Multivariate entropy quantification algorithms are becoming a prominent tool for the extraction of information from multi-channel physiological time-series. However, in the analysis of physiological signals from heterogeneous organ systems, certain channels may overshadow the patterns of others, resulting in information loss. Here, we introduce the framework of Stratified Entropy to prioritize each channels' dynamics based on their allocation to respective strata, leading to a richer description of the multi-channel time-series. As an implementation of the framework, three algorithmic variations of the Stratified Multivariate Multiscale Dispersion Entropy are introduced. These variations and the original algorithm are applied to synthetic time-series, waveform physiological time-series, and derivative physiological data. Based on the synthetic time-series experiments, the variations successfully prioritize channels following their strata allocation while maintaining the low computation time of the original algorithm. In experiments on waveform physiological time-series and derivative physiological data, increased discrimination capacity was noted for multiple strata allocations in the variations when benchmarked to the original algorithm. This suggests improved physiological state monitoring by the variations. Furthermore, our variations can be modified to utilize a priori knowledge for the stratification of channels. Thus, our research provides a novel approach for the extraction of previously inaccessible information from multi-channel time series acquired from heterogeneous systems.


翻译:多元变量定量算法正在成为从多通道生理时间序列中提取信息的一个突出工具。然而,在分析来自不同器官系统的生理信号时,某些渠道可能会掩盖其他系统的模式,从而造成信息丢失。在这里,我们引入了Straveniz Entropy框架,根据每个频道分配给各个层次的情况,优先排列每个频道的动态,从而更详细地描述多频道的时间序列。作为框架的实施,引入了三个变量,即Stracive Multial Disception Entropy 。这些变量和原始算法被用于合成时间序列、波形生理时间序列和衍生生理数据。根据合成时间序列的实验,这些变量成功地优先排列了每个频道的顺序,同时保持了原始算法的低计算时间段。在对波形生理时间序列和衍生的生理序列进行实验时,发现在根据原始算法衡量差异时,多层次分配的差异能力有所增加。这说明通过变化改进了生理状态监测。此外,我们的变法可以修改,利用从先前的变法知识,利用从先前的变式变式系统提取的变式数据,从以前的变式系统提供新变式的变式的变式数据。

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