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结肠压力信号的功率谱分析
结肠测压是广泛使用的评价消化道功能的检查手段,对结肠运动障碍疾病的诊断有较高的价值,是其他检查手段不可替代的.但是由于测量肠道压力都是介入性检查,实施起来很不方便,且影响因素较多,所以对结果的分析还需要不断积累经验.本文对实际采集的结肠压力信号进行功率谱密度分析,并与结肠的基本功能相对照.分析结果表明,结肠压力信号中包含着与结肠动力性能相对应的重要特征信息,将为进一步根据结肠压力信号确定其动力性能研究奠定基础.
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双波长光耦合功能成像乳腺诊断系统
双波长光耦合功能成像乳腺诊断技术是一种基于两种特征脉冲波的生物医学光子功能成像的新技术.提出这种具有完全自主知识产权的“双波长光耦合功能成像乳腺诊断系统”,是基于人体乳腺癌变组织中含氧血红蛋白和去氧血红蛋白在两种波长分别为760和850 nm的近红外光上具有相反的吸收特性的原理,且诊断过程对人体零损伤,因此具有无辐射、经济、方便的优点.在设计中,依照脉冲光较连续光透过生物组织可以获取更多有效信息的新思路,结合对透射光电信号的功率谱和互相关功能图的分析方法,能从频谱中不稳定的突变信号定性检测出组织癌变后的血氧浓度变化.同时,借助相关性函数和系数的值,判定出两种波长(760/850 nm)透射信号的波形周期等参数的相似程度.经武汉大学人民医院对547例患者所做的临床诊断,分析结果如下:正常乳腺组织的功率谱曲线的单一性比较好,曲线较平稳;良性病变功率谱曲线波动大,且很不平稳;而恶性病变更加严重.正常乳腺组织在两种波长的近红外光照射下,相关系数在0.9左右;良性病变组织在两种波长照射下吸收特性差异大,相关系数普遍低于0.8,相关性较弱;恶性病变组织相关性低于0.5,趋近于零,相关性小.该结果能有力地支撑理论,表明该系统可以对乳腺疾病做初步诊断.
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持续气道正压治疗对阻塞性睡眠呼吸暂停综合征脑电频谱的影响
目的通过对有效持续气道正压(CPAP)治疗前和治疗中阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)患者的睡眠脑电功率谱进行分析,了解CPAP治疗对大脑电活动的影响.方法 26例OSAS患者均经多导睡眠图(PSG)监测确诊.通过快速傅立叶转换,计算C3/A2导联脑电图的边缘频率(SEF)、中心频率(MPF)、α、β、δ、θ指数,比较治疗前和CPAP治疗中睡眠结构以及上述参数的变化.结果经CPAP治疗可以显著降低睡眠中的睡眠呼吸紊乱指数和改善睡眠结构.慢波睡眠的缺乏比率由19/26降为10/26(P=0.025).快速动眼睡眠(REM)次数由1.81±0.25增至2.65±0.17(P=0.023);慢性睡眠占总睡眠时间(TST)的比率由(2.9±1.1)%增至(6.0±1.2)%,(P=0.043).REM占TST的比率由(12.0±1.7)%增至(21.1±1.6)%(P=0.001);Ⅰ、Ⅱ期睡眠占TST的比率由(85.1±2.1)%降至(73.0±1.9)%,(P=0.0);入睡后清醒次数由(12.2±1.3)次降为(9.4±1.0)次(P=0.033).Ⅰ、Ⅱ期浅睡眠次数由(46.4±4.2)次降为(36.7±2.4)次,Ⅰ、Ⅱ期睡眠次数比较差异无显著性(P=0.051).