专利名称：用于生物电阻抗分析及监测的设备和方法
技术领域：
本发明涉及患者身 体生物阻抗特性的非侵入性分析，和/或监测。
背景技术：
生物阻抗分析涉及到生物体对外加应用电流响应的测量。可以记录的生物阻抗參数如电阻、电抗、相角，其以确定血流量及体组成(例如，水和脂肪含量)为目的。尽管如此，存在积累的身体证据，至少生物阻抗分析的相角參数在身体成分測定，作为一般健康状况的的指标和有希望的预测工具已超出其一般使用的阶段。相角通常认为，例如是细胞膜完整性和流体在细胞水平的细胞内外空间分布的指标。正在进行的研究表明，相角也可反映其它生物属性。任何文献、法条、材料、设备、物品或类似的讨论，其中已列入本说明书中，不应允许任意或全部这些物质形成现有技术基础的部分，或在本领域中对于本发明是一般常识，当其存在于本申请每项权利要求优先权日之前吋。在整个说明书中，单词“包括”，或其变化“一般包括”或“正包括”，理解为暗示含有声明的元件、整体或步骤，或元件、整体或步骤的组，但不是排除其它元件、整体或步骤，或元件、整体或步骤的组。
发明内容
根据第一方面，本发明提供了ー种在身体内确定生物阻抗的方法，所述方法包括将ー个或多个电流注入电极连接到身体第一位的手或脚；和将电流返回电极连接到身体第二位的手或脚，或连接到与身体第二位的手或脚直接相连的胳膊或腿；其中一个或多个电流注入电极和/或电流返回电极连接到一个或多个穴位；在身体间隔分开的位置连接第一和第二个电压感应电极；在电流注入电极和电流返回电极的至少其中之一之间应用电信号；用电压感应电极，测量横跨在电流注入电极和电流返回电极之间至少部分身体电信号的电压降；和利用电压降测量确定至少部分身体的生物阻杭。根据第二方面，本发明提供了用于确定身体内生物阻抗的设备，所述设备包括驱动电路包括设置为连接到身体第一位的手或脚的一个或多个电流注入电极；和电流返回电极，设置为连接到身体的第二位的手或脚，或连接到与身体第二位的手或脚直接相连的胳膊或腿，其中一个或多个电流注入电极和/或电流返回电极设置为连接到ー个或多个穴位；和感应电路包括设置为连接到身体的第一电压感应电极和设置在间隔分离于第一电压感应电极位置，连接到身体的第二电压感应电扱；
设置为测量的感应电路的电压感应电极，取决于在电流注入电极和电流返回电极的至少其中之一之间的电信号，横跨在电流注入电极和电流返回电极相连位置之间至少部分身体电信号的电压降的应用。第二方面的设备可进ー步包括处理器，设置为利用电压降測量以确定至少部分身体的生物阻抗。
在第一和第二方面，通过将ー个或多个电流注入电极和/或电流返回电极连接到ー个或多个穴位，已经发现电流可以传输跨越ー个或多个优先电通路如身体的经络定义电通路。因此，生物阻抗可以沿至少部分身体的经络定义通路被确定。在简单方法中，生物阻抗(Z)可利用欧姆定律确定，Z = E/I，其中E是电压降，I是横跨电极的应用电流。在本说明书中，连接到身体的电极涉及可释放地将部分电极接触身体，如身体皮肤。所述电极可直接接触身体，或其可接触传导元件，如箔片或盘片，固定在身体上。同时电极与身体或其它传导元件接触，可采用压カ以保持接触。所述压カ可为临床医师或患者施加的压力，例如通过患者紧握或固定或停留在电极上。另外或可选地，可使用的紧固手段如皮带、带、皮革带、胶粘剂或带子。另外，在本说明书中，术语电流注入电极和电流返回电极用于区别不同的驱动电极，其在身体的不同部位对身体施加电流。然而实际上，通过使用AC电流，电流注入电极和电流返回电极基本上不可区分，根据电功和/或其它特征。所述ー个或多个电流注入电极可在第一位的手或脚的各自生物活性点连接。生物活性点的至少ー个子集，包括穴位。为简单起见，在随后的描述和权利要求中，更广泛认同的术语“穴位”，用来指生物活性点，和可能包括由世卫组织(1991)定义的点，和包括经典和额外的点。例如，电流注入电极可能连接在第一位的手或脚的一个或多个“井穴”或“原穴”。如果返回电极连接到胳膊或腿，优选是其分别连接胳膊或腿的肘或膝盖的远端位置。优选地，至少ー个或多个电流注入电极连接到ー个或多个穴位。电流返回电极可连接到胳膊或腿的穴位、指甲或其它区域(皮肤区域、地帯和/或点等)。但是，可优选地，所述电流返回电极不连接到穴位。如果返回电极连接到穴位(和环绕穴位的非主要皮肤)，返回电极的皮肤接触表面可能需要相对较小，如，少于直径15毫米或小于直径10毫米，或少于200平方毫米或少于100平方毫米，意味着在与寄生电容相关的生物阻抗测量中，可能会导致高电流返回电极阻抗和错误。因此，可优选不将返回电极连接到穴位，以使可能有较大的皮肤接触面，減少这些负效应。虽然如此，可认为活性电极可用于克服高电极阻抗问题，电极可以有靠近电极的小或单级倍増。如上所述，电流注入和/或返回电极在手和脚的穴位连接点为井穴或原穴。术语“井穴”指的是解剖学上明确定义的穴位(也称作Tsing，Sei，和井点)，列于下述表I中。类似地，术语“原穴”指的是解剖学上明确定义的穴位(也称作原点)，列于下述表2中。井穴和原穴是在皮肤上的点，已报告比周围皮肤或指甲具有较高的电导率，并排列成直线称之为“经络”。井点位于每个12条双边规则经脉的末端。
