基于模块化设计的自动控温艾灸盒

王一凡, 韩夏, 韦坤妮, 王晶, 王泽峰, 黄金昶, 闫聪

王一凡, 韩夏, 韦坤妮, 王晶, 王泽峰, 黄金昶, 闫聪. 基于模块化设计的自动控温艾灸盒[J]. 实用临床医药杂志, 2022, 26(24): 7-12. DOI: 10.7619/jcmp.20222934
引用本文: 王一凡, 韩夏, 韦坤妮, 王晶, 王泽峰, 黄金昶, 闫聪. 基于模块化设计的自动控温艾灸盒[J]. 实用临床医药杂志, 2022, 26(24): 7-12. DOI: 10.7619/jcmp.20222934
WANG Yifan, HAN Xia, WEI Kunni, WANG Jing, WANG Zefeng, HUANG Jinchang, YAN Cong. Automatic temperature control moxibustion box based on modular design[J]. Journal of Clinical Medicine in Practice, 2022, 26(24): 7-12. DOI: 10.7619/jcmp.20222934
Citation: WANG Yifan, HAN Xia, WEI Kunni, WANG Jing, WANG Zefeng, HUANG Jinchang, YAN Cong. Automatic temperature control moxibustion box based on modular design[J]. Journal of Clinical Medicine in Practice, 2022, 26(24): 7-12. DOI: 10.7619/jcmp.20222934

基于模块化设计的自动控温艾灸盒

基金项目: 

北京中医药大学高层次人才项目 2021-XJ-KYQD013

北京中医药大学重点攻关项目 2020-JYB-ZDGG-056

详细信息
    通讯作者:

    闫聪, E-mail: yancong@bucm.edu.cn

  • 中图分类号: R245.81;R318

Automatic temperature control moxibustion box based on modular design

  • 摘要:
    目的 

    针对中医临床艾灸疗法“三因制宜”思想与疗法创新的需求,探索一种模块化艾灸盒的设计方案,研发具有功能切换和个性化定制的模块,使用传统艾条并能自动控温的模块化艾灸盒。

    方法 

    应用模块化设计方法,将艾灸盒分为控制和治疗模块。结合微纳温度传感器与脉冲带宽调制芯片实现传统艾条的自动控温功能。

    结果 

    设计了单穴位灸和多穴位灸2种治疗模块,拆装模块实现切换施灸部位以及个性化调整的功能,验证了模块化艾灸盒在结构上的可行性;经过温度测试,在点燃艾条的情况下,单穴位灸与多穴位灸在设置45℃条件下测试的平稳期平均温度分别为45.68℃和45.12℃。

    结论 

    设计的艾灸盒能够保留传统艾条施灸功能,实现智能控制温度的效果,基于模块化方法可适应多种使用场景,具有较高的性价比和较大的应用潜力,为艾灸盒甚至中医诊疗设备的设计提供了新的方法及思路。

    Abstract:
    Objective 

    To explore a modular moxibustion box design scheme according to the thought of "developing appropriate treatment according to three disease causes" and the demand of therapy innovation to develop a modular moxibustion box with function switching and personalized customization, which uses traditional moxa sticks and can automatically control temperature.

    Methods 

    The moxibustion box was divided into control module and treatment module by modular design method. Combining micro- and nano-temperature sensor and pulse bandwidth modulation chip, the automatic temperature control function of traditional moxa stick was realized.

    Results 

    Single point moxibustion and multi-point moxibustion were designed. The functions of switching moxibustion sites and personalized adjustment were realized by disassembling and assembling the module, and the feasibility of modular moxibustion box in structure was verified. After the temperature test, the average temperature of single point moxibustion and multi-point moxibustion at 45℃ in the test stationary period was 45.68℃ and 45.12℃ respectively under the condition of firing moxa stick.

    Conclusion 

    The moxibustion box designed retains the function of traditional moxibustion with moxa sticks and realizes intelligent temperature control. Based on the modular method, it can adapt to a variety of use scenarios, with high cost performance and great application potential. It provides a new method and idea for the design of moxibustion box and even traditional Chinese medicine diagnosis and treatment equipment.

