生物电阻抗测量的理论探讨

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1、测控自动化《微计算机信息》2011年第27卷第11期文章编号:1008-0570(2011)11-0044-02生物电阻抗测量的理论探讨AcademicDiscussionAboutBioelectricityMeasurement(安徽蚌埠医学院影像系电子教研室)刘胜洋LIUSheng-yang摘要:通过生物阻抗测量的研究来分析血液动力学。方法:对阻抗容积描记术原理深入研究与验证,提出阻抗容积描记术原理的改进。改进的阻抗容积描记术原理是利用悬浮物质电导率原理和泊萧叶流量定律,从而找出影响测量精度的干扰信号—呼吸波引起波

2、动,从理论中找到了影响脉搏波阻抗测量的因素。试验的结果表明利用理论的成果和方法实现血液动力学参数较高精度的无创检测。关键词:脉搏波;动态阻抗;血液动力学;无创检测中图分类号:R319文献标识码:AAbstract:Bio-impedancemeasurementaccuracyisdifficulttoimprovebecauseofindividualvariances,measuringconditionsandmanyotherfactors.Thepapersuggeststheprojectofimprovin

3、gimpedanceplethysmography,thenutilizestheconductivityprincipleof技suspendingmaterialandfluxlawofposieuille,atlastachievestheoreticallythefactorsthatinfluencemeasurementaccuracyofBio-impedance.Theexperimentsgaintheaccuracyhemodynamicsparametersofnon-invasivemeasure

4、mentwiththetheoreticresultand术method.Keywords:PulseWave;Dynamicimpedance;hemodynamics;Non-invasiveMeasurement创其中V为该段血管容积。可得:1引言
(2)新V=rL/Z生物阻抗技术是一种利用生物组织与器官的电特性及其如果考虑介质均匀,其电流不变时,ρ和L均保持不变,对两变化规律提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的检端微分可得:测技术,通过阻抗值与组织成份的对应关系来获得要检测的组

DV=-rLDZ/Z(

5、3)织成份信息,应用非常广泛。但是,由于个体差异的存在,导致血上式表明电阻抗的变化起因于血液容积的变化,而电阻抗液阻抗无创测量偏差较大,还不能在临床上广泛应用。那么个体变化量与血液容积变化量成正比,由此可以实现血液信息的无差异有哪些因素存在?本文就该问题进行了深入的研究与探讨创检测。后,发现动态脉搏波阻抗与血液动力学许多参数都存在一定的3式表明:生物电阻抗变化量与血液容积变化量成正比。血关系,对这些关系进行了分析。提出对阻抗容积描记术原理进行液容积变化量是由静脉和动脉血液容积变化量组成。静脉与动改进,利用悬浮物质电导率原

6、理,泊萧叶流量定律和动态脉搏波脉的血液容积变化量存在不同步、不一致;二是静脉变化量主要方法,从理论中找到影响因素,并利用理论的成果和方法消除了由呼吸引起,呼吸是由副交感神经和交感神经支配,因此具有一个体差异的影响,实现血液动力学参数较高精度的无创检测。定的随机性,而动脉则主要由副交感神经支配,具有一定的规律性。需要对二者变化量进行分开分析处理。2方法2.2阻抗容积描记术的理论改进2.1阻抗容积描记术的原理由于人体组织的复杂结构和特性,从理论上或实践上都很目前生物阻抗测量的方法是阻抗容积描记,阻抗容积描记难建立反映随生理活

7、动而产生的电流密度分布变化和电场变记录了由于人体不同截面之间容积改变引起的阻抗变化,广泛化情况的精确模型。为此,通常使用简化的集总参数并联模型.用于心输出量、血流量、肺功能和胃动力等的无创检测和血流肢体模型由肌肉组织、血液和骨头并联构成(图1a)。变学研究。因其用阻抗法反映血流变化,阻抗容积图又称之为阻抗血流图。阻抗血流图的方法是:在一均匀的含血液的血管,其长度为L,横截面积为A,血液电阻率为ρ,则其总电阻:
(1)Z=rL/A=rLV/刘胜洋:副教授硕士项目基金:申请人:刘胜洋;项目名称:动态脉搏波阻抗谱测量血液成份的

8、研究;基金颁发部门:安徽省教育厅自然科学研究(KJ2008B52)-44-120元/年邮局订阅号：82-946《现场总线技术应用200例》您的论文得到两院院士关注测控自动化这样,肢体的电特性可由肌肉包裹相互平行的圆柱状血管式中PLs-PMs静脉压之差,由(6)、(11)和(12)式,得到如下的公和骨头的结构近似表示。