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左前额叶参与非相关词对的语义编码过程──来自光学成像的佐证

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心理学报 2001年第1期33卷 48-54页

作者：杨炯炯曾绍群骆清铭管林初匡培梓龚辉 Britton Chance 中国科学院心理研究所华中理工大学生物医学光子学研究所武汉430074 Department of Biochemistry and Biophysics University of Pennsylvania

通过研究左前额叶在非相关词对的语义编码过程中的作用，探讨近红外光学成像技术用于脑高级认知活动检测的可行性。被试在两种实验条件下分别学习视觉呈现的20个汉字非相关词对，要求被试或将词对组成一个有意义的句子（深加工），或判... 详细信息

通过研究左前额叶在非相关词对的语义编码过程中的作用，探讨近红外光学成像技术用于脑高级认知活动检测的可行性。被试在两种实验条件下分别学习视觉呈现的20个汉字非相关词对，要求被试或将词对组成一个有意义的句子（深加工），或判断两个词是否具有相同的结构组合（浅加工）。光学成像器即时记录连续光透过额骨及前额皮层后760nm和850nm的漫射光强变化，以此推测相应脑组织的血容量变化。结果表明，与浅加工相比，左下前额叶在深加工时的血容量增多，尤其是背外侧部分。

关键词：前额叶语义加工情节记忆近红外光谱术功能成像

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递增负荷运动后肌氧含量和血乳酸的恢复研究

中国体育科技 2011年第5期47卷 73-77,85页

作者：沈友青徐国栋武汉体育学院研究生部湖北武汉430079 湖北第二师范学院体育系湖北武汉430205 江汉大学体育学院湖北武汉430056

目的:研究递增负荷运动后肌氧和血乳酸的恢复特点及特征性指标的关联性,探索恢复评价的有效指标与科学化手段。方法:14名赛艇轻量级运动员进行递增负荷运动试验,采用静止休息的方式恢复至安静状态。用近红外光谱术(NIRS)监测运动时及恢... 详细信息

目的:研究递增负荷运动后肌氧和血乳酸的恢复特点及特征性指标的关联性,探索恢复评价的有效指标与科学化手段。方法:14名赛艇轻量级运动员进行递增负荷运动试验,采用静止休息的方式恢复至安静状态。用近红外光谱术(NIRS)监测运动时及恢复期主动肌氧含量的变化,提取肌氧恢复幅度(H)、半恢复时(TR),计算肌氧半恢复速率(RHbO2)。在运动停止后即刻及恢复期测定血乳酸,找出峰值(Blamax)及峰值出现的时间(t)、恢复至30min时的血乳酸浓度(Bla30),计算乳酸清除速率(RBla)。结果:肌氧含量与血乳酸的变化与氧化代谢水平和恢复程度相适应。肌氧半恢复速率RHbO2和血乳酸清除速率RBla存在显著的正相关(r=0.791,P<0.01),回归方程存在显著意义。结论:肌氧和血乳酸的变化在内在机制上存在必然的联系,可以反映机体的恢复水平和氧化代谢能力。将RHbO2取代传统指标RBla应用于代谢能力和恢复评价具有可行性;NIRS为训练监控的科学化发展提供了有效的检测手段。

关键词：近红外光谱术恢复肌氧含量血乳酸

递增强度运动过程中NIRS肌氧拐点在评价人体最大有氧能力中的作用

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武汉体育学院学报 2011年第1期45卷 33-39页

作者：张立宋高晴武汉体育学院运动人体科学研究所湖北武汉430079 郑州大学体育学院运动生理教研室河南郑州450044

应用近红外光谱技术(NIRS)测定肌肉递增强度工作时肌氧含量变化与最大摄氧量和无氧阈指标之间的关系;分析肌氧拐点与无氧阈拐点产生的机制及在测定最大有氧能力中的作用。方法:受试者17名按运动水平分为A、B两组在功率自行车上以逐级递... 详细信息

