CN109475319B - 阻抗测量 - Google Patents

阻抗测量 Download PDF

Info

Publication number
CN109475319B
CN109475319B CN201780043677.5A CN201780043677A CN109475319B CN 109475319 B CN109475319 B CN 109475319B CN 201780043677 A CN201780043677 A CN 201780043677A CN 109475319 B CN109475319 B CN 109475319B
Authority
CN
China
Prior art keywords
measurements
target
calibration function
bioimpedance
radio frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780043677.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109475319A (zh
Inventor
阿米尔·罗南
施洛米·勃基达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sensible Medical Innovations Ltd
Original Assignee
Sensible Medical Innovations Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sensible Medical Innovations Ltd filed Critical Sensible Medical Innovations Ltd
Publication of CN109475319A publication Critical patent/CN109475319A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109475319B publication Critical patent/CN109475319B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/0507—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  using microwaves or terahertz waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0538—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body invasively, e.g. using a catheter
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/085—Measuring impedance of respiratory organs or lung elasticity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804—Garments; Clothes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804—Garments; Clothes
    • A61B5/6805—Vests
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6823—Trunk, e.g., chest, back, abdomen, hip
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/686—Permanently implanted devices, e.g. pacemakers, other stimulators, biochips
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/362—Heart stimulators
    • A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
    • A61N1/36514—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure
    • A61N1/36521—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure the parameter being derived from measurement of an electrical impedance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0223—Operational features of calibration, e.g. protocols for calibrating sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0223—Operational features of calibration, e.g. protocols for calibrating sensors
    • A61B2560/0228—Operational features of calibration, e.g. protocols for calibrating sensors using calibration standards
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
    • A61B5/6833—Adhesive patches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

一种系统包括多个电极，其适于在一学习阶段期间使用通过一目标的一目标胸腔区域其间的多个电流来测量多个生物阻抗测量值；至少一个射频(RF)传感器，其适于在所述学习阶段期间测量与所述目标胸腔区域交互作用的RF辐射的多个RF交互测量值；及至少一个处理器适用于：根据所述多个生物阻抗测量值及所述多个RF交互测量值计算一校准函数；及通过调整多个随后的生物阻抗测量值来确定一目标胸腔区域数值，所述调整多个随后的生物阻抗测量值是利用所述校准函数使用在一操作学习阶段通过所述目标胸腔区域中的多个随后的电流。

