本文的研究重点是生物医学信息学，研究对象是心脏，重点研究多参数提取心脏状态的隐含信息。众所周知，心脏是一个复杂的器官，关于心脏的研究可以追溯到上个世纪初。过去的研究进展往往集中在心电图形态分析和单参数节律检测等静态分析上，难以较确切和较全面地反映心脏不同状态下的特征。具实，心电活动中隐含着丰富的心脏状态信息，远未得到充分利用。为此，本文着重研究心脏状态信息的多参数表征方法，由局域参数和全局性参数构成参数集，包含高频心电、心率变异性、庞卡莱散点图、分维和交互信息等线性和非线性参数。在此基础上，通过动物模型实验模拟一系列心脏的病理状态，进行多参数动态观测，检验有关参数在心脏状态变化过程中的作用及其使用价值，从各个角度详细研究了各种参数在特定状态下表征心脏状态的灵敏度及其作用，明确它们的特异性表现，以期为完善表征心脏生理和病理状态的参数集，开展心脏状态变化隐含信息提取的多参数研究，为进一步复杂解释和临床应用提供依据。这是本文重要的创新所在。 本文利用麻醉的方法建立病理动物模型，研究了心脏在外来性全局调控因素受抑制下的心脏状态参数变化特性，发现在一定程度上抑制心脏全局性调控因素不会对心脏本身的正常搏动造成很大影响，但对心脏全局性参数本身影响却比较大，表明全局性参数对交感和副交感神经的调控作用影响很敏感。 本文制作了两种急性心肌损伤的动物模型，利用多参数分析的方法研究了狗的心脏在人为急性损伤产生不同心脏状态条件下的动态变化，发现多参数分析方法能很好地互为参照地揭示心脏状态的变化特性。例如，交耳信息对自主呼吸被接呼吸机抑制后的状态敏感，分维具有表征心脏健康状况潜力的特性，在急性损伤后明显减少，但不随损伤的时间延续而变化；心率变异性参数和散点图可以灵敏地区分山急性损伤前和损伤后的状态；而高频心电在表征心脏损伤和定位方面独具特色。但任何一种心电参数都无法单独地和全面地描述心脏在此实验条件下的变化过程，这表明多参数方法明显优于任何一种心脏状态参数的单一使用。怕蛮 浙江人学博十论文 本文还利用多参数方法研究了历时两个月的慢性实验条件｝心脏由急性损伤到陈旧性损伤的动态变化。在这组系列实验中，动态检测方法显示出其明显的优点。在急性结扎后的一周内，由多参数揭示出的心脏状态变化规律未见国内外报道。这种情况只有通过动态检测，以及多参数表征条件下才能完整地观察到。充分显示了各种参数表征心脏状态的特点，检验了各参数反应的灵敏度和有效性。研究结果表明，众多现象的山现都是心脏作为牛物体的一个于系统在损伤及其恢复过程中的完整表现，但如果只用传统的静态或只采用单一单参数的方法，显然就无法获得在此状态卜的所有信息，进而无法确切理解心脏的实际状态。在慢性实验的后期，所有参数都显示山心脏陈旧性损伤应有的表现，如，心率变异性指标明员比正常浅麻低，分纶减小，高频心电异常切迹稳定存在等现象。利用动物病理模型广泛研究各种状态h｛〕心肌状态参数k足本文重要的创新点。 最后，本文还利用医院思者的临床数据和MIT”数掂库的数据扮验了有关参数在衣征患名心肌状态的特吐，这些逆K们全局性线性与非线性参数均能反映病掸1特征。 显而易见，采用全局性与局部性参数并重的、动态与静态参数柏结合的线性与3「线性参数柏辅相成的多参数研究方法，有利于全面理解和掌握心脏牛理病理状态的实际变化，这是牛物医学信息科学的发展方向。通过本文的动物实验、数据库数据和临床患者的数据分祈结果充分说明了多参数表征和分析对完善心脏生理病理学知识和揭示病理机制具有很高的价值，是未来医学的发展方向。并且，实验结果也说明这种多参数信息处理方法在临床上会具很高的实用价值，可以在早期就能比较准确地发现病变、确定病变位置和病变程度；也可以在治疗期间了解病程的变化趋势，以便因之而优化治疗方案；还可以在手术后观测病人的恢复情况。 本文提山的多参数集表征方法虽然只是针对心脏状态信启、这个特定课题展开的，但其研究方沦具有普遍性，尤其可以应用于各类复杂系统。