專利名稱：用于生物電阻抗測(cè)量的醫(yī)學(xué)測(cè)量裝置的制作方法
用于生物電阻抗測(cè)量的醫(yī)學(xué)測(cè)量裝置本發(fā)明涉及一種具有阻抗測(cè)量單元的醫(yī)學(xué)測(cè)量裝置，所述阻抗測(cè)量單元用于通過(guò)至少一對(duì)測(cè)量電極檢測(cè)被檢查病人皮膚表面的阻抗信號(hào)。目前所用的生物醫(yī)學(xué)阻抗方法被用來(lái)不僅對(duì)健康的人而且也對(duì)病人確定其營(yíng)養(yǎng) 狀況。身體組成的直接測(cè)量目前只能在研究設(shè)備中通過(guò)在水下對(duì)病人稱重。在所謂的流 體靜力學(xué)稱重中利用脂肪、肌肉、骨骼體液和其它人體組成部分具有不同的單位密度。由于 這種測(cè)量方法很復(fù)雜，并且對(duì)病人來(lái)說(shuō)不舒服，所以通常采用間接方法來(lái)確定身體組成。一 種廣泛采用的間接方法是測(cè)量人體的生物電阻抗。在這種技術(shù)中利用的原理是，人體的阻 抗與體內(nèi)不同的導(dǎo)電性相關(guān)。如果在生物結(jié)構(gòu)中施加一個(gè)小幅度的恒定交流電流，則可測(cè) 量出與頻率有關(guān)的阻抗。人體由被看作是電導(dǎo)體的內(nèi)細(xì)胞液和外細(xì)胞液以及具有電容特征 的細(xì)胞壁組成。在約IkHz的低頻下電流主要流過(guò)外細(xì)胞液，因?yàn)榧?xì)胞壁由于其電容特性而 起到電容器的作用。在較高頻率下電流還通過(guò)細(xì)胞壁和內(nèi)細(xì)胞液傳導(dǎo)。在高頻范圍內(nèi)電流 不僅以歐姆性方式通過(guò)外細(xì)胞液，而且還以電容性方式通過(guò)細(xì)胞壁和內(nèi)細(xì)胞液。因此導(dǎo)致 的可測(cè)得的交流阻抗具有一個(gè)歐姆分量R(電阻)和一個(gè)電容分量Xc(電抗)，稱之為生物 電阻抗Z的量度。長(zhǎng)期以來(lái)一直試圖根據(jù)被檢查人的年齡、身高和性別來(lái)分析和評(píng)估身體 組成?？梢越柚诒姸嗟募僭O(shè)在人體中所施加電流的大部分流過(guò)身體中所包含的液體。 在以下假設(shè)下人體質(zhì)量恰好有73. 2%由水組成，可以由“測(cè)得的”總身體水量(TBW)估計(jì) 出無(wú)脂質(zhì)量(FFM)。如果知道了無(wú)脂質(zhì)量，則可簡(jiǎn)單地由病人的總質(zhì)量(GM)確定脂肪質(zhì)量 (FM) ο這些已知的和已開發(fā)的技術(shù)為被檢查病人確定了一個(gè)全局指標(biāo)。這個(gè)全局指標(biāo)是 在這些技術(shù)中所使用的整個(gè)測(cè)量方法的結(jié)果。典型地，電極連接在兩只手上(確定上肢的 全局指標(biāo))或在一只手和一只腳之間進(jìn)行測(cè)量(對(duì)于所測(cè)體側(cè)的全局指標(biāo))。本發(fā)明的目的在于給出一種進(jìn)一步開發(fā)的用于生物電阻抗測(cè)量的測(cè)量裝置。本發(fā)明從開始處所述類型的測(cè)量裝置出發(fā)，通過(guò)下述特征完成上述任務(wù)測(cè)量電 極對(duì)的電極間距從小于一毫米至數(shù)厘米，使得在測(cè)量過(guò)程中測(cè)量電極對(duì)的兩個(gè)電極同時(shí)在 同一區(qū)域內(nèi)接觸病人的皮膚表面，以局部檢測(cè)阻抗測(cè)量信號(hào)。本發(fā)明所述測(cè)量裝置基于對(duì)已開發(fā)的技術(shù)在局部生物電阻抗測(cè)量方向上的進(jìn)一 步改進(jìn)。通過(guò)將電極間距縮短至從小于一毫米至數(shù)厘米，不是在整個(gè)身體上整體地檢測(cè)生 物電阻抗，而是局部地檢測(cè)生物電阻抗。按照本發(fā)明，所有電極接觸皮膚的同一個(gè)局部區(qū) 域，也就是說(shuō)，所有電極與被檢查病人的同一身體部位(例如手、手指、腳或腳趾)相接觸。合乎目的的是，本發(fā)明所述的測(cè)量裝置具有一個(gè)饋電電極對(duì)，用于通過(guò)皮膚表面 向被檢查病人的身體組織施加頻率可變的交流電流，從而測(cè)量局部電阻和電抗，尤其是在 接觸測(cè)量電極的皮膚表面的范圍內(nèi)。具有優(yōu)點(diǎn)的是，饋電電極之間間距對(duì)應(yīng)于測(cè)量電極為幾毫米至數(shù)厘米。在已證明 特別有利的一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量電極和饋電電極被設(shè)計(jì)成相互平行前進(jìn)的接觸條。這樣可 以使身體組織的局部阻抗的確定不受例如由電極與皮膚表面之間的過(guò)渡電阻造成的干擾影響。為了產(chǎn)生頻率可變的交流電流，合乎目的的是，本發(fā)明所述測(cè)量裝置具有一個(gè)交流電流發(fā)生器。阻抗信號(hào)通過(guò)一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器被數(shù)字化并接著進(jìn)行離散傅里葉變換 (DFT)。DFT算法提供阻抗的實(shí)部和虛部，即電阻值和電抗值。這些值可被進(jìn)一步數(shù)字處理， 以用于分析。具有優(yōu)點(diǎn)的是，電極間距最大為10cm，特別具有優(yōu)點(diǎn)的是50微米至5cm，更加具有 優(yōu)點(diǎn)的是100微米至1cm，最好是Imm至5mm。通過(guò)配置本發(fā)明所述測(cè)量裝置可以確定局部阻抗隨時(shí)間的變化。為此，合乎目的 的是，所述測(cè)量裝置具有與阻抗測(cè)量單元相連接的分析單元。該分析單元可以是由程序控 制的，從而可通過(guò)軟件靈活地實(shí)現(xiàn)對(duì)阻抗測(cè)量信號(hào)的分析。例如，局部生物電阻抗基于一次脈搏跳動(dòng)內(nèi)變化的血量而變化，從而可以通過(guò)局 部生物電阻抗確定心率。這里同時(shí)確定了作為重要生理參數(shù)的脈搏幅度?，F(xiàn)已表明，這個(gè) 脈搏幅度與體溫有關(guān)，這意味著可借助于生物電阻抗分析獲取被檢查身體部位的溫度。此 夕卜，局部生物電阻抗還取決于液體的量，即與被檢查組織中的局部血量有關(guān)，從而可以確定 被檢查組織的局部血液灌流(由血液灌流引起的局部容積變化，例如以一個(gè)容積脈沖信號(hào) 的形式)。最后，局部人體生物電阻抗根據(jù)營(yíng)養(yǎng)攝入狀況而變化，從而用生物電阻抗可以研 究新陳代謝，其已知通過(guò)血糖水平而確定。因此本發(fā)明所述測(cè)量裝置使得血糖值的非侵入 式監(jiān)測(cè)可為可能，同時(shí)考察身體中葡萄糖的作用和/或由葡萄糖所引起的生理反應(yīng)的能量 需求。通過(guò)在分析單元中由軟件完成的適當(dāng)算法，可基于所記錄的阻抗測(cè)量信號(hào)得出有關(guān) 血糖水平的結(jié)論。