生物阻抗技术概述

简要叙述了人体组织阻抗特性、生物阻抗技术的基本原理和测量方法,全面介绍了生物阻抗技术在细胞测量、体积测量、人体组织结构分析、组织监测、人体成分分析、生物阻抗成像等各方面的应用。

生物阻抗技术及其临床应用

生物阻抗技术是一种无创的、安全有效且能够获取丰富功能信息的人体信息检测手段。本文介绍了生物阻抗技术的概念、测量方法以及不同电极对其测量结果的影响,还总结了生物阻抗技术在心脑血管疾病、消化系统疾病、肺部疾病以及乳腺癌检测中的临床应用。

用于脑血流自调节功能评估的生物阻抗技术研究

脑血流自动调节(CAR)是血管在神经控制下进行的脑部供血调节过程,通过评估CAR可以判断大脑神经和生理状态。本文对脑生物阻抗检测技术评估大脑自调节进行了研究,在脑血流自调节评估中引进脑血流循环阻力参数和动脉血管弹性参数。在实验中使用干预措施使受试者脑供血系统处于正常调节状态和失常状态。分别测量两种状态下的脑血流阻抗信号,提取阻力参数与弹性参数。对比分析表明血管弹性参数和血流阻力参数变化比分别为8.53%和20.89%,统计学分析显示两个参数在干预前后均存在显著性差异(P<0.001)。实验验证了脑血流生物阻抗检测可以跟踪脑血流自调节的变化过程,该方法对脑部生理活动和脑神经功能生物阻抗检测的进一步研究具有重要意义。

生物电阻抗技术在乳腺和甲状腺肿瘤检测中的应用研究进展

乳腺肿瘤及甲状腺肿瘤发病率逐年增加,临床诊疗手段存在一定局限性。生物电阻抗技术能基于细胞层面电特性的变化区分肿瘤组织,具有无创/微创、精准、实时、客观、经济简便等特点,可与临床上检查手段及治疗方法优势互补,提高肿瘤诊疗的精准度。生物电阻抗技术在乳腺癌诊疗中具有显著优势,尤其在术前肿瘤诊断和术中淋巴结转移评估方面。在甲状腺结节相关临床应用中,生物电阻抗技术可显著提高术前和术中对甲状腺结节良恶性的诊断准确率,尤其对细针抽吸活检结果不明确的病例诊断具有重要的补充作用。

生物电阻抗法在肾病综合征患儿营养评估中的应用研究

目的探讨不同性别、年龄及营养状态的肾病综合征患儿人体成分的特点,为有效提高个体化临床治疗的准确性提供依据。方法选取2020年8月至2021年8月在我院儿童泌尿系统疾病中心进行人体成分分析的肾病综合征患儿257例,年龄3~17岁。所有研究对象均进行身高、体质量测量;应用多频生物电阻抗分析仪测量人体成分各指标;分析不同性别、年龄及营养状态与肾病综合征患儿人体成分之间的关系。结果男童组身高、体质量、BMI、FFM、TBW、BMR、蛋白质及无机盐均高于女童组,差异有统计学意义(P<0.05)。随着年龄增加,患儿的各项人体成分均呈现上升的趋势,学龄前期患儿的PBF、TBW、BMR及蛋白质比较差异有统计学意义,学龄期患儿的BMI比较差异有统计学意义,且这3个年龄段之间的人体成分比较差异有统计学意义(P<0.05)。随着BMI增加,患儿的各项人体成分均呈现上升的趋势,超重组患儿的FFM、TBW、BMR、蛋白质及无机盐比较差异有统计学意义,肥胖组患儿的BMI比较差异有统计学意义,且这3种不同营养状态之间的人体成分比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论应用生物电阻抗法检测肾病综合征患儿的人体成分,能快速了解患儿人体成分占比情况,能精准、有效、长期地监测患儿的营养状况,为肾病综合征患儿制定个体化的临床治疗方案。

