《中国组织工程研究与临床康复》杂志2010年2月9期发表了来自重庆邮电大学生物信息学院任超世等作者的文章“无创电阻抗胃动力检测与评价”,利用约简方法对脑电信号特征进行特征筛选,降低脑电特征数目。
△实验中的操作方法:
1 胃动力电-机复合机制
胃的收缩是发生在平滑肌细胞膜表面的肌电活动的机械性表现,它由胃平滑肌的电活动开始,引发胃体、胃窦收缩并向远端的幽门传播,是一个从电活动开始,到机械收缩、胃体蠕动、传导的复杂过程。胃动力包含复杂的电-机复合过程,必须从电-机复合机制的高度认识和研究胃动力检测和评价方法。
已观察到两种胃的肌电活动:慢波和锋电位。锋电位直接与窦部收缩有关。当慢波伴发锋电位,胃窦就发生收缩。因为锋电位只发生在慢波时相上,所以胃收缩的节律由胃慢波的频率决定。
食物摄入后,胃容积增加、变大,在食物消化期间,胃的收缩和胃体运动以及胃内食物状态的变化等都将导致胃电特性的明显改变。采用生物电阻抗技术,依据消化过程中胃阻抗特性及其变化,可有效地提取反映胃容积(胃排空)和胃动力(胃的收缩和胃体运动)状况的信息。
胃电图(EGG)反映胃电活动的节律性,胃阻抗信号直接与胃的运动状态相关,将胃电图和阻抗胃动力检测紧密结合,研究胃电活动与机械收缩的偶联关系,进行多信号相关分析,就可以实现胃动力电-机复合过程研究,建立有效的胃动力功能无损伤检测和评价新方法。
2 阻抗胃动力检测方法
检测系统由正弦信号发生器、恒流源、电极(I1,I2,V1,V2)、前置放大器、解调滤波电路、数据采集单元和上位PC机构成。恒流源提供的50 kHz,2 mA交流测量电流经激励电极I1,I2进入人体;由测量电极V1,V2获取的阻抗信号经前置放大,解调滤波后送入数据采集系统进行A/D转换及数字化处理;然后进入上位机,由专用软件完成胃动力信息提取、分析、计算、胃排空与胃动力阻抗谱测量等。
由腹部体表采集的是一种混合信号,从混合信号中正确分离胃动力信号的难度较大。胃动力信号具有3次/min的频率特征。呼吸干扰的排除是阻抗胃动力信息提取的关键技术之一。小波变换是一种有效的时域-频域分析方法。本文采用Daubechies小波序列成功地从包含阻抗呼吸和血流的混合信号中分离出胃运动信号。
为研究胃动力信号的节律性特征,按节律将2~ 4 cpm分类为正常胃运动范围,低于2 cpm的为胃动过缓,大于4 cpm的为胃动过速。并进行相应的频谱与能谱分析,动态或运行谱测量,主频变异系数(frequency instability coefficient,FIC)、功率变异系数(power instability coefficient,PIC)等时域和频域变异性分析等。
本文从电-机复合机制的认识高度,将阻抗胃动力检测和同步胃电图结合,建立了一种无创胃动力检测和评价方法。
△作者认为:
胃动力是一个从电活动开始,到机械收缩、胃体蠕动、传导的过程。课题从电-机复合机制的高度认识和研究胃动力,考虑胃电活动与机械收缩的偶联,将阻抗胃动力检测与同步胃电信号结合,将建立全新的胃动力学检测和评价方法。长期以来,人们对胃动力功能的研究落后于对胃的内、外分泌功能及胃的形态学研究,其中一个很重要的原因是由于缺乏方便、有效的胃动力学检查方法或手段。目前,胃动力临床检查仍缺乏可完整了解胃运动和排空情况的方法以作为诊断常规。胃的运动包括胃的径向收缩和沿胃体,胃窦直至幽门的传播运动。文章的单道阻抗方法仅反映胃径向收缩和纵向传播的综合效果。进一步的方法学研究应发展多导测量技术,提取沿胃体、胃窦到幽门的运动传播信息,分析其时相关系。
△值得他人借鉴的特点:
阻抗胃动力测量方法是一种无损伤技术,显示了很好的应用和发展前景。作为一种发展中的技术,目前的一些临床应用研究还是初步的,进一步扩展和继续深化临床实验十分重要。通过多病种、大样本的临床实验和数据积累才能建立合理的诊断判据,提高应用效果,改进和完善检测方法。
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