[發(fā)明專利]一種帶檔位自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的同時(shí)測量溫度與生物阻抗的裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510921386.4
• 申請日: 2015-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN105596001A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬愛科;李高陽;賈榮璽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/053
• 分類號(hào): A61B5/053;A61B5/01;A61B5/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療裝置的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證領(lǐng)域，涉及一種信號(hào)處理裝置，特別是一種帶多 量程自動(dòng)調(diào)節(jié)檔位的測量阻抗的，并其可以同時(shí)測量溫度的裝置。

背景技術(shù)

生物阻抗技術(shù)的真正優(yōu)勢或誘人之處在于利用生物阻抗所攜帶的豐富生理和病 理信息,進(jìn)行人體組織與器官的無損傷功能評(píng)價(jià)。當(dāng)疾病發(fā)生時(shí),相關(guān)組織與器官的功能性 變化往往會(huì)先于器質(zhì)性病變和其它臨床癥狀,如能在疾病的潛伏期或功能代償期及時(shí)檢測 和確認(rèn)這些變化,對(duì)于相關(guān)疾病的普查、預(yù)防和早期治療將是非常有利的。生物阻抗技術(shù)提 取的是與人體組織和器官功能緊密相關(guān)的電特性信息,對(duì)血液、氣體、體液和不同組織成份 具有獨(dú)特的鑒別力,對(duì)那些影響組織與器官電特性的因素,如血液的流動(dòng)與分布,肺內(nèi)的血 氣交換,體液變化與移動(dòng)等非常敏感。以此為基礎(chǔ),進(jìn)行心、腦、肺及相關(guān)循環(huán)系統(tǒng)的功能評(píng) 價(jià),血液動(dòng)力學(xué)與流變學(xué)在體動(dòng)態(tài)研究,腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)與診斷以及人體組成成份分析等 功能性評(píng)價(jià),將是生物阻抗技術(shù)顯示優(yōu)越性,展現(xiàn)其誘人應(yīng)用前景的廣闊天地。可惜這一點(diǎn) 至今還沒有被大多數(shù)研究者所充分注意。測量溫度對(duì)所得測量值影響很大，但是大多數(shù)的 阻抗測量儀都沒有對(duì)溫度進(jìn)行測量并且記錄。使用AD5933芯片測量阻抗，測量前要先人為、 正確的估計(jì)待測阻抗所在的檔位，而且必須手動(dòng)切換檔位，工作效率低。如果采用同一檔 位，用同一電阻校準(zhǔn)，勢必會(huì)增大測量誤差，甚至無法測量，造成數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。所以，相比 于一般的阻抗測量儀器，增加溫度檢測功能，增加多檔位自動(dòng)調(diào)節(jié)功能就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種帶檔位自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的同時(shí)測量溫度與生物阻抗的裝 置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種帶檔位自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的同時(shí)測 量溫度與生物阻抗的裝置，該裝置包括生物阻抗測量模塊、溫度測量模塊、信號(hào)運(yùn)算電路、 單片機(jī)STC12C5A60S2及附屬電路、CP2102的接口電路、計(jì)算機(jī)；CP2102的接口電路中的信號(hào) 通過USB接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；溫度測量模塊使用AD5933內(nèi)部自帶溫度傳感器測量。

生物阻抗與生物阻抗測量模塊，生物阻抗與溫度測量模塊采用并聯(lián)方式連接。

溫度傳感器測量的溫度數(shù)據(jù)與生物阻抗測量模塊測量的阻抗數(shù)據(jù)一并通過 CP2012接口電路的USB接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；最后在計(jì)算機(jī)上完成數(shù)據(jù)的采集，接受阻抗測量 模塊中阻抗的波形數(shù)據(jù)與溫度測量模塊中的溫度數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)阻抗測量過程中的采樣波特 率、測量點(diǎn)數(shù)、起始頻率、是否掃頻等設(shè)置。

阻抗測量校準(zhǔn)電路中，將帶有多個(gè)不同數(shù)量校準(zhǔn)電阻的校準(zhǔn)電路集成在一起，上 位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)合適量程的自動(dòng)選擇，提高測量精度。

單片機(jī)STC12C5A60S2將所采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，采用一串控制字進(jìn)項(xiàng)封裝，使所采集 到的阻抗和溫度數(shù)據(jù)通過協(xié)議被計(jì)算機(jī)訪問。

在下位機(jī)上完成數(shù)據(jù)的采集和顯示，使單片機(jī)LCD顯示屏顯示測量的阻抗與溫度 數(shù)據(jù)。顯示屏驅(qū)動(dòng)調(diào)用單片機(jī)STC12C5A60S2相關(guān)函數(shù)。

在計(jì)算機(jī)上完成數(shù)據(jù)的采集和處理，使計(jì)算機(jī)上同時(shí)顯示阻抗波形、環(huán)境溫度，并 且可以設(shè)置采樣波特率、測量點(diǎn)數(shù)、起始頻率、是否掃頻。

阻抗測量模塊中的傳感器采集到的阻抗信號(hào)依次經(jīng)過增益放大電路、高通濾波 器、放大器、低通濾波器，然后傳到單片機(jī)STC12C5A60S2處理電路進(jìn)行阻抗計(jì)算，并且通過 CP2012接口電路的USB接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；最后在計(jì)算機(jī)上完成數(shù)據(jù)的采集，接收阻抗波形 和受測組織所處環(huán)境溫度數(shù)值，進(jìn)行阻抗波形、溫度的顯示，調(diào)節(jié)阻抗波形的采樣波特率、 測量點(diǎn)數(shù)、起始頻率、是否掃頻測量，在測量過程中實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測信息。

AD5933阻抗測量集成四個(gè)不同檔位的校準(zhǔn)電路，根據(jù)受測組織的不同可以自動(dòng)轉(zhuǎn) 換檔位。

單片機(jī)STC12C5A60S2將所采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，封裝，使所采集到的阻抗和溫度數(shù)據(jù) 通過協(xié)議被電腦訪問。

在單片機(jī)與計(jì)算機(jī)上能單獨(dú)完成數(shù)據(jù)的采集和顯示，計(jì)算機(jī)上能夠完成對(duì)數(shù)據(jù)的 處理，顯示阻抗波形數(shù)據(jù)，并且調(diào)節(jié)阻抗波形的采樣波特率、測量點(diǎn)數(shù)、起始頻率、是否掃頻 的測量。

有益效果