專利名稱：用于測(cè)量小塊皮膚區(qū)域的皮膚阻抗的測(cè)量系統(tǒng)和電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測(cè)量小塊皮膚區(qū)域中的皮膚阻抗(即，電阻值)的測(cè)量系統(tǒng)以及用在該測(cè)量系統(tǒng)中的電極，更具體地說(shuō)，涉及分別配有供電電極和測(cè)量電極的阻抗測(cè)量電極，以便測(cè)量小塊皮膚中的測(cè)量皮膚阻抗，以及利用該電極的阻抗測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于分析小塊皮膚區(qū)域中的皮膚阻抗值所得的結(jié)果被用于多種應(yīng)用中，所以已經(jīng)研究并開(kāi)發(fā)了用于精確地測(cè)量皮膚阻抗的方法和設(shè)備。通常，測(cè)量皮膚阻抗的傳統(tǒng)技術(shù)被用于檢測(cè)皮膚上的經(jīng)絡(luò)點(diǎn)(meridian point)，在中國(guó)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里，它被用于診斷并治療疾病。
經(jīng)絡(luò)點(diǎn)是皮膚或肌肉中的反應(yīng)點(diǎn)，它被用在中國(guó)醫(yī)學(xué)或手療法(handtherapy)(諸如針灸療法(acupuncture)、艾灼(moxibustion)和按摩)中，并且經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)是連接這些反應(yīng)點(diǎn)的通道?？紤]到中國(guó)醫(yī)學(xué)，更具體地講，手療法，人體包括內(nèi)臟器官(即，五臟六腑)，當(dāng)這些內(nèi)臟器官的功能彼此協(xié)調(diào)時(shí)是健康的，并且當(dāng)這些內(nèi)臟器官的功能之間的協(xié)調(diào)被破壞時(shí)變得不健康并出現(xiàn)某些病癥。能量循環(huán)系統(tǒng)(其中氣和血流動(dòng))被稱作經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)，所述能量循環(huán)系統(tǒng)流經(jīng)人體內(nèi)外并且總是控制內(nèi)臟器官的功能。
因此，準(zhǔn)確地找出在中國(guó)醫(yī)學(xué)中用于診斷和治療的經(jīng)絡(luò)點(diǎn)位置和經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)是非常重要的。通過(guò)基于如下原理，即對(duì)應(yīng)于經(jīng)絡(luò)點(diǎn)和經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)的區(qū)域與其它皮膚區(qū)域相比具有較低的電阻，精確地測(cè)量皮膚阻抗，可以準(zhǔn)確地找出經(jīng)絡(luò)點(diǎn)和經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)。
此外，據(jù)報(bào)道，通過(guò)測(cè)量皮膚阻抗，可以診斷皮膚癌、確定燒傷度、檢測(cè)運(yùn)動(dòng)、檢測(cè)康復(fù)鍛煉的能力、并確定皮膚中淋巴結(jié)的正常和異常狀態(tài)。照此，基于測(cè)量皮膚阻抗的各種技術(shù)將有望被廣泛利用。
然而，大多數(shù)測(cè)量皮膚阻抗的傳統(tǒng)方法是在整個(gè)人體上進(jìn)行的而非在人體的小塊區(qū)域中。并且，大多數(shù)在整個(gè)人體或在人體的小塊區(qū)域進(jìn)行的測(cè)量皮膚阻抗的傳統(tǒng)方法均利用兩個(gè)或三個(gè)電極。這樣的話，至少有一個(gè)電極被同時(shí)用作測(cè)量電極和施加電壓或電流的電極。因此，測(cè)量值中包括從真皮和皮下組織獲得的真實(shí)皮膚阻抗，以及甚至接觸電阻和表皮阻抗，因此不能精確地測(cè)量皮膚阻抗。
更具體地，接觸電阻的測(cè)量值根據(jù)測(cè)量者的技巧(例如，控制電極的接觸壓力和接觸速度的能力)和諸如溫度和濕度等的接觸電極的皮膚表面的狀態(tài)而有較大的不同，由此，極大地影響了皮膚阻抗的測(cè)量值。因此，很難獲得皮膚阻抗的精確測(cè)量值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種分別配有供電電極和測(cè)量電極的阻抗測(cè)量電極，以便測(cè)量小塊皮膚區(qū)域中的皮膚阻抗。
本發(fā)明還提供一種阻抗測(cè)量電極，其中供電電極和測(cè)量電極之間的距離可以自由調(diào)整。
本發(fā)明還提供一種利用阻抗測(cè)量電極在小塊皮膚區(qū)域中精確地測(cè)量皮膚阻抗的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中電源供給端子和測(cè)量端子彼此分離。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于測(cè)量小塊皮膚區(qū)域中的皮膚阻抗的阻抗測(cè)量電極。所述阻抗測(cè)量電極包括多個(gè)用于向皮膚提供恒定電流的電源電極；以及多個(gè)測(cè)量電極，所述測(cè)量電極與所述供電電極相分離，以便測(cè)量皮膚的響應(yīng)信號(hào)。所述測(cè)量電極安排在所述供電電極之間。
最好，所述供電電極包括具有柱形結(jié)構(gòu)的第一電極以及具有圍繞所述第一電極的柱形結(jié)構(gòu)的第二電極，并且所述測(cè)量電極具有圍繞所述第一電極的柱形結(jié)構(gòu)，并安排在所述第一和第二電極之間。
