確定病人水合和／或營(yíng)養(yǎng)狀況的方法和裝置制造方法及圖紙

利用生物阻抗監(jiān)測(cè)病人的水合和／或營(yíng)養(yǎng)狀況。利用精細(xì)模型的生物阻抗方法和裝置，采用該模型可以對(duì)細(xì)胞內(nèi)組織的導(dǎo)電性貢獻(xiàn)更好地加以考慮從而以更高的準(zhǔn)確度改善病人體內(nèi)成分的評(píng)估。通過(guò)確定病人的細(xì)胞內(nèi)電阻Ｒ↓［ｍｉｘ］和考慮第一類(lèi)組織的細(xì)胞對(duì)細(xì)胞內(nèi)容積ＩＣＶ的電阻Ｒ↓［ｍｉｘ］的貢獻(xiàn)不同于第二類(lèi)組織細(xì)胞，利用Ｒ↓［ｍｉｘ］導(dǎo)出該細(xì)胞內(nèi)容積ＩＣＶ以確定病人的細(xì)胞內(nèi)容積（ＩＣＶ）。本申請(qǐng)還涉及用于完成依據(jù)本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)方法的裝置和用于這種裝置的計(jì)算機(jī)程序。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及監(jiān)測(cè)病人水合和/或營(yíng)養(yǎng)狀況的領(lǐng)域。腎臟有多種功能用以維持人體的健康。首先，通過(guò)從病人血液中分離任何多余液體腎臟控制體液的平衡。其次，腎臟將血液從任何廢物，如尿或肌氨酸酐中加以提純。最后但并非不重要的是腎臟同時(shí)控制血液中某些物質(zhì)如電解質(zhì)的水平以確保其健康和必需的濃度。在腎衰竭情況下，被吸收的液體積累在體組織和血液系統(tǒng)內(nèi)使循環(huán)系統(tǒng)的壓力升高。這種多余體液必須在透析期間將血液過(guò)濾加以清除。如果清除不徹底，其后果嚴(yán)重，將會(huì)導(dǎo)致高血壓和心臟衰竭。對(duì)透析病人而言，心臟衰竭本身的發(fā)病率可能要高出許多倍，因而體液過(guò)載狀態(tài)被視為主要致病因素之一。但過(guò)度清除體內(nèi)體液同樣也是危險(xiǎn)的，因?yàn)榇藭r(shí)透析病人變成缺水而最終導(dǎo)致高血壓。干重(為簡(jiǎn)單起見(jiàn)本專(zhuān)利申請(qǐng)文件中“重量”和“質(zhì)量”一詞視為同義，這在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)已成慣例)定義為腎臟功能正常時(shí)病人的重量。換言之，它代表在心血管危險(xiǎn)最小時(shí)應(yīng)能達(dá)到的病人最佳目標(biāo)體重(或體液狀態(tài))。由于缺少定量評(píng)估方法，干重在臨床實(shí)踐中總是一個(gè)模糊問(wèn)題。近來(lái)利用間接方法，例如血壓，超聲心電檢查和諸如X-射線客觀信息對(duì)干重問(wèn)題進(jìn)行探討。但要規(guī)定一組能被普遍接受的干重標(biāo)準(zhǔn)的條件已成為特殊困難的問(wèn)題。確定病人體液狀態(tài)的一種具有希望的方法涉及到生物阻抗測(cè)量。將兩個(gè)甚至更多電極貼到病人體表然后加上小的交流電再測(cè)量相應(yīng)電極的電位差。人體的不同體液區(qū)間對(duì)被測(cè)信號(hào)的貢獻(xiàn)是不同的。利用多個(gè)頻率可以測(cè)定細(xì)胞內(nèi)容積(ICV)的水和細(xì)胞對(duì)容積(ECV)的水。這種裝置的一個(gè)實(shí)例在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO 92/19153中做了說(shuō)明。但是，該文件并沒(méi)有公開(kāi)導(dǎo)出有關(guān)特定病人的干重的方法。美國(guó)專(zhuān)利5,449,000描述的一種生物阻抗系統(tǒng)同樣利用多種頻率確定ECV和ICV內(nèi)的水質(zhì)量。該專(zhuān)利還采用某些人口相關(guān)數(shù)據(jù)以便使用和選擇所謂的人口預(yù)示公式。然后利用這些公式和借助于分區(qū)生物阻抗信號(hào)對(duì)人體組分加以分析。國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO 02/36 004 A1描述了一種裝置和方法，它利用生物阻抗裝置通過(guò)將細(xì)胞外容積內(nèi)多余水容積外推至沒(méi)有腎衰竭時(shí)的狀態(tài)以導(dǎo)出腎衰竭病人的干重。采用類(lèi)似方法可以導(dǎo)出質(zhì)量改正項(xiàng)，該改正項(xiàng)考慮了在健康人體內(nèi)的偏差和引發(fā)這些偏差的某些組織。