心衰病人生理信号多尺度分析和水肿测量的研究文献综述

 2022-11-03 22:25:23

文献综述(或调研报告):

经过对文献的查阅,现从阻抗测量水肿、心率变异性分析和血压分析三方面进行总结。

一、生物阻抗测量水肿方面

1、心力衰竭发生水肿的原因

水肿,俗称为浮肿,是由于人体的组织间隙或者体腔中积聚过多的液体而形成的,其通常是由于多种其他疾病导致的,是相关疾病的病理过程[1]。心力衰竭发生液体潴留的原因极为复杂,主要是心力衰竭时心脏收缩力减弱,心排血量不足,使器官和组织动脉血流灌注减少,以及心室舒张末期容量增大压力增高,使器官和组织静脉血流淤滞所致。心排血量下降使肾血流量减少,导致钠和水的潴留,随着钠和水的潴留,血容量大增,加重此时器官和组织静脉淤血,静脉压增高,毛细血管静水压增高,血液的水分渗入组织间隙,临床上就出现水肿[2]

2、水肿检测现状

针对心力衰竭病人,目前临床上常采用检测体质量,通过短时间内的体质量变化来判断液体潴留情况[3]。此外还有一些常见的对水肿的诊断方法,方法因水肿部位而异。如采用CT等图像技术对脑部水肿的检测[3],采用X射线透视或者水分测量来对肺部水肿的检测,下肢水肿检测方法有通过MRI进行下肢水肿的检测;根据水肿导致体积变大的特征,采用测量腿部的周长或者体积来进行判断。上述方法或价格昂贵,或精确度较差。近些年,无创的生物阻抗方法因其无痛、无创伤、无辐射、风险小、成本低、便于操作且具有丰富的信息量独特的优势逐渐被用于水肿的诊断。

3、生物阻抗技术研究现状

生物电阻抗测量方法与技术起源于18世纪,意大利神经生理学家伽法尼(L.Galvani) 在 1780年通过对肌肉进行电刺激引起了肌肉收缩证实了生物组织中具有生物电。德国科学家 Hermann于 1871 年成功实现了骨骼肌电阻值的测量。Sapegno等人在 1930 年通过交流电桥的方法得到了生物组织的电容值[4]。美国加州大学的 Cole KS 教授于1928年提出了利用复平面上一段圆弧轨迹来表示生物组织的电阻抗这一理论[5]。随后 Cole KS 教授与 Cole RH 教授进行了合作,创造性的提出生物组织的可由 R-C 三元件电路模型进行等效,并将阻抗-圆弧理论发展为Cole-Cole 理论。通过 Cole-Cole 理论我们可以将生物组织等效为由细胞内液电阻、外液电阻以及细胞膜电容三个元件通过串并联组成的模型[6]

生物阻抗的测量方法越来越多样化,除了最原始的双电极测量法外,如今还出现了很多其他方法,如电桥测量法、双电极、四电极法等方法。这些方法均通过向人体注入单频或多频安全电流,并根据测量电极之间的电位差来计算人体的生物阻抗。再注入电流的频率选择方面,单频的测量以50kHz为主,多频的测量频率在5kHz到1MHz之间。其中,双电极测量方法中同一对电极同时扮演着电流刺激电极和电压测量电极的角色,双电极的特点是简单易操作,但是也存在着一定的弊端。测量出来的阻抗值为电极、电极-皮肤、组织三部分的阻抗和,并非实际的生物阻抗值,精度较低;四电极测量方法使用两对电极进行生物阻抗的测量,其中一对电极负责刺激电流的注入,另外一对电极用来测量区域组织的电位差。测量的电压就是组织的实际电压,避免了双电极测量的问题。但仍受生物组织各项异性的影响;多电极方法可以免受生物组织的各项异性干扰,但电路算法设计复杂,操作复杂[7]

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

发小红书推广免费获取该资料资格。点击链接进入获取推广文案即可: Ai一键组稿 | 降AI率 | 降重复率 | 论文一键排版