本發(fā)明涉及生物電阻抗檢測，尤其涉及一種用于人體阻抗譜測量的設備與方法。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、人體組織與器官的電特性包括阻抗、導納、電導率和介電常數(shù)等，該電特性及其變化與人體生理、病理狀況密切相關(guān)。生物阻抗技術(shù)通常是借助置于體表的電極系統(tǒng)向檢測對象送入一微小的交流測量電流或電壓，檢測相應的電阻抗及其變化情況，然后根據(jù)不同的應用目的獲取相關(guān)的生理和病理信息。這種技術(shù)或方法具有無創(chuàng)、廉價、安全、操作簡單和信息豐富等特點，醫(yī)生和病人易于接受，具有廣泛的應用價值。

3、現(xiàn)有技術(shù)一般通過單一頻率的微弱電信號測量人體組織的阻抗模量，測量結(jié)果準確率較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種用于人體阻抗譜測量的設備與方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，提出了一種用于人體阻抗譜測量的設備，包括：信號發(fā)生器、壓流轉(zhuǎn)換電路、電壓跟隨電路、幅相檢測電路和處理器；

4、信號發(fā)生器，用于向壓流轉(zhuǎn)換電路中注入不同頻率的電壓；

5、壓流轉(zhuǎn)換電路，用于對注入的電壓進行調(diào)制，獲得參考電壓和測試電流；并將參考電壓注入幅相檢測電路，將測試電流注入人體；

6、電壓跟隨電路，用于獲取人體因注入測試電流產(chǎn)生的測試電壓，并將該測試電壓注入幅相檢測電路；

7、幅相檢測電路，用于確定測試電壓和參考電壓之間的幅值比和相位差；

8、處理器，用于根據(jù)幅相檢測電路確定的幅值比和相位差，確定人體阻抗信息。

9、進一步的，信號發(fā)生器，用于向壓流轉(zhuǎn)換電路中多次注入不同頻率的電壓；

10、壓流轉(zhuǎn)換電路，用于對多次注入的電壓進行調(diào)制，獲得對應的參考電壓和測試電流；并將多次獲得的參考電壓注入幅相檢測電路，將多次獲得的測試電流注入人體；

11、幅相檢測電路，用于確定每次獲得的參考電壓和測試電壓之間的幅值比和相位差；

12、處理器，用于根據(jù)每次獲得的參考電壓和測試電壓之間的幅值比和相位差，對應確定每個人體阻抗信息；對所有人體阻抗信息取平均，獲得最終的人體阻抗信息。

13、進一步的，信號發(fā)生器，用于每次按照從低頻至高頻的順序，向壓流轉(zhuǎn)換電路中注入不同頻率的電壓。

14、進一步的，壓流轉(zhuǎn)換電路包括差分接收放大器，差分接收放大器的輸入端與信號發(fā)生器的輸出端連接，差分接收放大器的輸出端連接濾波電路，濾波電路有兩個輸出端，濾波電路的其中一個輸出端作為參考電壓輸出端與幅相檢測電路連接，濾波電路的另一個輸出端用于與人體部位連接。

15、進一步的，差分接收放大器的輸入端與信號發(fā)生器的輸出端之間的連接電路上設置電容c2，在差分接收放大器的輸入端與電源電壓輸入端之間連接電容c3和電容c4，電容c3和電容c4并聯(lián)。

16、進一步的，壓流轉(zhuǎn)換電路還包括第一運算放大器和第二運算放大器；第一運算放大器的輸入端接入差分接收放大器的輸出端與濾波電路之間；第一運算放大器的輸出端與第二運算放大器的輸入端連接，且第一運算放大器的輸出端與第二運算放大器的輸入端之間還串聯(lián)電阻r2，第二運算放大器的輸出端與差分接收放大器的輸入端連接。

17、進一步的，幅相檢測電路的兩個輸入端分別與壓流轉(zhuǎn)換電路的參考電壓輸出端和電壓跟隨電路的輸出端連接，電壓跟隨電路的輸入端用于獲取人體因注入測試電流產(chǎn)生的測試電壓。

18、進一步的，幅相檢測電路包括兩個解調(diào)對數(shù)放大器和一個乘法器類型的鑒相器，壓流轉(zhuǎn)換電路的參考電壓輸出端和電壓跟隨電路的輸出端分別與兩個解調(diào)對數(shù)放大器的輸入端連接，兩個解調(diào)對數(shù)放大器的輸出端與鑒相器的輸入端連接。

19、進一步的，處理器，用于根據(jù)cole-cole模型及測試電壓和參考電壓之間的幅值比和相位差，確定人體阻抗信息。

20、第二方面，提出了一種用于人體阻抗譜測量的測量方法，包括：

21、通過信號發(fā)生器向壓流轉(zhuǎn)換電路中注入不同頻率的電壓；

22、通過壓流轉(zhuǎn)換電路對注入的電壓進行調(diào)制，獲得參考電壓和測試電流；并將參考電壓注入幅相檢測電路，將測試電流注入人體；

23、通過電壓跟隨電路獲取人體因注入測試電流產(chǎn)生的測試電壓，并將該測試電壓注入幅相檢測電路；

24、通過幅相檢測電路確定測試電壓和參考電壓之間的幅值比和相位差；

25、處理器根據(jù)幅值比和相位差，確定人體阻抗信息。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

