SE455043B - Anordning for overvakning av menniskokroppens vetskebalans genom metning av kroppens impedans - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 455 043 optimalt korrekt uppfattning om vätskemängden.

För ändringen i vätskebalansen har nedanstående allmän- na samband empiriskt kunnat fastställas på basis av ett stort antal försöksserier.

Z1 _ ZZ ¿>V = k S log 21. ' Zz. 1 1 där A.V = vätskeviktändring k = en proportionalitetskonstant S = kroppsyta, baserad på patientens vikt och längd Z1 och ZZ = impedans vid den lägre (t.ex. 1,5 kHz) respektive den högre (t.ex. 150 kHz) vid det andra mättillfället Z1_ och Z2_ = motsvarande impedanser vid det första 1 1 marniiifaiiet (iniciaivärden).

En föredragen utföringsform av uppfinningen beskrivs nedan under hänvisning till bifogade ritning. Där visar fig. 1 ett principschema för det totala arrangemanget, fig. 2 ett blockschema för strömförsörjningsdelen och fig¿š ett blockschema för detekteringsdelen.

Enligt fig. 1 är kring patientens P vänstra handled och högra fotled bandformiga elektroder E1 respektive EZ låg- resistivt anbragta, vilka via flexibla ledningar L1 respek- tive L2 är anslutna till en konstantströmkälla. Denna är i 'det beskrivna fallet anordnad att mata elektroderna med en växelström på 100 pA av två olika högfrekvenser, 1,5 och 150 kHz. Givetvis kan mätningen även ske mellan höger hand- led och vänster fotled eller t.o.m. mellan hand och fot på samma sida. Man kan även utföra lokala mätningar över t.ex. enbart ett ben eller en arm för att studera vätskeförändríng-_ arna i ifrågavarande kroppsdel.

Pâ kort avstånd (i praktiken cirka 3 cm) från de båda elektroderna El, EZ är två ytterligare elektroder ES och E4 anbragta kring hand- respektive fotled och via flexibla led- ningar L3 respektive L4 anslutna till en detektor D. Denna är anordnad att avkänna spänningsfallet mellan hand- och fotled samt uppdela detta i dess frekvensskilda, mot kroppens impedans för ifrågavarande frekvens proportionella spän- níngskomponenter. Dessa analoga komponenter matas till en 10 15 20 25 30 35 40 z 455 043 A/D-omvandlare med sin utgång ansluten till en ingång på en mikrodator ND (t.ex. typ 280). Denna har även ingångar för - lämpligen tumhjulsmanövrerade - ínställare V och L för patientens vikt respektive längd. Datorn kommunicerar även med ett minne M för lagring av föregående mätvärden eller initialvärden. - Slutligen är mikrodatorns utgång ansluten till en registreringsenhet R, lämpligen i form av en digital indikator med visuell angivelse av vätskemängden i liter.

Indikatorn kan vid behov vara fjärrplacerad och även ingå i en tablå, som är gemensam för flera patienter.

Datorn behandlar de inmatade uppgifterna enligt den tidigare angivna empiriska formeln, i detta fall gällande för frekvenserna 1,5 och 150 kHz.

Mätningen sker snabbt och enkelt enligt följande: När de fyra elektroderna applicerats på patientens tvättade och avfettade hand- och fotleder inställs patien- tens vikt och längd, varefter en initialmätning utförs för nollställning av apparaten med ledning av sifferindikatorn.

I och med detta kommer indikatorn därefter att fortlöpande visa uppträdande vätskeändringar med en noggrannhet av cirka 0,1 l.

Fig. 2 visar ett lämpligt arrangemang för strömförsörj- ningen. Till en kristallstyrd oscillator 0 på 1,5 MHz är en första frekvensdelare F1 ansluten, som nedbringar frekvensen ett steg till 150 kHz. Genom två ytterligare frekvensdelare P2 och P3 nedbringas frekvensen till 1,5 kHz. De båda sig- nalerna på 1,5 respektive 150 kHz matas till var sitt låg- passfilter LP1 respektive LP2 för omvandling av den inkom- mande fyrkantvågen till sinusväg samt adderas i en summe- rande förstärkare SF och omvandlas till konstant ström i konstantströmkällan K. Ledningarna L1 och L2 i fig. 1) till elektroderna bör vara koaxíalkablar med skärmarna drivna till signalspänning av två spänningsföljare för att minimera kapacitiva förluster vid den högre frekvensen.

