手术烟雾论文(共10篇)
手术烟雾论文 篇1
随着外科手术设备的发展,手术产生烟雾的机率、持续的时间都在不断地增加。根据美国职业安全与健康管理署(OSHA)的资料显示,美国每年有多达50万医护人员暴露在手术室烟雾中,包括外科医生、麻醉医生、护士和其他工作人员[1]。早在1995年,美国实行的2400万例手术中超过90%的手术有烟雾产生[2]。护士在执行医疗护理活动的过程中存在各种不安全因素,如机械性损伤、物理性损伤、化学性损伤、生物性损伤、心理性损伤等。工作环境对护士造成了职业不安全因素,手术烟雾作为不安全因素之一,长期潜在接触手术烟雾的危害,却并未引起国内广大医护同仁的重视。现就国内外的研究进展综述如下。
1 手术烟雾的定义及产生
手术烟雾依据其形态分为两类:一类是由于高温导致组织燃烧而产生的气体称为“烟雾”;另一类是细胞溶解导致细胞液流出形成细小雾滴,称为“气溶胶”。广义的手术烟雾是“烟雾”和“气溶胶”的统称[3]。手术室烟雾通过使用电外科设备(ESU)、激光刀、高频电刀[4]、超声手术刀及骨科手术中使用的高速电气设备(骨钻、刨削器)将能量传送到组织细胞,产生的热量使细胞内压力升高,相邻细胞发生坏死而产生手术烟雾。
2 手术烟雾的成分及危害
手术烟雾中95%以上是水蒸汽,其余5%主要是一些化学物质及组织细胞残体[5]。由此可见,充血水肿的组织更易产生大量的烟雾。
2.1 有害化学成分
有学者研究发现,外科烟雾中包含的化学成分多达600多种,其中包含21种含量较高的物质,有碳氢化合物、腈类、脂肪酸、酚类化合物等,其中CO与丙烯腈最受关注。有数据表明,LC手术完成时,CO的浓度可达到100~1900 mg/L,远高于OSHA设定的35mg/L的标准[6]。丙烯腈是一种无色的挥发性液体,易被皮肤和肺吸收,并通过释放氰化物对人体产生危害[7],氰化氢在手术烟雾中的浓度可达到71μg/m3。日本学者在对ESU、激光、烟草产生的烟雾进行比较后发现,CO2激光照射1 g组织所释放烟雾的危害与3支没有过滤嘴香烟产生的危害相当,而ESU产生的烟雾危害则是激光的二倍[8]。
2.2 活性细胞
研究证实仪器使用的能量越低,每次使用的时间越短,手术烟雾中存在活性细胞的几率就越大。在腔镜手术中,“烟囱效应”就是被汽化的肿瘤细胞,可能通过气腹的作用从腔镜套管周围的缝隙泄露出来,导致肿瘤的种植[9]。
2.3 活性病毒
据报道,激光产生的蒸汽中含有完整的HPV的DNA。外科烟雾中还存在活细胞、病毒以及一些细小的无活性微粒。
2.4 非活性颗粒
手术烟雾和气溶胶中的大部分中等尺寸的粒子空气动力学直径为0.31μm,范围在0.10~0.80μm,这也是最危险的粒子大小范围,因为这是最容易在下呼吸道沉积的粒子尺寸,而人体下呼吸道77%的肺泡直径低于1.1μm[10]。
长期接触手术烟雾会造成急性与慢性毒性、呼吸道感染发炎、病原菌传播、肿瘤的种植转移、遗传毒性等危害。
3 手术烟雾的防护措施
3.1 政府及卫生系统的重视及支持
在筹建规划手术室时使用中央排风排烟系统。使用电刀时,手术室烟雾浓度上升,可在5min内从每立方英尺(1立方英尺=0.0283m3)6000个颗粒升至1万个以上。手术烟雾均匀分布在整个房间,烟雾微粒约以64.4km/h的速度运动。在电刀停止使用20 min后,空气才能恢复到手术室所要求的空气流通正常水平[11]。AORN要求手术室内至少每小时要有15次空气更换,20~25次最理想[12]。针对手术烟雾的特点,某些国家,如西班牙,特别要求手术室每小时空气更新率达到15%以上[13],同时保证手术室空气压力为正压,以减少手术室污染空气的室内循环,预防医院感染。排烟系统需使用具备99%以上有效率的微量颗粒过滤网,其排气速率必须至少达31~46 m/s[16]。同时应定时检查和清洗回风网,确保层流效果,采取综合干预措施,有助于改善层流手术室洁净度[15]。
3.2 院方防护
3.2.1 移动性排烟系统
利用中心负压抽吸术中的烟雾。移动排烟系统可放置于距产生烟雾的设备2~3 cm附近,如果放得太远,只有少部分的烟雾被疏散。标准吸引器为了防止堵塞,未配置高性能过滤器,被吸走的烟雾只进入了吸引瓶,负压停止后,烟雾有弥散出来的危险。另外建议吸引器的吸引速度要达到254381cm/min,开放手术吸烟中心负压控制在0.015~0.03Mpa,腹腔镜下将中心负压控制在0.03~0.04Mpa(负压不能太大,以免引起气腹压力不足)。有效率的烟雾疏散系统应有3个基本条件:烟雾疏散设备不会干扰外科医生的手术活动;有足够大的负压,确保能够除烟;能够有效过滤烟雾,使环境更安全。国内有手术弯头式吸烟电刀的技术专利申请,但是相关产品设备在国内实际临床手术中还应用较少。腔镜手术也有利用三通管连接吸引皮管进行排气的报道,改良效果可观。此外还有挂壁式排烟器、便携式烟雾排空系统、一体式吸烟通路[16,17]等,同时每年都会有一些新型的排烟设备问世。
3.2.2 口罩
77%的手术烟雾分子颗粒直径小于1.1μm,属于肺损伤粉尘(0.5~5.0μm),普通外科手术口罩只能滤除5μm以上的颗粒,不能有效阻隔手术烟雾。有文献报道,对手术烟雾检测结果显示,电切电凝烟雾的气溶胶颗粒95%粒径分布范围内0.3~5.0μm,邻近医护人员口鼻处气溶胶颗粒浓度高达3.6×108/m3;0.3μm粒径颗粒浓度达2×103/m3。粒径越小,进入呼吸道位置越深,危害越大。与此同时,在实际使用中口罩无法与脸部紧贴,手术烟雾经常从宽松部位进入鼻腔或口腔。因此,普通口罩并不能阻挡手术烟雾,只具有基本防护的作用。使用高过滤性能的口罩能为工作人员提供有效的预防,它可滤除0.1μm的颗粒,但同时也会引起呼吸困难。国外手术组成员使用的呼吸面罩可净化空气,防止手术烟雾进入口罩内,但由于复杂手术并不多,呼吸面罩价格费用昂贵,国内很少使用。
3.3 自身防护
3.3.1 使用少烟设备
有文献报道,腹腔镜手术中洁净手术室空气中存在着空气污染,一台腹腔镜手术结束后腹腔内CO含量明显升高,并远超规定标准。应用高频电刀较超声刀空气污染重[18,19,20]。术中应及时清理仪器上的焦痂以减少手术烟雾的产生。
3.3.2 增进对手术烟雾的了解,提高防护观念
据报道,手术开始时产生的烟雾远高于其他手术时间,由此,医护人员要做好此时段的防雾工作,主动避开烟雾,减少手术烟雾的吸入。每年一次的手术室年会上,对使用烟雾净化系统的规定和管理成了全球围手术期工作者热议的话题。AORN支持采取主动预防措施来减少手术烟雾的伤害,并制定了临床操作规范。
4 小结
手术烟雾伴随着手术产生,潜在危害了手术中工作人员的健康。未来在手术室烟雾方面还有许多值得研究的地方,应多方多渠道联合防护,可考虑采用国外呼吸面罩及近年来一些创新发明成果,积极创造手术室的无烟环境,保障医护人员的健康。
弥漫的烟雾 篇2
我是个天文爱好者,也是贵刊的忠实读者,浩瀚的宇宙使我充满向往。对UFO仅仅从各种媒体有一些了解,可是从来没有真正见过。一个偶然的机会,我目睹了一次不明飞行物现象,心中充满疑惑,希望你们能够给予解答。
