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通过反射模式近红外光学断层扫描对手持式光声成像进行光谱校正
摘要: 在许多临床应用中,对组织/血管氧饱和度水平的活体成像具有首要研究价值。为此,本研究探究了两种独特且互补的成像模态——光声成像(OA)与近红外断层扫描(NIROT)的联合可行性,两者均以非侵入式反射模式运作。实验采用两个模拟扰动发生前后组织光学异质性的仿体进行。光声成像可解析深度达25毫米的亚毫米级类血管光学吸收体,但存在信号频谱畸变;近红外断层扫描则用于成像背景扰动,并在波长组合(760纳米/830纳米)下估算仿体内部光通量。这使得类血管吸收体的光声信号得以频谱校正:830纳米与760纳米吸收系数比值的误差从60%-150%降至10%-20%。结果表明,动脉血氧饱和度(SO2)水平测定误差可控制在<10%,且血管SO2相对变化的监测精度更优。该成果依赖于对目标血管产生光声信号的准确识别。
关键词: 注量补偿、近红外光学断层成像、血氧饱和度、定量光声成像、光声信号量化、多模态成像、光谱校正
更新于2025-09-23 15:23:52
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多波长光电贴片传感器在绿光和橙光照射下的血氧饱和度测量
摘要: 基于光电容积描记法(PPG)的脉搏血氧仪通常采用红光和红外光照射来获取血氧饱和度(SpO2)读数。此外,运动伪影的存在严重限制了脉搏血氧仪生理测量的实用性。本研究采用多波长光电贴片传感器(mOEPS)的红绿组合光源,旨在提升SpO2测量过程中对受试者运动的抗干扰能力。实验方案包含31名健康受试者,分为两个子方案进行SpO2测量研究:第一个子方案的15名受试者在静息状态下采集数据(允许自由活动手臂),第二个子方案的16名受试者在骑行和步行运动中采集数据。结果显示两个子方案的SpO2测量值均呈现高度一致性(相关系数r=0.98)。该成果为生理监测提供了一种稳健且经济高效的解决方案,有望实现不限制用户肢体活动的健康监测。
关键词: 绿色和橙色照明,光电贴片传感器(mOEPS),血氧饱和度(SpO2),身体运动,脉搏血氧测定法
更新于2025-09-23 15:23:52
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肿瘤体内定量光声成像研究:定量测量中的基线变异
摘要: 光声成像(PAI)可提供血红蛋白水平及血氧饱和度(sO2)信息。为评估肿瘤内sO2和血红蛋白的变异性(例如治疗响应情况),研究者采用光声成像系统(MSOTinVision-256TF)检测了小鼠皮下头颈部肿瘤的这些参数基线变异。对麻醉动物(咪达唑仑-芬太尼-美托咪定)的肿瘤进行75分钟成像,期间变换体位并持续6天重复检测。结果显示:75分钟成像过程中,肿瘤平均血红蛋白和血氧饱和度呈线性递增趋势;而肿瘤体位变动对这些时间趋势无显著影响。此外发现,6天内血氧饱和度下降百分比与肿瘤生长速率呈负相关。本研究证实PAI能为评估肿瘤内/间变异性的临床意义提供基线数据,这些数据最终可能对预测和/或监测癌症治疗效果具有重要价值。
关键词: 头颈部皮下肿瘤,血红蛋白,哌莫硝唑,血氧饱和度,缺氧,光声成像
更新于2025-09-23 15:22:29
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[2019年IEEE第19届国际纳米技术会议(IEEE-NANO)- 中国澳门(2019年7月22日-7月26日)] 2019年IEEE第19届国际纳米技术会议(IEEE-NANO)- 基于碳纳米颗粒的光纤激光超声换能器用于血管内声血栓治疗
摘要: 本文介绍了一种真正的腕部脉搏血氧仪,这是一种无创医疗设备,能够测量人体脉搏率和血液中的血氧饱和度。该设备的创新性在于其新颖设计——作为一种新型反射式血氧仪,它采用凹面结构来容纳光源和传感器。该设备的新型反射式传感器??樯杓莆ü尴呤荽浣衅魇莘⑺椭粮浇闹悄苁只8寐霾跻且淹瓿煽⒂胄W?,并对校准曲线进行了分析。这种脉搏血氧仪的创新设计使用户能够全天连续佩戴这款低成本设备于手腕上,避免了传统指夹式血氧仪的不便。
