一种隔离式人体阻抗检测电路及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种隔离式人体阻抗检测电路及检测方法，包括脉冲发生器、数据处理单元、数据显示单元、一个或多个治疗电极以及一个通道或两个阻抗采集单元，所述脉冲发生器的输出端与治疗电极的输入端连接，阻抗采集单元的采集输入端还分别与治疗电极的输出端连接，阻抗采集单元的采集输出端与所述数据处理单元的输入端连接，还公开了其检测方法，通过一个或多个电压检测电极和电流检测电极接触人体的检测点，获得电压触发信号和电流触发信号；将电压触发信号和电流触发信号分别进行预处理后，送入数据处理单元内进行计算。本发明专利技术能进行人体阻抗检测，保证电穿孔效果，可起到实时监测消融效果，降低了检测设备电路的体积和重量。

An isolated human body impedance detection circuit and method

The invention discloses an isolated human body impedance detection circuit and detection method, which comprises a pulse generator, a data processing unit, a data display unit, one or more treatment electrodes and a channel or two impedance acquisition units. The output end of the pulse generator is connected with the input end of the treatment electrode, and the acquisition input end of the impedance acquisition unit is respectively connected with the input end of the treatment electrode The output terminal is connected, the acquisition output terminal of the impedance acquisition unit is connected with the input terminal of the data processing unit, and the detection method is also disclosed. Through one or more voltage detection electrodes and current detection electrodes contacting the detection points of the human body, the voltage trigger signal and current trigger signal are obtained; after the voltage trigger signal and current trigger signal are preprocessed respectively, they are sent to the data Calculation in processing unit. The invention can detect the impedance of human body, ensure the effect of electroporation, have the effect of real-time monitoring ablation, and reduce the volume and weight of the detection device circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种隔离式人体阻抗检测电路及检测方法
本专利技术属于人体阻抗测量
，具体涉及一种隔离式人体阻抗检测电路及检测方法。
技术介绍
