[发明专利]一种呼吸阻抗的测量方法

说明书

本发明涉及阻抗测量技术领域，具体是一种呼吸阻抗的测量方法，包括以下步骤：信号滤波：利用滤波模块滤除人体呼吸阻抗原始信号中的噪声；信号放大：利用基础阻抗放大电路对经过滤波处理后的差分信号进行差分转单端信号处理并放大；峰值检波；隔直放大：对峰值波形进行隔直后再放大，得出低分辨率ADC直接进行采集的呼吸波形；微分处理：利用微分电路对阻抗增量微分处理，将呼吸波形的变化程度展现出来；本发明通过对人体施加50KHz恒流源，使之人体阻抗数据叠加在高频信号上，使用欧姆定律，求出人体两端的电压值，而电压与电流之间的比率则代表人体的阻抗，本方案可操作性强，提供了一种简单、精确的呼吸信号测量方式。

技术领域

本发明涉及阻抗测量技术领域，具体是一种呼吸阻抗的测量方法。

背景技术

对于直流电压来说，它表述为通过导体两点之间的电流与这两点之间的电压成正比。换言之，导体的电阻是恒定的，与电流无关。对于交流电压来说，情况则完全改变了，而且变得更加复杂。电阻变为阻抗，其定义为电压与电流在频域中的比率。幅度(或实部)代表电压和电流之间的比率，而相位(或虚部)则是电压与电流之间的相移值。

在医疗行业中有许多应用阻抗测量的用例，该技术可用于广泛的应用，例如获取某些特定人体参数、检测疾病或分析血液或唾液等人体液体。虽然这些应用的共同之处是进行阻抗测量，但每个应用又都有各自的一系列关键要求，现有技术中的呼吸阻抗的测量方法难以提供简单、精确的呼吸信号测量，且操作性不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种呼吸阻抗的测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种呼吸阻抗的测量方法，包括以下步骤：

S1、信号滤波：利用滤波模块滤除人体呼吸阻抗原始信号中的噪声；

S2、信号放大：利用基础阻抗放大电路对经过滤波处理后的差分信号进行差分转单端信号处理，并进行放大操作；

S3、峰值检波：利用呼吸波形调制电路消除50KHz的高频信号，只保留呼吸波形的包络，通过峰值检波电路，将50KHz信号转化为低频的峰值电路；

S4、隔直放大：对峰值波形进行隔直后再进行放大，得出低分辨率ADC直接进行采集的呼吸波形；

S5、微分处理：利用微分电路对阻抗增量微分处理，将呼吸波形的变化程度展现出来。

优选的，所述S1中，50KHz的恒流源经过人体，通过电极片的差分测量，可测得两路蕴含人体呼吸信号的一对差分信号，所述差分信号为50KHz的高频正弦或方波信号，且差分信号为人体呼吸阻抗原始信号。

优选的，所述S1中，滤波模块的输出信号为50KHz处的带通滤波，-3db通带为6.69khz至223.22khz。

优选的，所述S2中，基础阻抗放大电路主要采用程控增益仪表放大器。

优选的，所述程控增益仪表放大器的可编程增益为：1、2、5、 10，且具有高共模抑制比以降低呼吸信号的共模影响。

优选的，所述S4中，隔直放大的前一段将直流成分滤除，后一段将微小的呼吸阻抗变化放大为ADC可直接采集的信号，通过修改 R56的阻值修改放大倍数。

优选的，所述ADC采用低精度的12位ADC。

优选的，所述S5中，通过修改微分电路电容或电阻来修改微分电路时间常数，从而调整一阶微分值大小。

优选的，所述人体的基础阻抗、阻抗增量和阻抗一阶微分皆是单独的模拟量，可针对系统要求进行单独读取。

本发明通过改进在此提供一种呼吸阻抗的测量方法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：