气囊时空域形变可视化的桡动脉血压波形测量方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81360229
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2802.人体医学信号检测、识别、处理与分析
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Blood pressure waveform contains a wealth of physiological and pathological information of cardiovascular system. In the early onset of cardiovascular and cerebrovascular diseases, some exception information is already contained in the arterial blood pressure waveform. The accurate measurement of blood pressure waveform is of great significance for both clinical medicine and basic science. In this project, an airbag probe used to detect artery blood pressure waveform is made of a flexible thin-film. The airbag sensing probe is developed convenient to be worn on the wrist. And we use binocular stereo vision to detect the macro-distant of airbag probe deformation. Build multi information synchronization acquisition, detection and control system for airbag deformation, airbag internal pressure, and probe pressure loading. And adjust the probe pressure based on artery nonlinear mechanical characteristics, in order to sensitively acquire the film deformation which reflects the changes in blood pressure. Based on the deformation constraint of airbag probe film and movement constraint of artery, obtain the time-spatial domain deformation of the internal surface of airbag probe. Furthermore, the three-dimensional dynamic deformation should be analyzed in time-spatial domain and transform domain, In order to obtain the essential characteristics of blood pressure. The mechanical model of the probe film and vascular is planed to be built to research the transform and delivery mechanism of blood pressure. Finally, based on Hemodynamics, Information Fusion and Finite Element Analysis and other theories or methods, we can reveal the dynamic relationship and laws between blood pressure and other signals, such as time-spatial domain deformation of the thin-flim internal surface of airbag probe, pressure load and the internal pressure of probe. The mathematical model of blood pressure measurement is planned to be established to achieve accurate measurement of continuous blood pressure. It also can enhance our understanding of pulse information in Traditional Chinese Medicine pulse diagnosis.
血压波形中包含心血管系统丰富的生理和病理信息。在心脑血管疾病发病早期,某些异常信息已经蕴涵在动脉血压波形中。血压波形的精确测量对于临床医学和基础医学均具有重要意义。本项目采用柔性薄膜形成气囊探头,作用在桡动脉上,依据气囊薄膜时空域形变,检测桡动脉血压波形。研制方便配戴在腕部的气囊传感探头,基于双目视觉实现气囊形变的微距检测;依据薄膜的形变约束和动脉血管的运动约束,获取气囊施压下气囊内表面的时空域形变,并对该形变进行时空域和变换域分析,以期获取反映血压的本质特征。构建气囊形变、气囊内压、探头加载压力多信息同步采集、检测和控制系统;建立气囊薄膜与血管间作用的力学模型,研究气囊施压下血压经动脉壁和周围组织至皮肤形变的变换与传递机制。揭示血压与气囊薄膜时空域形变、施压载荷、探头内压等信号间的动态联系与规律,建立血压测量的数学模型,以期实现无创血压波形的精确测量,并加深对中医脉诊机理的认识。

结项摘要

血压波形中包含心血管系统丰富的生理和病理信息。在心血管疾病发病早期,某些异常信息已经蕴涵在动脉血压波形中。若能精确无创地连续监测血压波形,就可以获得更多的生理、病理信息,有助于对心血管疾病的有效预防及诊断治疗。本项目采用柔性薄膜形成气囊探头,作用在桡动脉上,依据气囊薄膜时空域形变,检测桡动脉血压波形。研制双目视觉脉搏检测系统,其中的气囊传感探头,可将桡动脉血压变化引起的桡动脉搏动,经血管及其周围组织、皮下组织和皮肤,转换为气囊探头薄膜内表面的动态形变和运动;系统中的两台工业相机同步微距检测气囊探头薄膜内表面形变及运动图像(即脉搏图像),捕捉薄膜的变化信息,实现脉搏搏动可视化。基于动态脉搏图像,依据视觉测量原理及薄膜的形变约束和动脉血管的运动约束,结合数字图像处理方法,精确获取薄膜上多点形变幅度;分析其随时间的变化规律,进而提取多点脉搏波;并重构动态脉搏三维形态,获取气囊施压下气囊内表面的时空域形变;对该形变进行时空域分析,获取三维脉象信息等反映血压的本质特征。构建血压模拟平台,同步采集模拟血管形变图像、模拟血管内压力波形、探头内压、探头加载压力等信号;研究分析气囊探头施压下,血管内压力变化至血管壁形变的变换与传递机制。借助神经网络、线性回归、有限元仿真等分析方法,建立了血压测量的数学模型,揭示血压与气囊薄膜时空域形变、探头加载压力、探头内压等信号间的动态联系与规律,实现了桡动脉血压波形的无创测量。该研究对于临床医学和基础医学均具有重要意义,且通过该研究加深了对中医脉诊机理的认识。

项目成果

期刊论文数量(25)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(1)
基于有限元分析的脉搏形态三维重构
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国医学物理学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张爱华;刘宗福;林冬梅;杨力铭
  • 通讯作者:
    杨力铭
Spectral Clustering with Local Projection Distance Measurement
具有局部投影距离测量的光谱聚类
  • DOI:
    10.1155/2015/829514
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
    MATHEMATICAL PROBLEMS IN ENGINEERING
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Diao, Chen;Zhang, Ai-Hua;Wang, Bin
  • 通讯作者:
    Wang, Bin
双目视觉脉搏检测系统中图像特征提取方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国科技论文在线
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张爱华;杨莉苹;王平;林冬梅
  • 通讯作者:
    林冬梅
Detection of multipoint pulse waves and dynamic 3D pulse shape of the radial artery based on binocular vision theory
基于双目视觉理论的桡动脉多点脉搏波及动态3D脉搏形态检测
  • DOI:
    10.1016/j.cmpb.2017.11.025
  • 发表时间:
    2018-03-01
  • 期刊:
    COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Lin, Dongmei;Zhang, Aihua;Wang, Jingyang
  • 通讯作者:
    Wang, Jingyang
基于无线通信的多信号实时采集与分析系统
  • DOI:
    10.14107/j.cnki.kzgc.15d2.0382
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    控制工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张爱华;王倩;丑永新
  • 通讯作者:
    丑永新

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其他文献

Stabilization of Pattern in Complex Ginzburg–Landau Equation with Spatial Perturbation Scheme
  • DOI:
    10.1088/0253-6102/49/6/40
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
    Commun. Theor. Phys.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张爱华
  • 通讯作者:
    张爱华
电爆炸超高速喷涂法在304不锈钢表面制备Ti_3SiC_2陶瓷涂层
  • DOI:
    10.19289/j.1004-227x.2020.16.003
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电镀与涂饰
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张爱华;李楚;刘宗瀚;杨富龙;王琦;朱亮
  • 通讯作者:
    朱亮
重视环境砷污染健康风险评估研究
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2018.10.001
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华预防医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张爱华;王大朋
  • 通讯作者:
    王大朋
亚砷酸钠抑制人肝细胞增殖并诱导其凋亡(英文)
  • DOI:
    10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.09.1686
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国生物化学与分子生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙宝飞;杨和平;余佳;张爱华;骆衡
  • 通讯作者:
    骆衡
PKC-Nrf2/Keap1-ARE抗氧化通路与肝脏疾病
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1004-616x.2012.02.017
  • 发表时间:
    2012-03
  • 期刊:
    癌变.畸变.突变
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡勇;张爱华
  • 通讯作者:
    张爱华

其他文献

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张爱华的其他基金

焊剂片约束电弧焊接过程建模与质量预报
  • 批准号:
    61866021
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
脉搏触觉信息检测及其与心电信号的融合研究
  • 批准号:
    30670529
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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