基于非线性方法的心血管亚健康状况定量评测研究

郝 丹 张春茹 魏 林

（哈尔滨市第一医院，黑龙江 哈尔滨 150010）

基于非线性方法的心血管亚健康状况定量评测研究

郝 丹 张春茹 魏 林

（哈尔滨市第一医院，黑龙江 哈尔滨 150010）

目的提出基于非线性参数的一种心血管亚健康状况评测方法，通过定量评测心血管系统功能，能够有效评估人体亚健康状态，便于及时防控。方法通过运动实验采集的动态心电信号，并从出现运动心率变异的信号中提取4个非线性参数，对两组典型人群运用两类判别方法进行分类。基于此构建评分体系，结合健康状况划分等级。结果分别对年轻健康者和中老年高血压患者两组人群进行运动实验，在运动心率变异信号中采集有效的非线性参数建立判别公式，分类准确率达到86.9%。基于此对健康状况不同的4组人群打分，分数能够体现测试者健康状况。结论定量评测不同人群的健康状况与实际相符，说明该方法能够有效评测心血管患者的健康状况。

心血管系统；定量评测；非线性参数；亚健康

亚健康通常是指一种处于健康与疾病之间的生理功能低下的状态。亚健康概念最早由前苏联的布赫曼教授提出，主要具有身体无疾病但反应能力与适应能力下降，注意力不易集中，情绪不稳等一些特征[1]。

科技发展使社会竞争加剧，使人们在工作生活中的压力也逐渐增大，亚健康目前已成为全球性问题，据世卫组织统计，世界上约三分之二以上的人处于亚健康状态。我国亚健康状态人群也超过7亿，约占人口总数70%左右，在35～45岁之间的人群多发。

亚健康状态介于健康与疾病之间，采取措施不及时会导致发生疾病，甚至过劳死等严重后果。但在常规检查中，亚健康状态不发生器质性病变，各项指标也没有异常。所以，探索亚健康检测的有效方法，定量评测亚健康状态，对于疾病防控具有非常重要的现实意义。

心血管系统作为人体最重要的一个生理系统，多种疾病通常能够反映在心血管功能状态的异常表现上。分析心率变异信号的频域，可以发现信号中的高频及低频分量与心血管疾病具有重要关系。非线性方法随着混沌理论的发展，在各领域得到广泛研究应用，也拓展了人体生理信号的研究思路。

基于此提出一种非线性参数的心血管亚健康定量评测方法，动态心电信号通过运动实验获得，可获得静态无法得到的心血管系统非线性信息，能够反映心血管系统的潜在病变，进而反映出亚健康状况。以其中的有效信息为基础构建一种定量评测方法，分级评估健康状态，并根据评分界定亚健康状态范围[2]。

1 方 法

运动实验常用于评测心血管系统功能，以此为基础，运动心率变异信号能够通过处理记录的动态心电信号得到，在信号中提取非线性参数进行判别分析，最终构建出一个评分公式。

本方法选用YMCA-1分钟阶梯运动实验，将监护电极牢固粘贴于受试者左右腹部和左胸部，心电导联线从多生理信息检测仪中引出并与电极连接。当心电信号稳定时，对综合导联心电数据进行测量记录，同时以60 s的时间间隔对血压数据进行测量，静息状态下血压测量5次后，受试者站立并进行阶梯运动实验，时间为1 min，以每分30次频率做上下阶梯运动，阶梯高度30 cm，利用声音节拍器控制运动节奏。受试者运动停止恢复静坐状态后，再以60 s为间隔测量血压5次，整个实验过程约10 min左右。

经差分、重采样及离散小波变换分解与重构等步骤对原始心电数据进行处理后提取到运动心率变异信号，该信号中具有丰富的心血管信息，心血管系统的功能状态也会反映在其中一些非线性参数上。结合运动前、中、后三个阶段，分别提取心率变异信号中的4个非线性参数，将参数运动前后比值作为分析指标进行统计判别分析，基于判别分析构建一个评分体系，打分评测受试者健康状况，合理得分区间的确定与测试人群的实际健康状况分布密切相关。

2 实验及结果

测试对象选取两组心血管健康状况差异较大的人群，并基于研究分析构建一个评分公式。其中一组为50例年轻健康人，平均年龄为（23.46±0.89）岁；另一组为50例中老年高血压患者，平均年龄为（47.87±14.92）岁。

分别提取两组人群心率变异信号中的5组共20个非线性参数进行统计分析，具有显著差异性的参数共有12个，将几乎不影响分类结果的4个参数剔除，对其余8个有效参数予以保留，根据上述参数判别分析两组人群，可以得到相应判别系数。综合两组人群分类，平均准确率可达到86.9%，两组健康状况存在差异的人群就能有效区分，因此构建一个评分体系具有可行性。

在评分结果中将80分设为健康状况分界点，并对几个不同区间进行定义。其中，85～100分定义为“优”，80～85分定义为“良”，75～80分定义为“中”，60～75分定义为“差”。

经过对两组人群统计分析，老年人组健康状况为“良”和“中”的约占80%，而年轻人组有高于85%的人健康状况为“优”和“良”。高血压作为一种心血管疾病，会影响心血管系统健康状况，老年人心血管系统由于年龄原因都会发生老化，年轻人的健康状况相对而言是最好的，得分情况符合实际，也验证了该评测公式是有效的。

4 讨 论

综上，本文提出的亚健康状况定量评测方法能够有效评估心血管系统功能，使潜在心血管疾病能够及早发现，便于采取有效治疗措施[3]。通过对非线性参数的统计判别分析，便于及时发现中老年高血压患者与年轻健康人心血管健康状况的差异。本文提出的亚健康状况的定量评测方法，能够有效评估心血管系统功能，在统计上由于一些非线性参数存在的差异，可实现高达85%的准确分类，对于区分心血管方面的亚健康人群健康状况以及潜在心血管疾病的及早发现具有积极的意义。随着相关研究的开展，量化评估亚健康状态将更为科学，在疾病防控及人体保健等方面提供非常重要的依据，并发挥非常重要的作用。

[1] 董玉整.亚健康初探[J].广州医学院学报,1998,26(3):77-78.

[2] 赵瑞芹,宋振峰.亚健康问题的研究进展[J].国外医学·社会学分册,2002,21(4):10-13.

[3] 王德堃,杨俊丽.对亚健康人群脑功能活动状态的分析[J].山西中医,2002,18(5):47-49.

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A

1671-8194（2014）22-0391-01