三维胸腔肺通气电阻抗动态仿真方法研究

目的:通过对肺通气时胸部体表电势变化情况进行定量仿真研究,为胸部电阻抗成像和肺生理病理临床监测提供依据.方法:首先结合肺部X射线片以及真实人体肺部生理结构建立包含肺部的三维胸腔模型,同时引入肺组织空气填充系数对肺通气量进行定量描述,得到肺内空气量与电导率之间的关系;然后根据二者的关系设置电导率参数模拟肺部从吸气末到呼气...     

三种电阻抗断层动态成像算法的仿真比较研究

三种电阻抗断层动态成像算法进行了比较研究。基于有限元仿真模型,对三种算法的图像分辨率、抗噪性能和运算速度分别进行了对比,结果表明,反投影算法具有良好的抗噪性能,牛顿一步重建法的图像分辨率最佳,灵敏度矩阵重建算法整体性能适中。     

脑部电阻抗有限元模型的脑膜结构仿真

目的:在COMSOL软件中建立包含脑膜结构的电阻抗脑部仿真模型,探究脑膜结构对测量电位分布的影响。方法:利用一薄层结构近似代替脑膜结构,基于薄层结构切向方向的电流密度矢量分量较小、电流主要在径向传输的假设,对脑膜结构进行边界条件优化,通过计算含出血灶目标模型和含脑膜结构模型的测量电极电位值,对比脑膜结构对模型电极测量电位结果的影响程度。结果:该方法构建的模型可以用于电阻抗正问题仿真,能够降低薄层模型剖分复杂度。仿真结果表明脑膜结构对电极测量结果会产生一定影响。结论:包含脑膜结构的薄层优化脑部三维有限元模型的构建提高了脑部模型的准确性,为后续研究更加准确的脑部模型打下了基础。     

肺区域性阻抗通气图在尘肺临床诊断中的应用价值

目的 探讨不同类型尘肺患者的肺区域性通气分布的特征及其对临床的应用价值。方法 对132例不同类型尘肺患者进行了肺区域性阻抗通气图检测和常规肺功能试验，将结果与100例健康人测定值比较。结果 铸工尘肺、矽肺和石棉肺3种尘肺的肺区域性通气分布皆为两上肺区通气增加和两下肺区通气减少；而左、右两侧肺通气分布则以右侧肺通气增加为主，占53．03％（70／132），与健康正常人肺阻抗通气图比较，差异有显著性（P＜0．01）。三种尘肺之间比较，差异未见显著性（P＞0．05），尘肺通气功能“正常”者与不同类型通气障碍者之间差异亦无显著性（P＞0．05）。2例矽肺中，1例X线胸片显示其左侧上叶肺萎缩；另1例并发左侧中央型肺癌。肺区域性阻抗通气图显示符合X线影像。结论 肺区域性阻抗通气图是非常规肺功能所能检测到的，可作为常规肺功能补充参数。对尘肺并发其他肺部区域性病变，临床似有可能用肺阻抗通气图替代核素显像通气法。     

利用生物电阻抗测量人体脂肪的研究

本文根据瘦体组织电传导远比脂肪组织强的原理，研制了人体脂肪分析仪（ＢＦＡ），采用４个电极，引出无痛信号（８００μＡ、５０ｋＨｚ）进入人体，测试电阻抗（Ｚ），编入计算机软件，运算人体脂肪量。选择３０名１８～２０岁男性青年进行测量条件试验，得出食后半小时，上午、下午检测均可，喝少量水（少于５００ｍｌ）对测量无明显影响（Ｐ＞０．０５）。另选５２名受试者（男９，女４３）年龄１９～６５岁，对用ＢＦＡ测量的Ｚ、体脂百分比（％ＢＦ）和用美国ＢＣ一３００人体成分分析仪测量的电阻（Ｒ）、％ＢＦ进行了相关分析，ｒ值分别为０．９９５（Ｓ（ｙ．ｘ））＝７．９７，Ｐ＜０．０１）和０．９９６（Ｓ（ｙ．ｘ））＝０．６１，Ｐ＜０．０１）。最后，用ＢＦＡ对７９名健康人（男２２，女５７）、年龄３９．０±１１．８岁、身高１６３±７．０ｃｍ、体重６３．１±１０．２ｋｇ测量体脂，男性体脂２２．５±９．２％，女性体脂３４．７±７．２％，用体脂判断肥胖比用体重判断肥胖发生率高，特别是女人、中老年人更明显。     

