Contents
  1. 1. 选题
  2. 2. 医学超声成像原理
  3. 3. 实验设计
  4. 4. 小组分工

“用医学超声仪器研究运动对血流分布的影响”这是我们四级实验的研究课题,我们小组有三个成员,我担任组长。

选题

我单独写了一篇博客《为什么在校医院做大物四级实验》。主要是因为我对超声波多普勒仪器感兴趣,同时我也喜欢运动;校医院和大物实验中心有合作先例,我们可以去校医院做四级实验;校医院的邱医生和蔼可亲,愿意做我们的指导老师。

虽然做这个课题可能容易被质问:你们这个和物理有啥关系?偏要说有啥关系,只好说医学超声波多普勒仪器用到的物理原理,我们的实验是物理原理在医学中的应用。同时科大这边最近在搞什么和协和医院的联合培养,大物实验中心还加了个医学物理实验室,特地买了一台超声波多普勒仪器,因此我们才有把握做这个实验不至于被判离题。

医学超声成像原理

我单独写了一篇博客《医学超声成像原理》

实验设计

最初我们只想研究运动对心脏供血的影响,后来我们发现只测心脏似乎数据太少、结论太显然了——运动后心跳加快,心输出量也就是每分钟心脏输血量增加。由于医院超声波的血管探头还可以测量颈动脉和股动脉的血流情况,于是我们把问题转向研究血流的分布。

至于运动方式,如何控制变量是个头疼的问题。既然要研究运动对人体血流分布的影响,就需要设置不同的运动强度,并且考虑到人体差异只能同时用一个人做实验(不同个体的数据不具有可比性)。最初我们想在操场上跑圈,通过维持固定的配速跑固定的时间,不同的速度来表示不同的运动强度。然而跑操场离医院检查室太远了,就算再操场上跑步匀速跑步,还要从操场跑到医院,再从医院一楼爬楼梯到三楼,这个过程很难连贯,最后的运动强度不仅仅取决于跑步速度,还可能和爬楼梯、跑走廊的速度有关。

运动后如何测量是另一个问题。我们希望测量运动对人体血流分布的影响,但我们没用办法对运动中的人进行测量,我们只好让运动人员在运动结束后,马上冲到检查室躺到检查床上,快速进行超声检查。因此运动员的穿着也很重要,要让待测部位充分的暴露出来:要测量颈总动脉,就不能穿高领的衣服,要测量股动脉,就得穿短裤(否则脱裤子的时间严重导致心率降低、血流分布恢复到静息状态),同样要测心脏就女生不能穿很紧的文胸,衣服要能方便快速的拉上去。一句话,穿的越少越好。考虑到我们的实验主要在11月进行,此时在操场上穿短袖短裤跑步实在是太冷。

因此,我们最后决定在医院里爬楼梯,因为检查室出门左转就是楼梯很近,爬完楼梯冲到检查室躺倒床上总共不到10秒,同时楼道也没用操场那么冷。科大校医院一共有六层楼,采用连续上下爬楼梯的运动方式,分别设置三种运动状态,①静息状态,②一级运动(连续上下爬6层楼),③二级运动(连续上下爬12层楼),同时用运动后马上测得的心率来衡量运动强度,同一个人同一次实验中,运动达到的心率越强表示运动强度越大。

同时,由于超声波医学成像的清晰度,十分依赖于操作者的熟练程度与手法。再加上我们的实验要求操作要迅速完成,因此大部分时候都是邱医生进行操作。尽管如此,我们依然有出现三级运动因为操作不够顺利,导致测量时间太长,心率严重下降,而不得不放弃那次运动的数据。重新跑,对啊,再爬一次18层楼梯啊(我内心很崩溃),然后我重新跑了一次,数据依然不理想。最后我们放弃了三级运动,只做静息、一级、二级。这就是我们实验数据点为什么这么少的原因,因为我一个下午跑不了太多次!如果要减小实验误差,同样的实验就要重复几次,而且必须是同一个人。做人体实验好难!

总结起来我们的实验设计如下

实验设计

小组分工

说到小组分工,最初我本来是打算负责仪器操作的,让组里唯一的男生——朱家玺跑步。结果第一次实验,朱家玺跑了10分钟,气喘吁吁,让邱医生十分担忧。做这个实验,就需要不停的跑,我也担心朱家玺同学吃不消,又不好意思逼人家跑——你给我赶紧跑、再跑一次、跑快点。于是我决定自己上,好在我平时经常运动,同时为了做实验我还是能对自己狠一点的。

每一次我们去校医院做实验,三个同学都会去,然后在邱医生指导下进行实验,数据记录和分析。答辩前也是,大家一起讨论交流、提建议问问题。以下是我们小组的分工,

最后是一些照片

实验仪器:多普勒超声波诊断仪 (Mindray-M9cv)

左:血管探头,右边:心脏探头

左:血管探头,右边:心脏探头

曼克力在给我测量颈总动脉

医院的心超声检查室

十一月中旬,我在科大校医院爬楼梯

十一月中旬,我在科大校医院爬楼梯

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运动对血流分布的影响 实验设计

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  1. 1. 选题
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  3. 3. 实验设计
  4. 4. 小组分工