  • 结直肠癌是常见恶性肿瘤之一,其发病率与致死率呈持续上升趋势,多数患者在确诊时已处于疾病晚期[1-2]。“正常黏膜-结直肠腺瘤-结直肠癌”被认为是结直肠癌发生的主要路径。因此,在结直肠腺瘤阶段进行准确筛查并阻止其进一步发展,已成为降低结直肠癌发病率的关键措施。该措施的有效实施很大程度上依赖于结肠镜检查技术的应用。结肠息肉漏诊现象普遍,总漏诊率为6.00%~27.00%[3]。除受内镜医师诊断经验、操作水平、退镜检查时间、肠道解剖结构和患者肠道清洁度影响以外,内镜医师的疲劳状态也是导致病变漏诊的重要原因。

    疲劳可分为生理性(身体疲劳)和心理性(精神疲劳)。对于经验丰富的内镜医师,鉴于操作的实际体力负荷相对较小,其生理疲劳通常不对整体身体机能产生显著影响,因此生理性疲劳不被视为影响结肠镜检查质量的因素。心理性疲劳会随着工作时间延长和工作强度增加而累积,并且缺乏直观的量化评估手段。研究[4]表明,检查时间每延后1 h, 腺瘤检出率(ADR)可下降4.6%(P=0.005)。相关研究常将内镜操作的中后时段定义为内镜医师可能出现疲劳的状态。研究[5-7]显示,人工智能(AI)辅助诊断可有效提高结直肠ADR。本研究探讨AI对不同操作时段内镜医师结直肠ADR的影响,并分析使用AI系统能否提升内镜医师在疲劳状态下的结直肠ADR。

    结直肠癌是常见恶性肿瘤之一,其发病率与致死率呈持续上升趋势,多数患者在确诊时已处于疾病晚期[1-2]。“正常黏膜-结直肠腺瘤-结直肠癌”被认为是结直肠癌发生的主要路径。因此,在结直肠腺瘤阶段进行准确筛查并阻止其进一步发展,已成为降低结直肠癌发病率的关键措施。该措施的有效实施很大程度上依赖于结肠镜检查技术的应用。结肠息肉漏诊现象普遍,总漏诊率为6.00%~27.00%[3]。除受内镜医师诊断经验、操作水平、退镜检查时间、肠道解剖结构和患者肠道清洁度影响以外,内镜医师的疲劳状态也是导致病变漏诊的重要原因。

    疲劳可分为生理性(身体疲劳)和心理性(精神疲劳)。对于经验丰富的内镜医师,鉴于操作的实际体力负荷相对较小,其生理疲劳通常不对整体身体机能产生显著影响,因此生理性疲劳不被视为影响结肠镜检查质量的因素。心理性疲劳会随着工作时间延长和工作强度增加而累积,并且缺乏直观的量化评估手段。研究[4]表明,检查时间每延后1 h, 腺瘤检出率(ADR)可下降4.6%(P=0.005)。相关研究常将内镜操作的中后时段定义为内镜医师可能出现疲劳的状态。研究[5-7]显示,人工智能(AI)辅助诊断可有效提高结直肠ADR。本研究探讨AI对不同操作时段内镜医师结直肠ADR的影响,并分析使用AI系统能否提升内镜医师在疲劳状态下的结直肠ADR。

    回顾性收集2020年8月—2021年1月在河北省衡水市人民医院内镜中心进行结直肠镜检查的患者资料,包括内镜报告和病理报告。纳入标准: 年龄为18~75岁者; 具备结肠镜检查适应证者。排除标准: 已知或疑似结直肠占位性病变者; 既往有结直肠外科手术史者; 肠道准备不合格,即总肠段波士顿肠道准备量表(BBPS)评分 < 6分者; 因口服阿司匹林等药物无法完成病理活检者。本研究经医院伦理学委员会批准。

    结肠镜检查主要在退镜过程中详细观察肠道黏膜,发现息肉并取病理组织活检,记录腺瘤检出情况。鉴于进镜时间差异,采用每位患者结肠镜检查完成时间进行分组。结肠镜检查统一安排在14: 00—17: 30进行,故将研究对象按操作时间段分为A组、B组,其中A组检查完成时间为14: 00—15: 59, B组检查完成时间为16: 00—17: 30。AI辅助诊断系统于2020年6月开始在本院内镜中心的消化内镜检查中应用。根据是否使用AI辅助检查,将患者进一步分为AI亚组与无AI亚组。

    回顾性收集2020年8月—2021年1月在河北省衡水市人民医院内镜中心进行结直肠镜检查的患者资料,包括内镜报告和病理报告。纳入标准: 年龄为18~75岁者; 具备结肠镜检查适应证者。排除标准: 已知或疑似结直肠占位性病变者; 既往有结直肠外科手术史者; 肠道准备不合格,即总肠段波士顿肠道准备量表(BBPS)评分 < 6分者; 因口服阿司匹林等药物无法完成病理活检者。本研究经医院伦理学委员会批准。

