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。     

电阻抗在祖国医学领域中的应用

医学电阻抗是一项新兴的生物医学工程范畴的学科，其主要利用人身体体面两点所测量的电阻抗变化来反映体内血管容积的变化，习惯称其为阻抗血流图。该项技术已广泛用于医学各领域来测定人体血管及脏器功能变化。本文简要介绍阻抗图在祖国医学领域中的应用概况。     

生物电阻抗模拟解调技术的研究

生物电阻抗的测量是阻抗血流图或电阻抗断层成像的基础.目前的生物电阻抗测量是在安全的交流信号激励下,对被测目标的响应信号进行幅值或/和相位的解调得到.常用的硬件解调技术有整流滤波器、开关解调器和模拟乘法器等,这些解调器的输出级均需低通滤波器,以滤除输出信号中的激励频率或其倍频信号.低通滤波器的使用降低了测量系统的动态特性,不适于高速及多通道测量.为此,我们设计并实现了一种新的基于采样保持器的高速解调技术,该技术不需要低通滤波器,在一个信号周期中即可解调出阻抗信息,具有高速和相敏解调的特点,提高了电阻抗测量系统的动态特性.     

检测肺血流分布的深部区域阻抗测量法的研究

本文根据肺血流分布的测量要求，从一个新的途径探索了区域阻抗检测技术，提出了深部区域阻抗测量法，此方法采用多电极系统，同步检测前胸、后背以及脏与胸廓混合信息，并通过信息处理技术，消除胸廓阻抗对测量结果朱影响，以提高检测肺脏信息的相对灵敏度，从而实现直接从肺脏获取血流及其变化信息的目的。     

生物电阻抗技术研究进展

本文从生物电阻抗血流图(bioimpedance rheohepatogram)、生物电阻抗测量(bioimpedance measurement)、生物组织阻抗频谱特性(bioimpedance spextroscopy)、生物电阻抗成像(electrical impedance imaging)等方面结合自己的研究工作,较全面地介绍并讨论了生物电阻抗技术的研究进展情况.     

微创电外科用高频电刀输出目标阻抗检测系统

目的 血管闭合微创外科手术中,需要精确控制高频能量发生器的输出功率.根据血管阻抗变化调节高频能量发生器输出功率是提高血管闭合成功率的有效手段.为实现血管闭合过程中血管阻抗的检测,需要测量输出电压和血管闭合回路中的输出电流,为此本文开发了一套基于LabVIEW的阻抗检测系统.方法 系统包括硬件隔离调理电路、基于DAQ卡和LabVIEW的数据采集与处理系统.最后利用已知阻抗的无感功率电阻验证该系统性能.结果 实验表明该检测系统可以准确地检测高频电流回路中的阻抗.结论 该阻抗检测系统可以用于微创电外科高频电刀的能量控制模块中.     

胸腔心阻抗血流图波形成因的研究现状

从心阻抗血流图波形成因的早期研究与近期研究两方面综述了目前胸腔心阻抗血流图成因的同状，指出修正Ｋｕｂｉｃｅｋ理论及其物理模型，精确ＳＶ的计算公式的可行综合是在阻抗容积图电场理论的指导下，将有限元建模技术应用于该研究领域。     

基于音圈电机振荡源的阻抗测量系统辨识精度评估的研究

基于强迫振荡技术(forced oscillation technology,FOT)的肺功能检查对早期发现气道疾病具有重要意义,但如何提高及评估阻抗测量系统的辨识精度仍是当前难点。针对此问题,本研究以音圈电机为振荡源构建阻抗测量系统,通过对3D打印的气道模型进行阻抗测量,分析了阻抗与支气管堵塞程度的敏感性和分布关系。结果表明,基于音圈电机的阻抗测量系统能够检测到气道模型两个以上小孔径(0.8 cm)截面积堵塞的阻抗变化,并且阻抗与堵塞端口数量近似呈指数分布关系。本研究采用气道模型来量化评估了阻抗测量系统的辨识精度,推进了FOT技术在气道阻塞程度和阻塞部位评估的研究。     

血液细胞阻抗的测量与临床意义的探索

某些疾病或亚健康状态可能会引起血液红细胞膜性质的改变,而这种改变又会影响到血液的阻抗变化.本文通过对血液阻抗的测量,探讨了影响测量的因素和与某些疾病的关系,并且发现血液阻抗随频率变化的斜率与血沉有一定的相关性.     

心肺阻抗血流图对胸闷病人的诊断价值

目的：了解心肺阻抗血流图对胸闷病人的诊断价值。材料与方法：分析了101例以胸闷为唯一主述并以心电图及胸片检查均为阴性的病人的心肺阻抗血流图，并与60例正常人的心肺阻抗血流图相比较，结果：有胸闷者的心肺阻抗血流图的异常率明显高于正常组，尤以甲亢，甲减，右心射血功能减退，肺动脉高压，左心射血功能减退表现居多，其中部分经治疗后临床症状和心肺阻抗血流图的变化以及其他有关检查均明显好转，结论：作为一种无创检查，心肺阻抗血流图对胸闷病人的早期诊断及对疾病的发展及治疗效果的判断也提供着一定的指导作用。     

Abdominal fluid accumulations: measurement using electrical impedance

Electrical impedance was used to measure the volume of fluid associated with ascites and haemoperitoneum simulated by the infusion of saline and blood, respectively, in dogs. The change in impedance was approximately 1·1 Ω per 100 ml for saline and 0·2 Ω per 100 ml for blood. The technique was applied to measure surgically-induced haemoperitoneum and effusion in a study of the efficacy of two haemostatic agents. Results from this study indicated a significant decrease in impedance associated with tissue oedema and hyperaemia in addition to free fluid in the abdomen.     

