杜 朋 戴加飞 李 锦 王 俊 侯凤贞

(1．南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室, 南京， 210003； 2．南京军区南京总医院神经内科, 南京，210002； 3．陕西师范大学物理学与信息技术学院, 西安， 710062； 4．中国药科大学理学院, 南京，210009)

非线性格兰杰因果关系在睡眠生理信号分析中的应用

杜 朋1戴加飞2李 锦3王 俊1侯凤贞4

(1．南京邮电大学图像处理与图像通信江苏省重点实验室, 南京， 210003； 2．南京军区南京总医院神经内科, 南京，210002； 3．陕西师范大学物理学与信息技术学院, 西安， 710062； 4．中国药科大学理学院, 南京，210009)

基于非线性格兰杰因果关系分析睡眠生理信号。分别使用多项式核函数、高斯核函数和Sigmoid核函数将低维空间数据映射到高维特征空间,在高维特征空间使用非线性格兰杰因果方法来分析睡眠生理信号。研究结果表明，脑电信号对心电信号的影响比心电信号对脑电信号的影响更为显著，脑电信号对血压信号的影响比血压信号对脑电信号的影响更为显著，血压对心电信号的影响比心电信号对血压信号的影响更为显著,而且睡眠期样本信号间的格兰杰因果关系更为显著。仿真结果验证了睡眠期信号更能客观地反映生理信号的因果关系。

非线性格兰杰因果关系； 睡眠信号；核函数

引 言

睡眠是一个以不动状态为特征的基本生理过程，在典型的睡眠状态里，肢体感觉降低。睡眠普遍存在于所有的动物中，尽管它的确切功能尚未完全理解[1, 2]，但在许多重要躯体、认知和心理过程中都有重要的作用，尤其在维持正常的大脑和身体平衡方面[3]。……