本發(fā)明所述測(cè)量裝置的一個(gè)特別具有意義的實(shí)施例通過(guò)與其它的測(cè)量手段的組 合而得到。本發(fā)明所述測(cè)量裝置可以附加配備一個(gè)光學(xué)測(cè)量單元。該光學(xué)測(cè)量單元具有一個(gè) 射線源，用于用電磁射線照射被檢查的身體組織，并且具有至少一個(gè)射線傳感器，用于檢測(cè) 由身體組織散射和/或透射的射線。普通的發(fā)光二極管或激光二極管被用作射線源，它們 發(fā)出相應(yīng)頻譜范圍內(nèi)的光射線，即光。已經(jīng)證明特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，用本發(fā)明所述測(cè)量裝置 在至少兩種或更好是三種不同的光波長(zhǎng)下測(cè)量在被檢查人體組織中的射線吸收，以由其確 定血液中的氧濃度和組織的血液灌流。這樣，光測(cè)量單元構(gòu)成本發(fā)明所述測(cè)量裝置的一個(gè) 脈搏血氧計(jì)單元。按照一個(gè)有意義的實(shí)施例，本發(fā)明所述測(cè)量裝置的光學(xué)測(cè)量單元具有至少兩個(gè)用 于檢測(cè)由身體組織散射和/或透射的射線的射線傳感器，其中所述射線傳感器被設(shè)置在距 射線源不同的距離處。這樣能夠得出關(guān)于射線在身體組織內(nèi)所經(jīng)過(guò)的距離的結(jié)論。在此基 礎(chǔ)上，可以考察在不同深度的組織層中的血液和組織中的氧濃度。這里可以利用以下現(xiàn)象 來(lái)自位于深處組織層的測(cè)量信號(hào)更多地受到動(dòng)脈血液的影響，而在離表面較近的區(qū)域中射 線吸收更多地受到毛細(xì)血管系統(tǒng)中血液的影響。在本發(fā)明所述測(cè)量裝置的一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式中提供了至少兩個(gè)射線源，它 們照射被檢查身體組織的不同空間區(qū)域。這樣可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)光吸收的差分測(cè)量。這使 得可以考察受檢身體組織內(nèi)富氧血液或缺氧血液的血液灌流。這里利用了以下現(xiàn)象局部 的氧消耗根據(jù)組織的新陳代謝活動(dòng)性而變化。變化的氧消耗的確定又可以得到局部能量消耗，因?yàn)樗苯优c氧消耗相關(guān)聯(lián)。特別感興趣的是，這又可以得到關(guān)于血糖水平的結(jié)論。因此，本發(fā)明所述測(cè)量裝置也可具有優(yōu)點(diǎn)地通過(guò)光學(xué)測(cè)量非侵入式地完成血糖水平的測(cè)定。 借助于各種測(cè)量手段的血糖水平的冗余測(cè)定提高了本發(fā)明所述測(cè)量裝置的精度和可靠性。本發(fā)明所述測(cè)量裝置的光學(xué)測(cè)量單元的兩個(gè)射線源應(yīng)被設(shè)置為使得它們照射的 相應(yīng)空間區(qū)域分別在具有缺氧血液和富氧血液的血液灌流的情況下受到不同的影響。這例 如可以如此實(shí)現(xiàn)所述的至少兩個(gè)射線源具有不同的空間輻射性能。例如，具有相近波長(zhǎng) (例如630nm和650nm)的發(fā)光二極管和激光器可用作射線源。這兩個(gè)射線源的區(qū)別在于其 輻射的張角。例如，發(fā)光二極管以大的張角將光照射到受檢身體組織中，而激光二極管的光 則以一個(gè)很小的張角照射到此身體組織中。其結(jié)果是用這兩個(gè)射線源檢測(cè)身體組織的不同 空間區(qū)域。由于具有大的張角，發(fā)光二極管檢測(cè)的無(wú)血液灌流的表皮的空間區(qū)域比激光器 更大。無(wú)血液灌流的表皮實(shí)際上不受血紅蛋白濃度改變的影響。因此，發(fā)光二極管由身體 組織所散射和/或透射的射線的強(qiáng)度不像激光器的射線的強(qiáng)度那么大地受到血紅蛋白濃 度變化的影響。其前提條件是兩個(gè)射線源分別發(fā)射的射線的波長(zhǎng)被選擇為使得射線不同程 度地被含氧血紅蛋白或脫氧血紅蛋白吸收。因此波長(zhǎng)應(yīng)選擇在600至700nm之間，最好在 630至650nm之間。按照一個(gè)有意義的實(shí)施方式，至少一個(gè)射線源與一個(gè)光導(dǎo)元件、例如光纖相連接。 通過(guò)這個(gè)光導(dǎo)元件，由射線源發(fā)出的射線被傳導(dǎo)到受檢病人的皮膚表面。具有優(yōu)點(diǎn)的是，可 以固定在一個(gè)公共基板上的多個(gè)射線源、例如多個(gè)LED芯片的射線被耦入到一個(gè)單個(gè)的光 導(dǎo)元件中。這里不同的射線源能夠以不同的方式被耦合到光導(dǎo)元件上。以這種方式可以獲 得不同射線源的射線對(duì)被檢查身體組織的不同輻射特性。本發(fā)明所述測(cè)量裝置的分析單元可以具有優(yōu)點(diǎn)地用于分析光學(xué)測(cè)量信號(hào)。為此合 乎目的的是，分析單元被構(gòu)造成用于由這兩個(gè)射線源被身體組織所散射和/或透射的射線 確定局部新陳代謝參數(shù)。如果在受檢身體組織中氧被消耗，則含氧血紅蛋白變成脫氧血紅 蛋白。通過(guò)比較來(lái)自身體組織的不同空間區(qū)域的兩個(gè)發(fā)射源的射線可以確定含氧血紅蛋白 與脫氧血紅蛋白濃度比的變化。由此又得出局部的氧消耗，并最終(間接)得到血糖水平。 這樣，本發(fā)明所述測(cè)量裝置的分析單元被有意義地設(shè)置用于借助兩個(gè)射線源被身體組織所 散射和/或透射的射線強(qiáng)度確定局部氧消耗和/或血糖水平。借助用于通過(guò)兩個(gè)或更多EKG電極檢測(cè)EKG信號(hào)的EKG單元，本發(fā)明所述測(cè)量裝 置的功能范圍有利地得以擴(kuò)展。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，借助于該測(cè)量裝置例 如可以一起檢測(cè)和分析阻抗信號(hào)、脈搏血氧計(jì)信號(hào)和EKG信號(hào)。測(cè)量裝置的分析單元可以具有優(yōu)點(diǎn)地被配置為用于分析容積脈動(dòng)信號(hào)和EKG信 號(hào)的時(shí)間變化過(guò)程。借助于適當(dāng)?shù)某绦蚩刂?，本發(fā)明所述測(cè)量裝置的分析單元能夠自動(dòng)識(shí) 別EKG信號(hào)中的R峰值。從而自動(dòng)得出心臟跳動(dòng)的精確時(shí)間點(diǎn)。此外，分析單元基于其程 序控制還能夠識(shí)別容積脈動(dòng)信號(hào)中的最大值，借助于容積脈動(dòng)信號(hào)中的最大值可確定在測(cè) 量裝置所檢測(cè)的周邊測(cè)量位置處由心臟跳動(dòng)而引起的脈搏波出現(xiàn)的時(shí)間。