生物电阻抗成像技术在神经重症监护的应用前景

颅内高压是常见的神经急危重症,是导致患者死亡的重要原因,目前对颅内情况的监测手段主要为有创性及影像学检查,其应用受到一定的限制。近年来无创颅内压监测手段逐渐兴起,基于生物电阻抗技术的无创脑水肿监护仪对神经重症患者的病情评估、预后判断及治疗指导方面均有重要意义。

生物电阻抗技术评价终末期肾脏病患者人体成分及营养状况的研究

目的应用生物电阻抗技术(BIA)分析比较终末期肾脏病(ESRD)未行血液透析患者和已行血液透析患者与正常健康人群的人体成分及营养状况。方法选取该院肾内科ESRD住院患者中,未行肾替代治疗患者30例为未透析组;血透室门诊规律血液透析患者30例为透析组;健康体检者30例为对照组。采用人体成分分析仪,对3组受试人员的人体成分及营养状况进行分析。结果未透析组、透析组患者的细胞外液与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05);未透析组与透析组患者的细胞外液比较,差异有统计学意义(P<0.05)。3组患者的细胞内液比较,差异无统计学意义(P>0.05)。未透析组、透析组患者的细胞外液与细胞内液的比值与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05);未透析组与透析组患者的细胞外液与细胞内液的比值比较,差异有统计学意义(P<0.05)。但是透析组和未透析组患者的脂肪率、脂肪量、体重指数及非脂肪含量均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。透析组、未透析组与对照组患者的胆固醇、三酰甘油比较,差异无统计学意义(P>0.05),但是透析组和未透析组患者的血清白蛋白、血红蛋白、红细胞比容、血清尿素氮、血清肌酐及C-反应蛋白与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。透析组与未透析组患者的生化检查结果比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 ESRD患者普遍存在体液分布异常及营养不良状况。BIA可以对ESRD患者体液分布及营养状况进行快速监测,是测量ESRD患者身体成分的有效工具,为ESRD患者的救治及营养不良的纠正争取时间。

数字化外科:生物电阻抗测量技术辅助临床外科的操作

背景:现代临床外科操作对减少创伤和提高精确度的要求日益提高,生物电阻抗测量技术能将人体组织的信息转化为数字化信号,识别不同组织、器官,进而达到辅助临床操作的目的。目的:回顾分析生物电阻抗测量技术通过数字化转换辅助临床诊断、治疗以及手术等操作过程的情况。方法:由第一作者检索1999/2009PubMed数据及万方数据库有关使用生物电阻抗测量技术辅助临床诊断、治疗以及手术等操作,通过数字化信号的采集和分析达到实时定位、定性、提高精度和疗效评估等方面的文献。结果与结论:生物电阻抗测量技术以其无创、安全、可持续监控、多次测量和重复使用等优点,是一种理想的临床操作辅助手段。随着该技术新理论、新方法的不断发展,许多学者在此基础上对其辅助临床操作的应用进行了大量的研究和尝试,有理由相信其辅助应用的范围也将进一步扩大。

胸部生物电阻抗技术在先天性心脏病患儿术后心功能监测中的应用

目的观察胸部生物电阻抗技术(TEB)在先天性心脏病患儿术后心功能监测中的应用价值。方法 30例先天性心脏病患儿,均在体外循环下行心脏病根治手术,分别于术前及术后12、24、48 h应用TEB和超声心动技术(TTE)监测患儿心排血量(CO)、每搏输出量(SV)并进行比较,采用Altman-Bland法分析两种方法的一致性。结果术前及术后12、24、48 h应用TEB和TTE监测患儿的CO、SV比较差异均无统计学意义。Altman-Bland分析结果显示,TEB和TTE监测患儿CO、SV存在较好的一致性。结论先天性心脏病患儿术后应用TEB监测CO、SV准确有效。

