[发明专利]一种生物电阻抗信号产生方法及模拟装置

权利要求书

1.一种生物电阻抗信号产生方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1，生物电阻抗信号建模；对单周期生物电阻抗变化中的纯电阻部分和纯电容部分分别以两个分时作用的正弦函数和一个线性函数建立纯电阻数学模型和纯电容数学模型；

步骤2，数字信号生成；根据步骤1中建立的纯电阻数学模型和纯电容数学模型，得到纯电阻部分和纯电容部分按照时间变化的函数值，作为数字信号；

步骤3，阻抗信号和容抗信号生成；通过数字信号控制数控电阻和数控电容，产生所需模拟的生理或病理过程的动态变化，生成阻抗信号和容抗信号；

步骤4，阻抗和容抗变换；通过对数控电阻和数控电容的动态变化分别进行阻抗变换和容抗变换，将阻抗变化量和容抗变化量调整到所需要的精度和动态范围内，得到调整后的阻抗和容抗；

步骤5，生物电阻抗信号合成；将调整后的阻抗和容抗以并联或串联的方式连接，形成所需要的动态变化的生物电阻抗模型，输出对应的生物电阻抗信号。

2.如权利要求1所述的一种生物电阻抗信号产生方法，其特征在于，所述步骤1中建立的纯电阻数学模型为：

式中：A_R为纯电阻部分的幅度，T₁为信号上升时间，T₂为信号下降时间，K_Rt+b_R为纯电阻部分线性变化成分，K_R为纯电阻部分线性变化成分的斜率，b_R为纯电阻部分线性变化成分的截距。

3.如权利要求1所述的一种生物电阻抗信号产生方法，其特征在于，所述步骤1中建立的纯电容数学模型为：

式中：A_C为纯电容部分幅度的绝对值，T₁为信号上升时间，T₂为信号下降时间，K_Ct+b_C为纯电容部分线性变化成分，K_C为纯电容部分线性变化成分的斜率，b_C为纯电容部分线性变化成分的截距。

4.如权利要求1所述的一种生物电阻抗信号产生方法，其特征在于，所述步骤2中，通过上位机或微处理器将函数值转换为驱动数控电阻和数控电容使用的编码值，作为数字信号；

所述步骤3中在上位机或微处理的控制下通过数字信号控制数控电阻和数控电容，产生所需模拟的生理或病理过程的动态变化，生成阻抗信号和容抗信号。

5.一种生物电阻抗信号模拟装置，其特征在于，包括，

上位机或微处理器，用于对单周期生物电阻抗变化中建立的如权利要求2所述的纯电阻数学模型和如权利要求3所述的纯电容数学模型进行运算，分别获得阻抗和容抗的数字信号以驱动数控电阻和数控电容；

数控电阻，用于接收上位机或微处理器发来的驱动数字信号，在数字信号的控制下改变自身电阻，产生模拟生理或病理过程的动态变化的纯电阻阻抗；

数控电容，用于接收上位机或微处理器发来的驱动数字信号，在数字信号的控制下改变自身电容，产生模拟生理或病理过程的动态变化的纯电容容抗；

阻抗变换电路，用于将阻抗变化量调整到所需要的精度和动态范围内，得到调整后的阻抗；

容抗变换电路，用于将容抗变化量调整到所需要的精度和动态范围内，得到调整后的容抗；

合成电路，用于将调整后的阻抗和容抗以并联或者串联的方式连接，生成所需要的生物电阻抗信号。

6.如权利要求5所述的一种生物电阻抗信号模拟装置，其特征在于，所述数控电阻为Microchip公司生产的MCP41010，所述数控电容为MAXIM公司生产的MAX1474或Xicor公司生产的X90100。