PPG研究中暑的算法记录

ECG研究连续心率是HRV,PPG研究连续心率是PRV。但是在静态和睡眠中,PRV应该是可以替代HRV。但是在动态中HRV可能受运动伪影

PRV的一些指标:时域、频域、非线性三个维度进行分析

1、时域指标:

指标名称 英文全称 简要说明 主要生理意义
AVNN Average of NN intervals 心跳间期的平均值,反映平均心率水平 总体心率水平
SDNN Standard deviation of NN intervals 心跳间期的标准差,总体变异性指标 反映交感和副交感神经的总张力
RMSSD Root mean square of successive differences 相邻心跳间期差值的均方根 重点反映副交感神经(迷走神经)的活性
pNN50 Percentage of NN50 相邻心跳间期差值超过50毫秒的比例 重点反映副交感神经(迷走神经)的活性
SDSD Standard deviation of successive differences 相邻心跳间期差值的标准差 RMSSD高度相关,同样反映快速变化的副交感神经调节

简单来说,SDNN代表总量的指标,而RMSSDpNN50则是代表副交感神经活动的核心指标

2、频域指标:

指标 频段范围 (Hz) 生理意义
VLF (极低频能量) 0.0033 - 0.04 Hz 生理意义尚不完全明确,可能与体温调节、肾素-血管紧张素系统活动等有关
LF (低频能量) 0.04 - 0.15 Hz 反映交感和副交感神经的共同调节,常用作交感神经活动的指标
HF (高频能量) 0.15 - 0.40 Hz 反映副交感神经(迷走神经)的活性,与RMSSD高度相关
TP (总功率) ≤ 0.4 Hz 总体变异性指标,相当于时域的SDNN

比值与比例

指标 说明 生理意义
LF/HF LFHF的比值 代表交感和副交感神经的平衡关系
nLF / nHF 归一化的LFHF功率 更清晰地反映单一分支在总功率中的占比

3、非线性指标:

这个维度通过复杂度、分形、熵等概念,来考察心脏节律隐藏的规律性。

1、庞加莱图 (Poincaré Plot)

  • SD1: 衡量RR间期序列的短期变异性,主要反映副交感神经张力

  • SD2: 衡量RR间期序列的长期变异性,反映更广泛的自主神经调节

  • SD1/SD2: SD1SD2的比值,反映交感-副交感神经的相互作用

  • S: 椭圆面积,代表整体变异性

2、熵与复杂度分析

  • SampEn (样本熵): 衡量时间序列的复杂性或不规则性

  • ApEn (近似熵): 同样用于测量序列的复杂性和规律性

  • MSE (多尺度熵): 在不同时间尺度上评估信号的复杂性

  • BSE / SSE: 分别是基本尺度熵和符号序列熵,同样是评估心率趋势复杂度的方法

3、分形与长程相关性分析

  • DFA (去趋势波动分析): 揭示信号在长时间内是否具有自相似性或分形特性

  • α1 (短时标度指数): DFA的核心参数,反映信号短期内的相关性

中暑:

比如在2026年的一项研究中,研究人员成功使用基于朴素贝叶斯 (Naive Bayes) 分类器的PRV特征模型,预测热应激事件的准确率高达94.58% 。研究同时发现,热应激状态下,反映副交感神经活动的PRV指标会显著降低

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