    结肠镜检查主要在退镜过程中详细观察肠道黏膜,发现息肉并取病理组织活检,记录腺瘤检出情况。鉴于进镜时间差异,采用每位患者结肠镜检查完成时间进行分组。结肠镜检查统一安排在14: 00—17: 30进行,故将研究对象按操作时间段分为A组、B组,其中A组检查完成时间为14: 00—15: 59, B组检查完成时间为16: 00—17: 30。AI辅助诊断系统于2020年6月开始在本院内镜中心的消化内镜检查中应用。根据是否使用AI辅助检查,将患者进一步分为AI亚组与无AI亚组。

    在研究期间,AI组和无AI组采用的结肠镜检查设备为日本奥林巴斯290系列及260系列。AI辅助诊断所用设备由武汉楚精灵医疗科技有限公司研发。所有执行肠镜检查的医师均为具有丰富经验的高年资医师(肠镜操作总例数>5 000例)。

    在研究期间,AI组和无AI组采用的结肠镜检查设备为日本奥林巴斯290系列及260系列。AI辅助诊断所用设备由武汉楚精灵医疗科技有限公司研发。所有执行肠镜检查的医师均为具有丰富经验的高年资医师(肠镜操作总例数>5 000例)。

    使用SPSS 26.0统计学软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以($\overline x $±s)表示,组间比较采用独立样本t检验。计数资料以[n(%)]表示,组间比较采用卡方检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

    使用SPSS 26.0统计学软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以($\overline x $±s)表示,组间比较采用独立样本t检验。计数资料以[n(%)]表示,组间比较采用卡方检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

    2020年8月—2021年1月,共纳入患者784例,其中A组405例, B组379例。A组中有200例(49.38%)使用AI辅助肠镜检查, B组中有194例(51.19%)使用AI辅助肠镜检查。2组使用AI辅助检查例数比较,差异无统计学意义(P=0.614)。2组平均年龄、性别以及BBPS评分比较,差异无统计学意义(P>0.05), 见表 1

    表  1  2组患者基线资料比较($\overline x $ ±s)[n(%)]
    项目 分类 A组(n=405) B组(n=379) P
    年龄/岁 53.67±11.01 53.46±11.56 0.790
    性别 235(58.02) 224(59.10) 0.759
    170(41.98) 155(40.90)
    BBPS评分 6分 109(26.91) 98(25.86) 0.737
    7~9分 296(73.09) 281(74.14)
    使用AI辅助 200(49.38) 194(51.19) 0.614
    205(50.62) 185(48.81)
    BBPS: 波士顿肠道准备量表。
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    2020年8月—2021年1月,共纳入患者784例,其中A组405例, B组379例。A组中有200例(49.38%)使用AI辅助肠镜检查, B组中有194例(51.19%)使用AI辅助肠镜检查。2组使用AI辅助检查例数比较,差异无统计学意义(P=0.614)。2组平均年龄、性别以及BBPS评分比较,差异无统计学意义(P>0.05), 见表 1

    表  1  2组患者基线资料比较($\overline x $ ±s)[n(%)]
    项目 分类 A组(n=405) B组(n=379) P
    年龄/岁 53.67±11.01 53.46±11.56 0.790
    性别 235(58.02) 224(59.10) 0.759
    170(41.98) 155(40.90)
    BBPS评分 6分 109(26.91) 98(25.86) 0.737
    7~9分 296(73.09) 281(74.14)
    使用AI辅助 200(49.38) 194(51.19) 0.614
    205(50.62) 185(48.81)
    BBPS: 波士顿肠道准备量表。
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    A组ADR为32.10%, 略高于B组的26.91%, 但差异无统计学意义(P>0.05)。通过对是否使用AI辅助肠镜检查进行分层分析,结果显示,未使用AI辅助时, A组的ADR为25.85%, 高于B组的17.30%, 差异有统计学意义(P < 0.05)。使用AI辅助后, 2组ADR比较,差异无统计学意义(P>0.05)。B组使用AI辅助后,其ADR高于A组未使用AI辅助,差异有统计学意义(P < 0.05)。未使用AI辅助时, A组PDR为33.17%, 高于B组的22.70%, 差异有统计学意义(P < 0.05)。使用AI辅助后, 2组PDR比较,差异无统计学意义(P>0.05)。在BBPS评分方面, 2组中7~9分患者的ADR、PDR高于6分患者。见表 2