总睡眠期、Ⅰ、Ⅱ期、REM睡眠的平均SEF分别从(14.4±0.4)Hz、(15.4±0.4)Hz、(13.7±0.3)Hz 和(15.0±0.5)Hz 下降为(13.6±0.3)Hz、(14.8±0.5)Hz、(12.8±0.3)Hz和(13.8±0.6)Hz,治疗前、后比较,差异有显著性(P分别=0.003、0.040、0.007、0.028).总睡眠期、Ⅰ、Ⅱ期睡眠的SEF中位值分别从14 Hz、16 Hz和13 Hz下降为13 Hz、15 Hz和13 Hz,各期比较差异也有显著性(P分别=0.0056、0.04、0.002).MPF的变化不如SEF明显,仅总睡眠期和Ⅳ期睡眠的平均值分别从(4.58±0.16)Hz、(3.24±0.36)Hz下降至(4.27±0.12)Hz 和(2.75±0.20)Hz,(P分别=0.033、0.030).β指数的变化在所有频段中为明显,治疗前平均为(8.4±0.5)%,治疗中为(7.5±0.5)%,前后比较差异有显著性(P=0.012).Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期也表现为相似的变化(P<0.015),REM次数和入睡后清醒期比较无明显变化(P=0.05).总睡眠期α指数治疗前平均为(19.1±0.8)%,治疗中下降为(17.0±0.8)%,前后比较差异有显著性(P=0.045).Ⅲ、Ⅳ期睡眠α指数比较差异也有显著性(P分别=0.018、0.047).CPAP治疗增加了Ⅱ期睡眠的平均δ指数(P=0.030),而对其它各期没有明显影响.θ指数无明显变化(P>0.05).结论 CPAP治疗对EEG频谱存在显著的影响,能使各睡眠期的频率趋向减慢,可能是睡眠质量改善的重要标志.
关键词： 阻塞性睡眠呼吸暂停综合征 持续气道正压通气 功率谱分析 脑电图 -
睡眠剥夺疲劳模型大鼠脑电分析
目的 通过睡眠剥夺(SD)疲劳模型大鼠造模过程中动态脑电的分析,研究疲劳程度随睡眠剥夺时间的动态变化.方法 本文采用小水站台睡眠剥夺动物疲劳模型,连续72 h记录造模过程中以及恢复48 h大鼠的行为和脑电信号;应用自行开发的脑电分析程序计算分析时间窗内脑电的α,θ,β波频谱能量占总能量的百分比及(α+θ)/β比值;并分析随睡眠剥夺时间的延长,清醒活动(WA)、清醒安静(WQ)及慢波睡眠(SWS)状态下各参数的变化.结果 在睡眠剥夺后,β波频带能量占总能量百分比参数在3种状态下均呈上升趋势,(α+θ)/β比值呈下降趋势;;2个参数在清醒活动状态下持续变化到35h左右达到峰值并维持,恢复24 h后参数可回到基线水平;清醒安静状态的变化延迟约20 h,但同样在40 h左右达到峰值并维持,恢复期参数值回复缓慢;慢波睡眠状态下参数睡眠剥夺初期变化剧烈,但10h后即持续缓慢回复,70 h左右达基线水平.结论 小站台睡眠剥夺疲劳模型实验对大鼠脑电特征有明显影响,β波频谱能量占总能量的百分比和(α+θ)/β值可作为中枢疲劳程度的评价指标.
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静态负荷肌肉疲劳过程中表面肌电图功率谱转移特征
本研究的目的在于探讨等长负荷诱发肌肉疲劳过程中表面肌电图(sEMG)功率谱转移的特征,确定反映肌肉功能水平的sEMG指标.受试者为32名青年男性大学生志愿者.采用自身重量的竖脊肌等长运动负荷试验和肱二头肌等长负荷试验,记录运动肌的肌电图和负荷持续时间.实验结果表明:(1)平均功率频率(MPF)和中位频率(MF)时间序列曲线均呈线性递减变化规律;(2)MF、MPF时间序列曲线下降斜率值均与肌肉等长负荷持续时间有明显统计学相关.研究认为,MF和MPF时间序列曲线下降斜率值均是反映腰部竖脊肌功能水平的良好指标.
