人体坐立运动的膝关节动力学研究EI北大核心CSCD

坐立运动是人体最常见的运动行为之一,膝关节是人体坐立运动的主要承力关节,因此进行坐立运动过程的膝关节动力学研究具有重要意义。基于力矩平衡原理对坐立运动的膝关节动力学进行分析,结合光学动作捕捉和六维支撑力测试所得数据,计算求得膝关节力矩曲线。为了验证实验数据和动力学分析的准确性,建立人体模型,根据实验数据拟合角度和角速度多项式方程,进行坐立运动的膝关节动力学仿真。结果显示计算数据和仿真数据在范围和变化趋势方面一致。综合膝关节力矩变化规律,揭示了膝关节力矩与地面反作用力的关系。坐立运动中膝关节力矩和地面反作用力成正比关系,比值为5~6,且由坐到立过程中,加速度先增大后减小最后反向增加,力矩最大值发生在膝关节夹角约140°时,而由立到坐过程中,力矩在初始阶段最大。坐立运动的膝关节动力学研究结果有益于坐立康复辅具的优化设计及力反馈控制,并可为膝关节康复训练提供理论指导。     

心脏储备指标数据处理和信息管理系统的研究与应用

背景:目前国内评价心脏储备功能的方法大都是在静息状态下测量心脏性能指标。经过查阅文献国际文献资料,了解到由于心脏衰竭时心脏功能失常最重要的方面不是在基础静息状态下观察到的心脏性能抑制,而是心脏储备的丧失。目的:利用目前超声诊断领域广泛使用的B超诊断仪,以前期实验得到的结论作为依据,开发一套能够具备课题所要检测心脏储备指标的数据处理能力和信息管理能力的系统,对受试者运动前后心脏储备功能进行分析,旨在为课题提供方便的技术支持,并为完善现有的B超诊断仪提供改进依据。方法:通过图像采集卡的连接将普通B型黑白超声诊断仪作为PC外设,研究并开发了包含心脏专业图像采集处理和完善的资料库管理在内的超声心脏图像诊断和管理系统。结果与结论:该系统实现了包括图像增强、几何参数测量在内的多个图像处理和分析功能,可提供便捷的诊断报告生成、方便的档案管理及打印功能,实现了一个高效灵活的小型医学影像和通信系统。结果提示系统借助PC强大的处理能力可显著扩展和提升传统超声诊断仪在检测心脏储备方面的性能,为课题实验提供了有力的技术支持,为医生在检测心脏储备指标方面提供了新的系统支持。     

不同程度冠脉狭窄对心电及R-R间期序列Lyapun0V指数的影响

目的已有的研究表明,心脏的活动是混沌的。心电时间序列的非线性动力学数值指标可反映心脏的总体动态活动特征。本文试图探讨不同程度冠脉狭窄对心电及R-R间期序列Lyapunov指数的影响。方法通过对不同程度冠脉狭窄的冠心病患者和正常人的海电和R-R间期时间序列的Lyapunov指数计算,以期从医学数据统计中发现有价值的规律性。结果初步研究表明,正常人和冠脉重度狭窄患者心电序列的Lyapunov指数有显著统计差别,但正常人和冠脉轻度狭窄患者心电序列的Lyapunov指数无显著差别;正常人和冠脉轻、重度狭窄患者心电R-R间期时间序列的Lyapunov指数均有显著统计差别。结论R-R间期序列比心电图能提供更多心脏电活动的信息。而正常人和冠脉轻度狭窄患者R-R间期时间序列的Lyapunov指数的显著差别,提示在心电信号的异常波形尚不足以被识别时,可能利用该指数对心脏的健康状况进行早期评估。     

Ewing试验对自主神经及心率变异性的影响

目前缺乏利用客观生理参数反映健康人进行Ewing试验时,Ewing试验状态对自主神经活动影响的研究。心率变异性(HRV)是自主神经系统对窦房结控制的生物反馈,能够反映自主神经系统活动。本研究利用HRV分析71例健康者在进行Ewing试验期间,静息、深呼吸、Valsalva动作和站立状态的参数变化规律。实验结果表明相比静息状态,深呼吸和Valsalva状态的部分时域参数与频域参数明显上升(P0.01);站立状态的低频功率、低频与高频功率比值明显上升,而心跳间期标准差、相邻心跳间期差值的均方根和高频功率无明显变化。HRV的部分参数随着Ewing试验状态的改变而发生显著改变,心跳间期标准差、相邻心跳间期差值的均方根和高频功率随副交感神经活性增强而上升,反映了副交感神经活性水平。     

基于静息状态的功能磁共振成像

基于静息状态的功能磁共振成像已经成为当前人脑功能研究的重要手段之一.本文首先介绍了基于静息状态功能磁共振成像人脑功能研究的历史和现状,包括对正常人脑功能的研究和对病理状态下的人脑功能异常研究.然后介绍了基于静息状态功能磁共振成像的两种主要的数据分析方法:功能连接分析和慢波振荡特性分析.     