基于生物电阻抗技术的睡眠姿势识别方法的探讨

对于睡眠姿势的有效监测可以对某些疾病的诊断、预防、治疗提供直接参考。本文提出了一种基于生物电阻抗技术的睡眠姿势识别新方法。该方法采用无创、连续的生物电阻抗技术采集左右胸部呼吸电阻抗信号,从呼吸电阻抗信号中提取睡眠姿态信息,达到睡眠姿势识别的目的。该系统硬件部分采用Agilent E4980A电阻抗仪,通过多通道开关实时采集人体左右胸部两通道的呼吸信号。软件部分分为实时的计算机Labview显示和存储部分以及线下Matlab分类识别处理算法部分。实验共召集了19名测试者参与,每人4次实验。测试者在指导下依次保持仰卧位、左侧卧位、右侧卧位、俯卧位4种姿势,分别在4种姿势下做正常呼吸运动。根据提取的特征值使用支持向量机的方法对4种姿势进行分类识别,结果显示测试组的最高分类识别精度可以达到94.6%。

生物电阻抗身体成分检测仪测算的相位角在超重和肥胖预测中的应用

目的观察基于生物电阻抗身体成分检测仪测算的相位角(PhA)在超重和肥胖预测中的应用效果。方法663例营养科就诊患者,其中体质量指数BMI≤23.9 kg/m^(2)(正常组)161例、24 kg/m^(2)≤BMI<28 kg/m^(2)(超重组)179例、BMI≥28 kg/m^(2)(肥胖组)323例,采用InBody 770多频分段生物电阻抗身体成分检测仪检测三组PhA、体脂肪相关指标、人体肌肉质量相关指标及人体水分相关指标。采用Pearson相关性分析法分析PhA与超重和肥胖患者体脂肪相关指标、人体肌肉质量相关指标及人体水分相关指标的相关性,采用多元线性逐步回归分析法分析肥胖和超重患者PhA的影响因素,绘制受试者工作特征曲线(ROC)分析PhA对超重和肥胖的预测效能。结果与正常组比较,超重组PhA水平高、体脂肪相关指标、人体肌肉质量相关指标及人体水分相关指标水平高;与超重组比较,肥胖组PhA水平高、体脂肪相关指标水平高、人体肌肉质量相关指标及人体水分相关指标水平高(P<0.01)。PhA与超重和肥胖患者细胞内水分(ICW)、肌肉量(SMM)、骨骼肌指数(SMI)呈正相关(r分别为0.305,0.305,0.394;P均<0.05);与细胞外水分(ECW)/ICW、ECW/全身水分(TBW)呈负相关(r分别为-0.825,-0.827;P均<0.05)。ICW、ECW/TBW、内脏脂肪面积(VFA)、腰臀脂肪比(WHR)和SMI是超重和肥胖患者PhA的影响因素。当PhA为5.05°时,ROC曲线下面积为0.704(95%CI为0.661~0.748),PhA预测超重和肥胖的灵敏度62.0%、特异度67.7%。结论PhA水平越高,超重和肥胖患者体成分指标ICW、SMM、SMI越高,ECW/ICW、ECW/TBW越低。超重和肥胖患者PhA的影响因素有ICW、ECW/TBW、VFA、WHR及SMI。PhA可能作为超重和肥胖的预测指标。

生物电阻抗成像技术进展

生物电阻抗成像技术(Electrical Impedance Imaging，EII)是医学成像技术的一个新方向．是当今国际生物医学工程学的重要研究课题之一。它的基本原理是根据人体内不同组织在不同的生理、病理状态下具有不同的电阻(导)率，通过各种方法给人体施加小的安全驱动电流(电压)，在体外测量响应电压(电流)信号来重建人体内部的电阻率分布或其变化的图像。

