信号处理系统及方法与生物阻抗检测装置及组件的制作方法_2

文档序号:9460347阅读:来源:国知局
抗信息及建立用W表示所述阻抗信息的等效电路参数模型;一解调变器,用W解调所 述近身端装置传来的信号;一调变器,用W将传送的本端信号进行调变;W及一无线能量 传输接口,用W提供电能,W提供所述解调变器、系统控制器、微刺激产生器、调变器及生物 阻抗检测组件所需的电能。
[0017] 本发明再提供一种信号处理方法,用W对传感器所测得的感测信号进行对应的信 号处理,其特征在于,所述信号处理方法包括W下处理步骤:注入一微小交流电信号来通过 所述待测量的生物组织,并藉由欧姆定律的原理使所述传感器得W感测出所述待测量的生 物组织的感测信号;W及对所述感测信号进行处理W输出与信号强度相关的第一数字输出 信号,并对所述微小交流电信号与所述感测信号两者进行处理W输出与相位相关的第二数 字输出信号;藉此,利用所述第一数字输出信号W及第二数字输出信号还原所述待测量的 生物组织的生理特性W及建立用W表示所述生理特性的等效电路参数模型。
[0018] 如上所述,本发明的信号处理系统及方法与生物阻抗检测装置及组件可应用于测 量不同信号之间的信号准位差及相位差,更可进一步应用于生物阻抗之检测。在生物阻抗 检测上,可藉由测量生物组织对于刺激信号(stimulussignal)之频率响应(包括;信号增 益(|Z|)及相位(〇))来推导所述生物组织之阻抗信息,且可进一步利用所述阻抗信息作 为病症的诊断参考数据。同时,本发明的信号处理系统及方法与生物阻抗检测装置及组件 具有良好的积体化特性,能够有效解决习知阻抗检测装置硬件需求过多、功率消耗过高及 设计复杂度高等问题。
【附图说明】
[0019] 图1显示为本发明的信号处理系统的一实施例的方块图。
[0020] 图2显示为本发明的信号处理系统对于增益检测处理的一较佳实施例的方块图。
[0021] 图3显示为本发明的信号处理系统对于相位检测处理的一较佳实施例的方块图。
[0022] 图4显示为本发明的信号处理方法的一实施例的流程图。
[0023] 图5显示为本发明的信号处理方法的另一实施例的流程图。
[0024] 图6显示为本发明的生物阻抗检测装置的架构示意图。
[00巧]组件标号说明
[0026] 10 信号处理系统
[0027] 101 信号放大器
[0028] 103 第一方波产生器
[0029] 105 信号混合器
[0030] 107 滤波器
[0031] 109 模拟至数字转换器
[0032]111 第二方波产生器
[0033] 113 时间数字转换器
[0034] 20 信号处理系统
[0035] 201 信号放大器
[0036] 203 比较器
[0037] 205 混波器
[003引 207 滤波器
[0039] 209 模拟至数字转换器
[0040] 30 信号处理系统
[00川303 第一比较器
[004引311 第二比较器
[0043] 313 时间数字转换器
[0044] 60 生物阻抗检测系统
[0045] 600 生物阻抗检测装置
[004引 601 无线收发端
[0047] 602 无线能量传输接口
[004引 603 解调变器
[0049] 604 系统控制器
[0050] 605 微刺激产生器
[005" 606 调变器
[0052] 607 生物阻抗检测组件
[005引608 传感器
[0054] 609 生物组织
[005引 Sini 第一输入信号
[005引Sm2 第二输入信号
[0057] S。放大信号
[00则 Smix 混合输出信号
[005引Sf 滤波输出信号
[0060] Ssqi 第一方波信号
[0061]Ssq2 第二方波信号
[0062] Sdouti 束一数子输出f旨号
[006引Sdeut2 第二数字输出信号
[0064] Sw 参考信号
[00财 Sci 第一比较信号
[006引 S。 第二比较信号
【具体实施方式】
