[实用新型]一种生物组织多频率阻抗测量装置

摘要

本实用新型公开了一种生物组织多频率阻抗测量装置。该装置包括数据采集单片机、直接数字频率合成器、压控恒流源、电流电极、电压测量及参考信号的放大和滤波电路，鉴幅器、整形和鉴相器、PC机，以及隔离串行接口。本实用新型首次将线性变换迭代拟合法应用于生物组织阻抗模型参数的提取，可以仅用有限频率完成阻抗谱的精确拟合。本实用新型采用单片机与PC机的双CPU结构，以及数字频率合成技术等，具有成本低，结构简单，自动分析功能强等特点，便于直接开展产品的设计和开发工作。本实用新型实现了快速、精确地提取阻抗模型参数Ri、Re、Cm和α的目标。

主权项

1、一种生物组织多频率阻抗测量装置，包括数据采集部分和数据处理部分，由DC/DC直流变换器为二部分提供隔离电源，其特征在于，所述数据采集部分的结构为：数据采集单片机(13)用于完成数据采样，存储和串行数据发送，并控制直接数字频率合成器(6)产生各种需要的频率；直接数字频率合成器(6)与单片机(13)相连，用于产生不同频率、幅度恒定的正弦电压信号，分二路传送给压控恒流源(5)和第二宽频带放大器(10)；压控恒流源(5)与直接数字频率合成器(6)相连，用于将所述正弦电压信号转换为正弦恒定电流信号；电流电极(1、4)与压控恒流源(5)相连，用于将正弦恒定电流信号加到人体组织待测部位；测量电极(3、4)用于提取出生物组织所产生的与组织特性相关的正弦电压信号(Ui)，并依次传送给第一宽频带放大器(7)和第一滤波器(8)，第一宽频带放大器(7)和第一滤波器(8)将正弦电压信号(Ui)放大、滤波后分二路传送给鉴幅器(9)和整形和鉴相器(12)；鉴幅器(9)用于将生物电阻抗的不同频率的幅值信息转换为电平大小，传送给单片机(13)中的一路A/D转换器，转换成数字信号后将阻抗幅度传送给所述数据处理部分；第二宽频带放大器(10)将输入的正弦电压信号(Ur)放大后传送给第二滤波器(11)，滤波后也传送给整形和鉴相器(12)；该第二宽频带放大器(10)及第二滤波器(11)与第一宽频带放大器(7)和第一滤波器(8)保持同步放大和滤波；整形和鉴相器(12)由整形器和鉴相器构成，整形器用于将接收的信号整形成为方波，鉴相器用于相位检测，被测组织的相位信息相对于不变的参考信号通过鉴相器得到相位信息的大小，该相位信息被送入单片机(13)中的另一路AD转换器，转换成数字信号后将相位值传送给所述数据处理部分；所述数据处理部分为PC机，它通过隔离串行接口(14)与单片机(13)相连，用于对采样的阻抗幅度和相位值进行分析计算，得到电阻抗模型参数Ri、Re、Cm和α。