最好，每個(gè)供電電極包括包含第一側(cè)面(first side)、垂直于第一側(cè)面的第二側(cè)面、和垂直于第二側(cè)面并面向第一側(cè)面的第三側(cè)面的第一電極；第二電極，其具有與第一電極相同的形狀，并與第一電極分開(kāi)放置，使得第二電極的開(kāi)口側(cè)(opening side)面向第一電極的開(kāi)口側(cè)。測(cè)量電極被安排在第一和第二電極之間所定義的內(nèi)部空間。
最好，每個(gè)測(cè)量電極包括第三電極，其包含第一側(cè)面、垂直于第一側(cè)面的第二側(cè)面、以及垂直于第二側(cè)面并面向第一側(cè)面的第三側(cè)面；以及第四電極，其具有與第三電極相同的形狀，并與第三電極分開(kāi)放置，使得第四電極的開(kāi)口側(cè)面向第三電極的開(kāi)口側(cè)。所述測(cè)量電極安排在多個(gè)供電電極之間。
最好，每個(gè)供電電極包括第一電極，其具有含開(kāi)口部分和預(yù)定曲率的橢圓形結(jié)構(gòu)；以及第二電極，其具有與第一電極相同的形狀，并與第一電極分開(kāi)放置，使得第二電極的開(kāi)口面向第一電極的開(kāi)口。所述測(cè)量電極安排在所述第一和第二電極之間所定義的內(nèi)部空間。
最好，每個(gè)測(cè)量電極包括第三電極，其具有含開(kāi)口部分和預(yù)定曲率的橢圓形結(jié)構(gòu)；以及第四電極，其具有與第三電極相同的形狀，并與所述第三電極分開(kāi)放置，使得所述第四電極的開(kāi)口面向所述第三電極的開(kāi)口。所述測(cè)量電極被安排在所述多個(gè)供電電極之間。
最好，所述供電電極和所述測(cè)量電極包括平行放置的平面結(jié)構(gòu)電極，所述測(cè)量電極放置在所述供電電極之間。
最好，所述阻抗測(cè)量電極還包括一固定螺旋線(stationary screwline)，其連接到所述供電電極和所述測(cè)量電極；一旋轉(zhuǎn)螺釘(rotary screw)，其連接到所述固定螺旋線并旋轉(zhuǎn)固定螺旋線，以便沿固定螺旋線移動(dòng)所述供電電極和所述測(cè)量電極；以及一固定螺栓(fixing stud)，用于將每個(gè)供電電極和測(cè)量電極固定到所述固定螺旋線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于在小塊皮膚區(qū)域測(cè)量皮膚阻抗的阻抗測(cè)量系統(tǒng)。所述阻抗測(cè)量系統(tǒng)包括一電極單元，其包含用于提供恒定電流的多個(gè)供電電極和與所述供電電極相分離的多個(gè)測(cè)量電極，以便測(cè)量皮膚的響應(yīng)信號(hào)；一電流源，其向供電電極提供恒定電流；一信號(hào)處理單元，其連接到所述測(cè)量電極，接收皮膚上響應(yīng)于所供應(yīng)的恒定電流而產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)，產(chǎn)生勢(shì)差信號(hào)，從所述勢(shì)差信號(hào)中去除噪聲，并放大去除了噪聲的勢(shì)差信號(hào)；一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，其將從信號(hào)處理單元接收的勢(shì)差信號(hào)從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式；以及一圖像顯示單元，其將數(shù)字勢(shì)差信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)并顯示所述圖像信號(hào)。


通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他特性和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1A至圖1D是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的環(huán)狀阻抗測(cè)量電極的圖；圖2A至圖2D是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的折線形阻抗測(cè)量電極的圖；圖3A至圖3D是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的直線阻抗測(cè)量電極的圖；圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的電極距離調(diào)節(jié)器的圖；圖5A至圖5D是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的阻抗測(cè)量系統(tǒng)的框圖；以及圖6A至圖6B是顯示經(jīng)絡(luò)點(diǎn)的位置的圖，其中在所述經(jīng)絡(luò)點(diǎn)位置，根據(jù)本發(fā)明利用阻抗測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量皮膚阻抗。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)借助附圖在下文中將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的阻抗測(cè)量電極包括兩個(gè)供電電極，它們被連接到一電流源并將預(yù)定電流施加到小塊皮膚區(qū)域；以及兩個(gè)測(cè)量電極，它們測(cè)量皮膚的反應(yīng)，即當(dāng)將預(yù)定電流施加到皮膚上時(shí)出現(xiàn)在接觸皮膚的兩個(gè)測(cè)量電極之間的勢(shì)差。最好，所述測(cè)量電極由處理黃銅制成，以具有0.8mm的厚度，并在100mA*s/cm2的條件下將AgCl鍍到處理黃銅上，然后將它們彼此分開(kāi)放置，它們之間的距離為5nm或更少的。
