评估阻抗测量制造技术

一种用于对生物受试者执行生物阻抗测量的阻抗测量系统，所述系统包括信号发生器，其被配置成将多个不同频率的交流信号施加至生物受试者的至少部分；传感器，其被配置成测量来自该生物受试者的响应信号；以及一个或更多个电子处理设备，其使用测量到的响应信号确定在该多个不同频率下获得的阻抗值，使用曲线拟合算法计算阻抗曲线，确定该阻抗曲线与该阻抗测量的偏差，以及使用该偏差来执行对阻抗测量的评估。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】评估阻抗测量
本专利技术涉及用于执行阻抗测量的方法和系统，并且具体地涉及评估阻抗测量，例如以确认阻抗测量是有效的。
技术介绍
本说明书中对任何现有出版物(或从其导出的信息)的引用，或者对已知的任何事物的引用，不是并且不应被视为对以下内容的承认或确认或任何形式的建议：先前的出版物(或从其导出的信息)或已知的事物形成本说明书所涉及的努力领域中的公知常识的一部分。用于确定与受试者相关的生物指标(如心脏功能、身体组成和其他健康状态指标(如水肿的存在))的一种现有技术，涉及使用生物电阻抗。这个过程典型地涉及使用测量设备，以使用放置在皮肤表面上的一系列电极来测量受试者的身体的电阻抗，但还可以使用其他技术。电阻抗的变化用于确定参数，诸如与心动周期、水肿等相关联的体液水平的变化。阻抗测量装置有时对外部因素敏感，包括受试者与局部环境以及测量装置之间的寄生电容，电极/组织界面阻抗(也被称为电极阻抗)的变化、以及用于将测量设备连接至电极的引线之间的寄生电容和电感耦合，意味着由阻抗测量设备执行的测量不总是准确的。通常通过让用户查看所测量的阻抗值的视觉表示以看看这些“看起来正确”来手动地评估测量结果。这种主观评估对于经验不足的用户来说执行是困难的，这意味着准确的测量可能会被抛弃，而使用不准确的测量，这进而可导致生物指标的不正确计算。
技术实现思路
在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于对生物受试者执行生物阻抗测量的系统，该系统包括：信号发生器，该信号发生器被配置成将多个不同频率的交流信号施加至该生物受试者的至少部分；传感器，所述传感器被配置成测量来自所述生物受试者的响应信号；以及一个或更多个电子处理设备，所述一个或更多个电子处理设备：使用测量到的响应信号确定在所述多个不同频率下获得的阻抗值；使用曲线拟合算法计算阻抗曲线；确定所述阻抗曲线与所述阻抗测量的偏差；以及使用所述偏差来执行对所述阻抗测量(measurement)的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于评估对生物受试者执行的生物阻抗测量的系统，该系统包括一个或更多个电子处理设备，该一个或更多个电子处理设备：确定从在多个不同频率下对所述生物受试者的至少部分执行的阻抗测量而获得的阻抗值；使用曲线拟合算法计算阻抗曲线；确定所述阻抗曲线与所述阻抗测量的偏差；使用所述偏差来执行对所述阻抗测量的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于评估对生物受试者进行的生物阻抗测量的方法，该方法包括，在一个或更多个电子处理设备中：确定从在多个不同频率下对所述生物受试者的至少部分执行的阻抗测量而获得的阻抗值；使用曲线拟合算法计算阻抗曲线；确定所述阻抗曲线与所述阻抗测量的偏差；使用所述偏差来执行对所述阻抗测量的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于评估对生物受试者进行的生物阻抗测量的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行代码，所述计算机可执行代码在由一个或更多个适当编程的电子处理设备执行时，使该一个或更多个处理设备：确定从在多个不同频率下对所述生物受试者的至少部分执行的阻抗测量而获得的阻抗值；使用曲线拟合算法计算阻抗曲线；确定所述阻抗曲线与所述阻抗测量的偏差；使用所述偏差来执行对所述阻抗测量的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一个方面寻求提供一种用于对生物受试者执行生物阻抗测量的阻抗测量系统，该系统包括：信号发生器，该信号发生器被配置成将多个不同频率的交流信号施加至所述生物受试者的至少部分；传感器，所述传感器被配置成测量来自所述生物受试者的响应信号；以及一个或更多个电子处理设备，所述一个或更多个电子处理设备：使用测量到的响应信号确定在所述多个不同频率下获得的阻抗值；确定具有负电抗值的阻抗值的计数；以及使用所述计数来执行对所述阻抗测量的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于评估对生物受试者进行的生物阻抗测量的系统，该系统包括一个或更多个电子处理设备，该一个或更多个电子处理设备：确定从在多个不同频率下对所述生物受试者的至少部分执行的阻抗测量而获得的阻抗值；确定具有负电抗值的阻抗值的计数；以及使用所述计数来执行对所述阻抗测量的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于评估对生物受试者进行的生物阻抗测量的方法，该方法包括，在一个或更多个电子处理设备中：确定从在多个不同频率下对所述生物受试者的至少部分执行的阻抗测量而