基于胸阻抗法的穿戴式呼吸检测方法研究

针对人体呼吸信号检测的重要性,基于Cole-Cole生物阻抗模型,研制了一种可穿戴的呼吸信号检测装置。以Cole-Cole生物阻抗理论为基础,分析了人体在不同频率电信号下的阻抗特性。基于比例测量法设计了高信噪比的呼吸信号采集与调理电路。利用离散傅立叶变换(DFT)和动态差分阈值峰值检测技术从获得的数据中提取呼吸波形与呼吸率数值。通过实验验证了系统的有效性。测试结果表明,本系统可以准确检测呼吸波形,呼吸波形峰值点检测准确率在98%以上,可以满足实际呼吸检测需要。     

小鼠呼气末 CO2分压快速检测方法及其在气道阻力评估中的应用研究

探究小鼠呼吸产生二氧化碳（CO2）分压与呼吸阻抗的关系。首先设计一种能耦合到小动物肺功能仪上的小型气体 CO2浓度检测装置，并对其检测准确性进行了标定。随后将小鼠麻醉插管后进行机械通气，并致其吸入不同剂量的雾化乙酰胆碱，诱发气道产生不同程度的收缩。通过肺功能仪和耦合其上的 CO2检测装置同时测量小鼠气道阻抗和呼气末 CO2浓度并观察其变化。结果显示，随着乙酰胆碱浓度的增加，呼吸阻抗不断增加，同时呼气末 CO2浓度也相应增加，且呼吸阻抗与 CO2浓度增加的趋势具有正相关性。这些实验结果提示，本研究设计的检测装置能有效地测量小鼠呼气末 CO2浓度，并且测量所得的 CO2浓度变化与气道阻抗变化呈正相关性，间接地反映了气道收缩程度的变化，为后续进一步开发通过 CO2检测对哮喘、慢性梗阻性肺病（COPD）患者等的肺功能（如气道高反应性等）进行快速、方便和经济的监控与评估的临床诊断方法和技术提供了重要的参考价值。     

基于电阻抗技术的多通道呼吸监测系统

目的为及时检测到早期呼吸系统疾病引起的呼吸功能的改变,本研究开发了一套采用生物电阻抗技术同时监测胸部和腹部的呼吸电阻抗信号的多通道呼吸监测系统。方法本系统主要分为3个单元：电阻抗数据采集单元、多通道开关单元和控制单元。电阻抗数据采集单元完成生物电阻抗数据高精度的检测,多通道开关单元完成不同部位数据采集通道之间的转换,控制单元采用LabVIEW编程实现对电阻抗数据采集单元和多通道开关单元的控制、同步采集、数据的显示及存储。利用本系统采集5名健康人长跑5000m前后胸部和腹部的同步呼吸电阻抗信号,采用一种新的参数定量描述胸部和腹部的呼吸电阻抗信号的同步程度。结果长跑前后胸部和腹部同步呼吸电阻抗信号的同步程度具有显著差异（P〈0．01）。结论基于电阻抗技术的多通道呼吸监测系统能够有效用于多个部位呼吸电阻抗信号的同步监测,为早期呼吸系统疾病的检测提供辅助诊断信息。     

一种检测呼吸暂停阻塞部位方法的研究

介绍一种新的检测呼吸暂停的方法。此法采用改进的三通道阻抗测量检测胸部、鼻部、喉部的组织运动的情况。利用各通道不同的阻抗信息判定呼吸暂停的发生。并通过不同通道中的阻抗变化特征区分呼吸暂停的类型。经人体模拟实验表明，三通道阻抗变化可反映不同部位组织运动的信息。检测喉部阻抗，发现喉部气道阻塞时，阻抗信号发生特征性变化；测量鼻及舌咽部的阻抗，如果舌、咽、软腭阻塞了气道，此通道的阻抗显著减小；胸部通道呼吸运动停止时，阻抗随呼吸的变化基本消失。通过人体实验测试，三通道阻抗法能够判定呼吸暂停的发生并能区分呼吸暂停的类型，进一步分析各通道的阻抗变化特征，确定阻塞部位。     

