CN104244805B

CN104244805B - 用于体内测定眼水分的装置

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Publication number: CN104244805B
Application number: CN201380019648.7A
Authority: CN
Inventors: Z·纳楚姆
Original assignee: ZAA ARGO Ltd
Current assignee: ZAA ARGO Ltd
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2017-10-31
Anticipated expiration: 2033-02-12
Also published as: US20200260947A1; IL234084A0; EP2814378A1; ES2664330T3; US9833138B2; US20140350376A1; AU2013220118A1; CN104244805A; US20180125353A1; KR102129145B1; US20170347875A9; PL2814378T3; BR112014020109A2; KR20140130473A; EP2814378B1; IL234084B; CA2864421A1; CA2864421C; AU2013220118B2; JP6086931B2

Abstract

一种医疗诊断装置和方法，所述装置包括：(a)交流电流源，其适于产生交流电流；(b)具有至少第一电极和第二电极的电极排列，所述第一电极与所述第二电极通过电绝缘区域电分离，所述排列具有以间隔开的方式固定所述电极的至少半刚性区域，所述排列适于接触所述眼睑内表面上的所述软组织；以及(c)处理器，其与所述电极排列相关联，所述电极电连接至所述交流电流源；其中当所述电极排列配备有所述交流电流并且抵靠所述软组织设置时，所述软组织在所述电极之间电桥接以形成电路，其中由通过所述软组织在所述电极之间电传递的所述交流电流产生电信号；其中所述处理器适于通过所述电路接收源自所述电信号的基于体内的电信息，并且基于所述体内电信息产生与所述水分参数相关或源于所述水分参数的输出；并且其中所述处理器被设计并配置成至少部分地基于所述体内电信息并基于所述体内电信息与所述水分参数之间的经验相关性来计算所述软组织中的所述水分参数。

Description

用于体内测定眼水分的装置

本申请要求2012年2月12日提交并且标题为“用于体内测定眼水分的装置(Devicefor In-Vivo Determination of Eye Moisture)”的英国专利申请号GB1202387.5的优先权，所述申请据此出于所有目的以引用的方式并入本文，就如同完全在本文阐明一样。

发明领域和背景

本发明涉及一种用于间接测定患者眼睑内表面上的软组织的水分的仪器。

干眼被认为是泪腺功能单位的紊乱，所述泪腺功能单位是由泪腺、眼表面(角膜、结膜以及睑板腺)以及眼睑组成的系统。这个系统进一步包括连接这些组成部分的感觉神经和运动神经。

干眼现象可能是由泪液产生不足(即泪腺未能产生足以保持结膜和角膜被完整泪液层覆盖的泪液)引起。干眼现象还可能来源于异常泪液组成，所述异常泪液组成导致泪液的过快蒸发。因此，虽然泪腺产生了足够量的泪液，但蒸发的速率是这样使得不能在各种活动或环境中保持整个眼表面由完整的泪液层覆盖。

已经公开了各种方式来诊断干眼，或者更一般地说外眼中的水分的程度。席尔梅氏(Schirmer)试验测定眼是否产生足以保持其湿润的泪液。插入眼外部区域(通常下眼睑)中的纸条吸收泪液。几分钟之后，测量所吸收的液体的量。基于所吸收的液体的量，可进行关于眼干燥度的测定。席尔梅氏试验的诊断可靠性一直是学术辩论的主题，并且很多人相信所述试验可能系统性地产生假“正常”结果。

长期以来，体外泪液克分子渗透压浓度(osmolarity)(其指示泪液中溶解的盐的浓度)一直与眼干燥度相关联。自20世纪70年代，逐渐增加的眼干燥度严重性一直与逐渐增加的体外泪液克分子渗透压浓度相关联(参见Farris RL,“Tear osmolarity-a new goldstandard？”Adv Exp Med Biol 1994；350:495–503)。

多年来，已经发展了各种技术和系统用于从眼移除泪液液体以及用于对所述液体进行体外分析。一种示例性商用产品是TearLab^TM克分子渗透压浓度系统(参见Dr.G.N.Foulks等人，“TearLab^TMOsmol arity as a Biomarker for Disease Severity inmild to Moderate Dry Eye Disease”,www.bon.de/download/tearlab/Summary_poster_2009_A AO.pdf)。所述系统适于测量人泪液的克分子渗透压浓度以用于诊断干眼病。直接从下外侧泪液半月板收集泪液液体。单次使用的一次性聚碳酸酯微芯片在顶端处包括微通道，所述微通道被设计成直接从眼表面的下部半月板收集50纳升(nL)泪液。嵌入聚碳酸酯卡中的金电极使得能够体外测量所述通道中的泪液样品的电阻抗。将所测量的阻抗与眼干燥度相关联，并且与席尔梅氏试验和用于确定干眼的其它诊断测量方法的所测量的眼干燥度参数相关联。

