[發(fā)明專利]用于進(jìn)行阻抗測量的裝置、系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680025239.8
• 申請日: 2006-06-28
• 公開（公告）號: CN101218513A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·瓦芬施米特;C·伊格尼;A·布勞爾斯
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;A61B5/053
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 韓宏

本發(fā)明涉及電磁阻抗測量裝置，包括用于測量外部物質(zhì)的阻抗的傳感器元件。

本發(fā)明還涉及用于測量代表個體的生命體征的信號的生命體征測量系統(tǒng)。

本發(fā)明還涉及對外部物質(zhì)進(jìn)行阻抗測量的方法。

根據(jù)US?2003/0055358A1已知前文所述裝置的實(shí)施例。該已知裝置用于測量生物組織的電磁生物阻抗。為此，該已知裝置包括一個傳感器元件，用于檢測代表響應(yīng)于外部施加的交變磁場而在組織內(nèi)傳播的渦電流的信號。該已知裝置可以確定對應(yīng)于傳感器元件的橫截面的身體部分的生物阻抗。

該已知裝置的不利之處在于，為了獲得生物阻抗值的分布，傳感器元件必須相對于組織表面進(jìn)行移動。該過程耗時而且包括由于偏移誤差引起的相當(dāng)大的不精確。

本發(fā)明的目的是提供用于測量阻抗的裝置，利用該裝置可以進(jìn)行準(zhǔn)確的空間解析測量。

為此，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括另一個傳感器元件，用于對所述物質(zhì)進(jìn)行空間解析阻抗測量，所述傳感器元件和所述另一個傳感器元件作為工作于不同的諧振頻率的各個諧振電路的部件。

根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)手段基于如下的觀點(diǎn)：將多個傳感器元件(如兩個或者多個)彼此鄰近放置使得可以進(jìn)行空間解析的阻抗測量。為了獲得這些傳感器元件的阻抗讀數(shù)，每個傳感器設(shè)置作為各個諧振電路的一部分，每個諧振電路以不同的諧振頻率工作。優(yōu)選地，各個諧振頻率之間的差別大概為10％。該原理已經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，下文針對圖1對其結(jié)果進(jìn)行討論。因而，根據(jù)依據(jù)本發(fā)明的裝置，提供了一種測量設(shè)置，其使得可以使用所期望的空間解析度對所感興趣的區(qū)域進(jìn)行阻抗測量。該實(shí)事對于醫(yī)學(xué)應(yīng)用尤其有益，可以對如呼吸動作和深度、心率、心臟體積變化、血糖級別等生命體征進(jìn)行空間解析準(zhǔn)確度高的非介入性的、根據(jù)位置的測量。

在根據(jù)本發(fā)明的一個裝置實(shí)施例中，傳感器元件和另一個傳感器元件設(shè)計為形成傳感器元件矩陣或陣列。

設(shè)計陣列或者矩陣形式的傳感器陣列尤其有益。可以通過適當(dāng)選擇傳感器陣列的相應(yīng)大小而獲得所期望的空間解析度。下文針對圖2a和2b討論該特定實(shí)施例。

在另一個根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，所述傳感器元件和所述另一個傳感器元件包括與各個容性元件協(xié)同工作的各個傳感器線圈，由所述傳感器元件和所述另一個傳感器元件的連接軌道的各個長度確定所述各個諧振頻率。

使用具有預(yù)先選擇的連接軌道長度的標(biāo)準(zhǔn)線圈元件和多種容性元件的組合尤其有益，從而可以設(shè)計具有不同的各個諧振頻率的多個諧振電路。優(yōu)選地，本身已知的表面安裝器件(SMD)電容器用作容性元件。以下參照圖3詳細(xì)討論該結(jié)構(gòu)。請注意，作為替代，可以選擇具有預(yù)先選定值的標(biāo)準(zhǔn)容性元件，并且通過改變感性線圈的連接軌道長度改變諧振電路的諧振頻率。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個實(shí)施例中，所述傳感器元件和所述另一個傳感器元件設(shè)置在固定單元內(nèi)。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置的某些應(yīng)用中，可能希望在個體位于適當(dāng)?shù)墓潭▎卧那闆r下測量所述個體的阻抗，例如，位于椅子上、床上等情況下。必須指出，根據(jù)本發(fā)明的裝置同樣適用于個體在固定單元上進(jìn)行任務(wù)時的情況。例如，該任務(wù)可以是操作車輛、坐在辦公室內(nèi)進(jìn)行靜止勞動等情況。這些例子中，根據(jù)本發(fā)明的裝置適用于進(jìn)行隔離的阻抗測量，或者監(jiān)控一系列阻抗測量的任何變化。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個實(shí)施例中，所述傳感器元件和所述另一個傳感器元件設(shè)置在耐磨件內(nèi)。

將根據(jù)本發(fā)明的裝置放置在耐磨件內(nèi)特別有益，例如T恤衫、內(nèi)衣、臂章等。該實(shí)施例對于對移動個體進(jìn)行重復(fù)測量特別有益，例如，對于體育教練或者監(jiān)控復(fù)原中的病人。

根據(jù)本發(fā)明的生命體征測量系統(tǒng)包括以上所述的裝置。

測量生物阻抗用于測量人體的各種生命參數(shù)，優(yōu)選地以非接觸方式進(jìn)行測量。通過將根據(jù)本發(fā)明的裝置結(jié)合在生命體征測量系統(tǒng)中，在人體部分內(nèi)感應(yīng)除交變磁場。該交變磁場在身體組織內(nèi)引起渦電流。根據(jù)組織的類型，渦電流更強(qiáng)或者更弱。渦電流在組織內(nèi)引起損耗，可以測量損耗，例如，根據(jù)感應(yīng)環(huán)的品質(zhì)因數(shù)下降測量損耗。也可以引起次級磁場，可以根據(jù)感應(yīng)環(huán)的電導(dǎo)率變化測量次級磁場，或者，根據(jù)第二感應(yīng)環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電壓測量。通過使用工作于不同諧振頻率的多個傳感器元件，可以提供能夠提供空間解析測量的測量系統(tǒng)，用來測量例如呼吸動作和深度、心率、心臟體積變化、血糖等級、選擇的組織內(nèi)(肺部水腫、邊緣器官水腫)的脂肪或者水分等生命體征。

根據(jù)本發(fā)明的方法包括下列步驟：