呼吸信号检测技术研究现状

呼吸检测方法主要分为接触式和非接触式2大类.接触式检测方法包括容积式呼吸检测法、速度式呼吸检测法、温度检测法、位移检测法、阻抗检测法、可穿戴技术和睡眠床垫等.这些方法属于无创检测且技术成熟,但都需要电极或传感器直接或间接接触人体,使人体受到一定的约束或限制,不适合用于严重烧伤患者和新生儿的呼吸监测.非接触式检测利用电磁波、光等媒介,使用无需与人体接触的电极或传感器,可在人体自然状态下对呼吸信号进行非接触检测,特别是基于红外线和生物雷达的非接触检测方法,已成为国内外研究的热点,可用于临床、社区医疗及家庭监护.     

阻抗式呼吸监护系统的研制

研制了一种采用单片机控制的阻抗式呼吸监护系统,它与心电监护共用一对电极,可作为心电呼吸监护仪的一个子功能模块,同时它也可以独立工作。该阻抗式监护系统对心电、肌电等外界干扰有较好的抑制作用,获得的呼吸波形,稳定性好。具有较大的临床应用价值。     

阻抗式呼吸临护系统的研制

研制一一种采用单片机控制的阻抗式呼吸监护系统，它与心电监护共用一对电极，可作为心电呼吸监护仪的一个子功能模决，同时它也可以独立工作。该阻抗式监护系统对心电、肌电等外界干扰有较好的抑制作用，获得的呼吸波形，稳定性好。具有较大的临床应用价值。     

一种新的阻抗式呼吸检测系统的设计

设计了一种基于谐振状态下反射阻抗的耦合原理，以实现高灵敏度阻抗检测。该检测原理具有激励电流小、反应灵敏、电路简单等优点；除应用于胸部呼吸阻抗检测外，还可应用于其它人体器官生物阻抗的检测，具有广泛的应用前景。     

基于高速运算芯片ADμC7026的ET-CO2检测方法研究

目的研制一种能够提供准确、实时检测结果的主流式呼吸末二氧化碳（ET—CO2）检测装置。方法采用ADμC7026作为中央处理部件，用于进行数据预处理、温度补偿和非线性校正，得到ET—CO2浓度值、呼吸波形和呼吸率。结果经实验结果分析，该系统运行稳定，响应较快，可重复性好，精度高，满足设计要求。结论基于ADμC7026的ET-CO2检测装置测得的数据准确可靠，可以为危重患者监护、麻醉手术监护、小儿呼吸监护等方面提供更加准确的实时数据。     

基于体表生理信号的呼吸功能监测仪研制

目的：研制一款基于体表心电、膈肌电和胸阻抗信号的呼吸功能监测仪原理样机,可在家庭、医疗急救等场合实现对呼吸功能的持续监测。方法：以STM32F411VET6单片机开发系统为平台,用一对Ag/AgCl电极作为高频激励信号的输出和心电、胸阻抗信号的检测电极,另一对Ag/AgCl电极作为膈肌电信号检测电极,两对电极同时检测心电、膈肌电和胸阻抗信号。系统硬件主要包括心电信号检测电路、胸阻抗信号检测电路、膈肌电信号检测电路、恒流源激励电路以及微控制器。系统采用12 V可充电锂电池供电,模拟信号通过单片机A/D转换成数字信号,通过SDIO接口存储于SD卡。在完成样机制作和性能测试之后,采集13例因呼吸功能障碍实施机械通气患者和13例健康成年人的信号,计算15个与呼吸功能相关的参数,比较机械通气患者与健康对照组参数之间的差异,验证了呼吸功能监测仪的可靠性。结果：样机采集信号的信噪比>10 dB、共模抑制比>80 dB,样机漏电流<30μA。机械通气患者的吸气时间、呼气时间、潮气量、胸阻抗峰峰值、胸阻抗1 s变化量、膈肌电低频功率、膈肌电高频功率、高频比低频、膈肌放电面积、膈肌放电时...     

