不同自主呼吸训练方法对区域性肺通气影响的对比研究

目的:利用生物电阻抗成像(EIT)技术探究不同自主呼吸训练方法对区域性肺通气的影响,以期为慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者在训练标准及方法选取上提供行之有效的康复指导方案。方法:共纳入28名健康志愿者,取舒适站立位并进行:(1)平静呼吸;(2)腹式呼吸;(3)缩唇呼吸;(4)腹式缩唇呼吸,每位被试的四种呼吸方式随机决定,整个过程中连续记录胸部EIT;分别对比四种呼吸方式期间的潮气量(TV)、呼气末肺阻抗(EELI)、通气中心(center of ventilation,Co V)、不均一指数(GI)、区域通气延迟(RVD)。结果:较平静呼吸,腹式呼吸、缩唇呼吸及腹式缩唇呼吸三种呼吸训练方法期间的TV明显增大(P<0.05);EELI明显降低(P<0.05);Co V明显减小(P<0.05,腹侧通气增多);腹式呼吸和腹式缩唇呼吸的GI明显减小(P<0.05,通气更均匀);缩唇呼吸和腹式缩唇呼吸RVD明显增加(P<0.05)。结论:腹式呼吸、缩唇呼吸、腹式缩唇呼三种呼吸训练方法均能有效增加肺通气量,减少肺功能残气量,但三种呼吸训练方法对肺通气的影响各不相同:缩唇呼吸通气向腹侧移动更显著(COV更小),区域通气延迟更显著(RVD更大),而腹式呼吸可改善通气均匀性(GI更小)。因此,从区域性肺通气的角度,建议COPD患者在进行呼吸训练时应腹式呼吸与缩唇呼吸独立交替进行,以达到更好的呼吸训练效果。

基于电阻抗成像技术的HP动作肺通气实时评估研究

目的探索电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography,EIT)用于实时精准监测HP动作中呼吸环节的可行性以及肺通气整体及局部关键参数。方法2023年9月纳入12名空军军医大学健康男性大学生受试者,于抗荷生理训练仪中进行HP动作30 s各3次,期间进行EIT及眼水平动脉压测量,用于分析肺通气整体及局部参数[吸气量(inspiratory volume,IV)、呼气均匀性(expiratory uniform,EU)、呼气流速(expiratory speed,ES)、通气中心(center of ventilation,COV)、左右肺通气比(right-to-left lung ventilation ratio,RtoL)等]与抗荷动作(anti-G straining maneuver,AGSM)抗荷能力之间的关系。结果HP动作期间眼水平收缩压为(148.82±22.75)mmHg,明显高于平静呼吸(PJ)期间眼水平收缩压[(95.17±8.51)mmHg,P<0.001]。从整体肺通气来看,与平静呼吸相比,受试者HP动作期间IV明显增大(P<0.001)。按照d值(即眼水平收缩压均值升高值=SBP_(HP)-SBP_(PJ))>60、30~60、<30 mmHg将受试者分为3组,吸气量比值(IV_(HP)/IV_(PJ))在d>60 mmHg组最大,而在d<30 mmHg组最小,差异有统计学意义(P<0.01);受试者HP动作期间EU明显减小,呼气更均匀,差异有统计学意义(P<0.05),呼气均匀性比值(EU_(HP)/EU_(PJ))在各组无统计学差异;HP动作期间ES明显更快,差异有统计学意义(P<0.001),呼气流速比值(ES_(HP)/ES_(PJ))在各组无统计学差异;HP动作期间吸气时间[(0.77±0.32)s]、呼气时间[(1.59±0.21)s]均明显缩短,差异均有统计学意义(P<0.001,P<0.01)。从局部肺通气来看,与平静呼吸相比,受试者HP动作期间COV明显更小,通气中心偏向腹侧,差异有统计学意义(P<0.001);RtoL减小,通气分布偏向左肺,差异有统计学意义(P<0.05)。结论EIT可对HP动作期间肺整体及局部通气进行实时成像,在AGSM训练及监测中具有很大的应用前景。

