專利名稱：確定病人水合和/或營養(yǎng)狀況的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及監(jiān)測病人水合和/或營養(yǎng)狀況的領域。
背景技術：
腎臟擁有多種用以維持人體健康的功能。首先，通過從病人血液中分離任何多余液體，腎臟控制體液的平衡。其次，腎臟將血液從任何廢物，如尿或肌氨酸酐中加以提純。最后但并非不重要的是腎臟同時控制血液中某些物質(zhì)如電解質(zhì)的水平以確保其健康和必需的濃度。在腎衰竭情況下，被吸收的液體積累在體組織和血液系統(tǒng)內(nèi)使循環(huán)系統(tǒng)的壓力升高。這種多余體液必須在透析期間將血液過濾加以清除。如果清除不徹底，其后果嚴重，將會導致高血壓和心臟衰竭。對透析病人而言，心臟衰竭本身的發(fā)病率可能要高出許多倍，因而體液過載狀態(tài)被視為主要致病因素之一。但過度清除體內(nèi)體液同樣也是危險的，因為此時透析病人變成缺水而最終導致高血壓。干重(為簡單起見本專利申請文件中“重量”和“質(zhì)量” 一詞視為同義，這在醫(yī)學領域內(nèi)已成慣例)定義為腎臟功能正常時病人的重量。換言之，它代表在心血管危險最小時應能達到的病人最佳目標體重(或體液狀態(tài))。由于缺少定量評估方法，干重在臨床實踐中總是一個模糊問題。近來利用間接方法，例如血壓，超聲心電檢查和諸如X-射線客觀信息對干重問題進行探討。但要規(guī)定一組能被普遍接受的干重標準的條件已成為特別困難的問題。確定病人體液狀態(tài)的一種具有希望的方法涉及到生物阻抗測量。將兩個甚至更多電極貼到病人體表然后加上小的交流電再測量相應電極的電位差。人體的不同體液區(qū)間對被測信號的貢獻是不同的。利用多個頻率可以測定細胞內(nèi)容積(ICV)的水和細胞對容積 (ECV)的水。這種裝置的一個實例在國際專利申請WO 92/19153中做了說明。但是，該文件并沒有公開導出有關特定病人的干重的方法。美國專利5，449，000描述的一種生物阻抗系統(tǒng)同樣利用多種頻率確定ECV和ICV 內(nèi)的水質(zhì)量。該專利還采用某些人口相關數(shù)據(jù)以便使用和選擇所謂的人口預示公式。然后利用這些公式和借助于分區(qū)生物阻抗信號對人體組分加以分析。國際專利申請WO 02/36004A1描述了一種裝置和方法，它利用生物阻抗裝置通過將細胞外容積內(nèi)多余水容積外推至沒有腎衰竭時的狀態(tài)以導出腎衰竭病人的干重。采用類似方法可以導出質(zhì)量改正項，該改正項考慮了在健康人體內(nèi)的偏差和引發(fā)這些偏差的某些組織。國際專利申請WO 03/053239A1公開了一種區(qū)間模型，該模型論述了在某些人體區(qū)間內(nèi)健康軀體的差異以便借助于生物阻抗劑量更好地將不適水合容積同其他組織區(qū)間分開。用這樣一種裝置可以獲取有關病人營養(yǎng)狀況的信息。美國專利6，615，077描述了一種用生物阻抗裝置監(jiān)測透析治療的途徑以便將信號同治療的進程聯(lián)系起來。鑒于現(xiàn)有技術狀況，需要有一個簡單的方法，其只需要極少的幾個基本參數(shù)但同時能夠給出關于病人水合、營養(yǎng)和鍛煉狀況的可靠結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供克服現(xiàn)有技術上述缺陷的這樣一種方法。利用即利用測定病人不良水合部分、脂肪組織部分和無脂肪組織部分中的至少一個部分的方法來解決本發(fā)明的問題，其方法步驟包括測定病人的化學或物理特性并根據(jù)所測得的病人的化學或物理特性以及預先測定的無脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額和脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額的數(shù)值來求出該至少一個部分。本發(fā)明建立在模型觀測結(jié)果的基礎之上，把病人的身體分成為無脂肪組織部分、 脂肪組織部分以及不良水合部分的這一模型已是以使所涉及的參數(shù)數(shù)目減至最少并仍能給出可靠的結(jié)果。發(fā)明人還進一步認識到一方面確立無脂肪組織之水體積或質(zhì)量份額的數(shù)值而另一方面又確立脂肪組織之水體積或質(zhì)量份額的數(shù)值就足夠了。