心电图信号建立心脏活动观察系统心率变异度调节变化的影响研究(源码)
近年来，人们生活水平正在逐步提高，一种更绿色健康的生活状态被原来越多的人们所接受。心电信号作为一项衡量健康的重要指标，不可避免的成为人们重点监测的对象之一。本课题旨在通过采集受试者在快跑和慢走后所采用的不同休息姿势时产生的心电信号，并对其进行分析处理，从而得到的基于实验数据的结论，并以此结论对在快跑和慢走后究竟采取什么休息方式进行休息能够使运动者的心率更快的回到接近于静态心率给出建议，使每个人都能够有一个更健康的运动习惯。关键词 心率变异度、心电信号、不同休息姿势、心率恢复
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究对象 1
1.3 研究意义 2
1.4 国内外研究 3
2 实验介绍 4
2.1 知识背景 4
2.2 测量工具与数据采集 9
2.3 实验处理 12
2.4 研究总流程 14
3 实验设计 14
3.1 研究目的 14
3.2 研究猜测 15
3.3 研究过程 15
4 数据整理 16
4.1 受试者的描述 16
4.2 受试者的数据整理 17
4.3 数据总结 20
5 数据分析 21
5.1 静态与动态的比较 21
5.2 不同性别族群之间的比较 23
6 总结 24
结 论 25
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 绪论
1.1 研究背景
一般而言，心跳率指一分钟内的平均心跳。[15]安静状态的心跳间期存在着差异及混沌现象，其快慢由心脏窦房结的节律细胞所调控。而窦房结的发点频率则由自律神经系统与血中肾上腺素影响，但自律神经系统的活性会不断变化，以适应身体需求。自律神经主要包括交感神经与副交感神经，交感神经系统会加速窦房结的发电频率，使心率增加；副交感神经系统与交感神经系统相反，其会造成心率降低，因此造成心跳间期的变异性，即为心率变异度[1]。目前，心率变异度的测量方式为非侵 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
入性、简单，因此被广泛的应用于评估自律神经系统功能[15]。
根据生物学知识可知，心脏的跳动并非是固定速率，根据不同的心脏工作的强度，心脏窦房结节律细胞和自律神经系统会进行调控，形成周期性变化。在运动之后，选择不同的休息方式，心脏的负荷不同，故心脏跳动显示的变异性的程度也不相同，心率恢复也不同[12]。
心率恢复（heart rate recovery）主要指人的心率从活动心率恢复到静态心率的过程。其长短主要取决于心脏运动负荷水平和个体身体素质等要素。其测量结果常被用作评估心脏调节能力的指标。本课题通过对HRV的分析来反映心率恢复的情况。
运动能够激起心血管功能异常的患者在静态时不表现出心脏生理应激反应的有效方法。运动结束后开始进入恢复期，使心率恢复至开始运动前一段时间的程度，研究发现在恢复期最初几分钟心率下降最明显[4]。在医学上，HRV也是糖尿病、高血压、生理性血压与心力衰竭、冠心病等疾病的诊断提供参考指标。
1.2 研究对象
本实验通过蓝牙版心电采集模块，采集受试者运动后采用的不同休息姿势时的信号，对所得到的信息进行分析归纳。根据对实验场地——越动健身的实地考察，将不同休息姿势定为站姿和坐姿。这次研究以在校大学生为研究对象，随机选取了13位学生为受试者，年龄在2224岁，挑选身高在160175cm之间、体重在5060kg范围内的女生，挑选身高在170180cm之间，体重在6080kg范围内的男生。受试者以前和现在均没有心血管方面的疾病，也没有其他与心脏或内脏有关的重大疾病。参加实验的人员都填写了接受实验的同意书，并志愿加入本次的实验研究。
在实验开始前，先详细的告知受试者此次实验的步骤，并熟悉流程，且受试者在实验开始前不能食用含有刺激性或有镇静作用的饮料和食物，要保证受试者的身体在健康而非疲劳状态下参与实验，避免在实验开始前进行剧烈运动，影响实验数据。
1.3 研究意义
HRV作为评价自主神经功能的一种非侵入性的工具已经被广泛投入使用，通过对HRV相关参数的计算与解读，可以更准确的了解自主神经系统的功能。在预测心肌梗死方面，HRV是一个稳定独立的参考因素，在糖尿病患者的恢复治疗上和慢性肾脏病领域也有一定的研究。心率的变化可以由许多因素导致，年纪、体力运动、吸烟、惊吓惧怕等均可使心率产生变化。心率异常易引发心脏类疾病的产生，更有甚者会致使猝死。
随着时代和医学的发展，随着普通民众生活水平的提高,越来越多的人开始关注起自身的健康，想拥有一个好身体，少不了经常性的锻炼，而锻炼后的休息姿势对我们心脏的影响，能否使我们更快的恢复一个平稳的心率也被更多的人关注。在电子信息时代里，人们开始利用手机APP来管理自己的健康，并可以时刻反馈，能够更直观的了解自己的健康。可以尝试着在手机中安装可以监控自身心率的硬件，在如今，此项技术并不难实现[4]。蓝牙技术的发展，将会加快相关技术的普及。
心率恢复的状态已被证实是预测心血管疾病和心血管事件发生有效的独立指标。因此，心率恢复的状态可以起到运动风险评估及健康预测的作用，对运动训练、科学健身具有重要作用。对HRV的结果进行分析讨论，能够对心率进行一个有效的监测与评估，从而运用更适合自己的生活方式。
本实验旨在真实有效的基础上，通过对进行不同运动时的被测试者的心率、及其运动后所选择不同的休息方式进行检测，经过对心电信号进行分析计算后，期望得出结论——运动后采用不同的休息方式时，能够更有利于心率恢复到正常生活时的心率。希望通过结果能对心脏活动有个更清晰的认识。由于在运动后，心脏不规律的跳动会有诱发心脏类疾病的风险，我们期望，通过本次研究能够引起人们对自身心脏调节能力的重视，能够利用合理有效的方式检测自己的身心健康。