Foulks等人的表1(提供为下文中的表1)显示针对不同眼干燥度诊断方法的典型值，所述典型值随严重程度(即0级至4级)而变化，其中4级表示干眼病的最高严重程度。

表1

直观可见的是，在席尔梅氏试验中，泪液吸收长度将预期随着干眼病的严重程度增加而减小。表1证明了这种趋势。类似地，将预期泪液液体的盐度程度或克分子渗透压浓度将随着干眼病的严重程度增加而增加。表1也证明了这种趋势。

Foulks等人在统计上得出与克分子渗透压浓度和眼干燥度的严重程度相关的等式。在0至1的标度上(其中1表示严重程度的最高水平)，相关性等式给出为：

严重程度＝(y-275)/125

其中y是克分子渗透压浓度，单位为毫渗克分子/升。从表1和相关性等式清楚的是，增加的克分子渗透压浓度指示越来越严重的眼干燥度。

1988年12月7日提交的美国专利号4,996,993公开了用于测定睁开的眼睛中的体内泪液克分子渗透压浓度的几种装置。第一种装置(即渗压计)适于测量体液如泪液或汗液的克分子渗透压浓度并且包括可拆卸探针，所述可拆卸探针与用于测量所述探针的两个电极之间的传导率的装置结合。所述渗压计进一步包括用于将所测量的体内样品的传导率值转换成对应克分子渗透压浓度值的装置和用于显示所述值的可见表示的显示装置。

第二种装置适于借助于传感器来测量与来自体液的蒸汽压相关的一些物理量(如露点温度)。所述装置安装在封闭的、大致上凹形的壳体内部，所述壳体邻近人体的一部分放置以用于待进行的测量。为了测量睁开的眼睛中的泪液克分子渗透压浓度，所述封闭壳体可采取常规洗眼杯的形式。所述传感器可以是通过微处理器控制的热电偶或热敏电阻以便通过露点降低方法测量蒸汽压。

美国专利号4,996,993未能明确公开用于将所测量的体内样品的传导率值转换成对应克分子渗透压浓度值的基础。然而，在研究美国专利号4,996,993时，本领域的普通技术人员将似乎从所述专利对相关期刊文章和所述专利对其进行的处理的参考中得出一些指导：

指定为“干眼”的具体病理状况和其与泪液膜克分子渗透压浓度的关系在JeffreyP.Gilbard等人的文章“Osmolarity of Tear Microvolumes in KeratoconjunctivitisSicca”,Arch.Ophthalmol.，第96卷，1978年4月，第677至681页中进行描述。当眼表面开始变干时，泪液膜变成高渗的(克分子渗透压浓度升高)，从而导致不适和上皮损伤。

因此，虽然美国专利号4,996,993未能提供传导率的体内测量值与泪液液体重量克分子渗透压浓度(osmolality)之间的明确关系，但是应清楚地理解，较高的传导率(或较低的阻抗)测量值与眼干燥度相关，如Gilbard等人、上文提及的Farris的文章(其也参考并支持Gilbard的发现)所教导以及如上文提及的Foulks等人的最近研究中所证实和详述的那样。

在“Electrical conductivity of tear fluid in healthy persons andkeratoconjunctivitis sicca patients measured by a flexible conductimetricsensor”[Graefe’s Arch Clin Exp Ophthalmol(1996)234:542-546]中，Ogasawara等人公开了一种柔性电导传感器，所述电导传感器足够小并且足够柔性至放置在眼表面上以便体内测量泪液的电导率。所述传感器的敏感区放置在下颞结膜穹窿(cul-de-sac)内。连续测量传导率持续超过30秒。从使电导率(西门子(Siemens))与NaCl浓度(g/l)相关的校准曲线计算泪液的氯化钠浓度，并将其转换成等效的电解质浓度。

从17名健康人获得的33份样品的平均电解质浓度为296.4mEq/l。从干燥性角膜结膜炎患者获得的29份样品中的电解质浓度平均为324.8mEq/l。差异被发现是统计上显著的。

