[發明專利]基于模型補償法監測積尿過程中動態尿量的方法

有效

• 申請號: 201310616304.6
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103598886A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 蔣慶;王倩;周廣敏
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053;A61B5/20
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所 44216
• 代理人: 劉卉

技術領域

本發明涉及尿量監測技術領域，具體是涉及一種基于模型補償法監測積尿過程中動態尿量的方法。

背景技術

目前膀胱狀況檢測方法多采用超聲、壓力、位移等技術手段，采用的都是靜態監測方法，無法及時掌握患者尿量。對于像尿失禁、膀胱炎、脊髓損傷等尿意缺失患者，需要實時監測膀胱尿量，并及時提醒患者排尿，才能預防積尿過多、排尿過頻或排尿不盡等引起的并發癥。

生物電阻抗技術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創檢測技術，同時具有便攜式的特點，可以實時測量膀胱內的尿量。但是，由于人體尿液的電導率隨著人體代謝情況的不同是變化著的，所以單獨電阻抗值的測量不能準確的反映膀胱內尿量的情況。同時，由于積尿早期膀胱的生理特性，使得測量的結果受到膀胱壁生物電阻抗變化的影響。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種既能克服積尿前期膀胱壁阻抗變化的影響，又能針對尿液電導率的變化計算出準確的阻抗變化值，從而實現對膀胱內動態變化的尿量進行準確監測的基于模型補償法監測積尿過程中動態尿量的方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明所述的基于模型補償法監測積尿過程中動態尿量的方法，其特點是包括如下步驟：

A、將多個測試電極緊貼患者的測試部位，根據生物電阻抗技術，通過與各測試電極電連接的生物電阻抗測量裝置實時測量膀胱的電阻抗值；

B、通過數字濾波算法，選擇包括截止頻率、階數在內的合適參數，去除包括呼吸、心跳、高頻、工頻在內的干擾信號，提高電阻抗信噪比，并通過時距擴大法對數據進一步濾波，同時降低原始數據的采樣頻率，并實時更新電阻抗最大值；

C、根據電阻計算公式，建立尿量變化模型，即對當前阻抗值、阻抗變化量以及尿液電導率值進行建模計算出尿量變化量，并根據理論公式對阻抗出現最大值后期的數據進行分單元段擬合；

D、對不同的擬合曲線分別計算從積尿開始到結束時間段內阻抗變化量、曲線斜率值和阻抗當前值，各自取其均值作為尿量變化模型的參數進行計算，得出尿量值。

其中，上述步驟B的具體操作過程如下：

B₁、對所述電阻抗數字信號進行快速傅里葉變換，獲得所述電阻抗數字信號的頻譜；

B_2、根據人體生理信號特征對所述頻譜進行分析，對所述頻譜進行數字低通濾波，去除處于低頻段的干擾信號；

B_3、以5分鐘的數據為單位進行時距擴大法處理，降低原始數據的采樣率；

B_4、實時尋找并更新電阻抗最大值，并實時地將阻抗最大值???????????????????????????????????????????????記錄在寄存器中，如果當前時刻的阻抗值大于之前的阻抗最大值，則將當前時刻的阻抗值重新開始寫入寄存器中，以前的數據自動丟掉；反之，不做任何數據取代工作。

上述步驟C的具體操作過程如下：

C₁、根據電阻計算公式，建立尿量變化模型；

C₂、從最大值點起，按照尿量變化模型以5分鐘為單位對數據進行擬合；

C₃、選擇單元段斜率大于零的段進行擬合。

上述步驟D的具體操作過程如下：

D₁、針對每一段擬合曲線，計算其曲線斜率值，同時計算擬合曲線從積尿開始到結束時間段內的阻抗變化量；

D₂、對所有曲線的曲線斜率值和阻抗當前值Z取平均值，同時也對所有曲線的阻抗變化量取平均值；

D₂、將曲線斜率值、阻抗當前值Z和阻抗變化量的平均值帶入尿量變化模型中，計算尿量。

上述尿量變化模型為：

其中，為尿量變化量，以毫升為單位；為當前的尿液電導率值；為當前的阻抗值，為阻抗變化量。

上述生物電阻抗測量裝置包括電源模塊及與電源模塊電連接的主控模塊、壓控恒流源模塊、中頻正弦波發生模塊、測量信號調理模塊和幅值與相位測量模塊，其中：

所述中頻正弦波發生模塊在主控模塊的控制下，用于產生固定頻率的正弦波電流輸送給壓控恒流源模塊，并通過所述壓控恒流源模塊向其中一對測試電極提供穩定的激勵電流，且所述激勵電流通過電流輸出正端和電流輸出負端輸出到患者測試部位；