体震图（BSG）：理论基础与数值建模

arXiv:2610.35844v2 公告类型：替换 摘要：体震图（Bodyseismography，BSG）记录通过身体及支撑床传播的心血管振动，从而实现对心脏力学的非接触式评估。要将这些振动与血流动力学特征相关联，需要将心脏激励与身体和床传播的影响分离开来。我们开发了一个源—传播—测量框架，将心肌收缩与血管回弹耦合到方向性 BSG 观测中。该理论将每搏输出量、心输出量和血压与观测雅可比矩阵和目标雅可比矩阵联系起来，建立了局部一阶目标可观测性判据，并刻画了在特定源与传播不确定性下，增加传感轴如何减少歧义。数值建模结合了四腔心脏力学、心脏到身体的激励以及经过校准的身体—床算子。在 27 名参与者中，带有校准频率校正的多层有限元模型在匹配窗口波形重建中，垂直通道的中位 Pearson 相关系数为 0.865，平面和通道为 0.682。受控的每搏输出量扰动表明，传播会重塑特征敏感性，包括在 27 个参与者特异性传递模型中有 8 个出现垂直特征关联的反转。这些分析和数值研究解释了心血管源与机械传播如何共同塑造三轴 BSG，并为将方向性振动特征与血流动力学变化相关联提供了物理基础。

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