尽管已取得上述进展，但本发明人已经意识到需要用于评估外眼附近的湿度或干燥度的改进的、患者友好的、成本有效的装置和方法，并且本公开和权利要求书的主题旨在满足这种需要。

发明概述

根据本发明的教义，提供一种用于评估与受试者的眼睑内表面上的软组织的水分相关的水分参数的装置，所述装置包括：(a)交流电流源，所述交流电流源适于连接至电源并且产生交流电流；(b)具有至少第一电极和第二电极的电极排列，所述第一电极与所述第二电极通过电绝缘区域电分离，所述排列具有以间隔开的方式固定所述电极的至少半刚性区域，所述排列适于接触所述眼睑内表面上的所述软组织，所述电极和所述绝缘区域由生物相容性材料组成；以及(c)处理器，所述处理器与所述电极排列相关联，所述第一电极和所述第二电极电连接至所述交流电流源；其中当所述电极排列配备有所述交流电流并且抵靠所述软组织设置时，所述软组织在所述电极之间电桥接以形成电路，其中由通过所述软组织从所述第一电极传递至所述第二电极的所述交流电流产生电信号，其中所述处理器适于通过所述电路接收源自所述电信号的基于体内的电信息并且基于所述体内电信息产生与所述水分参数相关或源于所述水分参数的输出，并且其中所述处理器被设计并配置成至少部分地基于所述体内电信息并且基于所述体内电信息与所述水分参数之间的经验相关性来计算所述软组织中的所述水分参数。

根据本发明的另一方面，提供一种用于评估与受试者内眼睑的软组织的水分相关的参数的方法，所述方法包括：(a)提供一种装置，所述装置包括：(i)交流电流源，所述交流电流源适于连接至电源并且产生交流电流，(ii)具有至少第一电极和第二电极的电极排列，所述第一电极与所述第二电极通过绝缘区域电分离，所述排列具有以间隔开的方式固定所述电极的至少半刚性区域，所述排列适于接触所述受试者内眼睑的所述软组织，(iii)处理器，所述处理器与所述电极排列相关联，其中所述第一电极和所述第二电极电连接至所述交流电流源；(b)将所述电极排列的一部分抵靠所述软组织设置在所述内眼睑上，其中所述软组织在所述电极之间电桥接以形成电路；(c)使所述交流电流通过所述软组织从所述第一电极传递至所述第二电极，从而产生电信号；(d)由所述处理器通过所述电路接收源自所述电信号的电信息；以及(e)由所述处理器基于所述电信息来计算与所述软组织的水分相关的参数的表示。

根据本发明的又一方面，提供一种用于评估与受试者内眼睑的软组织的水分相关的参数的方法，所述方法包括：(a)提供大致上如本文所描述的装置；(b)将所述电极排列的一部分抵靠所述软组织设置在所述内眼睑上，以使得所述软组织在所述电极之间电桥接以形成所述电路；(c)使所述交流电流通过所述软组织从所述第一电极传递至所述第二电极，以便产生所述电信号；以及(d)由所述处理器通过所述电路接收源自所述电信号的所述电信息。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述方法进一步包括：由所述处理器基于所述体内电信息并且基于所述电信息与所述水分参数之间的经验相关性来计算与所述软组织的水分相关的参数或参数的表示。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述经验相关性包括源于所述电信号或源于所述体内电信息的所述电阻抗与所述水分参数之间的相反关系，以使得所述眼睑内表面上的软组织的水分的增加水平与所述电阻抗的减少相关。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述经验相关性包括源于所述电信号或源于所述体内电信息的电导率与所述水分参数之间的直接关系，由此所述眼睑内表面上的软组织的水分的增加水平与所述电导率的减少相关。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述体内电信息由所测量的体内电信息组成。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述装置进一步包括与所述处理器电相关联并且适于显示所述输出的显示器。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述装置进一步包括电连接至所述交流电流源的适配器，所述适配器具有适于物理地固持所述排列的一部分并且将所述排列电连接至所述电流源和所述处理器的接合机构。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述接合机构适于可释放和可逆地接合所述排列。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述排列包括电极棒或由电极棒组成。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述电极棒是具有适于由所述接合机构接收的第一端和具有所述电极的第二端的细长棒。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述第二端具有6.5mm、6.3mm、6.2mm或6mm的最大宽度。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述第二端具有2mm的最小宽度。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述棒的第二端与所述电极的远离所述第二端的一端之间的最大距离是2.5mm、2.2mm、2mm、1.9mm或1.8mm。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述装置进一步包括电连接至所述电路并且适于将所述电信号从模拟形式转换成数字形式的模数转换单元。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述装置进一步包括与所述处理器电相关联并且适于显示所述水分参数的显示器。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述装置进一步包括电设置在所述电极排列与所述处理器之间的电容器，所述电容器具有在所述电信号高于预定义阈值时将输出信号传递至所述处理器的电容。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述电极排列的末端具有与所述接合机构的附接几何形状互补的附接几何形状。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，所述电极设置在至少半刚性的基板上。

