基于近红外光谱法脑血肿检测的最佳检测距离选择

为提高近红外光谱法脑血肿无创检测的精度,需准确选择最佳的光源-检测器(Source-Detector,SD)位置。本研究以脑血肿发生深度为感兴趣深度(deep of interest,DOI),根据来自于DOI的光子数量定义等效信噪比(equivalent signal to noise ratio,ESNR)参数。利用蒙特卡洛算法对双层脑部模型进行仿真,分别获得了0.1、0.15、0.2、0.25、0.3 cm头皮颅骨厚度下的光源-检测器与ESNR的对应关系,从而可以根据被测者的个体差异选择最佳的光源-检测器距离以获得脑血肿检测的准确结果。SD-ESNR表格的建立,为不同检测者脑血肿检测时提供了信噪比较高的光源-检测器位置。     

弱激光联合间充质干细胞对大鼠脊髓损伤的修复作用研究

目的:探索双波长弱激光(Low level laser therapy,LLLT)增强干细胞活力的机制及其在脊髓损伤方面的应用,为双波长激光的临床治疗和推广提供理论依据。方法:体外培养人脐带间充质干细胞和人成纤维细胞,采用635/808 nm双波长半导体激光器,光剂量为功率密度20 m W/cm2;能量密度0～24 J/cm2,分别检测细胞增殖活力、活性氧产量、抗氧化酶活性、脂质氧化能力以及细胞生长因子和相关蛋白表达量。建立大鼠脊髓损伤模型,LLLT联合干细胞移植对其进行治疗,对模型鼠进行行为学评价,取材脊髓组织进行组织病理学评价以及采用DTI技术追踪脊髓神经纤维。结果:(1)635 nm和双波长LLLT作用后h UCMSCs增殖速度明显大于对照组;LLLT促进ROS低水平表达;CAT、SOD和t GPx酶活力提高;808 nm弱激光促进MDA增加;LLLT使IL-1、IL-6和NFκB分泌量显著增多,其中双波长效果最好。(2)LLLT联合h UCMSCs促进大鼠脊髓损伤部位的神经恢复,行为学评分高于对照组;NF-200和GFAP的表达量增加;尼氏小体染色变深、数量变多;DTI结果显示对照组神经纤维断裂,治疗组损伤处纤维束相互交错。单纯的LLLT组是最晚出现大鼠死亡和死亡率最低的一组。结论:LLLT诱导产生的低水平氧化应激反应可促进细胞的增殖,提升细胞抗氧化酶活力,增强细胞对外界环境的抵抗能力。LLLT联合干细胞促进受损神经纤维的再生与功能修复。红光或近红外光对细胞的刺激效应不同,双波长激光能联合两种波长激光的生物效应,对干细胞移植治疗脊髓损伤有更好的疗效。     

计算机断层扫描与核磁共振成像引导的新型脑出血连续监测方法

为实现对患者脑出血量的持续监测,本研究提出一种由计算机断层扫描(computed tomography, CT)和核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)引导的新型脑出血连续监测方法。该方法应用栈式自编码算法解决磁感应断层成像技术(magnetic induction tomography, MIT)逆问题,对不同出血量大小的不规则脑出血进行预测,并采用面积估算法估算脑出血量面积。将脑出血面积变化趋势与CT进行对比,结果显示,其趋势与同等状态下CT图像所示的脑出血量变化趋势相同,表明MIT对临床脑出血量的连续监测具有可行性。     

基于图像融合技术提高磁探测电阻抗成像质量的研究

为了提高磁探测电阻抗成像(magnetic detection electrical impedance tomography,MDEIT)中图像分辨率,提出了一种基于图像融合技术提高磁探测电阻抗成像质量的研究。通过利用水平集方法对预处理后的CT图像进行分割,获得结构信息图像;采用CT图像建立模拟肺水肿病变仿真模型,并利用传统灵敏度矩阵算法进行重建,获得MDEIT功能信息图像;利用小波融合算法进行图像融合以获得结构—功能融合图像,并对融合结果进行分析。仿真结果表明,结构信息图像与功能信息图像相融合的图像效果较好。融合图像中重建电导率信息分布更清晰,并且可以实现在实际组织中对病变组织位置和大小精准定位,从而使磁探测电阻抗成像质量得到很大提升,为磁探测电阻抗成像的临床应用奠定了基础。     