事件的经过是这样的,2000年11月4日20时05分左右,我在内蒙古准格尔旗电厂生活区从北向南行走的时候,无意中向月亮望去,突然惊奇的发现在月亮左下方大约40°仰角的地方,有一个发着淡黄色光如围棋子大小的物体在缓慢的由东向西移动,当时天空中弥漫着一层薄薄的烟雾,但能见度还比较好。当初给我的感觉以为是流星,可是它飞行的很慢,当它快要到达月亮正下方的时候,突然拖出了一条尾巴,速度更慢了。我的朋友牛若涛正从对面走过来,我急忙喊住他与我一同观看。这时发光体的尾巴又慢慢的由长变短了,而且短尾巴迅速改变了形状,就像飞机的尾部喷气似的。这样又飞行了几秒钟后,它突然停顿了一下,尾巴好像爆裂了,颜色由淡黄色变成了白色,而且体积突然增加,相当于半个月亮大而且很刺眼。随着飞行物继续向东移动,白色也淡了下来,这时它的飞行速度又变快了,一眨眼的功夫就从我们的视线中消失了。当时我俩意犹未尽,就对这件事做了一下分析,排除了流星、卫星残片等物体的可能性,只觉得它就是《飞碟探索》杂志上所描写的UFO,我们认为有以下几点理由:它的速度不平均,时快时慢;它飞行中没有声音;它发出的光有变化,不是单调的一种;它飞行的时间比较长;它在飞行中可停顿,也可突然加速。这是我们的一点分析,肯定有很多不足的地方,作为一名业余天文爱好者,诚恳的希望你们给予解释。内蒙古赵熙亮牛若涛
手术烟雾论文 篇3
1 资料与方法
1.1 一般资料
2006年5月~2011年4月在本院选取60例烟雾病相关性颅内动脉瘤患者,所有患者均签署知情同意书,并符合以下条件,(1)入选标准:年龄≤75岁,发病时间在1个月以内;经医院伦理委员会通过。(2)排除标准:活动性内脏出血或自发性颅内出血者;血小板计数低于100×109/L者;严重肝肾功能不全者[5]。根据患者病情且在其自愿的情况下将其分为观察组和对照组,每组30例。观察组男14例,女16例;年龄32~74岁,平均(56.25±15.21)岁;以脑出血症状发病13例,以脑缺血症状发病17例,其中6例有肢体偏瘫,同时伴有言语不利3例,视力障碍1例,有1例仅表现为一侧肢体不自主运动;通过头MRI或CT检查,发现蛛网-膜下腔出血1例,原发性脑室出血3例,基底节区出血2例,脑叶出血3例,大脑中动脉分布区缺血12例,大脑前动脉分布区缺血4例,椎基底动脉系统缺血4例。对照组男15例,女15例;年龄30~74岁,平均(56.32±15.00)岁;以脑出血症状发病13例,以脑缺血症状发病17例,其中7例有肢体偏瘫,同时伴有言语不利3例,智力障碍1例;通过头MRI或CT检查,发现蛛网-膜下腔出血1例,原发性脑室出血1例,基底节区出血2例,脑叶出血3例,大脑中动脉分布区缺血12例,大脑前动脉分布区缺血14例。全部病例均可见脑底异常血管网形成,呈烟雾状,伴大量扭曲扩张、密集、不规则的烟雾状血管。两组上述资料经统计学处理分析后发现两组患者在人口学与疾病学方面对比差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2 治疗方法
对照组患者都采用间接脑血管重建手术,插管全麻下沿颞浅动脉走行方向做6~8 cm的直切口,切开皮肤时注意保护动脉的完整,按照动脉走行方向切开,向两侧分开。硬膜的中间切开形成狭长的开口以容纳颞浅动脉,将动脉缝合在硬膜缘使其贴敷在脑表若双侧烟雾病,在一侧术后间隔3~6个月再做另一侧。
治疗组患者采用血管内栓塞治疗,以Seldinger′s技术穿刺动脉,置入6F导管鞘后行全身肝素化,将6F导引导管送入患侧颈内动脉;根据动脉瘤的位置与特点,将微导管超选入动脉瘤腔内;将第1枚弹簧圈在动脉瘤腔内能紧贴瘤壁很好的编成筐篮状,选择3D弹簧圈筐篮技术、Remodeling瘤颈重塑技术、颅内支架辅助技术;使用弹簧圈将动脉瘤致密填塞。两组术后皮下注射低分子肝素3 d,之后改阿司匹林50 mg/d3个月。
1.3 观察指标
疗效评价为痊愈:症状完全消失,无不适;好转:症状部分消失,仍有言语不利、肢体障碍等症状;无效:症状无好转,或死亡。痊愈和好转均记为有效[6]。同时以基本日常生活活动能力(Barthel指数)评估患者日常活动能力恢复情况,以我国卒中量表(CSS)评定,评估患者神经功能缺损程度。同时观察总体生存期及1年生存率。总体生存期是指受试者首次用药到由于任何原因死亡的时间。1年生存率指生存期超过1年的患者在所有患者中所占的比率,用百分数表示。
1.4 统计学方法
应用SPSS 19.0进行统计分析,1年生存率和总有效率采用百分率表示,组间对比采用χ2检验,总体生存期、Barthe指数与CSS结果以均数±标准差(x±s)表示,比较采用t检验,以P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 临床疗效
经过治疗后,观察组总有效率为66.7%,对照组总有效率为33.3%,两组对比差异有统计学意义(P<0.05)。
2.2 Barthel指数与CSS指数对比
两组治疗前Barthel指数与CSS指数对比无差异(P>0.05),治疗后两组对比有差异(P<0.05)。见表2。
2.3 总体生存期与1年生存率
本文所有患者得到随访1年,其中观察组30例患者中25例患者生存,平均总体生存期为(32.5±4.16)个月,1年生存率为83.3%。而对照组30例患者中24例患者生存,平均总体生存期为(26.5±2.12)个月,1年生存率为80.0%。观察组的总体生存期与1年生存率稍高于对照组,但是差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。
注:与治疗后对照组比较,◆P<0.05
3 讨论
烟雾病又称脑底异常血管网病,是一种少见的慢性脑血管闭塞性疾病。烟雾病相关性颅内动脉瘤的主要特征是病变血管支配区局灶性神经功能缺失,严重影响患者的生活质量[7],其基本病理改变为动脉内膜明显增厚,纤维细胞肥厚,平滑肌细胞增生,内弹力层高度屈曲、分层、断裂,可伴有沉积物等[8,9]。
目前对于烟雾病的治疗主要是保持脑血流灌注及其功能,目前许多学者建议进行间接脑血管重建手术。因为间接脑血管重建手术可以迅速改善局部脑灌注不足,可以最大限度的利用颈外动脉系统血供,但是创伤大,近期疗效不好,严重影响患者的神经功能与日常生活能力。随着新技术及新材料的进步,血管内治疗已成为颅内动脉瘤的主要治疗方法之一[10]。本文治疗组采用的支架或球囊辅助弹簧圈栓塞,创伤小,手术时间短,心理负担小,并发症少,患者恢复快。当进行栓塞时通常需要预先插入导管鞘,以利于多次的导管交换。特别是栓塞时栓子导致导管阻塞,导管鞘可以使被阻塞的导管撤除。有几种导管可以用于栓塞,包括标准血管造影导管,微导管以及特殊导管。还有无论使用的导管和栓塞材料是什么类型,栓塞术的原则是相同的。选择栓塞材料必须考虑一些因素,包括它的的物理特性、栓塞操作带来的危险性、预计所需的时间和闭塞的程度及水平[11]。本研究结果显示,经过治疗后,观察组总有效率为66.7%,对照组总有效率为33.3%,两组对比有差异(P<0.05)。两组治疗前Barthel指数与CSS指数对比无差异(P>0.05),治疗后两组对比差异有统计学意义(P<0.05)。观察组的总体生存期与1年生存率稍高于对照组,但是差异无统计学意义(P>0.05)。
