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.2014年7月8日;9(7):e101713。
doi:10.1371/journal.pone.0101713。 2014年电子收集。

从行车记录仪中分离呼吸影响:方法学评估

附属公司

从行车记录仪中分离呼吸影响:方法学评估

德维·威贾哈等。 公共科学图书馆一号. .

摘要

心率(HRV)的变异性被广泛研究,因为它包含有关自主神经系统(ANS)活动的信息。然而,HRV受呼吸影响,与ANS活动无关。因此,在HRV分析中包含呼吸信息以正确解释结果非常重要。本文中,我们建议记录呼吸活动,并使用此信息将行车记录仪分为两个部分:一个与呼吸相关,另一个包含所有与呼吸无关的心率变化。文献中提出了几种实现这一点的算法,但尚未对这些方法进行比较。在本文中,我们进行了两项研究,以评估这些方法的性能,以准确地将速度图分解为两个分量,并评估算法的鲁棒性。结果表明,在两个比较研究中,正交子空间投影和ARMAX模型的性能最好。此外,还提供了一个真实的压力分类示例,以证明在HRV研究中分离呼吸信息的方法可以揭示心率变化的变化,而心率变化是由不同的呼吸模式掩盖的。

PubMed免责声明

利益冲突声明

竞争利益:提交人声明,不存在相互竞争的利益。

数字

图1
图1。LMS自适应滤波方案,用于从速度图中分离呼吸影响。
图2
图2。模拟研究的框图。
图3
图3。第1步和第2步中使用ARMAX模型对典型对象进行仿真研究的示例。
使用OSP分离行车记录仪。信号显示在时域(此处仅显示120 s)和频域中。从上到下:公式图像公式图像公式图像公式图像。以黑色虚线显示使用OSP的估计组件。
图4
图4。标准化根平方误差(NRMSE)的箱线图(左)和之间(右)使用模拟研究获得。
未显示异常值。
图5
图5。低频功率(顶部)和高频功率(底部)之间平方误差(SE)的箱线图(左)和之间(右)使用模拟研究获得。
未显示异常值。
图6
图6。稳定性研究框图。
图7
图7。标准化均方根误差(NRMSE)(左)和低频功率(上)和高频功率(下)的平方误差(SE)(右)的箱线图通过稳定性研究获得。
未显示异常值。
图8
图8。使用正交子空间投影进行稳定性研究的示例。
整个6分钟周期的剩余信号(公式图像,粗灰色)和三个2分钟的片段(公式图像,黑色虚线)。
图9
图9。所有分类器的平均ROC。

类似文章

引用人

工具书类

    1. 欧洲心脏病学会和北美起搏和电生理学会工作队(1996年)。心率变异性:测量标准、生理学解释和临床应用。《欧洲心脏杂志》17:354–381。-公共医学
    1. Berntson GG、Cacioppo JT、Quigley KS(1993)呼吸窦性心律失常:自主起源、生理机制和心理生理学意义。心理生理学30:183–196。-公共医学
    1. Hayano J、Yasuma F、Okada A、Mukai S、Fujinami T(1996)《呼吸窦性心律失常:一种改善肺气体交换和循环效率的现象》。发行量94:842-847。-公共医学
    1. Yasuma F,Hayano J(2004)呼吸窦性心律失常:为什么心跳与呼吸节律同步?胸围125:683。-公共医学
    1. Bailón R、Laguna P、Mainardi L、Sornmo L(2007)基于呼吸频率的时变频带心率变异性分析。摘自:2007年IEEE医学和生物学会工程年度国际会议。第29卷,第6674-6677页。-公共医学

出版物类型

赠款和资金

KUL研究委员会支持的研究:CoE PFV/10/002(OPTEC)、GOA/10/09 MaNet、博士/博士后资助;FWO:博士/博士后资助,G.0427.10N(集成EEG-fMRI),G.0108.11(压缩传感),G.0869.12N(肿瘤成像),G.0A5513N(脑深部刺激);IWT:博士/博士后资助,TBM 080658-MRI(EEG-fMRI),TBM 110697-NeoGuard,D.Widjaja获得IWT博士资助;iMinds医疗信息技术:SBO 2014,ICON NXT_Sleep;法兰德斯护理示范项目Tele-Rehab III(2012-2014);比利时联邦科学政策办公室IUAP P7/19(DYSCO,“动态系统、控制和优化”,2012-2017);比利时外交发展合作:VLIR UOS项目;INTERREG IVB NWE计划中的EU RECAP 209G、2012年欧盟MC ITN TRANSACT(编号316679)、ERC Advanced Grant BIOTENSORS(编号339804)、ERASMUS EQR社区服务工程师(编号539642-LLP-1-2013)。资助者在研究设计、数据收集和分析、决定出版或编写手稿方面没有任何作用。