生物电阻抗谱的检测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种生物电阻抗谱的检测系统，四个电极；控制中心，其用于产生激励信号、对两通道单元输出的电压信号作相位差处理；压控恒流源，其一端通信连接到控制中心、另一端通过标准电阻通信连接到四个电极中的两个，用于将激励信号由电压信号转化成电流信号；测量通道单元，其通信连接到四个电极中的另外两个与控制中心之间，对接收激励信号后产生的第一电压信号进行信号调理；参考通道单元，其一端通信连接到控制中心、另一端通过标准电阻通信连接到四个电极中的两个，对标准电阻上获得的第二电压信号进行信号调理。本实用新型专利技术的控制中心对两通道单元获得信号进行相位差处理即可获得待测组织的阻抗信息，测试方便、测量精度高。

Detection System of Bioelectrical Impedance Spectrum

【技术实现步骤摘要】
生物电阻抗谱的检测系统
本专利涉及一种生物电阻抗谱测量
，具体涉及一种生物电阻抗谱的检测系统。
技术介绍
生物电阻抗测量是一种无创测量方法，存在广阔的临床应用前景，目前分为普通生物电阻抗检测和生物电阻抗谱检测两种方法。普通生物电阻抗检测是将人体看作简单等效电阻完成测量，这种方法获取的信息量小，但是实现简单，目前应用也最广泛，例如人体成分检测仪、人体阻抗血流图等。生物组织电阻抗谱是采用多频阻抗测量，通过建立人体生物阻抗的等效RC模型，测量不同频率下人体生物阻抗信息，就可以得到人体细胞内、细胞外、细胞组织液、细胞膜等生物组织的电学特性，获得的生物组织信息更加全面，临床诊断价值更大。传统的生物组织电阻抗谱测量方法是每次发一个单音正弦信号，测量一次生物组织在该频率下的幅度和相位，需要经过多次重复测量，才能得到所需的幅相响应，该方法不仅测量时间长，而且还会受到不同时间人体呼吸和心跳的影响，导致测量结果的不一致性。还有一种方法是采用DDS产生多个频率的正弦信号，这几个正弦信号通过一个加法器生成一个合成信号施加到生物组织，然后通过信号处理技术算出各个频率的幅度和相位，这种方法测量频率分辨率低，而且受到硬件结构的限制，不能够灵活的配置波形信息，测量也不够智能化。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种生物电阻抗谱的检测系统，解决现有方案中测量时间长、测量不同步、测试模式单一且固化、测试不方便等问题，具有快速、多模式、智能化，精确度高的优点。为了克服现有技术存在的问题，达到上述目的，本技术提供了一种生物电阻抗谱的检测系统，其包括：四个电极，其设置于待测组织上；控制中心，其用于在不同测量模式下产生激励信号、对所述测量通道单元和所述参考通道单元分别输出的不同电压信号的幅值和相位进行比较相位差的数据处理以获得待测组织的阻抗信息；压控恒流源，其一端通信连接到所述控制中心、另一端通过标准电阻通信连接到所述四个电极中的两个，用于将所述激励信号由电压信号转化成电流信号经所述四个电极中的两个输入到待测组织；测量通道单元，其通信连接到所述四个电极中的另外两个与所述控制中心之间，用于对待测组织接收所述激励信号后产生的第一电压信号依次进行包括放大和滤波的信号调理；参考通道单元，其一端通信连接到所述控制中心、另一端通过标准电阻通信连接到所述四个电极中的两个，用于对所述标准电阻上获得的第二电压信号依次进行包括放大和滤波的信号调理；其中，不同测量模式至少包括单频输出、自定义频率组合输出以及M序列输出。优选的是，所述控制中心包括：可编程信号发生器，其用于在不同测量模式下产生可选择性配置所述激励信号的波形信息；DA输出控制器，其通信连接到所述可编程信号发生器；所述DA输出控制器接收所述激励信号并进行DA转换；AD采样控制器，其分别通信连接到所述测量通道单元和所述参考通道单元；所述AD采样控制器对通道单元调理后的信号进行AD转换；信号预处理模块，其通信连接到所述AD采样控制器；所述信号预处理模块将AD采样后的数据信号进行正交解波和滤波；数据计算模块，其通信连接到所述信号预处理模块；所述数据处理模块对正交解波和滤波后的信号进行计算，获得待测组织的阻抗信息。优选的是，所述测量通道单元和所述参考通道单元分别依次包括：运算放大器，其通信连接到所述电极；模拟滤波器，其通信连接到所述运算放大器和所述AD采样控制器之间；其中，所述电极输出到通道单元内的信号依次经所述运算放大器的放大以及所述模拟滤波器的滤波处理后，输出至所述AD采样控制器。优选的是，还包括：基于线性相位的贝塞尔滤波器，其通信连接到所述DA输出控制器与所述压控恒流源之间，用于将所述DA输出控制器转换后的激励信号进行基于线性相位的贝塞尔滤波后输出给所述压控恒流源。本技术的有益效果是：本技术提供的生物电阻抗谱的检测系统，通过测量通道和参考通道的双通道设置，分别获得两个电压信号的相位、幅度，最后通过控制中心对两个电压信号进行相位差处理，从而获得待测组织的阻抗信息，测试方便、测量精度高，智能化水平高。附图说明图1为本技术提供的生物电阻抗谱的检测系统的通信示意图；图2为本技术提供的生物电阻抗谱的检测方法的流程图；图中：10-四个电极；20-控制中心；21-可编程信号发生器；22-DA输出控制器；23-AD采样控制器；24-信号预处理模块；25-数据计算模块；30-压控恒流源；40-测量通道单元；50-参考通道单元；60-标准电阻；70-基于线性相位的贝塞尔滤波器。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明，以使本领域普通技术人员参照本说明书后能够据以实施。<实施方式1>如图1所示，本技术提供一种生物电阻抗谱的检测系统，其包括四个电极10、控制中心20、压控恒流源30、测量通道单元40以及参考通道单元50。其中，四个电极10设置于待测组织上，最大限度的减小了电极的极化效应，提高测量精度。控制中心20用于在不同测量模式下产生激励信号、对测量通道单元40和参考通道单元50分别输出的不同电压信号的幅值和相位进行比较相位差的数据处理以获得待测组织的阻抗信息。压控恒流源30一端通信连接到控制中心、另一端通过标准电阻60通信连接到四个电极10中的两个，用于将激励信号由电压信号转化成电流信号经四个电极10中的两个输入到待测组织。测量通道单元40通信连接到四个电极10中的另外两个与控制中心20之间，用于对待测组织接收激励信号后产生的第一电压信号依次进行包括放大和滤波的信号调理。参考通道单元50一端通信连接到控制中心、另一端通过标准电阻通信连接到四个电极10中的两个，用于对标准电阻60上获得的第二电压信号依次进行包括放大和滤波的信号调理；其中，不同测量模式至少包括单频输出、自定义频率组合输出以及M序列输出。该实施方式中，双通道设计，两通道的电路参数完全一样，避免了交流信号经过电缆、器件、电路板时，受到寄生电容等参数影响，会产生不可预期的相位变化，从而影响相位测量精度的情况，最大限度减小寄生电容对测量精度的影响；并且，通过比较参考通道和测量通道的信号的相位差，可精确计算人体阻抗相位信息，测试方便、测量精度高，智能化水平高。需要补充说明的是，自定义频率组合输出，包括控制中心20对A/D采样后获得的第一电压信号和第二电压信号的相位和幅度分别进行基于数字卡尔曼滤波器的数据处理，计算出对应频率的幅度和相位，拟合出Colo-Colo阻抗圆，获取最佳响应频率；该模式适用于特定频率同步测量，控制中心通过数字卡尔曼滤波器的算法，可以输出每个频率的阻抗信息，并根据这些阻抗信息，拟合出Colo-Colo阻抗圆。单频输出，包括控制中心20对A/D采样获得的第一电压信号和第二电压信号的相位和幅度分别进行正交解波的数据处理，计算出信号的幅度和相位；该模式适合特定频率的精确测量，采样获得的电压信号经过控制中心20的正交解波数据处理，可以直接输出阻抗信息。M序列输出，包括控制中心20对A/D采样获得的第一电压信号、第二电压信号、第一相位以及第二相位进行带通滤波和基于FFT的数据处理，计算对应频率点幅度和相位；该模式适合于通频带内的阻抗谱测量，通过带通滤波和基于FFT算法的数据处理，获得特定采样处的阻抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物电阻抗谱的检测系统，其特征在于，其包括：四个电极，其设置于待测组织上；控制中心，其用于在不同测量模式下产生激励信号；压控恒流源，其一端通信连接到所述控制中心、另一端通过标准电阻通信连接到所述四个电极中的两个，用于将所述激励信号由电压信号转化成电流信号经所述四个电极中的两个输入到待测组织；测量通道单元，其通信连接到所述四个电极中的另外两个与所述控制中心之间，用于对待测组织接收所述激励信号后产生的第一电压信号依次进行包括放大和滤波的信号调理；参考通道单元，其一端通信连接到所述控制中心、另一端通过标准电阻通信连接到所述四个电极中的两个，用于对所述标准电阻上获得的第二电压信号依次进行包括放大和滤波的信号调理；其中，控制中心对所述测量通道单元和所述参考通道单元分别输出的不同电压信号的幅值和相位进行比较相位差的数据处理以获得待测组织的阻抗信息；不同测量模式至少包括单频输出、自定义频率组合输出以及M序列输出。

