一種尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置及方法
【專利摘要】一種尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置及方法，包括計(jì)算機(jī)、激勵(lì)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、測量模塊、信號(hào)采集調(diào)理模塊和若干個(gè)電極，其中激勵(lì)模塊主要產(chǎn)生恒流正弦波輸出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)模塊和測量模塊主要由多路開關(guān)構(gòu)成，多路開關(guān)通過計(jì)算機(jī)指令控制激勵(lì)電極對(duì)和測量電極對(duì)的選取，信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)測量模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行放大處理并對(duì)其進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換，得到直流信號(hào)送入采集模塊，采集模塊對(duì)輸入的信號(hào)再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字信號(hào)至計(jì)算機(jī)。本發(fā)明將尿液電導(dǎo)率的變化以二維圖像的形式表示出來，實(shí)現(xiàn)了對(duì)尿液電導(dǎo)率的連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。
【專利說明】一種尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置，以及利用該裝置動(dòng)態(tài)監(jiān)測尿液電導(dǎo)率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在臨床觀察和實(shí)驗(yàn)中得知，尿液電導(dǎo)率能夠反映腎臟的濃縮和稀釋功能。一些腎臟病變(如腎衰竭、腎結(jié)石等)將導(dǎo)致腎臟濃縮和稀釋功能改變；對(duì)于某些腎臟疾病(如老年心力衰竭導(dǎo)致的水鈉潴留)的治療過程中，醫(yī)生需要連續(xù)監(jiān)測尿液電導(dǎo)率以便控制用藥量，以達(dá)到更好的治療效果。另外，尿失禁、脊髓損傷等各種原因?qū)е履蛞馊笔У幕颊咝枰鞣N輔助手段幫助排尿。在上述背景下，對(duì)尿液電導(dǎo)率進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測就變的很有必要。限于目前醫(yī)療設(shè)備中沒有相關(guān)的實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備，現(xiàn)在臨床上對(duì)尿液電導(dǎo)率的測定都是采取先對(duì)尿液取樣，然后通過尿液分析儀進(jìn)行體外分析的方法。這種方法一方面檢驗(yàn)等待時(shí)間長，另一方面也沒辦法對(duì)尿液電導(dǎo)率進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，影響治療效果。
[0003]電阻抗斷層成像(EIT)技術(shù)，具有無損傷、功能成像和醫(yī)學(xué)圖像監(jiān)護(hù)三大突出優(yōu)勢，因此在醫(yī)學(xué)上正得到越來越廣泛的應(yīng)用。它以生物體內(nèi)電阻抗的分布或變化為成像目標(biāo)，通過對(duì)生物體外加一定的安全激勵(lì)電流，測得生物體表面電壓信號(hào)來重構(gòu)生物體的阻抗分布。由于生物組織阻抗特性差別顯著，因而電阻抗成像結(jié)果明顯。因此，可以將電阻抗斷層成像技術(shù)應(yīng)用到膀胱進(jìn)行二維彩色成像，建立針對(duì)膀胱的動(dòng)態(tài)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，分析膀胱積尿過程中尿液電導(dǎo)率的變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在問題和不足，提供一種簡單可靠、可對(duì)尿液電導(dǎo)率進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測的裝置，并提出了利用該裝置對(duì)尿液電導(dǎo)率進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明所述的尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置，其特點(diǎn)是包括計(jì)算機(jī)、激勵(lì)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、測量模塊、信號(hào)采集調(diào)理模塊和若干個(gè)電極，其中所述激勵(lì)模塊在計(jì)算機(jī)的控制下主要用于產(chǎn)生恒流正弦波輸出信號(hào)且產(chǎn)生的恒流正弦波輸出信號(hào)的頻率及幅值可調(diào)，所述驅(qū)動(dòng)模塊通過計(jì)算機(jī)指令的控制從若干個(gè)電極中選取一對(duì)電極作為激勵(lì)電極，同時(shí)所述測量模塊通過計(jì)算機(jī)指令的控制從剩下的電極中選取一對(duì)電極作為測量電極，所述信號(hào)采集調(diào)理模塊中的信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)測量模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行放大處理并對(duì)其進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換并將得到的直流信號(hào)送入信號(hào)采集調(diào)理模塊中的采集模塊，所述采集模塊對(duì)輸入的信號(hào)再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)。
