基于卷积神经网络-长短期记忆神经网络模型利用光学体积描记术重建动脉血压波信号

目的直接动脉血压(arterial blood pressure,ABP)连续监测是侵入式的,传统袖带式的间接血压测量法无法实现连续监测。既往利用光学体积描记术(photoplethysmography,PPG)实现了连续无创血压监测,但其为收缩压和舒张压的离散值,而非ABP波的连续值,本研究期望基于卷积神经网络-长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)利用PPG信号波重建ABP波信号,实现连续无创血压监测。方法构建CNN-LSTM混合神经网络模型,利用重症监护医学信息集(medical information mart for intensive care,MIMIC)中的PPG与ABP波同步记录信号数据,将PPG信号波经预处理降噪、归一化、滑窗分割后输入该模型,重建与之同步对应的ABP波信号。结果使用窗口长度312的CNN-LSTM神经网络时,重建ABP值与实际ABP值间误差最小,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为2.79 mmHg和4.24 mmHg,余弦相似度最大,重建ABP值与实际ABP值一致性和相关性情况良好,符合美国医疗器械促进协会(Association for the Advancement of Medical Instrumentation,AAMI)标准。结论CNN-LSTM混合神经网络可利用PPG信号波重建ABP波信号,实现连续无创血压监测。

一款无创连续血压测量设备研制及其准确性验证

目的:研制一款无创连续血压测量设备NC-BPM型并验证其监测血压的准确性。方法:研制一款NC-BPM型无创连续血压测量设备(简称NC-BPM),整套设备系统主要由指套传感器、信号采集和压力控制单元、高度校正系统和主机4个模块组成。使用欧姆龙J760电子血压计(简称J760)和CNAP Monitor 500连续无创血压监测系统(简称CNAP Monitor 500)作为监测血压准确性验证的参考血压计,按照美国电气和电子工程师协会(IEEE)有关可穿戴无袖带血压测量装备标准测试流程,分别测量25名受试者静态期、血压变化期和校准后期3个阶段的血压,验证NC-BPM测量血压的准确性。结果:使用NCBPM与CNAP Monitor 500均采集到13753个数据点,两种仪器测得收缩压(SBP)、舒张压(DBP)及平均血压(MAP)具有高度相关性(r=0.96、0.97、0.98,P<0.05);欧姆龙J760采集到379个数据点,NC-BPM与欧姆龙J760测得SBP和DBP数据亦有高度相关性(r=0.98、0.95,P<0.05)。按照英国高血压协会(BHS)和美国医疗仪器促进协会(AAMI)标准的等级评价,NCBPM与CNAP Monitor500的SBP差值在0~5 mmHg、0~10 mmHg和0~15 mmHg范围内的占比分别为85.01%、97.60%和99.47%,DBP占比分别为84.34%、99.85%和100%,MAP占比分别为92.66%、99.72%和99.96%,三者均属BHS标准A级;两种仪器测量的指动脉SBP、DBP和MAP压差值分别为(0.67±5.07)mmHg、(2.43±2.87)mmHg和(1.43±2.89)mmHg,均在AAMI标准(5±8)mmHg范围内。NC-BPM与欧姆龙J760的SBP差值0~5 mmHg、0~10 mmHg和0~15 mmHg范围内占比分别为79.95%、97.36%和100%,DBP占比分别为89.71%、99.74%和100%,两者均属BHS标准A级;两种仪器测量的肱动脉收缩压、舒张压差值分别为(1.57±4.18)mmHg、(0.57±5.20)mmHg,均在AAMI标准(5±8)mmHg范围内。结论:NC-BPM设备已通过了IEEE标准下AAMI标准的第一阶段临床试验,可进行下一阶段临床验证试验。

