背心式呼吸感应体积描记系统设计

目的 为解决呼吸感应体积描记技术存在的高信噪比与低系统功耗之间的固有矛盾,并消除胸、腹信号耦合干扰,研发一种新型的呼吸感应体积描记技术,并以可穿戴技术的设计理念,设计出可穿戴式呼吸感应体积描记系统。方法 采用脉冲式分时激励的方案,在极短的时间内以极高的功率来依次轮流激励各传感线圈;设计了新型的传感线圈结构,将其嵌入背心中,实现了可穿戴式呼吸感应体积描记系统设计。结果获得了高信噪比（高激励功率）、低系统功耗的设计效果,消除了胸、腹信号之间的耦合干扰;背心式的系统设计,外形美观,使用方便,可用于长期动态测量使用。结论 该系统性能优良,达到了设计要求,经过标定能够实现通气量无创测量,用于睡眠医学研究能够有效发现睡眠呼吸暂停事件并鉴别类型。     

可穿戴运动监测技术发展态势知识图谱分析

目的 通过构建知识图谱,全方位展示全球可穿戴运动监测技术发展历程、现状和趋势,为我军相关研究发展提供借鉴参考。方法 以Web of Science数据库核心合集收录的可穿戴运动监测技术文献数据为研究对象,运用Bibliometrix等可视化分析软件构建知识图谱,从发文趋势、合作网络、关键词共现等角度研究可穿戴运动监测技术发展特征。结果 可穿戴运动监测技术处于快速发展期,机构合作以区域内合作为主,美国在全球创新合作网络中占据重要地位。结论 王中林教授作为共现网络的重要作者,推动了学术团体合作;人工智能、大数据、云计算等技术成为该领域新兴热点;新材料的融合应用推动了监测设备向轻薄、贴肤、无痕方向转变。     

穿戴式健康监测设备的现状与未来

智能手机与移动通信技术的迅速发展,为穿戴式健康监测提供了发展机遇。穿戴式健康设备能够监测用户的重要生理信号,通过手机接入移动通信网或互联网进行数据远程传送或共享,从而实现医学监护并降低医疗成本。本文概述了穿戴式健康设备的发展现状,指出穿戴式医疗发展机遇与风险挑战并存,并展望了其发展趋势。     

呼吸感应体积描记法校准方法在不同呼吸状态下的适用性

目的 比较呼吸感应体积描记技术(RIP)的6种校准方法在人体不同呼吸状态下的适用性.方法 用平静呼吸的6种校准参数测量平静和规范用力的每次呼吸通气量,用规范用力呼吸的6种校准参数测量规范用力的每次呼吸通气量,对比分析RIP系统与呼吸速度描记仪所测量的通气量值.结果 6种校准方法中,诊断性定性校准技术(QDC)适用于在平静呼吸下校准测量平静呼吸每次呼吸通气量值以及在规范用力呼吸下校准测量规范用力呼吸每次呼吸通气量值,LSQ改进算法(ILSQ)适用于在平静呼吸下校准测量规范用力呼吸每次呼吸通气量值.结论 RIP系统在平静呼吸状态下校准测量规范用力呼吸方式下每次呼吸通气量值方法可行.     

正弦摆动时飞行人员视、前庭眼震参数特征

目的 利用国产VTS-Ⅲ型前庭功能检查系统,测定飞行人员正弦摆动视、前庭眼震参数的正常值,并讨论其临床意义。方法 38名24岁～35岁男性健康飞行人员和15例梅尼埃病患者为受试者。视动性眼震试验(OKN),垂直光条以峰速60°/s的角速度顺、逆时针方向交替运行,角加速度频率0.05 Hz,每个周期持续30 s。前庭性眼震试验(VOR),转椅正弦摆动5个周期,频率为0.05 Hz,峰速为60°/s。所得数据采用(?)±2 s表示,单位ms。结果 OKN正弦参数特征是最大慢相速度(SPV)59.88±22.36,最大快相速度(FPV)312.28±189.92,左右优势比(DP％)<10,增益0.84±4.40。VOR正弦参数特征是SPV 60.03±30.52,FPV 292.51±202.40,DP％<15,增益0.84±4.40。梅尼埃病患者,其眼震参数特征主要表现为OKN基本正常,VOR的FPV基本正常,而VOR的SPV和增益对称性明显降低。结论 对飞行人员或其它人员进行前庭功能检查时应有实验室的正常值。前庭中枢异常主要表现在OKN异常和VOR的FPV异常;前庭外周功能异常主要表现在VOR的SPV、增益及DP％。而其它指标基本正常。     