從而最終可以得 出在EKG信號(hào)中的R峰值與容積脈動(dòng)信號(hào)中的下一個(gè)最大值之間的時(shí)間間隔。這個(gè)時(shí)間間 隔是針對(duì)所謂脈搏波速度的一個(gè)度量。基于脈搏波速度一方面可以得出關(guān)于血壓的結(jié)論。 脈搏波速度的縮短伴隨著血壓的升高，而脈搏波速度的延長(zhǎng)可得出血壓降低的結(jié)論。此外， 脈搏波速度與血液的密度有關(guān)，特別是與血管壁(例如主動(dòng)脈)的彈性有關(guān)。由血管的彈性又可得出可能出現(xiàn)動(dòng)脈硬化的結(jié)論。心率的絕對(duì)值、心率的變化和心臟相應(yīng)的心律不齊也可包括到對(duì)測(cè)量信號(hào)的分析 中。因此可以自動(dòng)確定如竇氏心搏過(guò)速、竇氏心搏徐緩、竇氏心搏停止和所謂的逸搏等心律 不齊癥狀。還可借助于EKG信號(hào)確定有關(guān)在一次心跳期間心臟的心房收縮的持續(xù)時(shí)間、心 室收縮的持續(xù)時(shí)間以及心室舒張的持續(xù)時(shí)間等情況。此外，有關(guān)在心臟處電激勵(lì)信號(hào)傳導(dǎo) 的所謂阻滯(AV阻滯、束狀分支阻滯等)和有關(guān)血液灌流問(wèn)題或梗塞的預(yù)診斷也是可能的。 在脈搏過(guò)程中的其它不規(guī)則可借助于容積脈動(dòng)信號(hào)確定。有意義的是，本發(fā)明所述測(cè)量裝置的至少一個(gè)EKG電極同時(shí)被用作阻抗測(cè)量單元 的饋電電極或測(cè)量電極。按照一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例，本發(fā)明所述測(cè)量裝置包括一個(gè)集成的溫度傳感器或 熱傳感器。該傳感器可用來(lái)測(cè)量局部的熱生成。在最簡(jiǎn)單的情況下，溫度傳感器被構(gòu)造成 用于測(cè)量測(cè)量位置處皮膚的表面溫度。根據(jù)熱交換可以推斷出局部新陳代謝活動(dòng)性。此 夕卜，溫度傳感器適用于確定局部的血液灌流。有關(guān)熱測(cè)量的詳細(xì)背景信息參照Nitzan等發(fā) 表的文章(Meir Nitzan,Boris Khanokh,"InfraredRadiometry of Thermally Insulated Skin for the Assessment of SkinBlood Flow，，,Optical Engineering 33,1994,No. 9,第 2953頁(yè)至第2956頁(yè))。特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，上述測(cè)量方法按照本發(fā)明進(jìn)行組合，這些測(cè)量方法包括阻抗 測(cè)量、血氧測(cè)定、EKG測(cè)量以及溫度或熱測(cè)量。借助于測(cè)量裝置的分析單元，所有的測(cè)量信 號(hào)可以通過(guò)適當(dāng)?shù)乃惴ǘ环治龊徒M合，以檢查新陳代謝。通過(guò)組合不同的測(cè)量手段實(shí)現(xiàn) 了在識(shí)別病理變化時(shí)的高度有效性和冗余性，從而實(shí)現(xiàn)高度可靠性。此外，如上所述，結(jié)合在本發(fā)明所述測(cè)量裝置中的各種測(cè)量手段的組合也是具有 優(yōu)點(diǎn)的，因?yàn)槿缜八?，這樣可以實(shí)現(xiàn)血糖濃度的非侵入式的間接測(cè)量。下面詳細(xì)說(shuō)明在借 助于本發(fā)明所述裝置測(cè)定血糖水平時(shí)的一種可能的方法過(guò)程。本發(fā)明所述測(cè)量裝置用于測(cè)量和分析受新陳代謝影響的那些數(shù)據(jù)。顯然，這里能 量代謝和被測(cè)量裝置的使用者所攝取的食物的成分扮演了重要的角色。參與新陳代謝的養(yǎng) 分已知主要是碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)。為了進(jìn)一步處理，碳水化合物被轉(zhuǎn)換成葡萄糖， 蛋白質(zhì)被轉(zhuǎn)換成氨基酸，脂肪被轉(zhuǎn)換成脂肪酸。這些能量載體然后在身體組織的細(xì)胞中釋 放能量，與氧一起轉(zhuǎn)化為ATP (三磷酸腺苷)。ATP是身體自己的實(shí)際能量載體。葡萄糖優(yōu) 先用于產(chǎn)生ATP。然而如果由葡萄糖形成ATP遇到阻礙(例如由于缺少胰島素)，則代之以 發(fā)生增強(qiáng)的脂肪酸氧化。但在這個(gè)過(guò)程中氧消耗是不同的。如前面所提到的，人體新陳代謝對(duì)食物攝取的反應(yīng)取決于食物成份特征。例如，身體的血管系統(tǒng)的反應(yīng)取決于身體為消化所攝取的食物需要多少能量。根據(jù)可借助于本發(fā)明 所述測(cè)量裝置確定的脈搏波速度以及根據(jù)血壓幅值和脈搏可以確定身體對(duì)食物攝取的反 應(yīng)。為此合乎目的的是，本發(fā)明所述測(cè)量裝置的分析單元被設(shè)置成用于分析脈搏波速度的 時(shí)間變化過(guò)程，并用于根據(jù)脈搏波速度在攝取食物之后的時(shí)間變化過(guò)程確定被測(cè)量裝置的 使用者所攝取的食物成份。一旦開始攝入食物，脈搏波速度以及血壓幅值和脈搏就發(fā)生變 化。這里最大值和出現(xiàn)最大值的相應(yīng)時(shí)刻受食物成份的影響。脈搏波速度的變化過(guò)程和絕 對(duì)高度、血壓幅值和脈搏可被用于借助于本發(fā)明所述測(cè)量裝置的分析單元確定所攝取的食 物的成份。
在正常狀態(tài)下，即在休息時(shí)以及在所謂的熱平衡區(qū)域，人體的新陳代謝主要由葡 萄糖代謝決定。因此身體組織細(xì)胞中葡萄糖濃度在正常情況下被描述成熱生成和氧消耗的 純函數(shù)，即[Glu] = ^(ΔΤ, VO2),其中[Glu]為葡萄糖濃度。熱生成ΔΤ可借助于本發(fā)明所述測(cè)量裝置例如由動(dòng) 脈溫度與在良好的熱隔離情況下皮膚表面達(dá)到的溫度之間的差確定(ΔΤ = T00-Tw) 0 ^(ATjVO2)表明了葡萄糖濃度與熱生成和與氧消耗的函數(shù)關(guān)系。如上所述，氧消耗由靜脈 與動(dòng)脈的氧飽和度及血液灌流之差得到。為了確定在攝入食物期間或之后不久的葡萄糖濃 度，必須考慮一個(gè)校正項(xiàng)，該校正項(xiàng)反映能量代謝中的脂肪代謝比例。有[Glu] = ( Δ T，VO2) +X * f2 ( Δ T，VO2)