应用近红外光谱技术(NIRS)测定肌肉递增强度工作时肌氧含量变化与最大摄氧量和无氧阈指标之间的关系;分析肌氧拐点与无氧阈拐点产生的机制及在测定最大有氧能力中的作用。方法:受试者17名按运动水平分为A、B两组在功率自行车上以逐级递增负荷蹬车,测定右股外侧肌肌氧含量并同步测量VE、VCO2、VO2、HR,并在每级负荷末测定血乳酸。结果:研究发现递增负荷运动时肌氧含量呈台阶状下降,负荷较低时,肌氧在负荷开始阶段迅速下降之后保持平衡或升高,负荷较高时肌氧持续下降,肌氧的变化与血容量相吻合。肌氧含量与摄氧量、心率及血乳酸等值高度相关(P<0.01)。肌氧下降时出现拐点与乳酸阈、通气阈拐点基本一致。结论:研究表明NIRS测定动态肌肉收缩时肌氧含量变化对运动强度具有较高敏感性;肌氧拐点与通气无氧阈、心率无氧阈、乳酸阈在时间和强度上相一致,表明肌氧含量的测定可以用于人体最大有氧能力的评定。

关键词：运动生理近红外光谱术肌肉氧含量血乳酸最大有氧能力

短期冲刺间歇训练对青年男子篮球运动员肌氧含量和运动能力的影响

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体育学刊 2016年第4期23卷 122-126页

作者：张学领郑州大学体育学院河南郑州450044

观察短期冲刺间歇训练对运动员运动中肌氧含量以及运动能力的影响,为科学合理制定训练计划提供依据。将30名青年男子篮球运动员随机分为实验组(EG,n=15名)和对照组(CG,n=15名)。CG运动员正常训练,EG在正常训练基础上每周进行2次冲刺间... 详细信息

观察短期冲刺间歇训练对运动员运动中肌氧含量以及运动能力的影响,为科学合理制定训练计划提供依据。将30名青年男子篮球运动员随机分为实验组(EG,n=15名)和对照组(CG,n=15名)。CG运动员正常训练,EG在正常训练基础上每周进行2次冲刺间歇训练,实验周期为4周。分别于实验前后利用递增负荷实验测定有氧运动能力;30 s Wingate实验测定无氧运动能力;近红外光谱测定技术(NIRS)监测高强度间歇运动实验中(反复5次30 s Wingate实验,间歇期4 min)股外侧肌氧含量的变化。结果显示:实验后,组内与实验前比较,EG受试者递增负荷实验时的最大摄氧量和最大有氧功率升高(P0.05);CG受试者所有指标均无显著性变化(P>0.05)。结果表明:短期冲刺间歇训练改善了青年男子篮球运动员有氧、无氧运动能力以及间歇运动时外周骨骼肌的摄氧能力。

关键词：运动生理学冲刺间歇训练肌氧含量运动能力近红外光谱术青年男子篮球运动员

肌氧含量的相对有效下降值与最大摄氧量的对比研究

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武汉体育学院学报 2007年第1期41卷 58-60,77页

作者：沈友清王建珍徐国栋湖北教育学院体育系湖北武汉430205 河南师范大学体育学院河南新乡453007 武汉体育学院运动人体科学系湖北武汉430079

采用近红外无损肌氧监测系统,对赛艇运动员在递增强度运动时骨骼肌组织中肌氧的变化进行监测,测定不同运动员的肌氧含量相对有效下降值(Deff),并测定最大摄氧量(.VO2max)。将监测到的Deff与.VO2max的变化作对比研究,以期探讨骨骼肌组织... 详细信息

采用近红外无损肌氧监测系统,对赛艇运动员在递增强度运动时骨骼肌组织中肌氧的变化进行监测,测定不同运动员的肌氧含量相对有效下降值(Deff),并测定最大摄氧量(.VO2max)。将监测到的Deff与.VO2max的变化作对比研究,以期探讨骨骼肌组织中肌氧含量的相对变化与.VO2max的变化规律及相关关系。研究结果显示运动中肌氧含量的相对有效下降值与最大摄氧量存在相关性,这为用无损伤技术监测人体运动时氧化代谢能力提供了新的途径。

关键词：近红外光谱术赛艇运动员肌氧含量相对有效下降值最大摄氧量

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基于RF的近红外无线肌氧检测系统的研制

基于RF的近红外无线肌氧检测系统的研制

作者：周娟华中科技大学

学位级别：硕士

体育运动会对人体机能产生影响,而人体肌肉内血氧含量是反映机体在运动状态下生理特征的一个重要指标。近年来发展迅速的近红外光谱术可以连续、无损,实时的检测人体局部组织和器官中的血氧含量相对变化。本文将近红外肌氧检测技术与短... 详细信息

