×

根据滞后不可逆性对心电图进行分类。 (英语) Zbl 07814533号

摘要:在这项工作中,我们引入滞后不可逆函数作为评估离散时间序列中时间不可逆性的方法。它量化了所研究状态变量和滞后状态变量的联合概率函数的时间不对称程度。我们在理论结果已知的时间不可逆马尔可夫链模型中测试其性能。此外,我们使用我们的方法分析了四组受试者的心电图记录:健康年轻人、健康老年人和患有两种不同疾病的人,即充血性心力衰竭和心房颤动。我们发现,通过联合研究心电图信号中不同波的振幅的可变性,可以获得一种有效的方法来区分已经提到的组。最后,我们使用ROC分析测试了我们方法的准确性。

MSC公司:

82二氧化碳 经典动态和非平衡统计力学(通用)
62M10个 统计学中的时间序列、自相关、回归等(GARCH)
62M20型 随机过程推断和预测
92立方35 生理流量
92 C50 医疗应用(通用)
60J20型 马尔可夫链和离散时间马尔可夫过程在一般状态空间(社会流动、学习理论、工业过程等)上的应用
37M10个 动力系统的时间序列分析
37N25号 生物学中的动力系统

软件:

物理工具包
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Zanin,M。;Papo,D.,《评估时间序列不可逆性的算法方法:回顾与比较》。熵,11(2021)
[2] Porporato,A。;里格比,J.R。;Daly,E.,不可逆性和平稳时间序列中的波动定理。物理学。修订稿。(2007)
[3] Gaspard,P.,马尔科夫随机过程中的逆时动态熵和不可逆性。《统计物理学杂志》。,3-4, 599-615 (2004) ·Zbl 1113.82036号
[4] 拉托拉,V。;Baranger,M.,Kolmogorov-sinai熵率与物理熵。物理学。修订稿。,3, 520 (1999)
[5] Landi,G.T。;Paternostro,M.,《不可逆熵产生:从经典到量子》。现代物理学评论。(2021)
[6] Gaspard,P.,《不可逆现象的统计力学》(2022),剑桥大学出版社·Zbl 1492.82001年
[7] Roldán,E。;Parrondo,J.M.R.,《离散系统稳态轨道之间的熵产生和kullback-leibler散度》。物理学。E版(2012年)
[8] Daw,C.S。;芬尼,C.E.A。;Kennel,M.B.,测量时间不可逆性的符号方法。物理学。E版,1912年2月(2000年)
[9] Kathpalia,A。;Nagaraj,N.,《时间可逆性、因果关系和压缩复杂性》。熵,3327(2021)
[10] Zanin,M.,通过微观趋势评估时间序列的不可逆性。混沌,10(2021)
[11] 迪克斯,C。;Van Houwelingen,J。;拍摄,F。;DeGoede,J.,《可逆性作为区分时间序列的标准》。物理学。莱特。A、 2-3221-228(1995)
[12] Porporato,A。;里格比,J.R。;Daly,E.,平稳时间序列中的不可逆性和涨落定理。物理学。修订稿。,9 (2007)
[13] Roldán,E。;Parrondo,J.M.R.,估算单个静止轨道的耗散。物理学。修订稿。(2010)
[14] 拉卡萨,L。;努涅斯,A。;爱沙尼亚州罗兰。;Parrondo,J.M.(帕隆多,J.M.)。;Luque,B.,《时间序列不可逆性:可见性图方法》。欧洲物理学。J.B,6,1-11(2012)
[15] 马丁内斯,J.H。;Herrera-Diestra,J.L。;查韦斯,M.,《通过序数模式分析检测时间序列中的时间可逆性》。混沌,12(2018)
[16] Chazottes,J.-R。;Redig,F.,通过命中和返回时间测试吉布斯过程的不可逆性。非线性,62477-2489(2005)·Zbl 1125.82017年
[17] 萨尔加多·加西亚,R。;Maldonado,C.,从删失符号时间序列估计熵率:时间不可逆性测试。混沌,1(2021)·Zbl 1466.37065号