基于脉搏波和心电信号的无创连续血压预测方法研究

目的 研究基于脉搏波和心电信号的无创连续血压预测方法。方法 从MIMIC-Ⅲ数据库中选取300个病例,用于构建血压预测模型、模型验证;另收集2022年1月至6月入住福建省立医院重症监护病房的121例患者,用于测试模型;采集患者动脉血压、光电容积脉搏波和心电图信号。构建两个血压预测模型,一个是以人工提取出的8种特征参数构建的人工特征参数模型,另一个是以8种特征参数加1种卷积神经网络提取的特征进行融合构建的特征融合模型。对两个预测模型进行验证、测试,评价指标采用平均绝对误差(MAE)、标准差(SD)、均方根误差(RMSE),根据国际公认的美国医疗器械促进协会(AAMI)规定的标准进行评价,对比两个模型预测能力。结果 用MIMIC-Ⅲ数据对两个模型进行评价,特征融合模型的MAE、SD符合AAMI标准,RMSE比人工特征参数模型低。用实际收集的重症患者数据对两个模型进行评价,特征融合模型收缩压的SD、舒张压的MAE和SD达到AAMI标准,RMSE也比人工特征参数模型低。结论 特征融合模型的预测能力比人工特征参数模型好。

基于脉搏波速法的无创连续血压检测系统

目的设计基于脉搏波速法的无创连续血压测量系统。方法分析基于脉搏波传导时间计算动脉血压的原理,提出脉搏波传导时间与血压的关系方程,并论述了方程参数标定方法。根据心电与脉搏波信号的特点,采用数字信号处理器和16位A/D等先进的电子器件设计了同步采集心电和脉搏波信号,准确计算脉搏波传导时间并计算动脉血压的仪器。结果实验表明,仪器的测量误差优于AAMI推荐标准。结论本系统能满足无创连续血压测量的基本要求,已应用于航天员日常训练。

连续无创血压监测系统在全身麻醉中的应用

目的 评价TL_300tensymeter系统（TL_300）所测的连续无创血压（NIBP）在全身麻醉中的有效性及安全性。方法 选择全身麻醉下行择期仰卧位手术的成年患者20例,ASAⅠ~Ⅲ级。麻醉诱导后无菌操作下左侧桡动脉穿刺置入动脉导管进行连续有创血压（IBP）监测,右侧手臂连接TL_300进行NIBP监测,稳定5min后,同时测量IBP和NIBP,间隔3min分别记录IBP监测及相应时点NIBP监测的收缩压、舒张压和平均压。术后监测与两种血压监测相关的并发症如肢体缺血、坏死、感觉异常。结果 NIBP监测与IBP监测所测收缩压、舒张压和平均压差值分别为（-0.086±9.59）、（3.203±7.11）、（2.60±6.76）mmHg,两种血压监测方法的收缩压、舒张压和平均压的决定系数分别为0.711、0.565和0.729,P值均小于0.001。所有患者均未发生肢体缺血、坏死、感觉异常。结论 与IBP监测相比,NIBP监测在全身麻醉成年手术患者中,可提供连续、无创、准确、安全的血压监测。

基于容积脉搏波的无创连续血压测量系统

目的设计一种基于容积脉搏波的无袖套连续血压测量系统。方法从单一容积脉搏波中提取脉搏波传导时间,经逐步回归分析与血压建立血压估算方程,实现无创连续血压测量。结果通过对不同人群血压检测,并与鱼跃牌水银血压计进行对比,结果表明该方法和传统方法具有较好的测试一致性,测量误差优于美国医疗仪器促进协会(AAMI)推荐标准。结论该方法同传统血压测量方法相比,测量方便,可彻底摆脱缚带,并能实现无创连续测量,具有更广阔的应用前景。

基于脉搏波相位差的无创连续血压测量方法

无创连续血压测量技术对医疗保健、临床监护、临床研究有重要意义。首次提出利用人体脉搏波的相位差来测量血压的新方法。介绍了桡动脉相位差和指端相位差与血压的关系,设计了实验测量不同血压条件下的人体多点脉搏波相位差,结果表明:多点脉搏波相位差与血压存在很强的相关性,且便携性与稳定性要优于传统的基于脉搏波传输时间(PTT)测量血压。