[0006]其中，上述驅(qū)動(dòng)模塊和測量模塊各由兩個(gè)32通道多路開關(guān)組成，且每個(gè)32通道多路開關(guān)均可執(zhí)行32選I功能。
[0007]上述信號(hào)采集調(diào)理模塊包括有兩個(gè)儀表運(yùn)算放大器和一個(gè)直流轉(zhuǎn)換器。
[0008]本發(fā)明所述的尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測方法，其特點(diǎn)是包括如下步驟:A、在一條有彈性的環(huán)形腰帶上均勻地環(huán)設(shè)32個(gè)電極；
B、將環(huán)形腰帶系于被測對(duì)象的膀胱所在部位；
C、開啟裝置進(jìn)行測量；
測量時(shí)，通過計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)模塊從32個(gè)電極中指定一對(duì)電極作為激勵(lì)電極并通過激勵(lì)電極給被測對(duì)象施加一個(gè)安全激勵(lì)電流，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)控制測量模塊從剩下的電極中指定一對(duì)電極作為測量電極并通過測量電極將獲得的電壓信號(hào)經(jīng)測量模塊送入信號(hào)采集調(diào)理模塊，并經(jīng)信號(hào)采集調(diào)理模塊處理后傳送給計(jì)算機(jī)，且該裝置是每間隔I分鐘采集一次數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)；
D、通過計(jì)算機(jī)分析采集到的數(shù)據(jù)，計(jì)算出目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的電阻率分布，并最終以二維動(dòng)態(tài)圖像的形式顯示出來。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:將電阻抗斷層成像技術(shù)應(yīng)用于膀胱，能夠以動(dòng)態(tài)圖像的方式，直觀、定量地顯示膀胱中尿液電導(dǎo)率的變化情況，克服了現(xiàn)有技術(shù)不能對(duì)尿液電導(dǎo)率進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測的弊端；同時(shí)，電阻抗斷層成像作為一種廉價(jià)的無損傷監(jiān)測技術(shù)，無毒無害，可以對(duì)病人進(jìn)行長期、連續(xù)監(jiān)護(hù)，具有很好的市場應(yīng)用前景。
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖2是本發(fā)明所述環(huán)形腰帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明所述激勵(lì)模塊`和測量模塊的結(jié)構(gòu)框圖 圖4是本發(fā)明所述信號(hào)采集調(diào)理模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1-圖4所示，本發(fā)明所述的尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置，包括計(jì)算機(jī)、激勵(lì)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、測量模塊、信號(hào)采集調(diào)理模塊和若干個(gè)電極。其中，激勵(lì)模塊主要產(chǎn)生恒流正弦波輸出信號(hào)，頻率在IO-1OOkHz范圍內(nèi)，幅值為l_5mA，并且頻率及幅值可調(diào)。驅(qū)動(dòng)模塊和測量模塊主要由多路開關(guān)構(gòu)成，多路開關(guān)通過計(jì)算機(jī)指令控制一對(duì)激勵(lì)電極和一對(duì)測量電極的選取。信號(hào)采集調(diào)理模塊中的信號(hào)調(diào)理模塊接收到測量模塊輸出的信號(hào)后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理并對(duì)其進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換，得到的直流信號(hào)送入信號(hào)采集調(diào)理模塊中的采集模塊。采集模塊對(duì)輸入的信號(hào)再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號(hào)至計(jì)算機(jī)，供計(jì)算機(jī)做數(shù)值分析和圖像重建用。
[0015]如圖2所示，是將本發(fā)明所述的電極安裝到一環(huán)形腰帶上的結(jié)構(gòu)示意圖。該環(huán)形腰帶由帶彈性的柔性材料制成，在該環(huán)形腰帶的表面均勻地環(huán)設(shè)有32個(gè)電極，32個(gè)電極組成一個(gè)環(huán)形陣列。
[0016]如圖3所示，是本發(fā)明所述激勵(lì)模塊和測量模塊的原理結(jié)構(gòu)框圖。激勵(lì)模塊和測量模塊分別由兩個(gè)完全相同的32通道多路開關(guān)構(gòu)成，每個(gè)多路開關(guān)執(zhí)行32選I功能。在計(jì)算機(jī)控制信號(hào)作用下，作為激勵(lì)模塊的兩個(gè)32通道多路開關(guān)選通圖2所示環(huán)形腰帶上的一對(duì)電極作為激勵(lì)電極，通過該激勵(lì)電極對(duì)向被測對(duì)象注入激勵(lì)電流；作為測量模塊的兩個(gè)32通道多路開關(guān)選通一對(duì)電極作為測量電極，信號(hào)經(jīng)測量電極流出，到達(dá)信號(hào)采集調(diào)理模塊。
