JP2012508045A - 体液指標 - Google Patents
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Abstract
Description
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位に関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定し、
b)第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、三つの周波数の各々において第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定し、
c)円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定し、かつ
d)第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、被検者の身体部位内の相対的な体液レベルを示す指標を決定する。
a)第一および第二の身体部位の各々に対して、それぞれの周波数における第三のインピーダンスパラメータ値を決定し、
b)第三のインピーダンスパラメータ値を用いて比を決定し、かつ
c)比を用いて指標を決定する。
典型的に、処理システムは、
a)比を基準値と比較し、かつ
b)比較の結果を用いて指標を決定する。
a)所定の閾値、
b)正規母集団から決定される許容範囲、および
c)所定の範囲、
の少なくとも一つを含む。
典型的に、事前に決定される指標は、
a)外科手術、および
b)治療
の少なくとも一つを被検者が受ける前に決定される。
a)円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第四のインピーダンスパラメータ値を決定し、
b)第三および第四のインピーダンスパラメータ値を用いて、細胞内液に対する細胞外液の比を示す指標値を決定し、かつ
c)指標値を用いて指標を決定する。
a)第一および第二の身体部位に対する指標値を決定し、かつ
b)第一および第二の身体部位に対する指標値に基づいて指標値比を決定する。
a)インピーダンスパラメータ値からパラメータR0およびR∞の値を決定し、かつ
b)次式を用いて指標値(I)を計算する。
a)第三のインピーダンスパラメータ値、
b)第一および第二のインピーダンスパラメータ値、
c)円パラメータ、
d)細胞内液に対する細胞外液の比、および
e)被検者内の組織浮腫の有無または程度の少なくとも一つの兆候
の少なくとも一つの兆候を表示する。
a)複数の周波数の各々において、交流信号を発生する信号発生器と、
b)発生した交流信号を被検者に印加する少なくとも二つの供給電極と、
c)被検者の信号を検出する少なくとも二つの測定電極と、
d)被検者の信号を決定する測定電極に接続されるセンサであって、センサが処理システムに接続され、それによって、処理システムが、測定されたインピーダンスを判定することを可能とするセンサとを備える。
a)センサと、
b)信号発生器とを備える。
a)信号発生器およびセンサが実装された第一の基板と、
b)少なくとも二つの導電性パッドが実装された第二の基板であって、導電性パッドは使用時に信号発生器およびセンサを被検者に結合する第一および第二の電極を形成する第二の基板とを備える。
a)抵抗器、
b)コンデンサ、および
c)インダクタ
の少なくとも一つを介して、センサ入力部に接続される。
a)抵抗器、
b)コンデンサ、および
c)インダクタ
の少なくとも一つを備える。
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定し、
b)第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、三つの周波数の各々において第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定し、
c)円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定し、かつ
d)第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、被検者の身体部位内の相対的な体液レベルを示す指標を決定する。
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定することと、
b)第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、三つの周波数の各々において第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定することと、
c)円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定することと、
d)第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、被検者の身体部位内の相対的な体液レベルを示す指標を決定することとを備える。
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定することと、
b)第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、三つの周波数の各々において第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定することと、
c)円パラメータを用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定することと、
d)第三のインピーダンスパラメータを用いて、被検者の身体部位内の相対的な体液レベルを示す指標を決定することと、
e)指標を用いて、浮腫の有無または程度を決定することとを備える。
第四の広範な形態において、本発明は、身体組成分析において使用される方法を提供し、方法は、
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定することと、
b)第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、三つの周波数の各々において第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定することと、
c)円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定することと、
d)第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、個人の身体組成を決定することとを備える。