飞行人员多导睡眠图初步分析

目的评价飞行人员正常睡眠结构和确定睡眠呼吸暂停综合征的诊断。方法应用多导睡眠图对20例飞行人员进行多导睡眠监测,分析多项睡眠参数。结果飞行人员正常睡眠分期分别是NREM睡眠占总睡眠时间的95%,其中Ⅰ相占26%、Ⅱ相占44%、Ⅲ＋Ⅳ相占25%;REM睡眠占总睡眠时间的5%。Ⅰ和Ⅱ相睡眠时间延长,REM睡眠时间缩短。检出5例患睡眠呼吸暂停综合征的飞行人员,其中阻塞型3例,中枢型2例。结论多导睡眠图可以确定飞行人员正常睡眠结构,能够正确诊断睡眠呼吸暂停综合征。     

微动敏感床垫睡眠监测系统检测睡眠呼吸事件的判断规则

微动敏感床垫睡眠检测系统(Micro-movement Sensitive Mattress Sleep Monitoring System,MSMSMS)自2003年成为定型产品以来,通过广泛应用,已经证明它在检测睡眠呼吸障碍(sleep-related breathing disorders,SBD)方面具有重要价值.SBD是飞行人员常见病症之一,可严重影响飞行安全[1].因此,及时检测发现患有SBD的飞行员并进行矫治,对保障飞行安全和飞行员健康都有重要意义.     

气道正压治疗阻塞性睡眠呼吸暂停综合征不同压力滴定方法的比较:随机、单盲、自身对照临床研究

目的 比较单纯中重度阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)患者整夜值守多导睡眠监测下人工压力滴定(PSG-CPAP)、多导睡眠监测下自动气道正压压力滴定(PSG-APAP)和自动气道正压压力滴定(APAP)的有效性和安全性.方法 收集20例单纯中重度OSAS患者,序贯接受3种不同压力滴定治疗.对患者主要的有效性指标(滴定压力、残存呼吸事件、睡眠结构)和安全性指标(面部皮肤压伤情况、压力滴定期间舒适性的主观评价和不良主诉)进行比较.结果 在有效性指标中获得的结果显示,PSG-APAP、APAP和PSG-CPAP均有效.PSG-APAP和APAP滴定90％时间压力较PSG-CPAP滴定最佳压力平均高3.05cmH2O和2.55crnH2O(P＜0.01),但PSG-APAP与APAP间差异无统计学意义(P＞0.05).PSG-APAP和APAP滴定平均压力与PSG-CPAP滴定最佳压力间无统计学差异(P＞0.05).PSG-CPAP、PSG-APAP和APAP的残存睡眠呼吸暂停低通气指数(AHI)差异无统计学意义(P＞0.05);压力滴定治疗后血氧饱和度下降指数(ODI)明显减少(P＜0.0l),但PSG-CPAP与PSG-APAP间差异无统计学意义(P＞0.05),两种滴定方法在改善ODI上具有同等效果.与基线PSG比较,PSG-CPAP和PSG-APAP压力滴定后,患者睡眠效率差异无统计学意义(P＞0.05),觉醒指数(ArI)明显下降(P＜0.01),N1、N2期睡眠占总睡眠时间的百分比(N1％、N2％)明显降低(P＜0.01,P＜0.05),N3％和R％增加(P＜0.05,P＜0.01),PSG-CPAP和PSG-APAP两种滴定方法均能改善睡眠结构,但差异无统计学意义(P＞0.05).在安全性指标中获得的结果显示,研究期间受试者均未出现面部皮肤压伤,未发现任何与压力滴定相关的严重不良事件.滴定研究期间患者的主要不适包括干扰睡眠、眼或口干、头痛、憋气、腹胀等.结论 对单纯中重度OSAS,采用PSG-APAP和APAP压力滴定和治疗均安全有效,滴定出的平均压力可为CPAP确定最佳治疗压力.     