连续无创血压监测系统在老年患者全麻诱导期的应用

目的评价TL-300 Tensymeter系统(TL-300)所测的连续无创血压(CNAP)在老年患者全麻诱导期的有效性及安全性。方法择期全身麻醉手术的老年患者30例,ASAⅠ~Ⅲ级。麻醉诱导前无菌操作下将动脉导管置入非优势手的桡动脉内行有创血压(IAP)监测,另一侧手臂连接TL-300系统行CNAP监测,稳定5 min后,于稳定后(T0)、诱导前(T1)、插管前(T2)、插管即刻(T3)、插管后1 min(T4)、插管后3 min(T5)、插管后5 min(T6)同时记录IAP和CNAP监测的收缩压、舒张压和平均压。结果 CNAP与IAP所测收缩压、舒张压和平均压偏倚分别为(-1.3±8.3)、(-1.6±4.4)、(-0.9±3.9)mm Hg,在其相应的一致性界限范围内所占比值分别为95.2%、91.4%、91.9%。两种血压监测方法的收缩压、舒张压和平均压的相关系数分别为0.813、0.935和0.896,均P<0.001。结论与IAP监测相比,CNAP监测在老年患者全麻诱导期可提供连续、无创、准确的血压监测。

红外光电式连续血压测量研究

本文介绍了一种采用红外光电式换能器,通过在桡动脉处测量血液容积,并采用单片机软件运算,实现无创性连续血压测量的方法。

基于PTT的连续无创血压测量系统的设计

针对传统袖带血压测量的不连续性和不舒适性,设计并实现了一种基于脉搏波传播时间(Pulse Transmit Time,PTT)的连续无创测量血压系统。该系统以STM32嵌入式单元为核心,集心电(Electrocardiograph,ECG)、光电容积脉搏波(Photoplenthysmogram,PPG)采集模块和蓝牙于一体,以心电电极夹和指套取代了充气式袖带,可进行连续无创血压测量,并实现蓝牙无线数据传输,装置小巧,操作简单。

动脉血压监测的临床应用

目前主要应用袖袋式间断血压监测和有创连续血压监测两种方式于麻醉医学和重症监护学进行血压监测,并于近年来开展了无创连续血压监测系统。袖带式间断血压测量方便快捷、价格低廉;有创连续血压监测能实现实时准确的血压测量,但需要一定的操作技术,且有感染栓塞等并发症;无创血压测量也能实现实时监测,但准确性有待提高。

无创连续血压测量技术的研究进展

本文介绍了无创连续血压测量技术的重要性,重点分析了动脉张力法、容积补偿法、脉搏波速传导法和脉搏波特征参数测定法的原理、研究现状及难点,并根据研究现状对无创血压测量技术的发展提出了展望。

无创性连续血压测量初探

本文介绍了一种通过红外光电式换能器,在桡动脉处测量血液容积,从而反映血压值大小的无创性连续血压测量方法。并通过试验结果分析。

nCPAP治疗对非急性期CI合并OSAHS患者血液流变学影响研究

目的:研究经鼻持续气道正压通气(n CPAP)治疗对非急性期脑梗死(CI)合并阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)患者血液流变学影响。方法:选取2013年8月-2015年8月本院收治的非急性期CI合并OSAHS的66例患者作为研究对象,分为治疗组和对照组,每组各33例。对照组给予常规治疗,治疗组加用n CPAP呼吸机治疗,分别于治疗1、3个月后观察血液流变学指标变化。结果:治疗前,两组各血流变指标与平均动脉压比较均无统计学意义(P>0.05);治疗后,治疗组在1、3个月时各血流变指标与平均动脉压均较对照组改善,比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:n CPAP可有效改善非急性期CI合并OSASH患者的血液流变学指标,降低再梗塞发生率,值得临床推广。

