肠道微生物对人体呼吸系统疾病的影响研究

人体是一个巨大的菌群库,微生物菌群遍布人体各个器官,包括胃肠道、生殖器、皮肤表层、口腔鼻喉等。以肠道微生物为例,健康人体中的肠道微生物种类繁多,包括细菌、真菌、病毒等。肠道微生物群主要通过与宿主的免疫系统相互作用来干扰疾病的发生。人类学研究者对呼吸系统疾病的相关性研究发现,肠道微生物对此类疾病具有一定的作用,且数据显示,人体呼吸系统疾病的恶化与肠道微生物生态系统的紊乱和失调密切关联。基于此,从肠道微生物角度来分析其对人体呼吸系统疾病的影响十分有必要。

不同环境温度对人体呼吸道内颗粒物沉积规律的影响

目的探究环境温度对人体呼吸道内气体流动和颗粒物沉积规律的影响。方法采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法模拟具有黏液层的人体呼吸道内的气固两相流;考虑6种不同环境温度(-25、-15、0、15、26.7、45℃)和8种不同粒径(1~8μm)的颗粒物。结果气流流速与6种温度下平均气流流速的差异可达39.42%;气流湍流动能与6种温度下湍流动能平均值的差异可达到11.59%;气流温度变化与6种温度下气流温度变化平均值的差异可高达82.4%。颗粒总沉积率与6种温度下总沉积率平均值的差异可达14.72%;颗粒局部沉积率与6种温度下局部沉积率平均值的差异可达到37.08%。结论环境温度差异会影响人体呼吸道内部的气流流场性质,进而会影响颗粒物在呼吸道内的沉积规律。因此,获得精准的颗粒物在人体呼吸道内的运动沉积规律,有必要考虑环境温度的影响。

基于WiFi6 MU-MIMO的非接触人体呼吸监测方法

WiFi6技术中引入多用户多输入输出(Multi-User Multiple Input Multiple Output,MU-MIMO)技术,作为支持多用户并发数据传输的重要手段。借用该技术中的多波束生成方法,可实现对人体呼吸的非接触式监测,从而避免传统佩戴式传感器引入的各种不便。利用双波束相干检测实现对人体呼吸频率的测量,借助WiFi6接入点(Access Point,AP)波束赋形功能将探测信号汇聚在两个波束;AP根据接收机测量到的两个波束功率差别,调整两个波束各子载波的功率大小,实现两个波束在接收机端的各子载波幅度相等;AP补偿两波束因路程差造成的固定相位差,使得人体呼吸引起的两波束周期性相位差转化为相干信号强度的周期性变化,实现了对人体呼吸微弱信号的提取,获得了人体呼吸频率,相对于传统方法可以得到更高的信号质量和更好的信噪比。

用于生命探测的人体呼吸运动模拟系统研制

目的:为了满足雷达式非接触生命探测实验对探测目标同一性和稳定性的要求,设计研制一种用于模拟人体目标的人体呼吸运动模拟系统。方法:选取一种仿真人体的模型、一种双水平正压呼吸机以及合适的气囊和反射材料,根据人体呼吸运动的特点以及雷达式非接触生命探测实验对目标的要求,设计实现了一种能够自主定量模拟人体呼吸运动的系统。结果:该系统模拟出的呼吸运动波形与人体相似,且呼吸频率、幅度、吸呼时间比等参数可以调节,利用超宽带生物雷达进行测试,数据在统计学上具有同一性和稳定性。结论:该系统能够稳定地模拟人体的呼吸运动,并且满足多种环境条件下的探测需求,为非接触生命探测研究提供了稳定的探测目标和客观的评价标准。

人体呼吸时微细颗粒在呼吸道中运动特性的研究

为了深入了解最直接危害人体健康的微细可吸入颗粒物在人体上呼吸道中的运动情况,建立了一个包括口腔、咽、喉、气管和支气管的完整的人体上呼吸道三维几何模型,并且基于该模型对人体在稳态呼吸状况下,呼气、吸气时微细颗粒在人体上呼吸道中的运动进行了数值模拟。气流场采用RNGκ-ε湍流模型进行计算,在拉格朗日框架下追踪颗粒运动轨迹。模拟结果与文献实验数据进行了比较,吻合一致.研究结果揭示了微细颗粒在人体上呼吸道中的运动规律,可为进一步研究微细可吸入颗粒物的致病机理提供理论依据.