脑脊液变化对脑出血电阻抗成像表征的影响研究

目的:探究脑脊液(CSF)变化对脑出血电阻抗断层扫描(EIT)成像表征影响的基本规律,为成像方法改进奠定实验基础。方法:采用基于COMOSL软件建立含有脑脊液层和脑出血目标的三维颅脑有限元仿真模型,利用阻尼最小二乘算法重建CSF整体减少和局部减少情况下的EIT图像,以重建图像感兴趣区域(ROI)的平均阻抗值作为重建结果分析的主要参考指标。结果:当CSF整体体积减少时,EIT图像中存在阻抗升高的目标,易造成对出血目标成像的误判,当其体积减少2 ml以上时,EIT图像难以真实地反映出血目标的位置和变化信息;CSF体积的变化与EIT重建值之间具有高度相关性。在CSF体积局部减少的情况下,EIT图像能够反映出血目标的位置信息,但其重建值表达为阻抗升高。结论:脑脊液变化对脑出血电阻抗成像表征的影响研究证实,CSF体积变化是导致出血性病变在EIT图像中表现为阻抗升高的重要影响因素,可为后续脑出血EIT成像算法改进提供数据支撑。     

家猪骨与软组织电阻抗特性研究

目的对离体家猪标本进行电阻抗测量,为使用生物电阻抗测量法区分不同的组织提供实践依据。方法在5Hz-13MHz频段内,分别对家猪的脊柱皮质骨、松质骨以及周围软组织等三种组织进行阻抗值和相位角的测量,分析其频谱特性。结果在5kHz-1MHz频段内,家猪的这三种组织的阻抗值变化较小,组织间的阻抗差值较为恒定。在整个频段内,皮质骨与松质骨相位角的变化趋势呈高相似性（p=0.988）,而与软组织相位角的变化趋势存在非常明显的差异性（p=0.000）。结论 10-200kHz频段是可以用来很好地区分家猪的这三种组织,是运用生物电阻抗技术进行组织定位的合适频段。     

在逼近真实脑有限元模型上实现电阻抗断层成像的仿真研究

目的:建立具有大脑真实外形的脑有限元模型,并在此基础上仿真研究大脑生物电阻抗断层成像(EIT)。方法:利用曲线拟合方法模拟大脑外形曲线,借助有限元方法和等位线反投影算法完成脑EIT仿真成像。结果:电阻率变化的位置、面积和大小能准确重构出来,但成像质量有待进一步提高。结论:为脑EIT成像应用于临床打下基础。     

电阻抗断层成像脑出血模型的仿真研究

目的：建立脑出血有限元模型,对其进行电阻抗断层成像仿真研究.方法：基于4层同心圆头模型,利用有限元方法和动态NOSER算法重构成像.结果：单病灶脑出血模型的病灶能够被准确重构呈现,而多病灶模型中邻近病灶间的边界重构较为模糊.结论：动态NOSER算法是一种有效检测脑出血的电阻抗断层成像方法.     

基于Comsol Multiphysics平台仿真计算分析细胞形变伴随的局部组织电阻抗变化

目的：利用数值计算方法模拟计算细胞形状变化导致的局部组织电阻抗变化。方法：利用Comsol Multiphysics多物理场计算平台软件,建立细胞形状和电磁场数值场域参数模型。结果：建立了细胞模型,并通过软件仿真分析发现,当细胞形状变化时,周围局部组织电阻抗有变化。结论：利用现有软件平台,可直观地对细胞及组织生理参数进行建模、仿真。     