体育运动会对人体机能产生影响,而人体肌肉内血氧含量是反映机体在运动状态下生理特征的一个重要指标。近年来发展迅速的近红外光谱术可以连续、无损,实时的检测人体局部组织和器官中的血氧含量相对变化。本文将近红外肌氧检测技术与短距离无线通信技术相结合,研制了一套基于射频(RF)技术的无线近红外肌氧检测系统,能够为测试者提供大范围的运动自由,提高了系统的便携性,实现对运动员肌氧状态变化的较远距离监控。文章介绍了系统方案的调研,系统硬件以及系统软件的设计。并对各个硬件功能模块和软件程序模块进行了详细介绍,包括三波长光源驱动、光电探测、放大滤波、数据采集、AD转换、数据无线通信、PC机串口通讯以及用户端接收软件编程等的实现方法。系统的时间分辨率达到400 ms,无线通信距离在30 m以上。通过性能测试、在体前臂阻断实验及在体负荷递增实验,经分析组织血氧变化情况验证了无线近红外肌氧检测系统的有效性。性能测试包括长时间稳定性测试及暗噪声测试,验证了系统的安全性及稳定性。在体前臂阻断实验通过模拟离体实验的等容条件,监测的血氧信号变化趋势与实际生理变化过程相符合。最后对在体负荷递增实验的实验结果进行了初步分析,随着负荷的递增人体血氧状态发生了相应的变化,验证了系统的有效性。

关键词：近红外光谱术肌氧射频无线通信

近红外脑功能成像数据处理分析平台的开发和应用

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近红外脑功能成像数据处理分析平台的开发和应用

作者：罗德武华中科技大学

学位级别：硕士

近红外光谱术（Near-infrared Spectroscopy,NIRS）利用近红外光在生物组织中低吸收和高散射的特性,提供基于血红蛋白浓度变化的血液动力学信息,反映大脑皮层的血氧代谢情况,可用于检测人脑功能活动。已有的连续波（Continuous Wave,CW... 详细信息

近红外光谱术（Near-infrared Spectroscopy,NIRS）利用近红外光在生物组织中低吸收和高散射的特性,提供基于血红蛋白浓度变化的血液动力学信息,反映大脑皮层的血氧代谢情况,可用于检测人脑功能活动。已有的连续波（Continuous Wave,CW）NIRS脑功能成像系统可以实现脑功能响应的快速测量,但缺乏配套的数据处理分析软件。本研究以CW NIRS脑功能成像系统采集到的实验数据为基础,研究数据处理和分析方法,围绕近红外脑功能成像数据处理分析平台的开发,主要的研究内容如下:（1）结合现有的CW NIRS系统的特点,开发可分析NIRS数据的软件平台,对采集的光强数据经过转换、滤波降噪、叠加平均等处理,得到反映脑功能响应的血液动力学参数,对处理的结果以时域曲线和二维地形图的形式显示,直观的展现实验中被试的大脑活动状态,同时实现统计分析功能,进一步评估实验结果。对软件平台需求按照模块划分并开发,建立NIRS数据处理分析平台。（2）对开发的NIRS数据处理分析平台进行性能评估。首先,模拟脑功能活动过程中的血液动力学响应和生理干扰,生成含有噪声信号的血氧数据。随后采用软件平台的数据处理方法进行模型仿真实验,并对提取的血氧数据质量进行评估,结果表明软件平台的处理方法理论上可以从背景噪声中提取到效信号。（3）应用软件平台处理分析在体实验数据。采用CW NIRS仪器测量Stroop效应中前额叶的活动,利用软件平台对采集到的数据进行处理,并分析数据处理结果,观察到认知冲突过程中的激活脑区,实验结果表明软件平台能够检测到任务期大脑的激活响应,可以应用于脑功能研究。本研究通过对模型实验和在体实验的数据进行处理和分析,证明所开发的软件平台具有可靠、相互依赖性小、简洁、友好、拓展度高等优势,可以应用到NIRS脑功能成像的研究中。

关键词：近红外光谱术脑功能成像仿真数据处理软件平台

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基因免疫治疗危险期重症监护仪

基因免疫治疗危险期重症监护仪

作者：李泽斌电子科技大学

学位级别：硕士

基因免疫治疗常常引发高强度的免疫反应,导致患者出现发烧、水肿、多器官功能衰竭等症状。因此,这种治疗迫切需要有效的监测系统对患者进行实时监护。然而,目前临床上主要使用的监测方式,缺乏对关键性生理、病理指标的获取,致使医护工... 详细信息