國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO 03/053239 A1公開(kāi)了一種區(qū)間模型，該模型論述了在某些人體區(qū)間內(nèi)健康軀體的差異以便借助于生物阻抗劑量更好地將不適水合容積同其他組織區(qū)間分開(kāi)。用這樣一種裝置可以獲取有關(guān)病人營(yíng)養(yǎng)狀況的信息。美國(guó)專(zhuān)利6,615,077描述了一種用生物阻抗裝置監(jiān)測(cè)透析治療的途徑以便將信號(hào)同治療的進(jìn)程聯(lián)系起來(lái)。“Xitron技術(shù)”公司介紹了一種依據(jù)ICV和ECV的水容積進(jìn)行計(jì)算的商標(biāo)名為“HydraTM”的生物阻抗裝置。有關(guān)該裝置的細(xì)節(jié)已在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO 92/19153中公開(kāi)。該裝置基于一種阻抗部位模型，該模型將測(cè)量所得阻抗值同模擬細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的空間的水容積貢獻(xiàn)ICW和ECW的電阻成分相聯(lián)系從而導(dǎo)出和離析用于ICW和ECW的任何值。對(duì)現(xiàn)在這種裝置該模型叫做Hanai模型。應(yīng)用Hanai模型通過(guò)電極給病人施加不同頻率的交流電時(shí)體組織的電阻抗發(fā)生改變從而確定ECW。在低頻時(shí)細(xì)胞的行為就像絕緣體，所施加的電流僅通過(guò)ECV空間。而在高頻時(shí)該細(xì)胞膜變成更為導(dǎo)電因而電流同時(shí)通過(guò)ICV和ECV空間。因此對(duì)應(yīng)的阻抗部位由兩個(gè)并行分支組成，第一個(gè)代表ECV空間具有歐姆電阻RE，第二個(gè)代表ICV空間具有歐姆電阻RI并有一個(gè)串聯(lián)電容值。因而，根據(jù)先前研究得到的區(qū)間電阻率常數(shù)從該電阻信息可以計(jì)算相應(yīng)區(qū)間的水容積，在先前的研究中該容積也是用稀釋測(cè)量確定的。因而依賴(lài)于ECW和ICW導(dǎo)出結(jié)果的這些方法的準(zhǔn)確度，例如WO 02/36004 A1或WO 03/053239 A1所公開(kāi)的方法的準(zhǔn)確度取決于初始條件，即Hanai模型的準(zhǔn)確度。本專(zhuān)利技術(shù)的專(zhuān)利技術(shù)人已經(jīng)指出用以評(píng)估體內(nèi)水和體組織的現(xiàn)行生物阻抗方法所得到的結(jié)果其準(zhǔn)確性的某些缺陷。其根源就在于Hanai模型本身的局限性。因此有必要使用一種針對(duì)生物阻抗方法和裝置的改進(jìn)模型，從而將水和組織對(duì)ECV和ICV空間的貢獻(xiàn)更加準(zhǔn)確地加以區(qū)分以便更加準(zhǔn)確地評(píng)估病人身體組分，更好地了解該病人的水合，營(yíng)養(yǎng)和訓(xùn)練狀況。本專(zhuān)利技術(shù)的目標(biāo)就是提供這樣一種方法。本專(zhuān)利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是確定病人細(xì)胞內(nèi)容積ICV。該方法的步驟是先確定病人細(xì)胞內(nèi)電阻Rmix，然后利用Rmix通過(guò)考慮第一種組織細(xì)胞對(duì)細(xì)胞內(nèi)容積ICV的電阻Rmix的貢獻(xiàn)不同于第二種組織細(xì)胞從而導(dǎo)出細(xì)胞內(nèi)容積ICV。就像細(xì)胞內(nèi)容積ICV一樣，可以考慮整個(gè)ICV空間或像ICW空間那樣一個(gè)份額或一個(gè)直接同這些量相連系的參數(shù)。本專(zhuān)利技術(shù)是基于對(duì)如下事實(shí)的觀察，對(duì)Hanai模型已進(jìn)行的小改動(dòng)導(dǎo)致所關(guān)注的組織物理特性，特別是對(duì)凈瘦組織和脂肪組織物理特性的表示得到明顯改善。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的理念，這些改動(dòng)特別關(guān)系到細(xì)胞內(nèi)容積。提供一種裝置用于非侵入性，準(zhǔn)確而易于使用體區(qū)間評(píng)估也是本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)目標(biāo)。