根據(jù)本發(fā)明的阻抗測(cè)量電極由四個(gè)電極棒組成，以便執(zhí)行四電極測(cè)量，并且阻抗測(cè)量電極被分成三類，即環(huán)狀類、折線類(back and forth)、以及直線類，如圖1A至3D中所示。然而，很顯然也可以使用其它類型的四個(gè)電極。
圖1A至圖1D是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的環(huán)狀阻抗測(cè)量電極的圖。如圖1A中所示，環(huán)狀阻抗測(cè)量電極包括具有柱形結(jié)構(gòu)的一中心電極和具有柱形結(jié)構(gòu)并中心圍繞中心電極的三個(gè)電極。
參考圖1B，其是沿線S-S所得的環(huán)狀阻抗測(cè)量電極的橫截面，電流源I連接到所述中心電極和最外層電極，并且在中心電極和最外層電極之間的其它電極是測(cè)量電極。
圖1C和圖1D分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)際環(huán)狀阻抗測(cè)量電極的外形和橫截面。
圖2A至圖2D是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的折線形阻抗測(cè)量電極的圖。參考圖2A，折線形阻抗測(cè)量電極包括四個(gè)電極。所述四個(gè)電極的每一個(gè)具有包括第一側(cè)面、垂直于第一側(cè)面的第二側(cè)面、以及垂直于第二側(cè)面并面向第一側(cè)面的第三側(cè)面的結(jié)構(gòu)。以下，將這種結(jié)構(gòu)稱為折線形結(jié)構(gòu)。如圖2A所示，第一電極位于預(yù)定位置，并且放置第二電極使得第二電極的開(kāi)口側(cè)面向第一電極的開(kāi)口側(cè)。第三和第四電極小于第一和第二電極，并且將它們放置在第一和第二電極之間所定義的空間，使得第三和第四電極的開(kāi)口側(cè)彼此相對(duì)。這里，第一和第二電極的開(kāi)口垂直于第三和第四電極的開(kāi)口。
參考圖2B，顯示了沿線S-S所得的圖2A所示的折線形阻抗測(cè)量電極的橫截面，電流源I連接到位于外部的第一和第二電極，并且位于內(nèi)部的第三和第四電極是測(cè)量電極。圖2C和圖2D分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)際折線形阻抗測(cè)量電極的外形和橫截面。
在上述實(shí)施例中，電極具有折線形結(jié)構(gòu)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以理解只要所述電極以與上述相同的方式放置電極，那么所述電極可以具有含預(yù)定曲率和開(kāi)口部分的橢圓形結(jié)構(gòu)。
圖3A至圖3D是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的直線阻抗測(cè)量電極的圖。如圖3A所述，在直線形阻抗測(cè)量電極中，四個(gè)平面電極被平行放置。參考顯示了沿線S-S所得的如圖3A所示的直線阻抗測(cè)量電極的橫截面的圖3B，電流源I連接到兩個(gè)外部電極，并且兩個(gè)內(nèi)部電極是測(cè)量電極。圖3C和圖3D分別顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)際直線阻抗測(cè)量電極的外形和橫截面。
圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的電極距離調(diào)節(jié)器的圖。在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖4A和4B所示的電極距離調(diào)節(jié)器與阻抗測(cè)量電極相結(jié)合，以便自由地調(diào)節(jié)電極間的距離。由于可以確定電極間的距離和測(cè)量阻抗的皮膚范圍，因此，可以僅在一期望的小區(qū)域中測(cè)量皮膚阻抗。
參考圖4A，電極距離調(diào)節(jié)器包括一支撐桿410、一固定螺旋線420、多個(gè)固定螺栓430、一旋轉(zhuǎn)螺釘440、和電極450。所述電極距離調(diào)節(jié)器根據(jù)螺旋方法(screw method)操作。除對(duì)于一電極450可被移動(dòng)的一固定螺栓430之外，對(duì)于其它電極450不能被移動(dòng)的所有固定螺栓430被按下，以便固定相應(yīng)的電極450。此后，當(dāng)旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)螺釘440，其固定螺栓430未被按下的電極450沿著固定螺旋線420移動(dòng)。這樣，四個(gè)電極450的每個(gè)都在期望的方向上被移動(dòng)了一期望的距離，由此調(diào)節(jié)電極450之間的距離。
圖4A和圖4B顯示了圖3A至3D所示的直線阻抗測(cè)量電極的電極距離調(diào)節(jié)器。然而，電極距離調(diào)節(jié)器同樣也可用于圖2A至2D所示的折線形阻抗測(cè)量電極或具有含開(kāi)口部分的橢圓形結(jié)構(gòu)的阻抗測(cè)量電極。在這種情況下，需要分別提供用于調(diào)節(jié)內(nèi)部測(cè)量電極之間的距離的固定螺旋線和旋轉(zhuǎn)螺釘以及用于調(diào)節(jié)連接到電流源的外部電極之間的距離的固定螺旋線和旋轉(zhuǎn)螺釘。
