基于离子感应原理的在体液量测定方法及在体液量测量仪的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物医学领域，尤其涉及人体在体液量的测量。
【背景技术】
[0002] 机体含有大量的水分，这些水和溶解在水里的各种物质总称为体液，许多内分泌 细胞所分泌的各种激素，就是借体液循环的通路对机体的功能进行调节的。
[0003] 体液调节主要作用是维持内环境稳态，内环境的稳态是细胞维持正常生理功能的 必要条件，也是机体维持正常生命活动的必要条件，内环境稳态失衡可导致疾病，因此对生 物在体液量的测量具有重要意义。
[0004] 现今用于生物在体液量测量的方案有很多，但基本都采用外科手术法:包括体液 流出、组织穿刺、传感器植入。其中，体液流出的方法最为原始，但对使用者创伤大，测量结 果常常容易受到管道阻塞和组织液淤积等各种问题的影响;对组织进行穿刺器械简单，但 只能针对上皮组织，对于机体较深处的肌组织及结缔组织等在体液量的测量无法或很难实 施，且穿刺的实施对医务人员手术的准确性和技巧性要求较高，术后又存在诸多并发症;传 感器植入是一种同本发明一样做到实时测量的方案，需要将传感器在被检者的皮肤中留 置，与该被检者的体液导通，但此方案植入和取出过程手术复杂，且一直埋入的电学器件和 其线缆或电波对使用者健康影响较大。综上，这些有创检测是目前应用较多的方法，但这些 方法不可避免地给使用者带来了更多的肢体痛苦和使用上的不便。
[0005] 可见，近几年来国内外对生物在体液量的检测方法也多有研究，但现今这些都只 是针对有创检测的方案，能够在临床上高效准确地应用于专门测量在体液量的无创仪器尚 不多见。
[0006] 基于离子感应原理，通过感应电场与测量极化电荷的方法，无需依赖分析即可得 到跟生物液体总量或含量有直接相关关系的离子参数测量结果，分析空间极化效率，进而 推断出液量;并通过生物体固体组织与细胞外液或贮液的介电特性差异进行分离与识别。 且不会出现诸如肌肉横向和纵向导电性上的差别，而着重突出细胞外液与液体离子成分的 介电参数，尤其关注在低频范围内，在该范围内液态成分具有介电常数稳定这一特殊性质 可用于组分分离。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有测量体液量方案的局限和不足，本发明抛弃传统的电阻抗通电电流 测量方式，提出了一种便捷、准确的体液量测量方法以及及其生物电场测量设备，可适用于 非接触式测定不同物体内外液量测定与成分特异识别的应用，包括人体不同部位处体内及 体外液体或流量的测量，机械和地质结构等的含液量IC液量的测定。
[0008] -种在无创式体液量测定方法，包括以下实施步骤：
[0009] 1、在使用者体外，非接触式固定一种生物在体液量测量设备；
[0010] 2、测量设备内置信号接收传感器接收经生物传导过来的电荷离子信号，转为电信 号传输给处理核心MQJ;
[0011] 3、由处理核心M⑶将上述传感器接收的信号，利用分析检测模型进行相关处理，绘 出离子感应信号经过生物体的响应曲线，提取出使用者单纯液体的参数；
[0012] 所述的检测模型是：一、电荷离子分区排列分析模型，通过不同频点的数据，分析 建立一个组织成分识别与分离模型，去除其他组织中电荷离子对即时电荷离子总量的贡 献，去除离子即时值测量结果与实际液体含量的系统误差。二、多频点拟合分离模型，结合 组织的衰减曲线函数关系的拟合，提取出非体液组织部分的指数或多项式等拟合函数系 数，对随频率变化的组织系数，结合多频点先验函数进行拟合，并将其消减，线性地排除固 体组织(肌肉、脂肪等)随频率变化的模型估计数据，收敛到稳定值，得到单纯液体的参数。
[0013] 4、再通过生物的液体参数和在各种体液量的--对应关系，得出生物在体液量的 测量数据。
[0014] 5、在上位机液晶显示屏的软件界面或移动客户端上显示出使用者此时在体液量 的各项测量参数。
[0015] 一种用于上述方法的在体液量测量仪，它由探测传感器、通信电路、处理核心M⑶、 供电模块构成。其中，
[0016] 1、探测传感器，其通过感应电场与测量极化电荷的方法，可准确得出生物各项在 体液量参数。
[0017] 2、通信电路，其将所述的感测数据和计算结果可灵活地通过多种方式传输至移动 端、远端服务器等完成远程分析和储存环节。
[0018] 3、处理核心MCU，其接收所述感测数据，进行进一步的高性能分析和识别。依据相 关处理结果，在移动端进行显示或报警，并进行实时记录和分析。
[0019] 4、供电电池，其用于提供各个环节工作所需的电能和电压，尤其是以挂载电池的 方式提供独立电源，并通过电池充电与更换进行补充。
[0020] 上述在体液量测量仪还可包括网络模块，通过网络模块无线通信，将数据上传至 具有提醒和待机功能的远程或近程联网设备。