    表  2  2组结直肠ADR、PDR比较[n(%)]
    项目 分类 腺瘤 息肉
    A组(n=405) B组(n=379) P OR(95%CI) A组(n=405) B组(n=379) P OR(95%CI)
    总检出 130(32.10) 102(26.91) 0.112 1.284(0.943~1.737) 152(37.53) 124(32.72) 0.159 1.235(0.921~1.658)
    使用AI辅助 53(25.85) 32(17.30) 0.041 1.667(1.018~2.729) 68(33.17) 42(22.70) 0.022 1.690(1.077~2.651)
    77(38.50) 70(36.08) 0.620 1.109(0.737~1.669) 84(42.00) 82(42.27) 0.957 0.989(0.663~1.476)
    BBPS评分 6分 12(11.01) 10(10.20) 0.851 1.089(0.448~2.644) 19(17.43) 17(17.35) 0.987 1.006(0.490~2.066)
    7~9分 118(39.86) 92(32.74) 0.075 1.362(0.968~1.915) 133(44.93) 107(38.08) 0.095 1.327(0.952~1.850)
    A组是否使用AI辅助患者的ADR与PDR计算分母分别为200、205例, B组分别为194、185例; A组BBPS评分为6分、7~9分患者的ADR与PDR计算分母分别为109、296例, B组分别为98、281例。
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    A组ADR为32.10%, 略高于B组的26.91%, 但差异无统计学意义(P>0.05)。通过对是否使用AI辅助肠镜检查进行分层分析,结果显示,未使用AI辅助时, A组的ADR为25.85%, 高于B组的17.30%, 差异有统计学意义(P < 0.05)。使用AI辅助后, 2组ADR比较,差异无统计学意义(P>0.05)。B组使用AI辅助后,其ADR高于A组未使用AI辅助,差异有统计学意义(P < 0.05)。未使用AI辅助时, A组PDR为33.17%, 高于B组的22.70%, 差异有统计学意义(P < 0.05)。使用AI辅助后, 2组PDR比较,差异无统计学意义(P>0.05)。在BBPS评分方面, 2组中7~9分患者的ADR、PDR高于6分患者。见表 2

    表  2  2组结直肠ADR、PDR比较[n(%)]
    项目 分类 腺瘤 息肉
    A组(n=405) B组(n=379) P OR(95%CI) A组(n=405) B组(n=379) P OR(95%CI)
    总检出 130(32.10) 102(26.91) 0.112 1.284(0.943~1.737) 152(37.53) 124(32.72) 0.159 1.235(0.921~1.658)
    使用AI辅助 53(25.85) 32(17.30) 0.041 1.667(1.018~2.729) 68(33.17) 42(22.70) 0.022 1.690(1.077~2.651)
    77(38.50) 70(36.08) 0.620 1.109(0.737~1.669) 84(42.00) 82(42.27) 0.957 0.989(0.663~1.476)
    BBPS评分 6分 12(11.01) 10(10.20) 0.851 1.089(0.448~2.644) 19(17.43) 17(17.35) 0.987 1.006(0.490~2.066)
    7~9分 118(39.86) 92(32.74) 0.075 1.362(0.968~1.915) 133(44.93) 107(38.08) 0.095 1.327(0.952~1.850)
    A组是否使用AI辅助患者的ADR与PDR计算分母分别为200、205例, B组分别为194、185例; A组BBPS评分为6分、7~9分患者的ADR与PDR计算分母分别为109、296例, B组分别为98、281例。
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    在A组中, AI亚组的ADR为38.50%, 无AI亚组的ADR为25.80%, 差异有统计学意义(P=0.006, OR=1.795, 95%CI: 1.176~2.741)。在B组中, AI亚组的ADR为36.08%, 无AI亚组的ADR为17.30%, 差异有统计学意义(P < 0.001, OR=2.699, 95%CI: 1.669~4.365)。在PDR方面, AI系统在B组中表现出更高的辅助效能,而在A组中效果不显著。见表 3

    表  3  AI系统在相同操作时间段的检出率比较[n(%)]
    项目 A组(n=405) B组(n=379)
    AI亚组(n=200) 无AI亚组(n=205) P OR(95%CI) AI亚组(n=194) 无AI亚组(n=185) P OR(95%CI)
    腺瘤检出 77(38.50) 53(25.85) 0.006 1.795(1.176~2.741) 70(36.08) 32(17.30) < 0.001 2.699(1.669~4.365)
    息肉检出 84(42.00) 68(33.17) 0.067 1.459(0.974~2.186) 82(42.27) 42(22.70) < 0.001 2.493(1.595~3.896)
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    在A组中, AI亚组的ADR为38.50%, 无AI亚组的ADR为25.80%, 差异有统计学意义(P=0.006, OR=1.795, 95%CI: 1.176~2.741)。在B组中, AI亚组的ADR为36.08%, 无AI亚组的ADR为17.30%, 差异有统计学意义(P < 0.001, OR=2.699, 95%CI: 1.669~4.365)。在PDR方面, AI系统在B组中表现出更高的辅助效能,而在A组中效果不显著。见表 3

