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仓鼠日眠状态下的心率变异性分析

张宇  
【摘要】:心脏是生物非常重要的机体器官,具有十分复杂的构造和功能。在自主神经和交感神经的交替控制下、外界环境因素以及自身情绪等诸多条件的影响下,呈现出复杂的波动特性,即心率变异性。通过心率变异性信号的波动特性与生物的活动状态相联系,进而分析二者之间的潜在关系,探索生物体的生命机理。本文通过心率变异性信号为研究对象,探索仓鼠在日眠状态下心率变异性的特点。研究中分别对仓鼠的体温变化曲线作出统计,对日眠过程中的心率变异性信号应用几何分布法,功率谱法,去趋势波动分析法作出统计。运用几种方法在不同的日眠阶段得到的曲线变化情况基本吻合,说明了分析方法的正确性和可行性,区分出日眠的不同阶段所表现出的体温和心率变异性的差异,并通过功率谱法和去趋势波动分析得到了交感神经和迷走神经的交替控制,心率变异性信号的长程相关性的变化。具体研究及结论如下:(1)通过观测仓鼠体温的变化来区分日眠的不同阶段。清醒状态时仓鼠体温保持恒定,由清醒进入休眠状态时,仓鼠体温逐步下降,在达到深眠状态时其体温下降到一个极值点并维持不变,保持稳定状态。经过一段时间后当仓鼠由深眠状态唤醒时其体温开始出现回升并达到活跃时的状态。通过仓鼠日眠状态的体温变化来整体上把握整个日眠过程。(2)对仓鼠日眠过程中的心率变异性信号做线性分析,通过RR间期统计图分布可知,仓鼠在休眠后伴有心律失常,指示机体的健康程度有所下降,且双峰的出现是仓鼠进入日眠状态的重要特性。通过功率谱的分析,得到了仓鼠日眠的不同阶段自主神经和交感神经的交替控制的影响。在进入休眠的过程中,交感神经控制水平不断加强,迷走神经的控制不断降低,指示仓鼠在日眠过程中呼吸系统,消化系统和循环系统的活动降低,生理活动下降。(3)对仓鼠日眠过程中的心率变异性信号做非线性分析。通过去趋势波动分析的方法,得到了仓鼠在日眠的不同阶段心率变异性信号的长程相关性的变化。活跃状态下其心率变异性信号呈高度的长程正相关,在进入日眠状态后相关性逐渐减弱,在达到深眠状态时,心率变异性信号呈现长程负相关的特性。从深眠状态唤醒时,心率变异性信号再次变为长程正相关。表明了日眠的不同阶段心率变异性信号呈现出不同的相关特性。


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