生物(wu)阻(zu)抗測量跳動心臟時(shi)間變化-生物(wu)阻(zu)抗分析儀在醫療系統中(zhong)的應用

癌癥、病毒和傳染病的快速傳播給人類健康帶來了巨大挑戰。這些疾病的準確和及時的診斷和治療是困難的，特別是早期檢測、臨床診斷和早期治療。快速簡單的高靈敏度診斷方法的開發在臨床試驗研究中非常重要。電化學阻抗譜(EIS)技術可用于檢測由病毒活動引起的溶液-電極界面上發生的甚至最輕微的變化。EIS用于材料描述和相關監測。該技術由于其快速(su)響應、低(di)(di)檢測限(LOD)和低(di)(di)成本，以及其用于實(shi)時監測樣(yang)品而不(bu)是更(geng)傳統的方法(fa)(fa)(如ELISA)而廣(guang)泛受(shou)到關注(zhu)。阻(zu)抗法(fa)(fa)最(zui)重要(yao)和實用(yong)的優點之一是不(bu)需(xu)要(yao)酶標記(ji)來檢測樣(yang)品。

EIS也是一種研究納米材料電學性質的技術。納米材料結合電化學生物傳感器(阻抗生物傳感器)是診斷疾病的新選擇。EIS方法已經被用于監控這些生物傳感器的制造過程和識別電極表面的分析物。基于電化學阻抗的傳感器由于其固有的優點，如無(wu)標記方法(fa)、操作簡單、靈(ling)敏度(du)高、分(fen)析時(shi)間短(duan)、尺(chi)寸小和(he)自動化潛力，越來越多地被研究(jiu)用于臨床診斷(duan)。

EIS技術是通過施加正弦電勢并記錄對表面具有低有害影響或極化效應的電流來監測表面電極的行為。值得一提的是，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，微小振幅正弦電流或電壓不會對生物大分子的測定造成干擾，因此該方法敏(min)感性(xing)高，可測量到(dao)極(ji)微(wei)的信號。當電極處于平衡電位時測定EIS，對電極(ji)表(biao)面生(sheng)物分子膜的影響較(jiao)小，能夠真實地反映膜(mo)本身的電(dian)化學性質。

挪(nuo)威奧斯陸大學與(yu)挪(nuo)威奧斯陸心(xin)臟(zang)病(bing)學創新中心(xin)合作(zuo)的研究中，用Sciospec公司的高瞬時清晰度的ISX3v2-mini生物電阻抗分析儀（EIS）作為增強測量裝置的一部分，使用LabVIEW軟件來控制儀器，能夠以毫秒級別的瞬時清晰度測量生物阻抗和(he)生物電勢，在(zai)心臟(zang)手術中顯(xian)示人體心臟(zang)實(shi)時狀(zhuang)態的測量結果。

手術中所用的高(gao)瞬時清(qing)晰(xi)度的電阻抗分析儀（EIS）技術源自德國的Sciospec公司的研究，不僅有便于攜帶和集成(cheng)的手持式ISX3-mini，適(shi)配選(xuan)件多樣化的ISX3，還有最高可達16通道的(de)ISX5。ISX-3配備了Sciospec的中頻前端，支(zhi)持簡單(dan)的(de)2點(dian)測量，以及3和4電極配置(zhi)。在100 mHz至10MHz的測量范圍內，它覆蓋了180dB (Ohm…GOhm)的動態范圍，使基礎(chu)精度優(you)于(yu)0.1%。，并且還有添加了EIT斷層成像功能的版本。用作醫學研究還配備了增強電(dian)氣安全的措施，包括醫療級隔離電(dian)源，使儀器能夠在醫(yi)學研究環境(jing)中安全運行(xing)。

同系列的ISX-5不僅最高支持16通道并行工作，且在啟用所有通道的情況下也能實現快速測量，還有多通道設置功能可使每個通道具有不同(tong)參數。該系列自身的Sciospec Com接口，通過全速USB、以太網或無線局域網實現簡單連接，并可用于Java、C、LabView、Matlab等的完整儀器控制，可定制型(xing)強——前面板連接器:BNC, SMA, MCX, DSUB、定制部多路復用器選項的順序多通道功能、用于外部傳感器和其他硬件的IOport數字接口連接器、無線接口、醫用電源、溫控模塊、精密多通道溫度監控模塊、適用于常見的溫度傳感器類型、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(xing)超快速測量。

