[發(fā)明專利]基于生物電阻抗的膀胱積尿?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310080354.7
• 申請(qǐng)日: 2013-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN103126672A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣慶;劉官正;宋嶸;王倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/053
• 分類號(hào): A61B5/053
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王會(huì)龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于生物電阻抗的膀胱積尿?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)

目前膀胱狀況檢測(cè)方法多采用超聲、壓力、位移等技術(shù)手段，采用的都是靜態(tài)監(jiān)測(cè)方法，無(wú)法及時(shí)掌握患者尿量。對(duì)于像尿失禁、膀胱炎、脊髓損傷等尿意缺失患者，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)膀胱尿量，并及時(shí)提醒患者排尿，才能預(yù)防積尿過(guò)多、排尿過(guò)頻或排尿不盡等并發(fā)癥；同時(shí)，也可以通過(guò)有線（或無(wú)線）通信方法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，目前的膀胱尿量監(jiān)測(cè)方法無(wú)法滿足上述要求。

生物電阻抗技術(shù)利用了生物組織及器官的電特性提取人體生理與病理信息的無(wú)創(chuàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。下面介紹一下生物電阻抗的測(cè)量原理，生物體中細(xì)胞由細(xì)胞膜包裹，內(nèi)部充滿細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞之間是細(xì)胞外液。生理學(xué)研究表明，當(dāng)直流或低頻電流施加于生物組織時(shí)，電流將以任意一種可能的方式繞過(guò)細(xì)胞，主要流經(jīng)細(xì)胞外液:當(dāng)施加于生物組織電流的頻率增加，細(xì)胞膜電容的容抗減小，一部分電流將穿過(guò)細(xì)胞膜流經(jīng)細(xì)胞內(nèi)液。這使得生物組織阻抗對(duì)外界呈現(xiàn)一定的頻散特性。

在生物電阻抗測(cè)量中，由于電流源激勵(lì)模式受未知接觸阻抗的影響小且加到電極的電流的幅值容易控制不致引起安全問(wèn)題，通常是借助置于體表的激勵(lì)電極向被測(cè)對(duì)象施加微小的交變電流信號(hào)I((t)，其值為I₀Sinwt，通過(guò)置于人體不同部位的測(cè)量電極，檢測(cè)出組織表面的微弱電壓信號(hào)為:

將該微弱信號(hào)進(jìn)行放大等一系列的預(yù)處理，選用合適的解調(diào)方法，計(jì)算出相應(yīng)的測(cè)量電極間生物組織的電阻抗:Z=V/I，|Z|為電阻抗的幅值，為相角。

比如常用的四極法測(cè)量電阻抗，是采用兩對(duì)電極，一對(duì)是激勵(lì)電極，一對(duì)是接收電極。通過(guò)激勵(lì)電極輸入恒定幅值的交變電流，然后在介于兩激勵(lì)電極之間，貼入接收電極，這樣中間段的電流密度分布比較均勻，可以準(zhǔn)確測(cè)量出被測(cè)部位的電位差。四極法的激勵(lì)電極和接收電極的分離，如果采用高輸入阻抗的電壓表測(cè)量時(shí)，不僅測(cè)量電極與被測(cè)組織部位間的接觸電阻都可以忽略不計(jì)，雙電極法出現(xiàn)的電極與生物組織電解液間的極化的影響也可以不子考慮。

但是，現(xiàn)有的基于生物電阻抗的測(cè)量方法和裝置都無(wú)法清晰準(zhǔn)確根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，以尋找到合適的報(bào)警點(diǎn)，及時(shí)提示患者排尿。例如，在現(xiàn)有技術(shù)中，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010213757.0的中國(guó)發(fā)明公開了一種基于生物電阻抗的膀胱尿量監(jiān)測(cè)裝置，主要根據(jù)生物電阻抗閥值來(lái)預(yù)測(cè)尿量多少。但是，考慮到人體膀胱器官是一種極其復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)，在膀胱積尿過(guò)程中，尿液電導(dǎo)率是在不斷變化，且已有文獻(xiàn)證實(shí)在膀胱積尿前階段（尤其測(cè)量前半小時(shí)），電極的接觸阻抗上升比較明顯。因此可見，基于阻抗下降多少（閥值）來(lái)預(yù)測(cè)尿量必然存在精度不高的問(wèn)題，且干擾較大；同時(shí)，已有技術(shù)研究也沒有考慮到尿意缺失患者的自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能的評(píng)估及其對(duì)測(cè)量的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供一種基于生物電阻抗的膀胱積尿?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)方法及裝置，能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)膀胱積尿過(guò)程中的積尿量，提高膀胱積尿?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)的精度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種基于生物電阻抗的膀胱積尿?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)方法，包括：

通過(guò)佩戴在患者測(cè)試部位上的測(cè)試電極，采集人體電阻抗數(shù)據(jù)；

根據(jù)采集到的人體電阻抗數(shù)據(jù)，提取所述人體電阻抗數(shù)據(jù)的時(shí)域特征，所述時(shí)域特征至少包括當(dāng)前電阻抗值、當(dāng)前電阻抗最小微分值和當(dāng)前電阻抗絕對(duì)值積分值；

基于所述時(shí)域特征計(jì)算患者的膀胱積尿量；

將計(jì)算出的膀胱積尿量與預(yù)先針對(duì)不同患者設(shè)定的尿量閾值進(jìn)行比較，并在所述膀胱積尿量達(dá)到和/或超過(guò)所述尿量閾值時(shí)發(fā)出警報(bào)。

優(yōu)選地，基于所述時(shí)域特征并通過(guò)以下的膀胱積尿量計(jì)算函數(shù)預(yù)測(cè)患者的膀胱積尿量：

Y(k)=k_P*x₁(k)+k_D*x₂(k)+kl*x₃(k)+c?k=1,2,3,…

其中，Y(k)、x₁(k)、x₂(k)、x₃(k)、k_P、k_D、kl分別表示當(dāng)前膀胱積尿量、當(dāng)前電阻抗值、當(dāng)前電阻抗微分值、當(dāng)前電阻抗絕對(duì)值積分值、當(dāng)前電阻抗值系數(shù)、當(dāng)前電阻抗微分值系數(shù)，c為修正常數(shù)；

x₂(k)可由以下函數(shù)確定：

x₂(k)=0?k=1，