    表  3  AI系统在相同操作时间段的检出率比较[n(%)]
    项目 A组(n=405) B组(n=379)
    AI亚组(n=200) 无AI亚组(n=205) P OR(95%CI) AI亚组(n=194) 无AI亚组(n=185) P OR(95%CI)
    腺瘤检出 77(38.50) 53(25.85) 0.006 1.795(1.176~2.741) 70(36.08) 32(17.30) < 0.001 2.699(1.669~4.365)
    息肉检出 84(42.00) 68(33.17) 0.067 1.459(0.974~2.186) 82(42.27) 42(22.70) < 0.001 2.493(1.595~3.896)
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    结直肠息肉主要分为较低风险息肉(如炎性息肉、增生性息肉)和潜在癌前腺瘤性息肉。根据“腺瘤-癌”理论的发展模式,对结直肠癌高危人群进行筛查,早期发现腺瘤并进行干预治疗是改善结直肠癌预后的关键措施[8-9]。ADR为衡量电子结肠镜检查质量的关键指标[10]。研究[7]显示,每增加1%的ADR, 致死性间隔期结直肠癌的风险降低5%。然而,结肠息肉的漏诊现象较为普遍[11]。研究[12]显示,结肠镜检查的息肉漏诊率约为25%。另一项回顾性研究[13]显示,结肠镜检查息肉漏诊率为22.5%, 其中小息肉(< 5 mm)占漏诊息肉的87.3%。研究[14]显示,结肠小息肉易被遗漏,而腺瘤的漏诊率高达26%。VAN RIJN J C等[15]对相关研究进行Meta分析显示,结肠镜检查的总体息肉漏诊率为22%。

    结肠息肉漏诊原因包括病变因素(息肉大小、部位、形态、数目等)和非病变因素(肠道清洁度、盲肠插管率、退镜时间、肠镜检查设备、患者舒适度和静脉麻醉等)。研究[16]表明,内镜医师的疲劳状态也是病变漏诊的重要原因之一。研究[17]表明,检查时间段为结肠镜检查质量的独立影响因素之一。一项荟萃分析[18]发现, ADR不受检查时间及内镜医师以上午、下午轮班方式检查的影响。但如果同一内镜医师全天工作则会导致下午的ADR显著降低。LU Z H等[19]按结肠镜检查时间进行分组,早期组(上午8: 00—10: 59或下午1: 00—2: 59)与晚期组(上午11: 00—12: 59或下午3: 00—4: 59)相比,早期组的ADR显著高于晚期组。排除停药时间、肠道准备情况及内镜医师资质等干扰因素后,当天内镜医师的累积疲劳是导致结肠镜检查质量下降的独立风险因素。上述研究主要针对全天工作的内镜医师, GURUDU S R等[20]将内镜医师分为全天工作组和半天工作组,在全天工作组中,上午的ADR显著高于下午,而在半天工作组中, ADR并不受上午、下午影响。分析全天工作时,后半时段ADR下降原因,考虑为连续和重复的视觉刺激可能削弱反应力和判断力,从而导致视野内息肉未被识别以及视野外息肉漏诊,同时增多退镜时的盲点[21-22]。在影像学及病理学等领域也观察到类似现象,长时间工作导致的视觉疲劳可增加漏诊率和误诊率[23-24]

    本研究中,内镜中心医师实行全天工作制。通过比较2个操作时段(14: 00—15: 59、16: 00—17: 30)的ADR, 旨在验证内镜医师的疲劳状态是否影响结肠镜检查的质量。结果显示, B组(6: 00—17: 30)ADR为26.91%, 低于A组(14: 00—15: 59)的32.10%, 但差异无统计学意义(P>0.05)。2组中均有部分患者为AI辅助肠镜检查,考虑这一因素可能会对结果造成影响,故根据是否使用AI辅助进行分层。本研究结果显示,无AI辅助时, A组ADR显著高于B组(25.85% 与17.30%), 这与LU Z H等[19]研究结果一致。由此提示,当天疲劳状态的积累会降低ADR, 使结肠镜检查质量下降。