螺旋CT和便携睡眠监测阻塞定位仪评估OSAHS上气道狭窄

目的:研究螺旋CT和便携睡眠监测阻塞定位仪(apnea graphy,AG)在阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)诊断中的临床应用价值。方法:22例睡眠打鼾患者,便携睡眠监测阻塞定位仪进行整夜睡眠呼吸监测,分析呼吸紊乱指标、出现呼吸暂停低通气事件时的阻塞平面,不同平面的阻塞次数和总阻塞次数。上气道多层螺旋CT自鼻咽部顶壁平扫至环状软骨下缘平面,测量清醒状态下上气道的软腭后区、舌后区气道的横截面积及冠、矢状径。将AG测定上气道狭窄平面与CT测量判断平面进行比较。结果:①22例患者均很好耐受整夜AG监测,16例符合OSAHS,其中轻度2例,中度8例,重度6例。6例排除OSAHS;②16例OSAHS中AG测压均为上部和下部联合阻塞,上部阻塞为主13例,其中1例上部阻塞为100%,下部阻塞为主3例。不同病例上部、下部阻塞频度不同,多为上部阻塞为主;③22例CT测量中4例无狭窄平面,14例腭后区狭窄,1例舌后区狭窄,3例腭后区、舌后区双重狭窄;④16例OSAHS中,AG测压腭后区阻塞为主13/16,CT测量腭后区狭窄12/16,无统计学差异(P>0.05)。AG测压下部阻塞为主3/16,CT测量舌后区阻塞4/16。结论:AG作为便携PSG对OSAHS定性定位诊断具有重要作用,结合CT测量可以很好地评估上气道腭后区狭窄。     

超声斑点追踪技术对猪心肌挫伤前、后左室短轴二维应变的研究

目的:运用斑点追踪技术(STI)测量猪闭合性心肌挫伤前、后左心室短轴各节段的二维应变值,观察正常人室壁二维应变的规律,探讨斑点追踪技术对节段性心肌缺血的临床应用价值。方法:采用小型撞击器对9只贵州小型巴马猪进行撞击建立闭合性心肌损伤模型,记录猪撞击前及撞伤后左室短轴观3个水平的高帧频图像,应用二维应变分析软件测量各节段的径向应变(RS)、圆周应变(CS)。结果:闭合性心肌挫伤前Rs在同一水平各节段间差异无统计学意义,乳头肌水平显著高于心尖水平(P<0.05);Cs在同一水平不同节段间差异有统计学意义(P<0.05)。闭合性心肌挫伤后的挫伤节段的Rs和Cs显著低于正常组相应节段(均为P<0.01、P<0.05)。结论:STI能够准确测量左室短轴各节段的二维应变值、敏感评价心肌缺血程度。     

Validity of hip‐worn inertial measurement unit compared to jump mat for jump height measurement in adolescents

Jump tests assess lower body power production capacity, and can be used to evaluate athletic ability and development during growth. Wearable inertial measurement units (IMU ) seem to offer a feasible alternative to laboratory‐based equipment for jump height assessments. Concurrent validity of these devices for jump height assessments has only been established in adults. Therefore, the purpose of this study was to evaluate the concurrent validity of IMU ‐based jump height estimate compared to contact mat‐based jump height estimate in adolescents. Ninety‐five adolescents (10‐13 years‐of‐age; girls N = 41, height = 154 (SD 9) cm, weight = 44 (11) kg; boys N = 54, height = 156 (10) cm, weight = 46 (13) kg) completed 3 counter‐movement jumps for maximal jump height on a contact mat. Inertial recordings (accelerations, rotations) were concurrently recorded with a hip‐worn IMU (sampling at 256 Hz). Jump height was evaluated based on flight time. The mean IMU ‐derived jump height was 27.1 (SD 3.8) cm, and the corresponding mean jump‐mat‐derived value was 21.5 (3.4) cm. While a significant 26% mean difference was observed between the methods (5.5 [95% limits of agreement 2.2 to 8.9] cm, P  = 0.006), the correspondence between methods was excellent (ICC  = 0.89). The difference between methods was weakly positively associated with jump height (r  = 0.28, P  = 0.007). Take‐off velocity‐derived jump height was also explored but produced only fair congruence. In conclusion, IMU ‐derived jump height exhibited excellent congruence to contact mat‐based jump height and therefore presents a feasible alternative for jump height assessments in adolescents.     

Concurrent fMRI and optical measures for the investigation of the hemodynamic response function.

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) signal variations are based on a combination of changes in cerebral blood flow (CBF) and volume (CBV), and blood oxygenation. We investigated the relationship between these hemodynamic parameters in the rodent barrel cortex by performing fMRI concurrently with laser Doppler flowmetry (LDF) or optical imaging spectroscopy (OIS), following whisker stimulation and hypercapnic challenge. A difference between the positions of the maximum blood oxygenation level-dependent (BOLD) and CBV changes was observed in coronal fMRI maps, with the BOLD region being more superficial. A 6.5% baseline blood volume fraction in this superficial region dropped to 4% in deeper cortical layers (corresponding to total hemoglobin baseline volumes Hbt0 = 110 microM and 67 microM, respectively), as inferred from maps of deltaR2*. Baseline volume profiles were used to parameterize the Monte Carlo simulations (MCS) to interpret the 2D OIS. From this it was found that the optical blood volume measurements (i.e., changes in total hemoglobin) equated with CBV-MRI measurements when the MRI data were taken from superficial cortical layers. Optical measures of activation showed a good spatial overlap with fMRI measurements taken in the same plane (covering the right hemisphere surface). Changes in CBV and CBF followed the scaling relationship CBV = CBF(alpha), with mean alpha = 0.38 +/- 0.06.     