MGA-1100质谱计在低压实验人体呼吸氧浓度监测中的应用

The mass spectrometer and the method of measuring concentration of oxygen in the region of mouth and nose in vivo experiment under low pressure were developed. A mass flow controller was assembled through the inlet capillary of MGA-1100 mass spectrometer. The mass flow controller was controlled by a computer controlled the operating pressure in MGA -1100 to make operating in its linear region. The measuring value is not affected from the pressure of inlet. MGA-1100 mass spectrometer with improved inlet system can reach the demand of most human experiment under low pressure.

人体呼吸探测仪显示系统的设计与实现

论述了呼吸探测仪显示系统硬件及软件的设计与实现 ,提出了将嵌入式工控计算机与信号处理机相结合的设计思想。在具体实现上 ,利用双端口 RAM,通过 PC/ 10 4总线交换数据 ,实现了探测目标信号波形的动态显示 。

光电离质谱法测定卷烟抽吸过程中烟气成分在人体呼吸道的截留

采用光电离质谱法测定卷烟抽吸过程中烟气成分在人体呼吸道的截留。将烟气采样系统与光电离质谱相结合,通过取样毛细管的长度优化、烟气成分的光电离质谱图定性分析、吸入和呼出的流量数据优化,实现吸入和呼出烟气的直接采样和质谱检测,以计算卷烟抽吸过程中烟气成分的人体呼吸道截留率。结果表明,吸烟者经口腔循环抽吸卷烟时,烟气成分在人体呼吸道的截留率为55.7%~74.3%;经肺部循环抽吸卷烟时,烟气成分在人体呼吸道的截留率为77.6%~94.6%。该仪器方法操作简便快速,适用于吸入毒理学研究领域关于有害成分在人体呼吸道截留的评价研究。

人体呼吸气体流量的数值计算及实测研究

应用CFX软件对医疗人体呼吸管气体流动传热问题进行了数值模拟分析。通过模拟得到气体的流速、压力、温度和密度分布及呼吸管内气体流量和压差的关系。还通过实验,测量了呼吸管气体体积流量和压差关系。实验结果在所要求的人体吸气量范围内与计算结果较为一致,表明本文的计算模型和模拟结果能较好的反映人体呼吸管气体流动传热实际现象。

赤铁矿矿尘在人体呼吸道运动的模拟

为揭示赤铁矿矿尘在人体呼吸道的运动特征,对含铁矿尘的科学职业防护提供理论基础,以某露天赤铁矿的矿尘样本为研究对象,运用ANSYS等软件,建立口腔-支气管的人体完整呼吸道三维结构,使用离散相模型模拟赤铁矿矿尘在呼吸道内的运动沉积特征,分析矿尘在呼吸道的沉积数量、沉积位置、逃逸位置及影响因素。结果表明:矿尘沉积受粒径及劳动强度影响,粒径大于1μm的矿尘,沉积率随粒径、劳动强度增大而升高,其中,5.21μm以上的矿尘将全部沉积于呼吸道且咽喉沉积率大于85%。矿尘主要沉积位置为咽喉后部及气管涡流处。劳动强度越大,咽喉后部沉积量越大,气管处的沉积率越低。粒径越大,矿尘在气管位置的沉积率呈现先升高后降低的趋势。矿尘逃逸位置主要为左下叶外侧底段支气管及右下叶外侧底段支气管。

基于MUSIC算法的人体呼吸信号检测

基于MUSIC算法可以很好的区分多个目标信号的特点,用它对生命探测雷达接收的人体呼吸回波信号进行理论推导,并用MATLAB进行仿真,根据峰值频率的情况可以看出胸腔幅度是否发生变化,来证明生命体有无呼吸,即可证明有无生命体存在。

真实人体呼吸道湍流仿真方法分析

计算流体力学被广泛用于可吸入药物在真实人体呼吸道区域沉积的研究,但存在计算效率不高的难点,无法满足临床应用所需。通过使用全结构化网格划分支气管树,应用k-ωSST、Transition SST、RSM-SSG和LES等湍流模型求解真实人体呼吸道流场,并与实验测量结果对比,验证不同湍流模型在计算真实人体呼吸道流场中的差异。在节约计算时间的同时,提出一套适合真实人体呼吸道模拟的快速且精确的流场仿真方法,并发现RSM-SSG湍流模型的计算结果与实验结果最为接近,为呼吸道计算流体力学仿真模拟的临床应用提供参考和依据。