总之,血管内栓塞治疗烟雾病颅内血流相关性动脉瘤能提高治疗疗效,改善生存质量,安全性好,值得推广应用。
摘要:目的 观察间接脑血管重建手术与血管内栓塞治疗烟雾病相关性颅内动脉瘤的临床对比效果。方法 将60例烟雾病相关性颅内动脉瘤患者分为观察组和对照组,每组30例,对照组患者都采用间接脑血管重建手术,观察组患者采用血管内栓塞治疗。结果 经过治疗后,观察组总有效率为66.7%,对照组总有效率为33.3%(P<0.05)。两组治疗前Barthel指数与CSS指数无差异(P>0.05),治疗后两组对比有差异(P<0.05)。观察组的总体生存期与1年生存率稍高于对照组,但是差异无统计学意义(P>0.05)。结论 相对于间接脑血管重建手术,血管内栓塞治疗烟雾病颅内血流相关性动脉瘤能提高治疗疗效,改善生存质量,安全性好,值得推广应用。
光化学烟雾污染 篇4
无雨,加上阳光强烈,从3月4日到10日,南京空气已持续污染6天。不过,最近空气污染的罪魁祸首并非PM2.5,而是臭氧。按新空气标准,3月8日南京空气轻度污染,首要污染物为“臭氧8小时”。由于空气中“臭氧8小时”今年首次超标,南京出现了一次大范围光化学烟雾污染。
为什么臭氧会超标呢?“应该说跟近日光照特别强烈有关”,南京环保工作人员表示,在日照强烈的条件下,空气中的氮氧化物和挥发性有机物VOC就会发生光化学反应生成臭氧,日照一强烈,就相当于催化生成臭氧的催化剂,臭氧对眼睛和呼吸道有刺激作用,对肺功能也有影响。而臭氧是光化学烟雾污染的标识指标。当臭氧浓度高的时候,也就是光化学烟雾污染反应很活跃的时候。“光化学烟雾”这个词对很多市民来说,并不陌生。就在前段时间,中国科学院公布了该院“大气灰霾追因与控制”专项组的最新研究结果发现,京津冀雾霾检出大量危险含氮有机颗粒物,这在中科院大气物理所研究员看来是“最危险的信号”,因为这就是“洛杉矶上世纪光化学烟雾的主要成分之一”。洛杉矶光化学烟雾事件中共有800余人丧生。
应对:
臭氧是地球大气中一种微量气体,含有3个氧原子。据环保专家分析,臭氧是一把“双刃剑”,臭氧具有杀菌消毒作用。但是,臭氧在大气中达到一定的浓度时就会造成环境污染。呼吸浓度过高或者长时间呼吸浓度较高的臭氧对人的身体有害。此外,臭氧对眼睛和呼吸道有刺激作用,对肺功能也有影响。而臭氧的超标,是光化学烟雾污染的标识指标。
由于臭氧比重较空气大,身高较矮的儿童往往最容易成为臭氧污染的受害者。专家建议,在空气轻度污染的天气,儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者应减少长时间、高强度的户外锻炼。
臭氧浓度的变化非常规律,在气象条件稳定的情况下,一定是太阳出来之后逐渐升高,到下午1点左右达到最高值,此后慢慢下降,到晚上6点之后逐渐变为零。
新型烟雾探测系统 篇5
为了在第一时间探测到火灾, 该新型烟雾探测系统能够探测、识别及评估任何个体物质。该新型探测系统作为火灾早期探测领域的一大创新, 可有效避免火灾误报的发生。
该新型探测系统建立在光学探测技术“大功率电源”进一步发展的基础上, 该光学探测技术能够对气溶胶进行分析, 并可以确定出是否涉及烟雾及其他干扰。这种多分类系统保证了该烟雾探测系统优于其他探测技术。光学探测系统的进一步发展促成了适用于各种应用的全新消防解决方案形成, 如该新系统可将香烟烟雾作为干扰源识别出来, 并发出相应提示信息。
参考文献
[1] David J Icove, John D dehaan. Forensic fire scene reconstruction[M].Trenton:New Jersey Brady.
[2] DU Lan-ping, MA Yi-tai, LIU Sheng-chun.Experimental research on fire flashovre characteristics in standard room[J].Journal of Thermal Science and Technology, 2006, 5 (1) :69-74.
[3] ZOU Gao-wan, LIU Shun-long, ZHOU Yun-ji, et al. Large eddy simulation of a compartment flashover fire[J]. Acty Aerodynamic sinica, 2006, 24 (1) : 10-14.
[4] Kim, Hyeong Jin, Lilley, David G. Comparison of criteria for room flashover[J]. Journal of Propulsion and Power, 2006, 18 (3) :674-648.
[5] CHEN Ai-ping, ZHANG Yun-ming, ZHANG Ying. Experimental studies of temperature rise rate of enclosure fires[J]. Fire Safety Science, 2004, 13 (1) : 57-62.
[6] LI Song-yang, ZONG Ruo-wen, TAN Jia-lei, et al. An analysis of experimental data and numerical simulation test on the compartment flashover fire[J]. Journal of Safety and Environment, 2008, 8 (5) :141-145.
[7] CHEN Ai-ping, Francis J. Studies on predicting flashover in enclosures[J]. Explosion and Shock Waves, 2003, 23 (4) : 368-374.
[8] Chow W K. Studies on flashover criteria of compartment fires[J]. Journal of Fire Science, 1997, 15 (2) : 95-107.
[9] Graham T L, Makhviladze G M, RobertsJ P. On the theory of flashover development[J]. Fire Safety Journal, 1995, 25 (3) : 229-235.
[10] LIU Bin, ZHENG Zi-wu. Studies on flashover criteria of compartment fires[J]. Science Technology and Engineering, 2009, 9 (10) : 2805-2807.