Description

阻抗测量
背景技术
生物阻抗测量用于监测受试者胸腔中的流体含量是已知的。
一些生物阻抗测量实施方案建议使用植入式电极。例如，在一些起搏器中使用生物阻抗测量，量测了与位于所述多个起搏器电极和/或壳体之间的多个组织/多个器官相关的所述生物阻抗。例如，爱尔兰都柏林的美敦力(Medtronic Plc)提供的
Figure BDA0001944437860000011
其通过胸内阻抗测量值提供多个流体状态监测。
Figure BDA0001944437860000012
流体状态监测与植入式心律转复除颤器(ICD)或心脏再同步治疗设备(CRT-D)配合使用。能够执行生物阻抗测量的多个外部设备也可以使用，例如来自NMT医疗(NMT medical)的Zoe流体状态监测器。生物阻抗背后的电学原理是欧姆定律。当一正弦电流通过介质时，在大小上产生一正弦电压降。电阻给出了电流与相应电压之间的关系。穿过生物组织的一电流受到生物组织电阻的阻碍，这导致所述正弦电流与所述正弦电压之间的一相移。因此，所述组织阻抗的计算同时取决于所述信号的大小及产生的所述相移。取决于使用的频率，不同的参数可以在所述体内被测量出来。高频信号能够穿过细胞膜，因而同时测量出细胞内阻抗及细胞外阻抗。另一方面，低频信号仅测量细胞外隔室的阻抗。这些属性可以用于测量不同的参数。取决于所需的输出，可以区分两种不同的生物阻抗测量技术，即单频测量及多频测量。多频测量，也称为生物阻抗谱(BIS)，采用通过身体的多个频率的多个电流，并且可以用于确定多个静态参数(例如身体组成、流体状态等)。相反地，单频信号可以用于测量更多的动态参数，如呼吸(2)。测量呼吸的单频生物阻抗装置可以用于患有肺部问题的患者，例如慢性阻塞性肺病、睡眠呼吸暂停或哮喘。
生物阻抗技术由于使用电流进行测量而具有局限性，因为精确性、特异性及稳定性问题限制了在相对及趋势分析中使用生物阻抗。
发明内容
根据本发明的一些实施例，提供了一种系统。所述系统包括多个电极，其适于在一学习阶段期间使用通过一目标的一目标胸腔区域其间的多个电流来测量多个生物阻抗测量值，至少一个射频(RF)传感器，其适于在所述学习阶段期间测量与所述目标胸腔区域交互作用的RF辐射的多个RF交互测量值。所述处理器适用于根据所述多个生物阻抗测量值及所述多个RF交互测量值计算一校准函数及通过调整多个随后的生物阻抗测量值来确定一目标胸腔区域数值，所述调整多个随后的生物阻抗测量值是利用所述校准函数使用在一操作学习阶段通过所述目标胸腔区域中的多个随后的电流。
可选地，所述系统包括所述多个RF交互测量值及所述多个生物阻抗测量值是一系列与时间关联的测量的多个对组，每个所述对组包括所述多个RF交互测量值的其中之一及所述多个生物阻抗测量值的其中之一；其中所述校准函数是根据所述一系列的对组所计算的。
更可选地，当在所述目标胸腔区域中发现不同流体水平时，在不同时间期间获取所述多个对组。
可选地，所述系统包括所述目标胸腔区域是一肺部区域。
可选地，所述系统包括所述校准函数选自由一线性模型、一对数模型、一逻辑模型、一S形模型及一广义逻辑函数所组成的一组。
可选地，所述系统包括所述校准函数根据所述目标的至少一个解剖学参数进行调整。
可选地，所述系统包括所述校准函数根据所述目标的至少一个生理参数进行调整。
根据本发明的一些实施例，提供了一种确定一目标胸腔区域数值的方法。所述方法包括根据多个生物阻抗测量值计算一校准函数，所述多个生物阻抗测量值使用在一学习阶段期间通过一目标胸腔区域的多个电流及在所述学习阶段期间与所述目标胸腔区域交互作用的RF辐射的多个RF交互测量值及根据多个随后的生物阻抗测量值的一调整来确定所述目标胸腔区域的一目标胸腔区域数值，所述多个随后的生物阻抗测量值的调整是利用所述校准函数使用在一操作阶段通过所述目标胸腔区域的多个随后的电流。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和/或科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管与本文描述的那些类似或等同的方法和材料可用于实践或测试本发明的实施方案，但下文描述了示例性方法和/或材料。如有冲突，将以专利说明书，包括定义，为准。另外，材料、方法和实施例仅是说明性的，并非旨在限制。
附图说明
仅通过举例的方式，本文中参考附图描述了本发明的一些实施例。现在详细地具体参考附图，要强调的是，所示的细节是作为示例并且出于说明性讨论本发明的实施例的目的。在这方面，通过附图进行的描述使得本领域技术人员清楚如何实施本发明的实施例。
在附图中：
图1是根据本发明的一些实施例的一生物阻抗测量装置的示意图，所述生物阻抗测量装置佩戴在一示例性受试者上并且适于基于一校准函数来确定多个目标胸腔区域数值，所述校准函数是根据一RF传感器的读数所计算的。
图2是根据当前公开的主题的一些实施例的校准一生物阻抗测量值的一方法的一流程图，可选地使用图1的所述生物阻抗测量装置。
具体实施方式