1.4 国内外研究
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究对象 1
1.3 研究意义 2
1.4 国内外研究 3
2 实验介绍 4
2.1 知识背景 4
2.2 测量工具与数据采集 9
2.3 实验处理 12
2.4 研究总流程 14
3 实验设计 14
3.1 研究目的 14
3.2 研究猜测 15
3.3 研究过程 15
4 数据整理 16
4.1 受试者的描述 16
4.2 受试者的数据整理 17
4.3 数据总结 20
5 数据分析 21
5.1 静态与动态的比较 21
5.2 不同性别族群之间的比较 23
6 总结 24
结 论 25
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 绪论
1.1 研究背景
一般而言，心跳率指一分钟内的平均心跳。[15]安静状态的心跳间期存在着差异及混沌现象，其快慢由心脏窦房结的节律细胞所调控。而窦房结的发点频率则由自律神经系统与血中肾上腺素影响，但自律神经系统的活性会不断变化，以适应身体需求。自律神经主要包括交感神经与副交感神经，交感神经系统会加速窦房结的发电频率，使心率增加；副交感神经系统与交感神经系统相反，其会造成心率降低，因此造成心跳间期的变异性，即为心率变异度[1]。目前，心率变异度的测量方式为非侵 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
入性、简单，因此被广泛的应用于评估自律神经系统功能[15]。
根据生物学知识可知，心脏的跳动并非是固定速率，根据不同的心脏工作的强度，心脏窦房结节律细胞和自律神经系统会进行调控，形成周期性变化。在运动之后，选择不同的休息方式，心脏的负荷不同，故心脏跳动显示的变异性的程度也不相同，心率恢复也不同[12]。
心率恢复（heart rate recovery）主要指人的心率从活动心率恢复到静态心率的过程。其长短主要取决于心脏运动负荷水平和个体身体素质等要素。其测量结果常被用作评估心脏调节能力的指标。本课题通过对HRV的分析来反映心率恢复的情况。
运动能够激起心血管功能异常的患者在静态时不表现出心脏生理应激反应的有效方法。运动结束后开始进入恢复期，使心率恢复至开始运动前一段时间的程度，研究发现在恢复期最初几分钟心率下降最明显[4]。在医学上，HRV也是糖尿病、高血压、生理性血压与心力衰竭、冠心病等疾病的诊断提供参考指标。
1.2 研究对象
本实验通过蓝牙版心电采集模块，采集受试者运动后采用的不同休息姿势时的信号，对所得到的信息进行分析归纳。根据对实验场地——越动健身的实地考察，将不同休息姿势定为站姿和坐姿。这次研究以在校大学生为研究对象，随机选取了13位学生为受试者，年龄在2224岁，挑选身高在160175cm之间、体重在5060kg范围内的女生，挑选身高在170180cm之间，体重在6080kg范围内的男生。受试者以前和现在均没有心血管方面的疾病，也没有其他与心脏或内脏有关的重大疾病。参加实验的人员都填写了接受实验的同意书，并志愿加入本次的实验研究。
在实验开始前，先详细的告知受试者此次实验的步骤，并熟悉流程，且受试者在实验开始前不能食用含有刺激性或有镇静作用的饮料和食物，要保证受试者的身体在健康而非疲劳状态下参与实验，避免在实验开始前进行剧烈运动，影响实验数据。
1.3 研究意义
HRV作为评价自主神经功能的一种非侵入性的工具已经被广泛投入使用，通过对HRV相关参数的计算与解读，可以更准确的了解自主神经系统的功能。在预测心肌梗死方面，HRV是一个稳定独立的参考因素，在糖尿病患者的恢复治疗上和慢性肾脏病领域也有一定的研究。心率的变化可以由许多因素导致，年纪、体力运动、吸烟、惊吓惧怕等均可使心率产生变化。心率异常易引发心脏类疾病的产生，更有甚者会致使猝死。
随着时代和医学的发展，随着普通民众生活水平的提高,越来越多的人开始关注起自身的健康，想拥有一个好身体，少不了经常性的锻炼，而锻炼后的休息姿势对我们心脏的影响，能否使我们更快的恢复一个平稳的心率也被更多的人关注。在电子信息时代里，人们开始利用手机APP来管理自己的健康，并可以时刻反馈，能够更直观的了解自己的健康。可以尝试着在手机中安装可以监控自身心率的硬件，在如今，此项技术并不难实现[4]。蓝牙技术的发展，将会加快相关技术的普及。
心率恢复的状态已被证实是预测心血管疾病和心血管事件发生有效的独立指标。因此，心率恢复的状态可以起到运动风险评估及健康预测的作用，对运动训练、科学健身具有重要作用。对HRV的结果进行分析讨论，能够对心率进行一个有效的监测与评估，从而运用更适合自己的生活方式。
本实验旨在真实有效的基础上，通过对进行不同运动时的被测试者的心率、及其运动后所选择不同的休息方式进行检测，经过对心电信号进行分析计算后，期望得出结论——运动后采用不同的休息方式时，能够更有利于心率恢复到正常生活时的心率。希望通过结果能对心脏活动有个更清晰的认识。由于在运动后，心脏不规律的跳动会有诱发心脏类疾病的风险，我们期望，通过本次研究能够引起人们对自身心脏调节能力的重视，能够利用合理有效的方式检测自己的身心健康。
1.4 国内外研究
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