27、本發(fā)明提出的一種用于人體阻抗譜測量的設備，采用壓流轉(zhuǎn)換電路中的差分接收放大器和濾波電路，對信號發(fā)生器輸出的電壓進行放大和濾波處理，保證平滑直流電壓，并且濾除電源中的高頻噪聲和干擾信號，提高電源輸出的純凈度，通過運算放大器作為差分接收放大器反饋電路的緩沖器，避免了反饋電路的分流效應，可以克服由于人體與電極片的接觸阻抗而產(chǎn)生的影響，使得測量結(jié)果更加準確。

28、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種用于人體阻抗譜測量的設備，其特征在于，包括：信號發(fā)生器、壓流轉(zhuǎn)換電路、電壓跟隨電路、幅相檢測電路和處理器；

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于人體阻抗譜測量的設備，其特征在于，信號發(fā)生器，用于向壓流轉(zhuǎn)換電路中多次注入不同頻率的電壓；

3.如權(quán)利要求1所述的一種用于人體阻抗譜測量的設備，其特征在于，信號發(fā)生器，用于每次按照從低頻至高頻的順序，向壓流轉(zhuǎn)換電路中注入不同頻率的電壓。

4.如權(quán)利要求1所述的一種用于人體阻抗譜測量的設備，其特征在于，壓流轉(zhuǎn)換電路包括差分接收放大器，差分接收放大器的輸入端與信號發(fā)生器的輸出端連接，差分接收放大器的輸出端連接濾波電路，濾波電路有兩個輸出端，濾波電路的其中一個輸出端作為參考電壓輸出端與幅相檢測電路連接，濾波電路的另一個輸出端用于與人體部位連接。

5.如權(quán)利要求4所述的一種用于人體阻抗譜測量的設備，其特征在于，差分接收放大器的輸入端與信號發(fā)生器的輸出端之間的連接電路上設置電容c2，在差分接收放大器的輸入端與電源電壓輸入端之間連接電容c3和電容c4，電容c3和電容c4并聯(lián)。

6.如權(quán)利要求4所述的一種用于人體阻抗譜測量的設備，其特征在于，壓流轉(zhuǎn)換電路還包括第一運算放大器和第二運算放大器；第一運算放大器的輸入端接入差分接收放大器的輸出端與濾波電路之間；第一運算放大器的輸出端與第二運算放大器的輸入端連接，且第一運算放大器的輸出端與第二運算放大器的輸入端之間還串聯(lián)電阻r2，第二運算放大器的輸出端與差分接收放大器的輸入端連接。

7.如權(quán)利要求4所述的一種用于人體阻抗譜測量的設備，其特征在于，幅相檢測電路的兩個輸入端分別與壓流轉(zhuǎn)換電路的參考電壓輸出端和電壓跟隨電路的輸出端連接，電壓跟隨電路的輸入端用于獲取人體因注入測試電流產(chǎn)生的測試電壓。

8.如權(quán)利要求7所述的一種用于人體阻抗譜測量的設備，其特征在于，幅相檢測電路包括兩個解調(diào)對數(shù)放大器和一個乘法器類型的鑒相器，壓流轉(zhuǎn)換電路的參考電壓輸出端和電壓跟隨電路的輸出端分別與兩個解調(diào)對數(shù)放大器的輸入端連接，兩個解調(diào)對數(shù)放大器的輸出端與鑒相器的輸入端連接。

9.如權(quán)利要求1所述的一種用于人體阻抗譜測量的設備，其特征在于，處理器，用于根據(jù)cole-cole模型及測試電壓和參考電壓之間的幅值比和相位差，確定人體阻抗信息。

10.一種用于人體阻抗譜測量的測量方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開的一種用于人體阻抗譜測量的設備與方法，包括：信號發(fā)生器、壓流轉(zhuǎn)換電路、電壓跟隨電路、幅相檢測電路和處理器；信號發(fā)生器，用于向壓流轉(zhuǎn)換電路中注入不同頻率的電壓；壓流轉(zhuǎn)換電路，用于對注入的電壓進行調(diào)制，獲得參考電壓和測試電流；并將參考電壓注入幅相檢測電路，將測試電流注入人體；電壓跟隨電路，用于獲取人體因注入測試電流產(chǎn)生的測試電壓，并將該測試電壓注入幅相檢測電路；幅相檢測電路，用于確定測試電壓和參考電壓之間的幅值比和相位差；處理器，用于根據(jù)幅相檢測電路確定的幅值比和相位差，確定人體阻抗信息。實現(xiàn)了對人體阻抗信息的準確測量。

技術(shù)研發(fā)人員：梅貞,司磊,何德,劉光遠
受保護的技術(shù)使用者：西南大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21