基于局部一致性(ReHo)方法的慢性吸烟静息状态功能磁共振(fMRI)研究

目的:探讨慢性吸烟者静息状态下的脑功能活动情况。方法:采用局部一致性(ReHo)方法,对44名慢性吸烟者和44名与之相匹配的不吸烟的健康志愿者在静息状态下脑功能活动情况进行比较分析。结果:与不吸烟者相比,慢性吸烟者静息状态右侧额下回BOLD信号ReHo降低,左侧顶上回BOLD信号ReHo增强(P<0.05,纠正后,cluster水平)。结论:研究结果提示慢性吸烟会导致额叶和顶叶脑区功能活动的改变。     

基于独立成分分析和时间相关分析的脑功能连通研究方法[英文]

目的:利用静息状态功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术,提出联合独立成分分析(independent component analysis,ICA)和时间相关分析的人脑功能连通性研究方法。方法:首先采用空间ICA定位任务激活的脑区;然后选择一个激活区作为感兴趣区域(region of interest,ROI),采用时间相关分析方法检测静息状态大脑特定皮层的功能连通性,并通过检测人脑运动皮层的功能连通性验证方法的有效性。结果:大脑运动皮层功能连通网络包括初级运动区、辅助运动区、初级感觉皮层、背侧前运动区和后顶骨体觉区。实验结果表明,静息状态下,时间相关分析检测到的运动皮层的功能连通网络与已知的解剖连通相一致。结论:利用静息fMRI,结合空间ICA和时间相关分析方法,检测了静息时人脑运动皮层的功能连通网络,为脑区间功能连通的研究提供了一种简便的、无损的、有效的研究方法。     

腰椎间盘突出症患者坐立过程的动力学特征

目的 研究腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation, LDH)患者在坐立过程中疼痛对腰椎和髋关节力矩的影响。方法 应用AMTI测力台采集20例健康对照与20例LDH受试者的动力学数据,通过统计参数映射(statistical parametric mapping, SPM)分析两组受试者坐立任务中腰椎与髋关节在矢状面和冠状面的力矩差异。结果 与健康对照组相比,LDH受试者从站立回到坐位过程中腰椎最大屈曲力矩与髋关节最大内收力矩明显增高(P<0.05)。SPM分析显示,在站立初期阶段(37%～42%),LDH组髋关节外展力矩大于健康对照组,存在统计学差异(P=0.007)。结论 LDH受试者在坐立过程中腰椎骨盆不够稳定,尤其站立静止阶段,难以使身体达到平衡状态,需增加髋关节外展力矩来维持骨盆稳定。在临床评估治疗中应重点关注脊柱与骨盆的稳定功能。     

心脏彩色多普勒超声联合心电图在风湿性心脏瓣膜病患者诊断中的应用

目的:探讨心脏彩色多普勒超声联合心电图在风湿性心脏瓣膜病(RHD)患者中的应用价值.方法:选择2017年1月至2020年12月莲花县人民医院收治的RHD患者60例,所有患者均进行心电图与心脏彩色多普勒超声检查.分析心电图和心脏彩色多普勒超声检查结果,比较两种检查方式下房室肥大的检出情况.结果:60例RHD患者心电图检查...     

原发性失眠患者大脑额顶网络的异常功能连接

目的:利用功能磁共振成像技术研究原发性失眠患者大脑异常功能连接,及其与病程和临床指标的相关性。方法:采集40例原发性失眠患者及35例在年龄、性别和受教育程度均匹配的健康被试在静息状态下的功能磁共振图像,从静息态功能磁共振数据中利用独立成分分析确定出10个静息态网络。利用FSL非参数置换检验进行双回归分析,从而检测10个静息态网络中基于体素的组间差异。利用皮尔逊相关分析检测异常的功能连接与各项临床指标的关系。结果:原发性失眠患者与正常对照组相比,在静息状态下大脑右侧额顶网络中的顶上回和额上回与网络内其他脑区的功能连接出现降低。进一步的相关分析发现,原发性失眠患者中异常的功能连接与临床指标无相关性。结论:证明在静息状态下原发性失眠患者大脑右侧额顶网络功能连接出现异常。本结果有利于理解原发性失眠患者大脑神经活动的改变。     

