[发明专利]心阻抗极值驱动的外周组织电阻抗频谱特性的评估装置及方法

权利要求书

1.一种心阻抗极值驱动的外周组织电阻抗频谱特性的评估装置，其特征在于：包括第一电阻抗测量模块(1)、第二电阻抗测量模块(2)和上位机(3)；

所述第一电阻抗测量模块(1)基于上位机(3)的控制实时动态地采集心脏附近的单频电阻抗数据，并利用单频电阻抗数据的实部和虚部计算出心阻抗模值后传输给上位机(3)，由上位机(3)识别出心阻抗模值的极值，该极值包括极大值和极小值，并基于该极值控制第二电阻抗测量模块(2)按照设定的参数对外周组织进行电阻抗频谱数据测量，并将电阻抗频谱数据传给上位机(3)进行存储，上位机(3)对所述电阻抗频谱数据进行处理得到电阻抗特征参数，并将该电阻抗特征参数进行存储，上位机(3)计算在心阻抗模值的极大值和极小值两次驱动下测得的电阻抗特征参数的平均值作为外周组织电阻抗频谱特性的评估参数，并显示该评估参数。

2.根据权利要求1所述的心阻抗极值驱动的外周组织电阻抗频谱特性的评估装置，其特征在于：所述上位机(3)包括第一数据采集控制模块(31)、极值识别模块(32)、极值驱动模块(33)、第二数据采集控制模块(34)、数据存储模块(35)、电阻抗特征参数提取模块(36)、参数存储模块(37)、两次测量参数平均值计算模块(38)和平均值显示模块(39)；

所述第一数据采集控制模块(31)将单频电阻抗数据采集的参数传递给第一电阻抗测量模块(1)，该单频电阻抗数据采集的参数包括激励电流的幅值Am、激励电流的频率f1和数据采集频率f_acq；

所述第一电阻抗测量模块(1)包括第一电阻抗数据采集子模块(12)、第一接口(11)和第一电阻抗电极(13)，第一电阻抗电极(13)与第一电阻抗数据采集子模块(12)连接，第一电阻抗数据采集子模块(12)通过第一接口(11)与第一数据采集控制模块(31)连接；所述第一接口(11)接受第一数据采集控制模块(31)的控制，将施加给目标的激励电流的幅值Am、激励电流的频率f1和数据采集频率f_acq传递给第一电阻抗数据采集子模块(12)，所述第一电阻抗数据采集子模块(12)通过第一电阻抗电极(13)将激励电流施加到被测目标的心脏附近位置，第一电阻抗电极(13)中的电压信号被第一电阻抗数据采集子模块(12)按照设定的数据采集频率采集，第一电阻抗数据采集子模块(12)利用所采集的单频电阻抗数据的实部和虚部计算出心阻抗模值后通过第一接口(11)发送给极值识别模块(32)；

所述极值识别模块(32)将第一电阻抗测量模块(1)传递过来的实测心阻抗模值与心阻抗模值的极大或极小先验值进行比较，将差异最小的实测心阻抗模值作为心阻抗极值，并将极值驱动标志f_drv置为真，该极值识别模块(32)与第一接口(11)连接；

所述极值驱动模块(33)在极值驱动标志f_drv为真时启动第二数据采集控制模块(34)，该极值驱动模块(33)与极值识别模块(32)连接；

所述第二数据采集控制模块(34)将电阻抗频谱数据测量的参数传递给第二电阻抗测量模块(2)，该电阻抗频谱数据测量的参数包括激励电流的幅值Am、起始频率f0、频率间隔Δf和激励次数a；

所述第二电阻抗测量模块(2)包括第二电阻抗数据采集子模块(22)、第二接口(21)和第二电阻抗电极(23)；第二电阻抗电极(23)与第二电阻抗数据采集子模块(22)连接，第二电阻抗数据采集子模块(22)通过第二接口(21)与第二数据采集控制模块(34)连接；所述第二接口(21)接受第二数据采集控制模块(34)的控制，将施加给目标的激励电流的幅值Am、起始频率f0、频率间隔Δf和激励次数a传递给第二电阻抗数据采集子模块(22)，第二电阻抗数据采集子模块(22)通过第二电阻抗电极(23)按照扫频测量方式将激励电流逐个施加到被测目标的肢端附近位置，第二电阻抗电极(23)中的电压信号被第二电阻抗数据采集子模块(22)采集，并通过第二接口(21)发送给数据存储模块(35)；

所述数据存储模块(35)将第二电阻抗测量模块(2)传递过来的一次扫频测量测得的a个频点的电阻抗数据的实部和虚部分别存储于4行a列的矩阵Ma1中前两行或后两行，该数据存储模块(35)与第二接口(21)连接；

所述电阻抗特征参数提取模块(36)利用矩阵Ma1中的前两行或后两行数据作为a个电阻抗数据的实部和虚部，将a个实部作为X变量，将a个虚部作为Y变量，利用最小二乘法拟合出两者之间的圆弧状曲线，并计算该曲线的几何参数得到电阻抗特征参数，该电阻抗特征参数包括R₀、R_∞、α和f_c，其中，R₀代表直流阻抗，R_∞代表频率为无穷大时的阻抗，α代表散射系数，f_c代表特征频率，该电阻抗特征参数提取模块(36)与数据存储模块(35)连接；

所述参数存储模块(37)将电阻抗特征参数提取模块(36)所获得的电阻抗特征参数存储于2行4列的矩阵Ma2中，该参数存储模块(37)与电阻抗特征参数提取模块(36)连接；

所述两次测量参数平均值计算模块(38)用于求心阻抗模值取极大值时所对应的电阻抗特征参数与心阻抗模值取极小值时所对应的电阻抗特征参数的平均值，该两次测量参数平均值计算模块(38)与参数存储模块(37)连接；

所述平均值显示模块(39)用于显示两次测量参数平均值计算模块(38)输出的结果，平均值显示模块(39)与两次测量参数平均值计算模块(38)连接。