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血氧饱和度测量原理与检修
病人监护中常用的血氧饱和度参数是通过测量人体指尖、耳垂等毛细血管脉动期间对透过光线吸收率的变化计算而得的.测量用的血氧饱和度探头有其独特的结构.它是一个光感受器,内置一个双波长发光二极管和一个光电二极管.发光二极管交替发射波长 660nm的红光和 940nm的近红光.还原血红蛋白( Hb)的吸光度随 SaO2不同而改变,在 660nm附近表现为显著,在 940nm附近则产生与 660nm方向相反的变化.在波长 940nm的红外区域,氧合血红蛋白( HbO2)的吸收系数比 Hb大.
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模块化血氧饱和度板的研制
人体的生理活动需要足够的氧供应,这些氧分子是通过和血液中的血红蛋白(Hb)结合变成氧合血红蛋白(HbO2)随着血液流动输送到全身的.因此,血液中氧合血红蛋白浓度与血红蛋白浓度的百分比称为血氧饱和度.它能反映肺部氧合能力及血液携氧能力.它的测量具有无创、实时和简便性,因此在医院救治病人时起着很重要的作用.
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监护仪中血氧饱和度监测的原理、意义及影响因素
现代监护仪中都有一项是血氧饱和度的监测,其监测的意义是对肺的氧合和血红蛋白的携氧能力进行评估,是呼吸循环的重要生理参数.因为人的新陈代谢是生物氧化的过程,而新陈代谢过程中所需要的氧,是通过呼吸进入人体血液的,与血液红细胞中的血红蛋白(Hb),结合成氧合血红蛋白(HbO2),再输送到人体各部分组织细胞中去.
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无创近红外组织氧监测仪对胎粪吸入综合征脑氧饱和度的观测与分析
胎粪吸入综合征(meconium aspiration syndrome,MAS)是新生儿常见疾病,出生后会出现呼吸窘迫、组织缺氧及酸中毒等一系列临床表现,导致大脑及其它器官功能的损害.有关对MAS患儿脑组织氧合状态的研究尚未见文献报道.本文应用清华大学生物医学工程系提供无创组织氧监测仪,利用其对氧合血红蛋白和还原血红蛋白在近红外波段具有不同吸收谱特性的原理,在国内外首次监测MAS患儿出生后病程不同时相对脑组织氧饱和度(Regional oxygen saturation,rSO2)的变化,并进行了统计学分析,现报告如下:
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精神分裂症生物学病理机制的近红外光谱成像研究(综述)
精神分裂症是一种常见的精神疾病,目前尚缺乏客观的、协助诊断的物理检查指标或工具.近红外光谱成像技术(Near-infrared spectroscopy,NIRS)作为一种新的脑成像技术,已有研究者将其用于精神分裂症患者中进行了大量的研究,旨在探索精神分裂症的生物学病理机制,希望NIRS可以成为一种生物标记来辅助精神分裂症的诊断.本文主要讨论其在精神分裂症研究中的现况,以探究NIRS成为精神分裂症辅助诊断和疗效评估新工具的可能性及应用前景.
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精神分裂症患者完成言语流畅性任务时前额叶脑血流变化
目的:采用近红外光成像技术探讨精神分裂症患者言语流畅性任务时波谱特点及其额叶激活状态.方法:选取符合美国精神障碍诊断与统计手册第4版(DSM-Ⅳ)诊断标准的精神分裂症患者99例、正常对照98例,利用近红外光成像仪(NIRS)检测其完成言语流畅性任务时额叶血流的变化.被试会依次听到3个简单的字,然后以这个字为首组成词语或成语.比较精神分裂症组和正常对照组在基线和任务期间的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化.结果:在基线状态时,精神分裂症组的氧合血红蛋白和还原血红蛋白的水平与正常对照组在额叶差异无统计学意义.言语流畅性任务期间,精神分裂症组的氧合血红蛋白平均峰值低于正常对照组[(0.19±0.02) mVmm vs.(0.34±0.03) mVmm,P＜0.05],氧合血红蛋白浓度达到峰值的时间明显延迟[(76.5±2.4) svs.(44.7±2.1)s,P＜0.05].在还原血红蛋白的波谱中,正常对照组的波形一直下降到基线然后上升,而精神分裂症组的波形在10 s时迅速上升到峰值,然后下降后再上升.结论:精神分裂症患者的NIRS检测波谱变化与正常对照不一致,可作为精神分裂症辅助诊断的一个客观指标.