无线烟雾报警系统 篇6
英国某公司研发的无线烟雾报警器能够对火灾做出早期预警并为人员逃生创造最佳时机。目前越来越多的报警器安装人员选择使用无线互连报警装置, 该装置使用无线电频率 (RF) 信号。与传统接线式烟雾报警器相比能够节约时间与成本。评估无线互连烟雾报警器的关键特征包含可靠性、安装便捷性与形式功能等参数。
最佳的烟雾报警系统应包含报警控制开关, 这将给烟雾报警器的测试、静音及定位功能提供便捷, 可以使用户方便地测试每一个报警系统, 并确定出报警器对于误报是否能够做出正确反应。这是该无线互连烟雾报警装置的重要安全功能, 用户将不必依次测试安装在天花板上的报警器。
烟雾病的临床分析 篇7
1 临床资料
1.1 一般资料
17例烟雾病患者,男8例,女9例;年龄21个月-53岁,平均26.4岁,分为儿童组21个月-15岁,8例,成人组34-53岁,9例。DSA检查8例,MRI+MRA检查10例,DSA+MRA检查1例。17例患者的年龄分布特点见图1。
1.2 临床表现
成人组9例患者。3例以急性脑出血,2例以脑室出血起病,临床症状及体征均较重,表现为剧烈头痛、恶心呕吐,其中1例痫样发作、1例跌倒后意识不清,4例均有肢体瘫痪(肌力0-IV级)、1例嗜睡伴双眼向右凝视、1例中枢性面舌瘫。另外4例患者临床症状相对较轻,2例单纯头痛、1例单肢麻木、1例发作性肢体活动不灵,神经系统查体均无阳性体征。成人组中2例有高血压病史,其余均无脑卒中常见危险因素。
儿童组8例患者。仅1例15岁患儿以急性脑出血起病,其余7例以急性脑梗塞或短暂性脑缺血发作来诊,其中5例既往有2次以上反复发生脑缺血病史,间隔时间从2个月至5年不等,且每次发作症状均不同。所有病例中3例头痛、7例肢体瘫痪(肌力IV-V级)、3例构音障碍、1例周围性面瘫、1例四肢不自主运动。2例症状由剧烈哭闹诱发,1例其父亲有脑血管病史。
1.3 影像学检查结果
成人组患者,3例脑出血,2例脑室出血。另外4例症状较轻,查体无阳性体征,影像学检查发现与临床不相符的更多更严重病变:血管畸形合并出血、出血性梗塞、多发陈旧梗塞灶、多发脑软化灶及腔隙性梗塞灶各1例。儿童组仅1例急性脑出血,其余7例不同程度脑梗塞。
17例患者经MRI+MRA或DSA检查,8例双侧颈内动脉虹吸段狭窄或闭塞,10例双侧大脑前动脉起始部狭窄或闭塞,12例双侧大脑中动脉起始部狭窄或闭塞,2例双侧大脑后动脉起始部狭窄或闭塞,17例颅底大量纤细紊乱血管网形成,7例MRI平扫发现基底节、颞叶内侧面及额叶代偿血管流空现象。
1.4 实验室及其他检查
17例患者常规化验,包括血常规、血糖、血脂系列、肝肾功能、血沉、风湿系列、巨细胞病毒、支原体抗体等均无异常。1例成人患者行腰椎穿刺术:脑脊液压力130mmHg,WBC:42×106/L(正常0-8),中性粒细胞12个,单个核细胞30个,糖、蛋白、氯化物均正常。1例儿童患者行脑电地形图及动态脑电图检查示:双半球大范围θ波。
2 讨论
烟雾病最初被认为仅发生于日本等亚洲国家,随后非亚裔人群的患病亦见报告。总体来说,烟雾病的发病率远低于其它常见脑血管疾病。1994年统计显示日本人群患病率为3.16/100000,年发病率为0.35/100000[1]。烟雾病发病年龄呈两组高峰分布[2],最高峰在10岁以前,次之为40岁左右。本研究17例患者中6例为10岁前发病,5例为30-40岁发病,符合该年龄分布特点。所有患者中女性多见,男女比例为2:3。文献报道日本家族性发病患者占总数10-12%[3],提示该病有一定遗传倾向。本组患者病例数少,没有发现20-30岁发病患者,均没有明确的家族史,不能提示遗传倾向。
烟雾病病因未明。前驱感染特别是头颈部位的炎症如喉炎等,可能诱发Willis环血管的自身免疫反应,引起特殊血管炎性改变。研究探讨烟雾病相关分子机制[4],发现烟雾病患者脑脊液中某些细胞因子如成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)等水平增加,提示炎性反应的存在。此外,由于烟雾病相对较高的家族发病率及东亚国家发病远高于西方国家,普遍认为基因因素在烟雾病的发病中起重要作用。由于该病病因未知,诊断时应首先排除如动脉硬化、自身免疫疾病、脑膜炎、脑肿瘤、Down综合症、头外伤头部放射后等,本文17例患者均无上述基础疾病或情况,其实验室检查结果无明确异常。
儿童和成人患者临床特征明显不同,这可能与血管渐进性闭塞,缺血性刺激引起侧支代偿血管形成的病程进展有关。大多儿童患者表现为短暂性脑缺血发作(transient ischemic attack,TIA)或脑梗塞。本文儿童组患者除1例为急性脑出血,其余7例均为短暂性脑缺血发作或脑梗塞。由于该病常引起ICA供血区域尤其是额叶缺血性改变,多数患者表现局灶性神经功能缺损体征如构音障碍、失语或轻偏瘫等。对于成人患者,一部分发生颅内出血,一部分则为TIA、脑梗塞、出血性梗塞[5]。本文成人组9例患者,3例脑出血,1例脑室内出血,1例脑室出血伴脑梗塞,3例脑梗塞,1例短暂性脑缺血发作。引起颅内出血的原因可能是扩张的脆弱烟雾血管破裂,或Willis环上囊性动脉瘤破裂。前者由于烟雾血管承受持续性压力,后者常发生于基底动脉分叉处或基底动脉同小脑上动脉连接处。椎基底动脉系统为烟雾病提供重要的侧支循环,血流动力学改变可能致囊形动脉瘤形成,动脉瘤破裂引起蛛网膜下腔出血[6]。未加干预的自然病程每年再出血率约为7%,再出血提示预后不良。除脑缺血和脑出血以外,头痛、癫痫发作和不自主运动也是烟雾病的重要临床表现。头痛被认为是烟雾病除脑出血、脑梗塞外的第三种表现亚型[7],约5%的烟雾病患者有头痛病史。
影像学表现对于烟雾病的诊断很重要。以往认为脑血管造影是诊断该病的金标准。但DSA为有创性检查,尚有辐射暴露、麻醉意外等风险,且不能同时提供脑实质内病变情况,患者及家属难以接受。随着MRI+MRA成像技术的发展,该病的诊断有了进一步的更新。研究表明MRA显示典型血管改变且同时累及双侧时即可诊断,特别是儿童患者有典型MRA表现时可以不进行脑血管造影检查。本文中儿童组患者,多经MRI+MRA检查确诊。烟雾病典型的MRA表现为ICA终末段或ACA及MCA起始段缺如或显示不清,并可见颅底大量纤细紊乱代偿血管形成。MRA显示烟雾病颅内大血管狭窄或闭塞、颅底异常血管网及软脑膜侧支循环的敏感性分别为100%、81%和95%[8],特别是根据ICA,ACA,MCA,PCA的闭塞程度及其远端分支血管信号影建立了MRA评分(0-10)标准,形成与Suzuki分级方法契合良好的分级系统标准[9],提供了MRA取代DSA进行临床病情评价及随访的可能。此外,MRI在显示脑实质病变如梗塞、出血的同时,还可显示从鞍上池至基底节区点状、弧线状低信号影,为侧支代偿血管的流空现象[10]。
另外,1例儿童患者表现四肢不自主运动,动态脑电图及脑电地形图检查发现θ波。在儿童患者,缺血发作多由哭闹等引致的过度换气诱发。研究认为这是由于过度通气引发低氧血症合并血流量减少,脑沟深部组织灌注储备不足产生缺血发作症状。健康儿童换气过度时EEG产生高振幅慢波(θ波),过度换气停止后随之消失,而烟雾病患儿过度通气刺激停止后慢波再次出现,称为重现现象(rebuild up phenomenon)[11],该特征性EEG有一定提示诊断的意义。本文中儿童患者未明确记载θ波出现过程,无明确证据证实重现现象存在。