采用磁场测量生物体局部阻抗变化的四端网络方法

通过使用磁场的一种新的四端网络循环的新方法被用于测量活组织中阻抗变化。根据这种方法,我们设计了一种能同步并独立地检测出两个十分靠近的活组织中的阻抗变化的装置。使用该装置,通过试管     

生物电阻抗测量技术研究与应用

目的:生物电阻抗法是生物医学检测的基本方法 ,利用人体组织与器官的电特性及其变化规律提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的检测技术,具有无创、无害、廉价、操作简单和功能信息丰富的特点,而且测量结果准确、测量可重复性高等优点。所以,基于生物电阻抗的医学检测技术越来越多的应用于研究与临床中。方法:本文阐述了生物电阻抗法用于生物医学检测的几个方面,即电阻抗式呼吸监测、阻抗血流图、生物电阻抗法人体成分检测、生物电阻抗法胃动力学检测、生物电阻抗法人体心肺复苏评估、电阻抗断层成像技术等。结果:虽然生物电阻抗法测量影响因素很多,包括电极极化和人体接触阻抗、系统电极间相对固定的位置等系统电极的影响;运动对生物阻抗法的影响、人体测量时食物的摄入量、人体测量时姿势的变化等受测者的测量时状态对测量结果的影响。但是,生物电阻抗法在生物医学测量中依然占有重要的地位。结论:生物电阻抗法是生物医学检测的基本方法。通过本文的综述对于我们借助于生物电阻抗测量测量人体生理及病理信息具有具有的借鉴意义。     

基于因子分析的生物电阻抗技术的睡眠呼吸容积监测

目的 为了消除睡眠姿势变化对呼吸容积监测的影响,提出一种基于双通道生物电阻抗技术对左右肺呼吸阻抗信号进行数据融合实现呼吸容积监测的新方法。方法 本文搭建了一套基于双通道生物电阻抗技术的睡眠呼吸容积监测系统,用多导生理信号记录仪MP150(BIOPAC,美国)采集10名受试者依次保持仰卧、左侧卧和右侧卧3种睡眠姿势下平静呼吸时的呼吸流速信号以及左右肺和胸腔的呼吸阻抗信号。以呼吸流速信号为金标准,比较通过因子分析法得到的左右肺融合信号和单通道胸腔的呼吸阻抗信号。结果 相比于单通道阻抗方法,因子分析方法获得的左右肺融合的呼吸阻抗信号与金标准信号之间的平均误差值要更小,且一致性更好。结论 基于双通道阻抗技术结合因子分析的数据融合算法是一种可信的睡眠呼吸容积监测新方法。     

基于聚偏氟乙烯薄膜的穿戴式呼吸检测系统

【摘 要】 针对人体呼吸信号的特点设计一种基于聚偏氟乙烯（PVDF）压电薄膜材料的可穿戴式呼吸检测系统。人体呼吸时PVDF薄膜受力产生的感应电荷较少,经信号调理电路将电荷量转换成电压量。单片机通过模数转换器获得呼吸信号数据,通过蓝牙发送给上位机。上位机从获得的数据中提取呼吸波形,并进行平滑滤波、自适应双阈值来计算呼吸率。试验结果表明,本系统可以实时准确地检测出人体的呼吸波形,呼吸次数识别的准确率在90%以上,可以满足人体呼吸监护的需求。     

穿戴式呼吸感应体积描记用于睡眠呼吸事件检测

可穿戴式呼吸感应体积描记(背心式RIP)系统是我们根据呼吸感应体积描记技术的基本原理研发的一种可穿戴、低负荷的呼吸监测系统.在实现通气量无创测量的基础上,我们将该系统用于睡眠期呼吸事件检测,将该系统与多导睡眠图仪(PSG)对9例疑似睡眠呼吸暂停低通气综合症(SAHS)病人和7名健康男性志愿者进行同步对照检测与分析.通过对比实验,根据背心式RIP系统发生呼吸事件的特征性变化,提出了背心式RIP系统判别呼吸事件的规则.依据该规则,所有经背心式RIP系统诊断为SAHS患者的结果与PSG的诊断结果完全一致,背心式RIP系统检测呼吸事件的敏感性为97.8%,特异性为95.8%,实验结果表明背心式RIP系统能够可靠地检测出睡眠呼吸事件.由于其低生理、心理负荷特性,不需要佩带口鼻气流传感器,可用于家庭环境下、自然睡眠过程的睡眠呼吸紊乱性疾病的诊断.     