关键词: 腕部血氧仪,生物医学传感器,血氧饱和度,反射式血氧测定法,脉搏血氧测定法
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2019化合物半导体周(CSW)- 日本奈良(2019.5.19-2019.5.23)] 2019年化合物半导体周(CSW)- 基于(111)A面GaAs量子点的量子纠缠光子发射二极管:对温度升高的鲁棒性
摘要: 本文介绍了一种真正的腕部脉搏血氧仪,这是一种无创医疗设备,能够测量人体脉搏率和血液中的血氧饱和度。该设备的创新性在于其新颖的设计——它是一种新型反射式血氧仪,采用凹面结构来容纳光源和传感器。该设备的新型反射式传感器模块设计为通过无线数据传输将传感器数据发送至附近的智能手机。该脉搏血氧仪已经过开发与校准,且对校准曲线进行了分析。这种脉搏血氧仪的创新设计使用户能够全天持续佩戴这款低成本设备于手腕上,避免了传统指夹式血氧仪的不便。
关键词: 血氧饱和度、反射式血氧测定法、腕式血氧仪、生物医学传感器、脉搏血氧测定法
更新于2025-09-23 15:21:01
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[ACM出版社 第二届国际会议 - 台北,台湾(2018年8月13日-2018年8月15日)] 第二届电子社会、电子教育与电子技术国际会议论文集 - ICSET 2018 - 基于反射式光电容积描记法检测四肢血氧饱和度与心率
摘要: 本研究旨在构建一种反射式血氧饱和度(SpO2)与心率(HR)四肢检测装置,改进传统仅能测量手指、脚趾和耳垂的传输式SpO2设备。通过Silicon Labs Si1143传感器、Arduino Nano开发板、自校准SpO2算法及移动应用软件,组成移动式反射型SpO2与HR检测设备。通过静态四部位及运动后实验测试本装置,其结果能达到与临床设备相当的性能水平(配对t检验显示无显著差异)。本研究已申请临床试验许可,后续计划通过抽血对比校准不可验证身体部位的校正曲线与补偿因子,为临床人员提供即时局部SpO2与HR信息,评估血管缝合及高压氧治疗效果。
关键词: 光电容积描记法、血氧饱和度、心率、血管缝合、高压氧治疗、四肢
更新于2025-09-23 15:21:01
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接触针疗法治疗化疗所致周围神经病变疗效的光学检查:汉方疗法中望诊与光谱信息的整合
摘要: 癌症化疗所致周围神经病变(CIPN)会降低患者生活质量,常导致具有潜在疗效的化疗被迫中断。接触针疗法(CNT)是基于汉方医学理念的日本传统针灸方法之一。临床经验认为CNT对CIPN有效,但客观评估存在困难。我们除症状评分外重点关注了血氧饱和度,已提出用于估算皮肤血氧饱和度的光程长度矩阵法(OPLM),该方法有助于定位包括神经损伤在内的周围组织损伤。四名CIPN患者接受CNT治疗后,采用不良事件通用术语标准(CTCAE)4.0版和FACT/GOG-Ntx量表在治疗前后评估CIPN严重程度,同时测量右足趾尖血氧饱和度与血红蛋白浓度,计算各指标间的相关系数。结果显示治疗后FACT/GOG-Ntx评分和血红蛋白水平较治疗前显著改善(p<0.05),血氧饱和度与血红蛋白呈中高度相关性(0.5<|r|<1)。皮肤血氧饱和度能反映组织损伤与血液瘀滞状态,通过测量皮肤色光谱可实现客观评估。CNT或可作为CIPN安全有效的替代治疗方案之一。我们基于皮肤色光谱信息的评估方法,在某种意义上融合了汉方医学的"望诊"与科学检测手段。
关键词: 血氧饱和度,针灸,接触针疗法(CNT),肤色光谱,日本传统(汉方)医学,化疗诱导的周围神经病变(CIPN)
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年IEEE第21届电子封装技术会议(EPTC) - 新加坡, 新加坡 (2019.12.4-2019.12.6)] 2019 IEEE第21届电子封装技术会议(EPTC) - 印刷电子中不同导电层激光图案化的工艺研究
