本发明专利技术公开了一种生物电阻抗测量方法，其特征在于，所述方法包括：恒流输出预设频率的正弦波激励信号至设置在待测区域的测量电极，对待测区域进行激励；获取并放大经过待测区域的模拟信号；对所述模拟信号进行模－数转换；在一个模－数转换周期内提取多个数字信号，并通过傅立叶快速变换算法计算所述多个数字信号对应的一组阻抗值；重复上述步骤计算预设频率范围内不同频率点的阻抗值，形成阻抗频率图；根据所述阻抗频率图通过拟合圆的方法计算该时间点所述待测区域的特征参数。本发明专利技术通过有效屏蔽干扰信号，提供了纯净的电信号，从而保证了测量精度；并采用傅立叶快速变换算法和拟合圆方法，提高了阻抗计算的准确性，并有效降低了电路成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物电阻抗检测领域，特别是涉及一种生物电阻抗测量的 方法及装置。
技术介绍
生物电阻抗测量是一种利用生物组织与器官的电特性及其变化规律 来提取与生理、病理状况相关的生物医学信息的检测技术，采用生物电 阻抗测量方法可以无创、高灵敏、准确地提取相应的电特性及其变化信 息。可以用于对生物的各种电参量的测量与监视，例如心电图术、生物 阻抗测量、脑电图术等等，包括在生物体上放置电极，然后在电刺激进 行期间或随后的时间内测量电信号。对生物体来说，由于细胞种类、排列的疏密、细胞间质及细胞膜通 透性的异同，不同组织、甚至于同种组织的不同方向及状态所表现出的阻抗特性都有可能不同；另 一 方面由于组织的生理或病理改变必然会影 响到细胞膜的通透性和细胞间质的电解浓度等变化，从而影响其组织的 频率特性能。阻抗成像的基本原理是通过被成像目标周围的电极注入交 变电流，并同步测量边界上的电压、采用多驱动电极和测量电极结构实 现四电极阻抗测量，利用图像重构法对相敏调技术得到的变换阻抗数据 进行重构，形成阻抗断层图像。通过生物电阻抗测量得到的特征数据可以用来^r测某些生物体组织 的生理功能变化引起的组织阻抗的变化，例如，组织充血和放电等，或 某些组织病理改变引起的组织阻抗的变化，例如癌变等，将这些信息在 电阻抗断层成像(electrical impedance tomography, EIT)图像中体现出来， 可以提供给相关人员用于病理检测、判断和其它用途。这种技术无创无 害，测量简便，在对于患者长期的图像监护这方面具有广泛的应用前景， 这些是目前多数临床成像手段难以做到的；同时该技术造价低、费用低 的特点也非常适合进行广泛的医疗普查。现有的生物阻抗测量仪大都采用简单的电阻模型，例如临床采用的无创阻抗法输出量测量仪器等，使用局限性大，只能用于人体特定部位。 生物组织多频阻抗测量仪器目前还没有实用化仪器。另外已有的处于研 制实验阶段的仪器设计方案较复杂，性能简单，采用的算法和实现的功 能十分简单，成本高，且不具备阻抗模型参数提取分析功能，不能长时 间在体监测生物体阻抗模型参数等。此外，测量采用的硬件部分在测量过程中会产生误差和干扰，如电极粘贴引起的接触电阻产生的表面电位信号误差，各种仪器工作时产 生的干扰信号等，会导致进行电阻抗计算所利用的电信号纯净度不够， 即不能准确反映待测区域的阻抗分布，导致成像精度的不理想，无法准 确真实地反映体内病情变化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种生物电阻抗测量方法，以使得 在测量时可以去除被测信号的干扰信号，为生物电阻抗计算提供纯净的 信号，采用简单、高速的算法获得精度较高的生物电阻抗特征参数，从 而获得精确的图像信息。本专利技术的另 一个目的是将上述构思应用于具体的临床应用环境中，提 供一种生物电阻抗测量装置，使用该装置可以获取精度较高的生物电阻 抗特征参数，并精确成像，提供给医生或相关人员显示，从而保证该方 法在临床的实现和应用。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种生物电阻抗测量方法，所述方法包括步骤恒流输出预设频率的正弦波激励信号至设置在待测区域的测量电 极，对待测区域进行激励；获取并放大经过待测区域的模拟信号； 对所述模拟信号进行模-数转换；在一个模-数转换周期内提取多个数字信号，并通过傅立叶快速变换 算法计算所述多个数字信号对应的 一 组阻抗值；重复上述步骤计算预设频率范围内不同频率点的阻抗值，形成阻抗 频率根据所述阻抗频率图通过拟合圆的方法计算该时间点所述待测区域 的特征参数。优选的，所述预设频率的范围为lhz—300khz。优选的，在一个模-数转换周期内至少提取2000个数字信号。