用于分析心率改变的时域系统

本文展示了估价心率改变的付里叶变换技术的选择。该系统对R-R时间间隔数据(ECG的两个R波之间的间隔)进行处理。首先,通过重组异常间隔探测伪迹并加以校正。然后,通过鉴定作为“峰”和“谷”的连续R-R波时间梯度的改变,识别最高频率改变。从较高频率峰值的改变测定出较低频率的改变。变化周期作为两峰之间的间隔总和来计算,进而通过峰谷差表示变化范围。对于所给出的频率范围内的变化,做为在该范围内所有变化的中间值进行定量分析。通过峰/谷方法估计的呼吸频率变化与光谱技术获取的结果高度相关,但两     

同步监测蟾蜍心脏机械和电活动简便而有效的方法

目的: 通过灌流蟾蜍离体原位自发性搏动心脏,同步监测心输出量、心肌收缩力和心电图的变化,为研究心脏活动探索简便、有效和经济的实验方法。方法: 在离体原位心脏左主动脉和后腔静脉插管回流,记录心输出量;在心尖部连接张力换能器,肢体皮下插入针状电极,利用BL-420S生物机能实验系统监测心肌舒缩张力和标准肢体II导联心电图。通过灌注β受体激动药异丙肾上腺素和其拮抗药普萘洛尔,观察各参数的变化,证实该实验方法的可行性。结果: 在灌注任氏液的条件下,能够很好地监测到心脏舒缩张力和心输出量,以及心电图PR间期、QT间期、QRS波群时间和电压,适于分析二者之间的相关性。与给药前相比较,灌注10^-5~10^-4 g/L异丙肾上腺素显著增加了心输出量和心肌舒缩幅度,缩短了心电图PR间期,延长了QT间期(P<0.05, P<0.01)。灌注普萘洛尔能够明显拮抗异丙肾上腺素的强心作用。结论: 本实验方法适于同时监测蟾蜍心脏的收缩能力和心电图。     

用有限元与无限元相结合的方法解心电图逆问题

从体表电位推测心脏电传播系统的工作状态,即所谓心电图逆问题是心电图领域的重要研究课题。它可以弥补心电图本身的不足,提高心脏疾病的检阳率。在心电图逆问题研究中,有两个障碍长期困扰着人们,限制了它在临床上的推广使用。一是传递矩阵条件数较大,解难以稳定问题;二是解心脏内部电位值欠定问题。作者采用有限元与无限元相结的方法,结合矩阵分析理论,较成功地解决了这两个问题。并通过与MRI成像技术相配合,计算出了正常人心脏的二维电位分布情况,验证了方法的可行性。     

大鼠离体作功心脏对冠脉压强变化的反应

目的:研究离体作功心脏对其冠脉压强变化的反应.方法:采用分离式离体作功心脏模型.用上海产SJ-42型四导生理记录仪测定生理参数左心室收缩压LVSP,左心室内压上升的最大速率(dp/dt)max,冠脉流量CF,心率HR和心电图ECG.结果:离体作功心脏的工作状态受其冠脉压强变化的影响,当灌注压Pc=9 kPa时,心脏处于最佳状态.灌注压过高或过低均可导致心脏功能减弱.结论:心脏自身存在冠脉压强感受系统,在冠脉压强发生变化时,心脏自主地调节着工作状态.     

静息心电图、胸痛症状与冠脉CTA筛查冠心病的临床价值

目的 探讨静息心电图、胸痛症状与256层螺旋CT冠脉成像筛查冠心病的诊断价值。方法 收集入院后接受静息心电图、256层螺旋CTA检查共计68例非急症胸痛疑似冠心病患者的相关资料,所有患者30 d内均进行CAG检查。以CAG诊断为标准,采用ROC曲线分析静息心电图、胸痛症状与冠脉CTA筛查冠心病的诊断价值。结果 256层螺旋CTA诊断冠心病的ROC曲线下面积为0.73（P＜0.05）,其诊断敏感性为96.55%,特异性为50.00%,诊断价值大于静息心电图（AUC=0.50,P＞0.05）和胸痛症状（AUC=0.51,P＞0.05）。结论 256层螺旋CTA筛查冠心病有较高的诊断价值;静息心电图、胸痛症状对冠心病的筛查存在明显的局限性。     