其中X是一個(gè)在攝入食物之后為負(fù)的因子。這里X取決于所攝入的食物的成份。 特別是X取決于脂肪和碳水化合物以什么比例參與新陳代謝。如上所述，因子X(jué)可以借助于 脈搏波速度的時(shí)間變化過(guò)程來(lái)確定。如果直接攝入純碳水化合物或葡萄糖，則X為零。攝 入食物中脂肪成份越大，X的值越大。為了由脈搏波速度的時(shí)間變化過(guò)程、血壓幅值和/或 脈搏確定校正因子X(jué)，一般需要對(duì)本發(fā)明所述測(cè)量裝置進(jìn)行校正以適配于相應(yīng)的測(cè)量裝置 使用者。 ·2(ΔΤ，νθ2)表明了脂肪代謝中葡萄糖濃度與熱生成和氧消耗的函數(shù)關(guān)系。本發(fā)明所述測(cè)量裝置的分析單元可被構(gòu)造成用于由局部氧消耗和局部熱生成確 定局部葡萄糖濃度。為此，測(cè)量裝置必須具有適當(dāng)?shù)臏y(cè)量手段。如上所述，氧消耗的確定可 以通過(guò)血氧計(jì)與生物電阻抗測(cè)量的結(jié)合完成。為了確定熱生成還需要一個(gè)適當(dāng)?shù)臒醾鞲?器。為了最終能按照上面給出的函數(shù)關(guān)系計(jì)算出葡萄糖濃度，還應(yīng)例如由脈搏波速度的時(shí) 間變化過(guò)程確定校正因子X(jué)。如上所述，這可以通過(guò)EKG信號(hào)和脈搏血氧信號(hào)的組合測(cè)量完 成。因此，為了確定葡萄糖濃度，合乎目的的是在本發(fā)明所述測(cè)量裝置中將生物電阻抗測(cè)量 單元、脈搏血氧計(jì)、EKG單元以及熱傳感器結(jié)合在一起。前述方法首先只能確定細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖濃度。對(duì)于血糖濃度有以下簡(jiǎn)單關(guān)系[Glu]細(xì)胞=a+b * ln(c * [Glu]血液)常數(shù)a、b和c取決于測(cè)量裝置使用者個(gè)體的生理狀況。因此，本發(fā)明所述測(cè)量裝 置的分析單元可進(jìn)一步被設(shè)置為由局部葡萄糖濃度確定血糖水平，其中必須考慮與測(cè)量裝 置使用者生理狀況有關(guān)的參數(shù)。這些參數(shù)可以通過(guò)相應(yīng)的校正來(lái)確定，例如通過(guò)以與傳統(tǒng) 的非侵入方式測(cè)定的血糖值進(jìn)行比較。具有意義的是，本發(fā)明所述測(cè)量裝置的至少一個(gè)、最好是所有的測(cè)量手段配備有 一個(gè)低通濾波器和/或50/60HZ濾波器，用于濾除所迭加的電磁干擾。這可以由適當(dāng)?shù)碾?子線路(例如在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器之前)完成，或者在分析單元所進(jìn)行的測(cè)量數(shù)據(jù)處理期間完 成。特別具有優(yōu)點(diǎn)的是本發(fā)明所述測(cè)量裝置的一種實(shí)施方式，其中所有的測(cè)量手段被 組合到一個(gè)緊湊的傳感器單元內(nèi)，并且尤其是以下述方式進(jìn)行所有的測(cè)量在受檢病人皮 膚表面的同一區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。以這種方式得到一個(gè)緊湊的傳感器單元，它提供多個(gè)診斷測(cè)量 值。這樣就可單個(gè)地或組合地進(jìn)行分析，以迅速并可靠地獲得關(guān)于受檢病人健康狀況的結(jié) 論性信息。緊湊的傳感器單元可以作為完整的功能部件廉價(jià)地批量生產(chǎn)，并可以集成到各 種類型的診斷設(shè)備中。實(shí)際的測(cè)量可以特別簡(jiǎn)單而方便地進(jìn)行。為此只需要使傳感器殼體的表面(例如阻抗測(cè)量單元和EKG單元的電極被設(shè)置在這個(gè)表面上)與被檢查身體組織區(qū)域的皮膚接觸就可以了。這例如可以通過(guò)簡(jiǎn)單地將病人手指放在傳感器單元的殼體表面上 而完成。然后阻抗測(cè)量和EKG傳導(dǎo)在與傳感器單元接觸的皮膚位置處同時(shí)進(jìn)行。本發(fā)明所述測(cè)量裝置可集成在移動(dòng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備中，在此監(jiān)測(cè)設(shè)備中上述醫(yī)療測(cè)量 手段單獨(dú)地或組合地構(gòu)成用于記錄測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄單元，并且在此監(jiān)測(cè)設(shè)備中提供了 由程序控制的分析單元，用于分析所記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)所記錄和/或計(jì) 算/經(jīng)過(guò)分析的數(shù)據(jù)。提供了用于對(duì)所記錄和/或經(jīng)過(guò)分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化的顯示單元。 數(shù)據(jù)傳輸單元用于將所記錄的數(shù)據(jù)和/或計(jì)算出的/經(jīng)過(guò)分析的數(shù)據(jù)傳輸給外部設(shè)備。這 可以是通常的有線接口，也可以是無(wú)線接口(例如根據(jù)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn))。存儲(chǔ)在監(jiān)測(cè)設(shè)備的存 儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)可被主治醫(yī)生讀取并分析，以監(jiān)視病人的治療過(guò)程。監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸 接口可用于將存儲(chǔ)在監(jiān)測(cè)設(shè)備的存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)结t(yī)生的個(gè)人計(jì)算機(jī)上。有意義的 是，借助于傳感器單元檢測(cè)和分析的診斷數(shù)據(jù)可進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。此數(shù)據(jù)傳輸可例如通 過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián)網(wǎng))傳輸。作為替代，診斷數(shù)據(jù)也可通過(guò)移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸。原始測(cè)量信 號(hào)或經(jīng)過(guò)分析的診斷數(shù)據(jù)例如可以被發(fā)送到一個(gè)用于進(jìn)行詳細(xì)分析和記錄以及用于監(jiān)測(cè) 各個(gè)值隨時(shí)間的變化過(guò)程的中央站(“康復(fù)中心”)。在那里這些數(shù)據(jù)例如借助于適當(dāng)?shù)姆?析算法、必要時(shí)還考慮到存儲(chǔ)在那里的病人基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(包括有關(guān)慢性疾病或既往病史的信 息)被分析。