肿瘤消融治疗技术是指在图像引导下，将射频、微波、冷冻、激光、电场等能量极精准穿刺至肿瘤靶区，实施精准微创消融术，原位灭活肿瘤，是全新的精准微创手术。热消融通过对组织进行加热或冷冻，来破坏肿瘤细胞。目前临床广泛应用的物理消融技术包括氩氦刀冷冻消融，射频、微波和激光热消融等。这些消融技术尽管疗效确切、优点突出，但其主要缺点是对组织的破坏是无选择性的，即在消融区内除肿瘤组织外，正常的组织器官如血管、神经、胆管、胰管等均受到完全破坏。此缺点是导致消融术后出现并发症的主要原因，如临床常见的消融术后大出血、胆管系统损伤、肠管穿孔和神经功能障碍等。热消融的这种无选择性组织破坏使此项技术的临床应用风险大大增加，并严重限制其在临床的应用范围。此外，由于血流会带走热量，热消融效果受到血液灌注影响严重，而且热消融是导致组织坏死，不易排出体外。纳米刀消融术是将高压电场以微脉冲的形式传递到肿瘤细胞，改变细胞跨膜电势，造成脂类双分子层细胞膜上纳米级孔隙，增加细胞膜通透性，造成靶区肿瘤细胞不可逆电穿孔，最终导致肿瘤死亡。纳米刀消融的是活细胞，它在理论上保留的细胞基质和细胞周围的结构，对治疗区内血管、胆管和神经等组织影响较小，一般仅为可恢复性损伤，在结构和功能上仍然保持完整。而且由于纳米刀消融为非热消融，不受血流的影响，可以血管周围产生完整的细胞死亡。纳米刀消融过程，如果所施加的电场超过某一阈值，将导致细胞膜结构和细胞内稳态永久性破坏，引起免疫反应，从而导致细胞调亡。根据不同的肿瘤，脉冲电场强度为1.5kV/cm，脉冲宽度为20～1000μs，脉冲幅度决定单次消融的体积，幅度单次消融的体积越大，最大输出电流可达50A，脉冲幅度为3kV，脉冲功率将达到150kW；脉冲幅度为4.5kV，脉冲功率将达到225kW。治疗过程中，当组织发生不可逆性电穿孔时，生物组织阻抗随着治疗过程在不断地变化，需要计算人体阻抗，保证电穿孔效果，实时监测消融效果。目前临床上多采用单极性方波脉冲，所用脉冲电场强度为1.5kV/cm，脉冲宽度为100μs，脉冲幅度为3kV的方波。由于生物组织阻抗随着治疗过程在不断地变化，治疗电极之间的阻抗可降到60Ω，直接测量人体阻抗安全性较低，也就是说，如果发生短路故障，能量将全部释放给患者，将造成灾难性后果
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种隔离式人体阻抗检测电路及检测方法，根据本专利技术的检测电路能进行人体阻抗检测，保证电穿孔效果，起到实时监测消融效果，并采用隔离式AD转换技术，提高了不可逆性电穿孔设备电路的电气安全性，降低了电穿孔设备电路的体积和重量。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：根据本专利技术的一方面，提供了一种隔离式人体阻抗检测电路，包括脉冲发生器、数据处理单元、数据显示单元、一个或多个治疗电极以及一个通道或两个通道以上且用于采集人体阻抗的阻抗采集单元，所述脉冲发生器的输出端分别与所述一个或多个治疗电极的输入端连接，所述阻抗采集单元的采集输入端分别与所述治疗电极的输出端连接，所述阻抗采集单元的采集输出端与所述数据处理单元的输入端连接，该数据处理单元的输出端与所述数据显示单元连接，以治疗电极作为检测点，阻抗采集单元的采集输入端采集检测点的治疗脉冲信号的电压和电流。优选的，每个所述阻抗采集单元至少包括一个电压采集单元和一个电流采集单元，所述治疗电极包括电压检测电极和电流检测电极，所述脉冲发生器的输出端分别与所述电压检测电极的输入端和电流检测电极的输入端连接、所述电压采集单元包括电压低通滤波电路、电压峰值保持电路、电压信号衰减电路和电压隔离式A/D转换器，所述电压检测电极的输出端通过电压低通滤波电路与所述电压峰值保持电路的输入端连接，该电压峰值保持电路的输出端通过电压信号衰减电路、电压隔离式A/D转换器与所述数据处理单元的第一检测输入端连接；所述电流采集单元包括电流低通滤波电路、电流峰值保持电路、电流信号衰减电路和电流隔离式A/D转换器，所述电流检测电极的输出端通过电流低通滤波电路与所述电流峰值保持电路的输入端连接，该电流峰值保持电路的输出端通过电流信号衰减电路、电流隔离式A/D转换器与所述数据处理单元的第二检测输入端连接。优选的，所述电压低通滤波电路包括电阻R1和电容C1，所述电压峰值保持电路包括第一运算放大器U1、整流二极管S1和电容C2，所述电压信号衰减电路包括电阻R2、电阻R3和第二运算放大器U2，所述电阻R1的一端与所述电压检测电极的输出端连接，所述电阻R1的另一端分别与电容C1的一端和第一运算放大器U1的正极输入端连接，该第一运算放大器U1的输出端与所述整流二极管S1的阳极连接，该整流二极管S1的负极分别与电容C2的一端、电阻R2的一端和第一运算放大器U1的负极输入端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R3的一端和第二运算放大器U2的正极输入端连接，该第二运算放大器U2的输出端分别与第二运算放大器U2的负极输入端和电压隔离式A/D转换器的采集输入端连接，该电压隔离式A/D转换器的采集输出端与所述数据处理单元U的第一检测输入端连接，所述电容C1的另一端、电容C2的另一端和电阻R3的另一端分别与地连接。优选的，所述隔离式A/D转换器采用AMC1303MX转换器芯片。