[发明专利]一种心脏功能测量仪电极

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型的心脏功能测量仪电极，它不同于以往直接式或数字式心功能测量仪器所用的环形电极和点状电极，而是专用于“数字重建式心输出量仪”的电极。确切地说是一种心脏功能测量仪电极。

背景技术：

“数字重建式心输出量仪”是一种心脏功能检查的仪器。心脏不断地向肺部和全身泵血，左、右心室和大血管则在不断地一舒一缩，这种舒一缩过程就是心(管)腔内容积变化的过程。从物理学来看，一段管腔舒缩引起容积的改变，必然在电学上反映出阻抗的变化。通过输入微弱电流来测量阻抗的变化可以间接得到容积变化值，建立适当的数学模型，从胸部体表测得的阻抗变化值便可计算出心脏输出量，这在理论上是可行的。

廿世纪四十年代，国外有人提出了“心脏圆柱体阻抗模型”理论，开始了阻抗法测量心输出量的实验。1966年，美国人Kubicek等利用心导管术，导出了阻抗微分图与心排血量的一种算式，使得“阻抗法”进入适用阶段。心阻抗图携带着心血管活动的丰富信息。通过分析处理，可以得到对临床诊断很有价值的结果，而且检测方便、重复性好、成本低廉。因此，心阻抗图是一种理想的、具有诱人前景的无创伤检测技术，一经出现便引起了国内外临床医学和生物信息检测工程学界的广泛重视。

美国学者Kubicek等提出检测心阻抗图测量模式中，其电极为环形电极，并一直沿用到现在。一条检测电极和一条激励电极平行置于颈根部，另有二条置于胸部剑突下缘同一水平，名日四极法环形电极。后有人提出改进意见使用圆形点状电极，但未被广泛应用。

上世纪七、八十年代，众多的基础和临床研究表明，Kubicek法从胸部体表测量得到的心阻抗图是左心、右心及胸部大血管容积变化共同产生的“综合”阻抗变化。它包含有左、右心室、左、右肺血管和主动脉多种阻抗变化的信息，它们混杂在一起，即所谓的“缺乏唯一性”。而Kubicek算式则将这好几种阻抗变化量作为主动脉的变化量，测算出来后，看成是左心的输出量，理论上这是不严格的。对此，临床医生当然不能接受，因为它会影响病情判断和治疗决策，有可能铸成大错。

Kubicek关系式不能用于心脏疾病的定位诊断，这就严重的限制了它的临床应用范围。因此，从廿世纪九十年代初起，心阻抗法的研究与应用便逐渐迈入低谷。全球逾万台心阻抗血流图仪被报废处理，其中包括中国约6000余台。

Kubicek算式的初衷是用来测算左心室输出量，它采用四极法从体表记录到的阻抗波形，却是左、右心室及胸部大血管等多个管腔阻抗变化共同作用的结果，其中包含了多个管腔阻抗变化的信息，并非某一管腔阻抗变化的单一信息，所以不能用于定位分析。如果我们能够从体表记录的阻抗波中将左、右心室、左、右肺血管和主动脉各自的阻抗变化分开来，得到他们的阻抗变化分量，那么，阻抗测量心输出量的问题才可从根本上加以解决。

起初，世界各国的科学家试图在Kubicek算式上进行改良、修正，随后，又针对记录电极和测部位重新设计数学模型与算法。然而，10多年之后，人们最终发现不得不接受一个这样的事实：可能要澈底地摒弃Kubicek算式和它的四极法，另辟奚径。

如何从体表得到左心，右心及胸部大血管容积变化产生的阻抗变化分量呢？这是电生物阻抗信号检测研究领域内一个长达30多年尚未解决，但又是迫切需要解决的根本性问题。对此，国内外阻抗专家和临床医学工作者无不冥思苦想，费尽心机。

计算机数字重建是近代数学和计算机软件开发、应用的重大成就。在人体组织结构重建中已有多种成功实例，如X线CT，核磁共振，和正在研究中的阻抗CT等，它们归属于图形(图像)重建。而波形重建不同于图像重建，新近有三导联心电图重建12导联心电图的报导。采用数字重建技术解决阻抗测量心输出量中不同成份的阻抗分量问题属波形重建范畴，其电极放置部位、数量、电极片尺寸大小、间距等，对信号采集至关重要，它由数学模型算出并结合物理实验和人体实验得出。本发明涉及的电极，正是用于数字重建式心输出量仪的专用电极。大宗临床研究，110例彩色多普勒超声对照研究，以及30余例同位素ECT对照研究均证实，本发明的电极完全符合数字重建式心输出量仪采集信号的要求。

发明内容：

结合附图说明本发明内容：

本发明涉及一种新型的心脏功能测量仪电极，它不同于以往直接式或数字式心功能测量仪器所用的环形电极和点状电极，而是专用于“数字重建式心输出量仪”的电极。

本电极分为四种，即额电极、颈电极、胸电极和脚电极。