卧床实验室生理信号测试处理系统

本文介绍了一种人体生理信号测试与处理系统的设计。它主要用于模拟航天失重条件的卧床实验室。这是一个较大型的计算机应用系统,可同时对8名卧床受试者生理状态进行长时间监测,采集保存大量原始数据,进行及时快速处理。每名受试者被测信号有9导,其中心电或脑电6导,阻抗式呼吸波1导,体表温度2导。监护指标有3项:心率、体温和呼吸率。原始数据保存可采用模拟磁带记录和数据采集存盘两种形式。分析项目包括信号参数提取,功谱、相关、相干和传递函数分析,各种趋势图、直方图和谱阵图等。该系统也可应用于其它医学实验室,特别是推广应用到医院多床位病人监护。     

失重条件下呼吸力学参数测试方法及实现

目的研究失重情况下的航天员呼吸运动,准确获取其呼吸力学参数。方法在对国内外相关研究成果进行调研的基础上,提出基于气体流量传感器和压力传感器的呼吸力学参数检测方法。结果设计并完成了硬件电路与软件编写。采用三次拟合法对标定数据进行曲线拟合,所得气体流量拟合的相关系数达到0.99,而压力拟合的相关系数达到0.995。对硬件电路测试,测得最大相对误差小于1%。经实验结果分析得出系统最大相对误差仅为4%,且结果稳定性良好,符合系统的要求,且实现了测试设备的小型化。结论样机具有良好的稳定性和精度,参数实时显示。     

Telemetric Catheter-Based Pressure Sensor for Hemodynamic Monitoring: Experimental Experience

The purpose of this study was to evaluate the technical and animal experimental feasibility of a percutaneously implantable pulmonary arterial implant for permanent hemodynamic monitoring. Two systems for measuring pulmonary artery pressure (PAP) as well as pulmonary artery occlusion pressure (PAOP) were developed by modifying a commercially available pulmonary artery catheter (PAC). First, a cable-bound catheter-based system was designed by implementation of a capacitive absolute-pressure sensor in the catheter tip. This system was developed further into a completely implantable telemetric system. The devices were tested in an acute setting in a total of 10 sheep. The implant was placed with its tip in the descending pulmonary artery via the right jugular approach. Results were compared with conventional PAC positioned in the contralateral pulmonary artery using Pearson’s correlation coefficients and Bland-Altman plots. Implantation of the monitoring systems was uneventful in 10 animals. Data from two fully functional cable-bound and telemetric pressure monitoring systems were available, with a total of 18,506 measurements. There was an excellent correlation between reference data and the data obtained with the implants (r = 0.9944). Bland-Altman plots indicated a very good agreement between the techniques. We report the development and successful initial test of an implantable catheter-based device for long-term measurement of PAP and PAOP. Both devices may be applicable for hemodynamic monitoring. Further long-term studies for assessing reliability and durability of the device are warranted.     

基于无线传感器网络的脉搏波传导时间监测系统

目的设计一个可以在作业条件下无创连续监测脉搏波传导时间（PWTT）的系统。方法运用无线传感器网络技术设计的心电和脉搏波无线传感器组成整个监测系统，同步测量头部颞浅动脉脉搏波信号和体表心电信号，并且计算脉搏波传导时间。结果心电和脉搏波无线传感器体积小，且采用纽扣电池供电，彼此之间的时间同步精度小于1ms。计算出的脉搏波传导时间随缓慢深呼吸而相应变化。结论由具有体积小、功耗低和时间同步精度高等特点的心电和脉搏波无线传感器组成的监测系统能够在作业条件下无创连续监测脉搏波传导时间。     

高强度聚焦超声软组织损伤背向散射积分减影监控成像

目的 为高强度聚焦超声（HIFU）治疗所引起的软组织损伤提供一种超声监控成像方法。方法 将超声背向散射积分（IB）参量成像与数字减影法相结合，提出IB减影成像方法用于HIFU治疗的损伤区域监控成像。结果 获得了离体牛肉和牛肝组织的IB减影图像及相应的B超图像和衰减系数减影图像，并得到不同阈值和频谱计算窗宽下的IB减影图像。结论 IB减影成像方法能够较有效地对HIFU引起的软组织损伤进行成像，并能检测到B超成像不能检测到的非空化性组织损伤，且其对比度和分辨率均高于衰减系数减影成像。