一种监测身体状况的便携装置、系统及方法_3

文档序号:9851327阅读:来源:国知局
发送至上述主控制器20。
[0075]具体的,如图2所示,上述电阻抗检测元件包括:第一微控制器1011、信号发生器1012、数字滤波器1013、压控恒流源1014、参考电阻1015、第一放大电路1016、第二放大电路1017、幅值相位检测电路1018、以及信号输出电路1019;
[0076]上述第一微控制器1011与上述信号发生器1012相连接,用于控制上述信号发生器1012输出不同频率的正弦波电压信号;
[0077]上述信号发生器1012与上述数字滤波器1013相连接,用于生成不同频率的正弦波电压信号,并将上述正弦波电压信号传输至上述数字滤波器1013;
[0078]上述数字滤波器1013与上述压控恒流源1014相连接,用于对上述正弦波电压信号进行滤波处理,并将滤波处理后的正弦波电压信号传输至上述压控恒流源1014;
[0079]上述压控恒流源1014与设置于被测者的体表的激励电极111相连接,用于将滤波处理后的正弦波电压信号转换为峰值小于ImA的电流信号,并通过上述激励电极111将上述电流信号导入上述被测者的体表,以使上述电流信号从上述激励电极111流入,流经上述被测者的人体细胞,并从设置于被测者的体表的测量电极112流出;
[0080]上述参考电阻1015的输入端与上述测量电极112相连接、输出端与上述第一放大电路1016相连接,用于接收从上述测量电极112流出的电流信号,其中参考电阻1015可以提尚幅值相位检测电路1018的彳g号输入范围;
[0081]上述第一放大电路1016与上述幅值相位检测电路1018相连接,用于对上述测量电极112端的电压进行放大处理,将放大后的测量电极112端的电压传输至上述幅值相位检测电路1018;
[0082]上述第二放大电路1017的输入端与上述激励电极111相连接、输出端与上述幅值相位检测电路1018相连接,用于对上述激励电极111端的电压进行放大处理,将放大后的激励电极111端的电压传输至上述幅值相位检测电路1018;
[0083]上述幅值相位检测电路1018与上述微控制器相连接,用于检测放大后的激励电极111端的电压与放大后的测量电极112端的电压间的幅值差和相位差;
[0084]上述第一微控制器1011,还用于根据上述幅值差和相位差计算在上述信号发生器1012输出的频率下的生物电阻抗,并通过上述信号输出电路1019将上述生物电阻抗传输至上述主控制器20。
[0085]其中,优选的,将测量电极112设置于被测者的体表的近心端一侧,将激励电极111设置于被测者的体表的远心端一侧,另外,由于随着体内水分含量变化,生物电阻抗也随之改变,因此先测量出生物电阻抗再利用人体水分体积相对于生物电阻抗成反比,相对于身高成正比的相关关系来测量出人体水分体积,克服了体成分分析仪用细胞内外水分的比例来计算身体水分的不准确性,大大提高了测量得出的生物电阻抗的准确性。
[0086]具体的,如图3所示,上述电化学传感器包括:电解质中各个离子的多个选择性电极1021、参考电极1025、多个电压缓冲器1022、多个微分放大器1023、多个低通滤波器1024;
[0087]上述各个离子的选择性电极1021分别设置于被测者的体表,用于检测上述被测者的体表的汗液中各个离子与上述参考电极1025之间的各个离子对应的电压信号,其中,上述各个离子的选择性电极1021包括:钠离子选择性电极、钾离子选择性电极和氯离子选择性电极;
[0088]上述电压缓冲器1022分别与上述各个离子的选择性电极1021和上述微分放大器1023相连接,用于对上述各个离子对应的电压信号进行电压缓冲处理,并将缓冲处理后的各个离子对应的电压信号传输至上述微分放大器1023;
[0089]上述微分放大器1023与上述低通滤波器1024相连接,用于对缓冲处理后的各个离子对应的电压信号进行放大处理,并将放大后的各个离子对应的电压信号传输至上述低通滤波器1024;
[0090]上述低通滤波器1024与上述主控制器20相连接,用于对放大后的各个离子对应的电压信号进行滤波处理,并将滤波后的上述各个离子对应的电压信号传输至上述主控制器
20 ο
