[發明專利]電特性測量設備、電特性測量系統、電特性測量方法以及用于使計算機實現所述方法的電特性測量程序

有效

• 申請號: 201680009660.3
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN107209134B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 日高伊佐夫
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02;G01N27/22
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

本發明使得無論測量儀器的性能等如何也可以進行高精度電測量。提供了一種電特性測量設備，該電特性測量設備設置有：測量單元，用于測量生物樣本在多個頻率下的電特性；以及分配單元，用于將測量次數和/或測量振幅分配至每個頻率。當在多個頻率內測量生物樣本的電特性時，使信噪比低的頻率和使信噪比高的頻率被有意地混合，并且因此，為了測量的目的優化的高精度電測量是可行的。

技術領域

本技術涉及電特性測量設備，并且更具體地，涉及各自用于測量生物樣本在多個頻率下的電特性的設備、電特性測量系統和電特性測量方法，以及用于使計算機實現該方法的程序。

背景技術

已經執行了測量樣本的電特性，并且從測量結果確定樣本的物理性質和/或確定包含在樣本中的細胞的類型等的技術(例如，參見專利文獻1)。測量的電特性的實例包括復介電常數及其頻率分散(介電譜)。復介電常數及其頻率分散通常通過將電氣電壓(在下文簡稱為“電壓”)施加至樣本溶液，并且然后測量跨電極的復電容或者復阻抗而進行計算。

此外，例如，專利文獻2公開了用于從血液的電學介電常數(在下文簡稱為“介電常數”)獲得關于血液凝固的信息的技術，并且描述了“血液凝固系統分析裝置包括：一對電極；應用裝置，用于將交流電壓以預定時間間隔施加至該對電極；測量裝置，用于測量放置在該對電極之間的血液的介電常數；以及分析裝置，通過使用在作用在血液上的抗凝效應結束之后以時間間隔測量的血液的介電常數，來分析血液凝固系統的動作的程度。”

諸如上述樣本的生物樣本的電測量通常使用如下方法，即通過將處于多個頻帶中的信號應用至生物樣本并且因此接收響應來獲得生物樣本的狀態。使用多個頻率的響應采集方法包括分割時間用于獲取單一頻帶的響應的方法(時間分割法)，以及通過一次合成應用信號來獲取響應的方法(頻率復用法)。

圖8中示出了時間分割法的實例。在這個實例中，在每次測量中，在100kHz、1MHz和10MHz這三個頻率中獲取響應，并且在每個頻率處執行八次測量。因此，執行每個頻率中的測量使得以時間間隔執行多次測量，并且然后將測量值平均以消除測量之間的變化。從而提高信噪比(SNR)。

圖9中示出了頻率復用法的實例。在這個實例中，使用該方法，其中具有相同振幅并且分別具有100kHz、1MHz和10MHz的信號(示圖底部的三個信號)疊加；獲得疊加的信號(示圖中的最高信號)；并且這個信號然后被施加至分析物以獲得響應。在測量期間，類似于上述時間分割復用，執行多次測量，并且然后將測量值平均以消除測量之間的變化。從而提高SNR。這個實例示出了在整個時間范圍期間(在圖9中，一秒)執行24次測量的實例。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利申請公開第2009-042141號

專利文獻2：日本專利申請公開第2010-181400號

發明內容

本發明待解決的問題

例如，為了通過電測量獲取生物樣本的時間狀態變化等，測量需要以特定時間間隔進行。這限制了可以用于測量數據收集的時間。如上所述，生物樣本的電測量利用用于提高SNR的時間分割法或者頻率復用法。然而，可以在特定時間段期間執行的測量次數、以及可以用于一次測量的振幅受到測量裝置的性能等的限制。這種上限限制了SNR的提高。

因此，本技術的主要目標是提供無論測量裝置的性能等如何都使能夠執行高精度電測量的技術。

問題的解決方案