基于双重差分和边界抑制的对称EIT检测脑卒中算法研究

目的探索一种基于双重差分和边界伪影抑制的新型双频对称电阻抗断层成像(EIT)算法,用于消除人头阻抗分布不完全对称的影响,显著提升对称差分EIT(SDEIT)算法的实际成像效果。方法在SDEIT算法的基础上,提出双频再差分的方式消除正常人头组织不对称引起的成像伪影,并进一步提出边界区域抑制成像方法,实现边界区域伪影抑制,从而全面提高SDEIT的成像准确性。结果仿真实验结果表明,在真实颅脑组织阻抗分布下,新算法对于不同位置、不同体积和不同类型的脑卒中病灶均能有效检出,且成像效果明显优于传统的SDEIT算法。结论本文提出的新型SDEIT算法有效解决了真实颅脑阻抗不完全对称分布导致的传统SDEIT算法成像不准确的问题,为EIT应用于实际脑卒中快速检测奠定了良好的算法基础。

受限空间下重复搬举作业腰部肌肉疲劳特征研究

目的 探讨在高度受限空间下机务人员进行重复搬举作业对腰部肌肉疲劳状特性的影响.方法 以装填火箭弹作业为背景,招募12 名健康在校大学生参与实验,使用表面肌电仪、背力计和Borg's RPE量表记录被试的表面肌电、肌力和主观疲劳数据,分析作业过程肌肉疲劳发展特征.结果 在整个模拟装填火箭弹的过程中,随着装填时间的延长,MVE%(Maximum Voluntary Electrical Activation,MVE%)和RPE(Rating of Perceived Exertion,RPE)值呈上升趋势,腰部肌肉力量和MF(Median Frequency,MF)值呈下降趋势;采用重复测量方差对腰部肌力、MVE%和MF值进行分析,与实验前相比,得出肌力在 20 min后出现明显差异(P<0.05),左侧竖脊肌和多裂肌的MVE%值在10 min出现明显差异性,右侧竖脊肌和多裂肌在15 min出现明显差异性(P<0.05),左、右侧竖脊肌MF值在第15 min开始出现明显差异(P<0.05),左侧多裂肌在第10 min开始出现明显差异(P<0.05),右侧多裂肌MF值在第 20 min开始出现明显差异(P<0.05);经配对t检验分析,左侧竖脊肌和多裂肌疲劳程度大于右侧,且多裂肌大于竖脊肌.结论 在垂直空间受限环境下进行重复搬举作业过程中,会引发竖脊肌和多裂肌疲劳,多裂肌先于竖脊肌发生疲劳,腰部肌力下降明显,容易引起工作相关肌肉骨骼疾病.建议机务人员进行搬举作业,合理安排休息,进行适当活动缓解工作中肌肉疲劳,并且在日常体能训练中加强腰部核心锻炼.

长时间颈部后仰相关局部肌肉表面肌电特征分析

目的 为降低长时间颈部后仰对航空机务人员身心健康造成影响,探讨航空机务人员在托举作业过程中长时间保持颈部后仰姿势对颈部肌肉表面肌电的影响。方法 择12名在校大学生作为研究对象,受试者站立在飞机机翼下方保持颈部后仰固定姿势模拟机务人员进行托举作业,记录受试者主观疲劳感觉评分(rating of perceived exertion,RPE),同时采集斜方肌、胸锁乳头肌和颈部夹肌的表面肌电信号,分析并计算肌电信号均方根(root mean square,RMS)、积分肌电(integral electromyography,iEMG)、中值频率(median frequency,MF)和平均功率频率(mean power frequency,MPF),并结合主观疲劳感觉评分进行相关性和回归分析。结果 胸锁乳突肌、斜方肌和颈部夹肌的iEMG和RMS变化与托举时间呈正相关关系,其中颈部夹肌的iEMG和胸锁乳突肌RMS相关程度最高,其相关系数分别为0.48和0.84,拟合程度分别为0.69和0.71,差异具有统计学意义(P<0.05);胸锁乳突肌、斜方肌和颈部夹肌的MPF和MF变化与时间呈负相关关系,其中颈部夹肌的MPF和MF相关程度最高,其相关系数分别为0.95和0.96,拟合程度分别为-0.97和-0.98,差异具有统计学意义(P<0.05);胸锁乳突肌、斜方肌和颈部夹肌的时域特征与RPE相关性无统计学意义(P>0.05),但频域特征与RPE相关性有统计学意义(P<0.05),相关性MPF指标优于MF。结论 长时间颈部后仰作业会引发斜方肌、胸锁乳头肌和颈部夹肌疲劳,颈部夹肌先于斜方肌和胸锁乳突肌发生疲劳,同时肌电信号的频域指标可作为一个较好的评价指标用于颈部肌肉疲劳评价。

