[发明专利]用于生物电阻抗测量的医学测量装置

说明书

本发明涉及一种具有阻抗测量单元的医学测量装置，所述阻抗测量单元用于通过至少一对测量电极检测被检查病人皮肤表面的阻抗信号。

目前所用的生物医学阻抗方法被用来不仅对健康的人而且也对病人确定其营养状况。

身体组成的直接测量目前只能在研究设备中通过在水下对病人称重。在所谓的流体静力学称重中利用脂肪、肌肉、骨骼体液和其它人体组成部分具有不同的单位密度。由于这种测量方法很复杂，并且对病人来说不舒服，所以通常采用间接方法来确定身体组成。一种广泛采用的间接方法是测量人体的生物电阻抗。在这种技术中利用的原理是，人体的阻抗与体内不同的导电性相关。如果在生物结构中施加一个小幅度的恒定交流电流，则可测量出与频率有关的阻抗。人体由被看作是电导体的内细胞液和外细胞液以及具有电容特征的细胞壁组成。在约1kHz的低频下电流主要流过外细胞液，因为细胞壁由于其电容特性而起到电容器的作用。在较高频率下电流还通过细胞壁和内细胞液传导。在高频范围内电流不仅以欧姆性方式通过外细胞液，而且还以电容性方式通过细胞壁和内细胞液。因此导致的可测得的交流阻抗具有一个欧姆分量R(电阻)和一个电容分量Xc(电抗)，称之为生物电阻抗Z的量度。长期以来一直试图根据被检查人的年龄、身高和性别来分析和评估身体组成。可以借助于众多的假设：在人体中所施加电流的大部分流过身体中所包含的液体。在以下假设下：人体质量恰好有73.2％由水组成，可以由“测得的”总身体水量(TBW)估计出无脂质量(FFM)。如果知道了无脂质量，则可简单地由病人的总质量(GM)确定脂肪质量(FM)。

这些已知的和已开发的技术为被检查病人确定了一个全局指标。这个全局指标是在这些技术中所使用的整个测量方法的结果。典型地，电极连接在两只手上(确定上肢的全局指标)或在一只手和一只脚之间进行测量(对于所测体侧的全局指标)。

本发明的目的在于给出一种进一步开发的用于生物电阻抗测量的测量装置。

本发明从开始处所述类型的测量装置出发，通过下述特征完成上述任务：测量电极对的电极间距从小于一毫米至数厘米，使得在测量过程中测量电极对的两个电极同时在同一区域内接触病人的皮肤表面，以局部检测阻抗测量信号。

本发明所述测量装置基于对已开发的技术在局部生物电阻抗测量方向上的进一步改进。通过将电极间距缩短至从小于一毫米至数厘米，不是在整个身体上整体地检测生物电阻抗，而是局部地检测生物电阻抗。按照本发明，所有电极接触皮肤的同一个局部区域，也就是说，所有电极与被检查病人的同一身体部位(例如手、手指、脚或脚趾)相接触。

合乎目的的是，本发明所述的测量装置具有一个馈电电极对，用于通过皮肤表面向被检查病人的身体组织施加频率可变的交流电流，从而测量局部电阻和电抗，尤其是在接触测量电极的皮肤表面的范围内。

具有优点的是，馈电电极之间间距对应于测量电极为几毫米至数厘米。在已证明特别有利的一个实施例中，测量电极和馈电电极被设计成相互平行前进的接触条。这样可以使身体组织的局部阻抗的确定不受例如由电极与皮肤表面之间的过渡电阻造成的干扰影响。

为了产生频率可变的交流电流，合乎目的的是，本发明所述测量装置具有一个交流电流发生器。阻抗信号通过一个模/数转换器被数字化并接着进行离散傅里叶变换(DFT)。DFT算法提供阻抗的实部和虚部，即电阻值和电抗值。这些值可被进一步数字处理，以用于分析。

具有优点的是，电极间距最大为10cm，特别具有优点的是50微米至5cm，更加具有优点的是100微米至1cm，最好是1mm至5mm。

通过配置本发明所述测量装置可以确定局部阻抗随时间的变化。为此，合乎目的的是，所述测量装置具有与阻抗测量单元相连接的分析单元。该分析单元可以是由程序控制的，从而可通过软件灵活地实现对阻抗测量信号的分析。