[发明专利]一种基于生物阻抗评估人体四肢水肿的装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及评估人体四肢水肿的装置及其使用方法。

背景技术

水肿是指血管外的组织间隙中有过多的体液积聚，是一种常见的病理过程。水肿通常会预示着一些内部的疾病，如高血压、糖尿病、充血性心脏病等疾病，因此水肿的检测在临床中有着重要的意义。

目前临床上水肿的检测还是通过观察水肿区拉伸和光泽情况，以及压迫水肿区观察是否有凹陷。然而这样的临床检测方法不能尽早的检测出相关疾病，而是等水肿症状较为明显才有检测结果。而生物阻抗的方法进行水肿监控就是利用组织和器官的功能性病变往往先于器质性病变及临床症状的特点，进行及时的预防和监护。

生物组织在低频区域(低于1MHz)细胞外液、细胞内液的电学性质接近于电阻，而细胞膜则可以等效电容。目前应用最广泛的三组件等效电路模型则如图1所示，其中R_i、R_e、C_m分别为细胞内液等效电阻、细胞外液等效电阻与细胞膜等效电容。

生物阻抗三元件等效电路模型在复平面上的轨迹是第四象限的一个半圆，称为阻抗圆图，如图2所示，其电阻抗特征方程为

Z=R∞+R0-R∞1+jωτα]]>

其中R₀、R_∞、τ分别代表频率为0的阻抗值、频率为无穷大处的阻抗值、时间常数。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种基于生物阻抗评估人体四肢水肿的装置及其使用方法，解决传统临床水肿检测的主观性和滞后性。

技术方案：一种基于生物阻抗评估人体四肢水肿的装置，包括安装在护具上的微处理器，以及分别与微处理器连接的刺激电流发生模块、电阻抗测量模块、显示与控制模块；其中：

所述刺激电流发生模块包括：依次连接的DDS模块、VCCS模块、刺激电极；所述微处理器控制DDS模块产生正弦波电压信号，并传输到所述VCCS模块；所述VCCS模块将接收到的正弦波电压信号转换为电流信号，并传输到所述刺激电极；所述刺激电极包括第一刺激电极、第二刺激电极，用于注入刺激电流到被测部位；

所述电阻抗测量模块包括：依次连接的测量电极、信号调理模块、幅相检测模块，所述幅相检测模块与所述微处理器连接；所述测量电极包括第一测量电极、第二测量电极，用于采集被测部位上注入刺激电流两点之间电位差，并传输电位差信号到所述信号调理模块；所述信号调理模块将电位差信号放大滤波处理后发送到所述幅相检测模块；所述幅相检测模块用于提取接收信号的幅值和相位后，发送至所述微处理器；

所述显示与控制模块包括分别连接所述微处理器的LCD、键盘，以及蓝牙通讯模块；所述微处理器用来根据接收的幅值和相位信息进行水肿评价，并将评估信息发送至所述LCD，同时所述微处理器控制所述蓝牙通讯模块发送评估信息至计算机。

一种基于生物阻抗评估人体四肢水肿的装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤1)：所述微处理器控制所述刺激电流发生模块产生频率为10-50KHz，大小为0.2-2mA的刺激电流，并通过所述第一刺激电极、第二刺激电极注入被测试部位；

步骤2)：通过所述电阻抗测量模块中的第一测量电极和第二测量电极测量被测部位位于两个刺激电极之间的电位差，并将不同频率下测得的电位差的幅值和相位值发送至所述微处理器；

步骤3)：根据不同频率的刺激电流值和对应测得的电位差的幅值和相位值，计算得到被测部位阻抗值，并根据所述阻抗值拟合绘制Cole阻抗图；结合所述Cole阻抗图，以及被测者身高h、体重w、被测部位周长l，根据指标E来评估水肿；其中，R_e为被测部位细胞外液等效电阻值。