以下說(shuō)明涉及利用上述四個(gè)電極在小塊區(qū)域測(cè)量皮膚阻抗的阻抗測(cè)量系統(tǒng)。
圖5A至圖5D是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的阻抗測(cè)量系統(tǒng)的框圖。參考圖5A，所示阻抗測(cè)量系統(tǒng)包括電流源510、電極單元520、信號(hào)處理單元530、信號(hào)轉(zhuǎn)換單元540(即模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器)和圖像顯示單元550。電流源510向其阻抗將被測(cè)量的小塊皮膚區(qū)域提供恒定電流。電極單元520包括連接到電流源510并接觸皮膚的兩個(gè)供電電極，和連接到信號(hào)處理單元530并接觸皮膚的兩個(gè)測(cè)量電極。信號(hào)處理單元530從每個(gè)測(cè)量電極接收信號(hào)，測(cè)量?jī)蓚€(gè)測(cè)量電極之間的勢(shì)差，并放大去除了噪聲的勢(shì)差信號(hào)。信號(hào)轉(zhuǎn)換單元540將從信號(hào)處理單元530接收的模擬勢(shì)差信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字勢(shì)差信號(hào)。圖像顯示單元550分析從信號(hào)轉(zhuǎn)換單元540接收的數(shù)字勢(shì)差信號(hào)，并輸出獲得的數(shù)據(jù)作為分析結(jié)果。
參考圖5B，提供恒定電流而不管負(fù)載以便給人的皮膚施加電刺激的電流源510包括輸入單元512、換流器514、電流強(qiáng)度控制器516和輸出單元518。
輸入單元512從外部電源單元接收電壓，并將所接收的電壓劃分成具有可由換流器514處理的幅度的電壓。換流器514由多個(gè)運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。輸入單元512將從外部電源單元接收的電壓劃分成由每個(gè)運(yùn)算放大器支持的電壓?jiǎn)卧?br> 換流器514利用多個(gè)運(yùn)算放大器而不管負(fù)載，將從輸入單元512接收的電壓轉(zhuǎn)換成恒定電流。利用運(yùn)算放大器和負(fù)反饋效應(yīng)實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)換。
當(dāng)換流器514將電壓轉(zhuǎn)換成恒定電流時(shí)，電流強(qiáng)度控制器516控制將要施加到負(fù)載的電流的強(qiáng)度。利用可變電阻，調(diào)節(jié)電壓被轉(zhuǎn)換成恒定電流處的比率實(shí)現(xiàn)這種控制。
輸出單元518將轉(zhuǎn)換的電流施加到負(fù)載，即根據(jù)雙極方法將轉(zhuǎn)換的電流施加到電極單元520的電極。施加了所述轉(zhuǎn)換電流的一個(gè)電極連接到電源電壓的地端。輸出單元518將從換流器514接收的電流施加到電極單元520，更具體地講，施加到電極單元520的供電電極。電流通過(guò)接觸皮膚的供電電極施加到皮膚。電極單元520的測(cè)量電極接收在皮膚上響應(yīng)于所施加電流而產(chǎn)生的電信號(hào)，并輸出接收的信號(hào)到信號(hào)處理單元530。
參考圖5C，信號(hào)處理單元530包括輸入單元531、緩沖器532、勢(shì)差測(cè)量器533、偏移電壓控制器534、放大器535、濾波器536、倒相放大器537和輸出單元538。信號(hào)處理單元530測(cè)量響應(yīng)于施加到皮膚上的電流而在皮膚中產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)。人體是具有低電導(dǎo)率的非均勻介質(zhì)，對(duì)于人體而言很難估計(jì)與輸入值相對(duì)應(yīng)的輸出值。此外，響應(yīng)信號(hào)的電平與噪聲電平類似，即，信-噪比(SNR)非常低。在這種情況下，信號(hào)處理單元530用于最小化負(fù)載和噪聲的影響。
更具體地講，輸入單元531包括具有良好電導(dǎo)率和電磁屏蔽效應(yīng)的導(dǎo)線。輸入單元531從測(cè)量電極接收皮膚的響應(yīng)信號(hào)，并將響應(yīng)信號(hào)輸出到緩沖器532。
為了最小化負(fù)載效應(yīng)，其中當(dāng)皮膚的負(fù)載大于或近似于輸入阻抗時(shí)很難進(jìn)行精確測(cè)量，緩沖器532調(diào)節(jié)輸入阻抗以便保持輸入阻抗高于負(fù)載阻抗，并存儲(chǔ)接收的響應(yīng)信號(hào)。
勢(shì)差測(cè)量器533通過(guò)緩沖器532接收分別由兩個(gè)測(cè)量電極所檢測(cè)的響應(yīng)信號(hào)，測(cè)量?jī)蓚€(gè)響應(yīng)信號(hào)之間的勢(shì)差，并將勢(shì)差信號(hào)輸出到偏移電壓控制器534。
偏移電壓控制器534調(diào)節(jié)阻抗測(cè)量系統(tǒng)的電壓電平。當(dāng)在測(cè)量皮膚阻抗之前兩個(gè)測(cè)量電極彼此接觸時(shí)，期望兩個(gè)測(cè)量電極之間的勢(shì)差為0。然而，由于系統(tǒng)的內(nèi)部因素可能存在勢(shì)差不為0。在這種情況下，偏移電壓控制器534將測(cè)量的勢(shì)差調(diào)節(jié)成0。當(dāng)在零調(diào)節(jié)之后執(zhí)行信號(hào)測(cè)量，可以測(cè)量所測(cè)信號(hào)的精確直流(DC)電平。