[18] 高,Y。;康托伊亚尼斯,I。;Bienenstock,E.,《估计二进制时间序列的熵:方法论、一些理论和模拟研究》。熵,271-99(2008)·Zbl 1179.94045号
[19] Guzik,P。;Piskorski,J。;Krauze,T。;Wykretowicz,A。;Wysocki,H.,通过rr间期的poincare图得出的心率不对称性。生物识别。工程/生物识别。技术,4272-275(2006)
[20] 施赖伯,T。;Schmitz,A.,时间序列中非线性测度的判别力。物理学。E版,5443-5447(1997)
[21] 泰勒,J。;欧洲银行。;Longtin,A。;Galdrikian,B。;Doyne Farmer,J.,《时间序列非线性测试:替代数据方法》。《物理学D》,177-94(1992)·Zbl 1194.37144号
[22] 弗拉纳根,R。;Lacasa,L.,《金融时间序列的不可逆性:图表理论方法》。物理学。莱特。A、 1689-1697年(2016)
[23] 姜德清。;钱,M。;Qian,M.-P.,循环分布,熵产生和不可逆转的马尔可夫链,11-44(2004),施普林格-柏林-海德堡:施普林格/柏林-海德堡-柏林,海德堡
[24] 李,J。;Shang,P.,基于高阶矩和多尺度kullback-leibler散度的金融时间序列的时间不可逆性。《物理A》,248-255(2018)
[25] 夏,J。;尚,P。;Wang,J。;Shi,W.,基于多尺度熵和多尺度时间不可逆性的金融时间序列分类。物理学。A、 151-158(2014)
[26] Zanin,M。;Güntekin,B。;Aktürk,T。;哈诺鲁。;Papo,D.,《健康大脑中静止状态活动的时间不可逆性与病理学》。前面。生理学。,1619 (2020)
[27] Cofré,R。;Maldonado,C.,尖峰序列最大熵马尔可夫链的信息熵产生。熵,1(2018)
[28] Salgado-García,R.,《随机长度时间序列的时间不可逆性测试:应用于dna的匹配时间方法》。混沌,12(2021)
[29] Timmer,J。;甘特,C。;Deuschl,G。;Honerkamp,J.,手震颤时间序列的特征。生物网络。,75-80 (1993) ·Zbl 0800.92116号
[30] Cammarota,C。;Rogora,E.,《时间反转、符号序列和人类心跳的不可逆性》。混沌孤子分形,51649-1654(2007)·Zbl 1195.92014年
[31] Hou,F。;黄,X。;陈,Y。;霍,C。;刘,H。;Ning,X.,等概率符号化和时间反转不对称相结合用于心跳间隔序列分析。物理学。版本E,1(2013)
[32] Piskorski,J。;Guzik,P.,健康成年人rr间期的poincaré图几何及其不对称性。生理学。测量。,3, 287 (2007)
[33] Karmakar,C.K。;坎多克,A。;Gubbi,J。;Palaniswami,M.,使用poincaré图定义心率变异信号的不对称性。生理学。测量。,1227 (2009)
[34] 严,C。;李,P。;纪磊。;姚,K。;卡马卡,C。;Liu,C.,心率变异信号的面积不对称性。生物医学。工程在线,112(2017)
[35] Costa,M。;Goldberger,A.L。;Peng,C.-K.,《人类心跳的不对称性断裂:衰老和疾病中的时间不可逆性损失》。物理学。修订稿。,19 (2005)
[36] Varotsos,宾夕法尼亚州。;新墨西哥州萨利斯。;Skordas,E.S。;Lazaridou,M.S.,通过分析自然时间的心电图确定心脏性猝死风险并指定其发生时间。申请。物理学。莱特。,6 (2007)
[37] 新墨西哥州萨利斯。;克里斯托普洛斯,S.-R.G。;Bemplidaki,M.M.,《时间反转下自然时间熵的变化:尺度变化时的复杂性度量》。欧洲鱼。莱特。,1, 18002 (2015)
[38] 马尔多纳多,C。;Merino Negrete,N.,《不可逆指数作为心电图信号的心脏状况判别器》(2023年),预印本