获得的阻抗值；确定具有负电抗值的阻抗值的计数；以及使用所述计数来执行对所述阻抗测量的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于评估对生物受试者执行的生物阻抗测量的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行代码，所述计算机可执行代码在由一个或更多个适当编程的电子处理设备执行时，使该一个或更多个处理设备：确定从在多个不同频率下对所述生物受试者的至少部分执行的阻抗测量而获得的阻抗值；确定具有负电抗值的阻抗值的计数；以及使用所述计数来执行对所述阻抗测量的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于对生物受试者执行生物阻抗测量的阻抗测量系统，该系统包括：信号发生器，信号发生器被配置成将多个不同频率的交流信号施加至所述生物受试者的至少部分；传感器，所述传感器被配置成测量来自所述生物受试者的响应信号；以及一个或更多个电子处理设备，所述一个或更多个电子处理设备：使用测量到的响应信号确定在所述多个不同频率下获得的阻抗值；使用所述阻抗值计算阻抗参数值；将所述阻抗参数值与定义频率的阻抗值进行比较，所述定义频率的阻抗值由从在定义的测量频率下执行的阻抗测量获得的阻抗值确定；以及使用比较的结果来执行对阻抗测量的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于评估对生物受试者执行的生物阻抗测量的系统，该系统包括一个或更多个电子处理设备，该一个或更多个电子处理设备：确定从在多个不同频率下对所述生物受试者的至少部分执行的阻抗测量而获得的阻抗值；使用所述阻抗值计算阻抗参数值；将所述阻抗参数值与定义频率的阻抗值进行比较，所述定义频率的阻抗值由从在定义的测量频率下执行的阻抗测量获得的阻抗值确定；以及使用比较的结果来执行对阻抗测量的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于评估对生物受试者执行的生物阻抗测量的方法，该方法包括，在一个或更多个电子处理设备中：确定从在多个不同频率下对所述生物受试者的至少部分执行的阻抗测量获得的阻抗值；使用所述阻抗值计算阻抗参数值；将所述阻抗参数值与定义频率的阻抗值进行比较，所述定义频率的阻抗值由从在定义的测量频率下执行的阻抗测量获得的阻抗值确定；以及使用比较的结果来执行对阻抗测量的评估。在一个广泛形式中，本专利技术的一方面寻求提供一种用于评估对生物受试者进行的生物阻抗测量的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行代码，所述计算机可执行代码在由一个或更多个适当编程的电子处理设备执行时，使该一个或更多个处理设备：确定从在多个不同频率下对所述生物受试者的至少部分执行的阻抗测量获得的阻抗值；使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对生物受试者执行生物阻抗测量的阻抗测量系统，所述系统包括：/na)信号发生器，其被配置成将多个不同频率的交流信号施加至所述生物受试者的至少部分；/nb)传感器，其被配置成测量来自所述生物受试者的响应信号；以及，/nc)一个或更多个电子处理设备，其：/ni)使用测量到的响应信号确定在所述多个不同频率下获得的阻抗值；/nii)使用曲线拟合算法计算阻抗曲线；/niii)确定所述阻抗曲线与所述阻抗测量的偏差；以及，/niv)使用所述偏差来执行对所述阻抗测量的评估。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180927 US 62/737,721;20190503 US 62/842,8041.一种用于对生物受试者执行生物阻抗测量的阻抗测量系统，所述系统包括：
a)信号发生器，其被配置成将多个不同频率的交流信号施加至所述生物受试者的至少部分；
b)传感器，其被配置成测量来自所述生物受试者的响应信号；以及，
c)一个或更多个电子处理设备，其：
i)使用测量到的响应信号确定在所述多个不同频率下获得的阻抗值；
ii)使用曲线拟合算法计算阻抗曲线；
iii)确定所述阻抗曲线与所述阻抗测量的偏差；以及，
iv)使用所述偏差来执行对所述阻抗测量的评估。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述阻抗曲线是圆弓形。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中对所述阻抗测量的所述评估用于以下各项中的至少一项：
a)确定阻抗测量有效性；
b)对所述阻抗测量进行分类；
c)使所述阻抗测量被重复；以及，
d)导出指示以下各项中的至少一项的指示符：
i)测量有效性；
ii)测量误差；以及，
iii)测量分类。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述阻抗测量被分类为以下各项中的至少一项：
a)差；
b)有问题的；以及，
c)可接受的。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备：
a)使用所述偏差来计算阻抗参数值的估计误差，所述阻抗参数值是从所述阻抗曲线导出的；以及，
b)使用所述估计误差来评估所述阻抗测量。