LU 11 肺11 {少商高于拇指指甲径向基约2 mm LI I 大肠商-高于食指指甲径向基约2 mm
PC 9心包膜9 [中确-第三指甲径向基之后约2 mm
TE I三焦I [关が]-第四指甲尺骨基之上约2 mm HT 9心脏9、少}fp\ -第五指甲径向基之后约2 mm _
SI I小肠I [少泽I -第五指甲尺骨基之后约2 nun _
SP I脾I [磨ぬ]-第一址甲中间基之后约2mm
LR I肝脏I [ズ歲I -第一址甲横向基之后约2 mm
ST 45胃45 [务_克]-第二址甲横向基之后约2 mm
GB 44胆囊44 \_足穷吼-第四耻甲横向基之后约2 mm
KI la*肾la-第五耻甲中间基之后约2 mm
BL67膀I光67 [至湖-第五址甲横向基之后约2 mm
KIl肾I [涌熟-在第二和第三趾之间，从前部脚底线到后部脚底线的1/3处
*虽然这个穴位不是传统意义上的井穴，然而考虑其与KU、肾经井穴紧密相連，为简明起见，在本说明书中引用为井穴表I-井穴的详细解剖穴位置表I数据来自于建议标准国际针灸命名Report of a WHO ScientificGroup, WHO Headquarters in Geneva,1991 Illustration of Acupoints，，by HarutoKinoshita, Ido-No-Nippon-Sha, Tokyo, Japan,1976 ；and “Essentials of ChineseAcupuncture，，Foreign Languages Press, Beijing, China,1980。
LU 9~ 肺9[太渊]-在腕部手掌侧皮肤褶皱的桡动脉上 Tfl 大肠4 [合谷]-手背面，第一和第二掌骨之间
~PCl 心包膜7[大陵]-腕部掌面，桡侧屈腕肌腱和掌长肌之间的皮肤褶皱上 ~~rel 三焦4[阳池]-小指手指伸肌腱和伸肌之间，腕部背面皮肤褶皱上
权利要求
1.一种确定身体内生物阻抗的方法，所述方法包括 连接一个或多个电流注入电极到身体第一位的手或脚；和 连接电流返回电极到身体第二位的手或脚，或连接到与身体第二位的手或脚直接相连的胳膊或腿； 其中一个或多个电流注入电极和/或电流返回电极连接到一个或多个穴位； 在身体的间隔分开位置连接第一和第二个电压感应电极； 在电流注入电极和电流返回电极的至少其中之一之间应用电信号； 用电压感应电极，测量横跨在电流注入电极和电流返回电极之间至少部分身体电信号的电压降；和 利用电压降测量确定至少部分身体的生物阻抗。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述多个电流注入电极其中之一连接到一个或多个穴位。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述电流返回电极不连接到穴位。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述电流返回电极分别连接在胳膊或腿远离肘或膝盖的位置。
5.根据前述权利要求任一所述的方法，其中所述一个或多个穴位是井穴。
6.根据前述权利要求任一所述的方法，其中所述一个或多个穴位是原穴。
7.根据前述权利要求任一所述的方法，其中所述穴位包括下述穴位的任意一个或多个LU11 ；LI I ；PC 9 ；TE I ；HT 9 ；SI I ；SP I ；LR I ；ST 45 ；GB 44 ；KI la ；BL67 和 KI I。
8.根据前述权利要求任一所述的方法，其中确定所述生物阻抗包括确定相角。
9.根据前述权利要求任一所述的方法，其中所述第一位的手或脚与第二位的手或脚在身体同侧。
10.根据前述权利要求任一所述的方法，包括将所述第一电压感应电极连接到第一位的手或脚，或连接到与第一位的手或脚直接相连的胳膊或腿，和将所述第二电压感应电极连接到第二位的手或脚，或连接到与第二位的手或脚直接相连的胳膊或腿。