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定し、
b)第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、三つの周波数の各々において第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定し、
c)円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定し、
d)第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、被検者の身体部位内の相対的な体液レベルを示す指標を決定し、かつ
e)指標を用いて、浮腫の有無または程度を決定する
処理システムを備える。
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定し、
b)第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、三つの周波数の各々において第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定し、
c)円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定し、かつ
d)第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、個人の身体組成を決定する
処理システムを備える。
図1を参照して、被検者の生体電気インピーダンスの分析を実施するために適切な装置の一例を説明する。
この例では、第一の段階は、被検者の少なくとも一つの身体部位に対して実施されるインピーダンス測定に関する。これは典型的に、ステップ200において被検者Sに対し、既知の周波数を有する電気信号を信号発生器117A、117Bが印加するように、信号発生器をプロセッサで制御することによって実現され、被検者の電気信号および被検者に流れる電気信号の少なくとも一方はセンサ118A、118Bを用いてステップ210において測定される。被検者に流れる電流フローと被検者の電圧との両方の兆候(インディケーション)がインピーダンスを計算するために必要であるが、これらの一方は被検者に印加される信号に関する情報に基づいて導出され得るため、これらの両方を測定する必要はない。
図3は、生物組織の電気的挙動を効果的にモデル化する等価回路の一例である。等価回路は、細胞外液および細胞内液(ICF:Intracellular Fluid)を流れる電流フローを示す二つの分岐を有する。生体インピーダンスの細胞外成分はReで示され、細胞内成分はRiで示される。細胞内経路の細胞膜の容量はCで示される。
この例では、ステップ500において、被検者の詳細が任意で決定され、処理システム102に提供される。被検者の詳細は、典型的に、被検者の年令、体重、身長、性別、民族など被検者に関連する情報に加えて、肢優位性、何らかの医学的介入の詳細などの情報を含む。被検者の詳細は、以下でより詳しく説明するように、適切な基準正規母集団を選択する際に使用され得る。
一例では、基準値は、健康人母集団で確立されたインピーダンス比の正常範囲に対するインピーダンス比の比較に基づく。インピーダンス比が平均比から3標準偏差より離れた患者は、リンパ浮腫を有するものと定義される。
この例では、このプロセスが、それぞれ、MFBIA−1およびMFBIA−2として指定された二つの異なる組の四つの周波数で実施された。選択された周波数は、MFBIA−1:14.2kHz、56.9kHz、187.5kHz、および679.1kHz、MFBIA−2:25kHz、50kHz、100kHz、および200kHzであった。
各BMI帯における被検者のデータの平均値および標準偏差が計算された。R0およびR∞の異なる計算方法が、一致相関分析によって比較され、個人の値が、対応あるt検定とBlandおよびAltmanの許容範囲法とによって比較された。
一例では、このことは、前述のインピーダンス比を生成することによって実現される。インピーダンス比は各四肢に対して測定されるインピーダンスパラメータに基づく。従って、計算されたインピーダンスパラメータに、用いられる計算に起因する誤差がある場合、これは各測定に対して類似した傾向を示すであろう。従って、例えば、計算されたインピーダンスパラメータR0は、例えばBISを用いて決定されたより正確な値に比べて、わずかに増加し得る。しかし、各四肢、または四肢部位に対して増加がある場合、この誤差の相対的な大きさはインピーダンス比を計算すると小さくなり、それにより、不正確さがかなり克服される。
発生し得る不正確性の一つの形態は、「不平衡」と呼ばれる状況の非対称である被検者に現れる電圧によって生じる。このような状況は、被検者の身体中心に大きな信号電圧をもたらし、ひいては、被検者の胴部と、被検者が配置される支持面との間の寄生容量から発生する迷走電流を引き起こす。
ステップ800において、インピーダンス測定タイプが選択される。ステップ810において、処理システム102は、次の測定周波数fiを選択し、上述したように、ステップ815において、一連のデジタル電圧制御信号を生成する。ステップ820において、デジタル制御信号は、DAC 729A、729Bを用いて、電圧駆動信号VDA、VDBを示すアナログ制御信号に変換される。これによって、ステップ825において、アナログ制御信号を信号発生器117A、117Bの各々に提供することができ、各信号発生器117A、117Bにそれぞれの電圧駆動信号VDA、VDBを発生し、これらを、ステップ830において、それぞれの駆動電極113A、113Bを介して被検者Sに印加することができる。
電極システムは、それぞれの信号発生器117およびセンサ118が実装されたプリント基板(PCB)等の第一の基板950を組み込んでいる。信号発生器117およびセンサ118の一般的な機能は、図示された部品によって示される。実際に、当業者には理解されるであろうが、多数の部品が適切に配置されて使用されてもよく、図示された部品は信号発生器およびセンサ117、118の機能を示すことを意図しているにすぎない。
信号発生器117およびセンサ118は、それぞれのケーブル961、962を介して、導電性パッド963、965に接続されており、導電性パッド963、965は第二の基板960上に実装されてもよく、それぞれ、第一および第二の電極113、115を形成する。ケーブル961、962は、導電性パッドを使用後に容易に交換可能とするように、使用時にクリップなどを含んでも良い。
使用時に、導電性パッド963、965が一定の距離だけ離間して配置されることを保証するように、導電性パッドは基板960上に実装されても良く、これによって測定の一貫性を保証することが容易になる。代替的には、導電性パッド963、965は、ケーブル961、962によって、第一の基板950に結合された個別の使い捨て導電性パッドとして設けられても良い。他の適切な構成が用いられてもよい。