摘要: 如今,压力引发的心理和躯体疾病几乎已成流行病。虽然已有书面自我报告焦虑测量方法,但这些指标的获取往往耗时较长。对于体弱、疼痛或处于急性焦虑状态的医疗患者而言,完成书面报告可能负担过重。因此,从神经生理数据中评估应激反应的简单快速无创方法至关重要。本文报道了一项研究:使用双通道便携式近红外光谱设备,通过前额叶皮质氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白浓度变化来预测状态-特质焦虑量表(STAI)指数。我们通过在贝叶斯框架内构建结合非线性基函数和马尔可夫链蒙特卡洛实现的机器学习算法实现预测。本研究针对四组不同数据集(两组青年受试者与两组老年受试者)进行预测实验,每组受试者17至20人且每人仅参与一次。受试者无需执行任何任务,仅需保持静息状态。四组数据的均方根误差分别为6.20、6.62、4.50和6.38。各年龄组间预测精度未见显著差异,鉴于STAI量表分值范围为20至80,这些预测结果具有合理准确性。结果表明该方法在压力管理和医疗实践等实际场景中具有应用潜力。
关键词: 血氧饱和度、预防医学、焦虑指数、神经元活动、局部脑血流、转化工程学、近红外光谱技术、健康与安全、预测方法、氧合血红蛋白
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 提升低品质硅片用于高效硅异质结太阳能电池应用
摘要: 本文介绍了一种真正的腕部脉搏血氧仪,这是一种无创医疗设备,可测量人体脉搏率和血液中的血氧饱和度。该设备因其创新设计而具有新颖性,是一种新型反射式血氧仪,其凹面结构用于容纳光源和传感器。该设备的新型反射式传感器??樯杓莆ü尴呤荽浣衅魇莘⑺椭粮浇闹悄苁只?。该脉搏血氧仪已开发并完成校准,且对校准曲线进行了分析。这种脉搏血氧仪的创新设计使用户能够全天连续佩戴这款低成本设备于手腕上,避免了传统指夹式血氧仪的不便。
关键词: 腕部血氧仪,生物医学传感器,血氧饱和度,反射式血氧测定法,脉搏血氧测定法
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用基质辅助激光解吸飞行时间质谱法(MALDI-ToF MS)诊断二氧化硫中毒继发性硫化血红蛋白(SulfHb)——一种针对罕见临床问题的新方法
摘要: 硫血红蛋白血症是一种罕见病症,由血红蛋白中的血红素部分发生不可逆的硫酸化形成硫血红蛋白(SulfHb)所致,其诱因包括某些药物代谢产物和细菌感染产生的硫化氢(H2S)。该病的临床表现与高铁血红蛋白血症(MetHb)相似。此外,由于硫血红蛋白与高铁血红蛋白在光密度(OD)吸收光谱上存在广泛重叠——硫血红蛋白的吸收峰会掩盖高铁血红蛋白更明显的特征性OD吸收偏移,动脉血气分析仪常难以区分两者的诊断。 一位73岁女性患者出现低氧饱和度(SaO2约75%)、中心性紫绀但动脉氧分压正常(pO2约12 kPa),临床怀疑存在硫血红蛋白。在不同系统上进行的多次动脉血气分析均显示高铁血红蛋白定量检测报错。经过换血治疗后,患者的氧饱和度和紫绀症状得到改善。对患者全血进行的全波长(500-700 nm)OD分光光度分析提示存在硫血红蛋白,在620 nm处有次要吸收峰。通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-ToF MS)对患者输血前后的全血样本及正常对照样本进行检测,证实患者血液中存在与血红素结合的硫、一氧化硫和二氧化硫成分,这一关键发现明确了导致血红蛋白硫酸化的独特原因(与既往报道不同)。经换血后硫血红蛋白水平下降,最终在查明病因来源(一种含泻盐的便秘补剂)后完全消除。 MALDI-ToF质谱技术为硫血红蛋白血症等罕见血液综合征提供了快速、特异且灵敏的新型诊断手段,还能识别与血红素结合的特定化合物。本研究为硫血红蛋白的来源(源自二氧化硫而非既往报道的硫化氢)提供了重要诊断依据。
关键词: 硫血红蛋白诊断、硫酸化血红蛋白、质谱法、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、动脉血气分析仪、血氧饱和度、高铁血红蛋白
更新于2025-09-19 17:13:59