[0017]信號(hào)采集調(diào)理模塊還包括有兩個(gè)儀表運(yùn)算放大器和一個(gè)直流轉(zhuǎn)換器。如圖4所示，是本發(fā)明所述信號(hào)采集調(diào)理模塊的原理結(jié)構(gòu)框圖。從測量模塊出來的電壓信號(hào)經(jīng)前端二級(jí)運(yùn)算放大電路的放大后，被送入交流轉(zhuǎn)直流電路并被轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，最后進(jìn)入采集模塊。采集模塊對(duì)輸入的信號(hào)再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字信號(hào)至計(jì)算機(jī)。
[0018]使用本發(fā)明對(duì)尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測的方法如下:
首先，在一條有彈性的環(huán)形腰帶上均勻地環(huán)設(shè)32個(gè)電極；
然后，將環(huán)形腰帶系于被測對(duì)象的膀胱所在部位；
然后，開啟裝置進(jìn)行測量；
測量時(shí)，通過計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)模塊從32個(gè)電極中指定一對(duì)電極作為激勵(lì)電極并通過激勵(lì)電極給被測對(duì)象施加一個(gè)安全激勵(lì)電流，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)控制測量模塊從剩下的電極中指定一對(duì)電極作為測量電極并通過測量電極將獲得的電壓信號(hào)經(jīng)測量模塊送入信號(hào)采集調(diào)理模塊，并經(jīng)信號(hào)采集調(diào)理模塊處理后傳送給計(jì)算機(jī)，且該裝置是每間隔I分鐘采集一次數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)；
最后，通過計(jì)算機(jī)分 析采集到的數(shù)據(jù)，計(jì)算出目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的電阻率分布，并最終以二維動(dòng)態(tài)圖像的形式顯示出來。
【權(quán)利要求】
1. 一種尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于包括計(jì)算機(jī)、激勵(lì)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、測量模塊、信號(hào)采集調(diào)理模塊和若干個(gè)電極，其中所述激勵(lì)模塊在計(jì)算機(jī)的控制下主要用于產(chǎn)生恒流正弦波輸出信號(hào)且產(chǎn)生的恒流正弦波輸出信號(hào)的頻率及幅值可調(diào)，所述驅(qū)動(dòng)模塊通過計(jì)算機(jī)指令的控制從若干個(gè)電極中選取一對(duì)電極作為激勵(lì)電極，同時(shí)所述測量模塊通過計(jì)算機(jī)指令的控制從剩下的電極中選取一對(duì)電極作為測量電極，所述信號(hào)采集調(diào)理模塊中的信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)測量模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行放大處理并對(duì)其進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換并將得到的直流信號(hào)送入信號(hào)采集調(diào)理模塊中的采集模塊，所述采集模塊對(duì)輸入的信號(hào)再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于上述驅(qū)動(dòng)模塊和測量模塊各由兩個(gè)32通道多路開關(guān)組成，且每個(gè)32通道多路開關(guān)均可執(zhí)行32選I功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于上述信號(hào)采集調(diào)理模塊包括有兩個(gè)儀表運(yùn)算放大器和一個(gè)直流轉(zhuǎn)換器。
4.一種利用上述任一權(quán)利要求所述的尿液電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置來動(dòng)態(tài)監(jiān)測尿液電導(dǎo)率的方法，其特征在于包括如下步驟: A、在一條有彈性的環(huán)形腰帶上均勻地環(huán)設(shè)32個(gè)電極； B、將環(huán)形腰帶系于被測對(duì)象的膀胱所在部位； C、開啟裝置進(jìn)行測量； 測量時(shí)，通過計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)模塊從32個(gè)電極中指定一對(duì)電極作為激勵(lì)電極并通過激勵(lì)電極給被測對(duì)象施加一個(gè)安全激勵(lì)電流，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)控制測量模塊從剩下的電極中指定一對(duì)電極作為測量電極并通過測量電極將獲得的電壓信號(hào)經(jīng)測量模塊送入信號(hào)采集調(diào)理模塊，并經(jīng)信號(hào)采集調(diào)理模塊處理后傳送給計(jì)算機(jī)，且該裝置是每間隔I分鐘采集一次數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)； D、通過計(jì)算機(jī)分析采集到的數(shù)據(jù)，計(jì)算出目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的電阻率分布，并最終以二維動(dòng)態(tài)圖像的形式顯示出來。
【文檔編號(hào)】A61B5/053GK103610463SQ201310614714
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】蔣慶, 李雅寧, 高金武, 李日輝, 吳俊鵬 申請(qǐng)人:中山大學(xué)