定容和定压通气在急性肺损伤中的应用研究

目的通过比较在急性肺损伤中应用定容通气(VLV)和定压通气(PLV)对患者呼吸力学、血气分析及血流动力学的影响,探讨其在急性肺损伤时实施肺保护策略中的临床意义。方法42例急性肺损伤患者随机分为VLV组和PLV组,进行机械通气治疗,观察并比较两组患者呼吸力学、血气分析及血流动力学指标的变化。结果通气24h两组气道峰压(PIP)较通气开始时升高,且PLV组升高小于VLV组;而两组平均气道压(MPAW)较通气开始时降低,且VLV组降低大于PLV组;通气24h两组吸呼比(I∶E)及呼吸频率较通气开始时降低,但两组间比较差异无统计学意义;两组患者机械通气24h后中心静脉压(CVP)升高,VLV组上升更明显;两组机械通气治疗后心率明显减慢,PLV组减慢更显著;两组同时间点平均动脉压(MAP)比较差异无统计学意义;两组动脉血氧分压在通气24h后明显升高,PLV组升高更明显,动脉血二氧化碳分压较治疗前降低,两组间比较差异无统计学意义。两组气压伤发生率均较低。结论VLV和PLV应用于急性肺损伤肺通气策略时可有效改善患者的氧合,促进二氧化碳排出,减少气压伤的发生,对血流动力学影响小,PLV更能改善患者的呼吸力学,更适合急性肺损伤患者的保护性通气。     

定容和定压通气在急性肺损伤中的应用研究

目的通过比较在急性肺损伤中应用定容通气（VLV）和定压通气（PLV）对患者呼吸力学、血气分析及血流动力学的影响，探讨其在急性肺损伤时实施肺保护策略中的临床意义。方法42例急性肺损伤患者随机分为VLV组和PLV组，进行机械通气治疗，观察并比较两组患者呼吸力学、血气分析及血流动力学指标的变化。结果通气24h两组气道峰压（PIP）较通气开始时升高，且PLV组升高小于VLV组；而两组平均气道压（MPAW）较通气开始时降低，且VLV组降低大于PLV组；通气24h两组吸呼比（I：E）及呼吸频率较通气开始时降低，但两组间比较差异无统计学意义；两组患者机械通气24h后中心静脉压（CVP）升高，VLV组上升更明显；两组机械通气治疗后心率明显减慢，PLV组减慢更显著；两组同时间点平均动脉压（MAP）比较差异无统计学意义；两组动脉血氧分压在通气24h后明显升高，PLV组升高更明显，动脉血二氧化碳分压较治疗前降低，两组间比较差异无统计学意义。两组气压伤发生率均较低。结论VLV和PLV应用于急性肺损伤肺通气策略时可有效改善患者的氧合，促进二氧化碳排出，减少气压伤的发生，对血流动力学影响小，PLV更能改善患者的呼吸力学，更适合急性肺损伤患者的保护性通气。     

高频喷射通气对单肺通气患者氧化应激反应的影响

目的 研究高频喷射通气(HFJV)对单肺通气患者氧化应激反应的影响.方法 择期行食管癌根治术患者45例,按随机数字表法分为双肺通气组(A组)、单肺通气组(B组)、单肺通气时非通气侧给予HFJV(驱动压力1 kg/cm2,频率100次/min)组(C组),每组15例.分别于开胸前(T0),单肺通气后(A组于开胸后)30 min(T1)、90 min(T2)、150 min(T3),手术结束时(T4)测定超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO)浓度.结果 T2～T4时B、C组SOD活性[B组:(47±10)、(37±9)、(41±7)kU/L;C组:(58±12)、(51±11)、(49±9)kU/L]低于A组[(78±8)、(75±7)、(79±6)kU/L](P＜0.05),T1～T4时B、C组MDA、NO浓度高于A组(P＜0.05);T3时C组SOD活性明显高于B组(P＜0.05),T1～T4时C组MDA浓度及T2～T4时NO浓度低于B组(P＜0.05).结论 HFJV能在一定程度上抑制单肺通气患者的氧化应激反应.