為應用該模型，可將這些份額取為與方法所施用之病人無關的固定數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明的構思，除了不良結(jié)合水部分以外，主要是這兩種組織的單獨混合物對病人體內(nèi)不同的水分布產(chǎn)生影響，所以對這方面明確地考慮這兩種組織就足夠了。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，脂肪組織被認為是由懸浮在細胞外液中的多脂肪細胞或脂肪細胞組成的。脂肪細胞本身主要是由類脂物或脂肪以及少量的細胞內(nèi)液所組成。因此不應將脂肪組織與脂肪相混淆，盡管它們是相關的。脂肪僅僅是純類脂物而脂肪組織則是脂肪和水的混合物。脂肪細胞粘合了一部分構成總脂肪組織質(zhì)量的細胞外液。因此，這部分細胞外液不是自由流體，在計算病人過量體液時必須予以考慮。在現(xiàn)有技術中，已知道的有兩區(qū)間模型，其把人體分成為無脂肪質(zhì)量和脂肪質(zhì)量部分(例如K. J. Ellis，"Human Body Composition :In Vivo Methods，，， Physiological Reviews 80,649(2000)( “人體組成體內(nèi)法”，生理學評論巡，649 Q000)))。在這種模型中，脂肪質(zhì)量部分只由脂肪或類脂物組成而人體的余下部分包括水則都一起結(jié)合在無脂肪質(zhì)量部分。這點不同于本發(fā)明，本發(fā)明是在包括不等于零的水組分的脂肪組織為一方與無脂肪組織為另一方兩者之間進行區(qū)分。盡管無脂肪組織部分(除了不良水合部分之外) 仍定義為人體質(zhì)量的“余下部分”，但是還是用兩種組織不同的水份額對這兩種組織加以區(qū)分。本發(fā)明還有一個目的就是提供一種非侵入式、準確而易于用來進行人體部分評估的裝置。因此本發(fā)明還涉及到實施根據(jù)本發(fā)明的方法根據(jù)權利要求9的裝置，即包括測量和/或輸入單元，評估單元以及測量和/或輸入單元與評估單元之間通信鏈路的裝置，測量和/或輸入單元用來提供要測定的病人化學或物理特性的數(shù)值，評估單元用來根據(jù)新測定的病人化學或物理特性以及預先測定的無脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額的數(shù)值和脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額的數(shù)值來求出不良水合部分、脂肪組織部分和無脂肪組織部分中的至少一個。在一優(yōu)選實施方案中，評估單元還用來控制測量和/或輸入單元以測定病人化學或物理特性中的至少一個。在另一優(yōu)選實施方案中。評估單元為一微處理器單元，其本身可包括一微處理器程序存儲單元，其中在微處理器程序存儲單元中存儲有一個程序，其用來根據(jù)所測定的病人化學或物理特性以及預先測定的無脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額的數(shù)值和脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額的數(shù)值求出該至少一個部分。根據(jù)權利要求18的計算機程序產(chǎn)品也構成了本發(fā)明的一部分，其包括存儲介質(zhì)， 存儲介質(zhì)上存儲有將要存入根據(jù)本發(fā)明之裝置來實施根據(jù)本發(fā)明之方法的計算機程序，其中評估單元包括微處理器存儲單元。 在具體實施方式
部分給出了本發(fā)明的各種其他實施方案。


為加深對本發(fā)明的理解，將參照附圖對一些非限制性實例予以說明，附圖中圖Ia表示出代表不良水合質(zhì)量Mex，無脂肪組織質(zhì)量Mu以及脂肪組織質(zhì)量Mat的病人身體三個組成部分的簡要說明，圖Ib表示出根據(jù)圖Ia病人身體三個組成部分(右手側(cè))與用雙重能量X射線吸收測量法(DXA)所得出的質(zhì)量組成部分(右手側(cè))之間關系的簡要說明，圖2表示出在本發(fā)明典型實施方案中計算人體質(zhì)量組成部分時所需的各不同參數(shù)典型數(shù)值的匯集，圖3簡略地示出根據(jù)本發(fā)明的病人身體成分評估裝置的實施方案，及圖4示出全身生物阻抗測量時的生物阻抗電極配置(左手側(cè))以及身體分段生物阻抗測量用的生物阻抗電極配置(右手側(cè))。
