生物阻抗測量跳動(dòng)心臟時(shí)間變化-生物阻抗分析儀在醫(yī)療系統(tǒng)中的應(yīng)用

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生物阻抗測量跳動(dòng)心臟時(shí)間變化-生物阻抗分析儀在醫(yī)療系統(tǒng)中的應(yīng)用

癌癥窿锉、病毒和傳染病的快速傳播給人類健康帶來了巨大挑戰(zhàn)。這些疾病的準(zhǔn)確和及時(shí)的診斷和治療是困難的膝舅，特別是早期檢測嗡载、臨床診斷和早期治療∪韵。快速簡單的高靈敏度診斷方法的開發(fā)在臨床試驗(yàn)研究中非常重要洼滚。電化學(xué)阻抗譜(EIS)技術(shù)可用于檢測由病毒活動(dòng)引起的溶液-電極界面上發(fā)生的甚至輕微的變化。EIS用于材料描述和相關(guān)監(jiān)測琳轿。該技術(shù)由于其快速響應(yīng)判沟、低檢測限(LOD)和低成本耿芹，以及其用于實(shí)時(shí)監(jiān)測樣品而不是更傳統(tǒng)的方法(如ELISA)而廣泛受到關(guān)注崭篡。阻抗法較為重要和實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)之一是不需要酶標(biāo)記來檢測樣品。

EIS也是一種眾所周知的研究納米材料電學(xué)性質(zhì)的技術(shù)吧秕。納米材料結(jié)合電化學(xué)生物傳感器(阻抗生物傳感器)是診斷疾病的新選擇琉闪。EIS方法已經(jīng)被用于監(jiān)控這些生物傳感器的制造過程和識別電極表面的分析物〉弑校基于電化學(xué)阻抗的傳感器由于其固有的優(yōu)點(diǎn)，如無標(biāo)記方法砂碉、操作簡單蛀蜜、靈敏度高、分析時(shí)間短增蹭、尺寸小和自動(dòng)化潛力滴某，越來越多地被研究用于臨床診斷。

EIS技術(shù)是通過施加正弦電勢并記錄對表面具有較低有害影響或極化效應(yīng)的電流來監(jiān)測表面電極的行為滋迈。值得一提的是霎奢，EIS分析法測量電極和生物敏感膜的小信號阻抗的頻率響應(yīng)，微小振幅正弦電流或電壓不會(huì)對生物大分子的測定造成干擾饼灿，因此該方法敏感性高幕侠，可測量到極微的信號。當(dāng)電極處于平衡電位時(shí)測定EIS碍彭，對電極表面生物分子膜的影響較小晤硕，能夠真實(shí)地反映膜本身的電化學(xué)性質(zhì)悼潭。

挪威奧斯陸大學(xué)與挪威奧斯陸心臟病學(xué)創(chuàng)新中心合作的研究中，用Sciospec公司的高瞬時(shí)清晰度的ISX3v2-mini生物電阻抗分析儀（EIS）作為增強(qiáng)測量裝置的一部分窗骑，使用LabVIEW軟件來控制儀器女责，能夠以毫秒級別的瞬時(shí)清晰度測量生物阻抗和生物電勢，在心臟手術(shù)中顯示人體心臟實(shí)時(shí)狀態(tài)的測量結(jié)果创译。

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手術(shù)中所用的高瞬時(shí)清晰度的電阻抗分析儀（EIS）技術(shù)源自德國的Sciospec公司的研究，不僅有便于攜帶和集成的手持式ISX3-mini软族，適配選件多樣化的ISX3刷喜，還有較高可達(dá)16通道的ISX5。ISX-3配備了Sciospec的中頻前端立砸，支持簡單的2點(diǎn)測量掖疮，以及3和4電極配置。在100 mHz至10MHz的測量范圍內(nèi)颗祝，它覆蓋了180dB (Ohm…GOhm)的動(dòng)態(tài)范圍浊闪，使基礎(chǔ)精度優(yōu)于0.1%。螺戳，并且還有添加了EIT斷層成像功能的版本搁宾。用作醫(yī)學(xué)研究還配備了增強(qiáng)電氣安全的措施，包括醫(yī)療級隔離電源倔幼，使儀器能夠在醫(yī)學(xué)研究環(huán)境中安全運(yùn)行盖腿。

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同系列的ISX-5不僅較高支持16通道并行工作，且在啟用所有通道的情況下也能實(shí)現(xiàn)快速測量损同，還有多通道設(shè)置功能可使每個(gè)通道具有不同參數(shù)翩腐。該系列自身的Sciospec Com接口，通過全速USB膏燃、以太網(wǎng)或無線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)簡單連接茂卦，并可用于Java、C组哩、LabView、Matlab等的完整儀器控制禁炒，可定制型強(qiáng)——前面板連接器:BNC, SMA, MCX, DSUB而咆、定制部多路復(fù)用器選項(xiàng)的順序多通道功能、用于外部傳感器和其他硬件的IOport數(shù)字接口連接器幕袱、無線接口暴备、醫(yī)用電源、溫控模塊们豌、精密多通道溫度監(jiān)控模塊涯捻、適用于常見的溫度傳感器類型浅妆、定制電流和電壓范圍等均可以按需定制，為您的研究提供真正的全并行超快速測量障癌。

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以ISX3為例凌外，核心參數(shù)如下：

在測量中，我們可以清楚地看到當(dāng)前頻率下信號軌跡的差異涛浙。不同的軌跡表明康辑，隨著頻率的變化，反映了不同的生理特性轿亮。我們已經(jīng)表明疮薇，有可能檢測到由起搏方式變化引起的波形形態(tài)變化酌媒。如下圖表：

這項(xiàng)研究制作了一個(gè)電生物阻抗和生物勢的儀器系統(tǒng)龟再，具有急性反饋的生物勢測量已長期以心電圖、EGM和腦電圖的形式使用梭纹，并已證明它是有用的但骨。經(jīng)研究表明励七，可以通過建立一個(gè)結(jié)合生物勢阻抗和生物阻抗測量的系統(tǒng)來擴(kuò)展臨床醫(yī)生的工具集。正如本文所示掠抬，可以對心臟進(jìn)行測量并且可以很容易地使用該測量系統(tǒng)，并且在其他有生物勢和生物阻抗測量相關(guān)研究也可以使用這種測量系統(tǒng)添坊。

挪威奧斯陸大學(xué)與挪威奧斯陸心臟病學(xué)創(chuàng)新中心在研究中設(shè)計(jì)并構(gòu)建了這樣一個(gè)基于商用儀器的系統(tǒng)剿另。該系統(tǒng)包括提供患者隔離的生物阻抗前端和我們建議用作臨床標(biāo)準(zhǔn)的一組連接器生物阻抗測量箫锤。測量數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)處理并呈現(xiàn)給操作員贬蛙，同時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用于測量后分析。研究已經(jīng)表明谚攒，使用基于步進(jìn)正弦激勵(lì)的商用儀器可以實(shí)現(xiàn)生物阻抗測量的高時(shí)間分辨率阳准。

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ISX系列阻抗分析儀用途廣泛野蝇，在生物，微流控括儒，壓電陶瓷檢測绕沈，農(nóng)產(chǎn)品檢測，鋰電池檢測等各個(gè)領(lǐng)域均能有所建樹帮寻，并且我們與業(yè)內(nèi)一些供應(yīng)商密切合作乍狐，可以為您的研究實(shí)驗(yàn)提供完整的配件及建議、方案歡迎大家來電咨詢固逗。

相關(guān)文獻(xiàn)：

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2057-1976/2/6/065015/meta

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