根据当前公开主题的一个方面，提供了一种能够确定受试者胸腔中的一流体水平的装置。
根据当前公开主题的示例，提供了用于使用基于多个RF测量值及多个生物阻抗测量值所计算出的一校准函数的方法及装置，所述校准函数用于在计算胸腔区域数值，例如流体水平数值，的过程中调整多个随后的生物阻抗测量值。所述校准函数可选地用于一生物阻抗测量装置，例如基于一校准函数的植入式和/或可穿戴式生物阻抗测量装置，所述校准函数是根据多个生物阻抗测量值及使用包括射频(RF)信号发生器及信号分析器系统的一RF传感器所获取的多个信号所计算出的。所述阻抗测量装置可以包括一个或多个电极及RF信号发生器(例如，包括EF天线的RF收发器)及一处理单元，例如一个或多个处理器，所述处理单元用于计算所述多个生物阻抗数值及所述校准函数。所述多个阻抗值可以从阻抗水平测量获得，所述阻抗水平测量是从通过至少在所述多个对组的所述多个电极之间通过的多个电流所获得的。可选地，所述校准函数设置用以调整随后的阻抗水平测量值以计算胸腔区域数值。所述阻抗水平测量可以指示所述受试者胸腔中的流体含量和/或受试者胸腔中的流体含量变化。所述RF传感器提供一RF交互测量值，例如在与受试者的身体交互作用之后反射或穿过所述受试者的胸腔的RF辐射的拦截。可选地，在一学习阶段期间收集了一系列测量的多个对组。每个对组包括一RF测量值及一生物阻抗测量值，它们彼此相关，例如在所述相同时间或大约所述相同时间获取。所述系列测量的多个对组可以用于推导一校准函数，例如一校准模型和/或多个校准数值。在一稍后的阶段，操作阶段，基于多个随后的生物阻抗测量值所计算的多个胸腔区域数值可以被调整。
使用基于多个RF传感器的所述读数所计算的校准函数允许改善所述精确度及多个胸腔区域数值，例如流体水平数值，的一致性，从而减少可能的假阴性及可能的假阳性警报。在使用中，多个生物阻抗装置可用于监测住院几天或更长时间的多个患者。在所述监测期间，收集多个生物阻抗测量值。在所述本发明的一些实施例中，收集多个生物阻抗测量值及多个RF测量值用于计算校准函数。所述多个测量值来自具有流体水平变化的一区域。现在用于调整在稍后，例如当所述患者在家时，所获得的多个随后的生物阻抗测量值的一校准函数可以计算出来以获取多个改进的胸腔区域数值。所述多个随后的生物阻抗测量值可以通过相同的生物阻抗测量装置或通过另一生物阻抗测量装置收集，所述生物阻抗测量装置用于捕获多个所述生物阻抗测量值。在一些示例中，所述RF传感器与所述生物阻抗装置集成在一起，例如在一可植入装置中，并且所述RF测量仅周期性地触发以执行所述校准过程，而在一常规基础上仅执行生物阻抗测量值并且使用所述计算后的校准函数来计算输出。这样节省使用来自一有限的植入式能量源的能量。如上所述，这个方法还可以用于基于多个生物阻抗测量值的估计校正，例如空气含量数值和/或呼吸数值。所述目标胸腔区域中的流体含量，例如肺部包括血液含量，因此基于与生物阻抗测量值相关的这种流体含量的任何其他参数通过使用这种校准过程也可以被校正和/或改进和/或使得更准确的产生和/或更加定量的产生。
在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应理解，本发明不一定限于其应用于以下描述中阐述的构造细节和组件和/或方法的布置和/或在附图和/或在实施例中的说明。本发明能够具有其他实施例或者能够以各种方式实践或实施。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质(或介质)，其上具有计算机可读程序指令，用于使处理器执行本发明的各方面。
计算机可读存储介质可以是有形设备，其可以保留和存储指令以供指令执行设备使用。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述的任何合适组合。
这里描述的计算机可读程序指令可以经由网络(例如互联网、局域网、广域网和/或无线网络)从计算机可读存储介质或外部计算机或外部存储设备下载到相应的计算/处理设备。
计算机可读程序指令可以完全在用户的计算机上、部分在用户的计算机上、作为独立的软件包、部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以连接到外部计算机(例如，通过互联网使用互联网服务提供商)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化来执行计算机可读程序指令，以执行本发明的各方面。
