[发明专利]一种生物电阻抗测量装置与方法

说明书

本发明涉及一种生物电阻抗测量装置，包括电极钳、活动电极和固定电极，所述电极钳的端部固定设置有固定电极，所述活动电极与所述电极钳活动连接。实现设计小型化并作用于生物电阻抗测量，通过对电极钳上集成的活动电极进行位置控制，实现生物电阻抗的综合测量，实现手术过程中对隐藏在表面下的非均质组织进行测量和成像；一种生物电阻抗测量方法，用于一种生物电阻抗测量装置，包括以下步骤：活动电极和固定电极同时接触生物组织，弱电流从活动电极注入生物组织，并从固定电极流出，得到注入电极在生物组织附近的电流密度；通过电流密度得到生物组织附近的电势；计算两个电极的接触点的电势差，去除干扰；通过电势差得到待测材料的电阻率。

技术领域

本发明涉及精密仪器领域，更具体地，涉及一种生物电阻抗测量装置与方法。

背景技术

借助生物传感器对目标组织类型进行精准判断可以大大提高诊断以及手术的效率。例如在微创手术中，医生往往需要判断肿瘤的位置以及切除的边界，而该过程中可以用来判断组织类型的信息非常有限。特别是当相邻的不同组织颜色接近，或目标组织隐藏在另一种组织的下面时，对该组织的检测判断往往非常困难。另外，由于空间的限制，手术设备要求小型化与高集成度，这使得在设备本身集成传感器的方法也很困难。

在使用生物电阻抗传感技术进行组织检测判断的现有方法往往需引入新的探头，并不适用空间有限的手术场景。在电极钳或相关设备集成电极以实现生物电阻抗检测的方法往往需要集成多个电极，导致很难将手术钳或相关设备小型化，特别是在带有腕部的多自由度手术钳上，已有的技术并无提及如何使用少数电极实现深层组织检测并成像的方法。

现有的技术中，美国发明专利US10631922B2公开了“内窥镜组织识别仪”，公开日为2020年04月28日，一种用于识别和治疗组织的方法，包括提供一种包括电极组件的电外科治疗设备，测量靶组织的一个或多个电特性值，将目标组织的测得的电特性值与已知组织类型的电特性值进行比较，识别目标组织的组织类型，将电外科治疗设备的能量输送构造调整为目标组织的类型，电外科治疗设备被激活以治疗目标组织。该方案中，描述了一种可以用于组织识别的集成多个电极的手术钳，电极相对位置固定，测量不同深度的组织的能力有限，钳子上的多个电极需要多根线连接至末端，因此，该设计难以实现小型化，难以加入腕部机构的设计。

发明内容

本发明为解决现有的手术钳的电极相对位置固定，钳子上的多个电极需要多根线连接，无法实现小型化的技术缺陷，提供了一种生物电阻抗测量装置与方法。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种生物电阻抗测量装置，包括电极钳、活动电极和固定电极，所述电极钳的端部固定设置有固定电极，所述活动电极与所述电极钳活动连接。

上述方案中，实现设计小型化并作用于生物电阻抗测量，通过对电极钳上集成的活动电极进行位置控制，实现生物电阻抗的综合测量，实现手术过程中对隐藏在表面下的非均质组织进行测量和成像。

优选的，还包括旋转臂，所述活动电极固定设置在所述旋转臂一端，所述旋转臂另一端与所述电极钳铰接或转轴连接，所述电极钳的两个端部均固定设置有固定电极。

优选的，还包括线性驱动机构，所述活动电极固定设置在所述线性驱动机构上，所述线性驱动机构滑动设置在所述电极钳的一侧，所述电极钳上设置有线性驱动机构的一侧的端部固定设置有固定电极。

优选的，所述线性驱动机构包括齿轮、齿条、活动件和固定套，所述齿轮设置在活动件下部，齿条与齿轮啮合连接，所述齿条固定设置在所述固定套上，所述固定套套接在所述电极钳的一侧，所述固定电极固定设置在所述固定套端部，所述活动电极固定设置在所述活动件上。

一种生物电阻抗测量方法，用于一种生物电阻抗测量装置，包括以下步骤：

S1：活动电极和固定电极同时接触生物组织，弱电流从活动电极注入生物组织，并从固定电极流出，得到注入电极在生物组织附近的电流密度；