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顺苯磺酸阿曲库铵对兔定量药物脑电图α1、α2频段的影响
目的：观察顺苯磺酸阿曲库铵对兔定量药物脑电图（QPEEG）α1、α2频段的影响。方法：采用QPEEG功率谱分析法，分析兔耳缘静脉注射顺苯磺酸阿曲库铵0.3 mg/kg前后α1、α2频段功率百分比的变化。结果：与给药前比较，各脑区α1频段功率百分比在给药后各时间点（除右额在5 min、40 min稍降低）均增加，且左额、右顶、右枕及颞区在个别时间点的比较差异均有统计学意义（P<0.05或P<0.01）。与给药前比较，各脑区α2频段功率百分比在给药后各时间点（除左顶在5 min，左枕在10 min稍降低）均增加，且额、顶及左颞区在各时间点的比较差异均有统计学意义（P<0.05或P<0.01）。结论：顺苯磺酸阿曲库铵能够增加兔QPEEGα1、α2频段功率百分比。
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模拟负荷行走疲劳感评价模型的研究
目的 分析不同负荷模拟行走过程中肩部拉力、肩部压力、腰部压力、背部压力及人体主观疲劳感的变化特征,建立基于客观变量的人体负荷行走疲劳感评价模型,为科学开展人体负荷携行研究提供技术手段.方法 采用14名健康成年男性进行4种负荷(25、29、34、37 kg)连续50 min的模拟行走试验(速度5 km/h,坡度0％),对同步采集肩部拉力、躯干压力进行时域和频域处理,采用多元回归分析对人体负荷行走主观疲劳感进行建模.结果 建立基于肩部拉力、躯干受力分配比、负荷、体重指数(BMI)的人体负荷行军疲劳感评价模型,其校正决定系数(aR2)达到0.709,50 min行军结束时的绝对误差百分比(APE)小于20％;采用频域自变量的回归模型的拟合效果明显优于采用时域自变量的回归模型;能够表征个体差异的BMI的纳入明显增加回归模型的拟合效果.结论 人体负荷行走疲劳评价模型不依赖受试个体的生理变化,可用于建立人体负荷行走测试评估系统,以模拟人代替真人开展试验,解决人体科学携行问题.
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静态负荷诱发肌肉疲劳后恢复期sEMG信号变化规律
目的:探讨肌肉疲劳过程中sEMG功率谱变化与H+的关系以及可能存在的其它影响因素.方法:利用肌肉进行疲劳收缩结束后,短时间内肌肉pH值尚无明显改变的特性,观察恢复期30 s内s EMG功率谱的变化规律.八名男性受试者,以肱二头肌为目标肌肉,负荷强度为60%MVC,静态持续负荷至疲劳点后,在恢复期以同样负荷分别观察2 s、4 s、6 s、8 s、10 s、20 s、30 s时的sEMG信号特征.结果:肱二头肌在以60%MVC静态疲劳负荷过程中MPF呈线性下降.在疲劳负荷后的恢复期,MPF恢复极其迅速,运动结束后仅2 s,MPF已恢复到整个下降范围的26.5%;至30 s,MPF已恢复到整个下降范围的87.7%.结论:由[H+]增加引起的肌纤维动作电位传导速度下降不是决定sEMG功率谱左移的唯一因素,提示sEMG功率谱左移可能与神经源性的中枢机制的作用有关.
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用心率变异功率谱研究出生后心率变慢的机理
目的:探讨神经机制及心源性因素在出生后心率变慢中的作用.方法: 运用心率变异性的频域和时域分析方法,主要为功率谱分析方法,以不同年龄组的人和家兔为实验对象,对出生后心脏的自主神经调控进行初步探讨;并通过观察不同年龄组离体灌流兔心 (无神经体液因素影响)自律性的变化,探讨心脏本身因素是否参与出生后心率变慢的调控.结果:人和家兔迷走交感对心率的调控作用比在各年龄组之间有显著差异,且随年龄增长逐渐升高;家兔离体心脏的自主心率在各年龄组之间有显著差异,且随年龄增长逐渐降低.结论:出生后心率减慢与神经机制有关,也有心脏本身因素的参与.