[0021] 本发明的工作原理是，基于针对离子感应原理的分析方法、利用介电特性的多频 测量识别方法。具体来说，可以认为离子产生电场依次穿越组织和体液，形成模型不同离子 分区之间的串联模型。通过不同频点的数据，分析建立一个组织成分识别与分离模型，去除 其他组织对即时总电荷离子的贡献，去除电荷离子即时值测量结果与实际液体含量的系统 误差，不会因个体特异性存在过大的基准偏置，对液体含量的变化也更敏感，使得预警也更 准确。对生物体进行检测时，利用纯水与细胞外液在IOHz-I OOMHz频率范围内介电常数的稳 定不变而生物固体组织离子数量随频率敏感变化的生物特性。采用多频点测量方法通过代 入经验函数计算各自的百分比/含量，去除非液体组织干扰提高液体测量的精度和即时性。 结合组织的衰减曲线函数关系的拟合，提取出非体液组织部分的指数或多项式等拟合函 数系数，对随频率变化的组织系数，结合多频点先验函数进行拟合，并将其消减，线性地排 除固体组织(肌肉、脂肪等)随频率变化的模型估计数据，收敛到稳定值，得到单纯液体的参 数。从而特异性地提取(去除固体组织后的）人体内部液体与体外液体的离子特性参数，并 以此作为自动校正的基线，得到适用于人体并满足个性化差异的测量结果，同时无需等待 和记录液体变动情况便可直接得出当前的液体含量，使得整个测量结果稳健而准确。同时 整个测量过程无需进行预先的数据初始化与人工校正。但如遇液体分布复杂或液固混合成 分复杂的情况，也可部分地采用该测定算法，不使用多频点自校准设计，只通过静态或单频 乃至多频点的个体数据进行离子分区排列模型的校正训练与数据统计。最终得出准确的在 体液量的测量值。
[0022] 本发明的积极效果在于：
[0023] 1.本方法能够实时、快速的测量，无需等待和记录液体变动情况便可直接得出当 前的液体含量，使得整个测量结果稳健而准确。不会给人造成附加影响，从而实时监控状况 和掌握变化。
[0024] 2.本方法的测量方式便捷、无创，使用测量仪器测量过程中无需任何手术和场地， 还可以装在如救护车和私人轿车等狭小空间以备急用，用户则可以自己在家发现问题和采 取应急措施。
[0025] 3.本方法的使用过程安全、简单，测量仪器的工作只需要普通的低压直流电源或 者锂电池，可以随处安放而不必担心工作环境维护和用电安全等问题。
[0026] 4.本方法专用于体液量的精确测量，测量对象专一，并采用上述特殊算法与模型 与结构良好地实现了对噪声干扰、生理波动和测量误差的消除，得出清晰稳定的在体液量 参数。
[0027] 5.本方法以低成本的方式实现了体液量测量的功能，测量仪器的硬件采用常用的 器件和制版，具有工艺简单、材料易购等的特点，便于进行量产，且能保证产品性能。
[0028] 6.本方法构成一个信息化系统，数字化采集、数字化管理，计算过程快速而准确， 系统可编程可更改，适用范围广、便于参数修正，测量结果可以作为数据存储在存储器或服 务器中，作为以后的临床记录和诊断凭据保留在数据库。
[0029] 7.本方法可长期记录个体的在体液量信息与数据，记录于后台数据库中，通过数 据分析，可以统计出使用者的具体相关在体液量参数，并实现实时显示于前台数字化设备 上供使用者进行参考查看等功能。
[0030] 8.本方法实现了自动化技术，其测量工作过程基本脱离人为因素和手术环节的影 响，避免了由于人为失误和人员素质问题所造成的错误诊断及其不良影响。
【附图说明】
[0031] 图1.材料/空气间隔厚度增加对离子感应信号的衰减；
[0032] 图2.不同频率下各固体组织与血液的测量分数；
[0033]图3.等量注水量与测得注水量的相关关系；
[0034] 图4.在体液量测量设备组成示意图。
[0035] 下面结合附图对本发明进一步说明。
【具体实施方式】
[0036] -种非接触式体液量测定方法，包括以下实现步骤：
[0037] 1、建立电荷离子分区排列分析模型。
[0038] 可以认为离子产生电场依次穿越组织和体液，形成不同离子分区的串联模型。相 应的可以写成公式：
[0040] 基于此原理分析，与待测液体和介电常数较高的人体组织之间，不能存在太多介 电常数过小的材料或者空气间隙，否则通过分区的串联，会因为小介电常数的介质存在而 降低整体的离子值总量与灵敏度。而实际的实验中，根据采用将材料或空气间隙逐距增厚 的实验中出现的现象，也证明了这一模型的合理性:因为随着无机间隔材料的逐层增加，测 得体表的感应离子值呈现非线性降低并快速低于可测得下限。如图1所示。
[0041] 其中，因为材料/距离的增加粒度难以达到很细致的程度，所以在某些中间距离可 以看到拐点而下降至邻近检测能力下限时的数值连线更是出现异常变化。但整个测量数据 呈现的非线性快速下降趋势还是可以从中看出。
[0042] 从另一方面，从上式分析，液体的总量，与总的感应离子值并无直接对应或换算关 系，除非得知所有。但为了获得更多的"样本"信息获得更多的值，但当考虑从时域的积累变 化获得额外信息时，从下式，
[0044] 可以发现:虽然液体体内含量或体外渗透排泄量的变化是感应离子值在不