[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

说明书

技术领域

本发明属于电阻抗频谱特性测量技术，具体涉及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及方法。

背景技术

生物组织的电阻抗频谱特性是指生物组织的电阻抗的阻性和容性成份随着所施加激励信号的频率的变化而发生明显的变化。而电阻抗频谱特性可以通过在被测目标表面以扫频的方式施加具有一定幅值的交流电流，并测量相应检测电极上的响应电压来获得被测目标的电阻抗实虚部的频谱数据，然后可绘制出电阻抗虚部和实部的散点图，通过曲线拟合获得Cole-Cole圆弧，借助于几何学的运算可计算出四个电阻抗特征参数R₀、R_∞、α和f_c(R₀代表直流阻抗，R_∞代表频率为无穷大时的阻抗，α代表散射因子，f_c代表特征频率)，从而实现定量评估。现有评估人体外周组织电阻抗频谱特性的技术方法没有考虑到心脏射血周期的影响，只通过任意时间点的外周组织电阻抗频谱特性来评估(如：US 8750978 B2)，其评估结果的重复性和稳定性不佳，因此需要将心阻抗信号的引入到外周组织电阻抗频谱测量的过程中，以实现稳定地评估外周组织的电阻抗频谱特性。

发明内容

本发明的目的是提供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及方法，以实现稳定地评估外周组织的电阻抗频谱特性。

本发明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，包括第一电阻抗测量模块、第二电阻抗测量模块和上位机；

所述第一电阻抗测量模块基于上位机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心阻抗模值后传输给上位机，由上位机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进行存储，上位机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。

所述上位机包括第一数据采集控制模块、极值识别模块、极值驱动模块、第二数据采集控制模块、数据存储模块、电阻抗特征参数提取模块、参数存储模块、两次测量参数平均值计算模块和平均值显示模块；

所述第一数据采集控制模块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，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包括第一电阻抗数据采集子模块、第一接口和第一电阻抗电极，第一电阻抗电极与第一电阻抗数据采集子模块连接，第一电阻抗数据采集子模块通过第一接口与第一数据采集控制模块连接；所述第一接口接受第一数据采集控制模块的控制，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，所述第一电阻抗数据采集子模块通过第一电阻抗电极将激励电流施加到被测目标的心脏附近位置，第一电阻抗电极中的电压信号被第一电阻抗数据采集子模块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发送给极值识别模块；

所述极值识别模块将第一电阻抗测量模块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，该极值识别模块与第一接口连接；

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

所述第二数据采集控制模块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，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；