以ISX3為例(li)，核(he)心參數如下(xia)：

在測量中(zhong)，我們(men)可(ke)以清楚地看(kan)到當前(qian)頻率(lv)下(xia)信號軌跡(ji)的(de)差異。不(bu)同(tong)的(de)軌跡(ji)表明(ming)，隨著頻率(lv)的(de)變(bian)化，反映了(le)不(bu)同(tong)的(de)生理特性(xing)。我們(men)已經表明(ming)，有(you)可(ke)能(neng)檢測到由起搏方式(shi)變(bian)化引(yin)起的(de)波形形態(tai)變(bian)化。如(ru)下(xia)圖(tu)表：

這項研(yan)究制作了一個電(dian)生物(wu)阻抗(kang)(kang)和生物(wu)勢的(de)儀(yi)器系(xi)統(tong)(tong)，具有急性反饋(kui)的(de)生物(wu)勢測(ce)量(liang)已(yi)長(chang)期以(yi)心電(dian)圖、EGM和腦電(dian)圖的(de)形(xing)式使(shi)用(yong)(yong)，并(bing)已(yi)證明(ming)它是有用(yong)(yong)的(de)。經研(yan)究表明(ming)，可以(yi)通過建立一個結合生物(wu)勢阻抗(kang)(kang)和生物(wu)阻抗(kang)(kang)測(ce)量(liang)的(de)系(xi)統(tong)(tong)來擴展(zhan)臨床(chuang)醫生的(de)工具集。正(zheng)如本(ben)文(wen)所示，可以(yi)對(dui)心臟進行測(ce)量(liang)并(bing)且可以(yi)很容易地使(shi)用(yong)(yong)該測(ce)量(liang)系(xi)統(tong)(tong)，并(bing)且在其他有生物(wu)勢和生物(wu)阻抗(kang)(kang)測(ce)量(liang)相(xiang)關研(yan)究也可以(yi)使(shi)用(yong)(yong)這種測(ce)量(liang)系(xi)統(tong)(tong)。

挪威奧斯陸大(da)學(xue)與挪威奧斯陸心臟(zang)病學(xue)創新中心在研究(jiu)(jiu)中設計并構建了這(zhe)樣(yang)一個基(ji)于(yu)商用(yong)儀(yi)器(qi)的系統。該系統包括提供(gong)患者隔離(li)的生物阻抗前端和我們建議用(yong)作臨床(chuang)標(biao)準的一組連接器(qi)生物阻抗測(ce)量(liang)(liang)。測(ce)量(liang)(liang)數據(ju)被實時(shi)處(chu)理并呈(cheng)現給(gei)操作員，同時(shi)存儲數據(ju)用(yong)于(yu)測(ce)量(liang)(liang)后分(fen)析。研究(jiu)(jiu)已經(jing)表明，使用(yong)基(ji)于(yu)步(bu)進正弦激(ji)勵的商用(yong)儀(yi)器(qi)可以實現生物阻抗測(ce)量(liang)(liang)的高時(shi)間分(fen)辨(bian)率(lv)。

上海昊量光電(dian)作為德國Sciospec的(de)國內獨jia代理，為您提供專業(ye)的(de)選型以及技(ji)術服務。

ISX系列阻抗分析儀(yi)用途廣(guang)泛(fan)，在生(sheng)物，微流控(kong)，壓電陶瓷檢測(ce)，農(nong)產品檢測(ce)，鋰電池(chi)檢測(ce)等各(ge)個領(ling)域均能有(you)所(suo)建樹(shu)，并且我們與業(ye)內一些(xie)供(gong)(gong)應(ying)商密(mi)切(qie)合作，可以為您的(de)研(yan)究實驗提供(gong)(gong)完整的(de)配件(jian)及建議(yi)、方案歡迎大家咨詢。

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