目的 探讨贝达喹啉联合肝爽颗粒治疗耐多药肺结核(multidrug resistant tuberculosis,MDR-TB)的应用效果及对γ 干扰素诱导蛋白10(interferon-γ inducible protein-10,IP-10)、细胞因子信号传导抑制蛋白1(suppressors of cytokine signaling,SOCS1)的影响.方法 按1:1倾向性匹配原则将2022年1月至2022年10月河北省胸科医院结核四科收治的144例MDR-TB患者分为对照1组、对照2组及联合组,各48例.3组均在予以常规治疗基础上,对照1组予以肝爽颗粒,对照2组予以贝达喹啉,联合组予以肝爽颗粒和贝达喹啉.比较3组治疗第4、8、12、24、36、48周痰菌转阴率及中位转阴时间.比较3组治疗48周后病灶吸收情况、空洞变化情况.比较3组治疗前、治疗第8、24、48周血清炎症因子[干扰素-γ(interferon-γ,IFN-γ)、白细胞介素(interleukin,Il)-4、Il-17、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、IP-10、SOCS1]水平及受试期间不良反应发生情况.结果 对照2组、联合组第4、8、12、24、36、48周痰菌转阴率均高于对照1组(P均<0.05);对照2组、联合组中位转阴时间均早于对照1组(P均<0.05);对照2组、联合组病灶吸收率分别为93.75％、95.83％,均高于对照1组56.25％(P均<0.05);对照2组、联合组空洞改善率分别为95.83％、95.83％,均高于对照1组62.50％(P均<0.05);联合组第8、24、48周IL-17、TNF-α、IL-4水平<对照2组<对照1组(P均<0.05);联合组第8、24、48周IP-10、SOCS1水平<对照2组<对照1组(P均<0.05);对照2组、联合组心电图异常率分别为16.67％、12.50％,均高于对照1组(0)％(P均<0.05);联合组肝损伤和胃肠系统不良反应发生率均为0,分别低于对照2组12.50％、16.67％ 和对照1组14.58％、14.58％(P均<0.05).结论 含贝达喹啉治疗方案能提高MDR-TB的病灶吸收率、空洞闭合率、痰菌转阴率,抑制炎症反应,联合肝爽颗粒虽未增强疗效,但能进一步改善炎症反应,减少肝损伤和胃肠道不良反应的发生,可能有助于增加患者贝达喹啉治疗的耐受性和依从性.

针对传统去心电信号(ECG)干扰算法处理异常ECG信号效果欠佳的问题,提出一种基于小波双阈值滤波算法的膈肌肌电(EMGdi)信号降噪方法.该方法以小波系数为基础,构造QRS群波中R峰的检测阈值,进而准确定位R峰位置.在此基础上,采用干扰区间两侧小波平均能量作为干扰区间阈值计算依据,对干扰区间进行平滑处理.通过临床EMGdi信号去ECG干扰实验,结果表明本文方法在去干扰性能上优于传统算法,尤其针对弱EMGdi信号去干扰优势更加明显.

目的 探讨脑心通胶囊"心脑同治"的免疫和炎症标志物.方法 采用结扎左前降支冠状动脉(left anterior descending coronary artery ligation,LAD)模型为心肌缺血模型,大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型为脑缺血模型.雄性SD大鼠随机分为8组,包括用于心肌缺血研究的假手术组、LAD模型组、脑心通(110mg/kg)组和卡托普利(10.125mg/kg)组,以及用于脑缺血研究的假手术组、MCAO模型组、脑心通(220mg/kg)组和银杏提取物(50mg/kg)组,每组15只.药效学指标选择心电图、心肌酶谱、透射电镜等;生物信息学和蛋白质组学预测并筛选免疫炎症标志物;利用qRT-PCR和Western blotting验证关键备选标志物靶点的mRNA和蛋白相对表达量.结果 脑心通胶囊不仅降低LAD大鼠的心梗死率、心肌酶活性(P＜0.01),改善心肌损伤,还能降低LAD大鼠的脑海马组织损伤和脑水肿(P＜0.05).对于MCAO大鼠,脑心通胶囊显著降低脑梗死率、神经功能评分和脑组织含水率(P＜0.05、0.01),同时减轻心肌组织和细胞损伤,降低心肌酶活性(P＜0.01).根据生物信息学和蛋白质组学结果,Toll受体信号通路的相关靶点是"心脑同治"的关键所在,有成为标志物的潜力.在心肌缺血和脑缺血2种状态下,α-干扰素(interferon-α,IFN-α)、Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)、TLR7、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)共4个靶点的mRNA和蛋白相对表达量显著变化(P＜0.05、0.01),表明LAD大鼠和MCAO大鼠的海马中出现炎症因子风暴和免疫反应瀑布.结论 IFN-α、TLR4、TLR7、TNF-α能够作为海马中"心脑互损""心脑同治"的免疫和炎症标志物.