Abstract：

Objective To determine the effects of high-frequency jet ventilation (HFJV) on oxidative stress in patients during one-lung ventilation (OLV). Methods Forty-five patients undergoing elective radical esophageal cancer resection were divided into three groups with 15 cases each by random digits table: two lung ventilation group ( group A), OLV group (group B), HFJV- OLV group ( group C, working pressure 1 kg/cm2 and frequency 100 times/min). Venous blood samples were taken before induction (T0),at30min (T1),90min (T2),150min (T3) after OLV and the end of operation (T4) for measuring serum superoxide dismutase(SOD),malondialdehyde (MDA) and nitric oxide (NO). Results SOD was lower at T2-T4 in group B[(47 ± 10), (37 ±9), (41 ±7) kU/L] and group C[(58 ± 12), (51 ± 11), (49 ± 9) kU/L] than those in group A [(78 ±8), (75 ±7), (79 ±6) kU/L](P＜ 0.05),and MDA and NO were lower at T1-T4 in group B and group C than that in group A(P＜ 0.05). SOD was higher at T3 in group C than that in group B (P ＜ 0.05), MDA at T1-T4 and NO at T2-T4 were lower in group C than those in group B (P ＜ 0.05). Conclusion HFJV can effectively decrease oxidative stress in patients during OLV.     

两种肺保护通气模式在重症创伤性湿肺通气策略中的比较

目的 比较两种肺保护通气模式在重症创伤性湿肺时施行肺保护通气策略中的临床意义.方法 将92例重症创伤性湿肺患者按随机数字表法分为适应性支持通气（ASV）组和压力型同步间歇指令通气（P-SIMV）＋压力支持通气（PSV）组,每组46例,比较两组患者机械通气后30 min的心率、平均动脉压（MAP）、pH值、动脉血氧分压（PaO2）、动脉血二氧化碳分压（PaC O2）、每分钟通气量、潮气量、总呼吸频率、气道峰压、平均气道压、气道闭合内压、肺顺应性.结果 机械通气后30 min,两组患者心率、MAP、pH值、PaO2、PaCO2、平均气道压、气道峰压、气道闭合内压比较差异均无统计学意义（P＞0.05）,但ASV组潮气量、每分钟通气量、总呼吸频率、肺顺应性均较P-SIMV＋PSV组明显改善[（692.6±38.6） ml比（558.5±25.6） ml、（8.9±1.7）L比（7.8±1.6）L、（16.3±3.3）次/min比（21.3±3.2）次/min、（42.15±5.28） ml/cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）比（39.15±5.47） ml/cmH2O],差异均有统计学意义（P＜0.01或＜0.05）.结论 对于重症创伤性湿肺患者在施行肺保护通气策略时,ASV可根据患者的呼吸力学状况自动调整吸气压力支持水平,提高潮气量、增加肺顺应性、降低呼吸频率,而对血流动力学和生命体征无明显影响.     

胸腔镜手术单肺通气期间非通气侧肺不同处理方法对动脉血氧合肺内分流的影响

目的观察胸腔镜手术单肺通气（OLV）期间非通气侧肺不同处理方法对动脉血氧合肺内分流的影响。方法将30例行胸腔镜手术的患者分为三组：A组将非通气侧肺的支气管导管旷置于大气中；B组向非通气侧肺的支气管导管吹氧；C组将非通气侧肺的支气管导管出口处接上-负压吸引管。在OLV前、OLV30win、OLV60win分别采动脉血做血气分析并计算肺内分流率（Qs／Qt）。结果动脉血氧分压（Pa02）在OLV60min时A组下降明显，B、C组与A组比较差异有统计学意义（P〈0．05）；Qs／Qt在OLV30win时B、C组与A组比较差异有统计学意义（P〈0．05），OLV60win时B、C组与A组比较差异有统计学意义（P〈0．01）。结论B组与C组的非通气侧肺处理方法都能降低肺内分流，提高动脉血氧合能力，但C组的方法更方便胸腔镜手术术中的操作。     

重点肋骨内固定联合机械通气治疗连枷胸伴创伤性湿肺临床疗效

目的分析重点肋骨内固定联合机械通气治疗连枷胸伴创伤性湿肺的临床效果。 方法选取2014年1月至2015年10月江苏省新沂市人民医院胸心外科收治的连枷胸伴创伤性湿肺患者50例作为研究对象，其中男性35例，女性15例；年龄20~68岁，平均(43.40±2.40)岁。所有患者行重点肋骨内固定术并联合机械通气治疗，术后对比患者治疗前后动脉血气指标变化情况，并详细评估患者治疗前后疼痛和呼吸改善情况。 结果术后患者心率(P)、呼吸频率(RR)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)等体征指标及二氧化碳分压(PaCO₂)、动脉血氧分压(PaO₂)、酸碱度(PH)等动脉血气指标均优于术前(P<0.05)；术后所有患者经CT三维成像复查无二次撕裂或移动松脱并发症发生，内固定均牢固。术后疼痛评分及呼吸困难均明显改善。 结论重点肋骨内固定术联合机械通气治疗可改善患者的呼吸循环状况，加速促进患者的康复，值得临床推广使用。     