基于LabVIEW的多通道柔性薄膜微电极阵列阻抗自动测试分析系统

目的：构建、设计多通道柔性薄膜微电极阵列阻抗自动测试分析系统,并在该系统下对视网膜柔性薄膜微电极阵列进行阻抗测试分析与性能评估。方法：通过分析电极-电解液界面电化学理论、阻抗模型及三电极测试原理,构建系统的硬件平台,并基于LabVIEW开发阻抗测试系统软件平台。结果：系统能自动完成微电极阵列的阻抗测试、数据处理与分析。视网膜柔性薄膜微电极阻抗幅值与相位随频率变化而减小,在1 kHz下阻抗幅值为：22.8 kΩ±2.9 kΩ。结论：多通道柔性薄膜微电极阵列阻抗自动测试分析系统具有高效、快捷简便、高精度、数据自动处理分析与存档等优良特性。视网膜柔性薄膜微电极阵列的阻抗性能符合神经电极的设计要求。     

Automated venous occlusion plethysmograph

A self-contained automated system for venous occlusion plethysmography is described. The system is microprocessor controlled and performs the complete venous occlusion plethysmographic process of measurement, analysis and printout of results at the command of two keypresses on a keypad. Limb circulation is modelled by a linear model. Limb volume change is measured by electrical impedance plethysmography. The system is convenient to use clinically, either for the measurement of blood flow in the legs or for the diagnosis of venous thromboembolic disease. The hardware and data processing software of the system are described and examples from clinical use of the system are presented.     

一个基于物理模型的生物电阻抗断层成像系统的研究

电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)是以目标体内电阻抗的分布或变化为成像对象的一种新型成像技术.它具有简便、无创、造价较低的优势,并具有功能成像及动态图像监护的优点.我们设计了基于物理模型的EIT系统,该系统由硬件系统和软件系统组成.硬件系统由32电极、物理模型、恒流驱动模块、信号检测模块、数据采集模块、驱动及测量模式设置模块、多组电源模块以及计算机等组成.我们主要在图像重构模式和算法方面进行了研究,实现了等位线反投影动态重构算法法并提出了广义逆动态重构算法.应用该系统在物理模型上得到了较好的结果.     

乳腺检测的高精度EIT系统的设计

目的 设计用于乳腺检测的多通道串并结合处理的高精度电阻抗断层成像数据采集系统.方法 以ADuC845为控制核心,机械开关与模拟开关相结合的办法设计并实现高精度、多模式16电极电阻抗断层成像（EIT）硬件系统,编写上位机软件平台用于数据的通讯与处理.结果 使用该系统进行了初步的成像实验,取得了较好的成像结果.结论 采用多通道高精度EIT系统进行乳腺检测是可行的,且可作为一种辅助手段应用于乳腺疾病的诊断与治疗.     

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。     

感应电流电阻抗成像的硬件系统

本文回顾了感应电流电阻抗成像技术的发展历史及现状 ,指出了其研究意义。对感应电流电阻抗成像的硬件系统主要采用的技术进行了介绍 ,并讨论了研究中存在的关键问题。最后总结了今后工作可能的研究方向     

基于ARM7的新型开放式多功能医用信号仪的研制

目的现有的常用信号发生器或生理信号发生器不能同时输出常用信号和模拟生理信号,本文提出一种新型开放式多功能医用信号仪,用于检测各种生理信号,听取不同频率、不同信号的声音及输出常用信号等。方法该仪器以STM32F103RF和高性能集成芯片MAX038为核心。此医用信号仪包括硬件和软件两部分,其中硬件含有ARM7单片机控制单元、按钮组输入单元、数据存储单元等12个单元,软件用C语言编写,并采用keil C进行编译。结果该仪器不仅能输出常用的正弦、方波、三角波、锯齿、矩形信号,还能输出医学中常用的多种生理信号如心电、脉搏波等,且信号波形频率、幅度、类型、波形均采用直观的LCD液晶显示。此外,该仪器具有一个高驱动能力的接口,可直接驱动耳机等,以方便对人耳频率特性和人体阻抗特性的研究和教学。同时,为了便于使用一般示波器能观察各种生理信号,对同一种生理信号可输出不同的频率。结论本仪器使用方便,可广泛应用于科研、教学、测试和仪器维修等。     

Microfluidic device for cell capture and impedance measurement

This work presents a microfluidic device to capture physically single cells within microstructures inside a channel and to measure the impedance of a single HeLa cell (human cervical epithelioid carcinoma) using impedance spectroscopy. The device includes a glass substrate with electrodes and a PDMS channel with micro pillars. The commercial software CFD–ACE+ is used to study the flow of the microstructures in the channel. According to simulation results, the probability of cell capture by three micro pillars is about 10%. An equivalent circuit model of the device is established and fits closely to the experimental results. The circuit can be modeled electrically as cell impedance in parallel with dielectric capacitance and in series with a pair of electrode resistors. The system is operated at low frequency between 1 and 100 kHz. In this study, experiments show that the HeLa cell is successfully captured by the micro pillars and its impedance is measured by impedance spectroscopy. The magnitude of the HeLa cell impedance declines at all operation voltages with frequency because the HeLa cell is capacitive. Additionally, increasing the operation voltage reduces the magnitude of the HeLa cell because a strong electric field may promote the exchange of ions between the cytoplasm and the isotonic solution. Below an operating voltage of 0.9 V, the system impedance response is characteristic of a parallel circuit at under 30 kHz and of a series circuit at between 30 and 100 kHz. The phase of the HeLa cell impedance is characteristic of a series circuit when the operation voltage exceeds 0.8 V because the cell impedance becomes significant.