此外，當(dāng)從勢(shì)差測(cè)量器533接收的勢(shì)差信號(hào)超過(guò)阻抗測(cè)量系統(tǒng)的可測(cè)量電勢(shì)范圍的范圍或具有極值時(shí)，偏移電壓控制器534通過(guò)調(diào)節(jié)偏移電壓，將所接收勢(shì)差信號(hào)調(diào)節(jié)到可測(cè)量電勢(shì)范圍內(nèi)，以便可以精確測(cè)量勢(shì)差。此外，當(dāng)用戶對(duì)DC電平上負(fù)載的微小交流(AC)電平感興趣時(shí)，他/她可以通過(guò)利用偏移電壓控制器534調(diào)節(jié)偏移電壓，變換測(cè)量范圍，以僅放大和觀察在感興趣區(qū)域的信號(hào)。
放大器535從偏移電壓控制器534接收電壓調(diào)節(jié)勢(shì)差信號(hào)，并利用可變電阻將其放大到適當(dāng)?shù)碾娖?。通過(guò)利用可變電阻調(diào)節(jié)放大度，可以測(cè)量感興趣信號(hào)的微小位移。
濾波器536從放大器535接收放大的勢(shì)差信號(hào)，去除勢(shì)差信號(hào)的噪聲，并選擇性地僅輸出在期望頻帶寬度的勢(shì)差信號(hào)。利用多個(gè)運(yùn)算放大器和相位檢測(cè)器電路，濾波器536被用作帶通濾波器。很顯然根據(jù)將要測(cè)量的信號(hào)的頻帶寬度，濾波器536也可被用作高通或低通濾波器。由于最小化了噪聲的影響，從濾波器536輸出的勢(shì)差信號(hào)具有高SNR。
倒相放大器537接收并放大濾波的勢(shì)差信號(hào)，由此改善勢(shì)差信號(hào)的SNR。此后，倒相放大器537反轉(zhuǎn)勢(shì)差信號(hào)的相位，所述勢(shì)差信號(hào)通過(guò)濾波和放大后具有反相相位，以便通過(guò)輸出單元538輸出具有與原始勢(shì)差信號(hào)相同相位的勢(shì)差信號(hào)到信號(hào)轉(zhuǎn)換單元540。此處，輸出單元538將輸出阻抗調(diào)整到足夠小來(lái)有效地向信號(hào)轉(zhuǎn)換單元540發(fā)送勢(shì)差信號(hào)。
信號(hào)轉(zhuǎn)換單元540將接收的勢(shì)差信號(hào)從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，以便可以由圖像顯示單元550將勢(shì)差信號(hào)顯示在諸如監(jiān)視器的圖像顯示裝置。數(shù)字勢(shì)差信號(hào)輸出到圖像顯示單元550。
參考圖5D，圖像顯示單元550包括輸入單元551、數(shù)據(jù)分析器552、運(yùn)算控制器554、以及包括監(jiān)視驅(qū)動(dòng)器模塊557和諸如監(jiān)視器的圖像顯示裝置558的顯示單元556。
從信號(hào)轉(zhuǎn)換單元540輸出的數(shù)字勢(shì)差信號(hào)通過(guò)輸入單元551輸入到數(shù)據(jù)分析器552。數(shù)據(jù)分析器552對(duì)數(shù)字勢(shì)差信號(hào)執(zhí)行各種運(yùn)算，以便用戶可以方便地利用所測(cè)量的數(shù)據(jù)。根據(jù)場(chǎng)合需要在預(yù)定時(shí)間周期可以對(duì)勢(shì)差信號(hào)執(zhí)行諸如平均、斜率計(jì)算、微分和積分的運(yùn)算。將要執(zhí)行的運(yùn)算由用戶輸入到運(yùn)算控制器554，并且運(yùn)算控制器554確定將要執(zhí)行的運(yùn)算。
通過(guò)對(duì)勢(shì)差信號(hào)執(zhí)行預(yù)定運(yùn)算所得的分析數(shù)據(jù)被發(fā)送到顯示單元556，然后由監(jiān)視驅(qū)動(dòng)器模塊557轉(zhuǎn)換成所期望的圖像信號(hào)，然后通過(guò)諸如監(jiān)視器的圖像顯示裝置558顯示給用戶。
圖6A至圖6B是顯示經(jīng)絡(luò)點(diǎn)的位置的圖，其中在所述經(jīng)絡(luò)點(diǎn)位置，根據(jù)本發(fā)明利用阻抗測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量皮膚阻抗。圖6A示出了手上的肺經(jīng)絡(luò)點(diǎn)LU(H1)、大腸經(jīng)絡(luò)點(diǎn)L1(H2)、心包經(jīng)絡(luò)點(diǎn)PC(H3)、三倍興奮(tripleenergizer)經(jīng)絡(luò)點(diǎn)TE(H4)、心臟經(jīng)絡(luò)點(diǎn)HT(H5)和小腸經(jīng)絡(luò)點(diǎn)SI(H6)。圖6B示出了足上的脾經(jīng)絡(luò)點(diǎn)SP(F1)、肝經(jīng)絡(luò)點(diǎn)LV(F2)、胃經(jīng)絡(luò)點(diǎn)ST(F3)、膽囊經(jīng)絡(luò)點(diǎn)GB(F4)、腎經(jīng)絡(luò)點(diǎn)KI(F5)和膀胱(bladder)經(jīng)絡(luò)點(diǎn)BL(F6)。
隨后的表格示出了利用根據(jù)本發(fā)明的阻抗測(cè)量系統(tǒng)所執(zhí)行的測(cè)量結(jié)果。

這里，皮膚電阻等于平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。