【技术特征摘要】
1.一种生物电阻抗谱的检测系统，其特征在于，其包括：四个电极，其设置于待测组织上；控制中心，其用于在不同测量模式下产生激励信号；压控恒流源，其一端通信连接到所述控制中心、另一端通过标准电阻通信连接到所述四个电极中的两个，用于将所述激励信号由电压信号转化成电流信号经所述四个电极中的两个输入到待测组织；测量通道单元，其通信连接到所述四个电极中的另外两个与所述控制中心之间，用于对待测组织接收所述激励信号后产生的第一电压信号依次进行包括放大和滤波的信号调理；参考通道单元，其一端通信连接到所述控制中心、另一端通过标准电阻通信连接到所述四个电极中的两个，用于对所述标准电阻上获得的第二电压信号依次进行包括放大和滤波的信号调理；其中，控制中心对所述测量通道单元和所述参考通道单元分别输出的不同电压信号的幅值和相位进行比较相位差的数据处理以获得待测组织的阻抗信息；不同测量模式至少包括单频输出、自定义频率组合输出以及M序列输出。2.如权利要求1所述的生物电阻抗谱的检测系统，其特征在于，所述控制中心包括：可编程信号发生器，其用于在不同测量模式下产生可选择性配置所述激励信号的波形信息；DA输出控制器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春，刘大伟，
申请(专利权)人：深圳市安特贝尔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44