[发明专利]一种基于电阻抗断层成像技术的膀胱尿量实时监测装置和方法

权利要求书

1.一种基于电阻抗断层成像技术的膀胱尿量实时监测装置，其特征在于，包括激励模块、电极驱动模块、信号测量及调理模块、数据采集模块、计算机控制终端和电极脱落检测模块；

所述激励模块在计算机控制终端的控制下用于产生频率及幅值可调的恒流正弦波输出信号；

所述电极驱动模块通过计算机控制终端的控制从若干个电极中任意选取相邻的一对电极作为激励电极向人体注入来自所述激励模块的恒流正弦波输出信号，同时所述电极驱动模块通过计算机控制终端的控制从剩下的电极中任意选取相邻的一对电极作为测量电极；

所述信号测量及调理模块对所述测量电极测量的信号进行滤波和放大处理并对其进行交直流转换；

所述数据采集模块用于采集直流信号，并上传至计算机控制终端；

所述计算机控制终端包括图像重构模块和尿量实时监测模块；

所述图像重构模块先对膀胱所在的横断面进行有限元建模，包括确定圆形边界，划分固定数量的三角单元，建立了固定的有限元模型后，根据所述数据采集模块采集的直流信号对膀胱所在的横断面进行图像重构，并以二维彩色图像的形式表示出来；

所述尿量实时监测模块，通过后续图像算法对膀胱截面的二维图像进行参数提取和分析，实现对人体膀胱尿量的实时监测；

所述电极脱落检测模块用于监测电极的安放情况，当电极松动或者脱落时将通过LED灯和/或蜂鸣器进行报警；

所述图像重构模块负责完成高速率数据采集和图像重构，提高系统的实时性；

所述尿量实时监测模块通过以下后续图像算法预测患者实时的膀胱尿量：

$V_P=\frac{A_P}{A_{REF}}\×V_{REF}$

其中，V_P是当前膀胱的积尿量，V_REF是校准步骤得到的排尿量，A_P是当前膀胱所成图像的平均电导率值，A_REF是通过校准步骤得到的膀胱图像平均电导率值；

A_P和A_REF可以通过以下校准公式获得：

$A=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{\mathrm{\σ}}_i}{N}$

其中，A表示二维图像的平均电导率值，N表示图像的各剖分单元的总数，表示计算得到的第i个单元的电导率值；

所述校准步骤如下：

1)测量开始前，使用者须先排空膀胱；

2)开启所述膀胱尿量实时监测装置，使用者开始积尿；

3)使用者具有强烈尿感后，获取此时膀胱充盈状态下的图像数据；停止测量，使用者排尿，并记录最后的排尿量V_REF；

4)根据校准公式计算获得校准参数，完成校准。

2.根据权利要求1所述的膀胱尿量实时监测装置，其特征在于，所述激励模块包括直接数字频率合成芯片和电压/电流转换电路；

所述直接数字频率合成芯片的频率由计算机控制终端编程控制，输出50KHz、幅值为600mV的恒压正弦信号，经过电压/电流转换电路后输出50KHz、幅值为1mA的恒流正弦信号。

3.根据权利要求1所述的膀胱尿量实时监测装置，其特征在于，所述电极驱动模块由四组每组16个通道多路开关组成，且每组16通道多路开关均执行16选1功能。