根据所描述的优选实施方案中的其它特征，包括所述基板的所述电极排列的厚度小于1.5mm、小于1.2mm、小于1.0mm、小于0.8mm或小于0.6mm。

根据所描述的优选实施方案中的又一些特征，所述水分参数是或包括选自由以下各项组成的参数组的眼水分特征化参数：所计算的体外克分子渗透压浓度、所计算的席尔梅氏试验吸收长度、所计算的睑板分级得分、眼表疾病指数(OSDI)、角膜和结膜染色结果以及眼干燥度严重程度值。

附图简述

本发明仅通过举例的方式并参考附图而描述于本文中。现在要特别详细地参考附图，应强调的是，所示的细节仅是通过举例方式并且仅是出于说明性讨论本发明的优选实施方案的目的，并且所述细节是以提供本发明的原理和概念方面的最适用和最易理解的描述为理由而存在。有鉴于此，不应试图使本发明的结构细节的展示程度超过对本发明的基本理解所必需的程度，而参考附图的描述会使得本领域的技术人员明白本发明的若干形式可以如何在实践中实施。整个附图中，相同的参考数字用于指明相同的元件。

在附图中：

图1是根据本发明的体内眼水分测定装置的一个方面的透视图；

图2示出本发明的装置正在用于进行体内眼水分测定，电极棒正在与内眼睑的湿润组织接触；

图3是绘制所测量的席尔梅氏试验吸收深度随体内测量的阻抗变化的示例性图；

图4A提供：(1)绘制基于Ogasawara等人的体外测量的溶液的阻抗随NaCl浓度变化的图；以及(2)绘制使用本发明的装置和方法体内测量的溶液的阻抗随相关的NaCl浓度变化的示例性图；

图4B是绘制所计算的体外克分子渗透压浓度随体内测量的阻抗变化的示例性图；

图5是根据本发明的体内眼水分测定装置的一个方面的示意性框图；

图6a是根据本发明的一个实施方案的电极排列或电极棒的示意性框图；

图6b提供图6a的电极棒的示意性透视图，所述电极棒的一端设置在本发明的装置的接收器内；以及

图7是示出本发明的方法的一个方面的逻辑流程图。

所示实施方案的详述

参照附图和随附描述可以更好地理解用于评估外眼附近的湿度或干燥度的本发明仪器的原理和操作。

在详细地解释本发明的至少一个实施方案之前，应理解本发明在其应用方面并不限于在以下描述中所阐述或附图中所示的部件的构成细节和布置细节。本发明能够具有其它实施方案或能够以不同方式实施或进行。此外，应理解本文中所用的措辞和术语是出于描述的目的并且不应视为限制。

现在参照附图，图1是根据本发明的体内眼水分测定装置100的一个方面的透视图。从细长外壳101的第一端延伸接收器或适配器125以用于物理地和电气地接收电极棒(在图2中示出并且在图6b中示意性地示出)。在外壳101的远端处可设置电池或电源104。开关128可有利地设置在外壳101的饰面上，以便容易启用和停用装置100。用于锁定电极棒并将其从适配器125释放的电极棒开关129可类似地设置在外壳101的饰面上。

在描述用于评定眼干燥度的体内、基于传导率的装置时，美国专利号4,996,993教导：“电极26和电极28的远端24A和24B的末端分别为适用于接触身体的脆弱部分(如角膜)的钝的形状”。然而，发明人已发现，使电探针与角膜直接接触会引发患者安全问题。由于不良接触条件和天然地处于角膜上的较低量液体，所进行的测量可能是不可靠的。不能低估患者的由于疼痛、不适或担心所致的自觉和不自觉的运动对可靠性的影响。此外，由操作基于传导率的装置的每个具体医务人员使用的过程和他们的关于对眼敏感区域和脆弱区域造成损伤的医学担忧可能使得这些不可靠的结果变得更加不可靠。

发明人还发现，如Ogasawara等人所教导，将电探针设置在下颞结膜穹窿内可能引发各种患者安全问题。这些问题中的一些可能由于超过30秒的冗长测量时间而变得更加严重。