1例成人患者表现为剧烈持续性头痛伴视物模糊,头CT提示多发陈旧梗塞灶,行腰椎穿刺检查发现脑脊液中白细胞数轻度增加(42×106/L,参考范围0-8×106/L),压力130mmHg,糖、蛋白、氯化物均正常。有报道偏瘫型偏头痛患者脑脊液中,白细胞计数及蛋白会升高,但这一结果缺乏特异性。本例患者于发病第5天行腰穿检查,结合其临床症状,考虑脑脊液中白细胞轻度增加可能为小量蛛网膜下腔出血所致。蛛网膜下腔出血发病初期红白细胞比例与外周血相似,数天后白细胞数增加,有时蛋白含量可增高,糖和氯化物无明显变化。本文17例患者仅1例行腰穿检查,无明确证据证实脑脊液常规、生化及细菌学检查同烟雾病是否存在关联。
对于烟雾病,内科保守治疗如抗血小板药物或钙离子通道阻断剂的应用可能会缓解缺血症状,但不能阻止病程进展。早期诊断和及时手术可以降低患者病死率、改善预后,特别对于儿童患者,未干预的自然病程可能遗留认知功能损害。手术可以增加缺血区域的血液供应,并通过减轻烟雾血管的血流动力学压力来降低反复颅内出血的风险。目前常用手术方式主要有三种:颞浅动脉(STA)-大脑中动脉(MCA)直接搭桥术;间接搭桥术包括脑-硬脑膜-动脉贴敷术(EDAS)、脑-硬脑膜-动脉-肌肉贴敷术(EDAMS)等以及联合搭桥术。各方法优缺点仍在研究比较中。
3 结论
烟雾病发病率低,病因不明。发病年龄分布呈两组高峰,分别是10岁以前及40岁左右。儿童患者大多表现为短暂性脑缺血发作或脑梗塞。成人患者一部分表现为颅内出血,一部分则表现为脑梗塞或出血性梗塞或短暂性脑缺血发作。以往认为DSA是诊断金标准。但典型的MRA提示双侧颈内动脉虹吸段和/或大脑前动脉及大脑中动脉起始段狭窄或闭塞,侧支血管形成脑底异常血管网时也可确诊。
对于缺乏常见危险因素的中青年患者或多发性脑梗塞的儿童患者,应及时行头MRI+MRA或DSA检查,除外烟雾病。
摘要:目的 分析moyamoya病的临床及影像学特征以提高对该病的诊断水平。方法 选择2005年9月-2011年10月中国医科大学附属盛京医院收治的17例moyamoya病患者的资料进行回顾性分析,总结其临床及影像学特点,结合文献进行归纳。结果 17例moyamoya病患者,男8例,女9例;儿童组21个月至15岁,8例;成人组34-53岁,9例。数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)检查4例,磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)+磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)检查10例,CT血管成像(computerized tomography angiography,CTA)检查2例,DSA+MRA检查1例。3例单侧血管典型改变,8例双侧颈内动脉虹吸段狭窄或闭塞,10例双侧大脑前动脉起始部狭窄或闭塞,12例双侧大脑中动脉起始部狭窄或闭塞,2例双侧大脑后动脉起始部狭窄或闭塞,17例颅底大量纤细紊乱血管形成。结论Moyamoya病发病率低。发病年龄分布呈两组高峰。儿童患者大多表现为脑缺血。成人患者一部分表现为颅内出血,一部分则表现为脑缺血。典型的MRA提示双侧颈内动脉虹吸段和/或大脑前动脉及大脑中动脉起始段狭窄或闭塞,侧支血管形成脑底异常血管网时可确诊。对于缺乏常见危险因素的中青年患者或多发性脑梗塞的儿童患者,应及时行头MRI+MRA或DSA检查,除外moyamoya病。
关键词:Moyamoya病,MRI+MRA,DSA,临床及影像学特点
参考文献
[1]Shinichi Kuriyama,Yasuko Kusaka,Miki Fujimura,etal.Prevalence and Clinicoepidemiological Features of MoyamoyaDisease in Japan:Findings From a Nationwide EpidemiologicalSurvey[J].Stroke,2008,39:42-47.
[2]Gregory J Zipfel,Douglas J Fox,Dennis J Rivet,et al.MoyamoyaDisease in Adults:The Role of Cerebral Revascularization[J].SkullBase,2005,15:27-41.
[3]Noboru Kusaka,Takashi Tamiya,Yoshiaki Adachi.Adult unilateralmoyamoya disease with familial occurrence in two definite cases:acasereportandreviewoftheliterature[J].NeurosurgRev,2006,29:82-87.
[4]Yasushi Takagi,Ken-ichiro Kikuta,Kazuhiko Nozaki.Histologicalfeatures of middle cerebral arteries from patients treated formoyamoya disease[J].Neurol Med Chir,2007,47:1-4.
[5]Satoshi Kuroda,Kiyohiro Houkin.Moyamoya disease:current conceptsand future perspectives[J].Lancet Neurol,2008,7:1056-1066.
[6]Swati Dayanand Chinchure,Hima Shriniwas Pendharkar,Arun KumarGupta,et al.Adult onset moyamoya disease:Institutional experience[J].Neurology India,2011,59(5):733-738.
[7]Iwama T,Yoshimura S.Present status of Moyamoya disease inJapan[J].Acta Neurochir Suppl,2008,103:115-118.
[8]Yamada I,Suzuki S,Matsushima Y.Moyamoya disease:comparisonof assessment with MR angiography and MR imaging versusconventional angiography[J].Radiology,1995,196:211-218.
[9]Edward R Smith,R Michael Scrott.Progression of disease in unilateralmoyamoya syndrome[J].Neurosurg Focus,2008,24(2):E17.
[10]N Mori,S Mugikura,S Higano,et al.The Leptomeningeal“Ivy Sign”on Fluid-Attenuated Inversion Recovery MR Imaging in MoyamoyaDisease:A Sign of Decreased Cerebral Vascular Reserve?[J].AJNRAm Neuroradiol,30:930-935.
