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容积脉搏波的检测方法及其在评价心血管功能方面的应用
目前利用光电容积脉搏波分析获取血流参数的方法没有广泛应用,但其简单易用的特点已引起人们更多关注.光电容积脉搏波法是根据外周微血管的血液容积随心脏搏动而产生的脉动性变化,再通过光电容积描记法(photoplethysmography,PPG)获得的容积脉搏波信号.本文介绍了PPG的测量原理、光电传感器、脉搏波的特征信息提取方法,并概述了光电容积脉搏波法在评价心血管功能方面的研究.
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稀疏恢复的梯度投影算法在PPG信号重建中的研究
光电容积描记(PPG)法是一种无创测量人体脉搏信号的方法,其波形反映血管中的血液容积变化,在诊断心血管疾病时具有重要作用.然而,这种方法容易因病人有意或无意运动产生运动伪影(MA)而影响诊断结果的准确性.为解决这一问题,基于压缩感知理论框架,采用稀疏恢复的梯度投影(GPSR)算法,对PPG信号进行滤噪和恢复.对于非稀疏信号,压缩感知包括稀疏和恢复两个步骤:首先为保证信号的重要信息不被破坏,利用哈尔小波基找到佳稀疏域,对信号进行稀疏变换;然后采用GPSR算法,在恢复信号的同时去除MA噪声.实验测量3种受MA影响的带噪PPG信号,并用GPSR算法处理分析.另测50名健康成年人在垂直运动时产生的带噪PPG信号,计算带噪与重建PPG信号的心率和均方误差(MSE).将得到的两种心率分别与无噪声PPG信号心率通过Bland-Ahman方法做对比分析,结果显示,带噪与无噪声PPG信号的差异范围在±23 beat/min,而重建PPG信号在±2.7 beat/min.由均方误差的Box Plot图可知,重建信号的MSE比带噪信号降低约50％.这些结果均表明,GPSR算法能明显降低信号中的运动干扰.
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肥胖对男青年血流动力学运动反应影响的实验研究
目的:探究肥胖对血流动力学运动反应的影响,为肥胖相天心血管疾病的运动监控提供理论支持.方法:体重正常和肥胖男青年各10名,连续采集运动前后系统血流动力学指标(BP、HR、DP、SI、CI)和指端血流动力学参数(K'、VDF、VCF、PCII、VCTI)进行分析.结果:肥胖青年男性运动前的SBP、rHR和rPCII明显高于体重正常者:运动后eSI和eCI明显低于体重正常者;运动后eK'和ePCII明显高于体重正常者.相关分析表明,Fat%与rSBP、rHR、eSI、eCI、eK'和ePCII密切相关;系统血流动力学指标和指端血流动力学指标间的偏相关分析表明,rPCII与rHR、eK'和eCI、ePCII和eCI密切相关.结论:肥胖会引发青年男性运动前后指端血流动力学改变.运动前后系统血流动力学和指端血流动力学指标间具有相关性,提示指端容积血流脉搏波参数有望成为运动心血管机能监测的新指标.
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指动脉压在诊断透析通路相关缺血综合征的价值
目的 运用光电容积描记法(photoplethysmography,PPG)测量自体动静脉内瘘建立前后手指收缩压,探讨其在透析通路相关缺血综合征(hemodialysis access induced distal ischemia,HAIDI)诊断中的价值.方法 62例终末期肾病患者,完成随访55例.记录患者一般情况;测定双上肢肱动脉、双手拇指、食指及中指动脉收缩压.腕部自体动静脉内瘘术后当天、术后1月及术后3月,行问卷调查,评估肢体缺血情况,复测双手手指动脉压及肱动脉压,并在术后1月及3月短暂阻断内瘘静脉血流后复测手指动脉压.根据是否发生HAIDI,分为HAIDI组与无HAIDI组. 结果 HAIDI发生率约16.1％,缺血等级为HAIDI l级及HAIDI 2a级,术后1月的8例HAIDI患者与术后3月的缺血评分无显著性差异(Z=-0.368,P=0.713).HAIDI组术后3月的内瘘侧拇指、食指及中指的指肱指数(digital brachial in-dex,DBI)均明显低于无HAIDI组(t=-4.915,P＜0.001;t=-4.448,P＜0.001;t=-3.681,P=0.001),指动脉压的改变(change in digital pressure,CDP)明显大于无HAIDI组(t=2.522,P=0.015;t=3.316,P=0.002;t=2.187,P=0.033).术后当天、1月及3月内瘘侧肢体的拇指、食指及中指DBI明显低于对侧肢体(亡=-11.057,P＜0.001;t=-10.374,P＜0.001;t=8.117,P＜0.001;t=-10.803,P＜0.001;t=-11.767,P＜0.001;t=9.526,P＜0.001;t=-10.684,P＜0.001:t=-9.952,P＜0.001;t=-8.080,P＜0.001).术后3个时间点拇指、食指及中指的的DBI存在显著性差异(F=11.261,P＜0.05;F=6.342,P=0.002;F=6.697,P=0.002).阻断内瘘血流后,3个手指指动脉压在术后1月和3月均明显上升(t=-14.457,P＜0.001;t=-15.679,P＜0.001;t=-15.087,P＜0.001;t=-12.671,P＜0.001;t=-14.087,P＜0.001;t=-14.854,p＜0.001).拇指DBI诊断HAIDI受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)下面积大,当拇指DBI数值取值为0.595时,此时诊断HAIDI的敏感度为0.900,特异度为0.822.结论 自体动静脉内瘘建立后内瘘侧肢体指动脉压及DBI明显下降,术后拇指DBI可以用于HAIDI的诊断,CDP可以作为HAIDI发生的预警.