Slutligen visar fig. 3 ett lämpligt arrangemang för de- tekteringen. För bästa resultat bör högohmiga, làgbrusiga spänningsföljare (ingångsimpedans cirka 1012 ohm) i form av probar P1 och P2 vara monterade på ledningarna (L3 och L4 i fig. 1) nära elektroderna. Probarna är anslutna till en differentialförstärkare Dff vilken matar två parallella, 455 043 smalbandíga bandpassfílter BP1 och BPZ, avstämda till 1,5 respektive 150 kHz. Piltren är anslutna till var sin hel- vágslikriktare HL1 och HL2, vilka detekterar den mot impe- dansen proportionella amplituden på respektive mätsignaler för vidare befordran till A/D-omvandlaren. De nämnda mät- probarna P1 och P2 har ímpedansomvandlande funktion så att mätningen utföres högohmigt på patienten. Fördelen härmed är att mycket låg mätström flyter genom patienten genom hud/elektrod-övergången, vilket medför att polarisationen i detta omrâde kan hållas låg. Polarísatíonen skulle eljest kunna påverka mätningen genom störningar i form av varieran- de likspänníngar, speciellt vid den låga mätfrekvensen.

Probarnas utimpedans är låg, mindre än 10 ohm, vilket gör att mätsignalen förlustfritt kan matas till differential- I förstärkaren DF.

Uppfinningen är ej begränsad till den beskrivna ut- föringsformen utan olika modifikationer är uppenbara för fackmannen. Om avkall görs pâ bekvämligheten och snabbheten, kan datorberäkningen och indikeringen ersättas med konven- tionell beräkning enligt formeln. Vídare kan åtminstone smärre avvikelser från de föredragna frekvenserna 1,5 kHz och l50 kHz göras utan att härigenom resultatet förfuskas.

H

Claims (2)

455 043 5 Patentkrav

1. Anordning för övervakning av kroppens vätskebalans med användande av en anordning för alstring av tvâ konstanta, hög- frekventa växelströmmar av för kroppen ofarlig lika styrka men med olika frekvenser, för att via tva flexibla ledningar (L1,L2), vilka slutar i var sin på kroppen lâgresistivt applicerbar elektrod (E1,E2), k ä n n e t e c k n a d av att anordningen för alstring av de båda konstanta växelströmmarna består av en konstantströmkälla (K) för samtidig avgivning av två strömkompo- nenter med frekvenser av helt olika storleksordning, varvid nämnda elektroder (E1,E2) är avsedda att placeras på inbördes avlägsna ställen på patientens (P) kropp, såsom den ena handleden och den diametralt motsatta fotleden, för att bringa den samman- satta strömmen passera i lång bana genom kroppen; två ytter- ligare elektroder (E3,E4) för làgresistiv applicering på ställen nära var sin av de båda första elektroderna i nämnda strömbana och via respektive flexibla ledningar (L3,L4) anslutna till en detektor (D) för uppdelning av det avkända spänningsfallet mel- lan de ytterligare elektroderna i dess bada frekvensskilda komponenter, vilka är proportionella mot kroppens impedanser för respektive frekvenser; och en till detektorn ansluten be- räkningsenhet (A/D,MD) för behandling av de båda i spänning ut- tryckta impedanserna till erhållande av ändringen i vätskebalans relativt en initialkalibreringsmätning, enligt en empirisk formel I z z Av = k s iog 1 ' 2 Zïl _ Zzi där AV = vätskeviktändríng k = en proportionalitetskonstant S = kroppsyta, baserad på patientens vikt och längd Z1 och ZZ = impedans vid den lägre (t.ex. 1,5 kHz) respektive den högre (t.ex. 150 kHz) Z och ZZ = motsvarande impedanser, uppmätta vid den 1. 1 1 initiala kalíbreringsmätningen.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att beräkningsenheten består av en till detektorn (D) via en A/D-om- vandlare ansluten mikrodator (MD) med ett minne (M) för det ini- 455 043 _ 6 tiala mätresultatet, ingångar för inmatning av patientens vikt och längd från motsvarande ínställare (V,L) samt en utgång för anslutning till en registreringsenhet (R), företrädesvis en digi- tal indikator för direkt sifferangivning av vätskeändringen i liter. ...uqffre-.cwrummu-n-nunummuv- v n. -wu-v-fr. ~* 'w