这里参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的各方面。应当理解，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可以由计算机可读程序指令实现。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系结构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示模块、段或指令的一部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，框中提到的功能可以不按图中所示的顺序发生。例如，连续示出的两个方框实际上可以基本上同时执行，或者这些方框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应注意，框图和/或流程图说明的每个框以及框图和/或流程图说明中的框的组合可以通过基于执行指定的功能或动作或执行专用硬件和计算机指令的组合的硬件的专用系统来实现。
现在参考图1，图1是根据本发明的一些实施例的一生物阻抗测量装置100的示意图，所述生物阻抗测量装置100佩戴在一示例性受试者上并且适于基于一校准函数来确定多个目标胸腔区域数值，所述校准函数是根据一RF传感器的读数所计算的。所述多个目标胸腔区域数值可以是所述受试者的胸腔110中的多个流体水平数值(例如，气体水平和/或液体水平)。所述生物阻抗测量装置100可用于确定在所述目标胸腔区域中的一流体水平(例如气体和/或液体)和/或内容物，所述目标体腔区域是体内胸腔部分、胸腔区域、胸腔层和/或胸腔组织。所述生物阻抗测量装置100包括或电连接到多个电极，例如电极的一对组，一阴极10及一阳极20。所述生物阻抗测量装置100包括具有一个或多个处理器的一处理单元50，例如用于计算多个生物阻抗数值及校准函数的多个微处理器，以及可选地一个或多个RF传感器，例如30。所述一个或多个RF传感器可以设置在一校准支持单元中，例如具有一单独的处理器以允许在没有多个RF传感器的情况下校准所述生物阻抗测量装置100的一形式。
所述多个电极，10、20、所述多个RF传感器40和/或所述处理单元50中的至少一个可选地容纳在共同的壳体中，例如一件服装，例如一件背心，和/或一粘合剂贴片。在另一个实施例中，所述多个电极，10、20、所述多个RF传感器40和/或所述处理单元50被分成在两个壳体中，这两个壳体适于放置在所述主体的相对侧，例如前部外壳及后部外壳。所述处理单元50可选地作用或可操作地连接到一控制器，所述控制器控制阻抗测量及RF测量的时间。这与用于计算校准函数的多个测量值相关。
所述RF传感器30可以在体外或在体内。例如，所述RF传感器30集成在一可穿戴服装中和/或一粘合剂贴片中和/或植入所述受试者体内。所述电极10,20可以在体外或在体内。例如，多个电极放置在外部，例如集成在一可穿戴服装和/或一粘合剂贴片中和/或植入所述受试者体内和/或集成在一单独的外壳中。可选地，所述RF传感器30分成彼此分开的一接收器及一发射器。所述处理单元50可操作地耦合到所述多个电极中的一个或多个及所述RF传感器。在使用中，所述处理单元50分析所述多个电极的多个输出以计算所述目标胸腔区域的多个生物阻抗数值。这允许所述处理单元50确定多个目标胸腔区域数值，例如流体水平，例如通过调整多个生物阻抗数值，所述生物阻抗数值是在一操作阶段期间基于在一学习阶段期间所计算出的一校准函数而获得。
虽然图1描绘了一胸腔，所述生物阻抗测量装置100可以用于监测任何体内组织，例如用于术后监测、流体注射监测、水肿监测、头部创伤和/或类似监测。
所述RF传感器40拦截与所述监测目标胸腔区域交互作用的RF辐射。如上所述，所述RF传感器40或其任何部件(例如，接收器和/或收发器)可以定位在所述受试者身体周围的各种位置和/或植入所述受试者身体内部，例如在所述胸腔中。可选地，所述RF传感器40可拆卸地插入所述受试者体内和/或临时定位在所述受试者体内的一所需位置，以获取多个RF测量值。在一些实施方案及情况中，所述RF元件的所述位置可以根据需要改变。美国授权前公开号2010/0256462、2013/0281800、2011/0319746、2013/0060103、2013/220989、2014/0378813、2015/031919，其全部通过引用并入本文，公开了所述RF传感器40可能的实施方案及集成在本文中的装置或方法中可能的RF传感器40的多个示例。
在与所述RF传感器40类似的一方式中，所述处理单元50可以定位在所述受试者身体外部或植入所述受试者身体内。所述处理器50还可以与任何所述其他组件组合或并入其中。再进一步举例来说，所述处理器50可以远程地实现，例如，在所述装置100通过一通信网络所连接到的一计算机上，并且在这种情况下，所述装置100可以包括多个通信接口，并且可以可操作地连接到所述远程计算机，用以远程处理通过所述装置100所收集的所述数据。
在一学习阶段中，校准函数可选地通过分析一系列测量的多个对组来计算。所述学习阶段是在计算和/或更新一校准函数的一时间段。每个对组件包括生物阻抗测量值及RF测量。所述学习阶段可以在所述操作阶段之前和/或在所述操作阶段期间举行。
每个对组包括一RF测量值及一生物阻抗测量值，它们彼此相关，例如在所述相同时间或大约所述相同时间获取。当在一胸腔区域中存在不同的胸腔区域数值时，例如在肺中有不同的流体水平，所述多个对组可能在几个不同的时间内被获取。