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脑微出血患者磁敏感加权成像序列信号的不均匀性研究
目的 比较脑微出血患者与健康志愿者磁敏感加权成像信号不均匀性的差异.方法 选取2013年3～10月在中日友好医院神经内科就诊的脑微出血患者33例为脑微出血组,同期选择健康志愿者26例为对照组,2组入选者都进行三维T2*加权血管成像(T2 star weighted angiography,SWAN)序列的扫描.原始数据在工作站上利用自带的Functool软件进行后处理,在胼胝体膝部及压部测量SWAN序列图像上信号的标准差、大及小值,并计算出极值,即大值与小值的差值,比较2组差异.结果 在胼胝体压部,脑微出血组的信号标准差为103.0±23.9,对照组为84.7±22.6,脑微出血组的信号极值为490.9+139.6,对照组为408.7±91.7;在胼胝体膝部,脑微出血组的信号标准差为88.7±18.7,对照组为69.7±10.9,脑微出血组的信号极值为409.2±92.1,对照组为324.8±49.5,2组上述指标比较差异均有统计学意义(P＜0.01).结论 脑微出血的患者中SWAN序列上信号的不均匀性较健康者增加,提示SWAN序列上信号的不均匀性可以反映小血管病变导致的灌注不良.
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关节腔内注射氨甲环酸对人工膝关节置换术后患者引流量与血红蛋白及凝血功能水平的影响
目的 探讨关节腔内注射氨甲环酸对人工膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)术后引流量、血红蛋白(Hb)及凝血功能水平影响.方法 将75例TKA患者,根据关节腔内是否注射氨甲环酸治疗分为对照组和观察组.对照组患者未行氨甲环酸注射,观察组患者注射关节腔内氨甲环酸.观察两组患者输血量、术后24 h引流量、隐性失血量、总失血量、凝血三项、Hb、CRP和D- 二聚体水平变化情况.结果 输血量观察组(352.11±45.21)ml,对照组(478.98±51.22)ml(P＜0.05);术后24 h引流量观察组(241.22±158.41)ml,对照组(452.85±185.22)ml(P＜0.05);隐性失血量观察组(407.55±85.66)ml,对照组(584.11±100.11)ml(P＜0.05);总失血量观察组(821.33±101.15)ml,对照组(955.44±154.21)ml(P＜0.05).术前Hb,观察组(130.89±11.58)g/ L,对照组(133.14±10.14)g/ L(P＜0.05);术后1天Hb,观察组(111.11±8.11)g/ L,对照组(96.58±7.14)g/ L(P＜0.05);术后3天Hb,观察组(102.64±7.47)g/ L,对照组(87.69±6.11)g/ L(P＜0.05);术后7天Hb,观察组(100.74±6.91)g/ L,对照组(82.88±6.10)g/ L(P＜0.05).两组患者术后CRP、D- 二聚体水平均较术前升高,HSS评分均较术前改善,并发症率、纤维蛋白原、凝血酶原时间及活化部分凝血活酶时间比较差异无统计学意义(P＞0.05).观察组患者术后CRP水平低于对照组,HSS评分优于对照组(P＜0.05),但术后D- 二聚体水平比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论TKA术后关节腔内注射氨甲环酸可减少术后引流量和总失血量,改善患者膝关节功能,并不增加下肢深静脉血栓(deep vein thrombosis,DVT)发生的风险.
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皮肤色素改变与整形美容外科
整形与美容外科经常会遇到皮肤色素沉着或色素脱失的病变或问题,我们就此综述如下.1 黑色素代谢[1]人的皮肤含有4种色素:黑素、胡萝卜素、氧合血红蛋白、还原血红蛋白.其中黑素是影响皮肤颜色和保护皮肤防止紫外线损害的决定成分,毛发的颜色也是由其决定.
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(七)小儿铁缺乏症研究
铁是研究多和了解深的人体必需微量元素之一,亦是体内含量多的一种微量元素.几乎无处不有,是维持生活、生命需氧的代谢条件必不可少的矿物质.借助于红细胞膜等受体,由细胞内血红蛋白从肺吸入氧气(即在肺内释放二氧化碳后的还原血红蛋白,乃与之结合由肺吸入的氧成为氧合血红蛋白),这就是外呼吸;借助于血循环、心血管通道以及微循环毛细血管壁通透性,而送到循环外的间区.如何从组织间区把氧输送到各系统器官、组织细胞内,则仍需要铁的营养素,即组织细胞内诸多含铁酶的生理作用,把氧合血蛋白所带的氧释放给组织细胞,而同时其还原血红蛋白则结合代谢所产生的二氧化碳(这就是内呼吸),在血循环内送到肺脏,如此周而复始.