因此本專(zhuān)利技術(shù)也涉及用于完成本專(zhuān)利技術(shù)的方法的裝置，該裝置包括測(cè)量單元和評(píng)估單元，其中測(cè)量單元包括生物阻抗裝置用于確定病人細(xì)胞內(nèi)容積ICV的電阻Rmix，而評(píng)估單元?jiǎng)t利用Rmix通過(guò)考慮第一種組織細(xì)胞同第二種組織相比對(duì)細(xì)胞內(nèi)容積ICV的電阻Rmix的貢獻(xiàn)不同導(dǎo)出細(xì)胞內(nèi)容積ICV。在一種優(yōu)先實(shí)施方案中，評(píng)估單元是一微處理器單元，該微處理器單元本身包括一微處理器程序存儲(chǔ)單元，其中在微處理器程序存儲(chǔ)單元內(nèi)存儲(chǔ)的程序利用Rmix通過(guò)考慮第一種組織細(xì)胞同第二種組織細(xì)胞相比對(duì)細(xì)胞內(nèi)容積ICV的電阻Rmix的貢獻(xiàn)不同從而導(dǎo)出該細(xì)胞內(nèi)容積ICV。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品同樣構(gòu)成本專(zhuān)利技術(shù)的一部分，該程序產(chǎn)品包括位于符合本專(zhuān)利技術(shù)的一裝置內(nèi)的存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)程序用于完成本專(zhuān)利技術(shù)的方法，而評(píng)估單元?jiǎng)t包括一微處理器存儲(chǔ)單元。本專(zhuān)利技術(shù)的其它各種實(shí)施方案獨(dú)立權(quán)利要求的從屬權(quán)利要求的主題。為進(jìn)一步理解本專(zhuān)利技術(shù)，將參照附圖對(duì)一種非限制性實(shí)例加以闡述，其中附圖說(shuō)明圖1所示為表示不適水合質(zhì)量MEX，凈瘦組織質(zhì)量MLT和脂肪組織質(zhì)量MAT的三個(gè)體區(qū)間的示意圖，圖2為凈瘦和脂肪組織細(xì)胞及它們對(duì)電阻率ρ的影響的示意圖，圖3a為根據(jù)Hanai模型的等效阻抗部位，圖3b為根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的等效阻抗部位示意圖，圖4所示為細(xì)胞內(nèi)混合電阻率ρmix的脂肪和凈瘦組織的質(zhì)量MAT和MLT之比的一個(gè)實(shí)例，圖5為根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)用于評(píng)估病人身體組分的裝置的一種實(shí)施方案的示意圖，圖6a所示為用于全身生物阻抗測(cè)量的生物阻抗電極布局圖，圖6b所示為用于分區(qū)體生物阻抗測(cè)量的生物阻抗電極布局圖，圖7所示為利用本專(zhuān)利技術(shù)的方法導(dǎo)出各種體區(qū)間質(zhì)量的一種迭代方法的圖形表示、和圖8為在一種實(shí)例性實(shí)施方案中為計(jì)算體質(zhì)量組分所要求的各類(lèi)參數(shù)的實(shí)例數(shù)值的一覽表。如圖1所示，人體可以分為三個(gè)區(qū)間過(guò)剩體液或不適水合區(qū)間，其質(zhì)量為MEX，凈瘦組織區(qū)間，其質(zhì)量為MLT以及脂肪組織區(qū)間，其質(zhì)量為MAT。對(duì)所示三個(gè)區(qū)間，其細(xì)胞外水(ECW)和細(xì)胞內(nèi)水(ICW)同其它成分(礦物質(zhì)，蛋白，脂質(zhì)等)一起示于圖1。過(guò)剩體液MEX，主要聚積在ECV空間，是病人不適水合狀態(tài)的一種指征。在健康體內(nèi)MEX應(yīng)當(dāng)消失。MEX也可以具有負(fù)值，表明在病人體內(nèi)超水合的水合狀態(tài)。在本申請(qǐng)范圍內(nèi)凈瘦和脂本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
確定病人細(xì)胞內(nèi)容積ＩＣＶ的方法，所述方法包括以下步驟：確定該病人細(xì)胞內(nèi)電阻值Ｒ↓［ｍｉｘ］，通過(guò)考慮第一類(lèi)組織細(xì)胞對(duì)細(xì)胞內(nèi)容積ＩＣＶ的電阻Ｒ↓［ｍｉｘ］的貢獻(xiàn)不同于第二類(lèi)組織細(xì)胞而利用Ｒ↓［ｍｉｘ］導(dǎo)出細(xì)胞內(nèi)容積ＩＣＶ。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：P查姆尼，P瓦貝爾，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：弗雷森紐斯醫(yī)療護(hù)理德國(guó)有限責(zé)任公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：DE[德國(guó)]