如上表所示，在手上測(cè)量的皮膚電阻根據(jù)經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)(x2＝42.67，df＝5，P＜0.001)具有規(guī)則差值(regular difference)。點(diǎn)SI顯示了最大電阻特性，并且電阻特性按照LU-LI-HT-PC-TE的順序減少。在足上測(cè)量的皮膚電阻也根據(jù)經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)(x2＝18.06，df＝5，P＜0.01)具有規(guī)則差值。點(diǎn)KI顯示了最大電阻特性，并且電阻特性按照BL-LV-GB-SP-ST的順序減少。
利用根據(jù)本發(fā)明的四個(gè)電極的測(cè)量結(jié)果明顯不同于利用兩個(gè)或三個(gè)電極的傳統(tǒng)測(cè)量所得的那些測(cè)量結(jié)果。此外，如果測(cè)量方法不同，則很難簡(jiǎn)單地在相同測(cè)量點(diǎn)比較測(cè)量結(jié)果。利用四個(gè)電極的測(cè)量是本發(fā)明特有的性能特征。
如上所述，和在整個(gè)人體中用于測(cè)量成分比率的傳統(tǒng)兩電極和三電極方法不同，根據(jù)本發(fā)明的阻抗測(cè)量系統(tǒng)利用包括四個(gè)電極的阻抗測(cè)量電極，其中用于將恒定電流施加到皮膚的電極與測(cè)量電極相分離。根據(jù)本發(fā)明，測(cè)量電極可以集中在小塊皮膚區(qū)域，以便可以精確測(cè)量小塊區(qū)域皮膚阻抗。此外，本發(fā)明提供用于四個(gè)電極的電極距離調(diào)節(jié)器，以便可以自由調(diào)節(jié)將要測(cè)量的皮膚區(qū)域。
盡管本發(fā)明是參照其特定的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)說(shuō)明和描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種修改。優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明的目的而非用于限定的目的。因此，本發(fā)明的范圍不是由本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明所限定而是由所附權(quán)利要求來(lái)定義，并且在所述范圍內(nèi)的所有差別將被認(rèn)作為包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量小塊皮膚區(qū)域中皮膚阻抗的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，包括一電極單元，其包括用于提供恒定電流的多個(gè)供電電極和與所述供電電極相分離，以便測(cè)量皮膚響應(yīng)信號(hào)的多個(gè)測(cè)量電極；一電流源，其將恒定電流提供給供電電極；一信號(hào)處理單元，其連接到所述測(cè)量電極，接收響應(yīng)于所施加的恒定電流而在皮膚中產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)，產(chǎn)生勢(shì)差信號(hào)，去除勢(shì)差信號(hào)中的噪聲，并放大去除了噪聲的勢(shì)差信號(hào)；一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，其將從信號(hào)處理單元接收的勢(shì)差信號(hào)從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式；以及一圖像顯示單元，其將數(shù)字勢(shì)差信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，并顯示所述圖像信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中所述供電電極包括具有柱形結(jié)構(gòu)的第一電極和具有以第一電極為中心的柱形結(jié)構(gòu)的第二電極，和所述測(cè)量電極包括第三和第四電極，它們具有以第一電極為中心的柱形結(jié)構(gòu)，并放置在所述第一和第二電極之間。
3.如權(quán)利要求1所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中每個(gè)供電電極包括一第一電極，包括第一側(cè)面、垂直于第一側(cè)面第二側(cè)面、和垂直于第二側(cè)面并面向第一側(cè)面的第三側(cè)面；以及一第二電極，其具有與第一電極相同的形狀，并與所述第一電極分離放置，使得第二電極的開(kāi)口側(cè)面向第一電極的開(kāi)口側(cè)，和所述測(cè)量電極放置在第一和第二電極之間所定義的內(nèi)部空間。
4.如權(quán)利要求1所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中每個(gè)測(cè)量電極包括一第三電極，包括第一側(cè)面、垂直于第一側(cè)面的第二側(cè)面和垂直于第二側(cè)面并面向第一側(cè)面的第三側(cè)面；以及一第四電極，其具有與第三電極相同的形狀，并與第三電極分離放置，使得第四電極的開(kāi)口側(cè)面向第三電極的開(kāi)口側(cè)，所述測(cè)量電極位于多個(gè)供電電極之間。
5.如權(quán)利要求1所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中每個(gè)供電電極包括一第一電極，其具有含開(kāi)口部分和預(yù)定曲率的橢圓形結(jié)構(gòu)；以及一第二電極，其具有與第一電極相同的形狀，并與第一電極分離放置，使得第二電極的開(kāi)口面向第一電極的開(kāi)口，以及所述測(cè)量電極放置在所述第一和第二電極之間所定義的內(nèi)部空間。