图2示出本发明的装置正在用于进行体内眼水分测定，电极棒正在与内眼睑的湿润组织相接触。应了解，在电极棒的末端与眼的脆弱外表面之间存在有限和显著的距离，这使得医务人员能够以安全和大致上可重复的方式来实践本发明的过程。

然而，发明人已发现，具有安全和大致上可重复的测试过程(虽然是必要的)可能不足以获得可重复的和物理上有意义的结果。

发明人在特定受试者的下眼睑的内表面上测试了各种宽度的电极棒。结果在表2中提供。最宽的棒8mm并未显示良好的可重复性。这可能归因于电极的未完全沉浸在泪液中的大的和变化的面积。具有6.2mm中间宽度的棒显示出改进的可重复性。然而，到目前为止，具有3.9mm宽度的电极棒展示出最好的可重复性性能。

因此，本发明的电极棒可具有以下宽度：至多6.5mm、至多6.3mm、至多6mm、至多5.7mm、至多5.5mm、至多5.25mm、至多5mm或至多4.75mm。可能优选的是，宽度为至多4.5mm、至多4.25mm或至多4.0mm。

表2

各种考虑(包括实际考虑)可能要求或至少要求最小棒宽度为2mm、2.25mm或2.5mm。

发明人已进一步发现，眼睑内表面上的软组织，并且更实际地，下眼睑内表面上的软组织显示出具有电阻分量和电容分量两者的电特性。直流电流适用于测量电阻分量，但可能不适用于测量电容分量。然而，交流电流源适用于测量电阻分量和电容分量两者。交流电流源的频率优选为100Hz至15,000Hz之间，更优选地300Hz至10,000Hz之间，并且最优选为500Hz至5,000Hz之间。

使用这种交流电流源，发明人测试了具有不同程度的眼水分的受试者的下眼睑内表面上的体内阻抗。这些个体在同一眼中进一步经受常规的席尔梅氏试验。结果在表3中提供，并且在图3中以图形方式显示。令人惊讶的是，发明人观察到随着眼水分的减少体内测量的阻抗增加(如通过席尔梅氏试验物理地测量的以及如与体外重量克分子渗透压浓度和对应的NaCl浓度所相关的那样)。发明人已发现，增加的体内测量的阻抗与减少的眼水分的相关性将为可重复的。此外，这种相关性与完善建立的、上文描述和提及的增加的体外测量的阻抗(减少的电导率)与增加的眼水分之间的相关性相反并且相对立。

表3

¹Foulks等人

²基于Horatio Papa Ph.D.:USP29，第2718页(http://www.phar macopeia.cn/v29240/usp29nf24s0_c785.html#usp29nf24s0_c785-t1)

在图4A中，提供基于现有技术的数据(Ogasawara等人)绘制体外测量的溶液的阻抗随氯化钠浓度变化的图。图4A进一步提供绘制使用本发明的装置和方法体内测量的溶液的阻抗随相关的氯化钠浓度变化的示例性图。

从图4A明显可见的是，使用本发明的装置和方法，眼水分与阻抗的相关性显示出比现有技术装置和方法的相关性对阻抗的更高灵敏度。也许更重要的是，所述相关性是(出人意料地)相反的。

不希望受理论限制，发明人相信随着体内测量的阻抗增加而减少的眼水分可能至少部分地归因于眼睑内表面中的无液体区或囊。随着眼变得越来越干燥，这些囊占电极的表面面积的分数逐渐增加，并且使电导率减小/使阻抗增加。这种现象多于对由干眼中的泪液液体的较高盐度而引起的传导率增加/阻抗减少的补偿。

发明人相信，非常出人意料的是，体内测量的阻抗展示出相对于随眼水分变化的体外测量的阻抗的相反特性。发明人相信，更加出人意料的是，对于给定程度的眼水分，体内测量的阻抗水平具有足够的可重复性，以便使得体内阻抗能够用作眼水分测定的标志物，特别是在阻抗由于干眼中的泪液的较高盐度而减少的情况下。

体内测量的阻抗结果可与任何已知的眼水分或眼干燥度定性或定量测量相关，包括体外克分子渗透压浓度或重量克分子渗透压浓度、席尔梅氏试验、睑板分级得分、眼表疾病指数(OSDI)、角膜和结膜染色、各种眼干燥度严重程度标度。这些结果产生所计算的相关性，如同Foulks等人产生相关性等式来使用其它眼干燥度测定方法从所测量的体外阻抗/克分子渗透压浓度计算等效的眼干燥度值。