使用時に、感知電極115は、環境に容量結合して、感知増幅器A3の入力部に実効入力容量CEIが生じ得る。実効容量により、信号が感知増幅器の入力部からグランドに漏洩して、増幅器の入力部で得られる信号が低減し得る。
従って、測定装置100が最初に構成される時に、特に、インピーダンス測定値を決定するために、電圧信号VSおよび電流信号ISを分析するためのアルゴリズムが生成される時に、これらは誘導EMFを考慮する較正係数が用いられ得る。特に、較正プロセス中、測定装置100を使用して、基準インピーダンスから測定を行うことができ、結果としての計算を用いて誘導EMFの影響が判定され、それにより、以後の測定値からこれを差し引くことができる。
これらの例において、被検者Sは、腕1231、1232、脚1233、1234、および胴部1235を有し、測定装置300(明確にするため図示せず)は、図9に示されるものと同様の多チャネル構成で設けられ、駆動電極および感知電極のそれぞれの対113A、115A;113B、115B;113C、115C;113D、115Dが被検者の手首および足首に取り付けられる。図12Aおよび12Bには、活性電極のみを示す。
Claims (37)
- 被検者に対してインピーダンス測定を実施する際に使用される装置であって、前記装置は、
a)三つの周波数の各々において、前記被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定し、
b)前記第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、前記三つの周波数の各々において前記第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定し、
c)前記円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において、第三のインピーダンスパラメータ値を決定し、かつ
d)前記第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、前記被検者の身体部位内の相対的な体液レベルを示す指標を決定する
処理システムを含む装置。 - 前記指標は細胞外液レベルを示す請求項1に記載の装置。
- 前記指標は浮腫の有無または程度を示す請求項1又は2に記載の装置。
- 前記第三のインピーダンスパラメータは、ゼロ周波数におけるインピーダンスを示す請求項1乃至3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記処理システムは、
a)第一および第二の身体部位の各々に対して、それぞれの周波数において、第三のインピーダンスパラメータ値を決定し、
b)前記第三のインピーダンスパラメータ値を用いて比を決定し、かつ
c)前記比を用いて前記指標を決定する
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の装置。 - 前記第一および第二の身体部位は、対側肢の部分である請求項5に記載の装置。
- 前記処理システムは、
a)前記比を基準値と比較し、かつ
b)前記比較の結果を用いて前記指標を決定する
請求項5又は6に記載の装置。 - 前記基準値は、
a)所定の閾値、
b)正規母集団から決定される許容範囲、および
c)所定の範囲
の少なくとも一つを含む請求項7に記載の装置。 - 前記基準値は、前記被検者に対して事前に決定される指標を含む請求項7に記載の装置。
- 前記事前に決定される指標は、
a)外科手術、および
b)治療
の少なくとも一つを前記被検者が受ける前に決定される請求項9に記載の装置。 - 前記処理システムは、
a)前記円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第四のインピーダンスパラメータ値を決定し、
b)前記第三および第四のインピーダンスパラメータ値を用いて、細胞内液に対する細胞外液の比を示す指標値を決定し、かつ
c)前記指標値を用いて前記指標を決定する
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の装置。 - 前記処理システムは、
a)第一および第二の身体部位に対する指標値を決定し、かつ
b)前記第一および第二の身体部位に対する前記指標値に基づいて指標値比を決定する
請求項11に記載の装置。 - 前記第一および第二の身体部位は、異なる種類の身体部位である請求項12に記載の装置。
- 前記第一および第二の身体部位は四肢である請求項13に記載の装置。
- 前記第一の身体部位は脚であり、前記第二の身体部位は腕である請求項13に記載の装置。
- 前記処理システムは、
a)前記第三のインピーダンスパラメータ値、
b)前記第一および第二のインピーダンスパラメータ値、
c)前記円パラメータ、
d)細胞内液に対する細胞外液の比、および
e)被検者内の組織浮腫の有無または程度の少なくとも一つの兆候
の少なくとも一つの兆候を表示する請求項1乃至16のいずれか一項に記載の装置。 - 前記装置は、
a)複数の周波数の各々において、交流信号を発生する信号発生器と、
b)前記発生した交流信号を被検者に印加する少なくとも二つの供給電極と、
c)前記被検者の信号を検出する少なくとも二つの測定電極と、
d)前記被検者の信号を決定する前記測定電極に接続されるセンサであって、前記処理システムに接続され、それによって、前記処理システムが、前記測定されたインピーダンスを判定することを可能とするセンサとを含む請求項1乃至17のいずれか一項に記載の装置。 - 前記装置は複数の電極システムを含み、各電極システムは、
a)センサと、
b)信号発生器とを備える請求項1乃至18のいずれか一項に記載の装置。 - 前記電極システムは、
a)前記信号発生器およびセンサが実装された第一の基板と、
b)少なくとも二つの導電性パッドが実装された第二の基板であって、前記導電性パッドは使用時に前記信号発生器および前記センサを被検者に接続する第一および第二の電極を形成する前記第二の基板とを備える請求項19に記載の装置。 - 前記電極システムは、第一の電極と第二の電極との間の容量結合を相殺するための容量相殺回路を備える請求項19又は20に記載の装置。
- 前記容量相殺回路は、信号発生器出力部をセンサ入力部に接続する反転増幅器を備える請求項21に記載の装置。
- 前記反転増幅器は、容量相殺信号を前記センサ入力部に印加し、それによって、前記第一の電極と前記第二の電極との間の任意の実効容量を相殺する請求項22に記載の装置。
- 反転増幅器出力部は、
a)抵抗器、
b)コンデンサ、および
c)インダクタ
