心磁图与心电图的时-频域特性

心磁图(MCG)与心电图(ECG)是心脏系统电磁信息的数据载体, 它们都是非平稳信号, 非平稳信号最根本和最关键的性质是它的时频局域特性. 在满足时-频域不确定性原理条件下, 进化谱能够很好地反映此类生命系统数据中的局部时-频域特性. 通过对正常人MCG与ECG数据QRS波群的进化谱分析, 得到了QRS波群的时-频域特征参数: 品质因数Q和中心频率f_z.实验数据分析结果表明, 同一正常人MCG与ECG的特征参数具有一致性. 从心脏系统动力学层次上, 我们提出了QRS波群的时-频域特征参数Q和f_z存在阈值范围的建议, 当特征参数属于阈值范围时, 蕴涵心脏系统具有自我调节稳态能力, 属于正常状态; 当特征参数小于阈值时, 蕴涵心脏系统失去了稳态能力, 心肌缺血比较严重或有其他早期心脏病. 我们用不同类别心脏病态ECG样本数据对阈值范围的合理性进行了检验. 结果表明, 特征参数阈值范围概念是成立的, 它不仅为ECG在临床诊断中提供了一种新的参考判据, 也为MCG在心脏病医学中的应用提供了一种技术路线.     

基于分形的心电信号复杂度及其非线性动力学机制

体表心电图(electrocardiogram, ECG)信号是典型的非平稳谐和变频信号,属于非线性信号.传统的线性分析方法并不能很好地揭示ECG信号非线性本质.本研究采用多重分形理论,研究了大量样本同步十二导联心电图信号的奇异谱面积,经方差分析(analysis of variance, ANOVA)检验,该参数对所研究人群各导联均统计可分.结果显示,健康年轻人(healthy young, HY)十二导联ECG信号奇异谱面积的算术均值最大、离散度最小,而心梗(myocardial infraction, MI)患者十二导联ECG信号奇异谱面积算术均值最小、离散度最大,其他人群如心肌缺血(ischemia)患者、健康老年人(healthy old, HO)这两个值均处于中等大小水平.表明随着病变程度加深,心脏组织类分形结构受损或者发生结构改变,导致心电系统非线性动力学复杂程度降低,同时增加了心电信号传播的不规则性和各向异性.另外研究发现, ECG信号奇异谱面积在一定程度上反映了人体自主神经控制的强弱.随着年龄增长,奇异谱面积的十二导联均值逐渐减小,提示自主神经的自律控制功能逐渐减弱; ECG信号非线性复杂性下降,由多重分形趋向单重分形,意味着个体适应能力的降低.     

人体中的微弱磁场

人和生物体中的生物电流会产生微弱的磁场,例如人的心脏收缩舒张会产生约10~(-5)～10(-6)高斯的心磁场,人受到光线、声音或电等刺激时会在人脑部产生约10~(-8)～10(-9)高斯的脑磁场或称(脑)神经磁场。这些心磁场和脑磁场随时间变化的曲线称为心磁图(MCG)和脑磁图(MEG),与心电图(ECG)和脑电图(EEG)很相似。测量和研究人的心磁图、脑磁图和人体中其他部分(如肌肉、肺部等)的磁场,对于了解一些生理活动和病变机制很有帮     

寻找控制体重的基因

正肥胖是一种常见的身体机能失调,其主要负面作用是导致肥胖者罹患疾病和死亡。遗传因素在很大程度上决定了一个人能获取多少能量,其中又有多少转化为脂肪,而这又与肥胖发生风险相关。在一项针对早期发生的重度肥胖患者的调查中发现,有20多个基因会对身体质量指数(BMI)产生较大影响,     

英国开展世界最大规模生物医学影像研究

正一场规模空前的医学影像研究即将在英国拉开帷幕,这能够让研究人员更好地了解英国民众的身体内部状况。近日,位于斯托克波特市的非营利生物数据库——英国生物样本库宣称:在未来六到八年将对10万人进行身体器官扫描。通过磁共振成像技术(MRI)和其他标准技术扫描产生影像,并与其他数据(如健康和生活方式的数据)结合起来,能让研究人员更好地了解和诊断多种病症,如癌症、老年痴呆、关节炎、骨质疏松症和冠心病等。     

