通過(guò)HRV信號(hào)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(lái)越廣泛的重視。腦血管病中一個(gè)重要的研究課題是缺氧缺血腦損傷。因?yàn)樗粌H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(yuǎn)的，60％的病人雖然成功的進(jìn)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(cè)參數(shù)，就可以對(duì)腦損傷采取適當(dāng)?shù)木茸o(hù)措施。因此本論文的主要工作就是從生理信號(hào)中尋找

2、恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)參數(shù)，以便提供臨床實(shí)時(shí)的監(jiān)控。 腦電圖(EEG)是通過(guò)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(cè)腦功能的指標(biāo)，也是目前被討論的比較多的一個(gè)指標(biāo)。但是在臨床操作卻易，除了大量的信號(hào)的預(yù)處理的工作，因?yàn)橐酝难芯渴侄蔚南拗?，缺乏普遍適應(yīng)性，大大的影響了臨床的實(shí)用性。因此在本論文中，將其作為參照量，只對(duì)它進(jìn)行了信息學(xué)非廣度熵分析。同時(shí)把本論文研究的重點(diǎn)放在研究心率變異信號(hào)(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(hào)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(duì)很多疾病都有診斷及預(yù)測(cè)作用。在本論文中，我們針對(duì)三種動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，從信號(hào)處理的角度出發(fā)對(duì)缺血缺氧腦損傷的大鼠的心律變異信號(hào)進(jìn)行了基于多種參數(shù)的處理和分析，并與其它方法，如對(duì)腦電信號(hào)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(jìn)行比較，除了發(fā)

4、現(xiàn)了良好的一致性外，還進(jìn)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(hào)在近年來(lái)的研究中已被證明是典型的非線性信號(hào)，采用非線性的分析方法分析其動(dòng)力學(xué)特性是有重要意義的。在本論文中，我們不僅對(duì)如何提取心率變異信號(hào)作了有益的探討，主要是對(duì)缺氧缺血條件下的心率變異信號(hào)進(jìn)行了非線性動(dòng)力學(xué)的研究，包括對(duì)信號(hào)的非線性檢驗(yàn)，非線性定量分析。我們通過(guò)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(hào)均顯示出了典型的非線性特性，接下來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不同情況不僅進(jìn)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(guò)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(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果有良好的一致性，且能相互說(shuō)明。同時(shí)，我們也對(duì)分析結(jié)果與常用的心率變異信號(hào)分析方法進(jìn)行了縱向比較，發(fā)現(xiàn)以往時(shí)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(duì)

6、HRV信號(hào)的混沌特性的研究中顯現(xiàn)HRV信號(hào)不屬于低維的混沌，這對(duì)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(duì)各類實(shí)驗(yàn)情況下 的缺氧缺血腦損傷進(jìn)行實(shí)時(shí)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(duì)建立一套實(shí)時(shí)的適合臨床使用的監(jiān)護(hù)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(guò)對(duì)心率變異信號(hào)的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)腦損傷的實(shí)時(shí)監(jiān)控。雖然本文只是一個(gè)初探，更深入的研究需要臨床實(shí)驗(yàn)