    一项荟萃分析[25]发现,医学影像AI技术在结直肠息肉诊断中的灵敏度为92%, 特异度为93%, 准确率为92%, 其诊断效能显著优于单独使用静止图像。一项前瞻性、多中心、随机对照试验[26]发现,低年资内镜医师使用AI辅助进行结肠镜检查时, ADR也显著提高。本研究显示,A组中AI辅助亚组的ADR显著高于无AI辅助亚组(P=0.006); B组中AI系统的辅助效果更加显著, ADR从17.30%提高至36.08%(P < 0.001)。上述结果证实AI辅助肠镜检查系统可提高结直肠ADR, 与相关研究[6, 26-7]结果一致。本研究中, PDR的结果与ADR相似,这一结果与LU Z H等[19]研究一致,提示AI可提高内镜医师疲劳状态下结直肠ADR。但本研究仍存在一些局限性:首先,本研究纳入的病例样本量较小,尚需扩大样本量进行统计分析;其次,本研究仅在单个内镜中心开展,其结果是否适用于其他临床机构仍有待验证;最后,在不同研究中内镜中心的ADR存在差异。这可能由以下因素造成:结肠腺瘤的发病率受地域和人群特征影响;各研究对研究对象的排除标准不一;参与研究的内镜医师资质参差不齐。

    综上所述,本研究证实了AI辅助肠镜检查系统能够有效提升结肠镜检查质量,具体表现为提高ADR。本研究为不同内镜中心结肠镜检查同质化的实现提供了新思路。

    结直肠息肉主要分为较低风险息肉(如炎性息肉、增生性息肉)和潜在癌前腺瘤性息肉。根据“腺瘤-癌”理论的发展模式,对结直肠癌高危人群进行筛查,早期发现腺瘤并进行干预治疗是改善结直肠癌预后的关键措施[8-9]。ADR为衡量电子结肠镜检查质量的关键指标[10]。研究[7]显示,每增加1%的ADR, 致死性间隔期结直肠癌的风险降低5%。然而,结肠息肉的漏诊现象较为普遍[11]。研究[12]显示,结肠镜检查的息肉漏诊率约为25%。另一项回顾性研究[13]显示,结肠镜检查息肉漏诊率为22.5%, 其中小息肉(< 5 mm)占漏诊息肉的87.3%。研究[14]显示,结肠小息肉易被遗漏,而腺瘤的漏诊率高达26%。VAN RIJN J C等[15]对相关研究进行Meta分析显示,结肠镜检查的总体息肉漏诊率为22%。

    结肠息肉漏诊原因包括病变因素(息肉大小、部位、形态、数目等)和非病变因素(肠道清洁度、盲肠插管率、退镜时间、肠镜检查设备、患者舒适度和静脉麻醉等)。研究[16]表明,内镜医师的疲劳状态也是病变漏诊的重要原因之一。研究[17]表明,检查时间段为结肠镜检查质量的独立影响因素之一。一项荟萃分析[18]发现, ADR不受检查时间及内镜医师以上午、下午轮班方式检查的影响。但如果同一内镜医师全天工作则会导致下午的ADR显著降低。LU Z H等[19]按结肠镜检查时间进行分组,早期组(上午8: 00—10: 59或下午1: 00—2: 59)与晚期组(上午11: 00—12: 59或下午3: 00—4: 59)相比,早期组的ADR显著高于晚期组。排除停药时间、肠道准备情况及内镜医师资质等干扰因素后,当天内镜医师的累积疲劳是导致结肠镜检查质量下降的独立风险因素。上述研究主要针对全天工作的内镜医师, GURUDU S R等[20]将内镜医师分为全天工作组和半天工作组,在全天工作组中,上午的ADR显著高于下午,而在半天工作组中, ADR并不受上午、下午影响。分析全天工作时,后半时段ADR下降原因,考虑为连续和重复的视觉刺激可能削弱反应力和判断力,从而导致视野内息肉未被识别以及视野外息肉漏诊,同时增多退镜时的盲点[21-22]。在影像学及病理学等领域也观察到类似现象,长时间工作导致的视觉疲劳可增加漏诊率和误诊率[23-24]

    本研究中,内镜中心医师实行全天工作制。通过比较2个操作时段(14: 00—15: 59、16: 00—17: 30)的ADR, 旨在验证内镜医师的疲劳状态是否影响结肠镜检查的质量。结果显示, B组(6: 00—17: 30)ADR为26.91%, 低于A组(14: 00—15: 59)的32.10%, 但差异无统计学意义(P>0.05)。2组中均有部分患者为AI辅助肠镜检查,考虑这一因素可能会对结果造成影响,故根据是否使用AI辅助进行分层。本研究结果显示,无AI辅助时, A组ADR显著高于B组(25.85% 与17.30%), 这与LU Z H等[19]研究结果一致。由此提示,当天疲劳状态的积累会降低ADR, 使结肠镜检查质量下降。

