光学体积描记术信号与血容量变化的相关性研究

摘要

目的: 探讨下肢负压实验(Lower Body Negative Pressure，LBNP)模拟人体低血容量环境的可行性。 研究光学体积描记术(photoplethysmography，PPG)信号与LBNP模拟的人体低血容量变化的相关性。 方法: 在通过伦理委员会认证后，招募9位健康志愿者（7男2女）参与此次研究，志愿者通过下肢负压实验(Lower Body Negative Pressure，LBNP)模拟人体低血容量环境，同时监测心率血压等生命体征和PPG信号并运用软件分析获得PPG信号的高度、宽度及面积，并通过统计学方法分析这些参数。 结果: 一共有9位志愿者参与此次实验，2受试者因无法耐受LBNP而剔除。7位志愿者中，最大可耐受的负压为-110mmHg，最小为-90mmHg，平均可耐受负压为-100±7.07mmHg;我们选取了志愿者平静状态(pre)时，负压在-10mmHg时，负压在-60mmHg时和志愿者出现不适(sympt)时等4个不同的时间节点的所有参数。7位志愿者中，心率从从平静状态的68bpm升到出现不适时的101bpm(p＜0.001);平均收缩压从平静状态的127mmHg降到出现不适时的102mmHg(p=0.008);舒张压从平静状态时的73mmHg降到出现不适时的72mmHg(p=NS)，脉压从平静状态时的54mmHg降到出现不适时的29mmHg(p＜0.001)。并且随着负压渐进式加大，心率渐进式加快，收缩压、舒张压和脉压渐进式降低。 PPG信号的宽度从平静状态时的0.8292s降到出现不适时的0.4454s(p＜0.001);面积从平静状态时的0.0241V.s降到出现不适时的0.0062V.s(p=0.01); AC从平静状态时的0.0285降到出现不适时的0.0114(p=0.01);高度从平静状态时的0.0437v降到出现不适时的0.0083v(p=0.007)。宽度、面积、AC和高度都随着负压渐进式加大而渐进式降低。与心率和血压的在人体低血容量环境下的生理变化趋势一致。 结论: 本次研究通过对7位接受完整LBNP实验的志愿者进行心率、血压、PPG信号的数据收集以及对其在平静状态时、不适反应出现时等不同时间节点时的数据进行分析后，得出以下结论: 1、下肢负压试验可用来模拟人体中心性低血容量环境。 2、PPG信号对血容量变化的反映与心率、血压等生命体征对血容量变化的反映一致。有其潜在的监测实时血容量变化的可能性。 3、PPG信号的高度和AC都反映血液动脉部分的流动。有其潜在的估测心脏每搏量的可能性。

目录

声明

摘要

引言

第一章 相关研究背景

1．1 PPG信号来源

1．2 波形分析

1．3 监测部位

1．4 参数分析

1．4．1 高度(Height)

1．4．2 宽度(Width)

1．4．3 面积(Peakarea)

1．5 下肢负压实验(Lower body negative pressure，LBNP)

第二章 实验研究

2．1 临床资料与方法

2．1．1 受试者

2．1．2 实验步骤

2．1．3 数据收集及分析

2．1．4 统计分析

2．2 结果

第三章 讨论

结语与展望

参考文献

附录

致谢