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氧合血红蛋白在自发性蛛网膜下腔出血脑血管痉挛中的作用
目的研究蛛网膜下腔出血(SAH)后脑脊液中氧合血红蛋白(HbO2)、还原氧合血红蛋白(HbDeoxy)和正铁血红蛋白(HbMet)的浓度随时间变化情况及与脑血管痉挛的关系,并观察SAH后脑动脉血流速度与氧合血红蛋白是否相关.方法选择发病后24 h内入院的SAH患者共27例.分别于患者发病的第1、3、5、7、10、14天行腰椎穿刺取脑脊液,离心后取上清液,用紫外分光光度仪测量HbO2、HbDeoxy及HbMet的浓度,所得数据经统计学处理后绘趋势图并进行相关分析,并用经颅多普勒(TCD)对大脑中动脉(MCA)血流速度进行监测.结果SAH患者HbO2的浓度在发病第3天开始上升,在第7天达到高峰,为1.4×10-2mmol/L,与第1、3、14天相比,P＜0.05;HbDeoxy的浓度在第5天开始上升,在第7天达到高峰5.5×10-3 mmol/L,与第1、3、5、14天相比,P＜0.05;而HbMet的浓度随时间只是轻度上升,在第14天达到高峰7.5×10-3 mmol/L,与其他天相比P＞0.05.用TCD测得MCA的血流速度从第5天开始升高,到第7天达到高峰111.2 cm/s.对MCA的血流速度变化与HbO2的浓度变化行相关分析,r=0.906,两者呈正相关.结论本研究支持HbO2是引起SAH后慢性脑血管痉挛的主要启动因子之一这一假说,并暗示了HbDeoxy也可能是致挛因子.同时证明了SAH后脑动脉血流速度与HbO2有相关性及TCD在脑血管痉挛诊断中的价值.
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蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛机制的研究进展
SAH后脑血管痉挛(cerebrovascular spasm,CVS)分为早期痉挛和迟发痉挛.前者多发生在SAH后0.5～1 h,发生迅速,可以起到生理止血的作用.后者是指始发于SAH后24～72 h,5～14 d达高峰,2～4周后消退.后者对患者的预后影响较大,是目前研究的重点.CVS的发病机制非常复杂,目前认识到的致痉因素包括氧合血红蛋白(oxyhemoglobin,OxyHb)、炎症反应、缩血管物质增多、血液高凝状态、血管细胞增殖和细胞凋亡等.现就此综述如下.
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功能性磁共振成像在精神科的应用
近年来，随着分子遗传学、生物化学、精神药理学及影像学等的迅速发展，脑神经科学的研究已深入到细胞、分子、递质、回路及系统等不同层次。其中功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）就是90年代以来影像学的一项新发展，它是在进行神经心理测试的同时，对脑组织进行功能显像。fMRI标志着临床磁共振诊断从单一形态学研究，到形态与功能相结合的系统研究。 一、fMRI的历史背景及原理 Ogawa等［1］于1990年发现，血液中的脱氧血红蛋白可改变血管周围水分子的质子信号，这种信号可通过梯度回波序列（a gradient echo pulse sequence,GRE）检测出来，从而产生血氧水平依赖（blood oxygenation level dependent，BOLD）增强效应。研究表明，BOLD增强依赖于内源性氧增强剂，同时外源性刺激可通过特定手段，显示短暂血氧含量变化的信息，为fMRI成像奠定了生物学基础。1991年美国麻省总医院Belliveau等［2］开创了fMRI的先例。 fMRI的研究范围较广，其中包括：（1）血氧水平依赖性测量（BOLD）成像；（2）弥散加权成像（diffusion-weighted MRI，DWI）、灌注成像（perfusion MRI）；（3）磁共振波谱分析。在精神科应用广的是BOLD。 BOLD是一种快速、无创伤的检测技术，不需暴露于放射活性物质环境中；是以氧合血红蛋白/脱氧血红蛋白作内源性对比剂，具有较好的空间分辨率（2～3 mm）及时间分辨率（1 s以内，快速成像时间为30～100 ms），一般使用GRE序列和回波平面成像序列［3］（echo-planar imaging，EPI）。