所述系列测量的多个对组可用于推导校准函数，例如一校准函数和/或一校准模型。在一操作阶段，其可选地是一稍后的阶段，通过根据所述校准函数调整多个随后的生物阻抗测量值来计算多个目标胸腔区域数值。这允许获得流体含量的绝对定量和/或更准确的数值。
还参考图2，图2是根据当前公开的主题的一些实施例的校准一生物阻抗测量值的一方法的一流程图，可选地使用图1的所述生物阻抗测量装置。根据当前公开的主题的所述方法不必限于在这个特定装置上实施，并且任何合适的装置可用于实施本发明。
可以进一步理解的是，本发明的一些示例可以用于将一测量值组变换成一校准表达式(例如一校准函数)，所述测量值组包含多个阻抗水平测量值及多个RF交互测量值，所述校准表达式可以在随后与多个随后的阻抗水平测量值结合使用，以在所述随后的阻抗水平测量时确定所述受试者的胸腔中的一流体水平。应当注意的是，所提出的方法的一个可能的益处是，在一种情况下，或者在阻抗水平测量未能提供关于所述受试者的胸腔中的流体水平的足够准确的指示的情况下，例如根据当前公开的主题的示例提出的一校准阶段可以用于从多个阻抗水平测量值来获得更高的准确度和/或提供一定量的绝对流体测量值而不是一趋势和/或一相对测量。
特别地，在一些示例中，多个RF交互测量值与多个阻抗水平测量之间的关系及相互关系可以用来确定所述校准表达式，所述校准表达式用于调整多个随后的阻抗水平测量值。各种已知方法设计来利用不同类型的多个测量值(例如，每个对组可以包括一RF交互测量值及一阻抗测量值)的两个或更多组(例如，多个对组)来计算一校准表达式在本领域中是已知的，并且可以实现为所述当前公开的主题的示例的一部分。
在一学习阶段期间，如201所示，从所述目标胸腔区域获取一个或多个生物阻抗测量值，例如在一测量时间通过使用多个电极10、20来测量电流。为清楚起见，一生物阻抗测量值可包括多个相关的生物阻抗测量值或处理多个相关的生物阻抗测量值的一结果(例如，平均值、平均值、总和和/或所述类似)。
同样在所述学习阶段期间，如202所示，从所述目标胸腔区域获得RF交互测量值，例如使用所述RF传感器40。为清楚起见，一RF交互测量值可以包括多个相关的RF交互测量值或处理多个相关的RF交互测量值的一结果(例如，平均值、平均值、总和和/或所述类似)。
可选地，获得一系列测量的多个对组。每个对组包括一生物阻抗测量值及一RF辐射测量值，它们彼此相关，例如在所述相同时间或大约所述相同时间获取。当所述肺中有不同的流体水平，所述多个对组可能在几个不同的时间内被获取。
所述生物阻抗测量及所述RF交互测量值中的每一个，在本文中称为测量对组，可以在不同时间获得，例如，在接近的连续时间(例如，具有几秒或更短的一间隔)或同时或在接近时间，使得所述肺中的所述流体水平对于两个测量都是相同的。所述学习阶段可以是所述患者在所述医院接受治疗时后，例如当由于所述治疗而改变了在他的肺中的流体含量时，获得所述多个测量对组。或者，所述学习阶段可以是当所述肺部流体的所述含量被有目的地改变时的几分钟的一时间段内，例如通过一呼吸过程、可能是引导的深呼吸、腿部提升的机动、在呼吸器中的正压力变化，和/或呼吸进入限制室时、可能在测量所吸入或呼出的空气量时。
在所述学习阶段期间，如203所示，基于所述一个或多个测量对组来计算一校准函数。所述多个测量对组的所述校准及所述获取在一学习阶段完成。可选地，所述校准函数是一数学模型，例如具有多个未知参数的方程。在所述校准过程中，基于RF及生物阻抗测量值来计算这些参数以获得适用于一特定患者的所述特定校准函数。可选地，所述校准函数考虑所述监测患者的多个个人参数，例如生理和/或解剖学参数。可选地，所述模型是一线性模型、一对数模型、一逻辑模型、一S形模型及一广义逻辑函数。例如，所述校准函数使用线性回归计算。在这个示例中，获取了若干测量对组以反映具有不同肺部流体水平的多个肺数值。例如，一简单的线性模型可以通过计算f＝I+S*bimz来使用，其中f表示在一给定空间中的一流体百分比，例如在肺部空间中的空气或液体，I及S表示戴明回归的截距及斜率其中斜率可以是1.05及截距是-6.71，并且bimz表示以欧姆为单位的生物阻抗测量值。
所述校准函数可以使用对所述收集的测量对组的初步测试来计算，例如多个相关测试或其他关联测试以选择一模型。然后，一拟合过程可以用来选择用于所述校准函数的多个模型参数。拟合可以通过优化一些误差函数的多种优化方法来完成，例如均方根误差(RMSE)或剩余值的百分或异常值的百分比。
所述校准函数可以基于所述患者的解剖学信息来计算，例如所述胸腔的尺寸和/或关于所述生物阻抗测量装置的多个属性的信息。
学习阶段可以迭代地保持，更新所述校准函数和/或根据请求，例如在所述装置100的重置或初始化期间。所述学习阶段可以周期性地重复以更新所述校准函数，以便允许减少所述漂移效应和/或所述患者的生理和/或解剖学的变化和/或由于所述生物阻抗测量值装置的属性变化。所述校准允许移除或减少在所述生物阻抗测量装置的所述漂移效应或变化，例如所述装置的所述属性的漂移或变化、或所述多个电极或所述电极附接件的质量或其附接位置的定位(均在植入在生物阻抗装置中或在生物阻抗装置外部)。所述校准还允许移除或减少所述患者的生理或解剖学的效应，所述效应影响了所述生物阻抗测量值但不影响所述肺部的多个流体水平。例如，当使用外部生物阻抗装置时，患者的皮肤上的出汗水平。
