现损伤部位的判别.研究样本由脑损伤导致的严重意识障碍患者25例(其中左侧损伤11人,右侧损伤14人)和对照组正常人8例组成.首先,提取安静状态下的脑电信号低频段(δ+θ)和高频段(α+β)的功率谱比值和近似熵2种特征参数,并分别计算对称导联的EEG特征参数的比值;然后,分析不同对称脑区的特征参数比值,基于此特征参数比值对损伤部位进行判别;最后将判别结果同CT图像诊断结果进行匹配对比.结果表明,严重意识障碍患者的脑损伤和未损伤部位对称电联之间脑电特征参数比值具有显著性的差异(P<0.05),基于对称导联EEG特征分析的脑损伤部位判别结果和基于病例CT图像的诊断结果相吻合.因此,基于对称导联的EEG分析法能够简便可靠地实现脑损伤部位的判别,在脑功能研究和临床辅助诊断中有一定的应用推广价值.     

现代黑子观测的太阳黑子活动的周期性

黑子数、黑子面积数和黑子单元面积数表征太阳黑子活动. 对这三个指数的1874年5月至2004年5月的每月平均值进行小波分析来研究现代黑子观测的太阳黑子活动的周期性, 详细分析了它们的总功率谱和局部功率谱, 并考虑了结果的统计意义. 主要结果为: (1) 黑子数和黑子面积数的局部小波功率谱很相像, 这表明黑子数和黑子面积数的周期性是很相似的. 黑子单元面积数的局部功率谱和上述二者的局部功率谱较相似, 但细节更丰富. (2) 黑子活动的主要周期有三个, 一是约为10.6年(黑子单元面积数的周期略高, 为10.9年), 这个周期在所考虑的时间范围内都是统计上有意义的, 另两个可能的周期是约为31年的周期和约为42年的周期, 它们的总功率谱的置信度低于95%, 但高于平均红噪声谱. 其他周期是没有统计意义的. (3) 这三个周期的局部功率在所考虑时间范围的后期高于早期. (4) 太阳黑子活动的周期性在这三个量的表现为, 总功率谱和局部功率谱均三者大体相似、细节上有差别.     

退化和奇异抛物型方程差分解的收敛性

渗流方程u_t=f(u)_(xx)由于扩散系数有零点,其解可以不光滑。当f'(u)是退化或奇异时,文献[1]给出差分解收敛性证明,同时证明微分方程解的存在性。本文用类似的方法,在估计中作了改进,研究另一种退化或奇异非线性抛物型方程     

对NaCl晶体~(23)Na NMR的FID节拍现象的一个新解释

对于NaCl晶体中~(23)Na核磁共振(NMR)的自由感应衰减(FID)信号的节拍现象,本文提出了一个新的解释。认为这样的FID所对应的非高斯型共振吸收线,实际上是由多重的高斯型谱线叠加而成的。使用本文所讨论的延迟取样的NMR(Delay Sompling NMR)方法——简称为DLNMR,不但可以展现出这些多谱线的结构,而且还发现这些谱线的自旋-自旋弛豫