使用生物阻抗的皮肤钠测量制造技术

一种用于使用生物阻抗频谱分析法确定皮肤钠含量的技术包括：向受试者的皮肤施加预定频率下的电流；测量由电流产生的跨受试者的皮肤的电压；使用测量的电压确定预定频率下跨受试者的皮肤的电阻；和使用测量的电压确定皮肤钠含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用生物阻抗的皮肤钠测量相关申请的交叉引用本申请要求于2018年12月21日提交的美国临时专利申请No.62/783,581的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开总体上涉及皮肤钠的检测和测量，特别地，本公开涉及用于使用生物阻抗频谱分析法检测和测量皮肤钠的装置、系统和方法。
技术介绍
研究表明，慢性肾病(CKD)患者的皮肤钠(Na+)含量而不是血清钠与收缩压和左心室质量(LVM)相关联。因此，LVM可能是用于预测CKD患者预后的重要指标。此外，皮肤钠含量可能是非CKD患者(例如高血压和糖尿病患者等)预后或健康属性的预测指标。通常，皮肤钠的测量是通过钠磁共振成像(即23Na-MRI)进行的。并且，例如，已经表明，通过钠磁共振成像测量的皮肤钠在健康受试者和高血压受试者之间存在显著差异。虽然相对完善，但钠磁共振成像可能存在几个缺点，例如：(i)对MRI有医学禁忌症的患者，(ii)仅在患者的特定和有限区域进行(例如，小腿)，(c)可用性有限，(d)并且成本过高。例如，由于可用性相对有限，患者可能不得不前往配备适当的医疗中心进行钠磁共振成像，而此类医疗中心可能很少，这可能会给患者带来后勤方面的挑战。因此，仍然需要例如可以克服钠磁共振成像的一些挑战的改进的皮肤钠检测和测量技术。
技术实现思路
一方面，一种用于使用生物阻抗频谱分析法确定皮肤钠含量的方法包括：向受试者的皮肤施加预定频率下的电流；测量由电流产生的跨受试者的皮肤的电压；使用测量的电压确定预定频率下跨受试者的皮肤的电阻；和使用测量电压确定皮肤钠含量。多个实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述方法还可以包括计算预定频率下的皮肤电阻率，其中，至少部分地使用计算的皮肤电阻率确定皮肤钠含量。可以使用公式ρSR＝RF*A/L来计算皮肤电阻率(ρSR)，其中，RF是在预定频率下的电阻，A是皮肤的测量区域的横截面积，L是测量电压的电极之间的距离。所述预定频率可以在1赫兹(Hz)至1兆赫兹(MHz)之间的范围内。所述预定频率可以是1千赫兹(kHz)或更小。可以使用回归模型确定皮肤钠含量(SSC)。所述回归模型可以包括公式SSC＝a*ρSR+b*age+c，其中，ρSR是计算出的皮肤电阻率，a、b和c是被配置为将通过钠磁共振成像获得的皮肤钠含量与通过生物阻抗频谱分析法获得的皮肤电阻率相关联的常数系数。可以将所述电流施加到受试者的真皮。可以选择所述预定频率以穿过受试者的真皮。所述方法还可以包括改变所述预定频率，重复所述电压的测量并且确定在改变后的频率下的电阻以确定受试者的组织类型。所述方法还可以包括选择被确定的改变后的频率以提供受试者的真皮的皮肤电阻率。所述方法还可以包括确定以多个不同频率施加的电流的电导率和介电常数中的一个或多个。所述方法还可以包括确定所述多个不同频率中的至少两个之间的电导率和介电常数中的一个或多个的斜率。所述方法还可以包括使用所述斜率确定组织类型。所述组织类型可以包括皮肤、脂肪和肌肉中的一种。为了计算皮肤钠含量可以忽略脂肪和肌肉的组织类型。所述组织类型可以包括表皮、真皮和皮下层中的一种。为了计算皮肤钠含量可以忽略除真皮之外的所有组织类型。所述斜率可以被定义为所述多个不同频率中的至少两个之间的电导率差Δσ除以步频率(Δσ/1Hz)。所述方法还可以包括将所述皮肤钠含量与生理特征相关联以确定受试者的预测健康状况。所述生理特征可以包括收缩压、左心室质量和水合状态中的一种或多种。所述预测健康状况可以包括慢性肾脏疾病、高血压和糖尿病中的一种或多种。所述方法还可以包括将数据发送到计算装置，所述数据包括预定频率、电压、电阻、皮肤电阻率和皮肤钠含量中的一个或多个。所述方法还可以包括测量所述皮肤的细胞外体积(ECV)和细胞内体积(ICV)。所述方法还可以包括在预定时间段内连续计算皮肤钠含量。所述方法还可以包括当皮肤钠含量超出预定范围时发送通知。一方面，一种用于使用生物阻抗频谱分析法测量皮肤钠含量的设备包括：电流发生器，其在结构上被配置为能产生预定频率下的电流以施加到受试者的皮肤；控制器，其能够用于调整预定频率；传感器，其在结构上被配置为能测量由电流产生的跨受试者皮肤的电压；和至少一个处理器，其被配置为使用测量的电压确定皮肤钠含量。多个实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述处理器可以被配置为能基于测量的电压来计算生物阻抗并能使用所计算的生物阻抗来确定皮肤钠含量。所述电流发生器和所述传感器中的一个或多个可以包括多个电极。所述控制器能够用于控制电流发生器以产生多个不同频率下的电流。所述处理器可以被配置为能确定以所述多个不同频率施加的电流的电导率和介电常数中的一个或多个。所述处理器可以被配置为能确定所述多个不同频率中的至少两个之间的电导率和介电常数中的一个或多个的斜率。所述处理器可以被配置为能使用所述斜率确定组织类型。所述设备还可以包括与所述至少一个处理器通信的计算装置。参考以下描述、示例和所附权利要求，本教导的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。附图说明如附图所示，本文描述的装置、系统和方法的前述和其它目的、特征和优点将从其特定实施例的以下描述中变得明显。附图不一定是按比例绘制的，而是重点在于说明本文描述的装置、系统和方法的原理。在附图中，相同的附图标记通常表示相应的要素。图1是示出了根据一个代表性实施例的频率和肌肉电特性(介电常数ε和电导率σ)之间的关系的图。