另外，所述生物阻抗测量装置可以从所述多个生物阻抗测量值或其他内部信息确定需要启动的一校准过程。
在一操作阶段期间，如204所示，可选地使用所述生物阻抗装置100获取随后的生物阻抗测量值，例如通过使用所述多个电极10、20来测量电流。所述操作阶段是所述装置100用于测量多个目标胸腔区域数值的所述时间，例如用于监测一患者的所述肺部的流体含量(例如血液、细胞、细胞外液和/或空气)。可选地，所述随后的阻抗测量值在某种意义上是后来的，即从所述多个测量对组应时间开始被暂时地移除。可选地，在获取所述随后的阻抗测量值的时间点上，不获取RF交互测量值。
如205所示，现在根据所述校准函数通过调整所述随后的生物阻抗测量值来计算一目标胸腔区域数值。可选地，所述目标胸腔区域数值是在所述随后的阻抗水平测量的时间点在所述受试者的胸腔中一流体水平。
在一个示例中，多个随后的阻抗水平测量值被获取，并且两个或更多个随后的阻抗测量值之间的一关系被使用在用于计算所述胸腔区域数值的随后的生物阻抗测量值的所述调整中。
本发明的各种实施例的描述是为了说明的目的，但并非意在穷举或限制于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。本文所使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中发现的技术的技术改进，或者使本领域普通技术人员能够理解本文公开的实施例。
预计在本申请成熟的专利期间，将开发许多相关的方法和装置，并且术语“处理器”、“传感器”、“发射器”和“接收器”的范围旨在包括所有这些新技术的先验。
如本文所用，术语“约”是指±10％。
术语“包括”、“包括”、“包含”、“包含”、“具有”和它们的结合表示“包括但不限于”。这些术语包括术语“由......组成”和“基本上由......组成”。
短语“基本上由......组成”是指组合物或方法可包括另外的成分和/或步骤，但仅在附加成分和/或步骤不实质上改变要求保护的组合物或方法的基本和新颖特征的情况下。
如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指代，除非上下文另有明确说明。例如，术语“化合物”或“至少一种化合物”可包括多种化合物，包括其混合物。
词语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。被描述为“示例性”的任何实施例不必然被解释为比其他实施例优选或有利和/或排除将特征与其他实施例结合。
词语“可选地”在本文中用于表示“在一些实施例中提供而在其他实施例中未提供”。除非这些特征冲突，否则本发明的任何特定实施例可包括多个“可选”特征。
在整个申请中，可以参考范围格式呈现本发明的实施例。应当理解，范围形式的描述仅仅是为了方便和简洁，不应该被解释为对本发明范围的不灵活限制。因此，应该认为范围的描述具体公开了所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如，应该认为诸如“从1到6”的范围的描述具有特别公开的子范围，例如“从1到3”、“从1到4”、“从1到5”、“从2到4”、“从2到6”、“从3到6“等；以及该范围内的个别数字，例如，1、2、3、4、5和6。无论范围的广度如何，这都适用。
每当在本文中指示数值范围时，它意味着包括在所指示的范围内的任何引用的数字(分数或整数)。短语“范围/范围在”第一指示数字和第二指示数字和“范围/范围从”第一指示数字“到”第二指示数字在本文中可互换使用并且意味着包括第一和第二指示数字以及它们之间的所有分数和整数数字。
应当理解，为了清楚起见，在单独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组合提供。相反，为了简洁起见，在单个实施方案的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独提供或以任何合适的子组合提供或者在本发明的任何其他描述的实施方案中合适提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施例的必要特征，除非该实施例在没有这些元件的情况下不起作用。
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均以其整体并入本说明书中，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体和单独地指出通过引用并入本文。另外，本申请中任何参考文献的引用或标识不应被解释为承认这样的参考文献可用作本发明的现有技术。在使用章节标题的范围内，它们不应被解释为必然的限制。