6.如權(quán)利要求1所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中每個(gè)測(cè)量電極包括一第三電極，其具有含開(kāi)口部分和預(yù)定曲率的橢圓形結(jié)構(gòu)；以及一第四電極，其具有與第三電極相同的形狀，并與第三電極分離放置，使得第四電極的開(kāi)口面向第三電極的開(kāi)口，和所述測(cè)量電極位于多個(gè)供電電極之間。
7.如權(quán)利要求1所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中所述具有平面結(jié)構(gòu)的供電電極和具有平面結(jié)構(gòu)的測(cè)量電極平行放置，并且所述測(cè)量電極位于所述供電電極之間。
8.如權(quán)利要求3至6任何一個(gè)所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中所述電極單元包括一第一電極距離調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)所述供電電極之間的距離；以及一第二電極距離調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)所述測(cè)量電極之間的距離；所述第一電極距離調(diào)節(jié)器包括連接到所述供電電極的第一固定螺旋線；連接到所述第一固定螺旋線并旋轉(zhuǎn)所述第一固定螺旋線的第一旋轉(zhuǎn)螺釘，以便沿第一固定螺旋線移動(dòng)供電電極；以及一固定螺栓，用于將每個(gè)供電電極固定到第一固定螺旋線，所述第二電極距離調(diào)節(jié)器包括連接到所述測(cè)量電極的第二固定螺旋線；連接到所述第二固定螺旋線并旋轉(zhuǎn)所述第二固定螺旋線的第二旋轉(zhuǎn)螺釘，以便沿第二固定螺旋線移動(dòng)測(cè)量電極；以及一固定螺栓，用于將每個(gè)測(cè)量電極固定到第二固定螺旋線，和所述第一固定螺旋線和所述第二固定螺旋線彼此分離一預(yù)定的距離，并彼此垂直。
9.如權(quán)利要求7所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中所述電極單元包括一固定螺旋線，其連接到所述供電電極和所述測(cè)量電極；一旋轉(zhuǎn)螺釘，其連接到固定螺旋線并旋轉(zhuǎn)固定螺旋線，以便沿所述固定螺旋線移動(dòng)供電電極和測(cè)量電極；和一固定螺栓，用于將每個(gè)供電電極和測(cè)量電極固定到所述固定螺旋線。
10.如權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中所述電流源包括一輸入單元，其將從外部電源單元接收的電壓劃分成預(yù)定電壓，并輸出預(yù)定電壓；一換流器，將每個(gè)預(yù)定電壓轉(zhuǎn)換成一恒定電流而不管負(fù)載；一電流強(qiáng)度控制器，利用可變電阻調(diào)節(jié)從換流器輸出的恒定電流的強(qiáng)度；和一輸出單元，將從換流器接收的電流施加到電極單元。
11.如權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中所述信號(hào)處理單元包括一緩沖器，保持輸入阻抗高于皮膚電阻并暫時(shí)存儲(chǔ)響應(yīng)信號(hào)；一勢(shì)差測(cè)量器，利用響應(yīng)信號(hào)測(cè)量所述第三和第四電極之間的勢(shì)差，并輸出所述勢(shì)差信號(hào)；一偏移電壓控制器，對(duì)于阻抗測(cè)量系統(tǒng)執(zhí)行零調(diào)節(jié)，并調(diào)節(jié)從勢(shì)差測(cè)量器接收的勢(shì)差信號(hào)的直流(DC)電平，以便變換測(cè)量范圍；一放大器，將從偏移電壓控制器輸出的勢(shì)差信號(hào)放大到一預(yù)定電平；一濾波器，去除放大的勢(shì)差信號(hào)中的噪聲；和一倒相放大器，放大濾除噪聲的勢(shì)差信號(hào)，并倒相勢(shì)差信號(hào)。
12.如權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的阻抗測(cè)量系統(tǒng)，其中所述圖像顯示單元包括一數(shù)據(jù)分析器，對(duì)從所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元接收的勢(shì)差信號(hào)執(zhí)行預(yù)定運(yùn)算，并輸出分析數(shù)據(jù)；一運(yùn)算控制器，確定將要由數(shù)據(jù)分析器執(zhí)行的運(yùn)算；和一顯示單元，將分析數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，并輸出所述圖像信號(hào)。
13.一種用于測(cè)量小塊皮膚區(qū)域皮膚阻抗的阻抗測(cè)量電極，包括多個(gè)供電電極，用于向皮膚提供恒定電流；和多個(gè)測(cè)量電極，與所述供電電極相分離，以便測(cè)量皮膚的響應(yīng)信號(hào)，所述測(cè)量電極位于所述供電電極之間。
14.如權(quán)利要求13所述的阻抗測(cè)量電極，其中所述供電電極包括具有柱形結(jié)構(gòu)的第一電極和具有圍繞所述第一電極的柱形結(jié)構(gòu)的第二電極，以及所述測(cè)量電極具有圍繞所述第一電極的柱形結(jié)構(gòu)，并位于所述第一和第二電極之間。