在图4B中提供绘制所计算的体外克分子渗透压浓度随体内测量的阻抗变化的示例性图。

图5是根据本发明的装置(如水分分析装置100)的一个方面的示意性框图。水分分析装置100包括连接至电源104并且适于产生交流电流的电流源如交流电流源102和具有至少第一电极112和第二电极114的电极排列110，所述第一电极112和第二电极114以固定距离分开设置。第一电极112与第二电极114通过绝缘区域120电分离，所述绝缘区域120具有至少1.0ohm cm，并且更通常地，至少10⁴ohm cm或甚至10⁶ohm cm的特定电阻率。目前优选的用于绝缘区域120的材料包括各种生物相容性材料，包括聚合物材料，如聚丙烯和聚碳酸酯。

电极排列110具有来自第一电极112的第一引线122和来自第二电极114的第二引线124，第一引线122电连接至交流电流源102。电极排列110可有利地借助于适配器或接收器125连接至交流电流源102，所述适配器或接收器125将在下文中进行更详细描述。

电极排列110还电连接至处理器，如中央处理单元(CPU)150。CPU 150适于通过电路190接收源自电信号的电信息，并且基于所述电信息来计算受试者内眼睑的软组织中的水分(或干燥度的严重程度)水平的表示。为此，电压测量装置如伏特计156可有利地设置在电路190上或处理器150内，以便测量电信号或电信息的电压。

第二引线124可电设置在第二电极114与CPU 150之间。电流源102和第二电极114两者都可连接至地128。

存储器单元151可提供在CPU 150内或以其它方式与CPU 150电相关联，所述存储器单元151适于存储数据，例如关于电参数、个别或集体患者参数或历史等的数据。显示单元152和输入单元154可与CPU 150电相关联。显示单元152(其可具有本领域中已知的各种类型，包括LED和LCD显示器)可显示来自CPU 150的输出，如所计算的第一电极112与第二电极114之间的阻抗、或受试者眼外围中的水分或干燥度的相关水平。这种相关水平可被表达为所计算的体外重量克分子渗透压浓度(或克分子渗透压浓度)当量、所计算的席尔梅氏试验当量、所计算的眼干燥度严重程度标度(0至4、0至1等)、或本领域的普通技术人员将已知的任何其它水分相关或干燥度相关的表达。

输入单元154可具有本领域中已知的各种类型，并且可用于选择显示选项并将信息提供给CPU 150。这种信息可包括关于正在经受试验的具体患者或具体患者的身份的数据。

电极排列110还可电连接至电容器130，所述电容器130用于对低于预定阈值的电流进行滤波。滤波器如低通滤波器140也可电连接至电容器130，以便对高于预定阈值的电流进行滤波。

来自电极排列110的电信号可以是模拟信号，所述模拟信号借助于模数(A2D)转换器145转换成数字信号。(A2D)转换器145可设置在CPU 150内或CPU 150外，如图所示。随后将所述数字信号提供至CPU 150的处理单元。

当电极排列110抵靠软组织设置在眼睑的内表面上时，所述软组织在电极之间电桥接以完成电路190。通过电路190将所得的输出信号提供至CPU 150。

优选地，电路190的电流源是交流电流源，如交流电流源102。

次级控制电路195在将交流电流源102的参数控制在工作极限内可能是有利的。次级电路195可包括CPU 150和交流电流源102，连同设置在其间的低通滤波器160和电阻器170，以便有助于通过CPU150校正和控制交流电流源102。

图6a是电极棒或电极排列110的优选实施方案的示意性俯视图。电极排列110可包括薄的、至少半刚性的基板232，所述基板232通常为棒或板的形式以用于承载电极112、114。可能有利的是，基板232至少沿其宽面展示出柔性，以便大致上贴合眼睑的内表面。然而，绝缘区域120必须具有足够的刚性以便维持电极处于大致上固定的、间隔开的位置中。

目前优选的用于基板232的材料包括各种生物相容性材料，包括聚合物材料，如聚丙烯和聚碳酸酯。

电极112、114有利地是由高传导性、生物相容性材料(如金、铂、铜、银以及各种合金)和含有这类材料的混合物制成。

接收器125可将电极排列110机械连接和电连接至交流电流源102。图6b提供根据示例性优选实施方案的电极排列110和接收器125的示意性透视图。基板232的第一端234与接收器125的接合表面接合。在图6b中，基板232的第一端234由所述接合表面接收，所述接合表面可与第一端234的至少一部分大致上互补。所述接合表面的一部分可将压力施加于基板232的第一端234上，以便将电极排列110固定在适当位置。用于将基板232固定至接收器125的其它连接机构对于机械连接领域的技术人员来说将是清楚的。

