23、生物医学信号分析：HRV与胎儿ECG的研究进展

生物医学信号分析：HRV与胎儿ECG的研究进展

在生物医学信号分析领域，心率变异性（HRV）和胎儿心电图（fECG）的研究具有重要的临床意义。HRV反映了心脏自主神经系统的调节功能，而fECG则为监测胎儿的生理状态提供了关键信息。下面将详细介绍HRV和fECG的相关分析方法。

1. HRV分析方法

1.1 RR间期的密度分布表示

RR间期序列可以通过RR间期持续时间的密度分布或相邻RR间期差值的密度分布来表示。在构建密度分布时，需要有合理数量的RR间期。为确保分析的准确性，建议记录至少20分钟（最好是24小时）的RR间期数据。同时，直方图的离散尺度应适中，既不过细也不过粗，以便构建平滑的直方图。

可以通过拟合几何形状或使用高阶矩（如偏度和峰度）来量化与正态分布的偏差。但高阶矩对异常值和伪影更为敏感。偏度作为不对称性的指标，可用于检测心率可能出现的突然加速随后长时间减速的现象，这种现象可能与临床问题相关。另一个量化RR分布的指标是HRV三角指数，它是密度分布的积分（即所有RR间期的数量）除以密度分布的最大值。

1.2 频域分析方法

HRV中的几种节律通常可分为四个频带：
| 频带名称 | 频率范围 |
| ---- | ---- |
| 超低频（ULF） | 0.0001 Hz ≤ ULF < 0.003 Hz |
| 极低频（VLF） | 0.003 Hz ≤ VLF < 0.04 Hz |
| 低频（LF） | 0.04 Hz ≤ LF < 0.15 Hz |
| 高频（HF） | 0.15 Hz ≤ HF < 0.4 Hz |