针对日常生活中对可穿戴、低噪声心电检测以及复杂心律失常的院前、院后监测管理的迫切需求,本研究探讨了一种新型基于多层丝网印刷柔性生物电干电极的单导联心电胸带.首先,分析了基于导电银浆聚合物的柔性干电极材料与皮肤接触的生物电检测等效电路模型;然后,采用丝网印刷技术将热塑性聚氨酯(TPU)、导电墨水(银浆)及可拉伸密封材料等分层印刷在普通织物基底上,并制备形成由两个测量电极和一个参考电极构成的单导联条形心电采集胸带.为了评估该单导联心电胸带的信号检测性能,本研究设计实验对5名健康受试者在行走、上楼、静息及扭腰等4种运动状态下进行5 min的体表心电信号监测,并量化测试了的R波峰值检测、信噪比(SNR)、信号伪影比(SAR)及阳性预测值(PPV)等4项指标值.实验结果显示,静息状态下的体表心电检测的平均R波峰值振幅为1.36 mV,SNR为2.05 dB,SAR为5.53,阳性预测值为99.81％,而运动状态下的运动伪迹则可通过心电胸带内置的运动状态监测器实现主动降噪,验证了所研制的基于柔性生物电干电极的单导联心电胸带具有良好的生物相容性及抗干扰能力.

目的 通过同步的运动信息,减少因运动干扰导致的误报警数量以及测量时间.方法 开发了一种基于运动传感器辅助的生理信号监护系统,可连续采集和实时处理生理参数数据,并基于加速度传感器对生理信号的过程特征及参数结果进行优化,可将参数结果和报警实时传输至用户端.结果 系统在消化科、心内科、内科、肝胆外科和急诊科多个科室进行验证,数据采集时长为1 940 h.心电(electrocardiograph,ECG)误报警数量减少82.8%,心电正确报警的占比上升28%;无创血压(non-invasive blood pressure,NIBP)测量时间平均下降16.1 s;呼吸率的测量错误次数减少71.9%.结论 基于运动传感器辅助的生理信号监护系统可以有效纠正运动干扰下的误报警和减少测量失败的情况,有助于改善临床监护的报警疲劳.

抗运动伪迹是动态心电监测设备最重要的性能之一,当前缺乏能够规范化测试抗运动伪迹性能的手段.采用心电模拟仪和特制导电皮革构建模拟人体皮肤的装置,为贴附在上面的心电监测设备产生心电信号输入.采用机械臂和固定支架来搭建运动模拟系统,将导电皮革固定上去,对机械臂编程实现人体各种运动状态的模拟,让心电监测设备产生相应的运动伪迹.采用无线方式对读取采集到的心电信号进行观察、分析、对比,评价心电监测设备的抗运动伪迹性能.试验结果显示,为了给两组动态心电监测设备人为制造出微小差异,系统可以精准测试出在拉伸、扭转等可控运动条件下引入的干扰信号,并比较优劣.研究证明,该测试系统可为优化抗运动干扰的研究提供方便、准确的验证手段,可帮助持续提升心电产品抗运动伪迹性能.