[0091]其中,上述参考电极1025使用PVB包裹,用于保证电位的稳定性,电压信号调整需要电压缓冲器1022和参考电极1025共同作用才能使微分放大器1023得到正确的电压信号,汗液的主要成分是水,还有钠、钾、氯、镁、钙、磷等矿物质。当健身者大量出汗后,随水分的丧失,体内的电解质因此而失去平衡,在本发明提供的实施例中利用电化学传感器检测汗液中微量的钠离子、钾离子、氯离子含量变化,以使当降低到预设阈值时进行警示提醒,提醒运动员补充电解质和水;另外,电解质中不同的离子均选用相应的选择性电极1021(如,对于钠离子选用钠离子选择性电极、钾离子选用钾离子选择性电极和氯离子选用氯离子选择性电极),电化学传感器中包含多条离子选择通道,每条通道均包含依次连接的选择性电极1021、电压缓冲器1022、微分放大器1023、低通滤波器1024,最终将各个通道对应的各个离子的电压信号传输至主控制器20。
[0092]具体的,如图4所示,上述化学电极包括:葡萄糖检测电极单元1031、乳酸检测电极单元1035、分别与葡萄糖检测电极单元1031和上述乳酸检测电极单元1035相连接的氯化银电极单元1039、第一跨阻放大器1032、第二跨阻放大器1036、第一逆变器1033、第二逆变器1037、第一低通滤波器1034、第二低通滤波器1038;
[0093]上述葡萄糖检测电极单元1031设置于被测者的体表,用于使用葡萄糖氧化酶与上述被测者的体表的汗液中的葡萄糖发生化学反应,与上述氯化银电极单元1039之间产生第一电流信号;
[0094]上述乳酸检测电极单元1035设置于被测者的体表,用于使用乳酸氧化酶与上述被测者的体表的汗液中的乳酸发生化学反应,与上述氯化银电极单元1039之间产生第二电流信号;
[0095]上述第一跨阻放大器1032分别与上述葡萄糖检测电极单元1031和上述第一逆变器1033相连接,用于接收上述第一电流信号,并将上述第一电流信号转换为第一电压信号;
[0096]上述第二跨阻放大器1036分别与上述乳酸检测电极单元1035和上述第二逆变器1037相连接,用于接收上述第二电流信号,并将上述第二电流信号转换为第二电压信号;
[0097]上述第一逆变器1033分别与上述第一跨阻放大器1032和上述第一低通滤波器1034相连接,用于将上述第一电压信号由负值转换为正值,并将上述转换后的第一电压信号传输至上述第一低通滤波器1034;
[0098]上述第二逆变器1037分别与上述第二跨阻放大器1036和上述第二低通滤波器1038相连接,用于将上述第二电压信号由负值转换为正值,并将上述转换后的第二电压信号传输至上述第二低通滤波器1038;
[0099]上述第一低通滤波器1034与上述主控制器20相连接,用于对转换后的第一电压信号进行滤波处理,并将滤波后的上述第一电压信号传输至上述主控制器20;
[0100]上述第二低通滤波器1038与上述主控制器20相连接,用于对转换后的第二电压信号进行滤波处理,并将滤波后的上述第二电压信号传输至上述主控制器20。
[0101]其中,将氯化银电极单元1039作为参考电极,用于保证电位的稳定性,乳酸检测电极单元1035均系基于乳酸在乳酸脱氢酶(LDH)作用下可被一些试剂所氧化。将LDH与NAD+覆于铂电极表面,不用任何其他化学试剂,直接使反应的产物NADH在铂电极上氧化并再生,测得的稳态电流值与乳酸浓度成正;测量葡萄糖在汗液中的含量的葡萄糖检测电极单元1031均系基于其还原性,在葡萄糖氧化酶的催化作用下葡萄糖与一些具氧化性的物质反应,由离子选择性电极测定反应物或产物的浓度变化(用稳态法或动态法)计测葡萄糖含量。
[0102]其中,考虑到简化各个电极结构的制作步骤,提高制作效率,避免多次制作电极造成的原材料、设备、人工和动力的浪费,上述各个离子的选择性电极1021、葡萄糖检测电极单元1031和乳酸检测电极单元1035采用同时制作工艺,从而达到提高制作效率、降低制作成本的效果,具体的,可以通过如下步骤制作而成的:
[0103](I)使用丙酮清洗高聚合物基板;
[0104](2)利用光刻技术、电子束蒸发法和丙酮剥离技术在清洗后的高聚合物基板上制作铬/金镀层;
[0105](3)在制作有铬/金镀层的高聚合物基板上沉积帕利灵绝缘层;
[0106](4)按照待制作的电极的形状对帕利灵绝缘层进行光刻和氧气等离子蚀刻,以使将待制作的电极的位置处的帕利灵绝缘层去除,只剩余铬/金镀层;
[0107](5)利用电子束沉积技术在待制作的电极的位置露出的铬/金镀层上沉积银材质层,然后再使用丙酮剥离技术进行对沉积银材质层的基板进行清洁;
[0108](6)在各个离子的选择性电极1021区域进行银蚀刻;在氯化银电极单元1039区域进行银氯化,制作形成氯化银电极单元1039 ;
[0109](7)将由葡萄糖氧化酶制作的葡萄糖可渗透膜涂覆于葡萄糖检测电极单元1031处,
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1