Claims (8)

1.一种确定一目标胸腔区域数值的系统，其特征在于，所述系统包括：
多个电极，其适于在一学习阶段期间使用通过一目标的一目标胸腔区域其间的多个电流来测量多个生物阻抗测量值；
至少一个射频传感器，其适于在所述学习阶段期间测量与所述目标胸腔区域交互作用的射频辐射的多个射频交互测量值；
至少一个处理器适用于：
根据所述多个生物阻抗测量值及所述多个射频交互测量值计算一校准函数；及
通过调整多个随后的生物阻抗测量值来确定一目标胸腔区域数值，所述调整多个随后的生物阻抗测量值是利用所述校准函数使用在一操作学习阶段通过所述目标胸腔区域中的多个随后的电流。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述多个射频交互测量值及所述多个生物阻抗测量值是一系列与时间关联的测量的多个对组，每个所述对组包括所述多个射频交互测量值的其中之一及所述多个生物阻抗测量值的其中之一；其中所述校准函数是根据所述一系列的对组所计算的。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：当在所述目标胸腔区域中发现不同流体水平时，在不同时间期间获取所述多个对组。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述目标胸腔区域是一肺部区域。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述校准函数选自由一线性模型、一对数模型、一逻辑模型、一S形模型及一广义逻辑函数所组成的一组。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述校准函数根据所述目标的至少一个解剖学参数进行调整。
7.权利要求1所述的系统，其特征在于：所述校准函数根据所述目标的至少一个生理参数进行调整。
8.一种确定一目标胸腔区域数值的方法，其特征在于，所述方法包括：根据多个生物阻抗测量值计算一校准函数，所述多个生物阻抗测量值使用在一学习阶段期间通过一目标胸腔区域的多个电流及在所述学习阶段期间与所述目标胸腔区域交互作用的射频辐射的多个射频交互测量值；及根据多个随后的生物阻抗测量值的一调整来确定所述目标胸腔区域的一目标胸腔区域数值，所述多个随后的生物阻抗测量值的调整是利用所述校准函数使用在一操作阶段通过所述目标胸腔区域的多个随后的电流。
CN201780043677.5A 2016-05-15 2017-05-15 阻抗测量 Active CN109475319B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662336665P 2016-05-15 2016-05-15
US62/336,665 2016-05-15
PCT/IL2017/050540 WO2017199243A1 (en) 2016-05-15 2017-05-15 Impedance measurement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109475319A CN109475319A (zh) 2019-03-15
CN109475319B true CN109475319B (zh) 2022-07-19