图2示出了根据一个代表性实施例的用于使用生物阻抗频谱分析法测量皮肤钠含量的设备的电模型。图3示出了根据一个代表性实施例的用于使用生物阻抗频谱分析法测量皮肤钠含量的系统。图4是根据一个代表性实施例的用于使用生物阻抗频谱分析法确定皮肤钠含量的方法的流程图。图5是示出了根据一个代表性实施例在组织的三个不同区域测量的生物阻抗的图。具体实施方式现在将在下文中参考附图更全面地描述一些实施例，附图中示出了优选实施例。然而，前述内容可以以许多不同的形式实施并且不应被解释为限于本文阐述的图示实施例。相反，提供这些图示的实施例使得本公开将向本领域技术人员传达范围。在此提及的所有文件通过引用整体并入本文。除非另有明确说明或从文本中清楚地表明，否则对单数形式的项目的引用应理解为包括复数形式的项目，反之亦然。除非另有说明或上下文清楚，否则语法连词旨在表达连接从句、句子、单词等的任何和所有分离和连接组合。因此，术语“或”一般应理解为“和/或”等。除非此处另有说明，否则此处对数值范围的引用并非旨在限制，而是单独指代落入该范围内的任何和所有值，并且该范围内的每个单独的值都被并入说明书中，就好像它在此分别被引述。词语“约”、“大约”等，当伴随有数值时，应被解释为表示如本领域普通技术人员所理解的为了预期目的而令人满意地操作的偏差。类似地，当参考物理特性使用近似词时，例如“约”、“大约”或“基本上”，应被理解为考虑本领域普通技术人员会理解的偏差范围，以令人满意地操作以实现相应的用途、功能、目的等。值和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使用生物阻抗频谱分析法确定皮肤钠含量的方法，所述方法包括：/n向受试者的皮肤施加预定频率下的电流；/n测量由电流产生的跨受试者的皮肤的电压；/n使用测量的电压确定预定频率下跨受试者的皮肤的电阻；和/n使用测量的电压确定皮肤钠含量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181221 US 62/783,5811.一种用于使用生物阻抗频谱分析法确定皮肤钠含量的方法，所述方法包括：
向受试者的皮肤施加预定频率下的电流；
测量由电流产生的跨受试者的皮肤的电压；
使用测量的电压确定预定频率下跨受试者的皮肤的电阻；和
使用测量的电压确定皮肤钠含量。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括计算预定频率下的皮肤电阻率，其中，至少部分地使用计算的皮肤电阻率确定皮肤钠含量。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，使用公式ρSR＝RF*A/L来计算皮肤电阻率(ρSR)，其中，RF是在预定频率下的电阻，A是皮肤的测量区域的横截面积，L是测量电压的电极之间的距离。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述预定频率在1赫兹(Hz)至1兆赫兹(MHz)之间的范围内。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定频率是1千赫兹(kHz)或更小。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用回归模型确定皮肤钠含量(SSC)。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述回归模型包括公式SSC＝a*ρSR+b*age+c，其中，ρSR是计算出的皮肤电阻率，a、b和c是被配置为将通过钠磁共振成像获得的皮肤钠含量与通过生物阻抗频谱分析法获得的皮肤电阻率相关联的常数系数。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述电流施加到受试者的真皮。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，选择所述预定频率以穿过受试者的真皮。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：改变所述预定频率，重复所述电压的测量并且确定在改变后的频率下的电阻，以确定受试者的组织类型。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括选择被确定的改变后的频率，以提供受试者的真皮的皮肤电阻率。


12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：针对以多个不同频率施加的电流确定电导率和介电常数中的一个或多个。


13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法还包括：确定所述多个不同频率中的至少两个之间的电导率和介电常数中的一个或多个的斜率。


14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法还包括使用所述斜率确定组织类型。


15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述组织类型包括皮肤、脂肪和肌肉中的一种。


16.根据权利要求15所述的方法，其中，为了计算皮肤钠含量忽略脂肪和肌肉的组织类型。


17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述组织类型包括表皮、真皮和皮下层中的一种。


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【专利技术属性】
技术研发人员：朱帆三，P·科坦科，
申请(专利权)人：费森尤斯医疗保健控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US