BOLD的基本原理是，以脱氧血红蛋白的磁敏感效应为基础，当局部脑皮质在经特定的任务刺激（如感觉、运动、神经心理测试等）后，其代谢率增加，血管扩张，血流量明显增加，即氧合血红蛋白增加；而局部氧耗量却增加不明显，即局部脱氧血红蛋白含量相对较低，从而引起相应大脑组织区域的信号增加［3］。BOLD成像的基本过程是，通过外在的、有规律的任务与静息两种状态的交互刺激，经转换获得一系列动态原始图像，通过设定阈值，使两种状态下的原始图像进行匹配减影，用交叉相关技术重建功能激发图像。
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晚发抑郁症患者词语流畅性测验下前额叶氧合血红蛋白浓度变化的近红外线光谱成像研究
目的 应用近红外光谱成像技术分析晚发抑郁症(late-onset depression,LOD)患者执行词语流畅性测验(verbal fluency test,VFT)时前额叶功能及执行功能特点.方法 应用近红外光谱成像技术检测29例LOD患者(LOD组)和30名健康对照者(对照组)VFT时前额叶氧合血红蛋白浓度的改变并进行比较,采用17项汉密尔顿抑郁量表(17-item Hamilton Depression Scale,HAMD17)测定抑郁严重程度.采用独立样本t检验分析LOD组与对照组的VFT任务期44个通道的平均氧合血红蛋白浓度改变值的差异.采用Spearman相关分析分析LOD组HAMD17分值与VFT结果、VFT任务期44个通道的平均氧合血红蛋白浓度改变值之间的相关性.结果 (1)LOD组VFT平均数低于对照组,差异具有统计学意义[(9.6±2.4)个与(11.3±2.2)个,t=-2.89,P＜0.01].(2)VFT任务期LOD组双侧前额叶部分区域(16个通道)激活程度低于对照组,差异具有统计学意义(t=-3.54～-2.02,均P＜0.05).(3)LOD组HAMD17阻滞因子与VFT平均数呈负相关(r=-0.52,P＜0.01);LOD组VFr任务期,前额叶部分脑区激活程度与HAMD总分呈负相关(右侧CH4:r=-0.44,P＜0.01),与HAMD17阻滞因子呈负相关(右侧CH7:r=-0.53,P＜0.01;右侧CHI2:r=-0.48,P＜0.01;右侧CH17:r=-0.40,P＜0.05;右侧CH18:r=-0.48,P＜0.01;右侧CH22:r=-0.46,P＜0.01;左侧CH10:r=-0.41,P＜0.05;左侧CH11:r=-0.57,P＜0.01;左侧CH15:r=-0.45,P＜0.05),与激越因子呈负相关(右侧CH11:r=-0.38,P＜0.05;左侧CH 19:r=-0.38,P＜0.05),与HAMD焦虑/躯体化因子呈负相关(左侧CH11:r=-0.44,P＜0.05;左侧CH15:r=-0.45,P＜0.01).结论 LOD存在执行功能损害,与其前额叶功能下降相关;抑郁症状严重程度与前额叶功能下降正相关.
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缝隙连接阻断剂1-庚醇对血红蛋白诱导兔离体基底动脉环痉挛的抑制作用
目的探讨缝隙连接在脑血管痉挛中可能发挥的作用.方法通过兔离体基底动脉环试验,观察缝隙连接阻断剂1-庚醇(heptanol )对氧合血红蛋白(OxyHb)和高K+引起血管收缩的影响.结果 10-4 mol/L OxyHb和60 mmol/L K+引起动脉环收缩后,累积加入10-4～10-2mol/L heptanol可以显著降低其收缩程度,并呈浓度依赖关系.当浓度为500 μmol/L时, OxyHb引起的血管收缩幅度下降60%, 1 mmol/L时几乎完全抑制OxyHb引起的持续收缩.同浓度的heptanol对OxyHb致痉的抑制作用比对K+致痉的抑制作用强.heptanol(≥3×10-4 mol/L)预处理动脉环后,能有效抑制OxyHb引起的血管收缩(P<0.01).结论缝隙连接阻断剂heptanol能显著抑制OxyHb对脑血管的致痉作用,缝隙连接在脑血管痉挛中可能发挥重要作用.