接收器125可通过第二引线124(未示出)的延长部分附接至交流电流源102。

应了解，各种手持的阻抗测量装置是本领域中已知的并且是商业上可获得的。因此，已经广泛地呈现对这种装置的已知方面的描述。本领域的普通技术人员将容易理解，不同的设计是可能的。因此，部件的构造和布置的即时细节不意图限制本发明的装置的应用。

现在将参照图7中所提供的逻辑流程图(所有标号的装置部件在图5中出现)来描述本发明的方法的一个方面。使用装置如水分分析装置100，将电极排列如电极排列110抵靠内眼睑的软组织设置(步骤1)。当交流电流源102被启用时，在电极之间并且大体上围绕所述电极的软组织在所述电极之间电桥接，以完成电路190。交流电流通过软组织从第一电极传递至第二电极，从而产生电信号(步骤2)。

处理器或CPU 150通过电路190接收这种信号或源于所述电信号的电信息(步骤3)，并且随后处理所述电信号(可能连同其它信息)，以便产生关于或源于与受试者内眼睑的软组织相关的参数的输出(步骤4)。然后可通过显示单元152显示这种眼水分相关的输出(步骤5)。

所述输出可以是内眼睑的软组织中的水分水平或水分等级的形式，或各种其它形式。所述输出在诊断患者的各种健康状况和评定各种健康问题的严重程度时可以是必要的。此外，所述输出可有助于使干预和治疗与患者的真实状态相匹配。

处理器150可基于以下关系来计算电阻抗(Z)：

Z＝R+iX

其中R是欧姆电阻并且X是电抗。发明人已发现，在眼中，电抗项仅来源于电容，因此，

Z＝R+iX_c

其中X_c是电极之间的电路的电容。

在任何情况下，当处理器150配备有由交流电流源102提供的电流(I)和来自电路190的电压信号时，可根据以下关系从这两者的比计算阻抗：

Z＝V/I

其中V是与所述电压信号相关的电压。已发现，电压与电流的比与组织水分强烈相关。

在随时间推移监测组织的水分的过程中，出人意料的是，发明人发现当电极排列配备有交流电流并且抵靠内眼睑的软组织设置时，输出信号基本上不受进行电测量的具体时间或电极棒抵靠所述软组织设置的时间长度(至少在2至10秒内)影响。在测量周期内阻抗/传导率测量可进行10次以上、20次以上、50次以上或100次以上，所述测量周期通常为2至10秒，并且更通常地3.5秒至7秒。因此，可以将处理器配置成提供多个读数的平均值，以使得所述结果可比任何单独读数明显地更可靠。可将处理器配置成从平均值消除错误读数或使所获得的单独结果加权。

因此，本发明的装置和方法可提供受试者外眼中的水分状态的准确、可重复和代表性结果。

处理器150可使用电压与电流之间的关系来计算绝对组织水分或相对组织水分。举例来说，相对组织水分可以在1至10的标度上或通过与特定群体(例如，基于性别)的组织水分相比来评级。

如本文在说明书和所附权利要求部分中所使用，术语“克分子渗透压浓度”和“重量克分子渗透压浓度”可互换使用。在盐性极弱的泪液溶液中，所述术语之间的差别大致上可忽略。

如本文在说明书和所附权利要求部分中所使用，术语“电连接”是指元件之间的物理连接，当所述元件连接至传送电流的电流源时所述物理连接使得电流能够在所述元件之间流动。

应了解，为清楚起见在独立的实施方案的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施方案中以组合方式提供。相反，出于简洁目的而在单个实施方案的上下文中所描述的本发明的各种特征也可以分开地或以任何合适的子组合来提供。

虽然已结合本发明的具体实施方案描述了本发明，但显而易见的是，许多替代、修改以及变化对于本领域的技术人员将是清楚的。因此，意图涵盖落在所附权利要求书的精神和广泛范围内的所有这些替代、修改以及变化。本说明书中所提到的所有公布、专利以及专利申请在本文中以引用的方式整体并入本说明书，以达到如同每个单独的公布、专利或专利申请是被确切地和单独地指出以引用的方式并入本文一样的程度。另外，在本申请中对任何参考文献的引用或标识不应解释为承认这种参考文献可用作本发明的现有技术。