应用生物电阻抗技术分析终末期肾病患者的脂肪分布情况

目的应用生物电阻抗技术对终末期肾病患者身体各部位的脂肪水平进行分析,进而探讨终末期肾病患者脂肪分布特点及其与血脂、血压的相关性,为终末期肾病患者心血管疾病的预防提供依据。方法选取2013年4月至2015年5月于该院接受治疗的终末期肾脏患者240例,测定患者体质量指数(BMI)、腰臀比(WHR),采用生物电阻抗技术分析患者的脂肪总量、去脂体质量、四肢和躯干脂肪量占体质量的百分比,分别计算总体脂肪率(BFP)和四肢脂肪率,同时测定患者的血压(舒张压、收缩压)和血脂[总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、载脂蛋白A1(ApoA1)和载脂蛋白(ApoB)]等生化指标,对测定结果相关性进行分析。结果 (1)终末期肾病男性患者脂肪总量、四肢和躯干脂肪量均显著低于女性患者,差异有统计学意义(P<0.05),且随着年龄的增长,女性患者脂肪总量增加更为明显,差异有统计学意义(P<0.05)。(2)在BMI、WHR和BFP正常组和升高组中,BMI与血压的相关性高于WHR和BFP,差异有统计学意义(P<0.05),而WHR和BFP与血脂的相关性显著高于BMI,差异有统计学意义(P<0.05),与WHR相比,BFP与TG、TC、LDL-C和ApoB相关性更高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论终末期肾病患者脂肪总量、去脂体质量、四肢和躯干脂肪量在男性和女性之间存在差异,应用生物电阻抗技术测定终末期肾病患者的体脂肪率,可以为预防心血管疾病的发生提供依据。

基于因子分析的生物电阻抗技术的睡眠呼吸容积监测

目的为了消除睡眠姿势变化对呼吸容积监测的影响,提出一种基于双通道生物电阻抗技术对左右肺呼吸阻抗信号进行数据融合实现呼吸容积监测的新方法。方法本文搭建了一套基于双通道生物电阻抗技术的睡眠呼吸容积监测系统,用多导生理信号记录仪MP150(BIOPAC,美国)采集10名受试者依次保持仰卧、左侧卧和右侧卧3种睡眠姿势下平静呼吸时的呼吸流速信号以及左右肺和胸腔的呼吸阻抗信号。以呼吸流速信号为金标准,比较通过因子分析法得到的左右肺融合信号和单通道胸腔的呼吸阻抗信号。结果相比于单通道阻抗方法,因子分析方法获得的左右肺融合的呼吸阻抗信号与金标准信号之间的平均误差值要更小,且一致性更好。结论基于双通道阻抗技术结合因子分析的数据融合算法是一种可信的睡眠呼吸容积监测新方法。

PG-SGA联合生物电阻抗相位角分析技术的个性化营养干预在胃癌化疗中的应用

目的探讨基于患者主观整体营养状况评估量表(PG-SGA)联合生物电阻抗相位角分析技术的个性化营养干预在胃癌化疗中的应用价值。方法选取2021年3~12月庐江县人民医院肿瘤科收治的70例胃癌化疗患者作为研究对象,按照患者入院先后顺序分为两组,对照组基于营养风险筛查(NRS 2002)开展营养干预,观察组基于PG-SGA和生物电阻抗相位角分析技术开展个性化营养干预。观察两组患者入组时(T_(1))、干预第3天(T_(2))、干预第7天(T_(3))、干预第14天(T_(4))时营养状态和T_(1)1~T_(4)期间化疗不良反应发生情况。结果重复测量方差分析结果显示,T_(1)1~T_(4)期间,两组胃癌化疗患者清蛋白(ALB)、前清蛋白(PAB)、身体总水分(TBW)、肌肉量(LM)、去脂体质量(FFM)及体质量(Wt)组间差异有统计学意义(P<0.05),存在时间效应和交互效应;T_(1)1~T_(4)期间,观察组白细胞<4.0×10^(9)/L、血红蛋白<110 g/L、谷草转氨酶>40 U/L、谷丙转氨酶>40 U/L以及≥2级恶心呕吐等不良反应发生率低于对照组(P<0.05)。结论PG-SGA联合生物电阻抗相位角分析技术的个性化营养干预更有利于改善胃癌化疗患者营养状态,减少化疗相关不良反应发生。