用力呼气弦线时间常数在评价大气污染对人体呼吸道影响中的应用

应用Knudson的方法计算弦线时间常数τch和比时间常数Sτ=1/(?),并采用最大呼气中段时间MET和由其推导的时间常数τMET,对攀钢生活区的轻、重污染区和对照区的765例8—13岁在校健康男女儿童进了检查。结果表明小气道比大气道受到较为严重的损害。与中肺容积有关的时间因素τch50,1/(?)50,MET,τMET具有较高的敏感性和精确性,可认为是检查大气污染对小气道影响的优良指标。低肺容积处的τch25,1/(?)25虽具有较高的敏感度,但还缺乏足够的精确度。

反思人体呼吸的教学误区

针对学生＂人体呼吸＂中的一些误区,采用多种教学形式,通过模型、多媒体、图表等资源,开展小组讨论、辩论等活动,走出误区,正确理解科学概念。

人体呼吸运动模型的仿制与改进

“发生在肺内的气体交换”一直是初中生物教学中的重点和难点内容。人体呼吸时,肺、胸廓、肋骨、膈肌都会随呼吸而移动。吸气时,胸廓、肋骨向.上移动,肺向前上方移动,膈肌向下移动;呼气时,移动方向相反。目前,在教学过程中,教师只能借助课本上的插图或简单的膈肌教具来帮助学生理解上述知识点。

嗓子“吞刀片”?呼吸道病毒感染怎样快速减轻症状

呼吸道病毒是一种对人类健康造成较大危害的常见病原体,该类病原体常常侵犯人体呼吸道,引起各种呼吸道症状与全身症状,如咳嗽、咽痛、咳痰、胸闷、发热等。在呼吸道病毒流行期间,有患者戏称咽喉痛为“嗓子吞刀片”,可见呼吸道病毒感染症状对患者的影响较大。那么如何更快更好地改善呼吸道病毒感染的临床症状,减轻嗓子疼的程度呢?本文围绕上述问题展开分析。

以问题为导向的“人体的呼吸”跨学科教学设计

针对初中生物学“人体的呼吸”一节的教学内容,在《义务教育生物学课程标准(2022年版)》指引下,提炼出一个核心问题与两个分解梯度问题。设计以“膈”暗观“获”解锁学习任务为线索,完成“猜测—验证—原理解释—质疑—再解释”的探究过程。引导学生进行肺泡与组织细胞创意拼图模型构建,提升跨学科素养。

基于学生认知序的生物学实验教学设计——以浙教版初中科学教材“人体的呼吸”为例

以学生认知序为中心,以人体的呼吸教学设计为例,把知识序、认知序与教学序三者有序结合,优化生物学实验教学,促进学生主动学习与深度理解,加强体验性与探究性。

北京市冬季雾霾天人体呼吸高度PM_(2.5)变化特征对气象因素的响应

依据实测北京冬季人体呼吸高度PM_(2.5)质量浓度、湿度、风速、风向、温度数据,利用相关性分析、非线性回归分析、统计分析,分别探讨轻中度空气污染天、一次重污染过程,气象因子对PM_(2.5)质量浓度生成、变化的影响.结果表明:1轻中度污染天,若温度较低、日平均风速较小,湿度大时,湿度是影响PM_(2.5)质量浓度变化的决定性因素;而温度、风速、湿度均较大时,PM_(2.5)质量浓度变化受三者共同作用;当风速、湿度、温度均较小时,PM_(2.5)质量浓度变化主要受前两者影响.这反映出,人体呼吸高度的PM_(2.5)质量浓度变化对气象因子微小变化响应极为敏感.2一次空气质量从良到重度污染的过程中,PM_(2.5)质量浓度积累主要是由于空气湍流较弱、加之湿度大导致的,此外白天西北风、东北风较大,但持续时间短,而夜间东南风、西南风风速较小,持续时间长,也有利于污染物的累积.3短时微小量降雪使温度降低、空气湿度增加,不仅不能降低PM_(2.5)质量浓度,反而使其上升了72%,造成颗粒物浓度的跃升现象.4短时风速较大,风速达到2.0 m·s^(-1),持续2 h,虽然在一定程度上降低局地PM_(2.5)质量浓度,但并不能彻底改变空气质量状况.只有当风速大于3.5 m·s^(-1),且持续4 h以上,才能够迅速地扩散空气中的细颗粒物,空气质量由重度污染转变为优.