15.如權(quán)利要求13所述的阻抗測(cè)量電極，其中每個(gè)供電電極包括一第一電極，包括第一側(cè)面、垂直于所述第一側(cè)面的第二側(cè)面、和垂直于所述第二側(cè)面并面向所述第一側(cè)面的第三側(cè)面；和一第二電極，具有與所述第一電極相同的形狀，并與所述第一電極分離放置，使得所述第二電極的開(kāi)口側(cè)面向所述第一電極的開(kāi)口側(cè)，以及所述測(cè)量電極放置在所述第一和第二電極之間所定義的內(nèi)部空間。
16.如權(quán)利要求13所述的阻抗測(cè)量電極，其中每個(gè)測(cè)量電極包括一第三電極，包括第一側(cè)面、垂直于所述第一側(cè)面的第二側(cè)面、和垂直于所述第二側(cè)面并面向所述第一側(cè)面的第三側(cè)面；和一第四電極，具有與所述第三電極相同的形狀，并與所述第三電極分離放置，使得所述第四電極的開(kāi)口側(cè)面向所述第三電極的開(kāi)口側(cè)，所述測(cè)量電極位于多個(gè)供電電極之間。
17.如權(quán)利要求13所述的阻抗測(cè)量電極，其中每個(gè)供電電極包括一第一電極，具有含開(kāi)口部分和預(yù)定曲率的橢圓形結(jié)構(gòu)；和一第二電極，具有與所述第一電極相同的形狀，并與所述第一電極分離放置，使得所述第二電極的開(kāi)口面向所述第一電極的開(kāi)口，以及所述測(cè)量電極放置在所述第一和第二電極之間所定義的內(nèi)部空間。
18.如權(quán)利要求13所述的阻抗測(cè)量電極，其中每個(gè)所述測(cè)量電極包括一第三電極，具有含開(kāi)口部分和預(yù)定曲率的橢圓形結(jié)構(gòu)；和一第四電極，具有與所述第三電極相同的形狀，并與所述第三電極分離放置，使得所述第四電極的開(kāi)口面向所述第三電極的開(kāi)口，以及所述測(cè)量電極位于多個(gè)供電電極之間。
19.如權(quán)利要求15至18中任一權(quán)利要求所述的阻抗測(cè)量電極，每個(gè)供電電極的開(kāi)口部分的法線垂直于每個(gè)測(cè)量電極的開(kāi)口部分的法線。
20.如權(quán)利要求15至18中任一權(quán)利要求所述的阻抗測(cè)量電極，還包括一第一電極距離調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)所述供電電極之間的距離；和一第二電極距離調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)所述測(cè)量電極之間的距離，其中所述第一電極距離調(diào)節(jié)器包括連接到所述供電電極的第一固定螺旋線；連接到所述第一固定螺旋線并旋轉(zhuǎn)所述第一固定螺旋線的第一旋轉(zhuǎn)螺釘，以便沿所述第一固定螺旋線移動(dòng)所述供電電極；和固定螺栓，將每個(gè)供電電極固定到所述第一固定螺旋線，所述第二電極距離調(diào)節(jié)器包括連接到所述測(cè)量電極的第二固定螺旋線；連接到所述第二固定螺旋線并旋轉(zhuǎn)所述第二固定螺旋線的第二旋轉(zhuǎn)螺釘，以便沿所述第二固定螺旋線移動(dòng)所述測(cè)量電極；以及固定螺栓，用于將每個(gè)測(cè)量電極固定到所述第二固定螺旋線，以及所述第一固定螺旋線和所述第二固定螺旋線彼此分離一預(yù)定距離，并彼此垂直。
21.如權(quán)利要求14至18中任一權(quán)利要求所述的阻抗測(cè)量電極，其中所述測(cè)量電極之間的距離小于5mm。
22.如權(quán)利要求13所述的阻抗測(cè)量電極，其中所述供電電極和所述測(cè)量電極包括平行放置的平面結(jié)構(gòu)電極，并且所述測(cè)量電極位于所述供電電極之間。
23.如權(quán)利要求22所述的阻抗測(cè)量電極，還包括一固定螺旋線，連接到所述供電電極和所述測(cè)量電極；一旋轉(zhuǎn)螺釘，連接到所述固定螺旋線，并旋轉(zhuǎn)所述固定螺旋線，以便沿所述固定螺旋線移動(dòng)所述供電電極和所述測(cè)量電極；和一固定螺栓，用于將所述供電電極和所述測(cè)量電極固定到所述固定螺旋線。
24.如權(quán)利要求22所述的阻抗測(cè)量電極，其中所述測(cè)量電極之間的距離小于5mm。
全文摘要
提供一種用于測(cè)量小塊皮膚區(qū)域中阻抗的測(cè)量系統(tǒng)和用于該測(cè)量系統(tǒng)的電極。所述測(cè)量系統(tǒng)包括一電極單元，該電極單元包括用于提供恒定電流的多個(gè)供電電極和與所述供電電極相分離、以便測(cè)量皮膚的響應(yīng)信號(hào)的多個(gè)測(cè)量電極；一電流源，向所述供電電極提供恒定電流；一信號(hào)處理單元，連接到所述測(cè)量電極，接收響應(yīng)于施加的恒定電流而在皮膚中產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)，產(chǎn)生勢(shì)差信號(hào)，去除勢(shì)差信號(hào)中的噪聲，并放大去除了噪聲的勢(shì)差信號(hào)；一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，將從信號(hào)處理單元接收的勢(shì)差信號(hào)從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式；以及一圖像顯示單元，將勢(shì)差信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，并顯示所述圖像信號(hào)。
文檔編號(hào)A61B5/053GK1480097SQ0314757
公開(kāi)日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月25日
發(fā)明者張祐榮, 樸英培, 申尚勛, 崔鎮(zhèn)旭, 張 榮 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社