[发明专利]空间阵列的膀胱充盈检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种空间阵列的膀胱充盈检测系统及方法，属于检测领域。正弦电流信号分别扫频注入弧形电极阵列和矩阵电极阵列，在最优激励模式下使用四电极测量法检测多个频率下剩余电极的响应电压，将共轭梯度(CG)算法以及GREIT算法结合进行图像重构，具有成像收敛速度快、效率高等优势，能够实现位置及体积的数值实时变化及直观图像显示。本发明通过采用上述技术的合理结合和应用，可以有效准确地检测膀胱体积变化引起的电压变化，并实时成像观测膀胱的充盈状态。

技术领域

本发明属于检测领域，涉及空间阵列的膀胱充盈检测系统及方法。

背景技术

膀胱由多层肌肉组织组成，通过这些肌肉的舒张或者收缩可以储蓄尿液或者排出尿液，但某些膀胱功能有缺陷的患者，如尿失禁或者脊髓损伤人群，在尿液达到一定体积时也无法产生排尿欲望，尿液长时间积累在膀胱内没有及时排出，将会对膀胱甚至尿路系统产生一定的损害。

目前主要有借助超声、压力、光学以及声音等方法来检测膀胱尿量，他们大都属于静态检测，无法及时或者连续实时检测膀胱尿量，且某些超声和声学探头价格昂贵，在计算膀胱尿量的过程中数据计算复杂。

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，近年来逐渐被应用于膀胱尿量的实时动态监测，常规做法是利用电极片与人体组织接触，通过电极片向人体注入微小的交流电信号，再经由电极片检测反馈回来的人体电信号，通过检测阻抗变化或者人体表面微小的电压变化，来监测膀胱尿量或者估测膀胱的充盈程度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空间阵列的膀胱充盈检测系统及方法。使用一种全新的弧形电极阵列与矩阵的组合电极阵列并结合其最优激励模式在扫频激励下对膀胱进行检测，能够有效准确地检测膀胱体积变化引起的电压变化,实时成像观测膀胱的充盈状态，为被监测者或者医护人员提供膀胱充盈状态的科学依据，以便辅助被监测者进行有必要的排尿。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

空间阵列的膀胱充盈检测系统，该系统为矩阵电极阵列与弧形电极阵列的组合电极阵列；

弧形电极阵列共12个，为弧形分布；

矩阵电极阵列为4行4列矩阵，组合电极阵列共24个电极；

24个电极电极等距分布于人体腹部；

正弦电流信号对组合电极阵列进行扫频注入。

基于所述系统的空间阵列的膀胱充盈检测方法，该方法为：

正弦电流信号分别扫频注入弧形电极阵列和矩阵电极阵列，在最优激励模式下使用四电极测量法检测多个频率下剩余电极的响应电压；

将共轭梯度CG算法以及GREIT算法结合进行图像重构，实现位置及体积的数值实时变化及图像显示。

可选的，所述最优激励模式包括相邻电流注入-相邻电极检测和相间电流注入-相邻电极检测。

可选的，所述最优激励模式的激励信号为5mA正弦电流信号，注入方式为扫频注入，频段范围设置在10kHz-100kHz，步进数设置为10kHz。

可选的，所述方法还包括，使用酒精对与电极接触的皮肤进行消毒；

使用与组合阵列形状一致的T型胶带固定电极，将电极等距贴于人体腹部，在每个电极处开洞使电极与皮肤能充分接触，电极与皮肤接触面涂上导电膏以降低接触阻抗；

对检测装置进行校准，输入人体身高、体重和年龄；

依次使用矩阵电极阵列与弧形电极阵列下最优激励模式在各频点进行检测；

采集矩阵电极阵列与弧形电极阵列各频点的响应电压数据，经处理后分别进行频差成像。