Development of a four-channel cardiovascular signals collector based on STM32 with digital-controlled gain

To get better methods on diagnosis of cardiovascular diseases and health assessment by comparison analysis of four kinds of cardiovascular signals, which are blood pressure signal (BPS), plus wave signal (PWS), electrocardiosignal (ECS) and cardiac sound signal (CSS), a four-channel signals collector is introduced in this article. This collector is composed of microcomputer STM32F103RB with integrated 12-bit analog to digital converters (ADCs) and some integrated chips (IC) such as PGA113, a programmable gain amplifier with internal calibration channels for system-level calibration. Therefore, the data of four kinds of cardiovascular signals can be both collected by this signal collector with a high precision and output to a computer by universal serial bus (USB) interface, which can also offers power for this instrument. In addition, the gain of input signal can be changed by computer software through USB interface under microchip commands. Thus it has many merits, such as the small volume, low cost, high performance and precision, digital-controlled gain and so on. Consequently, it is convenient to acquire the data of four kinds of cardiovascular signals by it, and a waveform of one sample is shown.

姜黄素通过抑制JNK介导的炎症缓解慢性束缚应激诱导的大鼠心脏功能障碍

目的:探讨姜黄素对慢性束缚应激抑郁模型大鼠心功能障碍的影响。方法:将32只重(200±20)g的6周龄雄性Wister大鼠分为对照组、模型组、低剂量姜黄素组和高剂量姜黄素组,每组8只。模型组和给药组大鼠每天随机时段给予慢性束缚应激5 h,对照组大鼠正常条件饲养;在每天的应激结束后,低、高剂量姜黄素组大鼠分别给予100和200 mg/kg的姜黄素灌胃,对照组和模型组大鼠则给予等体积的生理盐水。上述实验操作均连续28 d。实验期间每周称量一次体重;在第14和28天进行蔗糖偏好实验和测量血清皮质酮含量来评价大鼠的抑郁状况;HE和Masson染色法观察心肌组织学变化;超声心动图检查各组大鼠心脏功能;RT-qPCR检测炎症因子和纤维化因子的mRNA表达;Western blot检测相关蛋白的表达。结果:与对照组相比,模型组大鼠体重增长显著减缓(P<0.05),蔗糖偏好率显著降低(P<0.01),血浆皮质酮水平显著升高(P<0.01);HE染色结果显示,与对照组相比,模型组大鼠心肌细胞肥大;Masson染色发现,模型组大鼠心脏纤维化显著高于对照组(P<0.01);免疫组化结果也表明,I型胶原阳性表达显著增加(P<0.01);RT-qPCR结果显示,与对照组相比,模型组大鼠心肌组织中炎症因子(肿瘤坏死因子α、白细胞介素6和白细胞介素1β)和纤维化因子(α-平滑肌肌动蛋白、I型胶原和III型胶原)表达水平均显著升高(P<0.05或P<0.01);Western blot结果显示,与对照组相比,模型组大鼠心肌组织中c-Jun氨基末端激酶(JNK)蛋白的磷酸化水平显著升高(P<0.01)。与模型组相比,低、高剂量姜黄素均可逆转上述指标。结论:姜黄素能抑制慢性束缚应激大鼠的心脏炎症和纤维化,其机制可能是通过抑制JNK信号通路实现的。

基于LabVIEW的心电信号与多数据采集分析系统设计

近年来心血管疾病的发病率和死亡率不断攀升。为了给人们提供一个较为准确的心电信号分析结果,该系统以心电信号为感知节点,结合虚拟仪器技术,打造一个准确性更高、成本更低、更可靠的心电信号分析系统。它的优点在于会结合使用者的各种因素,如:所处气象、饮食、地理位置、身体状况和生活习惯等因素,并结合已经发展较为成熟的心电信号数据分析手段,在对连续的心电图数据实时采集处理与分析功能方面,此设备具有数据实时性、精度较高等特点。结果表明,结合了多数据的分析结果,比单一分析系统给出的结果更为准确,也更加能够满足人们的需要,这将对预防和治疗心血管疾病产生重要作用。

共刺激信号与心血管疾病的研究进展

慢性炎症是心血管疾病发展的病理基础,以T细胞为主的免疫细胞可通过分泌促炎因子介导炎症反应影响心血管疾病进程。共刺激信号是T细胞活化的第二信号,通过磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、C-Jun氨基端激酶(JNK)等信号通路增强或抑制T细胞抗原受体(TCR)的信号传递,调控T细胞免疫功能、炎症因子的释放以及细胞外基质的生成,从而在心血管疾病中发挥重要作用。本文阐述了共刺激信号的传导机制以及与心血管疾病的相关性,以期为免疫治疗心血管疾病提供新的思路。

数字化脉诊技术在心血管疾病中的应用进展

以脉图参数为主要诊断依据的数字化脉诊技术是中医诊断现代化、智能化发展的重要成果之一,脉诊仪采集脉象信号进行特征分析促进了中医脉诊的客观化、数字化发展。本文从脉诊仪的传感器类型及研究成果、脉象信号分析方法及应用、多源信号融合的传感器研发和分析方法,以及脉图参数和心血管疾病的相关性研究方面探讨数字化脉诊技术的研究应用进展,为数字化脉诊技术的进一步发展提供新的研究思路和方法。

Notch信号通路在心血管疾病中的研究进展

随着我国居民不健康生活方式的日益突出,心血管疾病的危险因素对居民健康的影响越加显著。《中国心血管健康与疾病报告2022》指出,我国心血管疾病发病率仍持续增高,心血管疾病是我国城乡居民的首要死亡原因。Notch信号通路在多种心血管疾病的心脏功能恢复中起重要作用。因此,人们越来越关注Notch信号通路在心血管疾病发生、发展中的作用,同时研究也取得了一定的进展。本文旨在阐述Notch信号通路的在心血管疾病中的作用机制,探索其潜在的治疗靶点,为疾病的治疗提供新的途径。

黄芪甲苷调控Nrf2/HO-1信号通路对血管内皮细胞氧化损伤的影响

目的 基于细胞实验研究黄芪甲苷(astragalosideⅣ,AST-Ⅳ)调控核转录因子红系2相关因子2/血红素加氧酶-1(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2/heme oxygenase-1,Nrf2/HO-1)信号通路对血管内皮氧化损伤的影响。方法 采用1-棕榈酰基-2-(5'-氧-戊酰基)-sn-甘油-3-磷酸胆碱[1-palmitoyl-2-(5-oxovaleroyl)-sn-glycero-3-phosphocholine,POVPC]刺激血管内皮细胞24 h建立血管内皮细胞氧化损伤模型,随机分为模型(Model)组(35μmol/L POVPC)、AST-Ⅳ低剂量(AST-L)组(35μmol/L POVPC+50μmol/L AST-Ⅳ)、AST-Ⅳ高剂量(AST-H)组(35μmol/L POVPC+100μmol/L AST-Ⅳ)及AST-Ⅳ高剂量+ML385(Nrf2抑制剂)(AST-H+ML385)组(35μmol/L POVPC+100μmol/L AST-Ⅳ+5μmol/L ML385),以正常未处理细胞作为对照(Control)组。免疫荧光鉴定大鼠胸主动脉内皮细胞(aortic vascular endothelium cell,AVEC),CCK-8检测AST-Ⅳ细胞增殖情况,Transwell小室检测AVEC迁移情况,Matrigel基质胶检测细胞血管形成功能,鬼笔环肽染色检测细胞骨架结构,DCFH-DA荧光探针检测细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平,试剂盒法检测细胞培养上清液中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)水平,RT-qPCR和Western blot检测Nrf2和HO-1的mRNA及蛋白表达情况。结果 免疫荧光鉴定所提取的细胞,可特异性表达血管性血友病因子(von willebrand factor,v WF),鉴定为AVEC。与Control组相比,Model组细胞活力、迁移能力和血管形成功能显著下降(P<0.01),细胞骨架破坏明显,细胞内ROS水平显著上升(P<0.01),细胞培养上清液中SOD含量显著减少(P<0.01),细胞中Nrf2和HO-1的m RNA及蛋白表达水平下调(P<0.01或P<0.05)。与Model组比较,AST-L组及AST-H组细胞活力、迁移能力和血管形成功能显著升高(P<0.01),细胞骨架破坏得到较好修复,细胞内ROS水平显著下降(P<0.01),细胞培养上清液中SOD含量显著增加(P<0.01),细胞中Nrf2和HO-1的mRNA及蛋白表达水平显著上调(P<0.01),且以AST-H组效果更为显著(P<0.01)。与AST-H组比较,ASTH+ML385组迁移能力和血管形成功能显著下降(P<0.01),细胞骨架破坏增加,细胞内ROS水平显著上升(P<0.01),细胞培养上清液中SOD含量显著减少(P<0.01),细胞中Nrf2和HO-1的mRNA及蛋白表达水平显著下调(P<0.01)。结论 AST对血管内皮氧化损伤具有保护作用,且有一定的剂量依赖性,其机制可能是通过激活Nrf2/HO-1信号通路发挥作用。

酸枣仁提取物对ApoE小鼠动脉粥样硬化的调控作用

目的探讨酸枣仁提取物对动脉粥样硬化的调控作用及分子机制。方法通过网络药理学与生物信息分析,确立酸枣仁与动脉粥样硬化相关的候选靶标基因,通过富集分析揭示上述基因主要参与的信号通路,建立高脂饲养ApoE小鼠模型进行药效与机制研究。结果酸枣仁提取物可降低小鼠的血脂与血糖指标,减轻主动脉中脂肪斑块积累,激活Wnt/β-catenin信号通路。结论酸枣仁提取物可通过调控Wnt/β-catenin信号通路防治动脉粥样硬化,为未来开发心血管疾病治疗策略提供依据。

心音特征智能分析在心血管功能评估和疾病诊断中的应用

数字化心音与人工智能技术的结合可实现对心音进行精确地连续、定量分析和分类识别,使心音特征提取与融合分析在心脏血流动力学监测、心力衰竭分型诊断、先天性或风湿性心脏病分类、冠状动脉疾病检测等领域成为研究热点。本文综述心音特征智能分析在心血管功能评估和疾病诊断中的应用。

Sirt1/Sirt3信号靶向线粒体质量控制干预心血管病的研究进展并结合中药提出新思路

心血管病发病率高,死亡率高,经济、社会负担重,已成为亟待解决的重大公共卫生问题。线粒体质量控制是维持线粒体内稳态的基石,在心血管病进程中具有重要作用。有研究发现Sirt1/Sirt3信号参与了心肌线粒体质量控制作用机制,逐渐成为心血管病防治的重要靶点。同时,研究显示中药能够基于Sirt1/Sirt3信号调控心肌线粒体质量控制,改善心血管病,但尚不充分。因此,本文就Sirt1/Sirt3信号对心血管病线粒体质量控制影响的相关研究进行综述并结合中药提出新思路,以期为探讨心血管病作用靶点及中医药防治心血管病作用机制研究提供依据和方向。

机械力信号与部分心血管疾病的发生

机械力信号对多种心血管疾病有着重要的调控作用。机械应力可分为拉伸应力和剪切应力,拉伸应力可影响血管中所有类型的细胞,而剪切应力主要影响内皮细胞,它们通过机械传感器的作用引起细胞内化学信号的变化,从而调控各种生命活动。剪切应力可通过调控炎症相关信号通路调节动脉粥样硬化以及冠心病的发生;各种机械应力可通过调控血管内皮细胞、平滑肌细胞增殖,诱导细胞外基质纤维化,从而增加血压,调节肺动脉高压的发生。并通过调控MAPK、JAK/STAT等信号途径从而调节心脏肥大的发生。文章旨在探究机械力信号与部分心血管疾病发生发展的关系,阐明机械力信号诱发这些心血管疾病的分子机制,从而加深对这些心血管疾病发生发展的认识,为其治疗提供更广的思路。

Toll样受体4信号通路对慢性心力衰竭患者心血管事件的预测

目的:探究外周血中toll样受体4(toll-like receptor,TLR4)/髓样分化因子(myeloid differentiation factor,MyD88)/核因子κB(nuclear factorκB,NF-κB)信号通路对慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)患者心血管事件的预测价值。方法:选取2019年1月至2021年1月于山西省人民医院诊治的CHF患者124例,记为CHF组,按照病因分为冠心病组69例,扩张型心肌病(扩心病)组40例,高血压性心脏病(高心病)组15例,按照心功能分级,分为Ⅱ级组(n=40)、Ⅲ级组(n=50)和Ⅳ级组(n=34),根据是否存在不良心血管事件分为无不良心血管事件组(59例)、不良心血管事件组(65例),同期选取入院无明显心血管疾病、体检正常的健康者50例为对照组。比较各组患者外周血中TLR4、MyD88、NF-κB mRNA表达量,并绘制关于TLR4、MyD88、NF-κB mRNA的受试者工作特征曲线(ROC)以寻找其预测CHF患者发生心血管事件的最佳截断值。结果:CHF组LVEF、LVEDD以及外周血TLR4、MyD88、NF-κB mRNA表达显著高于对照组(P<0.05);三组在LVEF、LVEDD以及外周血TLR4、MyD88、NF-κB mRNA表达比较上,Ⅳ级组>Ⅲ级组>Ⅱ级组,两两比较差异均有统计学意义(P<0.05);Pearson分析发现,外周血TLR4、MyD88、NF-κB mRNA表达量与LVEF水平均呈负相关关系(P<0.05),而与LVEDD则呈正相关关系(P<0.05);不良心血管事件组患者外周血TLR4、MyD88、NF-κB mRNA表达显著高于无不良心血管事件组(P<0.05);ROC曲线分析显示,外周血TLR4、MyD88、NF-κB mRNA表达预测CHF患者发生不良心血管事件的AUC分别为0.753、0.651、0.664,当三者联合诊断时,其AUC、敏感度、特异度最高分别为0.893、84.60%、81.19%,均高于单独指标诊断价值(P<0.05)。结论:外周血中TLR4、MyD88、NF-κB mRNA表达在不同心功能分级CHF患者中存在差异,且与疾病严重程度密切相关,同时监测CHF患者上述标志物变化趋势对预测不良心血管事件发生具有一定临床意义。

可溶性鸟苷酸环化酶激动剂在心血管方面的研究进展

心血管疾病成为全球首要疾病负担,是目前最为严重的公共卫生问题。可溶性鸟苷酸环化酶激动剂在一氧化氮-可溶性鸟苷酸环化酶-环磷酸鸟苷信号通路调节心血管系统方面起着重要作用。越来越多的研究显示,可溶性鸟苷酸环化酶激动剂在心肌细胞肥厚、心肌重构及心肌缺血再灌注损伤等方面具有保护作用,其潜在的作用机制还有待深入探索。可溶性鸟苷酸环化酶激动剂可减少心血管死亡事件和心衰再住院风险。本文主要针对可溶性鸟苷酸环化酶激动剂在高血压、肺动脉高压及心力衰竭等心血管疾病方面的保护机制进行探讨,以期加深对可溶性鸟苷酸环化酶激动剂的认识。

陈皮心血管药理作用的网络解析

基于网络药理学探究陈皮治疗心血管疾病的作用机制.依托TCMSP数据库、DTPS靶点预测系统筛选陈皮活性成分及其潜在作用靶点,从GeneCards、DisGeNET、OpenTargets等数据库收集心血管疾病治疗靶点,将2类靶点进行交互处理得到陈皮治疗心血管疾病的靶点;借助Cytoscape 3.7.2软件构建活性成分-靶点网络;应用String平台构建靶蛋白互作网络;利用ClueGO插件富集靶基因GO生物学类型;运用DAVID(Version 6.8)平台分析靶基因KEGG通路,结合Omicshare数据库绘制KEGG通路气泡图.陈皮11个药效成分作用于PPARG、IL1B、ICAM1、VCAM1、PLG、APOB、F2、SOD1等32个心血管疾病治疗靶点;参与活性氧生物合成、脂质代谢正调控、血液凝固、平滑肌细胞增殖调控、活性氮代谢、氧化还原酶活性调控、血压调节等,涉及血脂代谢、心血管调节、血凝调控、炎症、内分泌相关的16条通路.陈皮通过抗炎、抗氧化、抗凝、保护心肌以及调节血脂等药理作用治疗心血管疾病.