    一项荟萃分析[25]发现,医学影像AI技术在结直肠息肉诊断中的灵敏度为92%, 特异度为93%, 准确率为92%, 其诊断效能显著优于单独使用静止图像。一项前瞻性、多中心、随机对照试验[26]发现,低年资内镜医师使用AI辅助进行结肠镜检查时, ADR也显著提高。本研究显示,A组中AI辅助亚组的ADR显著高于无AI辅助亚组(P=0.006); B组中AI系统的辅助效果更加显著, ADR从17.30%提高至36.08%(P < 0.001)。上述结果证实AI辅助肠镜检查系统可提高结直肠ADR, 与相关研究[6, 26-7]结果一致。本研究中, PDR的结果与ADR相似,这一结果与LU Z H等[19]研究一致,提示AI可提高内镜医师疲劳状态下结直肠ADR。但本研究仍存在一些局限性:首先,本研究纳入的病例样本量较小,尚需扩大样本量进行统计分析;其次,本研究仅在单个内镜中心开展,其结果是否适用于其他临床机构仍有待验证;最后,在不同研究中内镜中心的ADR存在差异。这可能由以下因素造成:结肠腺瘤的发病率受地域和人群特征影响;各研究对研究对象的排除标准不一;参与研究的内镜医师资质参差不齐。

    综上所述,本研究证实了AI辅助肠镜检查系统能够有效提升结肠镜检查质量,具体表现为提高ADR。本研究为不同内镜中心结肠镜检查同质化的实现提供了新思路。

  • 图  1   模块化结构示意图

    图  2   连接结构设计示意图

    1: 控制模块; 2: 数据连接-磁吸金属触点; 3: 机械动力连接; 4: 治疗模块。

    图  3   模块化设计示意图

    图  4   单穴位灸治疗模块的结构设计图

    A: 单穴位灸盒剖面示意图; B: 底座模块不同材质打印示意图; C: 适应不同尺寸艾条的艾条固定器。A图, 1: 艾条固定器(附滤灰网); 2: 艾条固定圈; 3: 固定柱; 4: 磁吸连接触点; 5: 动力圈; 6: 治疗模块外壳; 7: 温度传感器; 8: 螺旋槽孔; 9: 竖直导轨。B图,橡胶从左至右分别为55A、65A、85A、95A。

    图  5   多穴位灸治疗模块的结构设计图

    A: 旋转升降示意图(主视图); B: 多穴位灸剖面时图。A图, 1: 动力连接; 2: 连杆; 3: 艾条固定装置; 4: 艾条; 5: 旋转轨迹; 6: 固定连接; 7: 活动连接。B图, 1: 控制模块卡扣; 2: 动力圈; 3: 磁吸连接触点; 4: 艾条固定架; 5: 艾条固定铁丝网。

    图  6   模块化艾灸盒应用示意图

    A: 控制模块安装在单穴位灸治疗模块上; B: 控制模块安装在多穴位灸治疗模块上; C: 使用多穴位灸进行治疗。

    图  7   自动模式测试温度与舵机调整曲线图

    A: 单穴位灸(第1阶段设定温度为45 ℃, 第2阶段设定温度为50 ℃。设置温度为50 ℃的3 min内,温度从45 ℃提升至50 ℃); B: 多穴位灸(自动模式下艾灸盒可以根据预设定的温度调整艾条位置,使温度维持在45 ℃ 10 min左右,温度低于44 ℃后继续下调艾条的位置直至到达下限位置,最终在35 min左右结束实验)。

