多通道电阻抗方法胃动力测量机制研究-论文.pdf

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1、33卷2期中国生物医学工程学报V01．33No．2April20142014年4月ChineseJournalofBiomedicalEngineering多通道电阻抗方法胃动力测量机制研究赵舒沙洪任超世(中国医学科学院生物医学工程研究所，天津300192)摘要：建立多通道电阻抗信号与胃收缩传导过程的关系，明确生物电阻抗方法检测胃动力的测量机制。应用COMSOL软件建立圆柱容积导体模型，模拟胃环行肌收缩传导过程，进行电磁场正问题仿真计算，获取边界测量电压波形。设计专用实验装置，制作了不同电导率的三层琼脂模型，模拟胃

2、部和胃收缩扰动，完成盐水槽动态模拟实验。仿真研究结果表明，轴向和径向激励模式下，边界测量电压波形清晰显示了胃收缩发生的部位及传导过程，相邻通道间存在明显的相位差。模拟实验结果中，对于电导率为1．35S／m的被测琼脂模型，轴向激励模式各测量通道出现双波谷的时间差约为9S；径向激励模式各测量通道出现双波谷的时间差约为6S，与各测量通道的电极安放位置和间距正好相对应。胃内容物为高电导率和低电导率情况下，边界电压波形的变化趋势相同，方向相反。参数6，U和U⋯／U；定量评价结果表明，靠近激励电极的测量通道，电压敏感性和均值较

3、高。多个通道测量的电阻抗信号，能够有效地反映胃内容物电导率的变化、胃不同部位的收缩、以及胃运动传导的时相关系。关键词：生物电阻抗；胃动力；多通道测量；胃收缩传导中图分类号R318文献标志码A文章编号0258-8021(2014)02．0129—10MechanisticStudyofMultichannelImpedanceMethodforGastricMotilityMeasurementZHAOShuSHAHongRENChao—Shi(InstituteofBiomedicalEngineering，Chi

4、neseAcademyofMedicalSciences＆PekingUnionMedicalCollege，rianjin300192，China)Abstract：Theaimofthisworkistoinvestigatetherelationshipbetweenmuhichannelelectricalbio-impedancesignalsandpropagationofgastricperistalsiswave，andobtainthemeasurementmechanismoftheelectr

5、icalimpedancemethodforgastricmotility．AcylindricalvolumeconductormodelwasbuiltusingCOMSOLsoftware．Thecontractionofgastriccircularmuscleanditspropagationweresimulatedinthismode1．Thevoltagemeasuredfromboundaryoftheregionwasobtainedbysolvingtheforwardproblemofele

6、ctromagneticfield．Anexperimentaldeviceincludingmechanicaldriveunitandthree—layeragarmodelswithdifferentconductivitywasmadetosimulatethestomachanditscontraction，andthedynamictestwasperformedinasaltwatertank．Undertheaxialandradialdirectioncurrentexcitationpatter

7、n，thewaveformofboundaryvoltageshowsthepositionofcircularmusclecontractionandtheprocessofperistalsispropagation．Thephasedifferencebetweenvoltagewaveformofadjacentchannelexists．Inexperimentresult，thephasedifferencesrespectivelyare9Sand6Sunderaxialandradialdirect

8、ioncurrentexcitationpatternfortheagarmodelwithconductivityof1．35S／m．Itiscorrelatedwiththepositionandspacingofthemeasurementelectrodes．Theboundaryvoltagevariationsfollowthesametrend