胸-頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、胸頭部血壓變化與腦部供血情況有關(guān)，也反映環(huán)境變化對(duì)人體的刺激引起的心臟自主神經(jīng)的調(diào)節(jié)和人體自身狀況。頭部血壓變化的連續(xù)監(jiān)測(cè)在航空、航天等軍事應(yīng)用領(lǐng)域和臨床工作中具有重要意義。 在一定條件下，脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間與血壓之間的變化關(guān)系是生理學(xué)上明確的現(xiàn)象。已經(jīng)證明在個(gè)體化校正的前提下，可以通過脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間的測(cè)量來表征血壓變化。 在運(yùn)用脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間表征頭部血壓時(shí)，由于胸-頭距離短，傳導(dǎo)時(shí)間短，因此如何準(zhǔn)確獲得胸-頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間

2、成為獲取頭部血壓變化信息的首要問題。 本文在論證脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間與血壓關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過實(shí)測(cè)和分析頭部R波脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間(R-wave-gatedPulseWaveTransitTime，RWPWTT)測(cè)量技術(shù)存在的問題，提出了能更準(zhǔn)確地反映胸-頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間的測(cè)量技術(shù)。 研究發(fā)現(xiàn)了頭部RWPWTT時(shí)間組成中的R波心臟收縮始期(R-wave-gatedPreisovolumictime，RWPIT)與等容收縮期(Isov

3、olumiccontractiontime，ICT)在不同條件下存在變異性，因而直接利用頭部RWPWTT來表示胸—頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間存在較大誤差。為了克服這些誤差，本文提出了同時(shí)利用心電圖的R波、心音圖和頭部脈搏波三種信號(hào)之間的時(shí)相關(guān)系，同時(shí)獲得RWPIT、ICT和胸—頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間三項(xiàng)信息的新技術(shù)，并詳細(xì)論證了準(zhǔn)確獲得胸—頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間的原理和方法。 為了證明本文提出的測(cè)量技術(shù)的實(shí)用價(jià)值，初步構(gòu)建了在體位變換床上進(jìn)行連續(xù)、同

4、時(shí)獲取胸—頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間等與心臟自主神經(jīng)和體位等因素對(duì)頭部血壓調(diào)節(jié)過程有關(guān)的定量動(dòng)態(tài)信息的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。證明了這些技術(shù)在心血管功能調(diào)節(jié)狀態(tài)方面存在著重大的應(yīng)用價(jià)值和前景。 論文主要工作成果： (1)觀察并分析了心臟收縮始期對(duì)RWPWTT測(cè)量產(chǎn)生的影響。根據(jù)Frank-Starling機(jī)制，分析得到心臟收縮始期數(shù)值受心肌纖維初長(zhǎng)變化的影響，也就是左心室舒張末期容積影響。并根據(jù)影響左心室舒張末期容積的因素，分析討論了在不同呼吸

5、模式下，心臟收縮始期對(duì)RWPWTT測(cè)量產(chǎn)生的影響。提出心臟收縮始期與RWPWTT的同向變化關(guān)系和心臟收縮始期對(duì)RWPWTT的高估作用。 (2)觀察并分析了等容收縮期對(duì)RWPWTT測(cè)量產(chǎn)生的影響。根據(jù)心臟后負(fù)荷和心肌收縮性或變力狀態(tài)的理論，討論了等容收縮期與PWTT反向的變化關(guān)系。指出等容收縮期對(duì)RWPWTT的低估作用。 (3)為了克服利用頭部RWPWTT來表示胸—頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間存在的較大誤差，提出了同時(shí)利用心電圖的R波

6、、心音圖和頭部脈搏波三種信號(hào)之間的時(shí)相關(guān)系，同時(shí)獲得RWPIT、ICT和胸—頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間三項(xiàng)信息的新技術(shù)。 (4)根據(jù)心臟收縮始期數(shù)值受左心室舒張末期容積影響，而左心室舒張末期容積反映心臟前負(fù)荷的情況，提出一種采用心臟收縮始期數(shù)值評(píng)價(jià)心臟前負(fù)荷的指標(biāo)的無創(chuàng)測(cè)量方法。 (5)結(jié)合心臟收縮始期、等容收縮期對(duì)RWPWTT測(cè)量產(chǎn)生的影響，認(rèn)為雖然RWPWTT在測(cè)量方便性上具有優(yōu)勢(shì)，但是在準(zhǔn)確性上卻存在嚴(yán)重問題。尤其是在測(cè)量頭

7、部動(dòng)脈的脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間方面RWPWTT是不能使用的方法。 (6)論述第二心音的主動(dòng)脈瓣成分測(cè)量PWTT的方法與血壓變化之間的關(guān)系。根據(jù)改進(jìn)的抬腿靜壓法在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上對(duì)多名被試者進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證第二心音測(cè)量PWTT與血壓變化之間的線性關(guān)系。并推導(dǎo)證明用第二心音測(cè)量PWTT的方法計(jì)算的脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間等效收縮期的脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間。 (7)建立了體位變換控制系統(tǒng)在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)同步地測(cè)量心電、心音、頭部顳淺動(dòng)脈脈搏波、腕部橈動(dòng)脈

8、脈搏波、柯氏音、袖帶壓力、體位姿態(tài)等多路生理信號(hào)。 (8)以脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間的方法連續(xù)、無創(chuàng)地觀察到體位變換中血壓的變化情況和心臟自主神經(jīng)對(duì)血壓變化進(jìn)行的調(diào)節(jié)過程。以往實(shí)驗(yàn)方法只能夠記錄到連續(xù)的RR間期的變化和仰臥位、立位兩個(gè)固定姿態(tài)時(shí)的平均收縮壓和舒張壓，無法了解人體在體位變換過程中血壓變化的情況和心臟自主神經(jīng)對(duì)血壓變化的調(diào)節(jié)情況。能夠以脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間的方法連續(xù)、無創(chuàng)地觀察到體位變換中血壓的變化情況為評(píng)估飛行人員的加速度耐力和保

9、證飛行安全提供了新的解決思路。能夠促進(jìn)作戰(zhàn)訓(xùn)練、裝備研制的創(chuàng)新發(fā)展。 (9)采用脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間的方法實(shí)現(xiàn)了壓力反射敏感性的低負(fù)荷的準(zhǔn)確測(cè)量，從不同的實(shí)驗(yàn)角度觀察心臟自主神經(jīng)對(duì)血壓變化進(jìn)行的調(diào)節(jié)過程和能力。目前未見到采用此方法的報(bào)道。 (10)根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)理論，提出基于個(gè)人體域網(wǎng)的無線生理信號(hào)采集系統(tǒng)。運(yùn)用該系統(tǒng)將改變傳統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)被試者帶來的身心負(fù)荷干擾。更加適合在正常作業(yè)狀態(tài)下測(cè)量脈搏波等信號(hào)和將脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間表

10、征血壓的理論應(yīng)用到軍事應(yīng)用。 課題工作創(chuàng)新點(diǎn)： (1)分析并證明心臟收縮始期和等容收縮期對(duì)RWPWTT測(cè)量產(chǎn)生的影響 (2)提出了同時(shí)利用心電圖的R波、心音圖和頭部脈搏波三種信號(hào)之間的時(shí)相關(guān)系，同時(shí)獲得RWPIT、ICT和胸—頭脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間三項(xiàng)信息的新技術(shù)。即同時(shí)獲得反映心臟前負(fù)荷和后負(fù)荷的評(píng)價(jià)指標(biāo)。已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)柎a：200610081543.6。 (3)建立了以第二心音主動(dòng)脈瓣關(guān)