Family

ID=60324860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780043677.5A Active CN109475319B (zh) 2016-05-15 2017-05-15 阻抗测量

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11529068B2 (zh)
EP (1) EP3451920A4 (zh)
CN (1) CN109475319B (zh)
IL (3) IL293218B1 (zh)
WO (1) WO2017199243A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109475319B (zh) 2016-05-15 2022-07-19 明智医疗创新有限公司 阻抗测量

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1006178C2 (nl) * 1997-05-30 1998-12-01 Ideamed N V Regionale flow-katheter.
US7346199B2 (en) * 2002-11-30 2008-03-18 Intuitive Software, Inc. Anatomic triangulation
US7603170B2 (en) * 2005-04-26 2009-10-13 Cardiac Pacemakers, Inc. Calibration of impedance monitoring of respiratory volumes using thoracic D.C. impedance
US9504406B2 (en) * 2006-11-30 2016-11-29 Impedimed Limited Measurement apparatus
ES2664239T3 (es) 2007-09-05 2018-04-18 Sensible Medical Innovations Ltd. Método y aparato para usar radiación electromagnética para supervisar un tejido de un usuario
US9572511B2 (en) * 2007-09-05 2017-02-21 Sensible Medical Innovations Ltd. Methods and systems for monitoring intrabody tissues
US7911345B2 (en) * 2008-05-12 2011-03-22 General Electric Company Methods and systems for calibration of RFID sensors
US10667715B2 (en) * 2008-08-20 2020-06-02 Sensible Medical Innovations Ltd. Methods and devices of cardiac tissue monitoring and analysis
US8907682B2 (en) * 2009-07-30 2014-12-09 Sensible Medical Innovations Ltd. System and method for calibration of measurements of interacted EM signals in real time
WO2011141915A2 (en) 2010-05-13 2011-11-17 Sensible Medical Innovations Ltd. Method and system for using distributed electromagnetic (em) tissue(s) monitoring
DK2603138T3 (en) * 2010-08-13 2018-02-05 Respiratory Motion Inc DEVICES AND METHODS FOR MONITORING RESPIRATION VARIATION IN MEASURING RESPIRATION VOLUMES, MOVEMENT AND VARIABILITY
ES2895450T3 (es) * 2010-11-03 2022-02-21 Sensible Medical Innovations Ltd Sondas electromagnéticas, métodos para su fabricación, y métodos que usan tales sondas electromagnéticas
ES2401286B1 (es) * 2011-08-30 2014-04-03 Universidad De Extremadura Unidad, sistema modular y procedimiento para la medición, procesamiento y monitorización remota de bioimpedancia eléctrica
EP2793695B1 (en) * 2011-12-20 2018-10-17 Sensible Medical Innovations Ltd. Thoracic garment of positioning electromagnetic (em) transducers and methods of using such thoracic garment
US10231641B2 (en) * 2012-01-05 2019-03-19 Sensible Medical Innovations Ltd. Electromagnetic (EM) probes, methods of using such EM probes and systems which use such electromagnetic EM probes
JP6321548B2 (ja) 2012-01-29 2018-05-09 センシブル メディカル イノヴェイションズ リミテッド 被験者の個人的胸部パラメータの導出
WO2013164827A2 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Sensible Medical Innovations Ltd. Patches for the attachment of electromagnetic (em) probes
US20160095532A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 Weinberg Medical Physics Llc Method and components for in vivo determination of malignancy
WO2016057461A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-14 Cardiac Pacemakers, Inc. Calibrating intrathoracic impedance for absolute lung fluid measurement
CN109475319B (zh) 2016-05-15 2022-07-19 明智医疗创新有限公司 阻抗测量

Also Published As

Publication number Publication date
US20190336036A1 (en) 2019-11-07
WO2017199243A1 (en) 2017-11-23
IL293218B1 (en) 2024-04-01
CN109475319A (zh) 2019-03-15
IL293218A (en) 2022-07-01
IL263064A (en) 2018-12-31
EP3451920A4 (en) 2019-05-22
IL311569A (en) 2024-05-01
EP3451920A1 (en) 2019-03-13
US11529068B2 (en) 2022-12-20
IL263064B (en) 2022-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6321548B2 (ja) 被験者の個人的胸部パラメータの導出
US20140276166A1 (en) Method of measuring bioimpedance
US20190038173A1 (en) Device and method for determination of difference parameters on the basis of eit data
US20150297099A1 (en) Parametric electric impedance tomography of the chest
US20160135715A1 (en) Method for respiratory measurement
CA2743048A1 (en) Fluid indicator
Sanchez et al. Novel approach of processing electrical bioimpedance data using differential impedance analysis
US20160029953A1 (en) Method and apparatus for estimating the fluid content of a part of the body of a subject
US10653333B2 (en) Systems and methods for high frequency impedance spectroscopy detection of daily changes of dielectric properties of the human body to measure body composition and hydration status
JP5469571B2 (ja) 生体の電気的インピーダンス断層像測定装置
EP2814389B1 (en) Bioimpedance spectrography system and method
AU2016342404A1 (en) Method for determining at least one type and/or condition of cells and system
CN109475319B (zh) 阻抗测量
CN114587347A (zh) 肺功能检测方法、系统、装置、计算机设备和存储介质
US20170100059A1 (en) Lung function monitoring
JP5469574B2 (ja) 電気的インピーダンス断層像測定装置。
Zeng et al. Investigation on dielectric properties of glucose aqueous solutions at 500 KHz-5MHz for noninvasive blood glucose monitoring
Mayer et al. Monitoring of lung edema using focused impedance spectroscopy: a feasibility study
Orschulik et al. Addition of internal electrodes is beneficial for focused bioimpedance measurements in the lung
JP5802748B2 (ja) 組織指標の決定
Heizmann et al. 3-D lung visualization using electrical impedance tomography combined with body plethysmography
Wang et al. Conductivity characteristics of human lung tissues
BR112021012026A2 (pt) Sistema e método indutivos de detecção

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant