[发明专利]基于生物电阻抗的膀胱积尿实时监测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗检测技术领域，尤其涉及一种基于生物电阻抗的膀胱积尿实时监测方法及装置。

背景技术

目前膀胱状况检测方法多采用超声、压力、位移等技术手段，采用的都是静态监测方法，无法及时掌握患者尿量。对于像尿失禁、膀胱炎、脊髓损伤等尿意缺失患者，需要实时监测膀胱尿量，并及时提醒患者排尿，才能预防积尿过多、排尿过频或排尿不尽等并发症；同时，也可以通过有线（或无线）通信方法实现远程监控，目前的膀胱尿量监测方法无法满足上述要求。

生物电阻抗技术利用了生物组织及器官的电特性提取人体生理与病理信息的无创无损检测技术。下面介绍一下生物电阻抗的测量原理，生物体中细胞由细胞膜包裹，内部充满细胞质，细胞之间是细胞外液。生理学研究表明，当直流或低频电流施加于生物组织时，电流将以任意一种可能的方式绕过细胞，主要流经细胞外液:当施加于生物组织电流的频率增加，细胞膜电容的容抗减小，一部分电流将穿过细胞膜流经细胞内液。这使得生物组织阻抗对外界呈现一定的频散特性。

在生物电阻抗测量中，由于电流源激励模式受未知接触阻抗的影响小且加到电极的电流的幅值容易控制不致引起安全问题，通常是借助置于体表的激励电极向被测对象施加微小的交变电流信号I((t)，其值为I₀Sinwt，通过置于人体不同部位的测量电极，检测出组织表面的微弱电压信号为:

将该微弱信号进行放大等一系列的预处理，选用合适的解调方法，计算出相应的测量电极间生物组织的电阻抗:Z=V/I，|Z|为电阻抗的幅值，为相角。

比如常用的四极法测量电阻抗，是采用两对电极，一对是激励电极，一对是接收电极。通过激励电极输入恒定幅值的交变电流，然后在介于两激励电极之间，贴入接收电极，这样中间段的电流密度分布比较均匀，可以准确测量出被测部位的电位差。四极法的激励电极和接收电极的分离，如果采用高输入阻抗的电压表测量时，不仅测量电极与被测组织部位间的接触电阻都可以忽略不计，双电极法出现的电极与生物组织电解液间的极化的影响也可以不子考虑。

但是，现有的基于生物电阻抗的测量方法和装置都无法清晰准确根据测量数据，以寻找到合适的报警点，及时提示患者排尿。例如，在现有技术中，专利申请号为201010213757.0的中国发明公开了一种基于生物电阻抗的膀胱尿量监测装置，主要根据生物电阻抗阀值来预测尿量多少。但是，考虑到人体膀胱器官是一种极其复杂的自适应系统，在膀胱积尿过程中，尿液电导率是在不断变化，且已有文献证实在膀胱积尿前阶段（尤其测量前半小时），电极的接触阻抗上升比较明显。因此可见，基于阻抗下降多少（阀值）来预测尿量必然存在精度不高的问题，且干扰较大；同时，已有技术研究也没有考虑到尿意缺失患者的自主神经调节功能的评估及其对测量的影响。

发明内容

本发明的目的提供一种基于生物电阻抗的膀胱积尿实时监测方法及装置，能够准确地预测膀胱积尿过程中的积尿量，提高膀胱积尿实时监测的精度。

为实现上述目的，本发明的一个方面提供了一种基于生物电阻抗的膀胱积尿实时监测方法，包括：

通过佩戴在患者测试部位上的测试电极，采集人体电阻抗数据；

根据采集到的人体电阻抗数据，提取所述人体电阻抗数据的时域特征，所述时域特征至少包括当前电阻抗值、当前电阻抗最小微分值和当前电阻抗绝对值积分值；

基于所述时域特征计算患者的膀胱积尿量；

将计算出的膀胱积尿量与预先针对不同患者设定的尿量阈值进行比较，并在所述膀胱积尿量达到和/或超过所述尿量阈值时发出警报。

优选地，基于所述时域特征并通过以下的膀胱积尿量计算函数预测患者的膀胱积尿量：

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分别表示当前膀胱积尿量、当前电阻抗值、当前电阻抗微分值、当前电阻抗绝对值积分值、当前电阻抗值系数、当前电阻抗微分值系数，c为修正常数；

x₂(k)可由以下函数确定：

x₂(k)=0 k=1，