精神分裂症静息状态下的功能磁共振成像研究

目的：利用功能磁共振成像（fMRI）和局部一致性（regional homogeneity，ReHo）方法探测精神分裂症患者在静息状态下是否存在脑功能异常。方法：对18例精神分裂症患者和18例正常对照进行静息状态的fMRI检查，应用ReHo方法处理fMRI数据。结果：与正常人相比，精神分裂症患者静息状态下脑的BOLD信号的ReHo普遍降低（P〈0．05）。ReHo降低的脑区有双侧额叶内侧回、颞上回、颞下回、枕中回、枕下回和小脑后叶；左侧扣带回前部、海马回、颞中回、中央后回和脑桥；右侧额上回、顶上小叶、楔前叶、中央旁小叶、中央前回和小脑蚓部。结论：精神分裂症患者在静息状态下即可能存在脑功能异常，ReHo可能有助于精神分裂症静息状态的理解。     

基于fMRI数据的静息脑功能连接

目的:应用功能磁共振成像数据,对静息状态下大脑视觉系统功能连接模式[1]进行考证,并对不同状态下人脑视觉功能连接网络的变化[2,3]情况进行了研究。方法:基于脑区局部同一性[4],测量出一给定体素的时间序列与全脑其他体素时间序列的相似性。我们分别采集了视觉任务和静止两种状态下的功能磁共振成像数据,先是用K-均值的聚类方法[5,6]对视觉任务状态下的功能磁共振成像数据进行分析,做出分类图。然后通过分类图找到感兴趣种子区,平均种子区中各个体素的时间响应曲线,利用这个时间序列曲线与全脑体素作互相关分析[7],得出视觉任务下的全脑功能连接图,再把同样的感兴趣种子区域定位到静息状态下的脑区中用种子相关分析方法,作出静息状态下全脑视觉系统功能连接的网络模式及分布规律。结果:分别得到了视觉任务状态下和静息状态下以相同种子区为中心的功能连接网络图。结论:无论是在静息状态还是在任务状态下,大脑视觉系统各脑区之间的确存在密切的功能连接,而且状态不同所得到的视觉功能连接网络也不相同。     

儿童焦虑症的心率变异性频谱分析

目的:通过对焦虑症患儿与正常儿童心率变异性(HRV)的比较,探索焦虑症患儿心脏自主神经功能的特点。方法:选择34例焦虑症患儿与30名正常儿童,使用汉密顿焦虑量表(HAMA)进行评估,应用24小时动态心电图记录仪测定HRV并进行比较。结果:焦虑症患儿SDNN、SDANN、RMSSD与PNN50均低于正常对照组(P0.05);焦虑症患儿LF/HF高于正常对照(P0.05),焦虑症患儿HAMA总分与SDNN呈负相关(r=-0.31,P0.05),躯体性焦虑因子分与LF呈正相关(r=0.35,P0.05),精神性焦虑因子分与PNN50呈负相关。结论:儿童焦虑症患者在静息状态下交感神经功能亢进,迷走神经水平降低,以及交感神经与迷走神经功能均衡性失调,并与焦虑症状相关。     

基于独立成分分析和时间相关分析的脑功能连通研究方法

目的：利用静息状态功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）技术，提出联合独立成分分析（independent component analysis，ICA）和时间相关分析的人脑功能连通性研究方法。方法：首先采用空间ICA定位任务激活的脑区；然后选择一个激活区作为感兴趣区域（region of interest，ROI），采用时间相关分析方法检测静息状态大脑特定皮层的功能连通性，并通过检测人脑运动皮层的功能连通性验证方法的有效性。结果：大脑运动皮层功能连通网络包括初级运动区、辅助运动区、初级感觉皮层、背侧前运动区和后顶骨体觉区。实验结果表明，静息状态下。时间相关分析检测到的运动皮层的功能连通网络与已知的解剖连通相一致。结论：利用静息fMRI。结合空间ICA和时间相关分析方法。检测了静息时人脑运动皮层的功能连通网络。为脑区间功能连通的研究提供了一种简便的、无损的、有效的研究方法。     

心电图心肌缺血可视化显示与输出

目的:研究常规12导联心电图心肌缺血的三维可视化显示和输出。方法:利用美国可视人体心脏切面解剖数据,用Rhino建立三维心脏表面模型,把模型输出为XGL格式的文档,并从此文档中提取三维模型顶点信息,用VC 和Direct3D编写三维显示子程序读取这些顶点信息,显示心脏三维模型并实现对三维模型运动的控制,根据缺血ST段偏移方向和幅值,在心脏三维模型上用颜色深浅来表示缺血区面积大小及心肌缺血的程度。结果:经临床应用,常规心电图心肌缺血的部位、范围和程度可以通过三维动态心脏模型准确、形象的显示出来,显示结果可以动画和图片两种格式保存和输出。结论:将可视人技术和心电图有机结合起来,可拓展心电图的应用空间。