基于β肾上腺素能受体信号通路防治心力衰竭的中西医研究进展

心力衰竭是各种原因所致心脏疾病的终末阶段,β肾上腺素能受体信号通路异常是心力衰竭发生、发展的重要病理生理机制之一。三种β肾上腺素能受体介导的信号通路及受体数量异常在心力衰竭发生、发展中发挥着不同的病理生理作用,如β_(1)肾上腺素能受体介导的钙离子/钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ信号,β_(2)、β_(3)肾上腺素能受体介导的Gi蛋白信号。本文主要综述三种β肾上腺素能受体信号通路在心力衰竭时的不同病理意义,以及中西医通过改善β肾上腺素能受体信号转导防治心力衰竭的研究进展。

基于FAERS对3种JAK抑制剂相关主要心血管不良事件及恶性肿瘤不良事件的真实世界研究

目的挖掘和评价Janus激酶(JAK)抑制剂的主要心血管不良事件(MACE)、恶性肿瘤有关的具体药物不良事件(ADE)信号,为临床合理用药提供参考。方法提取美国食品药品管理局不良事件报告系统数据库中3种JAK抑制剂(托法替尼、巴瑞替尼、乌帕替尼)从上市以来至2022年第一季度的MACE和恶性肿瘤有关的ADE数据,使用医学活动监管词典(Med DRA)的标准Med DRA查询确定首选术语(PT),并采用英国药品和保健品管理局的综合标准法及报告比值比法对心血管、恶性肿瘤ADE进行信号挖掘。结果共检测出与托法替尼、巴瑞替尼和乌帕替尼目标ADE有关的阳性信号148例、128例和200例。女性发病人数均多于男性,多发于18~65岁年龄段,结局主要以住院或住院时间延长为主。3种JAK抑制剂共检测出51种PT信号,托法替尼、巴瑞替尼和乌帕替尼的目标PT分别检出18种、20种和20种。信号分析显示,在MACE方面,托法替尼可能与增加患者发生肥厚性心脏病的风险存在关联;巴瑞替尼的剂量与目标患者的MACE发生率成正相关;乌帕替尼暂不能确定与MACE存在关联。在恶性肿瘤方面,暂不能确定所报告的与恶性肿瘤有关的ADE与3种JAK抑制剂存在关联。结论基于3种JAK抑制剂在真实世界不良事件的研究,提示临床医务人员在使用时应注意观察该类药物可能的与MACE和恶性肿瘤相关的药物不良反应。

RUNX1在心力衰竭中作用的研究进展

心力衰竭的发病率和病死率高,虽然医疗水平正在提升,但患者后期治疗效果仍不太理想。随着转录因子生物学的发展和技术的进步,靶向转录因子治疗心力衰竭已成为一种重要的手段。Runt相关转录因子1(Runt-related transcription factor 1,RUNX1)是心血管疾病新的治疗靶点,具有转化潜力,靶向RUNX1作为保护心功能和限制不良心室重塑的新的策略,在心力衰竭进展中发挥深远的作用。

一种可穿戴多生理信号采集系统

为了长期连续监测心血管慢性疾病患者的关键生理参数,设计了一种高性能小型化可穿戴多生理信号采集系统,从硬件、固件和软件3个方面实现了人体心冲击信号(ballistocardiogram,BCG)、心电信号(electrocardiogram,ECG)和脉搏血氧饱和度的长时间连续监测、联合采集和移动端APP上的实时显示。通过提取3种信号相应的特征参数并进行联合分析,可以反映重要心脏生理指标。对该系统的穿戴舒适性、功耗和信号强度进行实验测试,结果表明:该采集系统舒适性强,能精确采集人体心冲击信号、心电信号和脉搏血氧信号,最大工作电流仅为12.512 mA,可以应用于家庭中对于心血管慢性疾病患者的长期监护。

内皮间质转分化在心血管疾病中的研究进展

近年来越来越多证据表明内皮间质转分化(endothelial-to-mesenchymal transition,End MT)不但在心血管系统的发育过程中发挥着关键作用,在各种心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)发生中也扮演着重要角色。文中主要综述EndMT参与CVD发生发展过程的常见信号机制,并讨论如何在这些信号通路网找到逆转End MT的线索,为防治CVD提供新的靶点。

动脉粥样硬化炎症相关信号转导通路的研究进展

动脉粥样硬化(AS)是各种心脑血管疾病的病理基础,严重威胁着人类的健康,近年来炎症学说受到了越来越多学者的重视,从抗炎及免疫调节角度探讨抗AS是一种新思路,在炎症演变过程中,有多条信号通路参与其中,深入研究信号通路,有望成为动脉粥样硬化药物研究干预靶点。本文从分子生物学水平总结前瞻性的基础研究进展,以期给AS及其相关疾病的治疗带来启发。