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谷氨酸和加压素拮抗剂对大鼠在微量失血状态下肾交感神经活动的影响
目的:观察麻醉的Wistar大鼠在微量失血状态下肾交感神经活动(RSNA)的变化.探讨延髓头端外侧部(RVL)脊髓谷氨酸神经通路在微量失血状态下所引起的RSNA增强中的作用.方法:12只Wistar大鼠于微量失血前在脊髓(T10)表面注射谷氨酸和加压素拮抗剂(10μl),观察其肾交感神经放电及血压变化.结果:微量失血引起的RSNA增强反应可被注射在胸髓表面的加压素受体拮抗剂(V1a拮抗剂)和谷氨酸受体拮抗剂犬尿氨酸(kynurenic acid)所部分抑制.结论:微量失血引起的RSNA增强作用除部分由丘脑下部室旁核(PVN)血管加压素所媒介,也有RVL脊髓谷氨酸神经通路参与.
关键词： 谷氨酸/加压素拮抗剂 微量失血 肾交感神经活动 功率谱分析 -
轻度认知障碍患者血管狭窄程度与脑电图功率谱改变的关系
目的：研究轻度认知障碍（MCI）患者的颅内血管狭窄程度与脑电功率谱改变的关系。方法将71例MCI患者根据其头核磁血管检查（MRA）分为3组，无血管狭窄（A）组28例、轻度血管狭窄（B）组23例及重度血管狭窄（C）组20例，进行常规脑电图（EEG）记录，比较分析3组的主频分布和频段相对功率值。结果与A组（4.10±0.03）mV2/Hz比较，B组（3.22±0.03）mV2/Hz、C组（2.41±0.02）mV2/Hz脑电图α2频段相对功率值下降。δ频段相对功率值升高，3组依次为（1.31±0.01）mV2/Hz、（1.62±0.01）mV2/Hz和（2.12±0.02）mV2/Hz。θ/α1值随着血管狭窄程度升高，3组依次为0.72±0.06、0.81±0.05和1.27±0.05。结论 MCI患者α2、δ频段相对功率值及θ/α1值对患者血管狭窄程度可能具有提示意义。
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胎儿心率变异功率谱与胎儿窘迫状态的关系
目的:评价胎心率变异功率谱与胎儿窘迫状态的关系.方法:对301例单胎妊娠孕妇行产前胎儿电子监护,将所得胎心率模拟信号转化为数字信号后再行功率谱分析,分析极低频(very low frequency 1,VLF)、低频1(low frequency,LF1)、LF2、高频1(high frequency 1,HF1)、HF2、HF3、HF4功率谱密度与脐动脉血血气分析指标、脐血促红细胞生成素和肾上腺素浓度的关系.结果:LF2与碳酸氢根(HCO-3)、二氧化碳总量(TCO2)呈正相关(P<0.01);HF1与碳酸氢根(HCO-3)、二氧化碳总量(TCO2)呈负相关(P<0.01);VLF与促红细胞生成素浓度呈负相关(P<0.01);LF1与肾上腺素浓度呈正相关(P<0.05).结论:胎心率变异性的功率谱密度反映了胎儿窘迫不同发展阶段的状态.
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顺苯磺酸阿曲库铵对兔定量药物脑电图β1、β2频段的影响
目的 观察顺苯磺酸阿曲库铵对兔定量药物脑电图(QPEEG)β1、β2频段的影响.方法 采用QPEEG功率谱分析法,分析并观察兔耳缘静脉注射顺苯磺酸阿曲库铵0.3 mg/kg前及注射后5、10、20、30、40 min时β1和β2频段功率百分率(其功率占总功率的百分率)及波幅的变化.结果 与给药前相比,给药后各时间点额、顶、枕、颞各脑区β1和β2频段功率百分率(其功率占总功率的百分率)及波幅均降低,在给药后40 min时有恢复趋势.其中给药后5、10、30 min时左额区β1频段功率百分率显著降低(P值分别＜0.05、0.01),给药后20 min时右额区β2频段功率百分率显著降低(P＜0.05),给药后5、10、20、30 min时左额区β2频段功率百分率及左顶和左颞区β1和β2频段功率百分率显著降低(P值分别＜0.05、0.01),给药后各时间点的右顶、左枕、右枕、右颞区β1和β2频段功率百分率显著降低(P值分别＜0.05、0.01).结论 顺苯磺酸阿曲库铵能够降低兔QPEEG β1、β2频段功率百分比及波幅.
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一种基于惯性传感器的帕金森病冻结步态识别方法研究
目的 研究以惯性传感器测量数据识别帕金森病(PD)冻结步态(FOG)的方法及其准确性.方法 用惯性传感器对正常对照者、PD患者及PD合并冻结步态患者,进行10 m往返和双重任务往返行走的运动功能检测;采用改进的结合时域步态参数的频域分析方法进行测试数据分析.结果 惯性传感器测试数据经改进的方法分析,显著提升了识别的敏感性(P<0.05);针对实验的敏感性为100%,特异性88. 9%;针对冻结步态片段的敏感性为84.7%.结论 惯性传感器能对PD冻结步态精准检测,改良分析方法对其的识别更加有效.PD冻结步态的早期、精准识别,对临床治疗有重要指导意义.
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戊巴比妥钠对兔定量药物脑电图δ和θ频段的影响
目的 观察戊巴比妥钠对兔定量药物脑电图(QPEEG)δ、θ频段的影响.方法 采用QPEEG功率谱分析法观察家兔静脉注射戊巴比妥钠30 mg/kg前后δ、θ频段功率百分比的变化.结果 与基础值相比,各脑区在给药后30 s、1、2、3、5、10 min时的δ频段功率百分比均增大,而θ频段功率百分比均降低(P＜0.01或P＜0.05)；与基础值波幅相比,给药后波幅明显增高.结论 戊巴比妥钠能够增大δ频段功率百分比,降低θ频段功率百分比.
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顺式阿曲库铵对兔定量药物脑电图δ、θ频段的影响
目的 探讨顺式阿曲库铵对兔定量药物脑电图( QPEEG)δ、θ频段的影响.方法 采用QPEEG功率谱分析法,分析兔静脉注射顺式阿曲库铵0.3 mg/kg前后δ、θ频段功率百分比的变化.结果 与给药前相比,枕区δ频段功率百分比在给药后各时间点均增加(P＜0.05或P＜0.01),而其它各脑区δ频段功率百分比的变化差异均无统计学意义(P＞0.05).与给药前相比,各脑区θ频段功率百分比在给药后各时间点均有所增加,其中枕区和颞区增加明显(P＜0.05或P＜0.01).结论 顺式阿曲库铵能够增大兔QPEEG枕区δ频段功率百分比及各脑区θ频段功率百分比.
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结肠压力活动的长程相关分析
应用消除趋势波动分析(Detrended fluctuation analysis,DFA)和功率谱分析(Power spectral analysis,PSA),分别从周期描述(Period representation)和频率描述(Frequency representation)两个不同角度分析了结肠压力活动及其替代数据的长程相关特性.两种分析方法一致性地显示:正常健康人的结肠压力活动存在较强的长程相关性,即未来的变化对过去有"记忆"能力;而压力活动的替代数据因排列次序被随机打乱,原有的长程相关性也被破坏,未来的变化对过去丧失"记忆"能力.结果一定程度上意味着,结肠动力正常时,结肠腔内压力活动有"记忆"能力,而一旦结肠动力异常,这种"记忆"就可能减弱,甚至丧失.
