基于非線性方法的心血管亞健康狀況定量評測研究

郝 丹 張春茹 魏 林

（哈爾濱市第一醫院，黑龍江 哈爾濱 150010）

基于非線性方法的心血管亞健康狀況定量評測研究

郝 丹 張春茹 魏 林

（哈爾濱市第一醫院，黑龍江 哈爾濱 150010）

目的提出基于非線性參數的一種心血管亞健康狀況評測方法，通過定量評測心血管系統功能，能夠有效評估人體亞健康狀態，便于及時防控。方法通過運動實驗采集的動態心電信號，并從出現運動心率變異的信號中提取4個非線性參數，對兩組典型人群運用兩類判別方法進行分類。基于此構建評分體系，結合健康狀況劃分等級。結果分別對年輕健康者和中老年高血壓患者兩組人群進行運動實驗，在運動心率變異信號中采集有效的非線性參數建立判別公式，分類準確率達到86.9%。基于此對健康狀況不同的4組人群打分，分數能夠體現測試者健康狀況。結論定量評測不同人群的健康狀況與實際相符，說明該方法能夠有效評測心血管患者的健康狀況。

心血管系統；定量評測；非線性參數；亞健康

亞健康通常是指一種處于健康與疾病之間的生理功能低下的狀態。亞健康概念最早由前蘇聯的布赫曼教授提出，主要具有身體無疾病但反應能力與適應能力下降，注意力不易集中，情緒不穩等一些特征[1]。

科技發展使社會競爭加劇，使人們在工作生活中的壓力也逐漸增大，亞健康目前已成為全球性問題，據世衛組織統計，世界上約三分之二以上的人處于亞健康狀態。我國亞健康狀態人群也超過7億，約占人口總數70%左右，在35～45歲之間的人群多發。

亞健康狀態介于健康與疾病之間，采取措施不及時會導致發生疾病，甚至過勞死等嚴重后果。但在常規檢查中，亞健康狀態不發生器質性病變，各項指標也沒有異常。所以，探索亞健康檢測的有效方法，定量評測亞健康狀態，對于疾病防控具有非常重要的現實意義。

心血管系統作為人體最重要的一個生理系統，多種疾病通常能夠反映在心血管功能狀態的異常表現上。分析心率變異信號的頻域，可以發現信號中的高頻及低頻分量與心血管疾病具有重要關系。非線性方法隨著混沌理論的發展，在各領域得到廣泛研究應用，也拓展了人體生理信號的研究思路。

基于此提出一種非線性參數的心血管亞健康定量評測方法，動態心電信號通過運動實驗獲得，可獲得靜態無法得到的心血管系統非線性信息，能夠反映心血管系統的潛在病變，進而反映出亞健康狀況。以其中的有效信息為基礎構建一種定量評測方法，分級評估健康狀態，并根據評分界定亞健康狀態范圍[2]。

1 方 法

運動實驗常用于評測心血管系統功能，以此為基礎，運動心率變異信號能夠通過處理記錄的動態心電信號得到，在信號中提取非線性參數進行判別分析，最終構建出一個評分公式。

本方法選用YMCA-1分鐘階梯運動實驗，將監護電極牢固粘貼于受試者左右腹部和左胸部，心電導聯線從多生理信息檢測儀中引出并與電極連接。當心電信號穩定時，對綜合導聯心電數據進行測量記錄，同時以60 s的時間間隔對血壓數據進行測量，靜息狀態下血壓測量5次后，受試者站立并進行階梯運動實驗，時間為1 min，以每分30次頻率做上下階梯運動，階梯高度30 cm，利用聲音節拍器控制運動節奏。受試者運動停止恢復靜坐狀態后，再以60 s為間隔測量血壓5次，整個實驗過程約10 min左右。

經差分、重采樣及離散小波變換分解與重構等步驟對原始心電數據進行處理后提取到運動心率變異信號，該信號中具有豐富的心血管信息，心血管系統的功能狀態也會反映在其中一些非線性參數上。結合運動前、中、后三個階段，分別提取心率變異信號中的4個非線性參數，將參數運動前后比值作為分析指標進行統計判別分析，基于判別分析構建一個評分體系，打分評測受試者健康狀況，合理得分區間的確定與測試人群的實際健康狀況分布密切相關。

2 實驗及結果

測試對象選取兩組心血管健康狀況差異較大的人群，并基于研究分析構建一個評分公式。其中一組為50例年輕健康人，平均年齡為（23.46±0.89）歲；另一組為50例中老年高血壓患者，平均年齡為（47.87±14.92）歲。

分別提取兩組人群心率變異信號中的5組共20個非線性參數進行統計分析，具有顯著差異性的參數共有12個，將幾乎不影響分類結果的4個參數剔除，對其余8個有效參數予以保留，根據上述參數判別分析兩組人群，可以得到相應判別系數。綜合兩組人群分類，平均準確率可達到86.9%，兩組健康狀況存在差異的人群就能有效區分，因此構建一個評分體系具有可行性。

在評分結果中將80分設為健康狀況分界點，并對幾個不同區間進行定義。其中，85～100分定義為“優”，80～85分定義為“良”，75～80分定義為“中”，60～75分定義為“差”。

經過對兩組人群統計分析，老年人組健康狀況為“良”和“中”的約占80%，而年輕人組有高于85%的人健康狀況為“優”和“良”。高血壓作為一種心血管疾病，會影響心血管系統健康狀況，老年人心血管系統由于年齡原因都會發生老化，年輕人的健康狀況相對而言是最好的，得分情況符合實際，也驗證了該評測公式是有效的。

4 討 論

綜上，本文提出的亞健康狀況定量評測方法能夠有效評估心血管系統功能，使潛在心血管疾病能夠及早發現，便于采取有效治療措施[3]。通過對非線性參數的統計判別分析，便于及時發現中老年高血壓患者與年輕健康人心血管健康狀況的差異。本文提出的亞健康狀況的定量評測方法，能夠有效評估心血管系統功能，在統計上由于一些非線性參數存在的差異，可實現高達85%的準確分類，對于區分心血管方面的亞健康人群健康狀況以及潛在心血管疾病的及早發現具有積極的意義。隨著相關研究的開展，量化評估亞健康狀態將更為科學，在疾病防控及人體保健等方面提供非常重要的依據，并發揮非常重要的作用。

[1] 董玉整.亞健康初探[J].廣州醫學院學報,1998,26(3):77-78.

[2] 趙瑞芹,宋振峰.亞健康問題的研究進展[J].國外醫學·社會學分冊,2002,21(4):10-13.

[3] 王德堃,楊俊麗.對亞健康人群腦功能活動狀態的分析[J].山西中醫,2002,18(5):47-49.

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A

1671-8194（2014）22-0391-01