电阻抗断层成像系统的非正常连接电极实时检测方法

目的:研究一种适用于电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)系统的多电极非正常连接的实时检测方法,便于及时发现不良电极,减少因电极造成的数据损失,为EIT提供可靠的成像数据。方法:基于正常测量数据的相似性,利用采集的测量数据计算电极的相关系数并加权后循环判断,实现非正常连接电极的检测,并开展物理模型实验和人体实验验证方法的有效性。结果:物理模型实验和人体实验结果表明,该方法能准确地检测出多个脱落电极,并能够有效避免正常电极被误判为非正常连接的情况。结论:该方法是一种有效的非正常电极的实时检测方法。     

支气管堵塞器与双腔气管导管在单肺通气中对呼吸力学和血气影响的比较

目的 比较支气管堵塞器(BB)与双腔气管导管(DLT)在单肺通气中对呼吸力学和血气的影响.方法 将36例择期行肺叶切除术和食管癌根治术患者按投硬币法随机分为BB组(17例)和DLT组(19例).BB组完成单腔管插管后在纤维支气管镜引导下置入BB,DLT组完成插管后用纤维支气管镜检查确定DLT位置.摆好体位后记录两组双肺通气和单肺通气的气道峰压(Pmax)与肺动态顺应性(CLayn),单肺通气20 min后采动脉血,行动脉血气分析:动脉血氧分压(PaO2)、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)、动脉血氧饱和度(SaO2).结果 两组双肺通气时的Pmax和CLdyn比较差异无统计学意义(P＞0.05).单肺通气时BB组Pmax[(21.00 ±3.59)cm H2O,1 cm H2O=0.098 kPa]明显低于DLT组[(26.89 ±4.21)cm H2O](P＜0.05),CLdyn[(28.10 ±6.24)ml/cm H2O]明显高于DLT组[(24.00±7.13)ml/cm H2O](P＜0.05);两组单肺通气20min后PaO2、PaCO2、SaO2比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论 使用BB行单肺通气对呼吸力学参数的影响较使用DLT小,具有很好的临床应用价值.

Abstract：

Objective To compare the influences between bronchial blocker (BB) and double lumen tube (DLT) in respiratory mechanics and blood gas in one lung ventilation. Methods Thirty-six patients undergoing pulmonary lobectomy or radical operation of esophageal carcinoma were randomized into group BB (17 cases) and group DLT (19 cases). In group BB,BB was intubated under the guidance of a fibreoptic bronchoscope after intubation of single lumen tube; while in group DLT, the position of the tube was confirmed using fibreoptic bronchoscopy after intubation. The peek airway pressure (Pmax) and pulmonary dynamic compliance (CLdyn) during double lung ventilation and one lung ventilation were recorded in recumbent position. Blood samples were taken from, radial artery 20 min after one lung ventilation for blood gas analysis,partial pressure of oxygen in artery(PaO2), partial pressure of carbon dioxide in artery(PaCO2), saturation of arterial blood oxygen (SaO2) were recorded. Results No significant difference was found in Pmax and CLdyn between two groups during double lung ventilation,but Pmax was significantly lower in group BB [(21.00 ± 3.59) cm H2O,1 cm H2O = 0.098 kPa] than that in group DLT [(26.89 ±4.21) cm H2O] (P＜0.05), and CLdyn was greater in group BB [(28.10 ±6.24) ml/cm H2O] than that in group DLT [(24.00±7.13) ml/cm H2O ] (P ＜ 0.05); there were no significant differences in PaO2, PaCO2, SaO2 betweentwo groups during one lung ventilation (P＞ 0.05). Conclusion The influence to respiratory mechanics in one lung ventilation is smaller using BB than using DLT, BB has blocker well applicable value in clinics.