基于视频的早期烟雾检测 篇8
为防止火灾发生和危险化学品泄漏,现有技术大致分为:吸气式烟雾探测器、单点式烟雾探测器(离子式烟雾探测器、光电式烟雾探测器)、投影束式烟雾探测器、反射束式烟雾探测器、空气取样烟雾探测器、辐射的能量感应烟雾探测器(紫外线烟雾探测器、红外线烟雾探测器、火花灰烬烟雾探测器)、图像对的单点式模拟探测器等。其检测原理是依据烟雾、气体、温度等物理量的变化,提出快速报警[1,2,3,4,5,6,7]。然而,上述技术需要在离烟雾发生源比较近的地方才能快速、有效地发挥探测作用。在空间距离和占地面积都较大型的场所(如:电站、粮油库、飞机库、大仓库、古建筑群、隧道、车站、购物中心等),或存在着强气流的地方,安装上述烟雾探测器则难以发挥作用,其防火、防泄漏的早期报警始终是很困难的问题。
通过光学成像的视频烟雾探测,其作用距离相对较远,毋需等到烟雾接近或到达检测器安装点,便能感知事实的存在。许维胜等人[8]提出了基于RGB三色差值特征,结合一阶矩与小波变换,利用BP神经网络有监督学习,建立图像特征向量与三维火灾向量联系的图象识别方法,能较好地识别火焰图像。Phillips等[9]提出了基于视频像素点颜色和时域变化信息进行火焰检测的算法。Liu等[10]则进一步提出光谱、空域和时域的联合模型,用于表示视频序列图像的火焰区域。光谱模型表示火焰像素点的颜色概率密度,空域模型用Fourier系数捕获火焰区域轮廓变化的形状结构,这些系数随时间变化的特征用来描述火焰区域。其采用了Fourier系数序列的自回归模型来检测火焰。然
而,Fourier域方法的主要问题是:火焰闪烁呈现随机性,并非严格的正弦规律,故很难测到FFT图上的峰值点,且Fourier变换不带任何时间信息,其所加的时间窗大小成了检测成败的关键。Chen等[11]则用变化量检测框架来检测火焰区域的闪烁特征。小波分析在烟雾检测中已被普遍采用[11,12]。背景图像中的轮廓边缘被烟雾覆盖会变得模糊,且可能因烟雾变厚而在一段时间后消失,导致小波系数值因能见度降低而减少。小波子图像LH、HL和HH包含了图像的水平、垂直和对角的高频信息,其轮廓边缘在小波子图像中产生局部极值。
然而,大扰动环境下的动态背景自动学习,以及对类似烟雾的静态、动态目标的自动剔除,是保证早期烟雾特征视频检测的关键。为此,本文在文献[14-16]研究结果的基础上进一步提出四阶段的早期烟雾视频检测新方法,其核心算法流程见图1。
2 色域RGB分量运算
图像预处理常用0.3R+0.59G+0.11B或(R+G+B)/3线性组合来将彩色图像转换成灰度图,再进行识别处理。但这会将完全不同的颜色值转变为相同的灰度值,丢失图像颜色证据。Collins等在解决强光与阴影对目标识别的影响时,发现图像中RGB分量线性组合构成的候选特征集具有特定颜色特征增强能力。其在强光下用R-G来提取目标,在阴影下用2G-B来提取目标。经常被提到的颜色分量线性组合还有单一R、G、B分量,(R+G+B)/3,以及所谓的近似色度特征(如G-B)和过量颜色特征(如2G-R-B)等。
受文献[17]的启发,将颜色分量线性组合的范围从[-2,-1,0,1,2]的5个取值组合,扩展到了[-n,n]域内有限实数的组合。该线性组合可表示为
式中:F为颜色分量线性组合运算后的结果特征,n为有限实数界限值。计算中,将所有经过RGB线性组合运算后的像素值规则化到0~255(若出现负值,置为0)。该分量运算的组合系数ω1,ω2,ω3是由有监督的自动学习确定的。分割灰烟、青烟、黄烟的组合系数是有差异的。先根据文献[15]通过RGB色域特征循环学习结合连通分析来获得兴趣区的学习模板,再自动穷举[-3.00,3.00]内0.01步长的RGB组合系数,并按式(1)求取特征图,将其与兴趣区学习模板求二值图差分的绝对值,统计该结果图像素值为1的数量,以搜索其最小值来判断学习效果,以及控制学习终止点。本文以ρ表示二者匹配的似然度:
式中:r、c分别表示为匹配图像的行、列数,Pk(i,j),Q(i,j)分别表示第k次组合结果和兴趣区学习模板的二值图。
3 颜色位屏蔽压缩
多数情况下,有限颜色的图像更易被理解和处理。颜色压缩也是图像表示、转换和分割的重要任务。然而,按颜色距离最近原则的自适应颜色聚类压缩优化,计算量巨大,对大尺寸图像的计算更慢。为此,本文采用具有实时计算能力的颜色位屏蔽压缩法[14]。
所谓颜色的位屏蔽是一种在3D的RGB真彩空间中近似均匀采样的颜色压缩方法(即将被屏蔽的颜色位设置为0,具体可采用移位运算实现)。例如:屏蔽RGB颜色各分量8位中的末3位颜色(即将扫描到的像素分量值和11 111 000求与运算⊕),压缩后的图像在视觉效果上改变不大,但搜索空间则被大大压缩。如:屏蔽某图像末3位颜色后,实验显示:R分量可从实际的146个亮度值等级被压缩为19个,G分量可从实际的154个亮度值等级被压缩为19个,B分量可从实际的198个亮度值等级被压缩为24个。将RGB颜色分量运算后的特征图的R、G、B三个颜色分量的末7位屏蔽,可以得到理想的二值图(0,128),从而达到一般意义上的阈值分割效果。
4 复杂场景背景学习与维护
图2(a)经RGB分量运算和位屏蔽颜色压缩后再割原图,类似烟雾颜色的天空因也被割出了,见图2(c)。因天空在长序列视频中变化缓慢,而烟雾区则一直在变,故将当前帧与学习所得的动态背景,在分别进行RGB分量运算+位屏蔽后做差分,基本去掉了相对静态的类似烟雾区,如:天空、建筑物部分。图2(d)为类似烟雾区在RGB三维空间的位置分布。
(a)Original image;(b)-R+G+2B⊕10 000 000 of image(a);(c)Segmentation of image(a);(d)Color mapping in RGB 3D space
本文提出的动态背景学习维护模型由永久背景和临时背景两部分组成。在更新背景时,首先更新临时背景,当临时背景变化量积累到一定程度时,再更新永久背景。引入临时背景作为更新缓冲区的好处,在于永久背景在复杂的场景中不会轻易地被污染,又能随着动态场景的变化而自适应地被更新。该临时-永久背景模型算法如下:
1)根据移动物体判别准则,识别移动目标;
2)对判为非移动目标的区域,在临时背景中更新其对应的图像分块;
3)当图像分块的临时背景与永久背景的差值累积超过一定的阈值,则更新其永久背景。
4.1 移动物体判别准则
若当前帧中的某像素分块与永久背景中的相应区域差值较大,则该分块可能是移动物。该移动物判别准则为
式中:In(x,y)为第n帧上第(x,y)像素块,Bg(x,y)为永久背景上第(x,y)像素块,T1为判别阈值。然而,仅凭此准则不能使背景模型响应场景的变化,导致无法有效更新背景。因此,本文增加了一些判别准则,以准确、有效地更新背景:
1)差值差分
本文的差值差分指:前后两帧与永久背景差值的差分。动态背景场景中,当背景发生变化时,当前帧与原背景的差值较大,会导致该部分被判为移动物。若其差值的差分值依然很小,则可据此更新背景,使得背景模型能自适应地被调节维护,随着实际背景的变化而变化。该二阶差分可表示为
为使背景更新不过于灵敏,在计算当前帧与背景帧的差值时,加入了累积因子,以控制更新速度,并识别出缓慢移动的前景物体。上式中:
式中θ为累积因子,θ越大则实际背景变化时,背景模型的更新速度越慢。
2)帧内变化均值
因移动物变化幅度相对于背景自然变化的幅度要大很多,可将帧内各像素分块与对应背景的差值平均作为判别阈值,大于此阈值判为运动目标。该阈值的算法为
式中N为帧内像素分块数。
4.2 背景分块的更新维护
如果帧内像素分块的变化不满足上述移动物体判别准则,且变化幅度值大于零,则需在临时背景中更新对应区域的背景分块。每经过一段时间或当临时背景更新时,判断被记录的差值累积量达到设定阈值后,永久背景才被更新。通过设定永久背景更新的能量阈值,可调节对缓慢运动物体的识别强弱或识别灵敏度。本文的二级自适应的背景分块更新算法为
式中:Btmp为临时背景,Bperm为永久背景,In(x,y)为当前帧,α为迭代控制参数,其可控制临时背景的更新速度,一般取0.95。永久背景更新方式与临时背景的相同,β为永久背景更新速度的控制参数,一般取0.7。各波形[14]类似图3。
The original background is the first frame,the curve of current frame is labeled with red,the temporary background is labeled with green,and the permanent background is labeled with blue.
