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。

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。

基于小波变换肺部气血阻抗分离及能量分析

肺部血管搏动信号与呼吸信号对于肺部疾病或心血管疾病的鉴定有重要意义,为了提取这2种信号,根据人体生物阻抗测量特点,设计了阻抗测量平台,可实现20,kHz和200,kHz的混频激励.针对测得的气血阻抗信号,利用小波变换实现了气血阻抗信息分离,结合能量分析法,气血变化规律可表征人体不同体位和呼吸状态,为肺部疾病的精确诊断奠定基础.

术中乳腺癌灶边缘界定的电极及测量方案

在保乳手术中确定癌灶边缘具有重要意义.根据癌组织与正常乳腺组织阻抗特征不同的特点,设计了3种测量阻抗的电极,ANSYS有限元仿真分析得出弧形电极性能较优的结论.采用弧形电极对动物组织进行实验,验证了仿真结果,并发现阻抗虚部的频率特性具有良好的组织区分能力.该方法为在术中快速判定癌灶边缘提供了技术手段,可减少术中等待时间,从而减轻病人心理和生理的痛苦.

基于趋肤效应的人体组织电流分布模型仿真研究

目的针对人体组织复合结构及生物组织电导率的频率特性,建立人体组织物理模型。方法根据电磁理论,通过提出的导体分层数值算法得到组织在激励电流作用下电流场分布模型,并在Matlab平台上模拟仿真。结果获得了在不同频率激励电流作用下人体复合结构横截面的电流密度分布情况。结论从仿真的角度验证了在高频电流信号作用下人体组织复合结构中存在着趋肤效应现象,从而为生物阻抗测量技术的改进提供基础数据。