基于四電極的入體式血液阻抗測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種血液阻抗測量系統，具體地涉及一種基于四電極的入體式血液阻抗測量系統。
【背景技術】
[0002]對生物組織電阻抗的測量，在不同的頻段有不同的測量方式。一般在低頻段，采用的方法有電橋法、雙電極法、四環電極法和四電極法。
[0003]用電橋法測量生物組織電阻抗是早期測量生物電阻抗的方法之一，采用電橋測量時，由于平衡臂上電阻R和電容C 一般都是采用電阻箱和電容箱，調節范圍比較小精度也不高，調節電橋平衡比較困難，因此在實際應用中此方法已不多用。
[0004]雙電極測量技術是將幅值恒定的交變電流通過一對電極引入被測生物組織，再通過同一對電極將其兩端的電壓檢測出來。由于雙電極測量在使用中，電極下被測組織中的電流密度高于被測組織其他部位的電流密度，即電流分布不均勻，這樣組織各個部分對電阻抗貢獻就不同，從而使測得的電阻抗與實際電阻抗有較大的誤差。另外，電流流過電極和生物組織電解液時還將產生極化現象，在低頻時極化誤差比較嚴重。因此，在精確測量生物組織電阻抗時不能達到要求。
[0005]四環電極測量系統由三對測量電極組成，其中，一對電流電極，一對電壓電極和一對保護電極。兩個電流電極分別與兩個保護電極相連然后與一恒流源連接，通過這兩對電極將幅值恒定的交變電流引入生物組織，再通過兩電壓電極測試出被測部位的電位差。由于四環電極要求被測生物組織的形狀必須切成扁平狀；兩組環形電極的中心對準和平行度對結果有一定的影響；生物組織的電特性各向同性。因此四環電極測量技術一般用于生物組織的離體測量。
[0006]四電極測量技術包含兩對電極，一對電極(電流電極)將恒定幅值的交變電流引入生物組織，另一對電極(電壓電極)介于兩電流電極之間，檢測出被測部位的電位差。由于四電極測量系統中供電極與測量電極分離，電壓電極處于電流密度分布比較均勻的中間段，當采用高輸入阻抗的電壓放大器時，電壓電極與被測組織之間的接觸電阻可以忽略不計，同時電極與生物組織電解液之間的極化也可以忽略不計。所以，四電極法很好地克服了雙電極法存在的問題，同時也克服了四環電極法條件的限制。但是，現有的四電極法由于種種原因都用于體外檢測。
【發明內容】
[0007]針對上述技術問題，本實用新型目的是:提供一種基于四電極的入體式血液阻抗測量系統。可實時的獲得血管當前的狀況，能為血管病理分析提供有利的依據。
[0008]本實用新型的技術方案是:
[0009]一種基于四電極的入體式血液阻抗測量系統，恒流源產生頻率和幅值恒定的電流值小于10 μΑ的電流施加到被測部位，將電極傳感器采集的電位差通過第一放大濾波電路和相敏檢波電路處理，對處理后的信號進行A/D采樣后輸入到數據分析裝置進行分析。
[0010]優選的，所述的電流為正弦電流。
[0011]優選的，所述相敏檢波電路與A/D采樣電路之間連接第二放大濾波電路。
[0012]優選的，所述A/D采樣電路為16位A/D采樣電路。
[0013]本實用新型的優點是:
[0014]1.通過入體式血液阻抗的精確測量，可實時的獲得血管當前的狀況，能為血管病理分析提供有利的依據。
[0015]2.本實用新型中前置級電路具有以下特征:高輸入阻抗，高共模抑制比，低噪聲，低漂移，這保證了在生物醫學信號的特點及信號的提取方式的限制下精度的要求。相敏檢波后進一步提高了信噪比，提升了精度。采用16位高速AD進行采樣，達到了信號實時傳輸的目的，可精確的得到阻抗的變化情況。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0017]圖1為本實用新型一種基于四電極的入體式血液阻抗測量系統的結構框圖；
[0018]圖2為本實用新型一種基于四電極的入體式血液阻抗測量系統的第一放大濾波電路圖；
[0019]圖3為本實用新型一種基于四電極的入體式血液阻抗測量系統的相敏檢波電路圖；
[0020]圖4為本實用新型一種基于四電極的入體式血液阻抗測量系統的第二放大濾波電路圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本實用新型的概念。
[0022]實施例:
[0023]由于生物電信號都屬于強噪聲背景下下的低頻微弱信號，因此在如何能把所獲取的微弱信號加以放大、轉換、去偽存真是測量電路成功與否的關鍵。本測量系統包括電極傳感器、信號源、恒流驅動電路、相敏檢波電路、A/D采樣電路等，如圖1所示。
[0024]恒定電流源產生頻率一定幅值恒定的正弦電流，最終施加到生物體測量部位，為達到入體式儀器的應用安全要求，電流應控制在10 μ A以下。將電極傳感器采集的電位差通過第一放大濾波電路(如圖2所示)和相敏檢波電路(如圖3所示)處理，把所獲取的微弱信號加以放大、轉換、去偽存真。對處理后的信號再通過第二濾波放大電路(如圖4所示)進行放大，然后進行A/D采樣后輸入到數據分析裝置進行各種醫學分析。
[0025]本實用新型中前置級電路具有以下特征:高輸入阻抗，高共模抑制比，低噪聲，低漂移。這保證了在生物醫學信號的特點及信號的提取方式的限制下精度的要求。相敏檢波后進一步提高了信噪比，提升了精度。采用16位高速AD進行采樣，達到了信號實時傳輸的目的。可精確的得到阻抗的變化情況。
[0026]應當理解的是，本實用新型的上述【具體實施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本實用新型的原理，而不構成對本實用新型的限制。因此，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。此外，本實用新型所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【主權項】
1.一種基于四電極的入體式血液阻抗測量系統，其特征在于，恒流源產生頻率和幅值恒定的電流值小于10 μ A的電流施加到被測部位，將電極傳感器采集的電位差通過第一放大濾波電路和相敏檢波電路處理，對處理后的信號進行A/D采樣后輸入到數據分析裝置進行分析；所述相敏檢波電路與A/D采樣電路之間連接第二放大濾波電路。2.根據權利要求1所述的基于四電極的入體式血液阻抗測量系統，其特征在于，所述的電流為正弦電流。3.根據權利要求1所述的基于四電極的入體式血液阻抗測量系統，其特征在于，所述A/D采樣電路為16位A/D采樣電路。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于四電極的入體式血液阻抗測量系統，恒流源產生頻率和幅值恒定的電流值小于10μA的電流施加到被測部位，將電極傳感器采集的電位差通過第一放大濾波電路和相敏檢波電路處理，對處理后的信號進行A/D采樣后輸入到數據分析裝置進行分析。通過入體式血液阻抗的精確測量，可實時的獲得血管當前的狀況，能為血管病理分析提供有利的依據。
【IPC分類】A61B5/053
【公開號】CN204671157
【申請號】CN201520099865
【發明人】霍云飛
【申請人】蘇州潤心醫療科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年2月11日