[39] Narin,A。;Y.Isler。;Ozer,M。;Perc,M.,基于短期心率变异性对阵发性心房颤动的早期预测。物理A,56-65(2018)
[40] 苏鲁古,M。;Y.Isler。;Perc,M。;Kara,R.,卷积神经网络预测阵发性心房颤动的发病:理论和应用。混沌,11(2021)
[41] 波塔,A。;卡萨利,K.R。;卡萨利,A.G。;Gnecchi-Ruscone,T。;托巴尔迪尼,E。;北蒙塔诺。;兰格,S。;Geue,D。;Cysarz,D。;Van Leeuwen,P.,短期心率变异性的时间不对称与自主调节有关。美国生理学杂志-规则。,集成。公司。生理学。,2,R550-R557(2008)
[42] 卡萨利,K.R。;卡萨利,A.G。;蒙塔诺州。;Irigoyen,M.C。;麦加尼安,F。;古泽蒂,S。;Porta,A.,检测平稳时间序列中时间不可逆性的多重测试策略。物理学。修订版E,6(2008)
[43] 波塔,A。;D’addio,G。;Bassani,T。;Maestri,R。;Pinna,G.D.,通过心率变异性的不可逆性分析评估心血管调节:健康和慢性心力衰竭人群的24小时动态心电图研究。菲尔翻译。R.Soc.A,18921359-1375(2009)
[44] Hou,F。;庄,J。;卞,C。;Tong,T。;陈,Y。;尹,J。;邱,X。;Ning,X.,基于多尺度时间不可逆性测试的心跳不对称性分析。《物理A》,4754-760(2010)
[45] Piskorski,J。;Guzik,P.,长期和总心率变异性的不对称特性。医学生物学。工程计算。,1289-1297 (2011)
[46] Karmakar,C.K。;坎多克,A.H。;Palaniswami,M.,心率变异信号的相位不对称。生理学。测量。,2, 303 (2015)
[47] Goldberger,A.L。;洛杉矶阿马拉。;玻璃,L。;Hausdorff,J.M。;伊万诺夫,P.C。;马克·R·G。;Mietus,J.E。;穆迪,G.B。;彭成凯。;Stanley,H.E.,Physiobank,physiotoolkit,and physionet:复杂生理信号新研究资源的组成部分。循环,23,e215-e220(2000)
[48] 席尔瓦,I。;Moody,G.B.,在matlab和倍频程中分析和处理物理网络数据库的开源工具箱。J.开放研究软件。,1 (2014)
[49] 艾扬格,N。;Peng,C.K。;莫林,R。;Goldberger,A.L。;Lipsitz,L.A.,《心率间期动力学分形标度中与年龄相关的变化》。美国生理学杂志-规则。,集成。公司。生理学。,4,R1078-R1084(1996)
[50] 拜姆博士。;科鲁奇,W.S。;蒙拉德,E.S。;史密斯·H·S。;赖特,R.F。;A.拉努。;Gauthier,D.F。;Ransil,B.J。;格罗斯曼,W。;Braunwald,E.,口服米力农治疗的严重充血性心力衰竭患者的生存率。美国大学J.Am.Coll。心脏病学。,3, 661-670 (1986)
[51] Moody,G.,使用rr间期检测心房颤动的新方法。计算。心脏病学。,227-230 (1983)
[52] Makowski,D。;Pham,T。;刘振杰。;布拉默,J.C。;Lespinasse,F。;Pham,H。;Schölzel,C。;Chen,S.H.A.,NeuroKit2:神经生理学信号处理的蟒蛇工具箱。贝哈夫。研究方法,41689-1696(2021)
[53] Fawcett,T.,岩石分析简介。模式识别。莱特。,8, 861-874 (2006)
[54] 梅森,S.J。;Graham,N.E.,《相对操作特征(roc)和相对操作水平(rol)曲线下的区域:统计意义和解释》。Q.J.R.Meteorol公司。Soc.,584,2145-2166(2002)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。