6.根据权利要求5所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备计算多个阻抗参数值中的每一个的各自的估计误差。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备：
a)将所述估计误差与一个或更多个阈值进行比较；以及，
b)基于所述比较的结果评估所述阻抗测量。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中一个或更多个处理设备：
a)使用所述曲线拟合算法计算曲线系数；以及，
b)使用所述曲线系数和所述阻抗值来确定所述偏差。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中所述曲线拟合算法使用最小二乘法。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备通过将所述偏差传播到所述阻抗参数值来计算估计误差。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中所述偏差基于以下各项中的至少一项：
a)方差；以及，
b)协方差。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备：
a)通过计算协方差矩阵来确定所述偏差，所述协方差矩阵指示与所述阻抗曲线和所述阻抗值相关联的方差和协方差；以及，
b)使用所述协方差矩阵来估计所述误差。


13.根据权利要求12所述的系统，其中基于所述阻抗曲线和所述阻抗值的均方误差来生成所述协方差矩阵。


14.根据权利要求12或权利要求13所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备使用以下方程式计算所述协方差矩阵：



其中：A是A＝[1RX]形式的测量的电抗值X和电阻值R的矩阵；

是曲线拟合的所述均方误差。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备使用向量函数的一阶偏导数来计算估计误差。


16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备使用雅可比变换来计算估计误差。


17.根据权利要求1至16中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备通过使用以下方程式将雅可比变换应用于协方差矩阵来计算估计误差：



其中：J是雅可比变换；
JT是雅可比逆变换；

是误差。


18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备：
a)计算与多个阻抗参数值相关联的误差值；
b)将每个误差值与至少一个各自的阈值进行比较；以及，
c)基于所述比较的结果执行所述评估。


19.根据权利要求18所述的系统，其中所述多个阻抗参数值包括以下中的一个或更多个：
a)R0，其是0kHz频率下的理论阻抗；
b)Rinf，其是无限频率下的理论阻抗；以及，
c)Ri，其是细胞内阻抗。


20.根据权利要求19所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备使用以下方程式来计算误差值：
a)对于R0：






其中：JR0是针对R0的雅可比变换；
JTR0是针对R0的雅可比逆变换；以及，

是协方差矩阵；
b)对于Rinf：






其中：JRinf是针对Rinf的雅可比变换；
JTRinf是针对Rinf的雅可比逆变换；以及，

是协方差矩阵；以及，
c)对于Ri：






其中：JRi是针对Ri的雅可比变换；
JTRi是针对Ri的雅可比逆变换；以及，

是协方差矩阵。


21.根据权利要求1至20中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备基于负电抗值的数目来评估所述阻抗测量。


22.根据权利要求1至21中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备将所述阻抗测量评估为：
a)如果以下各项中的至少一项，则在第一类别中：
i)负电抗测量的数目超过第一类别电抗阈值；或
ii)至少一个参数值具有大于各自的第一类别阈值的误差；
b)如果以下各项中的至少一项，则在第二类别中：
i)负电抗测量的数目超过第二类别电抗阈值；
ii)每个参数值具有大于各自的第二类别阈值的误差；
c)如果其不在所述第一类别或所述第二类别中，则在第三类别中。


23.根据权利要求22所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备将所述阻抗测量评估为：
a)如果以下项，则在第一类别中：
i)R0误差大于第一类别R0阈值；
b)如果以下各项中的至少一项，则在第二类别中：
i)Ri误差大于第一类别Ri阈值；以及，
ii)Rinf误差大于第一类别Rinf阈值。


24.根据权利要求1至23中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备至少部分地使用一个或更多个阈值来评估所述测量，并且其中所述阈值是以下各项中的至少一项：
a)基于对针对所述受试者执行的先前阻抗测量的评估来确定；
b)基于对针对一个或更多个参考受试者执行的先前阻抗测量的评估来确定；以及，
c)通过将机器学习应用于对针对一个或更多个参考受试者执行的先前阻抗测量的评估来确定。


25.根据权利要求24所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备根据以下各项中的至少一项来选择至少一个阈值：
a)受试者特征；以及，
b)正在执行的阻抗分析过程。


26.根据权利要求1至25中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备：
a)使用至少一个阈值来评估所述阻抗测量；
b)根据用户输入命令确定所述阻抗测量的用户评估；以及，
c)基于所述用户评估选择性地修改所述至少一个阈值。


27.根据权利要求1至26中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备使用体现不同偏差与测量有效性之间的关系的至少一个计算模型来评估所述测量。


28.根据权利要求25所述的系统，其中通过将机器学习应用于从一个或更多个参考受试者获得的测量有效性的偏差和评估来获得所述至少一个计算模型。


29.根据权利要求1至28中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备：
a)将相位校正应用于在高于设定频率的频率下测量的阻抗值；以及，
b)使用经相位校正的阻抗值来计算所述阻抗曲线。


30.根据权利要求1至29中任一项所述的系统，其中每个阻抗值包括电抗值和电阻值。


31.根据权利要求1至30中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备：
a)确定具有负电抗值的阻抗值的计数；
b)使用所述计数来执行对所述阻抗测量的评估。


32.根据权利要求1至30中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备：
a)将相位校正应用于在高于设定频率的频率下测量的阻抗值；以及，
b)使用经相位校正的阻抗值来确定所述计数。


33.根据权利要求31或权利要求32所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备将所述阻抗测量评估为：
a)如果所述计数大于阻抗值的总数的第一百分比，则在第一类别中；以及，
b)如果所述计数大于阻抗值的总数的第二百分比，则在第二类别中。


34.根据权利要求1至33中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个处理设备：
a)使用所述阻抗值计算阻抗参数值；
b...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·L·高，B·S·特伦斯，
申请(专利权)人：伊派迪迈德公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU