评估时间和频率域中的格兰杰因果性、隔离性和自治性的方法：理论与应用于脑血管变异
摘要：Granger因果关系和Granger自治概念对于评估耦合生理过程的动态至关重要。虽然已经提出和应用了因果性度量方法，但度量自我依赖性的方法仍限于时域表示，并且缺乏明确的频谱表示。我们将Granger隔离度量（GI）嵌入经典的线性参数框架中，用于计算从驱动随机过程X到目标过程Y的Granger因果关系，并提出了一种评估Y中特定频率模式的自我依赖性的新的频谱自治度量。这些度量在理论模拟中进行了演示，并应用于偏向于发展姿势性晕厥的受试者和健康对照组的平均动脉压和脑血流速度的时间序列中。模拟结果显示，GI是GC的补充，但并不直接相关，而GA反映了分析目标过程的内部动力学的规律性。在对脑血流相互作用进行应用时，频谱GA量化了慢性脑血流振荡对姿势应激的生理反应，而频谱GC和GI检测到了偏向于晕厥的受试者对姿势应激的异常反应，可能与脑自身调节功能受损有关。GI和GA的新的频谱度量是对分析相互作用振荡过程的GC的有用补充，可以检测出在时域中无法追踪的对姿势应激的生理和病理反应。因果性、隔离性和自治性评估为生理学和临床调查中耦合生物过程的分析打开了新的视角。
作者：Laura Sparacino, Yuri Antonacci, Chiara Bar`a, Angela Valenti, Alberto Porta and Luca Faes
论文ID：2307.09551
分类：Signal Processing
分类简称：eess.SP
提交时间：2023-07-20