[发明专利]基于人体组织电导率变频调幅法的胸腔电阻抗检测方法

权利要求书

1.一种基于人体组织电导率变频调幅法的胸腔电阻抗检测方法，其特征在于，该方法通过构建胸腔电阻抗测量系统，根据人体组织电导率与测量频率的关系实现特定测量电流频率和测量电流幅值的输出，检测过程中共设置多种测量频率和多种测量幅值，并使用交叉四电极法实现同一测量电流频率下不同测量电流幅值的测量，具体步骤包括：

S1：构建胸腔电阻抗测量系统，根据信号发生原理利用该系统输出特定检测幅值和频率；

S2：根据生物组织电导率与检测频率的变化关系，为全面的反映胸腔部位的电学特性，确定胸腔电阻抗检测所需的测量电流频率，设定测量电流频段为64KHz~1MHz；为了实现检测过程的可操作性、准确性，首先确定最小测量电流频率为64KHz，最大测量电流频率为1MHz，其余测量电流频率根据测量电流频率段的电导率—测量电流频率曲线，选取斜率发生突变的频率点左右两端的频率，其选取频率为突变点频率大小的±35%；

S3：根据人体对不同幅值下电流激励的反应现象，确定胸腔电阻抗检测所需的测量电流幅值，选择测量电流幅值段为500μA~1.5mA；为了实现检测过程的可操作性、快捷性选取最小检测幅值为500μA，最大检测幅值为1.5mA；为增加检测模式，提高测量精度，等间距抽样选取1mA为检测幅值，共确定3个检测幅值：500μA、1mA和1.5mA；

S4：利用交叉四电极法分别对步骤S2中选取的每个频率进行不同幅值的检测实验，并计算出同一测量电流频率下不同测量电流幅值的测量均值，即完成一组检测；完成所有选取的测量电流频率的测量实验，通过测量实验确定不同检测频率下胸腔电阻抗测量均值与肺部呼气空气量的拟合关系为：

其中，Z表示胸腔电阻抗，x表示注入空气量，A、B、C、D为拟合系数。

2.根据权利要求1所述的胸腔电阻抗检测方法，其特征在于，步骤S1中，构建的胸腔电阻抗测量系统，包括具有DDS功能的FPGA和外围电路；所述外围电路包括单片机、信号发生模块、信号转换模块、信号处理模块、开关阵列模块和信号采集解调模块组成；

信号发生模块用于输出特定频率的数字电流信号；输出信号的频率通过单片机直接控制，输出信号的幅值由单片机通过信号转换模块改变参考电压实现；然后通过信号处理模块输出检测所需的模拟电流信号，使用开关阵列模块控制电流注入胸腔，采用信号采集解调模块实现信号解调、滤波放大、模数转换后得到测量阻抗值，利用单片机控制外围电路和FPGA实现检测信号的幅值和频率设定并将测量阻抗值传递给上位机系统。

3.根据权利要求2所述的胸腔电阻抗检测方法，其特征在于，所述信号发生模块根据单片机提供的频率控制字和波形控制字，使用FPGA利用DDS技术产生波形数字信号，其由相位累加器、相位寄存器与波形查找表构成；

DDS的合成频率为：

输出最低频率为：

其中，为基准时钟频率，为输出信号频率，K为频率控制字，N为相位累加器与寄存器字长。

4.根据权利要求1所述的胸腔电阻抗检测方法，其特征在于，步骤S2中，从测量电流频段64KHz~1MHz中进行判断抽样选取多个测量电流频率，检测频率点的选取依据为电导率与频率的变化关系，实现检测频率的不规则改变，为同时保证检测的可操作性、快捷性和准确性，确定胸腔电阻抗检测所需的测量电流频率为64KHz、96KHz、128KHz、256KHz、512KHz、700KHz、1MHz为检测频率。