[0067]W下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书 所掲露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可W通过另外不同的具体实 施方式加W实施或应用,本说明书中的各项细节也可W基于不同观点与应用,在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,W下实施例及实施 例中的特征可W相互组合。
[0068] 应留意到,本发明的实施例中所述信号依据不同实施方式可为电压、电流或电荷 信号。
[0069] 图1显示本发明的信号处理系统10之一实施例的方块图,针对传感器所测得的感 测信号进行对应的信号处理,进而得到一待测量的生物组织的生理特性,而本发明的信号 处理系统针对所述感测信号所进行的信号处理是将所述感测信号分为增益(|Z|)和相位 (〇)送两部分来进行检测,可利于还原出完整的待测量的生物组织的生理特性及还原用 W表示所述生理特性的等效电路参数模型,但不局限于此,例如检测出生物阻抗,并于检测 前,可利用注入一微小交流电信号来通过所述待测量的生物组织,W所述微小交流电信号 作为刺激信号来对待测量的生物组织进行检测,并藉由欧姆定律(亦称奧姆定律)的原理 使所述传感器得W感测出所述待测量的生物组织的感测信号。另补充说明的是,前述微小 交流电信号可例如为电流、电压或电荷。
[0070] 基于增益(|z|)和相位(〇)送两部分的检测,本发明的信号处理系统10至少包 括;增益检测模块W及相位检测模块,所述增益检测模块用W接收所述传感器对所述待测 量的生物组织所测得的感测信号,W对所述感测信号进行处理从而输出与信号强度相关的 第一数字输出信号;而所述相位检测模块用W接收所述刺激信号,W对所述刺激信号W及 所述感测信号进行处理从而输出与相位相关的第二数字输出信号;藉此,即可利用所述第 一数字输出信号W及第二数字输出信号还原所述待测量的生物组织的生理特性及建立用 W表示所述生理特性的等效电路参数模型。
[0071] 所述增益检测模块至少包括:信号放大器101、第一方波产生器103、信号混合器 105、滤波器107及模拟至数字转换器109 ;而所述相位检测模块至少包括:第二方波产生器 Ill及时间数字转换器113。
[0072] 所述信号放大器101,用W放大所述感测信号,W产生一放大信号S。接收。如图 1所示,向待测量的生物组织注入一微小刺激信号,利用所述信号放大器101揃取流经所述 待测量的生物组织所产生的第一输入信号Smi及第二输入信号Si"2,而可得到放大后的一放 大信号S。。举例而言,所述信号放大器101可为电压(V/V)、电流(VI)、转导(I/V)或转阻 (V/I)放大器,且所述信号放大器101可具有一可调整增益,W所述可调整增益放大所述感 测信号,而所述可调整增益可视设计上的需求进行调整或校正。
[0073] 所述第一方波产生器103用W将所述感测信号转换为一第一方波信号。W图1为 例,判断或比较所述第一输入信号及第二输入信号Sm2的信号准位(电压/电流)大 小,且根据所述判断或比较结果产生一第一方波信号Swi。倘若所述第一输入信号大于 所述第二输入信号Sm2,则所述第一方波信号Swi可为一正向饱和输出信号(例如;具有高 逻辑准位(logic1)之输出信号);倘若所述第一输入信号Smi小于所述第二输入信号Si"2, 则所述第一方波信号为一负向饱和输出信号(例如:具有低逻辑准位(logic0)之输出信 号)。举例而言,所述第一方波产生器103可为各种晶体管放大器或比较器(comparator), 在两输入信号之间的信号准位(电压/电流)差大于一预定临限值时,产生逻辑1或0之 输出信号(数字电路)或产生饱和输出信号(模拟电路)。
[0074] 所述信号混合器105将所述放大信号Sa及所述第一方波信号Ssqi混合,W产生一 混合输出信号Smu。举例而言,所述信号混合器105可为一混波器或混频器(mixer),用W 对具有相同或不同频率成分的所述放大信号S。及所述第一方波信号Swi进行混合或混频处 理。
[0075] 所述滤波器107对所述混合输出信号Smu进行滤波,将非所欲之频率成分自所述 混合输出信号Smu滤除,W产生一频率经选择的滤波
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