优选的，所述检测电极输出的电压脉冲幅度为5V-3000V。优选的，多个所述检测电极呈螺旋状或圆环状排列固定在一个基板上，每个检测电极为8mm-12mm，各个电极在人体上形成螺旋状分布或圆环形环绕在人体上，检测人体深部组织的阻抗时，不单独使用额外检测电极，而是通过治疗电极检测,避免了在对人体的二次损伤，降低了检测设备电路的体积和重量，每个电极分别与人体接触形成一个检测点，从而提高了阻抗检测的分辨精度，从而检测出各个电阻对应人体检测点之间的阻抗总和。本专利技术还提供了一种隔离式人体阻抗的检测方法,所述检测方法包括以下步骤：步骤S1，以治疗电极作为检测点，至少通过一个电压采集单元和一个电流采集单元采集检测点的电压触发信号和电流触发信号，所述治疗电极包括电压检测电极和电流检测电极，将电压检测电极和电流检测电极接触人体的检测点，然后向电压检测电极和电流检测电极施加触发信号源，使电压检测电极和电流检测电极分别获得电压触发信号和电流触发信号；步骤S2，将所述电压触发信号和电流触发信号分别经信号衰减、低通滤、压峰值保持、信号再衰减后送入隔离式A/D转换器，得到电压数字信号和电流数字信号；步骤S3，将所述电压数字信号和电流数字信号送入数据处理单元内，并通过与预先设定的电阻＝电压/电流计算模型进行计算，计算得出所测人体阻抗值，并在数据显示单元上进行显示。上述方案进一步优选的，所述检测方法还包括通过一个或多个电压检测电极和电流检测电极接触人体的检测点接触人体的检测点，向一个或多个电压检测电极和电流检测电极施加预设的触发信号源，在预定的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离式人体阻抗检测电路,其特征在于：包括脉冲发生器、数据处理单元、数据显示单元、一个或多个治疗电极以及一个通道或两个通道以上且用于采集人体阻抗的阻抗采集单元，所述脉冲发生器的输出端分别与一个或多个所述治疗电极的输入端连接，所述阻抗采集单元的采集输入端分别与所述治疗电极的输出端连接，所述阻抗采集单元的采集输出端与所述数据处理单元的输入端连接，该数据处理单元的输出端与所述数据显示单元连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种隔离式人体阻抗检测电路,其特征在于：包括脉冲发生器、数据处理单元、数据显示单元、一个或多个治疗电极以及一个通道或两个通道以上且用于采集人体阻抗的阻抗采集单元，所述脉冲发生器的输出端分别与一个或多个所述治疗电极的输入端连接，所述阻抗采集单元的采集输入端分别与所述治疗电极的输出端连接，所述阻抗采集单元的采集输出端与所述数据处理单元的输入端连接，该数据处理单元的输出端与所述数据显示单元连接。


2.根据权利要求1所述的一种隔离式人体阻抗检测电路,其特征在于：每个所述阻抗采集单元至少包括一个电压采集单元和一个电流采集单元，所述治疗电极包括电压检测电极和电流检测电极，所述脉冲发生器的输出端分别与所述电压检测电极的输入端和电流检测电极的输入端连接、所述电压采集单元包括电压低通滤波电路、电压峰值保持电路、电压信号衰减电路和电压隔离式A/D转换器，所述电压检测电极的输出端通过电压低通滤波电路与所述电压峰值保持电路的输入端连接，该电压峰值保持电路的输出端通过电压信号衰减电路、电压隔离式A/D转换器与所述数据处理单元的第一检测输入端连接；所述电流采集单元包括电流低通滤波电路、电流峰值保持电路、电流信号衰减电路和电流隔离式A/D转换器，所述电流检测电极的输出端通过电流低通滤波电路与所述电流峰值保持电路的输入端连接，该电流峰值保持电路的输出端通过电流信号衰减电路、电流隔离式A/D转换器与所述数据处理单元的第二检测输入端连接。


3.根据权利要求2所述的一种隔离式人体阻抗检测电路,其特征在于：所述电压低通滤波电路包括电阻R1和电容C1，所述电压峰值保持电路包括第一运算放大器U1、整流二极管S1和电容C2，所述电压信号衰减电路包括电阻R2、电阻R3和第二运算放大器U2，所述电阻R1的一端与所述电压检测电极的输出端连接，所述电阻R1的另一端分别与电容C1的一端和第一运算放大器U1的正极输入端连接，该第一运算放大器U1的输出端与所述整流二极管S1的阳极连接，该整流二极管S1的负极分别与电容C2的一端、电阻R2的一端和第一运算放大器U1的负极输入端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R3的一端和第二运算放大器U2的正极输入端连接，该第二运算放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，单纯玉，
申请(专利权)人：上海健康医学院，
类型：发明
国别省市：上海;31