基于小型電極的阻抗血流測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、阻抗血流圖(impedance rheogram)又稱電阻抗容積描記(electrical impedance plethysmography)。它借助置于人體體表的電極系統(tǒng)向檢測對象送入一微小的交流電流或電壓，檢測相應(yīng)的電阻抗及其變化情況,獲取相關(guān)的生理和病理信息，結(jié)合同時(shí)記錄的心電、心音等信號，可以較客觀地反映心、肺、肝、腦、肢體及腎等器官的血流動(dòng)力學(xué)變化。其最大的優(yōu)點(diǎn)是利用生物阻抗所攜帶的豐富信息，進(jìn)行人體組織與器官的無損傷的功能

2、評價(jià)。該技術(shù)方法具有無創(chuàng)、安全、無毒無害、操作簡單、費(fèi)用低廉和信息豐富等特點(diǎn)，醫(yī)生和病人易于接受，具有廣泛的應(yīng)用前景。 但是現(xiàn)有的阻抗血流圖技術(shù)一般都只強(qiáng)調(diào)阻抗血流的搏動(dòng)分量，對于反映體液變化以及肌肉、微細(xì)血管等其它組織在內(nèi)的非搏動(dòng)性的直流分量卻沒有引起足夠的重視。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下引起局部區(qū)域動(dòng)脈血管的搏動(dòng)分量發(fā)生變化，同時(shí)體液的分布以及肌肉、微細(xì)血管等其它組織的非搏動(dòng)性血容也會隨之變化，后者就表現(xiàn)為局部區(qū)域阻抗血流的非搏動(dòng)性的直流分

3、量的變化。研究表明，多數(shù)人在靜息狀態(tài)下的血流參數(shù)雖屬正常，但在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下卻表現(xiàn)出明顯的異常變化和差別。1976年Balasubramanian等就利用運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下的基礎(chǔ)阻抗變化作為鑒別真性與假性心肌缺血的指標(biāo)。同時(shí)由于血流信息和心電、呼吸信號相比較而言極其微弱，因而易受其它信號（如心電信號，呼吸波）的干擾，處理比較困難。為了提高信躁比，檢測有效信號，通常采用大面積測量方法，這樣測量部位就受到一定的限制。本文針對以上幾點(diǎn)缺陷，設(shè)計(jì)了一種小型

4、的能夠測量手腕、頸、腦等多部位動(dòng)脈阻抗血流的傳感器，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該傳感器具有靈敏度高、噪聲小，抗干擾能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合阻抗血流測量系統(tǒng)測量人體手腕、頸、腦等多部位的局部血流的搏動(dòng)分量和非搏動(dòng)分量，得到反映該區(qū)域的搏動(dòng)性供血以及反映體液變化和肌肉、微細(xì)血管等其它組織的非搏動(dòng)性阻抗血流信息，評價(jià)局部血液循環(huán)狀況。 本文探討的基于一體化小型電極的人體多部位阻抗血流測量系統(tǒng)，由于改進(jìn)了電極設(shè)計(jì)，采用了微弱信號檢測技術(shù)相敏檢波

5、(PSD)，因而能夠適應(yīng)人體不同部位的阻抗血流檢測。利用本阻抗血流測量系統(tǒng)測量不同受試者手腕橈動(dòng)脈、頸動(dòng)脈、前額等部位的阻抗血流，實(shí)驗(yàn)過程中同時(shí)提取反映局部區(qū)域動(dòng)脈血管的搏動(dòng)分量和包括體液變化以及肌肉、微細(xì)血管等其它組織非搏動(dòng)性血容變化在內(nèi)的直流分量，證明本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確提取人體多部位的阻抗血流。袖帶阻斷上臂肱動(dòng)脈缺血狀態(tài)下，血流量銳減，導(dǎo)致了波形的上升時(shí)間和下降時(shí)間明顯增加。直流分量在靜息和阻斷缺血狀態(tài)下的幅度變化約為100mv(7.3

6、﹪)。阻斷缺血后，由于血液循環(huán)受阻，局部血容急速下降，同時(shí)微細(xì)血管的阻力[8]增加，從而導(dǎo)致了阻抗血流搏動(dòng)性供血急劇下降和非搏動(dòng)性的直流分量的增加,因此局部區(qū)域阻抗血流圖反映了局部組織供血情況。通過對該曲線分析，能得到直接反映該局部區(qū)域搏動(dòng)性供血以及反映體液變化和肌肉、微細(xì)血管等其它組織的非搏動(dòng)性血容的直流分量，并以此判斷是否有局部供血異常。同時(shí)我們將該系統(tǒng)應(yīng)用于不同狀態(tài)下的腦阻抗血流測量，并對測量的信號進(jìn)行分析，得到了和其他研究者一致