基于虚拟仪器的生理信号采集分析系统

目的利用计算机软硬件技术构建多通道生理信号采集分析系统,为医学相关研究提供方法与工具。方法在基于虚拟仪器的软硬件平台下(软件为LabVIEW 8.2,硬件为生理信号检测电路和模/数转换电路)对系统进行设计,利用了数据采集(DAQ)卡配置方法、DAQ显示存储回放的实现方法及使用软件灵活地控制数据采集等关键技术。在系统扩展部分,利用该系统和对照系统对15例健康志愿者做了心血管参数检测的对比试验,并对试验结果进行了Pearson相关分析。结果很好地实现了各类生理信号的采集处理,并对系统功能进行了扩展,实现了生理信号的识别与分析。两种测量系统的检测结果之间具有良好的相关性,其中心率r=0.959,P<0.001,平均动脉压r=0.976,P<0.001,心搏出量r=0.877,P<0.001;心搏指数r=0.785,P<0.001;血管顺应性r=0.869,P<0.001。结论该系统可应用于各类生理信号的采集与分析,而且在生理机能实验及动物生理学实验等相关教学领域内也有较好的应用前景。

基于动态光谱法的人体血液胆固醇含量无创检测

为实现患者血液总胆固醇含量的无创检测,检测了80例临床志愿者的手指脉动血液的动态光谱,同时获取其血液内总胆固醇含量的临床化验结果。对动态光谱加入谐波分量的数据进行了主成分分析,提取数据中的重要有效成分。对提取后的数据和总胆固醇实测值进行BP神经网络的建模并预测,得到预测集相关系数为96.48%,预测集最大相对误差为25.44%,预测误差均方根为0.242 6mmol.L-1。由于在建模前对建模数据进行了主成分分析,建模速度得到大幅度提高。证明了动态光谱法结合主成分分析进行血液总胆固醇含量检测的可行性,是无创血液成分分析研究的又一进展。

小型测溶氧仪的研究

本研究制作了一种基于伏安法的小型测溶氧仪,能够测量低氧浓度下待测液,而且能够实现连续测量,弥补了普通氧传感器对低氧环境测量的局限性缺陷。对小型测溶氧仪的主要性能指标进行了一系列测试,证明小型测溶氧仪的工作状态比较稳定。

弱激光对植入式葡萄糖传感器外膜材料壳聚糖和Nafion生物相容性的影响

背景:通过施加外在因素可改变壳聚糖和Nafion的生物相容性。目的:探究不同弱激光(红光、蓝光、绿光)照射对多孔壳聚糖膜和Nafion膜材料生物相容性的影响。方法:(1)多孔壳聚糖膜实验:将48只SD大鼠随机分为红光、蓝光、绿光照射组,每组16只。沿脊柱为对称轴,在大鼠背部皮下组织两侧各植入2个多孔壳聚糖圆形膜,红光照射组每只大鼠4个膜材料分别以红色弱激光照射0,2,4,6 min,每天均在同一时间段内照射,持续照射至材料植入7,14,28,56 d取材,进行组织学分析;蓝、绿光照射处理方式同红光照射组;(2)Nafion膜实验:将24只SD大鼠随机分为红光、蓝光、绿光照射组,每组8只。沿脊柱为对称轴,在大鼠背部皮下组织两侧各植入2个Nafion圆形膜,红光照射组每只大鼠4个膜材料分别以红色弱激光照射0,2,4,6 min,每天均在同一时间段内照射,持续照射至材料植入7,14 d取材,进行组织学分析;蓝、绿光照射处理方式同红光照射组。结果与结论:(1)红色弱激光照射后,多孔壳聚糖膜植入7 d时的红细胞平均密度相对较高,而对应的红细胞累积吸光度值也较大;其他植入时间点下,有的组别这两个值也较大,但变化趋势不尽相同,整体来看红色弱激光照射可提高膜材料周围的血管密度;(2)红色弱激光照射后,Nafion膜周围的血细胞密度和面积增加,植入7 d时的红细胞累积吸光度值增加较为明显,整体上,红色弱激光照射可显著提高Nafion膜周围的血管密度;(3)绿色弱激光照射4 min能有效减轻多孔壳聚糖膜周围炎症反应强度,而蓝色弱激光对多孔壳聚糖膜植入后的炎症影响较小;绿色弱激光可减弱Nafion膜植入7 d内的炎症反应,而蓝色弱激光没有这种效果;(4)红色弱激光照射对两种膜周围炎症反应和纤维包膜厚度的影响较小,蓝绿色弱激光对两种膜周围纤维包膜厚度和血管密度影响较小,而且变化无明显规律,整体上,绿光弱激光在一定程度能提高膜材料的生物相容性;(5)结果表明,弱激光照射在一定程度上能提高多孔壳聚糖膜和Nafion膜的生物相容性。