Claims

1.一种用于评估与受试者的眼睑内表面上的软组织的水分相关的水分参数的装置，所述装置包括：

(a)交流电流源，其适于连接至电源并且产生交流电流；

(b)具有至少第一电极和第二电极的电极排列，所述第一电极与所述第二电极通过绝缘区域电分离，所述排列具有以间隔开的方式固定所述电极的至少半刚性区域，

所述排列适于接触所述眼睑内表面上的所述软组织，所述电极和所述绝缘区域由生物相容性材料组成；以及

(c)处理器，其与所述电极排列相关联，

所述第一电极和所述第二电极被电连接至所述交流电流源，

其中当所述电极排列配备有所述交流电流并且抵靠所述软组织设置时，所述软组织在所述电极之间电桥接以形成电路，使得由通过所述软组织从所述第一电极传递至所述第二电极的所述交流电流产生电信号，

所述处理器适于通过所述电路接收源自所述电信号的基于体内的电信息，并且基于所述体内电信息产生与所述水分参数相关或源于所述水分参数的输出，

所述处理器被设计并配置成至少部分地基于所述体内电信息并且基于所述体内电信息与所述眼睑内表面上的软组织的水分之间的经验相关性来计算所述软组织中的所述水分参数，

所述经验相关性包括源于所述电信号或源于所述体内电信息的电阻抗与所述眼睑内表面上的软组织的水分之间的相反关系，使得所述眼睑内表面上的软组织的水分的增加水平与所述电阻抗的减少相关。

2.如权利要求1所述的装置，所述水分参数是或包括眼水分参数，所述眼水分参数选自由以下各项组成的参数组：所计算的体外克分子渗透压浓度、所计算的席尔梅氏试验吸收长度、所计算的睑板分级得分、眼表疾病指数(OSDI)、角膜和结膜染色结果以及眼干燥度严重程度值。

3.如权利要求1所述的装置，其进一步包括电连接至所述交流电流源的适配器，所述适配器具有适于物理地固持所述排列的一部分并且将所述排列电连接至所述电流源和所述处理器的接合机构。

4.如权利要求3所述的装置，所述接合机构适于可释放和可逆地接合所述排列。

5.如权利要求1所述的装置，所述排列包括电极棒或由电极棒组成。

6.如权利要求4所述的装置，所述排列包括细长电极棒或由所述细长电极棒组成，所述细长电极棒具有适于由所述接合机构接收的第一端和具有所述电极的第二端。

7.如权利要求6所述的装置，所述第二端具有6.5mm或6.3mm的最大宽度。

8.如权利要求7所述的装置，所述第二端具有2mm的最小宽度。

9.如权利要求8所述的装置，其中所述棒的所述第二端与所述电极的远离所述第二端的一端之间的最大距离为2.5mm、2.2mm、2mm、1.9mm或1.8mm。

10.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其进一步包括模数转换单元，所述模数转换单元电连接至所述电路并且适于将所述电信号从模拟形式转换成数字形式。

11.如权利要求1所述的装置，其进一步包括电设置在所述电极排列与所述处理器之间的电容器，所述电容器具有在所述电信号高于预定义阈值时将输出信号传递至所述处理器的电容。

12.如权利要求3和4以及6至9中任一项所述的装置，其中所述排列的一端具有与所述接合机构的附接几何形状互补的附接几何形状。

13.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其中所述电极设置在至少半刚性的基板上。

14.如权利要求13所述的装置，包括所述基板的所述电极排列具有小于1.5mm的厚度。

15.如权利要求14所述的装置，包括所述基板的所述电极排列具有具有小于1.2mm的厚度。

16.如权利要求15所述的装置，包括所述基板的所述电极排列具有具有小于1.0mm的厚度。

17.如权利要求16所述的装置，包括所述基板的所述电极排列具有具有小于0.8mm的厚度。

18.如权利要求17所述的装置，包括所述基板的所述电极排列具有具有小于0.6mm的厚度。

19.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其进一步包括与所述处理器电相关联并且适于显示所述输出的显示器。

20.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其进一步包括外壳，所述处理器和所述交流电流源设置在所述外壳内。

21.如权利要求1至9中任一项所述的装置，所述处理器适于基于以下关系来计算所述电阻抗(Z)：

Z＝R+iX

其中R是所述电路的欧姆电阻，并且X是所述电路的电抗。

22.如权利要求21所述的装置，所述电抗(X)实质上仅由电容项(X_c)组成。