基于物联网的便携式肠内营养泵的设计

为实现医院肠内营养的统一管理和家庭肠内营养的便携式支持,本研究采用霍尔测速、光电检测、物联网技术,通过霍尔传感器、阵列式光耦传感器、ESP8266无线传感器,设计了一款便携式肠内营养泵,可根据用户设定的参数进行精准喂饲,且具有入口和出口堵塞及气泡检测报警功能。该营养泵具有喂饲精度高、检测灵敏度高、操作和管理方便、功耗低、便携等特点,非常适用于医院和家庭肠内营养支持,符合构建以物联网为基础的智慧医疗系统的趋势。     

基于漫射光子密度波的硬质仿体光学参数的测量

本研究制作了与组织光学参数相近的硬质仿体作为研究对象,使用漫射光子密度波(diffuse photon density waves,DPDW)技术,设计了一个基于DPDW的硬质仿体光学参数测量系统。由网络分析仪在300 KHz~1 MHz频率范围内对激光器进行交流调制,在与光源间隔1 cm处接收漫射光子,经过解调获得幅值与相位的数据。利用光辐射方程对获取的数据进行曲线拟合,进而得到硬质仿体的吸收系数和约化散射系数。实验结果表明,对3种不同吸收系数的硬质仿体的检测中,μa和μ's的检测最大误差分别为0.282、0.003 cm-1,平均相对误差分别为19.8%、23.7%,吸收系数检测结果的相关系数为0.999。测量精度满足常规生物组织光学特性测量要求,本系统将在硬质仿体的检测以及生物组织检测等领域发挥重要作用。     

低温环境下心率变异性分析研究

为研究低温环境对人体交感神经和副交感神经活性的影响,设计了稳定低温环境下3名志愿者的心电图信号采集实验,对其心率变异性信息进行了时域、频域分析和非线性分析。实验结果显示在低温环境下,人体心率变异性有一定的变化规律,恢复环境温度20 min后,交感神经和副交感神经活性可以大致恢复,不会由低温引发心血管等严重疾病。实验结果为低温环境作业人员提供安全保障,提高作业效率。     

动态心率分析用于新型冠状病毒肺炎(COVID-19)患者心肺功能评估和监测的研究

有研究指出,新型冠状病毒患者易出现不同程度的心肌损伤,且新型冠状病毒肺炎(COVID-19)重症化可能与"炎症风暴"有密切关系.观察COVID-19患者心率及心率变异性(heart rate variability,HRV)的变化,以及肺部CT与白介素6指标之间的关系,为衡量COVID-19病情程度提供参考.应用远程无...     

基于心率变异性的情绪识别研究

为探究不同情绪下的自主神经系统的特征变化,本研究基于心率变异性的特征信息研究了不同情绪的分类识别。采集了恬静、气愤、悲伤、恐惧、厌恶、平静、惊奇、搞笑等八种情绪的心电信号,采用小波变换去除噪声干扰,提取了心率变异性的时域、频域等特征参数,并利用支持向量机算法实现了情绪分类。结果表明,本研究方法对于情绪识别具有较高准确性,通过优化支持向量机的参数,对于不同情绪的识别精度可达到60%～75%。基于心率变异性的特征信息进行多种情绪的分类识别方法在影片的测评、培训效果评价等方面具有重要意义。     

基于脉搏波传导时间和脉搏波特征参数的连续血压无创检测

本研究为克服在基于脉搏波传导时间(pulse transit time,PTT)方法无创血压检测中个体差异对测量准确性的影响,分析了个体脉搏波特征参数与血压值的相关性,并将个体脉搏波特征参数中与血压值相关度高的参数作为优化脉搏波特征参数加入PTT与血压的校正模型中,以提高模型普适性。基于偏最小二乘法(partial least squares,PLS)对50名志愿者200组PTT和脉搏波特征参数数据进行训练建模,得到舒张压、收缩压的预测模型。再选取5名新志愿者的PPT和脉搏波特征参数进行预测,最大预测误差小于5 mm Hg,满足AAMI国际电子血压计标准。将优化的脉搏波特征参数和PTT引入到连续血压预测模型当中,有助于提高血压预测模型的准确度和普适性,有助于无创连续血压检测的临床应用。