5 小波去噪与序列分析
5.1 空域小波去噪
对视频帧采取一层离散小波分解,分解后包括一幅低频成分的子图LL和三幅高频成分的子图HL、LH、HH。HL、LH、HH分别为垂直、水平、对角方向高频的边缘和纹理信息。烟雾的弥漫、半透明性能使图象边缘、纹理锐性降低,导致小波子图中的高频部分能量减少,通过检测小波子图的能量变化来消除动态的类似烟雾区干扰。基于该事实,定义:
式中:wn(x,y)表示第n帧原图(x,y)位置的能量值(见图4(b)的左上角图),LHn(x,y)、HLn(x,y)、HHn(x,y)分别表示第n帧(x,y)位置对应高频成分的一级小波系数。为降低噪声影响和提高运算效率,可将原图分为(k1,k2)大小的分块,本文取2 pixels×2 pixels。每分块的能量E(l1,l2)计算如下:
若在YUV空间处理图像,可对Y分量(亮度)做小波变换;若在RGB空间处理,一般选R分量。而本文用RGB空间的分量运算利用了颜色后来形成灰度图,然后对该灰度图进行小波变换。图4为分量运算+小波分析+位屏蔽获得的强噪声位置分析图。其中,图4(b)为RGB分量运算+小波变换图,图4(c)为对图4(b)进行7位屏蔽后的二值结果。
从上述显见:经分量运算及小波变换的数据,再经位屏蔽,刚好可隔离出强噪声区域(见图4(c)的左上角图)。本文采用该RGB分量运算+小波分析+位屏蔽的方法,通过对照判断图3结果与类似烟雾标记点的共同区域,来消除动态“减背景”遗留下来的强噪声点,获得干净的、动态的类似烟雾区。
5.2 小波能量的序列分析
跟踪序列图像中某一分块(4 pixels×4 pixels红色标记框)在序列中能量的变化见图5。随着烟雾产生并逐渐弥漫遮挡背景的边缘和纹理,可发现背景的小波子图能量值逐渐减少。当烟雾完全遮挡住背景后,背景的小波子图像的能量趋于零。这是因为烟雾的纹理相对平滑,其高频部分的能量较低。从图5(e)的能量波形图可见:烟雾覆盖背景表现的能量变化过程是沿着一条平滑曲线缓慢变化的。当有类似烟雾颜色的干扰物(如人物)进入监视区时,遮挡了背景,则背景的小波子图能量会发生剧烈变化,且能量值突然增大。基于能量变化平稳性,可进一步判断烟雾区的真伪。本文采用一个长度为80帧左右的时域分析窗,在长序列中移动该80帧的时域窗,统计每像素分块作为烟雾侯选区出现的次数Nn1(l 1,l2),以及经预处理的前后两帧差分作为烟雾候选区出现的次数Nn2(l 1,l2)。若某分块(l1,l2)在时域窗内统计的Nn1(l 1,l2)和Nn2(l 1,l2)次数超过设定的对应阈值,则判为真正的烟雾区,反之被判为干扰物,以此消除类似烟雾颜色的移动物干扰。该判别式如式(10)。
最后,通过对被判为烟雾的各分块进行连通域分析,滤除掉面积小于设定阈值(如20个像素点)的标记区,即可获得干净的真正烟雾标记。
(a)1st frame;(b)123th frame;(c)152th frame;(d)174th frame;(e)Waveform of the wavelet energy of the sub-tile at(213,97)in a smoke video sequence
6 实验结果分析
为检验本文方法的有效,对2段复杂场景下的烟雾视频长序列进行了检测分析。实验硬件环境:512 M内存,AMD 800+,SONY数码摄像机拍摄的320×240分辨率视频;软件环境:Window XP和VC.net。按照本文提出的早期烟雾检测的算法流程进行处理。需要长序列分析,目的在于使烟雾证据在动态变化的复杂场景中,逐步被积累起来。
视频序列1共有893帧,其第1帧就存在烟雾,从第80帧起开始被自动标记出烟雾核心区,而从烟雾区旁边走过的人未被当作烟雾标记,尽管该人衣着的袖管与被测烟雾具有相似的颜色,结果举例如图6所示。视频序列2共有1 397帧,该视频是Ugur[13]发布在网上用于实验对比的视频序列。Ugur的研究目标是动态地检测火焰区,而烟雾是火灾的早期现象,故本研究视频烟雾检测的意义要比其火焰检测重大,相应地,分析烟雾的难度也要比分析火焰高得多。视频2中,其第1帧就存在点烟人,第15帧起来烟雾,人衣着与被测烟雾的颜色类似。本文实验从第80帧起开始标记出其核心烟雾区,该标记区随着烟雾的飘动而移动,但始终锁定在被测烟雾上,而身着与被测烟雾类似颜色衣物的点烟人的走动,并没有当作烟雾被误标记,见图7(d)。在我们网站http://www.wseen.com/register.asp上还有5个检测结果视频可下载,用于对比和评价。实验表明:本文方法对于320×240分辨率彩色视频的分析判别速度可达16~20 fps,并可在3~4 s内准确判别出在动态场景下发生的烟雾,不存在判断丢帧现象,且不受大空间、开放环境的限制,在去除动态场景干扰上,具有很强的误报免疫能力。
(a)170th frame(original image);(b)R-G+3B⊕10 000 000 of image(a);(c)Segmentation of image(a);(d)Result of 170th frame.
(a)Result of 80th frame;(b)Result of 100th frame;(c)Result of 120th frame;(d)Result of 140th frame.