播种细胞 收获器官

人造皮肤的诞生 治疗烧伤的手术让人精疲力竭。为了使患者能生存下去,医生必须从患者未受伤的身体表面取下一些完好的皮肤,移植到整个烧伤部位。然而,医生们最头疼的就是难以在患者自身找到足够的、未被烧伤的皮肤。 最近,美国加利福尼亚一家生物工艺公司研制了一种名为“先进(人体)组织科学”(ATS)的新技术,它的最大特点是能制造出一种来源于新生婴儿的特殊皮肤。     

美洲惊现噬心寄生虫

在美洲,一个人如果突然身体不好了,那么他很可能是被寄生虫“控制”了.近年来,一种被称为“美洲新艾滋病”的传染病在美洲蔓延,它就像艾滋病那样随着血液交换而传播.该病的病原体是一种锥虫,它们寄生在人的血液中,并在心脏中繁殖,会导致心脏和肠的肥大.     

让我看看你的"芯"

近年来,作为电脑的心脏构件——芯片的革新可谓日新月异。不仅仅是它的运转速度快,而且功能迅速扩大。会看的芯片最近,一种“通用视觉处理器”(GVPP)芯片由法国影像技术研究所有限公司历经10多年开发成功。这种通用视觉处理器有模仿人眼感觉不同颜色和物体运动的能力,每秒能处理200亿个     

养好这些“价值连城”的器官

正有些人拼命赚钱,过度透支健康,忽略保养身体,却不知道身体本身最值钱。如果我们用一个具体的可衡量的手术或治疗费用来衡量,就可以看出身体有多值钱了。一颗心脏,28万元以上一台心脏移植手术费用约28万元人民币,加上患者出院后需长期服用抗排斥药物,对于大多数家庭来说,这是一笔很大的开支。压力大抽烟,饭局过量喝酒,饮食油腻高盐……你拼命赚来的钱,都是来自对心脏的透支。身体所有的功能都需要心脏泵血来维持,一旦心脏出问题,几十万都难买回寿命。如果因为冠心病、急性心梗等导致心力衰竭,也     

帕金森病新药物——给大脑消炎

正帕金森病是世界上第二常见的神经退行性疾病,全球有约1000万名患者。这种疾病的特征是产生多巴胺(一种与身体运动协调能力相关的物质)的脑细胞减少,并伴有大脑的慢性炎症。研究发现,在帕金森病患者的脑部,一些免疫细胞过于活     

迅速扩大的芯片功能

近年来,作为电脑的心脏构件,芯片的革新可谓日新月异。不仅仅是它的运转速度加快,而且功能迅速扩大。下面的介绍也许能让你大开眼界会看的芯片最近,一种“通用视觉处理器”(GVPP)芯片由法国影像技术研究所有限公司历经10多年开发成功。这种通用视觉处理器模仿人眼能感觉不同颜色和物体运动的能力,每秒能处理200亿个指令,而奔腾级处理器     

救命的人造心

正长期以来,心脏移植手术是终末期心衰患者最后的选择。但由于供体心脏短缺,近年来,人们开始把目光转向"延长生命的机器"——人工心脏。如果心脏"跳"不动了……心脏陪伴着人度过一生。在心脏的作用下,血液才得以在人全身流动,血液循环参与物质代谢和能量传输等功能。一旦心脏功能受损,人的生命安全就会受到极大的威胁。据报道,全球大约有2200万人罹患心脏衰竭,     

过速型室性心律失常事件的短时非线性心率变异性预测

过速型室性心律失常(室速和室颤)是心脏猝死的一个主要诱因, 有效的治疗手段是在体内置入埋藏式心脏复律除颤器. 心脏复律除颤器能够准确、有效地捕捉到患者心律失常事件的发作并及时发放电击指令. 本文采用两种基于熵的非线性复杂度测度——近似熵和样本熵, 以及两种线性测度——平均RR间期(心电图相邻R波之间的时间间隔)和平均RR间期的标准差, 分析了78名患者体内心脏复律除颤器中存储的135个室速或室颤事件刚刚发生前的一段RR间隔片段, 并与来自同样患者的没有室性心律失常事件发生时(通常为窦性节律)记录到的RR间隔序列进行比较. 结果显示, 过速型室性心律失常发作前患者心跳会出现明显的加快现象, 并且其心率变异性信号的近似熵和样本熵值均明显减小. 室速或室颤事件发作前的一段时间内, 患者自主神经系统中的交感神经张力增加, 而其心率变异性信号的复杂度却降低了, 表明心脏病患者过速型室性心律失常事件的自然发作并不是突发现象, 而是在发作前的一段时间内就已经有了某种先兆. 为了获得更好地识别室性心律失常事件的能力, 单独分析了矢量匹配容差对两种算法性能的影响, 从而确定了最佳的容差取值范围. 因此, 近似熵和样本熵测度有可能成为心脏复律除颤器中短时预测恶性过速型心律失常事件的有效的非线性参数.     

