全身體積描積器大多基于三維成像技術(shù),常見(jiàn)的有激光掃描、光學(xué)投影等原理。以激光掃描為例,設(shè)備通過(guò)向人體表面發(fā)射多條激光束,激光在人體表面反射后被高精度的傳感器接收。這些傳感器記錄下激光從發(fā)射到反射回的時(shí)間差、角度等信息,依據(jù)三角測(cè)量原理,就可以準(zhǔn)確計(jì)算出人體表面各個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)。眾多這樣的點(diǎn)組合起來(lái),便構(gòu)建出了人體表面的三維模型。
在獲取了人體表面的完整三維模型后,利用專(zhuān)業(yè)的數(shù)學(xué)算法對(duì)模型所包圍的空間進(jìn)行體積計(jì)算。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),是將人體模型分割成無(wú)數(shù)個(gè)微小的立方體或者四面體等規(guī)則幾何單元,通過(guò)積分等運(yùn)算方式,累加這些微小單元的體積,從而得到人體整體或者特定部位(如肢體、軀干等)的準(zhǔn)確體積數(shù)值。而且,為了應(yīng)對(duì)人體呼吸、姿態(tài)輕微變動(dòng)等情況,設(shè)備通常會(huì)進(jìn)行多次快速掃描取平均值,以確保體積測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性。
整個(gè)過(guò)程中,配備了高性能的數(shù)據(jù)采集卡,能夠?qū)崟r(shí)收集傳感器傳來(lái)的海量數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)傳輸至配套的計(jì)算機(jī)軟件中。軟件一方面負(fù)責(zé)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、降噪等預(yù)處理,去除因環(huán)境干擾、人體輕微抖動(dòng)等因素產(chǎn)生的誤差數(shù)據(jù);另一方面按照既定的算法進(jìn)行三維建模和體積計(jì)算,直觀(guān)地在屏幕上顯示出測(cè)量結(jié)果,同時(shí)還可以將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來(lái),方便后續(xù)的對(duì)比分析。
全身體積描積器的使用注意事項(xiàng):
-定期校準(zhǔn)傳感器和流量計(jì),確保測(cè)量精度。
-清潔體描箱,避免殘留藥物或污染物影響結(jié)果。
-檢查氣路密封性,防止漏氣導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差。
-避免快速溫差變化,保持環(huán)境溫度穩(wěn)定。
-霧化給藥時(shí)需均勻控制藥量和速度,防止動(dòng)物嗆咳或過(guò)度刺激。
-長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)需提供食物和水,維持動(dòng)物生理狀態(tài)。
-剔除異常波形(如動(dòng)物劇烈活動(dòng)或咳嗽導(dǎo)致的干擾)。
-對(duì)比基礎(chǔ)值與激發(fā)后的變化,避免單次測(cè)量誤差。
-遵循動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理規(guī)范,減少應(yīng)激反應(yīng)。
-實(shí)驗(yàn)后及時(shí)取出動(dòng)物,檢查體征是否正常。
-適用場(chǎng)景:全身體積描積器主要用于小動(dòng)物(如小鼠、大鼠)的肺功能、氣道反應(yīng)研究,尤其適合慢性疾病模型和藥物篩選。
-技術(shù)優(yōu)勢(shì):非侵入式設(shè)計(jì)避免了傳統(tǒng)氣管切開(kāi)術(shù)的創(chuàng)傷,適合長(zhǎng)期跟蹤研究。
-關(guān)鍵參數(shù):Penh值(反映氣道阻力)、潮氣量(TV)、呼氣峰流速(PEF)等是評(píng)估呼吸功能的核心指標(biāo)。