心电技术在飞行生理参数监测与评估教学中的应用

目的 通过对学生在两种不同模拟飞行平台上执行起落航线飞行过程中的心率进行分析,探讨心电技术在飞行生理参数监测与评估教学中的应用效果。方法 以2020级航空航天医学专业学生作为研究对象,对比分析学生在初教六模拟飞行平台和微软模拟飞行平台分别执行起落航线飞行前、起飞、巡航以及降落阶段的心率,评估心电技术在飞行生理参数监测与评估教学中的应用效果。结果 学生在初教六和微软模拟飞行平台执行起落航线飞行过程中的心率明显高于飞行前(P<0.01),同时初教六平台明显高于微软平台(P<0.05);学生在两种模拟飞行平台执行起落航线飞行的起飞、巡航和降落阶段心率均与飞行前存在显著差异(P<0.05),但对于微软平台在巡航阶段心率与飞行前无显著差异,且降落高于起飞、巡航和飞行前;学生在初教六平台起飞和降落阶段心率明显高于微软平台(P<0.05),而巡航阶段无显著差异。结论 将心电技术引入飞行生理参数监测与评估实践教学科目中应用效果良好,不仅可以提升学生的科研能力和综合素质,同时培养学生航空医学思维,有利于在“双一流”建设背景下培养具有实践创新能力的新时代军事医学人才。

航空军医模拟飞行卫勤组训体系构建研究

本研究通过实践研究与问卷调查,分析空军军医大学航空军医模拟飞行卫勤组训现状和存在问题,借鉴外军经验措施,并基于我军航空军医岗位职责和部队实际需求,提出训练体系改进建议。初步构建当前军医大学航空军医模拟飞行教学训练体系,但是在培训时长、模拟装备、实训科目和组训方式等方面需要进一步完善。

肺部电阻抗成像技术评估持续性+3 Gz暴露对肺功能的影响

目的评估高过载暴露对人体肺通气功能的影响。方法实时测量8名青年男性在+1 Gz对照和持续性+3 Gz暴露期间的肺部电阻抗数据,并对比分析两种载荷下区域性肺功能参数,包括肺通气、肺容积以及肺排空。结果在肺通气方面,相较于+1 Gz,+3 Gz条件下潮气量和肺通气区域面积明显减少(P<0.05),而通气减少区域主要位于腹侧,且呼吸频率明显增高(P<0.01)。在肺容积方面,+3 Gz条件下肺容积较+1 Gz明显增加(P<0.05),其增加的气体容积均匀分布于整个肺区。在肺排空方面,在+1 Gz期间腹背侧气体排空特性相同,与整体肺气体排空完全一致;在+3 Gz暴露期间,腹侧气体排空在呼气初始阶段快,之后排空速度减慢,而背侧气体排空特性与腹侧正好相反。结论高过载会明显影响人体肺通气、肺容积以及肺排空等区域性肺通气功能,量化这些肺功能参数将为深入理解高载荷下的呼吸生理变化提供客观依据,为制定个体化航空医学防护装备奠定基础。

军事人员认知增强技术研究进展

鉴于认知能力对军事人员在战场环境中信息获取、态势感知、决策等能力的重要影响力,针对军事人员的认知增强研究成为认知神经科学在军事领域中新的研究焦点。该文阐述了军事认知增强3类主要干预方法的原理及作用效果:认知训练干预、非侵入性脑刺激技术以及认知增强类药物及补充剂,同时提出未来的前瞻性干预方法需要利用大数据建模、人工智能和生物医学工程方面的研究基础来实现多模式、自适应性和个性化的认知增强。在日益复杂、竞争激烈的战场环境中,加快推动认知增强交叉学科的研究进度,有利于未来军事人员在战场环境中取得竞争优势。