    表  1   温控测试结果

    穴位灸 最低温度/℃ 最高温度/℃ 自动模式45℃ 自动模式50℃
    平均温度*/℃ 标准差* 占比**/% 平均温度*/℃ 标准差* 占比**/%
    单穴位灸 42.9 61.1 45.70 0.465 62.59 49.96 0.992 56.20
    多穴位灸 37.5 46.4 45.12 0.763 57.38 - - -
    平均温度*和标准差*是在温度平稳的区间的平均温度及标准差; 占比**指在设定温度正负1 ℃区间温度的占比(如45 ℃的温度范围为44 ~46 ℃)。
    下载: 导出CSV
  • [1] 邓凯烽, 毛文倩, 陈晓强, 等. 基于《黄帝内经》三因制宜理论浅析针灸的临床应用[J]. 辽宁中医杂志, 2021, 48(7): 70-73. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LNZY202107020.htm
    [2] 连艳萍, 李红芳. 耳穴埋豆联合艾灸促进胃肠道术后肠功能恢复的护理分析[J]. 实用临床医药杂志, 2018, 22(12): 75-77. doi: 10.7619/jcmp.201812022
    [3] 刘爽, 何其英, 汤亚箐, 等. 中医综合疗法联合中医特色护理防治肛肠术后尿潴留的效果[J]. 实用临床医药杂志, 2022, 26(16): 24-29. doi: 10.7619/jcmp.20220519
    [4] 戴云飞, 杨洁, 朱开宇, 等. 灸具研发的现状与展望[J]. 中华中医药杂志, 2021, 36(7): 4142-4144. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BXYY202107093.htm
    [5] 石文韬, 孟青云, 喻洪流, 等. 一种模块化的腕关节康复训练器设计与仿真[J]. 软件导刊, 2021, 20(2): 135-141. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RJDK202102026.htm
    [6] 余鑫, 杨帆, 杨浩. 可自动进艾调温艾灸盒的研制[J]. 按摩与康复医学, 2019, 10(19): 35-36. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-AMYD201919016.htm
    [7] 金煜昊, 易荣, 孟江琼, 等. 一种自动控温艾灸仪器设计与应用[J]. 针灸临床杂志, 2018, 34(11): 70-72. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZJLC201811020.htm
    [8] 夏世林, 佃松宜, 张浛芮, 等. 一种适用于多关节艾灸机械臂艾灸器的设计与应用[J]. 中国针灸, 2021, 41(2): 221-224. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGZE202102031.htm
    [9] 李菲菲, 臧蕾, 李欣荣, 等. 一种可温显、定时和恒温的新型艾灸盒的研制[J]. 医学信息, 2019, 32(12): 1-3. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YXXX201912001.htm
    [10] 徐炜君, 刘凤辉, 陶东华. 一种智能艾灸设备的研制与应用[J]. 上海中医药杂志, 2017, 51(5): 17-19. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SHZZ201705005.htm
    [11] 陈祥林, 龙韵翔, 杨丹, 等. 一种基于LED红外技术的智能光灸环设备的研制[J]. 生物医学工程研究, 2019, 38(4): 472-475. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDSG201904020.htm
    [12] 王晓颖, 张玉杰, 杜美玲, 等. 新型艾灸仪研究进展[J]. 河南中医, 2020, 40(10): 1618-1620. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HNZY202010042.htm
    [13] 张国鑫, 苗晋玲, 张中原, 等. 电针不同腧穴组方对高脂血症大鼠血脂的调节作用[J]. 中国针灸, 2014, 34(9): 894-897. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGZE201409028.htm
    [14] 刘菊娥, 曾艳艳, 王琼娜. 艾灸关元穴联合穴位按摩在宫缩乏力性产后出血护理中的应用[J]. 实用临床医药杂志, 2020, 24(20): 130-132. doi: 10.7619/jcmp.202020036
    [15] 徐素娥, 姜九. 艾灸疗法治疗高血压前期患者的临床观察[J]. 实用临床医药杂志, 2020, 24(14): 115-118. doi: 10.7619/jcmp.202014032
    [16] 杨国芳, 方朝晖, 王静, 等. 温和灸联合穴位按摩治疗糖尿病性骨质疏松症的临床效果[J]. 实用临床医药杂志, 2021, 25(2): 59-62. doi: 10.7619/jcmp.20200804
    [17] 张绪初. 艾灸法治疗腹股沟疝术后尿潴留的疗效观察[J]. 实用临床医药杂志, 2017, 21(19): 160-160, 162. doi: 10.7619/jcmp.201719054
    [18] 吴珍梅, 严晓岚, 谢洁珊, 等. 多功能电子艾灸仪辅助治疗脑瘫患儿的效果观察[J]. 按摩与康复医学, 2021, 12(10): 36-37, 40. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-AMYD202110014.htm
    [19]

    TUOHETI A, AIASSA S, CRISCUOLO F, et al. New approach for making standard the development of biosensing devices by a modular multi-purpose design[J]. IEEE Trans Nanobioscience, 2020, 19(3): 339-346.

    [20]

    UKTVERIS T, JUSAS V. Development of a modular board for EEG signal acquisition[J]. Sensors (Basel), 2018, 18(7): 2140.

    [21]

    PAULSON C, CHIEN D, LIN F, et al. A novel modular headmount design for non-invasive scalp EEG recordings in awake animal models[J]. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2018, 2018: 5422-5425.

图(7)  /  表(1)
计量
  • 文章访问数:  360
  • HTML全文浏览量:  119
  • PDF下载量:  24
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-18
  • 网络出版日期:  2023-01-06
  • 刊出日期:  2023-01-06

目录

/

返回文章
返回
x 关闭 永久关闭