基质胶对植入式葡萄糖传感器外膜材料壳聚糖生物相容性的影响

异物反应的存在导致植入式葡萄糖传感器难以持续正常工作,壳聚糖具有无毒可降解、生物相容性良好等特性,可作为传感器外层的保护膜以提高设备的生物相容性,但尚不能满足实际需求,希望进一步提高膜材料的生物相容性,为此探究不同浓度的基质胶对多孔壳聚糖膜生物相容性的影响。利用模板浸取法,以硅胶作为致孔剂制作多孔壳聚糖膜(PCSM),在此膜的表面滴涂不同浓度的基质胶(matrigel),蛋白质浓度分别为10、15、20 mg/mL。将单独的PCSM(对照组)与滴涂基质胶的PCSM组(实验组)一同植入到SD大鼠背部的皮下组织。植入7、14、28、42、56、70 d后,取材制备常规石蜡切片并进行苏木精-伊红染色,利用组织形态学和统计学方法(主要运用单因素方差分析和Bonferroni法比较两组数据间的差异),对膜外炎性细胞比、纤维包膜厚度和血管密度等数据进行统计分析,评价材料的生物相容性。形态学观察,植入第7、14 d时,膜材料周围细胞核染色均较深。统计膜外炎性细胞比,滴涂不同浓度基质胶的PCSM组在第7 d时炎性细胞比整体上少于PCSM组,第14 d时这一数值略高于多孔壳聚糖膜组。方差分析结果显示,各组间无明显差异(P>0.05)。第28 d时,纤维包膜开始形成,膜材料周围的炎性细胞减少,一些胶原堆积在膜的表面,并随着时间的延长纤维包膜变得致密;第56和70 d时,纤维包膜厚度降低得较明显,各滴涂基质胶的PCSM组纤维包膜厚度均小于PCSM组。方差分析结果表明,各实验组与对照组间差异显著(P<0.05),运用Bonferroni法进行两两比较后,第42、56、70 d时,对照组与实验组中滴涂基质胶浓度为20 mg/mL的PCSM组差异明显,膜材料靠近皮肤端数据两两组比较的P值分别为0.01、0.035、0.024,靠近肌肉端数据P值分别为0.036、0.047、0.210,其他各组之间两两比较后的差异不显著(P>0.05)。膜外血管密度各浓度组大体随着时间的延长呈现增加的趋势,各实验组与对照组间比较差异不大,但个别数据差异明显,滴涂基质胶的PCSM周围血管密度有的值低于PCSM。整体来看,基质胶能提高多孔壳聚糖膜的生物相容性,进一步提高膜材料的性能。

近红外荧光投影导航技术在肝癌术中的首次临床验证

目的临床首次验证无需显示屏、“眼手一致”的近红外荧光投影肝癌手术导航系统的效果。方法选择西南医科大学附属医院2021年3月至2021年5月期间收治的3例需要行开腹肝癌切除术的患者,应用自主研发的近红外荧光投影系统,在肝癌术中,验证新系统导航的准确性、稳定性和时滞情况。结果近红外荧光投影系统在肝癌切除全过程中能准确显示肿瘤所在位置、与术中超声划定肿瘤位置无明显差异。近红外荧光投影系统显示的肿瘤位置不受肿瘤位移影响、无肉眼时滞。术后病理检查证实投影范围与肿瘤范围一致。结论近红外荧光投影新技术革新了肿瘤术中成像方式,在小样本试验中能精确导航开腹肝癌切除手术,通过后续的迭代优化和验证,有望实现临床推广应用。