基因免疫治疗常常引发高强度的免疫反应,导致患者出现发烧、水肿、多器官功能衰竭等症状。因此,这种治疗迫切需要有效的监测系统对患者进行实时监护。然而,目前临床上主要使用的监测方式,缺乏对关键性生理、病理指标的获取,致使医护工作者很难对患者的病情做出准确判断。本文研制了一套基因免疫治疗危险期重症监护仪。该仪器可针对休克、水肿、发烧等症状,进行无创连续的监护。目前,仪器已集成了休克监护模块,水肿和发烧的相关研究也进入了预临床实验的阶段。本文基于近红外光谱技术,对人体组织水含量及深层体温的监测算法进行了初步探索。并在模拟仿真的基础上设计并实现了仪器的监测探头、控制电路以及配套的软件程序,同时对仪器开展了的验证性实验及预临床实验。验证性实验结果表明,本监护仪具有良好的灵敏性、稳定性及响应一致性。在预临床实验中,被试者通过完成规定的运动以实现其体温等生理参数的改变。在使用本监护仪对被试者进行监测的同时,实验还使用了双波长的近红外光谱监护仪及医用温度计进行同步监测,作为实验的对照组。与双波长的近红外光谱监护仪相比,本监护仪测得的血红蛋白浓度表现出更为明显的变化趋势。预临床实验中测得的组织水信号,包含了水在人体内浓度及温度的变化信息。这个复合信号呈现出线性增加的趋势,并且在被试者运动停止时产生了显著的变化。同时,本监护仪测得的温度值与医用温度计的测量值相差较小(平均值为0.15摄氏度)。以上实验结果,展现了本仪器的监测方法相较于双波长方法的优势,也验证了本监护仪在组织水含量及深层体温监测方面的有效性。本文的主要创新点为:得出了人体组织水、脂肪含量及深层体温的初步监测算法;设计了并部分实现了一台治疗危险期重症监护仪;设计并开展了一个检测人体血液参量等信息的预临床实验。本文在组织水、脂肪含量及深层体温的无创监测研究中,取得了较多的成果,并在重症监护、多生理参量监测等领域中,显示出较大的参考价值和潜在的应用价值。在下一步研究中,本课题将通过大量的临床实验,进一步优化算法,实现组织水浓度等生理参量的绝对值测量,并逐步建立水肿等症状的评估模型。

关键词：重症监护近红外光谱术无创监护多参量监测

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脑功能光电联合检测系统的初步研制

脑功能光电联合检测系统的初步研制

作者：杜鹏华中科技大学

学位级别：硕士

多模式认知功能成像已经逐渐成为现代认知神经科学领域的一个研究热点,通过几种不同技术的结合运用可以获得更多、更有价值的信息。其中,脑电图(EEG)可以直接测量神经活动的电信号,记录某一特定的事件相关电位(ERP);近红外光谱术(NIRS)... 详细信息

多模式认知功能成像已经逐渐成为现代认知神经科学领域的一个研究热点,通过几种不同技术的结合运用可以获得更多、更有价值的信息。其中,脑电图(EEG)可以直接测量神经活动的电信号,记录某一特定的事件相关电位(ERP);近红外光谱术(NIRS)能够以ms级的时间分辨率反映了与大脑皮层激活状况相关的血液动力学参数变化信息。两种方法结合运用,具有非常广阔的前景。本文首先阐述了脑电与近红外技术用于脑功能检测的基本原理,在实验室原有的近红外成像系统基础上,初步设计并实现了一套脑功能光电联合检测系统。在硬件方面,系统选择专用集成芯片(ASIC)设计微弱脑电信号的放大和滤波等预处理电路、近红外光源及其驱动电路、光电探测器;探头柔软易佩带且与皮肤间的贴附性好,电极位于其中心;计算机通过数据采集卡(PCI6259)控制光源工作时序并完成三通道的信号采集,采样率可达400 Hz。在软件方面,本文对原有近红外成像系统软件进行了改进,不再使用原有系统软件设计中的定时器控制,程序整体框架改用多线程技术,使采样计算与绘图两个线程同时执行,实现了信号采集与脑电波形、血氧、血容含量变化的实时显示。通过系统性能测试和模型实验,本文对系统的工作性能及测量结果进行了有效性验证。采用安静状态下的脑电采集实验和在体Cuff实验,观察并分析实验曲线的变化,从而证明系统在体实验的可行性。

关键词：多模式认知功能成像事件相关电位近红外光谱术血氧血容量