胃癌化疗病人生物电阻抗相位角与营养状况的关系

目的:探讨生物电阻抗相位角(PA)与胃癌化疗病人营养状况的关系。方法:选取180例胃癌化疗住院病人,使用临床营养检测分析仪行人体成分分析、记录PA值,同时进行营养筛查与评估、体格测量与实验室检查。分析PA与营养相关指标的相关性,并以病人主观整体评估法(PG‐SGA)为营养评价标准,绘制PA的受试者工作特征(ROC)曲线,寻找最佳截断值。结果:PA与体重、体质指数、总白蛋白、血红蛋白、清蛋白、前白蛋白、上臂围、骨骼肌质量指数、骨骼肌、肌肉量、去脂体重、体脂肪和腰臀比呈正相关(P<0.05);营养风险筛查(NRS‐2002)评分、PG‐SGA评分呈负相关(P<0.05);PA的ROC曲线下面积为0.859。诊断为营养不良的PA截断值为5.26°,敏感度为0.892,特异性为0.908,约登指数为0.8;低PA组营养不良风险的比例均高于正常PA组。结论:PA与胃癌化疗病人的营养状况密切相关,在胃癌化疗病人营养不良诊断中具有一定的临床应用价值。

生物电阻抗测量技术临床应用与研究进展

生物电阻抗测量技术是利用生物组织与器官的电特性及其变化规律提取与生物生理、病理状况相关的生物医学信息的检测技术,其具有无创、快速、相对成本低、安全、操作简便、可重复性高和反应信息丰富、易被医生和患者接受等优点,广泛应用于疾病的动态监测和诊疗。因此,生物电阻抗测量技术已成为辅助临床诊疗中一种新兴技术并广泛应用。本文回顾了生物电阻抗在呼吸监测、脑、心、肺血流图,人体成分分析、断层成像技术等不同领域的应用,并通过探讨其中的工作原理、优点和缺点、技术问题现状和未来趋势,提出生物电阻抗测量技术的发展前景。

生物电阻抗测试频率对乳腺癌相关淋巴水肿定量评估的影响

目的本研究通过对乳腺癌相关淋巴水肿患侧上肢不同频率生物电阻抗值的检测,分析生物电阻抗测试频率对淋巴水肿定量评估的影响,为生物电阻抗技术定量评估乳腺癌相关淋巴水肿临床应用提供依据。方法选取乳腺癌相关淋巴水肿患者30例,采用多频生物电阻抗人体成分分析仪,检测受试者双上肢不同频率生物电阻值。比较健侧和患侧上肢平均周径、生物电阻抗值的差异,对双上肢平均周径差和不同频率阻抗差进行相关性分析。结果 (1)受试者患侧上肢周径和不同频率下阻抗值与健侧比较,差异有统计学意义(P <0.05);(2)患侧和健侧上肢平均周径差与50 k Hz下的阻抗差呈正相关(r=0.453,P=0.023),低频率的生物电阻抗值与传统周径测量法的一致性好;(3)患侧50 k Hz频率阻抗值较健侧阻抗值增加百分比显著高于肢体周径增加百分比(P <0.01)。结论低频生物电阻抗值在淋巴水肿定量评估中有重要的应用价值。

一种基于生物电阻抗原理的人体成分测试装置的研制

人体内各种成分之间的合理比例是维持人体健康的重要因素。与同位素稀释法、总体钾法、双能X线吸收法(DXA)以及皮褶厚度法等方法相比,生物电阻抗法测量人体成分简单、快速和准确,是体成分测量的理想手段。我们介绍了基于生物电阻抗测量技术的体成分测量原理,并以此为指导设计了一种体成分测试仪。该仪器测试数据重复性高,与同类仪器的对比实验验证了其准确性。

基于生物电阻抗的血型检测新方法及系统实现

提出了基于生物电阻抗测量技术的血型检测新方法并研制了检测系统。该系统采用单片机结合AD9850芯片实现 DDS 技术产生激励信号，设计椭圆滤波器消除信号干扰；运用低成本放大器 AD8370设计稳幅电路，确保信号输出幅度不变；系统采用 AD8302幅相检测芯片实现阻抗信息提取；基于人工神经网络判别红细胞悬浮液凝集强度，并结合判别规则得到血型结果。测试结果表明该系统精度高，稳定性好；临床实验表明，该系统能正确识别红细胞6种不同凝集程度，能100%正确地检测出正常标本的 ABO 和 Rh 血型，可更好地满足临床需求。