11.根据权利要求9所述的方法，包括连接第一电压感应电极到身体第三位的手或脚，或连接到与第三位的手或脚直接相连的胳膊或腿，其中所述第一位的手或脚与第一位和第二位的手或脚是对位的。
12.根据权利要求11所述的方法，包括连接第二电压感应电极到身体第四位的手或脚，或连接到与第四位的手或脚直接相连的胳膊或腿，其中所述第四位的手或脚与第三位的手或脚在身体同侧，与第一位和第二位的手或脚是对侧的。
13.根据前述权利要求任一所述的方法，包括顺次连接第一的所述一个或多个电流注入电极到多个穴位，和，当所述第一电流注入电极连接到每个穴位 在所述第一电流注入电极和所述电流返回电极之间应用电信号； 利用电压感应电极，测量第一电流注入电极和电流返回电极之间至少横跨部分身体的电信号的电压降；和 利用电压降测量确定至少部分身体的生物阻抗。
14.根据权利要求13所述的方法，其中第一电流注入电极的形式为电子探针形式。
15.根据权利要求I到12任一所述的方法，包括连接多个电流注入电极到身体第一位的手或脚的不同穴位，继续地，对于每个电流注入电极 在所述电流注入电极和电流返回电极之间应用电信号； 利用电压感应电极，测量电流注入电极和电流返回电极之间至少横跨部分身体的电信号的电压降；和 利用电压降测量确定至少部分身体的生物阻抗。
16.根据权利要求13到15任一所述的方法，包括确定横跨多个经络定义整个身体部分的生物阻抗。
17.根据前述权利要求任一所述的方法，包括确定横跨多个经络定义身体片段的生物阻抗。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述多个经络定义身体片段包括腿、躯干和/或胳膊。
19.根据前述权利要求任一所述的方法，其中所述连接到一个或多个穴位上的一个或多个电极的直径或宽度在O. Imm和15mm之间。
20.根据前述权利要求任一所述的方法，其中所述连接到一个或多个穴位上的一个或多个电极的直径或宽度在2mm和IOmm之间。
21.根据前述权利要求任一所述的方法，其中所述电信号具有IkHz和IOOMHz之间的频率。
22.根据前述权利要求任一所述的方法，其中所述电信号具有20kHz和300kHz之间的频率。
23.根据权利要求I所述的方法，其中 多个电流注入电极连接到身体第一位的手的穴位； 所述电流返回电极连接到身体的第二位的脚， 多个其它电流注入电极连接到身体第二位的脚的穴位， 其它电流注入电极连接到身体第一位的手； 所述第一电压感应电极连接到身体第一位的手的腕；和 所述第二电压感应电极连接到身体第二位脚的踝。
24.一种确定体内生物阻抗的方法，所述方法包括 将第一外部电极连接到身体第一位的手或脚； 将第二外部电极连接到身体第二位的手或脚，或连接到与身体第二位的手或脚直接相连的胳膊或腿， 其中一个或多个电流注入电极和/或电流返回电极连接到一个或多个穴位； 将第一和第二内部电极连接到身体间隔分开的位置，在第一和第二外部电极的内部； 在第一和第二外部及内部电极的所有6个组合之间依次应用电信号； 测量响应于各自应用电信号的，横跨每个电极组合的电压； 利用电压数据确定每个电极组合之间的阻抗；和 利用该阻抗数据计算内部电极连接位置之间，身体核心部分的生物阻抗。
25.根据权利要求24所述的方法，其中多个电流注入电极之一连接到一个或多个穴位。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述电流返回电极没有连接到穴位。
27.用于确定体内生物阻抗的设备，所述设备包括 一个驱动电路包括 一个或多个电流注入电极设置为连接到身体第一位的手或脚；和电流返回电极设置为连接到身体第二位的手或脚，或连接到与身体第二位的手或脚直接相连的胳膊或腿，其中一个或多个电流注入电极和/或电流返回电极设置为连接到一个或多个穴位； 一个感应电路包括 设置为连接到身体的第一电压感应电极和 设置在间隔分离于第一电压感应电极位置，连接到身体的第二电压感应电极；和 一个处理器，所述处理器设置为连接电压感应电极并测量电流注入电极和电流返回电极连接位置之间至少横跨部分身体的电信号的电压降，取决于电流注入电极和电路返回电极其中之一之间电信号的应用，和利用电压降确定至少部分身体的生物阻抗。
28.根据权利要求27所述的设备，其中所述多个电流注入电极其中之一设置为连接到一个或多个穴位。
29.根据权利要求27或28所述的设备，其中所述电流返回电极分别设置为连接到胳膊或腿远离肘或膝盖的位置。