未来,你是这样工作的

正VR技术不仅只会影响某一个行业或科学研究的需要,它更有能力改变社会生活中的方方面面,包括医生的术前准备,也包括宇航员的太空旅行。以下是VR将改变各大行业的4种方式:体检:VR模拟诊断VR技术能让医生以全新的方式检查身体,把医学模型转化为互动式的3D虚拟影像。GE全球研发中心的生物医学图像分析主任Sandeep Gupta说:     

心血管疾病:生物化学行为

心血管疾病(Cardiovascular disease,CVD)仍然是死神的主要代名词,但人们可以采取措施来阻止世界头号健康杀手。令人心碎的统计数据心血管疾病是指心脏、血管和脑血管系统的疾病。与其他疾病相比,它夺去了更多人的生命,约占全球死亡人数的三分之一。在CVD中,缺血性心脏病(心脏供血不足)主要是由于动脉阻塞引起的(动脉粥样硬化)。心血管疾病是导致男性和     

模式生物斑马鱼在心血管疾病研究中的应用

斑马鱼近年来被广泛地应用于医学研究中。斑马鱼个体小、养殖费用低廉、身体透明,及易于基因操作等优势,使其成为一种理想的模式生物。笔者综述了模式生物斑马鱼在心血管疾病研究中的应用。首先介绍了斑马鱼的心血管发育、心血管影像、相关遗传学技术及斑马鱼作为模式生物在心血管疾病研究中的优势与不足;然后通过总结既往的研究,重点阐述了斑马鱼在动脉粥样硬化、心律失常、心肌病、先天性心脏病、心力衰竭、心脏再生、炎症、动脉生成、血栓及心血管药物筛选等领域的应用进展。     

机械心脏

人造心脏和辅助装置前景如何?当今最突出的问题是动力源。去年5月7日上午11点过后不久,心胸外科医师W.S.皮尔斯(William S.Pierce)博士在位于宾夕法尼亚州Hershey地区的宾夕法尼亚州立医学院快速而准确地切去了一只山羊心脏的两个心室,并准备植入一个全人造心脏维持该动物的生命。皮尔斯博士象在人的患者身上做手术一样,戴着面罩,穿上外衣,通过与茶碟大小差不多的山羊胸腔开口,工作了六个小时。在他身边有一个大型的由医师和护士组成的保     

先天性心脏病三维超声病理形态学诊断

先天性心脏病(Congenital Heart Disease先心病)是由于多种原因引起胎儿发育早期心脏形成过程中出现心脏发育异常而导致的先天性心脏结构畸形。在我国,每出生1000个活产婴儿中就有7～8个婴儿患有先天性心脏病,按照目前人口出生率计算,我国每年将新出生先心病患者10～15万(其中50％在一岁以内死亡,早期的准确解剖诊断和治疗是关键)。畸形     

自然信息

心房利钠肽(ANP)是由心脏分泌的,它能增强肾脏盐和水的排出。最近,Harris等用微灌注技术表明,这种肽能通过抑制血管紧张素Ⅱ(一种促进钠和水重吸收的激素)而阻滞肾小管对钠和水的摄取,     

从幻想走向现实的全息技术

从经典的《星球大战》到《钢铁侠》,立体全息影像在很多科幻电影中以特效的形式呈现给观众.影片中的人物可以跟在空气中形成的三维影像进行交流互动,不仅带来了震撼的视觉效果,也引发了人们对未来技术的憧憬.那么电影当中的这种技术距离我们的现实生活到底有多远呢? 全息摄影的奥秘 全息,顾名思义指自然界的人或物的散射或发射光的全部信息(包括光波的振幅和相位信息).全息摄影则是一种真正意义上的三维成像技术,普通摄影只能记录光某个方向的强度(或振幅)信息,而全息摄影利用了光的干涉和衍射原理,不仅能够记录光的强度,还能记录光从哪里发出,朝哪个方向发射的信息(即相位信息).