7 结论
本文提出了一种基于视频实时分析的烟雾检测新方法,分析了类似烟雾的静态和动态特征。首先,采用RGB分量运算和位屏蔽颜色压缩,根据烟雾的颜色特征来提取烟雾类似区域,通过背景维护下的减背景操作来消除静态的类烟雾区域干扰;其次,采用小波变换,根据视频序列中图像分块的小波能量变化情况,来消除动态的烟雾类似区域干扰;最后,通过长序列视频的累积证据来标记出真正的烟雾区域,该被标记出的区域主要集中在核心烟雾区。实验表明:该方法具有很好的实时性和抗干扰免疫特性,可为火灾报警系统提供早期预警。今后,将重点研究多线程地同时判断灰烟、青烟、黄烟等来自动选择相应的RGB分量运算系数组合,并研究火灾烟雾与水蒸气、雾气的细微差异,以消除类似气体现象的动态干扰。
摘要:针对火灾早期预警和危险化学品气体泄漏的在线检测问题,提出了一种基于视频的早期烟雾检测新方法。整个检测过程主要由四部分组成:1)RGB分量运算参数的离线学习;2)用RGB分量运算+位屏蔽,实时分割出类似烟雾区;3)用在背景维护下的减背景来消除场景中静态的类似烟雾区干扰,再由小波变换去除场景中动态的类烟雾区干扰;4)通过长序列的多帧证据积累分析,判别标记出真正烟雾。实验表明,该方法对于320×240分辨率彩色视频的分析判别速度可达16~20fps,并可在3~4s内准确判别出动态场景下的核心烟雾区,且不受大空间、开放环境的限制,具有较强的误报免疫能力。
小心脑中有“烟雾” 篇9
烟雾病是一种脑血管病,之所以得此“雅号”,是因为本病患者做脑血管造影时可以看到,扩张的血管如同冒出的“袅袅炊烟”。本病最早由日本人发现报道,主要发生于黄种人,特别是日本、韩国和中国等东亚国家。我国现有烟雾病患者约7000余名,其中男性多于女性,成人多于儿童,多以脑梗死为首要症状。虽然患者数并不多,但由于症状复杂多样,常被漏诊或误诊为精神疾病、动脉硬化性脑血栓等,从而影响最终治疗效果,因此,有必要将它介绍给大家。
症状,有如老年性中风
烟雾病发病原因至今尚不十分清楚,但有学者认为可能与遗传有一定关系。不同年龄患者,症状表现也不同,儿童患者绝大多数主要表现为一过性脑缺血发作(TIA)或脑梗死,成年患者中约半数表现为脑出血,另半数患者表现为TIA或脑梗死。
TIA和缺血性脑卒中烟雾病常导致颈内动脉供血区特别是额叶脑缺血,多数患者会表现出额叶症状和体征,如构音障碍、失语或偏瘫,也可以有其他不典型症状如晕厥、下肢轻瘫、视觉症状或不自主运动等;有些儿童病例可出现智力障碍;少数成年病例可有短暂记忆紊乱、易激惹或焦虑等。
颅内出血其原因可能由于扩张、变脆的异常血管破裂出血,或异常血管上形成的囊性动脉瘤破裂出血导致蛛网膜下腔出血。越来越多的证据表明,即使没有动脉瘤存在,成年烟雾病患者仍可以出现脑表面蛛网膜下腔出血。
其他神经系统症状头痛是烟雾病的严重症状之一,特别是儿童患者较常见,常为额部头痛或为偏头痛样头痛。另外,癫痫和不自主运动也是烟雾病的重要临床表现之一,多见于儿童病例。
根据患者的临床表现可将本病分成若干类型:(1)TIA型。最多见,临床特点是反复发生一过性偏瘫,也可为左右交替性偏瘫或双偏瘫;(2)梗死型。急性脑卒中,导致永久型瘫痪、失语、视觉障碍和智力障碍;(3)癫痫型。频发的癫痫发作,部分性发作或癫痫持续状态,伴脑电图癫痫样放电;(4)出血型。蛛网膜下腔出血或脑实质出血,见于年长儿和成人病例。脑血管造影和磁共振血管成像有助本病诊断。
由于本病也是脑血管病变所产生的结果。因此它和老年人中常见的由脑动脉粥样硬化、高血压所产生的急性脑血管意外(中风)的症状并无本质区别;只是发病原因、发病率高低、病理变化、症状侧重及好发年龄不同而已。
治疗,对症或手术
对于烟雾病,内科可进行对症治疗。缺血患者可用扩血管、抗凝、抗血小板聚集药物治疗,以改善缺血症状;脑出血,如蛛网膜下腔出血患者可应用止血药物和抗纤维蛋白溶解药等,当患者伴颅内高压时应适当控制颅内压力;癫痫患者和不随意运动者,可做相应对症治疗。
外科以手术治疗为主。在仔细评估缺血区脑组织血流量、脑细胞功能状态后,如无手术禁忌证,可采用颞浅动脉与大脑中动脉吻合术、颞浅动脉转移术或颞肌贴敷术治疗,这些手术均能促进侧支循环形成,可在不同程度上改善脑供血;急性脑出血时可根据病情行脑室外引流或血肿清除术,以挽救生命或改善临床状况。不过,目前关于血管吻合手术对预防患者再出血是否有效,还没有明确结论。
柴炉烟雾对人体的危害 篇10
一项新的研究表明,在一个城镇通过公共卫生运动加强环境法律并替换掉以木材为燃料的火炉后,其冬季心血管疾病死亡率下降20%,呼吸系统疾病死亡率下降28%。尽管这些改变只是一个没有统计学意义的趋势,但它对于人类死亡的影响在任何领域任何时候都是有意义的。调查结果强调,公共卫生具有通过干预减少来自生物烟雾的环境污染获得利益的潜能。
这一研究着眼于以柴炉为生物烟雾的来源,但在其他地方壁炉、林火、焚烧灌木等也许是生物烟雾的重要来源。其他基于人群的研究也显示了死亡率可以通过干预空气质量获益,其中包括香港减少燃油含硫量和都柏林禁止使用燃煤供暖。
朗塞斯顿的塔斯马尼亚城于2001年实施了政府资助的环境质量干预,Johnston的研究比较了干预之前6.5年和之后该城的每日死亡率。
在塔斯马尼亚,柴炉流行于上世纪80年代末90年代初,充当了大多数家庭的首要热源,但同时也为朗塞斯顿的冬季带来了85%的空中颗粒物质。在朗塞斯顿,这些对空气质量的影响格外严重,因为这一地区位于河谷之中,地形学和气象学条件都限制了空气污染的消散。在2001年到2004年之间,政府通过教育和其他努力,尤其是一项柴炉替换计划,将家庭柴炉是普及率由66%降至30%。毫无疑问,空气质量改善了。在1997-2000期间,直径小于10μm的颗粒物质浓度为年平均23.7μg/m3,冬季43.6μg/m3;而在2001-2007期间,这两个数值分别降至18.4μg/m3和27.0μg/m3。
对比这两个时间段,每年每千人口中死亡数由8.5降至7.4,然而这13%的变化并不具统计学显著性。同时心血管疾病死亡率也有所下降,其中心源性下降了30%,肺源性下降了25%,但均不具统计显著性。对于男性来说,干预前后的变化是显著的:全部原因死亡率下降了11%,心血管系统死亡率下降了18%,呼吸系统死亡率下降了23%。在冬季死亡率方面,实施干预后男性和女性总体趋势无论在是心源性还是肺源性都有所改变。
在同一个岛上充当对照的另外一个城镇霍巴特没有观察到同样的变化,因为在研究期间内那里并没有实施提升空气质量的措施。
研究者们指出他们的分析有一个重要的限制条件,即相关研究样本过小,在2001年朗塞斯顿有67000人口,这降低了研究的统计效力并导致相关置信区间扩大。同时,尽管对温度,湿度,周日期,呼吸系统流行病和长期死亡率变化趋势等干扰因素进行了调整,研究者指出将长期的死亡率趋势从其他因素中剔除很困难。对于观测性研究来说,调整已知和未知的干扰因素具有挑战性。