5—8 利用心阻抗图与心导纳图测定左心功能的对照研究

利用心阻抗图测定心脏功能的无创性方法已被多数国内外学者所公认,但这一方法在理论与实际测量中尚存在许多不完善的地方。近年来,国内外学者在心阻抗研究的基础上提出心导纳图,研制了恒流式与恒压式导纳仪,并通过理论研究、动物试验和人体检测指出了恒压式导纳仪较恒流式导纳仪和阻抗仪在测定心脏功能方面的优越性。本研究利用恒流式阻抗仪和恒压式导纳仪对新疆地区不同海拔高度和不同民族共912人进行     

基于单片机控制的血压连续检测系统

目的 为实现高血压症的早期发现、早期诊断和早期治疗,笔者开发了基于容积补偿法和单片机控制的手腕式无创性血压连续检测系统.方法 本系统以手腕处的桡骨动脉为检测对象,采用局部加压式袖带和新型电空变换器,并通过单片机的软硬件控制,实现了便携式、连续性和高精度检测系统的研发.同时,实验评价了系统的检测性能,与电子血压计检测装置进行了检测精度的对比实验.结果 局部加压式袖带可以有效压迫桡骨动脉而不产生末梢血管的淤血,新型电空变换器具有良好的频率特性并实现袖带的瞬时压力控制.本系统与同时利用电子血压计测得的血压值,具有很好的相关性.血压连续曲线在被实验者安静和呼吸干扰时,都有较好的跟随性.结论 本系统以桡骨动脉为检测对象的无创性血压连续检测是可行的.     

阻抗技术在呼吸监测中的应用探讨

人在呼吸过程中，由于各种因素影响，胸部阻抗会发生变化，利用这种变化可间接地观测呼吸活动。本文介绍一种利用阻抗变化进行呼吸监测的方法及系统。作者进行了动物实验，在狗身上做了阻抗变化量与潮气量的相关性研究，最后将监测系统进行临床应用。实验结果表明这种方法与系统具有实际应用价值。     

低频振荡激励下呼吸阻抗测量的变分模态分解降噪方法研究

强迫振荡技术(forced oscillation technique,FOT)的肺功能检查方法具有无创、快速和配合要求低等特点。针对在低频振荡(5 Hz)的激励下,FOT可提供更丰富的小气道阻抗信息,但同时会产生非线性阻抗系统下的频带混叠干扰等问题,我们研究了变分模态分解(VMD)方法在呼吸阻抗测量中对呼吸压力和流量信号的自适应分解与降噪效果,并与经验模态分解(EMD)方法的降噪效果进行了比较。结果表明,VMD方法能更好地降低低频激励下的频带混叠和非平稳噪声影响,尤其对信号低频段的分解更为稳定和有效。该方法从信号降噪处理的角度,为低频激励下精准测量小气道阻抗提供了进一步研究的基础。     

恒功率高频电刀能量发生器：生物组织的切割与闭合

背景：随着医疗器械的不断发展,越来越多的传统外科治疗被微创治疗所取代。在微创外科手术中,要经常进行组织切割和闭合,然而,由于空间与视野的限制,普通的方法并不适用微创治疗。 目的：研制能够恒功率输出具有组织切割和闭合功能的高频电刀能量发生器。 方法：为了提高外科治疗中对组织切割与闭合的效率,研制了一套用电能对组织进行切割与闭合的高频能量发生器。该装置包括：幅值可调开关电源、高频功率放大器、阻抗检测模块和微控制器。其中由开关电源和功率放大器组成的电能变换器将220 V 50 Hz的市电变换为一个450 kHz的高频能量并作用在组织上,同时阻抗检测模块将实时检测生物组织上的电参数,并将其作为反馈量提供给控制器,最后由控制器完成恒功率控制和生物阻抗判定。 结果与结论：实验结果表明,研制的仪器能够快速稳定地产生高频大功率电能,能实时检测生物阻抗信息,并通过反馈控制实现恒功率输出,可有效完成对生物组织的切割与闭合。