の少なくとも一つを介して、前記センサ入力部に接続される請求項22又は23に記載の装置。 - 抵抗器およびコンデンサの少なくとも一方は調節可能であり、それによって、前記センサ入力部に印加される容量相殺信号を制御する請求項24に記載の装置。
- 前記電極システムは、センサ入力部における実効入力容量を相殺するための入力容量相殺回路を備える請求項19乃至25のいずれか一項に記載の装置。
- 前記電極システムは、センサ出力部をセンサ入力部に接続するフィードバックループを備える請求項19乃至26のいずれか一項に記載の装置。
- 前記フィードバックループは、
a)抵抗器、
b)コンデンサ、および
c)インダクタ
の少なくとも一つを備える請求項27に記載の装置。 - 抵抗器およびコンデンサの少なくとも一方は調節可能であり、それによって、前記センサ出力部から前記センサ入力部への電流フローを制御する請求項28に記載の装置。
- 前記フィードバックループは、入力容量相殺信号を前記センサ入力部に印加して、前記センサ入力部における任意の実効容量を相殺する請求項28又は29に記載の装置。
- 前記処理システムは、ソフトウェアを格納するメモリと、前記メモリに格納された前記ソフトウェアの制御下で動作するプロセッサとを備え、前記プロセッサは、
a)三つの周波数の各々において、前記被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して第一および第二のパラメータ値を決定し、
b)前記第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、前記三つの周波数の各々において前記第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定し、
c)前記円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定し、かつ
d)前記第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、前記被検者の身体部位内の相対体液レベルを示す指標を決定する
請求項1乃至30のいずれか一項に記載の装置。 - 被検者に対してインピーダンス測定を実施する際に使用される方法であって、前記方法は、処理システムによって、
a)三つの周波数の各々において、前記被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定することと、
b)前記第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、前記三つの周波数の各々において前記第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定することと、
c)前記円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定することと、
d)前記第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、前記被検者の身体部位内の相対体液レベルを示す指標を決定することとを備える方法。 - 浮腫の有無または程度を診断する際に使用される方法であって、前記方法は、
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定することと、
b)前記第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、前記三つの周波数の各々において前記第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定することと、
c)前記円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定することと、
d)前記第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、前記被検者の身体部位内の相対的な体液レベルを示す指標を決定することと、
e)前記指標を用いて、浮腫の有無または程度を決定することとを備える方法。 - 前記浮腫はリンパ浮腫である請求項32に記載の方法。
- 身体組成分析において使用される方法であって、前記方法は、
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定することと、
b)前記第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、前記三つの周波数の各々において前記第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定することと、
c)前記円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定することと、
d)前記第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、個人の身体組成を決定することとを備える方法。 - 浮腫の有無または程度を診断する際に使用される装置であって、
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定し、
b)前記第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、前記三つの周波数の各々において前記第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定し、
c)前記円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定し、
d)前記第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、前記被検者の身体部位内の相対的な体液レベルを示す指標を決定し、かつ
e)前記指標を用いて、浮腫の有無または程度を決定する
処理システムを備える装置。 - 身体組成分析において使用される装置であって、
a)三つの周波数の各々において、被検者の少なくとも一つの身体部位のインピーダンスに関する第一および第二のインピーダンスパラメータに対して、第一および第二のパラメータ値を決定し、
b)前記第一および第二のインピーダンスパラメータに関して定義される円を示す連立方程式を、前記三つの周波数の各々において前記第一および第二のパラメータ値を用いて解いて、円パラメータ値を決定し、
c)前記円パラメータ値を用いて、それぞれの周波数において第三のインピーダンスパラメータ値を決定し、かつ
d)前記第三のインピーダンスパラメータ値を用いて、個人の身体組成を決定する
処理システムを備える装置。
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