分析結(jié)果可以通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或通信網(wǎng)絡(luò)被返回，以告知測(cè)量設(shè)備使用 者有關(guān)其健康狀況的信息。必要時(shí)也可由中央站發(fā)起借助本發(fā)明所述測(cè)量裝置進(jìn)行的其它 有目的的測(cè)量。此外為了擴(kuò)充既往病歷，可以通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或通信網(wǎng)絡(luò)由分析結(jié)果對(duì)病人 進(jìn)行回訪。如果測(cè)量和分析結(jié)果反映出醫(yī)學(xué)上的緊急情況，則可以立即采取必要措施(例 如向急救服務(wù)自動(dòng)報(bào)警)。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧硪粌?yōu)點(diǎn)是用于分析測(cè)量信號(hào)所需的軟件不一 定要裝配在該裝置自身中，而僅需放置并保管在接收數(shù)據(jù)的中央站中。按照測(cè)量裝置的一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式，數(shù)據(jù)記錄單元(阻抗測(cè)量單元)、分析 單元、存儲(chǔ)單元、顯示單元和傳輸單元被設(shè)置在一個(gè)公共的殼體中。從而使該裝置具有緊湊 的結(jié)構(gòu)，并且該裝置可作為移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)隨地使用。所述測(cè)量裝置可以是一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備， 或者也可以集成在能夠以其它方式應(yīng)用的電子設(shè)備(例如手表、移動(dòng)電話、MP3播放器、數(shù) 碼相機(jī))中。也可以將本發(fā)明所述測(cè)量裝置與任何娛樂(lè)或通信技術(shù)設(shè)備，例如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、 筆記本電腦、膝上機(jī)、移動(dòng)電話、掌上機(jī)或手持機(jī)相連接。這種設(shè)備的使用者可以迅速、舒適 地和不引人注意地隨時(shí)進(jìn)行用于檢測(cè)感興趣的生理參數(shù)的測(cè)量。由于本發(fā)明所述測(cè)量裝置 的傳感器系統(tǒng)的尺寸很小，它也可以集成在任意配帶件，例如眼鏡、手表、飾物或類似物件 中，或者集成在一件衣服(所謂的“智能服飾”)中。按照本發(fā)明所述測(cè)量裝置的另一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例，提供了固定裝置，用于固 定受檢病人的身體部位，例如手指。在阻抗測(cè)量以及在脈搏血氧計(jì)測(cè)量的情況下作用在光 傳感器上或作用在阻抗測(cè)量單元的測(cè)量電極或饋電電極上的身體組織(例如手指)的按壓 壓力對(duì)測(cè)量信號(hào)有明顯的影響。因此具有意義的是，借助于固定裝置提供一個(gè)規(guī)定的按壓 壓力。固定裝置例如可包括一個(gè)能充氣的氣墊，它向著測(cè)量電極和/或饋電電極或者向著 光學(xué)傳感器(輕輕地)按壓相應(yīng)的身體部位并且固定在那里。通過(guò)這種固定也具有優(yōu)點(diǎn)地 阻止了可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤的身體部位活動(dòng)。在本發(fā)明所述測(cè)量裝置的另一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例中，以矩陣形式設(shè)置了多個(gè)饋電電極和/或測(cè)量電極。從而可以在直流饋電和電壓測(cè)量中形成不同的空間排列。在此獲得的附加信息可以得出關(guān)于PH值、pC02值、p02值、以及電解質(zhì)代謝(Na+、K+、Ca2+、Mg2++濃度 等)的結(jié)論。下面借助附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。如圖所示

圖1是本發(fā)明所述測(cè)量裝置的阻抗單元的示意圖；圖2是作為緊湊的傳感器單元的本發(fā)明所述測(cè)量裝置的頂視圖；圖3示出具有圓形測(cè)量電極和饋電電極的本發(fā)明所述測(cè)量裝置；圖4是本發(fā)明所述測(cè)量裝置的框圖；圖5是本發(fā)明所述測(cè)量裝置的另一實(shí)施例的示意圖；圖6是本發(fā)明所述測(cè)量裝置的阻抗測(cè)量單元的電路框圖。圖1示出了本發(fā)明所述測(cè)量裝置的生物電阻抗測(cè)量單元100，其包括兩個(gè)用于從 頻率可變的電流源2饋送交流電流的電極1以及兩個(gè)或更多個(gè)用于在該裝置使用者手指區(qū) 域中測(cè)量身體組織200的阻抗的測(cè)量電極3，以確定局部電阻和局部電抗。基于四點(diǎn)測(cè)量， 在電極1，3與身體組織200之間的過(guò)渡電阻不會(huì)使測(cè)量產(chǎn)生錯(cuò)誤。具有意義的是，電極1， 3之間的距離在幾毫米至數(shù)厘米之間。在測(cè)量過(guò)程中為了局部檢測(cè)阻抗信號(hào)，所有四個(gè)電極 1，3同時(shí)接觸使用者手指上皮膚表面的同一區(qū)域。電流源2產(chǎn)生頻率可變的交流電流。以 這種方式可以測(cè)量復(fù)阻抗。借助于電壓計(jì)4檢測(cè)測(cè)量信號(hào)。具有意義的是，該測(cè)量信號(hào)借 助于一個(gè)(圖1中未示出的)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器被數(shù)字化，并在數(shù)字化之后進(jìn)行離散傅里葉變 換(DFT)。DFT算法得到阻抗的實(shí)部和虛部，即電阻值和電抗值。由于電極間的距離很小， 所示阻抗測(cè)量單元100可以非常緊湊地被構(gòu)造，并從而可以很容易地集成在移動(dòng)電子設(shè)備 (例如手表、移動(dòng)電話、MP3播放器、數(shù)碼相機(jī)、手持機(jī)等)中。圖2示出按照本發(fā)明作為緊湊的傳感器單元的測(cè)量裝置，它整體上用300表示，可 被集成在任意設(shè)備中。測(cè)量裝置300具有在傳感器殼體400的界面上可訪問(wèn)的不同測(cè)量手 段。傳感器殼體400的尺寸例如僅為IOX7X3mm。為了進(jìn)行測(cè)量，它例如與測(cè)量裝置300 的使用者的手指尖接觸。例如發(fā)光二極管形式的光源5，5'集成在測(cè)量裝置300中，光源5， 5'能夠發(fā)出不同波長(zhǎng)的光。為此，不同的發(fā)光半導(dǎo)體元件被設(shè)置在公共的傳感器殼體400 中。同樣可使用光波導(dǎo)體，以使來(lái)自不同光源的光引導(dǎo)到殼體400的用戶界面上。此外，測(cè) 量裝置300還包括一個(gè)或多個(gè)光傳感器6。這些光傳感器緊鄰著光源5或5'安放。傳感 器6接收光源5或5'在使用者手指尖處組織中所散射的光。此外緊鄰著光源5或5'提 供了一個(gè)熱傳感器7。這樣保證了在同一測(cè)量位置處進(jìn)行熱測(cè)量和光測(cè)量。此外，在測(cè)量裝 置300的表面處具有總共4個(gè)用于生物電阻抗測(cè)量的電極1或3。電極1，3被絕緣條8相 互隔開。該裝置的使用者用手同時(shí)接觸這四個(gè)電極，即測(cè)量電極和饋電電極，就像上面對(duì)圖 1所說(shuō)明的那樣。電極中用附圖標(biāo)記1表示的至少一個(gè)電極還被用作集成在測(cè)量裝置300 中的EKG單元的EKG電極。另一個(gè)EKG電極(反電極，圖中未示出)被設(shè)置在其它位置，使 得這些電極可與指尖接觸。這樣得到兩點(diǎn)引導(dǎo)(臂至臂測(cè)量)。在圖2所示測(cè)量裝置300的實(shí)施例中具有兩個(gè)射線源5和5 ‘，它們照射受檢身體 組織的不同容積區(qū)域。為此這兩個(gè)射線源5和5'具有不同的空間輻射特性，即具有不同的 輻射張角。射線源5是一個(gè)發(fā)光二極管，而射線源5'是一個(gè)激光器，例如所謂的VCSEL激 光器(英文“Vertical cavity surface emitting laser”，即“垂直腔表面發(fā)射激光器”)。發(fā)光二極管5和激光器5'發(fā)射波長(zhǎng)非常接近(例如630nm和650nm)但具有不同張角(例 如25°和55° )的光。如前所述，用圖2所示結(jié)構(gòu)可以對(duì)血液中由新陳代謝引發(fā)的氧含量 變化進(jìn)行差分測(cè)量。為此，由兩個(gè)射線源5和5'分別發(fā)出的射線的波長(zhǎng)必須在這樣一個(gè)范 圍內(nèi)在該范圍內(nèi)光被含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白不同程度地吸收。為了對(duì)血液氧含量 (氧飽和度)進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量，必須有其它的射線源(圖2中未示出)，其光波長(zhǎng)在這樣的頻 譜范圍內(nèi)，在該頻譜范圍內(nèi)含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的光吸收基本相等(所謂的等吸 收點(diǎn))。由發(fā)光二極管或激光器發(fā)出的光可借助于相應(yīng)的光纖引導(dǎo)到殼體表面上。在這種 情況下，相應(yīng)的光纖在圖2中用附圖標(biāo)記5和5'表示?？梢詫l(fā)光二極管和激光器與相應(yīng) 的光纖相耦合，使得它們以所需的不同張角照射到受檢身體組織中。相應(yīng)地，用這兩個(gè)射線 源檢查身體組織的不同容積。由于具有較大的張角，通過(guò)發(fā)光二極管檢查的身體組織上無(wú) 血液灌流的表皮部分比用激光器檢查的情況要大。射線源5和射線源5'在身體組織中被 散射和部分吸收的光借助于光傳感器6被檢測(cè)。傳感器6不一定要直接設(shè)置在殼體400的 表面上。光也可以借助光纖被傳遞到設(shè)置在測(cè)量400內(nèi)部的傳感器。來(lái)自射線源5的光與 來(lái)自射線源5和5'的光也可以用不同時(shí)間調(diào)制來(lái)區(qū)分，從而相應(yīng)地對(duì)傳感器6所檢測(cè)的信 號(hào)進(jìn)行解調(diào)。作為替代，也可以基于不同的波長(zhǎng)來(lái)區(qū)分兩個(gè)射線源5和5'的射線。由射線 源5和5'發(fā)射的射線的射線強(qiáng)度隨通過(guò)身體組織的路徑長(zhǎng)度而減弱，并且強(qiáng)度減弱與吸 收物質(zhì)(含氧血紅蛋白)濃度的關(guān)系由已知的Lambert-Beer定律給出。借助于圖2所示 的傳感器6可以確定感興趣的強(qiáng)度減弱參數(shù)，尤其是分別對(duì)由射線源5和5 ‘檢測(cè)的受檢身 體組織的容積區(qū)域進(jìn)行測(cè)定。對(duì)應(yīng)于不同射線源5和5'的強(qiáng)度減弱參數(shù)可以借助于適當(dāng) 的由程序控制的分析單元而聯(lián)系起來(lái)，從而以這種方式進(jìn)行差分測(cè)量。在最簡(jiǎn)單的情況下， 由這兩個(gè)射線源5和5'的射線的強(qiáng)度減弱參數(shù)計(jì)算出商。由這些商的變化可得到關(guān)于新 陳代謝變化的結(jié)論。例如如果在攝入食物后血糖水平提高，則相應(yīng)更多的葡萄糖(在一定 的時(shí)間延遲之后)抵達(dá)身體組織的細(xì)胞中并在那里被轉(zhuǎn)化。這里需要消耗氧。細(xì)胞通過(guò)血 液得到氧。在此由含氧血紅蛋白通過(guò)放出氧轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗跹t蛋白。相應(yīng)地，脫氧血紅蛋白 與含氧血紅蛋白的比例上升。由于射線源5和5'的射線具有不同張角，血紅蛋白濃度的 變化對(duì)相應(yīng)的強(qiáng)度減弱的影響不同。從而可以由強(qiáng)度減弱參數(shù)的商檢測(cè)出血紅蛋白濃度的 變化。它可以間接得出關(guān)于氧消耗的結(jié)論。因?yàn)檠跸呐c血糖水平有關(guān)，因此借助于上述 射線吸收的差分測(cè)量也可得出血糖水平。與光學(xué)測(cè)量同時(shí)地借助電極1，3進(jìn)行生物阻抗測(cè) 量。生物電阻抗測(cè)量的目的主要是測(cè)定局部血液灌流。這在測(cè)定氧消耗以及從而在測(cè)定血 糖水平時(shí)作為附加的參數(shù)。射線的不同張角也可以只用一個(gè)射線源5通過(guò)應(yīng)用相應(yīng)的光學(xué) 元件(例如分光器、透鏡等)產(chǎn)生。圖3示出本發(fā)明所述測(cè)量裝置300的另一種替代實(shí)施例，它具有同軸放置的基本 上呈圓形的電極1，3。根據(jù)受檢的身體部位，圖2所示結(jié)構(gòu)或者是圖3所示結(jié)構(gòu)更為適用。圖4簡(jiǎn)要示出本發(fā)明所述測(cè)量裝置300的結(jié)構(gòu)框圖。測(cè)量裝置300包括一個(gè)用于 光學(xué)測(cè)量相應(yīng)測(cè)量位置處身體組織血管系統(tǒng)中氧濃度的光學(xué)測(cè)量單元130。借助于此光學(xué) 測(cè)量單元130檢測(cè)的脈搏血氧信號(hào)被送到一個(gè)分析單元110。測(cè)量裝置300的另一主要部 件是用于確定局部熱生成的熱測(cè)量單元120。熱測(cè)量單元120是一個(gè)專用的熱傳感器，它隔 離相應(yīng)的受檢身體部位。該部位從而只能通過(guò)血流吸收或釋放熱量。因此可以通過(guò)隨時(shí)間 對(duì)溫度的測(cè)量檢測(cè)血流灌流和熱生成。在強(qiáng)的血液灌流的情況下，受檢身體部位在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到其最大溫度。在較小的血液灌流的情況下，此時(shí)間持續(xù)更長(zhǎng)。此外，通過(guò)測(cè)得的溫 度的外插可以得到關(guān)于動(dòng)脈溫度的結(jié)論，因?yàn)樵跍y(cè)量位置處的溫度僅由動(dòng)脈溫度和局部熱 生成決定。借助于熱測(cè)量單元120檢測(cè)的測(cè)量信號(hào)也被送到分析單元110繼續(xù)處理。此外， 測(cè)量裝置300還包括阻抗測(cè)量單元100，它用于借助生物電阻抗測(cè)量確定局部組織參數(shù)。阻 抗測(cè)量單元100的測(cè)量信號(hào)同樣借助于分析單元110進(jìn)行處理。最后，根據(jù)本發(fā)明還提供 了一個(gè)用于檢測(cè)EKG信號(hào)的EKG單元132。EKG單元132也與分析單元110相連接，以處理 EKG信號(hào)。光學(xué)測(cè)量單元130還配備有圖2和圖3中所示的測(cè)量裝置300的光源5，5‘及光 傳感器6。熱測(cè)量單元120與熱傳感器7相連接。阻抗測(cè)量單元100通過(guò)測(cè)量裝置300的 電極1和3檢測(cè)測(cè)量信號(hào)。分析單元110執(zhí)行對(duì)所有測(cè)量信號(hào)的預(yù)處理。為此，這些信號(hào) 通過(guò)一個(gè)帶通濾波器，以濾除在50Hz或60Hz電網(wǎng)頻率范圍內(nèi)的干擾。此外，這些信號(hào)還被 進(jìn)行噪聲抑制。在通過(guò)分析單元110之后，光學(xué)測(cè)量單元130、熱測(cè)量單元120、阻抗測(cè)量單 元100以及EKG單元132的經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)抵達(dá)分析單元140。分析單元140負(fù)責(zé)由測(cè)量 信號(hào)計(jì)算出用于診斷的主要參數(shù)。分析單元140的功能主要通過(guò)軟件完成。例如由隨時(shí)間 所記錄的阻抗單元100的測(cè)量信號(hào)計(jì)算出受檢身體組織的組成(水含量、脂肪含量等)。由 光學(xué)測(cè)量單元130的信號(hào)計(jì)算出動(dòng)脈氧飽和度，并根據(jù)前面基于阻抗測(cè)量得到的組織參數(shù) 計(jì)算出毛細(xì)血管氧飽和度。此外，由熱測(cè)量單元120的測(cè)量信號(hào)和可由隨時(shí)間的阻抗測(cè)量 推導(dǎo)出的數(shù)據(jù)確定血液灌流和動(dòng)脈溫度。由EKG單元132的信號(hào)和光學(xué)測(cè)量單元130的信 號(hào)確定脈搏波速度。最終借助于分析單元140由前面執(zhí)行的所有計(jì)算的結(jié)果得到靜脈氧飽 和度，并由此得到其它的新陳代謝參數(shù)，特別是測(cè)量位置處的局部氧消耗和葡萄糖濃度。這 些計(jì)算結(jié)果借助于一個(gè)診斷單元150被解釋。診斷單元150用于分析借助于分析單元140 計(jì)算出的局部新陳代謝參數(shù)。為了顯示測(cè)量結(jié)果，分析單元140和診斷單元150與一個(gè)繪 圖單元160相連接。所獲得的數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)單元170中，并且同時(shí)存儲(chǔ)相應(yīng)測(cè)量 的日期和時(shí)間。此外還提供了一個(gè)接口單元180，它用于傳輸計(jì)算出的生理參數(shù)。通過(guò)接口 單元180可將所有的數(shù)據(jù)和參數(shù)、尤其是還包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元170中的數(shù)據(jù)和參數(shù)傳輸 到例如主治醫(yī)生的圖中未詳細(xì)示出的電腦上。在那里這些數(shù)據(jù)可詳細(xì)地被分析。特別是可 以檢查在一段較長(zhǎng)時(shí)間期間內(nèi)由測(cè)量裝置300得到的數(shù)據(jù)和參數(shù)的變化情況，以由其得出 有關(guān)現(xiàn)患疾病的發(fā)展?fàn)顩r的結(jié)論。圖5簡(jiǎn)要示出本發(fā)明所述測(cè)量裝置300的另一實(shí)施例。一個(gè)EKG電極9裝配在殼 體400的外側(cè)面上。這個(gè)電極與一只手的手指接觸。另一只手的一個(gè)手指伸到一個(gè)管狀開 口 10中。電極1，3、光源5，5'、光傳感器6以及熱傳感器7位于開口 10的內(nèi)部。此外在 管道10內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)可充氣的氣墊11，它固定手指并且輕輕地用規(guī)定的壓力向傳感器 擠壓手指。測(cè)量裝置300的操作鍵和用于輸出測(cè)量結(jié)果的顯示器在圖6中示出，因而省略 了對(duì)它們的說(shuō)明。圖6示出本發(fā)明所述測(cè)量裝置300的阻抗測(cè)量單元100的結(jié)構(gòu)框圖。阻抗測(cè)量單 元100包括一個(gè)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器60，外部節(jié)拍信號(hào)61輸入到這個(gè)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器。數(shù)字信 號(hào)借助于數(shù)/模轉(zhuǎn)換器62轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并借助放大器63被放大。以這種方式產(chǎn)生一 個(gè)頻率可變的交流信號(hào)，它通過(guò)饋電電極1送到受檢病人的身體。阻抗測(cè)量信號(hào)由測(cè)量電 極3檢測(cè)，并由放大器65放大。一個(gè)可變衰減器66和一個(gè)用于噪聲抑制的低通濾波器67 接在放大器65后面。放大并濾波后的模擬信號(hào)借助于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器68被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并借助于數(shù)字傅里葉變換單元69進(jìn)行變換。傅里葉變換后的測(cè)量信號(hào)的實(shí)部和虛部被分 別存儲(chǔ)在寄存器70和71中。寄存器70和71可通過(guò)接口 72 (例如PC接口)被訪問(wèn)。經(jīng) 傅里葉變換后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)接口 72被傳輸?shù)奖景l(fā)明所述測(cè)量裝置300的分析單元140。