30.根据权利要求27到29任一所述的设备，其中一个或多个穴位是井穴。
31.根据权利要求27到30任一所述的设备，其中一个或多个穴位是原穴。
32.根据权利要求27到31任一所述的设备，其中所述穴位包括下述穴位的任意一个或多个LU11 ；LI I ；PC 9 ；TE I ；HT 9 ；SI I ；SP1 ；LR I ；ST 45 ；GB 44 ；KI la ；BL67 和 KI I。
33.根据权利要求27到32任一所述的设备，其中所述第一位的手或脚与第二位的手或脚在身体同侧。
34.根据权利要求27到33任一所述的设备，其中第一所述一个或多个电流注入电极设置为顺次连接到多个穴位，和 所述设备设置为，当第一电流注入电极连接到每个穴位，电信号应用在第一电流注入电极和电流返回电极之间，且所述处理器确定电流注入电极和电流返回电极连接位置之间至少横跨部分身体的电信号的电压降，和利用电压降确定至少部分身体的生物阻抗。
35.根据权利要求34所述的设备，其中所述第一电流注入电极是电子探针。
36.根据权利要求27到33任一所述的设备，包括 多个电流注入电极，每个所述电流注入电极设置为连接到身体第一位的手或脚的不同穴位， 其中所述设备设置为，当电流注入电极连接到不同穴位，电信号依次应用在每个电流注入电极和电流返回电极之间，和涉及每个电流信号，且所述处理器确定各自的电流注入电极和电流返回电极连接位置之间至少横跨部分身体的电信号的电压降，和利用电压降确定至少部分身体的生物阻抗。
37.根据权利要求35到37任一所述的设备，其中所述处理器设置为确定横跨多个经络定义整个身体部分的生物阻抗。
38.根据权利要求27到37任一所述的设备，其中所述处理器设置为确定横跨多个经络定义身体片段的生物阻抗。
39.根据权利要求38所述的设备，其中所述多个经络定义身体片段包括腿、躯干和/或胳膊。
40.根据权利要求27到39所述的设备，其中所述连接到一个或多个穴位上的一个或多个电极的直径或宽度在0. Imm和15mm之间。
41.根据权利要求27到40所述的设备，其中所述ー个或多个连接到一个或多个穴位上的电极的直径或宽度在2mm和IOmm之间。
42.根据权利要求27到41所述的设备，其中所述电信号具有IkHz和IOOMHz之间的频率。
43.根据权利要求27到42所述的设备，其中所述电信号具有20kHz和300kHz之间的频率。
44.根据权利要求I所述的设备，包括 连接到身体第一位手的穴位的多个电流注入电极； 其中所述电流返回电极设置为连接到身体第二位的脚，所述第一电压感应电极设置为连接到身体第一位手的腕；和所述第二电压感应电极设置为连接到身体第二位脚的踝，所述设备进ー步包括 连接到身体第二位脚的穴位上的多个其它电流注入电极，和 连接到身体第一位手的其它电流注入电极。
45.根据权利要求44所述的设备，其中所述连接到身体第一位手的电极包含于手套设备中。
46.根据权利要求44或45所述的设备，其中所述连接到身体第二位手的电极包含于短袜设备中。
47.用于确定体内生物阻抗的设备，所述设备包括 连接到身体第一位的手或脚的第一外部电极； 连接到身体第二位手或脚的第二外部电极，或直接连接到身体第二位的手或脚的胳膊或腿，其中所述ー个或多个电流注入电极和/或电流返回电极设置为连接到ー个或多个穴位； 第一和第二内部电极设置为连接到身体间隔分离的位置，在第一和第二外部电极的内部；和 生物阻抗测量设备，设置为测量，响应于依次横跨第一和第二外部及内部电极的所有6个组合的应用电信号，横跨每个电极组合的电压和设置为利用电压数据确定每个电极组合之间的阻抗，并计算内部电极连接位置之间，身体核心部分的生物阻抗。
48.根据权利要求47所述的设备，其中多个电流注入电极其中之ー设置为连接ー个或多个穴位。
全文摘要
公开了用于确定生物阻抗的方法和设备。一种或多种电流注入电极(1a)连接到身体第一位的手或脚；和电流返回电极(1b)连接到身体第二位的手或脚。所述一个或多个电流注入电极和/或电流返回电极连接到身体的一个或多个穴位。第一和第二电压感应电极(2a，2b)连接在身体的间隔分开位置。能确定横跨经络定义整个身体部分和身体的经络定义片段的生物阻抗。
文档编号A61N1/08GK102655806SQ201080056731
公开日2012年9月5日 申请日期2010年12月21日 优先权日2009年12月24日
发明者托马斯 史密斯·沃伦 申请人:萨马达帕锡菲卡有限公司