传统方法进行心电图(ECG)信号分解是基于QRS特征波经验性识别固有模式函数变量(IMF),但ECG信号和噪声信号之间存在频带混叠,导致去噪效果较差,针对此问题提出一种改进鲸鱼算法(IWOA)优化变分模态分解(VMD)算法参数,并和改进小波阈值相结合的方法.利用VMD基于完全非递归分解的特性,在鲸鱼算法中引入感知扰动机制,并用等螺距阿基米德螺旋曲线代替经典的对数螺旋曲线,对VMD中的模态个数K和惩罚参数α进行寻优;然后对ECG信号进行VMD分解,得到一系列IMF分量,通过相关系数判定噪声分量,对其进行改进小波阈值去噪;最后将各分量重构,得到去噪后的信号.将本文方法与单独使用小波阈值算法或VMD算法进行去噪对比实验,结果表明,本文方法可以有效去除ECG信号中的各种干扰,更好地保留ECG信号波形特征,具有潜在的临床指导意义.

目的 胸外按压及电除颤是救治心脏骤停患者的两种常用手段,对患者进行电除颤前需分析其心电图(electrocardiogram,ECG),而胸外按压会干扰患者的心电分析.本研究设计了一种用于心肺复苏的心电分析算法以及配套心电采集模块,以解决因胸外按压伪迹导致的心电误识别为室颤的问题.方法 该心电采集模块采用若干模拟数字电路搭建而成.自动分析程序采用经近似熵算法改进的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型进行心电分类.采用MIT-BIH心律失常数据库进行验证,并在实机测试中通过在心电采集模块中耦合同频段干扰进一步验证.结果 相比无近似熵改进版本的分类程序,使用该CNN模型分析程序可将含同频段伪迹的正常心电识别准确率由CNN的 86.3%提升至 97.78%;在存在同频段伪迹的实机测试中,使用该分析程序可将心电识别准确率由 20%提升至96%.测试结果表明,当存在非同频段伪迹干扰时,该设计模块分类准确;当存在同频段伪迹的情况下,对正常心电信号的心电分类准确率依然高达90%以上.结论 基于熵和卷积神经网络模块的抗按压伪迹干扰心电自动识别性高、抗干扰能力强,后续可推荐其用于自动胸外按压电除颤一体机等高同频段伪迹场合的心电采集与自动诊断,以减少误判.

动态心电信号易受环境和行为等因素的干扰,其质量难以保证.本文在对现有心电质量评估技术进行深入研究的基础上,提出了基于多指标融合的动态心电质量评估方法.该方法主要由指标提取、融合与综合评估三部分组成.指标分为外层指标与内层指标,前者依据电极片脱落检测指标,将信号分为可用与不可用;后者依据时域、频域分析的结果,分别提出基于小波变换的基线漂移程度指标、基于上下包络差的幅值变化程度指标以及基于功率谱估计的频率成分指标.对于融合部分,内层指标融合采用信息熵加权的加法合成法,内层与外层之间融合采用乘法合成法.综合评估采用区间估计的方法得到阈值,进一步划分信号质量的好与坏.通过比较两种方法,结果表明区间估计法(准确度:96.24％;灵敏度:97.83％)明显优于经验阈值法(准确度:92.39％;灵敏度:95.16％).本文提出的评估方法是可行的,为动态心电信号提供了一种更加精确的质量评估方法.

针对心电信号中的室性早搏心拍检测问题,使用经验小波变换(EWT)实现心电信号的自适应分解.根据心电信号时频能量变化特征,提出了一种低复杂度的频域累积能量特征计算方法,并分析了室性早搏与正常心电信号的特征差异性.最后利用反向传播神经网络在MIT-BIH心电数据库上进行心拍样本训练与识别测试.结果表明基于EWT的特征提取避免了传统时域特征提取中的QRS波群检测过程,降低了其它干扰因素对诊断结果的影响,具有较高的分类精度与良好的鲁棒性,总体敏感度与总体阳性检测率分别达到96.55％和97.73％.