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外膜成纤维细胞在实验性脑血管痉挛中的作用
目的 在体外模拟血管壁外层结构,建立外膜成纤维细胞(AF)和平滑肌细胞(SMC)共培养,研究血管AF在蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛中的作用.方法 (1)以多聚碳酸酯膜(PET膜)作为载体,将AF和SMC进行共培养.(2)模拟体内出血环境,在PET膜一侧接种AF细胞并加入含10-6 mol/L OxyHb的培养液,分别共培养24h、48h、72h,应用电镜观察SMC的长度.(3)提取各组AF缝隙连接蛋白Cx43进行RT-PCR半定量分析.结果 (1)扫描电镜测量发现,加入OxyHb处理的AF能使PET膜对侧未经OxyHb处理的SMC产生收缩(P＜0.001),且收缩程度与OxyHb处理AF细胞时间成正比.(2)AF缝隙连接蛋白Cx43半定量RT-PCR分析显示:24h、48h、72h组中Cx43mRNA平均相对含量较正常组上调(P＜0.01).结论 血管壁外层的AF受到OxyHb作用后可以引起未直接接触OxyHb的SMC发生持续收缩且缝隙连接蛋白Cx43mRNA表达上调,提示AF在蛛网膜下腔出血引起的脑血管痉挛中可能发挥重要作用.
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神经生长因子对氧合血红蛋白诱导鼠神经细胞凋亡的作用研究
目的 研究神经生长因子(NGF)对氧合血红蛋白(OxyHb)诱导的小鼠神经细胞凋亡的作用,进一步探讨OxyHb诱导细胞凋亡及NGF对神经元保护作用的可能机制.方法 蛛网膜下腔注射OxyHb建立蛛网膜下腔出血的动物模型,尾静脉注射NGF,TUNEL法检测神经细胞凋亡,免疫组织化学法检测Bcl-2、Bax、P75NTR和TrkA表达的情况.结果 注射OxyHb后出现神经细胞凋亡,Bcl-2表达降低,Bax和P75NTR表达增加,在NGF给药组,神经细胞凋亡数明显减少,Bcl-2表达增加.而Bax和P75NTR表达则明显降低.结论 小鼠局部脑组织蛛网膜下腔注射OxyHb可引起小鼠神经细胞发生凋亡,Bax和P75NTR表达增加可能是诱导凋亡的一个主要原因,而静脉注射NGF可以抑制OxyHb诱导的细胞凋亡,其机制可能是通过与受体结合,增加Bel-2蛋白表达,降低Bax和P75NTR表达水平以实现其保护作用.
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氧合血红蛋白诱导鼠脑细胞凋亡规律的研究
采用小鼠脑局部蛛网膜下腔注射氧合血红蛋白(OxyHb)的动物模型,研究OxyHb在体诱导鼠脑细胞凋亡的规律及其应用价值.
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不同浓度氧合血红蛋白对平滑肌细胞核因子-κB DNA结合活性的影响
目的 观察氧合血红蛋白(OxyHb)对培养的血管平滑肌细胞(VSMCs)细胞密度及核因子(NF)-κB的DNA结合活性的影响.方法 用不同浓度(1～100 μmol/L)的OxyHb处理VSMCs,观察其形态学及细胞密度变化,测定NF-κB的DNA结合活性.结果 OxyHb刺激后VSMCs都表现出形态学的改变,其严重程度有浓度依赖性.但是在24 h时只有100 μmol/L组有明显的细胞数量减少,10μmol/L组在48 h时细胞数量开始明显减少.NF-κB的DNA结合活性在经OxyHb处理后明显增高,以10μmol/L及50μmol/L组高.结论 NF-κB的DNA结合活性在经OxyHb处理的VSMCs中有明显改变,揭示了NF-κB在脑血管痉挛发生时是脑血管平滑肌细胞内重要的信号通路.
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运动时骨骼肌组织血氧与血乳酸浓度的关系
目的研究运动时血乳酸浓度与血氧的变化规律.方法利用近红外线光谱技术原理研制的便携式组织血氧定量计,在非侵入条件下,实时地监测被试者在功率自行车上作递增负荷运动时局部骨骼肌组织氧合血红蛋白的含量和血容量,同步测定血乳酸浓度.结果随着运动强度的增大,被试者血乳酸浓度升高,肌组织中血容量增加,氧合血红蛋白含量下降.结论利用组织血氧定量计无损、动态、实时监测人体运动强度,判断和评价疲劳状态成为可能.