妊娠期糖尿病产妇剖宫产椎管内麻醉后连续无创动脉血压监测变化的研究

目的探讨妊娠糖尿病产妇椎管内麻醉对连续无创动脉血压变化的影响。方法方便选取该院2017年12月—2018年12月收治择期单胎剖宫产孕妇56例,分为妊娠糖尿病产妇组28例(G组),血糖正常产妇28例(C组)。连续监测产妇无创动态血压,并记录术前24 h(T0)、入室(T1)、腰麻后(T2)、胎儿取出时(T3)、胎儿取出后5 min(T4)、胎儿取出后10 min(T5)以及手术结束后(T6)的收缩压(SBP)、舒张压(DBP),并记录低血压持续时间。结果T0、T1时点的SBP和DBP G组[(125.6±17.1)mmHg、(76.5±11.8)mmHg]、[(128.2±14.1)mmHg、(78.3±10.6)mmHg]高于C组[(116.7±18.2)mmHg、(72.8±12.7)mmHg]、[(118.6±18.0)mmHg、(72.7±12.5)mmHg],差异有统计学意义(P<0.05),而椎管内麻醉后的T2、T3、T5时点SBP和DBP G组[(99.5±17.4)mmHg、(60.5±12.4)mmHg]、[(99.7±18.5)mmHg、(62.1±9.2)mmHg]、[(102.5±16.1)mmHg、(66.3±14.2)mmHg]低于C组[(100.5±15.6)mmHg、(66.5±11.7)mmHg]、[(102.2±16.3)mmHg、(67.6±10.8)mmHg]、[(110.2±14.4)mmHg、(70.0±12.8)mmHg],差异有统计学意义(P<0.05)。G组低血压发生率高于C组,差异有统计学意义(χ^(2)=5.976,P<0.05),且G组产妇低血压持续时间为(26.5±5.7)min,长于C组(12.8±2.1)min,差异有统计学意义(t=11.934,P<0.05)。结论妊娠糖尿病产妇椎管内麻醉过程中较血糖正常产妇易发生血压波动,围术期更应做好循环精细化管理。

无创正压通气结合连续血液净化对心衰合并急性肾衰竭患者预后的影响

目的:探讨无创正压通气结合连续血液净化对心衰合并急性肾衰竭患者预后的影响。方法:按照随机数表法将2016年10月~2018年1月于某院接受治疗的130例心衰合并急性肾衰竭患者分为对照组和观察组各65例,给予对照组患者连续血液净化治疗,观察组在此基础上联合无创正压通气治疗,对比两组患者治疗前后心功能指标、血浆Na^+、K^+、BNP水平及再次住院率。结果:相比对照组,观察组LVEF、CO水平均较高,血浆Na^+、K^+、BNP水平均较低,差异具有统计学意义(P<0.05);相比对照组(29.23%),观察组再次住院率(12.31%)较低,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:对心衰合并急性肾衰竭患者实施无创正压通气结合连续血液净化治疗可有效改善患者心功能指标及血浆Na^+、K^+、BNP水平,降低再次住院率,预后较好。

连续血液净化系统中血压实时监测模块的研究

连续血液净化系统中血压值是确定患者病情的重要参数,因此设计了一种非侵入式的血压实时监测模块。该监测模块采用气压传感器作为检测血压的测量元件,低功耗的单片机MSP430F449作为处理核心,高精度的AD7714作为模数转换模块,实现了对循环管路中血压的非侵入式实时测量。实验结果表明,该血压实时监测模块能实现0.12%精度,输入、输出具有较好的线性关系,能准确反映血压的实时变化。