优选的，所述的方法还包括步骤分时革1获取所述待测区域的特征参数，形成特征参数趋势图。优选的，所述的方法在获取并放大经过待测区域的模拟信号之前，还包括步骤对所述模拟信号进行限压限流预处理；所述限压限流预处理的方法具体为分别检测出所述模拟信号的电流值和电压值，当检测所述电流值或电压值超出预设阈值时，断开连接。优选的，所述获取并放大经过待测区域的模拟信号步骤包括将第一高阻放大器与所述待测区域的串联线路上的标准取样电阻并联设置，以获取所述待测区域串联线路上的电流信号，所述高阻放大器 的阻抗至少为所述取样电阻的阻抗的106倍；将第二高阻放大器与设置在所述待测区域两側的第一测量电极和第 二测量电极相连，以获取所述待测区域的电压信号。优选的，所述的方法在将所述模拟信号进行模-数转换之后，还包括 步骤当所述经过模-数转换后的电流信号和电压信号的数值不在预设范 围之内时，调整所述第一高阻放大器和第二高阻放大器的增益。优选的，所述阻抗值包括实部和虚部；所述特征参数包括特征频率 和特征阻抗。优选的，所述待测区域为人体脑部，所述趋势图为脑水肿状态趋势图。优选的，所述预设频率的范围为10hz—100khz。优选的，所述测量电极包括粘性基底层、导电粘合剂层、接扣件以 及衬垫层；所述导电粘合剂层、粘性基底层和村垫层依次连接，所述接 扣件为偏心设计，所述导电粘合剂层为圆柱体形，所述接扣件与所述导 电粘合剂层电连接；所述测量电极的导电粘合剂中丙烯酸的含量为5%, 导电粘合剂层的直径为18mm，完全粘附于待测区域。本专利技术还公开了一种生物电阻抗测量装置，所述装置包括激励单元，用于恒流输出预设频率的正弦波激励信号至设置在待测区域的测量电极，对待测区域进行激励；高阻放大器，用于获取并放大经过待测区域的模拟信号；模-数转换单元，用于对所迷模拟信号进行模-数转换；快速傅立叶处理单元，用于在一个模-数转换周期内提取多个数字信号，并通过傅立叶快速变换算法计算所述多个数字信号对应的一组阻抗值；图例单元，用于重复上述步骤计算预设频率点范围内不同频率的阻 抗值，形成阻抗频率计算单元，用于根据所述阻抗频率图通过拟合圓的方法计算该时间 点所述待测区域的特征参数。优选的，所述激励单元预设频率的范围为lhz—300khz。优选的，在一个模-数转换周期内至少提取2000个数字信号。优选的，所述的装置，还包括趋势图形成单元，分时段获取所述待测区域的特征参数，形成特征 参数趋势图。优选的，所述的装置，还包括预处理单元，用于当检测到所述电流信号和电压信号的数值大于预 设阈值时，进行断电保护。优选的，所述高阻放大器包括第一高阻放大器，包括两个输入端和一个输出端，所述两个输入端 分别与所述取样电阻的两端相连，用于获取并放大经过所述标准取样电 阻的电流信号；第二高阻;改大器，包括两个输入端和一个输出端，所述两个输入端 分别与设置在待测区域两侧的第一测试电极和第二测试电极相连，用于 获取并放大所述待测区域两侧的电压信号；优选的，所述第一高阻放大器和第二高阻放大器的输入阻抗至少为 109欧姆。优选的，所述的装置，还包括增益调节单元，与所述高阻放大器相连，用于当所述经过模-数转换后的电流信号和电压信号的数值不在预设范围之内时，调整所述第一高 阻放大器和第二高阻放大器的增益。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1、 通过设置高阻放大器和增益调节，采用傅立叶快速变换算法对电 流信号和电压信号进行过滤处理，有效屏蔽了直流分量、高频/低频噪声 和其它干扰信号，为最后的生本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物电阻抗测量方法，其特征在于，所述方法包括： 恒流输出预设频率的正弦波激励信号至设置在待测区域的测量电极，对待测区域进行激励； 获取并放大经过待测区域的模拟信号； 对所述模拟信号进行模－数转换； 在一个模－数转换周期内提取多个数字信号，并通过傅立叶快速变换算法计算所述多个数字信号对应的一组阻抗值； 重复上述步骤计算预设频率范围内不同频率点的阻抗值，形成阻抗频率图； 根据所述阻抗频率图通过拟合圆的方法计算该时间点所述待测区域的特征参数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：熊新翔，蒋辉，吴琪，何为，王平，
申请(专利权)人：重庆博恩富克医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]
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