[發明專利]用于監測生物體的內部電阻抗的方法和系統

有效

• 申請號: 201580073279.9
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN107205683B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 邁克爾·斯霍沙特;施米爾·古默;伊利亞·克萊納
• 申請（專利權）人: 創心有限公司
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超

一種用于監測包括內部胸阻抗(ITI)的生物體的內部電阻抗的方法和系統，包括將兩個電極陣列放置在生物體的相對側上，其中，所述兩個陣列中的每一個包括三個等距的電極；在電極對之間施加交流電流并獲得表示其上的電壓降的電壓信號，計算生物體的內部電阻抗的對應于放置在生物體的相對側上的所述兩個電極陣列的最遠電極的兩個值。

技術領域

本發明涉及非侵入性生物測量技術，更具體地，涉及用于測量和/或監測生物體(例如肺或大腦)的一部分的內部電阻抗的方法和裝置。

背景技術

生物體中的液體積聚與許多疾病，特別是心臟病有關。與心臟病相關的液體積聚的一個重要實例是急性肺充血或肺水腫。由于這些流體通常具有比周圍組織更好的導電性，所以可以基于全身或關注的器官的電阻抗的測量通過阻抗體積描記技術來檢測液體體積的變化。

肺水腫(PED)的臨床癥狀只有在顯著的肺液積聚后才出現在身體檢查中，因此對于心力衰竭患者的臨床監測不夠敏感。肺阻抗(LI)的降低反映了肺液含量的增加，并可能在非常早的階段預兆演變PED，并表明需要啟動優先治療。

本領域公知的是使用兩個電極(生物體的每側一個)監測生物體內的液體變化。然而，由于皮膚對電極的接觸層電阻的漂移，該方法已被證明不適于長時間監測。在電極和皮膚之間的長時間接觸期間，由于電解質滲透到接觸區，“皮膚電極”阻抗改變，結果胸腔兩側的兩個電極之間的公共阻抗也發生變化。在這種情況下，公共阻抗的變化主要表示“皮膚電極”阻抗的變化，而不是或僅在生物體或其部分的內部部分，例如肺阻抗或腦阻抗的阻抗的小比例變化。

Kubicek等人開發了一種克服這個問題的方法(紐約科學院年鑒，1970,170(2)：724-32；美國專利第3,340,867號，重新發行為Re.30,101)。相關的美國專利包括Asrican(美國專利第3,874,368號)，Smith(美國專利第3,971,365號)，Matsuo(美國專利第4,116,231號)和Itoh(美國專利第4,269,195號)。Kubicek等人的方法使用四極電極系統，由此外部電極通過胸腔建立電流場。內部電壓拾取電極在頸部的基部和隔膜的水平處臨床上盡可能準確地放置。這種方法將電極之間的胸腔的整個部分視為均勻的平行電流場從中通過的實心圓柱體。然而，由于該系統測量整個胸腔的阻抗，并且由于大部分電場集中在表面組織和主動脈中，所以該方法不足以特別用于測量肺中液體水平的變化并具有低靈敏度：每公斤體重50ml(Y.R.Berman，W.L.Schutz，Archives of Surgery，1971.V.102：61-64)。應該指出，這種敏感性被證明不足以獲得沒有肺水腫的患者的阻抗值與具有平均嚴重性的水腫的患者之間的顯著差值(A.Fein等人，Circulation，1979,60(5))：1156-60)。在1979年的會議上他們的關于測量肺中液體量的變化的報告(Critical Care Medicine，1980,8(12)：752-9)中，N.C.Staub和J.C.Hogg總結了有關關于Kubicek等人用于測量胸生物阻抗的方法的報告的報告的討論。他們得出結論，即使在認為水腫嚴重時，正常值的邊界太寬，方法的敏感性低于臨床觀察和放射學分析的可能性。這表明，在六年后的N.C.Staub(胸腔。1986年，90(4)：588-94)的論文中，完全沒有提到這種方法。

用于測量肺中液體體積的另一種方法是Severinghaus的聚焦電極橋法(美國專利第3,750,649號)。該方法使用位于胸部兩側的左側和右側腋窩區域的兩個電極。Severinghaus認為，電場的一部分集中在胸部周圍的表面組織，因此設計了專門的電極，以通過胸部聚焦場。該方法沒有解決與上述皮膚對電極電阻的漂移相關的問題。另外一個問題是需要的大電極的笨重屬性。M.Miniati等人的綜述(Critical Care Medicine，1987,15(12)：1146-54)將Kubicek等人的方法以及Severinghaus的方法描述為“在臨床環境中不夠敏感、準確、可重現地成功使用”(第1146頁)。