无创连续血压监测下喉罩全麻患者应用长托宁与阿托品作为术前用药的对比分析

目的探究长托宁与阿托品作为常用术前药物的各自优势,为临床术前用药提供参考依据。方法方便选取2020年1—6月期间接受腹腔镜手术喉罩全麻、ASAⅠ~Ⅱ级患者60例、年龄≤60患者,分为3组,每组20例。分别静注生理盐水2 mL(C组),阿托品0.01 mg/kg(A组),长托宁0.01 mg/kg(P组)。记录麻醉诱导前,拔除喉罩时气道分泌物的量;患者药物注射前(T0)、注药后5 min(T1)、注药后15 min(T2)、麻醉诱导后10 min(T3)、拔除喉罩时(T4),患者的心率(HR)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP);停药后丙泊酚总用量,并计算单位时间内单位体质量丙泊酚的用量。结果术毕拔除喉罩时,3组患者气道分泌物分别为C组(23.6±6.2)mL、A组(10.7±3.0)mL、P组(5.2±2.2)mL,3组患者分泌物差异有统计学意义(P<0.05)。3组患者T0、T1、T2、T3时刻的HR分别为C组(76.2±9.6)、(75.5±10.1)、(76.4±9.5)、(60.2±7.5)bpm,A组(73.4±12.2)、(98.6±10.5)、(86.5±11.8)、(79.6±10.2)bpm,P组(75.1±10.8)、(77.2±11.1)、(76.2±10.2)、(61.1±8.6)bpm,3组患者血流动力学指标差异有统计学意义(P<0.05)。结论妇科喉罩全麻手术中,术前静推长托宁能有效抑制气道腺体的分泌,更好地稳定血流动力学,是非老年患者一种较为理想的麻醉前用药。

连续无创动脉血压监测系统在心脏病患者麻醉中的应用

目的评估连续无创实时血压监测系统(TL-300tensymeter系统,TL-300)在心脏病患者麻醉中应用的可行性、准确性及安全性。方法选择全身麻醉下行择期心脏病手术成年患者40例,美国麻醉医师协会(ASA)Ⅲ~Ⅳ级,比较TL-300所测无创动脉血压(NIBP)与有创A-Line所测有创桡动脉血压(IBP)值的相关性和一致性。麻醉诱导前无菌操作局麻下行左手桡动脉穿刺动脉导管置入监测IBP,于右手桡动脉处连接TL-300监测NIBP,术中同时测量IBP和NIBP,间隔5min记录IBP及相应时点NIBP所测收缩压(SBP)、舒张压(DBP)和平均压(MBP),术后随访两种血压监测系统相关的并发症等。结果 NIBP与IBP所测SBP、MBP和DBP的偏倚分别为2.08、-1.30、-2.60,标准差分别为9.16、6.61、7.03,两者所测SBP、MBP和DBP的相关系数分别为0.852、0.806和0.752(均P<0.001)。所有患者均未发生局部感染、肢体缺血、假性动脉瘤、感觉异常等。结论与ALine相比,TL-300在成年心脏病手术患者全身麻醉中,可进行连续、无创、准确、安全的血压监测,心脏病患者在行中小型非心脏手术时可以由TL-300进行血压监测。

连续无创动脉血压监测系统在老年患者术中的应用及准确性评价

目的:评估在全麻下行腹部手术的老年患者应用T-Line300监测连续无创动脉血压与有创动脉血压监测的一致性。方法:术中需行有创血压监测的择期全麻手术患者40例,每10 min同步记录一组由T-line 300测得的无创动脉血压和由桡动脉置管测得的有创血压。术中给予麻黄碱或乌拉地尔治疗低血压或高血压的患者,给药前即刻及给药后5 min内,每间隔1 min同步记录一组无创血压和有创血压值。用Bland-Altman分析评价两种测量方法结果的一致性,四象限散点图观察T-ine300监测血压变化趋势的能力。结果:36例患者,1 833对无创动脉血压和有创血压(SAP、DAP、MAP各611对)进入最后的统计学分析。两种测压方法所获得的收缩压、舒张压和平均压相关系数r2分别为0. 870、0. 446和0. 641。SAP、DAP、MAP的平均误差分别为[(-5. 0±4. 9) mm Hg、(-4. 8±7. 2) mm Hg、(-4. 6±6. 0) mm Hg]。应用血管活性药物后,连续无创血压的变化值与有创血压变化值之间的相关系数分别为△SAP:0. 778、△DAP:0. 544、△MAP:0. 782。结论:T-Line300应用于全麻下行腹部手术的老年患者能提供较准确的SAP、DAP、MAP测量,但在血流动力学快速变化的反应性还有待提高。