基于LMCD和JSD的心電信號統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度分析.pdf

1、統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度作為描述序列隨機(jī)本質(zhì)的重要指標(biāo)，在時間序列和符號序列的研究分析中起著越來越重要的作用。本文采用兩種不同的統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度分析方法對兩種心律失常信號與正常竇性心律信號進(jìn)行了對比分析與研究。
　　本文首先介紹了心電信號的基礎(chǔ)知識和時間序列的統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度理論，從心律失常心電信號的角度出發(fā)，對正常竇性心律信號以及兩種典型的心律失常信號的統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度進(jìn)行計(jì)算分析。其次介紹了兩種不同的差異(散度)形式:Lopez-Mancini-Calbet

2、 Divergence(LMCD)和Jensen-Shannon Divergence(JSD)，兩者都可用于度量概率分布之間的差異。LMCD是在傳統(tǒng)的歐幾里得空間中定義的差異，且基于LMCD的統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度只是熵密度的簡單形式，很難反映出動力學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)信息和隨機(jī)本質(zhì)。JSD并不要求概率分布的連續(xù)性限制，更重要的是，JSD和變化距離之間存在著密切的聯(lián)系，基于JSD的統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度不僅能夠反映序列的結(jié)構(gòu)信息和細(xì)節(jié)信息，而且能夠很好的量化序列的隨

3、機(jī)特性。最后采用基于LMCD和JSD的統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度分析方法，對充血性心力衰竭信號、心臟性猝死信號與正常竇性心律信號進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度分析。采用Bandt-Pompe算法對符號序列進(jìn)行模式概率統(tǒng)計(jì)，分別取三種ECG信號的1000點(diǎn)(7個周期)、5000點(diǎn)(36個周期)和10000點(diǎn)(72個周期)計(jì)算統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度，將結(jié)果投影到復(fù)雜度-熵平面(CH平面)。結(jié)果都表明，三種心律信號的統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度存在差異，投影區(qū)域不同，正常竇性心率信號的統(tǒng)計(jì)復(fù)雜度最高，充