具體實施例方式如圖Ia中圖解說明的那樣，可以將病人身體分成為三個組成部分質(zhì)量為Mex的過量體液或不良水合部分，質(zhì)量為Mu的無脂肪組織部分以及質(zhì)量為Mat的脂肪組織部分。對所有這三個部分，圖Ia中還示出了細胞外水(ECW)和細胞內(nèi)水(ICW)以及其他組成(礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、類脂物等等)。主要累積在ECV空間中的過量體液Mex是病人不良水合狀態(tài)的一個標志。在健康的對象中Mex將趨于零。Mex也有負值，表示病人過水合的一種水合狀態(tài)。無脂肪組織和脂肪組織在本應用范圍內(nèi)通過它們的水含量加以區(qū)分。無脂肪組織質(zhì)量Mu包括骨骼、器官(包括血液)和肌肉，但不包括類脂物?？梢钥紤]包括骨骼或其他組織影響的更加高級的模型，但對目前的實際應用來說沒有考慮這些改進。另一方面，假定脂肪組織質(zhì)量Mat主要是由呈多脂肪細胞或脂肪細胞形式的類脂物和水所組成。根據(jù)本發(fā)明的構思，必須在作為第一組織之無脂肪組織中的水質(zhì)量份額Au與作為第二組織之脂肪組織中的相應的水質(zhì)量份額Aat之間加以區(qū)分
A D-(ECWlt+ICWlt)八邙三~-——Ζ7-—。)’
權利要求
1.實施測定病人不良水合部分、脂肪組織部分和無脂肪組織部分中的至少一個部分的方法的裝置(10)，該裝置(10)包括測量和/或輸入單元(5)，其用來提供要測定的病人化學或物理特性用的數(shù)值， 評估單元(1)，其依據(jù)測得的病人特性以及預先測定的無脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額和脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額的數(shù)值來求出上述的至少一個部分，通信鏈路G，6)，其位于測量和/或輸入單元(5)與評估單元(1)之間， 其中所述測量單元包括測定病人化學或物理特性中的至少一個的生物阻抗測量裝置， 其中病人化學或物理特性中的至少一個包括病人的細胞外水體積、細胞內(nèi)水體積或全身水體積中的至少一個，以及其中所述病人化學或物理特性中的至少一個為病人的全身質(zhì)量。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置， 其特征在于，所述評估單元(1)還用來控制測量和/或輸入單元以測定病人化學或物理特性中的至少一個。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置， 其特征在于，所述評估單元為一微處理器單元(1)，微處理器單元(1)恰好又包括微處理器程序存儲單元(Ia)，其中在微處理器程序存儲單元(Ia)中存儲有依據(jù)測得的病人化學或物理特性以及預先測定的無脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額和脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額的數(shù)值來求出該至少一個部分的程序。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置， 其特征在于，所述存儲在微處理器存儲單元(Ia)中的程序還控制測量和/或輸入單元(5)以測定病人化學或物理特性中的至少一個。
5.根據(jù)前述權利要求之一所述的裝置， 其特征在于，測量單元包括測定病人化學或物理特性中的至少一個的刻度。
6.根據(jù)權利要求1-5之一所述的裝置， 其特征在于，所述的裝置還包括輸出單元(9)，該輸出單元(9)與評估單元(1)相鏈接以輸出、最好是顯示由評估單元求出的任何數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及監(jiān)測病人水合和/或營養(yǎng)狀況的領域。根據(jù)本發(fā)明提供了測定病人的不良水合部分、脂肪組織部分和非脂肪組織部分中至少其中一個部分的方法，該方法包括以下步驟測定病人的化學或物理特性并根據(jù)測得的病人的化學或物理特性以及預先測定的無脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額和脂肪組織中水質(zhì)量或體積份額的數(shù)值來求出該至少一個部分。本發(fā)明還涉及到實施根據(jù)本發(fā)明方法的裝置以及在所述裝置上使用的計算機程序產(chǎn)品。
文檔編號A61B5/053GK102512166SQ201110352510
公開日2012年6月27日 申請日期2004年12月21日 優(yōu)先權日2004年6月29日
發(fā)明者P.查姆尼, P.瓦貝爾 申請人:弗雷森紐斯醫(yī)療護理德國有限責任公司