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逆行置管溶栓治疗急性髂股静脉血栓形成的对照研究
目的 探讨经健侧股静脉穿刺逆行置溶栓导管治疗急性髂股静脉血栓形成的效果.方法 对27例B型超声明确诊断为急性髂股静脉血栓患者,分为经对侧股静脉穿刺逆行置管溶栓组(A组)12例和全身静脉溶栓组(B组)15例.对2组患者患肢周径缩小值、远期瓣膜功能进行观察比较.结果 治疗14d下肢周径缩小值,A组为(3.4±0.8)cm,B组为(2.8±0.8)cm,差异无统计学意义(P＞0.05);治疗6个月后,经光电容积描记法(PPG)评价深静脉瓣膜功能,A组静脉充盈时间(VRT)为(22.2±3.5)s,B组为(16.6±4.1)s,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 经健侧股静脉穿刺置溶栓导管治疗急性髂股静脉血栓形成可有效改善深静脉瓣膜功能,降低静脉血栓后遗症发生率.
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光电容积描记法在血液透析通路相关肢端缺血征诊断的应用
目的:探讨光电容积描记法(photoplethysmography,PPG)在血液透析通路相关肢端缺血征(hemodialysis access-induced distal ischemia,HAIDI)诊断的应用价值. 方法:选取2016年6月至12月在北京大学第三医院海淀院区肾内科首次行动静脉内瘘术的终末期肾病患者69例,进行前瞻性队列研究.在术前(0～48h)、术后1天(12～ 24h)、术后1月、术后3月对所有患者双侧肢体行PPG检查,测定指标包括基础指压(basaldigital pressure,BDP)、指肱指数(digital to contralateral brachial index,DBI)及压闭内瘘后指压变化(change in digital pressure with access compression,CDP).术后1月和3月行HAIDI问卷调查,并根据患者是否出现HAIDI症状进行分组. 结果:69例患者中有62例完成随访研究,其中15例(21.7％)例出现HAIDI,其中5例术后3月缺血症状有所缓解.术后各时段HAIDI组BDP及DBI均明显低于非HAIDI组(P＜0.001),术后1月和3月HAIDI组CDP高于非HAIDI组(P＜0.05).两组患者术后各时段BDP及DBI均明显低于术前(P＜0.001),HAIDI组DBI从0.90降至0.51,术后3月小幅回升至0.59,非HAIDI组DBI 0.94降至0.72,术后3月小幅回升至0.83,且HAIDI组下降幅度较非HAIDI组大.术后1月和3月HAIDI组缺血问卷调查(hand ischemic questionnaire,HIQ)评分明显高于非HAIDI组(107.33±54.96 vs 5.74±11.75、104.00±39.24 vs 5.32±10.18,P＜0.001). 结论:PPG可作为HAIDI诊断的工具,BDP及DBI的诊断准确性高于CDP,诊断HAIDI各指标的临界值为:BDP＜94 mmHg(灵敏度66.7％,特异度93.6％)、DBI＜0.6(灵敏度80％,特异度83％)、CDP＞65 mmHg(灵敏度53.3％,特异度91.5％).
关键词： 血液透析通路相关肢端缺血征 动静脉内瘘 光电容积描记法 -
光电容积描记技术原理及其应用
光电容积描记法(PPG)有效利用了光电技术的新发展及应用成果,借助光电手段,通过检测生物组织血液容积的变化来获得人体生理学信号及特征.它是一种非侵入式测量技术,可广泛用于个人、家庭及大规模人群的生理健康检测和监测.近年来,对PPG及其应用的研究已经成为生物医学工程领域研究的热点问题之一.本文探讨了PPG的光学原理和技术特征,并对其在生理学监测中的应用以及未来发展进行了系统的综述.
