基于四电极的入体式血液阻抗测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种血液阻抗测量系统，具体地涉及一种基于四电极的入体式血液阻抗测量系统。
【背景技术】
[0002]对生物组织电阻抗的测量，在不同的频段有不同的测量方式。一般在低频段，采用的方法有电桥法、双电极法、四环电极法和四电极法。
[0003]用电桥法测量生物组织电阻抗是早期测量生物电阻抗的方法之一，采用电桥测量时，由于平衡臂上电阻R和电容C 一般都是采用电阻箱和电容箱，调节范围比较小精度也不高，调节电桥平衡比较困难，因此在实际应用中此方法已不多用。
[0004]双电极测量技术是将幅值恒定的交变电流通过一对电极引入被测生物组织，再通过同一对电极将其两端的电压检测出来。由于双电极测量在使用中，电极下被测组织中的电流密度高于被测组织其他部位的电流密度，即电流分布不均匀，这样组织各个部分对电阻抗贡献就不同，从而使测得的电阻抗与实际电阻抗有较大的误差。另外，电流流过电极和生物组织电解液时还将产生极化现象，在低频时极化误差比较严重。因此，在精确测量生物组织电阻抗时不能达到要求。
[0005]四环电极测量系统由三对测量电极组成，其中，一对电流电极，一对电压电极和一对保护电极。两个电流电极分别与两个保护电极相连然后与一恒流源连接，通过这两对电极将幅值恒定的交变电流引入生物组织，再通过两电压电极测试出被测部位的电位差。由于四环电极要求被测生物组织的形状必须切成扁平状；两组环形电极的中心对准和平行度对结果有一定的影响；生物组织的电特性各向同性。因此四环电极测量技术一般用于生物组织的离体测量。
[0006]四电极测量技术包含两对电极，一对电极(电流电极)将恒定幅值的交变电流引入生物组织，另一对电极(电压电极)介于两电流电极之间，检测出被测部位的电位差。由于四电极测量系统中供电极与测量电极分离，电压电极处于电流密度分布比较均匀的中间段，当采用高输入阻抗的电压放大器时，电压电极与被测组织之间的接触电阻可以忽略不计，同时电极与生物组织电解液之间的极化也可以忽略不计。所以，四电极法很好地克服了双电极法存在的问题，同时也克服了四环电极法条件的限制。但是，现有的四电极法由于种种原因都用于体外检测。
【发明内容】
[0007]针对上述技术问题，本实用新型目的是:提供一种基于四电极的入体式血液阻抗测量系统。可实时的获得血管当前的状况，能为血管病理分析提供有利的依据。
[0008]本实用新型的技术方案是:
[0009]一种基于四电极的入体式血液阻抗测量系统，恒流源产生频率和幅值恒定的电流值小于10 μΑ的电流施加到被测部位，将电极传感器采集的电位差通过第一放大滤波电路和相敏检波电路处理，对处理后的信号进行A/D采样后输入到数据分析装置进行分析。
[0010]优选的，所述的电流为正弦电流。
[0011]优选的，所述相敏检波电路与A/D采样电路之间连接第二放大滤波电路。
[0012]优选的，所述A/D采样电路为16位A/D采样电路。
[0013]本实用新型的优点是:
[0014]1.通过入体式血液阻抗的精确测量，可实时的获得血管当前的状况，能为血管病理分析提供有利的依据。
[0015]2.本实用新型中前置级电路具有以下特征:高输入阻抗，高共模抑制比，低噪声，低漂移，这保证了在生物医学信号的特点及信号的提取方式的限制下精度的要求。相敏检波后进一步提高了信噪比，提升了精度。采用16位高速AD进行采样，达到了信号实时传输的目的，可精确的得到阻抗的变化情况。
【附图说明】
[0016]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0017]图1为本实用新型一种基于四电极的入体式血液阻抗测量系统的结构框图；
[0018]图2为本实用新型一种基于四电极的入体式血液阻抗测量系统的第一放大滤波电路图；
[0019]图3为本实用新型一种基于四电极的入体式血液阻抗测量系统的相敏检波电路图；
[0020]图4为本实用新型一种基于四电极的入体式血液阻抗测量系统的第二放大滤波电路图。
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0022]实施例:
[0023]由于生物电信号都属于强噪声背景下下的低频微弱信号，因此在如何能把所获取的微弱信号加以放大、转换、去伪存真是测量电路成功与否的关键。本测量系统包括电极传感器、信号源、恒流驱动电路、相敏检波电路、A/D采样电路等，如图1所示。
[0024]恒定电流源产生频率一定幅值恒定的正弦电流，最终施加到生物体测量部位，为达到入体式仪器的应用安全要求，电流应控制在10 μ A以下。将电极传感器采集的电位差通过第一放大滤波电路(如图2所示)和相敏检波电路(如图3所示)处理，把所获取的微弱信号加以放大、转换、去伪存真。对处理后的信号再通过第二滤波放大电路(如图4所示)进行放大，然后进行A/D采样后输入到数据分析装置进行各种医学分析。
[0025]本实用新型中前置级电路具有以下特征:高输入阻抗，高共模抑制比，低噪声，低漂移。这保证了在生物医学信号的特点及信号的提取方式的限制下精度的要求。相敏检波后进一步提高了信噪比，提升了精度。采用16位高速AD进行采样，达到了信号实时传输的目的。可精确的得到阻抗的变化情况。
[0026]应当理解的是，本实用新型的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【主权项】
1.一种基于四电极的入体式血液阻抗测量系统，其特征在于，恒流源产生频率和幅值恒定的电流值小于10 μ A的电流施加到被测部位，将电极传感器采集的电位差通过第一放大滤波电路和相敏检波电路处理，对处理后的信号进行A/D采样后输入到数据分析装置进行分析；所述相敏检波电路与A/D采样电路之间连接第二放大滤波电路。2.根据权利要求1所述的基于四电极的入体式血液阻抗测量系统，其特征在于，所述的电流为正弦电流。3.根据权利要求1所述的基于四电极的入体式血液阻抗测量系统，其特征在于，所述A/D采样电路为16位A/D采样电路。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于四电极的入体式血液阻抗测量系统，恒流源产生频率和幅值恒定的电流值小于10μA的电流施加到被测部位，将电极传感器采集的电位差通过第一放大滤波电路和相敏检波电路处理，对处理后的信号进行A/D采样后输入到数据分析装置进行分析。通过入体式血液阻抗的精确测量，可实时的获得血管当前的状况，能为血管病理分析提供有利的依据。
【IPC分类】A61B5/053
【公开号】CN204671157
【申请号】CN201520099865
【发明人】霍云飞
【申请人】苏州润心医疗科技有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年2月11日