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发现心脏节律中存在确定性混沌 裴文江 何振亚 杨绿溪 S. S. Hull J. Y. Cheung ( 东南大学无线电工程系, 南京210096; University of Oklahoma Health-Sciences Center, Oklahoma City, OK 73190, USA; School of Electrical Computer Engineering, University of Oklahoma, Norman, OK 73019, USA) 摘要 针对心脏节律的复杂性以及其产生受多种生理过程的影响, 以受迫非线性动力学系统为分析模 型, 提出一种能较准确反映其内在确定性部分动力学机制的模型构造方法. 应用试验数据分析时发现: 模型可以产生与心脏节律相似的动力学行为; 心脏节律不仅不能解释为线性 Gauss 过程, 而且其内在 机制具有初始值敏感性质; 生理过程的影响(动力噪声)对产生复杂心脏节律具有重要的作用. 关键词 心脏节律 非线性动力学 Bayes 估计 鉴于自主神经系统的复杂控制机理, 以及血 [8,13] 况, 他们已将其作为新的研究方向 . 既然心脏节 压 心率和每搏输出量存在延迟反馈结构, 因此心 [4] 律产生受多种生理过程影响 , 构造模型时就需要考 脏节律具有表现为确定性动力学行为的内在机制, 虑消除噪声影响. 我们采用非线性噪声减小策略来 通常利用受迫非线性动力学模型来描述[ 1 4 ]. 近年来 实现. Yorke 在这方面进行了开创性工作, 即通过修 心率变异序列非线性分析也提供了相应证据, 例如, 正观测序列, 在与原始序列尽可能接近约束下, 使其 Goldberger 发现正常心率的功率谱在低频段表现出 [ 14] 嵌入轨道更加符合某一确定性动力学结构来实现 . 较大的强度, 并且延迟重构相空间轨道远较极限环 N N 若观测和待选序列分别为{x } 和 {y } , 通过极 [5] i i 1 i i1 复杂, 因, 此很可能存在奇怪吸引子 . Poon 通过比 小化代价函数 较线性和非线性模型的预测能力等宣称正常人心脏 2 2 [6] H (y ) (y f (y , , y