[發(fā)明專利]基于人體組織電導(dǎo)率變頻調(diào)幅法的胸腔電阻抗檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011027046.4 | 申請日： | 2020-09-25 |
| 公開（公告）號： | CN112089418B | 公開（公告）日： | 2023-08-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 汪金剛;閆陽天;張一鳴 | 申請（專利權(quán)）人： | 重慶大學(xué) |
| 主分類號： | A61B5/0531 | 分類號： | A61B5/0531;A61B5/085;A61B5/091 |
| 代理公司： | 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275 | 代理人： | 楊柳岸 |
| 地址： | 400044 重*** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 人體 組織 電導(dǎo)率 變頻 調(diào)幅 胸腔 阻抗 檢測 方法 | ||
1.一種基于人體組織電導(dǎo)率變頻調(diào)幅法的胸腔電阻抗檢測方法，其特征在于，該方法通過構(gòu)建胸腔電阻抗測量系統(tǒng)，根據(jù)人體組織電導(dǎo)率與測量頻率的關(guān)系實現(xiàn)特定測量電流頻率和測量電流幅值的輸出，檢測過程中共設(shè)置多種測量頻率和多種測量幅值，并使用交叉四電極法實現(xiàn)同一測量電流頻率下不同測量電流幅值的測量，具體步驟包括：
S1：構(gòu)建胸腔電阻抗測量系統(tǒng)，根據(jù)信號發(fā)生原理利用該系統(tǒng)輸出特定檢測幅值和頻率；
S2：根據(jù)生物組織電導(dǎo)率與檢測頻率的變化關(guān)系，為全面的反映胸腔部位的電學(xué)特性，確定胸腔電阻抗檢測所需的測量電流頻率，設(shè)定測量電流頻段為64KHz~1MHz；為了實現(xiàn)檢測過程的可操作性、準(zhǔn)確性，首先確定最小測量電流頻率為64KHz，最大測量電流頻率為1MHz，其余測量電流頻率根據(jù)測量電流頻率段的電導(dǎo)率—測量電流頻率曲線，選取斜率發(fā)生突變的頻率點左右兩端的頻率，其選取頻率為突變點頻率大小的±35%；
S3：根據(jù)人體對不同幅值下電流激勵的反應(yīng)現(xiàn)象，確定胸腔電阻抗檢測所需的測量電流幅值，選擇測量電流幅值段為500μA~1.5mA；為了實現(xiàn)檢測過程的可操作性、快捷性選取最小檢測幅值為500μA，最大檢測幅值為1.5mA；為增加檢測模式，提高測量精度，等間距抽樣選取1mA為檢測幅值，共確定3個檢測幅值：500μA、1mA和1.5mA；
S4：利用交叉四電極法分別對步驟S2中選取的每個頻率進(jìn)行不同幅值的檢測實驗，并計算出同一測量電流頻率下不同測量電流幅值的測量均值，即完成一組檢測；完成所有選取的測量電流頻率的測量實驗，通過測量實驗確定不同檢測頻率下胸腔電阻抗測量均值與肺部呼氣空氣量的擬合關(guān)系為：
其中，Z表示胸腔電阻抗，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胸腔電阻抗檢測方法，其特征在于，步驟S1中，構(gòu)建的胸腔電阻抗測量系統(tǒng)，包括具有DDS功能的FPGA和外圍電路；所述外圍電路包括單片機、信號發(fā)生模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊、開關(guān)陣列模塊和信號采集解調(diào)模塊組成；
信號發(fā)生模塊用于輸出特定頻率的數(shù)字電流信號；輸出信號的頻率通過單片機直接控制，輸出信號的幅值由單片機通過信號轉(zhuǎn)換模塊改變參考電壓實現(xiàn)；然后通過信號處理模塊輸出檢測所需的模擬電流信號，使用開關(guān)陣列模塊控制電流注入胸腔，采用信號采集解調(diào)模塊實現(xiàn)信號解調(diào)、濾波放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到測量阻抗值，利用單片機控制外圍電路和FPGA實現(xiàn)檢測信號的幅值和頻率設(shè)定并將測量阻抗值傳遞給上位機系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的胸腔電阻抗檢測方法，其特征在于，所述信號發(fā)生模塊根據(jù)單片機提供的頻率控制字和波形控制字，使用FPGA利用DDS技術(shù)產(chǎn)生波形數(shù)字信號，其由相位累加器、相位寄存器與波形查找表構(gòu)成；
DDS的合成頻率為：
輸出最低頻率為：
其中，為基準(zhǔn)時鐘頻率，為輸出信號頻率，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胸腔電阻抗檢測方法，其特征在于，步驟S2中，從測量電流頻段64KHz~1MHz中進(jìn)行判斷抽樣選取多個測量電流頻率，檢測頻率點的選取依據(jù)為電導(dǎo)率與頻率的變化關(guān)系，實現(xiàn)檢測頻率的不規(guī)則改變，為同時保證檢測的可操作性、快捷性和準(zhǔn)確性，確定胸腔電阻抗檢測所需的測量電流頻率為64KHz、96KHz、128KHz、256KHz、512KHz、700KHz、1MHz為檢測頻率。
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