權(quán)利要求
一種醫(yī)學(xué)測(cè)量裝置，具有用于通過(guò)至少一對(duì)測(cè)量電極(3)檢測(cè)受檢病人皮膚表面(200)的阻抗測(cè)量信號(hào)的阻抗測(cè)量單元(100)，其特征在于，測(cè)量電極對(duì)(3)的電極間距從小于1毫米直至數(shù)厘米，以這種方式使得在測(cè)量過(guò)程中用于局部檢測(cè)阻抗測(cè)量信號(hào)的測(cè)量電極對(duì)(3)中的兩個(gè)電極同時(shí)在同一區(qū)域中接觸病人的皮膚表面(200)。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于具有饋電電極對(duì)(1)，用于通過(guò)皮膚表面 (200)將頻率可變的交流電流施加到受檢病人的身體組織中，尤其是在皮膚表面(200)與 測(cè)量電極⑶接觸的區(qū)域內(nèi)施加。
3.如權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量裝置，其特征在于，測(cè)量電極和饋電電極(1，3)被構(gòu)造 成相互平行前進(jìn)的接觸條。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于具有與阻抗測(cè)量單元(10) 相連接的分析單元(140)。
5.如權(quán)利要求4所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述分析單元(140)被設(shè)置為用于確定 局部阻抗測(cè)量信號(hào)隨時(shí)間的變化。
6.如權(quán)利要求5所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述分析單元(140)還被設(shè)置為用于由 局部阻抗測(cè)量信號(hào)隨時(shí)間的變化確定-心率和 /或-脈搏幅值和/或-局部血液灌流和/或-局部體溫和/或-血糖水平。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于，分析單元(140)被設(shè)置為 用于由阻抗測(cè)量信號(hào)確定局部電阻和局部電抗。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于具有用于通過(guò)兩個(gè)或更多 個(gè)EKG電極(3,9)檢測(cè)EKG信號(hào)的EKG單元(132)。
9.如權(quán)利要求8所述的測(cè)量裝置，其特征在于，EKG電極(3，9)中的至少一個(gè)同時(shí)作為 生物電阻抗測(cè)量單元(100)的饋電電極或測(cè)量電極(1，3)。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于具有光學(xué)測(cè)量單元 (130)，其包括至少一個(gè)用于照射受檢身體組織的射線源(5)和至少一個(gè)用于檢測(cè)被身體 組織散射和/或透射的射線的射線傳感器(6)。
11.如權(quán)利要求10所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述光學(xué)測(cè)量單元(130)具有至少兩 個(gè)用于檢測(cè)被身體組織散射和/或透射的射線的射線傳感器(6)，其中射線傳感器(6)被設(shè) 置在離射線源(5)不同的距離處。
12.如權(quán)利要求10或11所述的測(cè)量裝置，其特征在于，提供了至少兩個(gè)射線源(5， 5')，它們照射受檢身體組織的不同容積區(qū)域。
13.如權(quán)利要求12所述的測(cè)量裝置，其特征在于，至少兩個(gè)射線源(5，5')具有不同 的空間輻射特性。
14.如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于，至少一個(gè)射線源(5) 與一個(gè)光導(dǎo)元件相連接，所述光導(dǎo)元件將由射線源(5)發(fā)出的射線傳導(dǎo)到皮膚表面(200)。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于具有溫度傳感器或熱傳感器(7)。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于具有用于將受檢病人的 身體部位固定到測(cè)量裝置(300)上的固定裝置(11)。
17.如權(quán)利要求16所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述固定裝置(11)包括一個(gè)可充氣 的氣墊，該氣墊向著測(cè)量電極和/或饋電電極(1，3)按壓身體部位。
18.如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于，該測(cè)量裝置與娛樂(lè)或通 信技術(shù)設(shè)備相連接，或者與其它形式的便攜式設(shè)備或配帶件相結(jié)合。
19.如權(quán)利要求18所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述設(shè)備是移動(dòng)設(shè)備，尤其是筆記本 電腦、膝上機(jī)、移動(dòng)電話、掌上機(jī)或手持機(jī)。
20.如權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于，阻抗測(cè)量單元的多個(gè)饋 電電極和/或測(cè)量電極以矩陣形式排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有阻抗測(cè)量單元(100)的醫(yī)學(xué)測(cè)量裝置，所述阻抗測(cè)量單元用于通過(guò)至少一對(duì)測(cè)量電極(3)檢測(cè)受檢病人皮膚表面(200)的阻抗測(cè)量信號(hào)。按照本發(fā)明，測(cè)量電極對(duì)(3)的電極間距從幾毫米直至數(shù)厘米，以這種方式使得在測(cè)量過(guò)程中用于局部檢測(cè)阻抗測(cè)量信號(hào)的測(cè)量電極對(duì)(3)的兩個(gè)電極同時(shí)在同一區(qū)域接觸病人的皮膚表面(200)。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101827554SQ200880112146
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者趙玉京, 金允玉 申請(qǐng)人:英戈·弗洛爾