專利名稱：用于測量生物組織電阻抗特性的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程中的生物電阻抗測量領(lǐng)域，主要用于對生物組織的電阻抗特性進行測量。
背景技術(shù)：
生物電阻抗測量(BioelectricalImpedance Measuring，BIM)技術(shù)是一種利用生物組織的電特性(阻抗、容抗)及其變化，提取與生物體生理狀況相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)信息的一種無損傷檢測技術(shù)。這種技術(shù)在被測組織周圍的特定區(qū)域排布一系列電極，通過其中若干電極施加激勵信號，采集余下的若干電極的激勵響應(yīng)，通過一定的算法解算出生物組織阻抗、容抗的具體數(shù)值，然后通過實驗將生物組織阻抗特性與生物組織的生理信息聯(lián)系起來， 最終通過對生物組織的阻抗情況進行測定推斷出生物組織的生理情況。早在1871年，德國科學(xué)家Herman就成功地測定了骨骼肌的電阻，并發(fā)現(xiàn)電流沿不同的方向通過骨骼肌時，呈現(xiàn)出不同的電阻值。生物組織電特性的這種強烈的各向異性雖然眾所周知，但是在目前能夠查閱到的文獻中，很少能夠見到利用生物組織的各向異性進行相關(guān)的研究的論著。電特性的各向異性是生物組織的一個非常重要的特性，不同的生物組織具有不同的各向異性，如骨骼肌的橫向電阻是縱向電阻的4 9倍，而普通的脂肪組織，如血液等基本上在各個方向都能保持較好的各向同性。同一種生物組織在不同的生理狀態(tài)下也能夠表現(xiàn)不同的各向異性。中國專利200610161085. 7提供了用于生物組織阻抗測量的電極，但測量中未考慮生物組織的各向異性。中國專利200680019531. 9，200680019532. 3所介紹的裝置或者測量方法對生物組織進行測量時也未將各向異性作為一個影響測量結(jié)果的主要的因素進行考慮，雖然從理論上來說利用以上三個個專利也能夠進行生物組織電各向異性的測量，但是測量的過程會比較復(fù)雜，且由于無法保證每次測量的相對位置，不同時間測量的結(jié)果的一致性會比較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種簡單而有效的用于測量生物組織電阻抗特性的裝置，特別是利用本裝置可以測量生物組織電阻抗特性的各向異性。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于測量生物組織電阻抗特性的裝置，其特征在于，包括一個正方體殼體。正方體殼體采用絕緣材料制成，正方體殼體的頂面可以打開。除頂面外，其他五個面中心均嵌有一個電極，電極導(dǎo)電一側(cè)朝向正方體殼體內(nèi)腔，并且電極導(dǎo)電一側(cè)所在平面與所在正方體殼體的內(nèi)側(cè)面重合，每個電極的導(dǎo)線穿過其各自所在正方體殼體的面向外引出。每個電極與所在的殼體面之間緊密貼合，不留縫隙。優(yōu)選的，所述電極為圓形片狀電極，電極的直徑小于等于正方體殼體的厚度。優(yōu)選的，所述正方體殼體內(nèi)腔的長寬高均為1厘米。優(yōu)選的，所述正方體殼體采用有機玻璃材質(zhì)，厚度大于或者等于2毫米。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的用于測量生物組織電阻抗特性的裝置，結(jié)構(gòu)簡單，能夠方便地對各種生物組織的電阻抗特性進行測量。1、本發(fā)明在正方體殼體的5個側(cè)面上安裝有電極，電極的排列方式具有三維空間特征，因此可以對各向異性的情況進行檢測。2、所述裝置內(nèi)的電極被固定于一個絕緣的正方體殼體上，保證了電極相對位置的固定，排除了測量中電極位置變化對測量結(jié)果的影響。3、由于電極位置固定，所述裝置的形狀固定，使得每次測量中電極與被測組織間的接觸情況相似，減小了接觸電阻變化對測量結(jié)果的影響。


圖1為本發(fā)明所述裝置的某一具體實施方式
的立體外觀圖；圖2為圖1所述裝置的橫剖面圖；圖3為圖1所述裝置的縱剖面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。參照圖1、圖2、圖3，本發(fā)明所述裝置的某一具體實施方式
除了頂面106以外，正方體殼體的前面101、后面102、左面103、右面104、底面105五個平面緊密結(jié)合。頂面106不含電極，可以打開；也可以蓋上，蓋上時與其他五個平面一起構(gòu)成的正方體殼體是密閉的。本具體實施方式
的頂面106采用可拆卸方式，即頂面106與其他面獨立，可以單獨拆卸下來， 成為所述的打開狀態(tài)。頂面106也可以通過一個轉(zhuǎn)軸固定在前面101、后面102、左面103、 右面104中的某一面上，通過掀開來實現(xiàn)所述的打開狀態(tài)。從圖1、圖2、圖3中可以看到，前面101、后面102、左面103、右面104、底面105的內(nèi)側(cè)正中央分別鑲嵌著電極201、電極202、電極203、電極204、電極205，電極導(dǎo)電一面與電極所在正方體殼體的內(nèi)側(cè)面重合，電極與正方體殼體之間緊密結(jié)合，若存在空隙部分，則用玻璃膠等絕緣膠填充。每個電極的導(dǎo)線301、302、303、304、305穿過其各自所在正方體殼體的面向外引出，外接激勵源或者測量裝置。采用所述裝置進行生物電阻抗特性測量的方法如下第一步，采樣。若被測組織為固體，取與所述正方體殼體的內(nèi)腔相同形狀的被測組織樣本置于所述裝置中。若被測組織為液體或者膠體，取與所述正方體殼體的內(nèi)腔同樣體積的被測物置于所述裝置中。第二步，測量。閉合正方形殼體，使頂面106與與前面101、后面102、左面103、右面104緊密結(jié)合。將激勵電流從任意兩對電極加入，測量其他任意兩對電極之間的電勢。為描述統(tǒng)一，假設(shè)在下面的十個測量步驟中激勵源發(fā)出的激勵電流均從編號較小的電極流入，從編號較大的電極流出，測量時將編號較小的電極作為電勢的參考點。第2. 1)步，將電流激勵源接在201、202兩個電極上，即激勵電流從編號較小的電極201流入，從編號較大的電極202流出，測量203、204，203、205，204、205三組電極間的電勢，記錄這三個電極數(shù)據(jù)分別為Al，A2，A3。
第2. 2)步，將電流激勵源接在201、203兩個電極上，測量202、204，202、205，204、 205三組電極間的電勢，記錄這三個電極數(shù)據(jù)分別為Bi，B2, B3。第2.幻將電流激勵源接在201、204兩個電極上，測量202、203，202、205，203、205 三組電極間的電勢，記錄這三個電極數(shù)據(jù)分別為Cl，C2，C3。第2. 4)將電流激勵源接在201、205兩個電極上，測量202、203，202、204，203、204 三組電極間的電勢，記錄這三個電極數(shù)據(jù)分別為Dl，D2，D3。第2. 5)將電流激勵源接在202、203兩個電極上，測量201、204，201、205，204、205 三組電極間的電勢，記錄這三個電極數(shù)據(jù)分別為El，E2，E3。第2. 6)將電流激勵源接在202、204兩個電極上，測量201、203，201、205，203、205 三組電極間的電勢，記錄這三個電極數(shù)據(jù)分別為Fl，F(xiàn)2，F(xiàn)3。 第2. 7)將電流激勵源接在202、205兩個電極上，測量201、203，201、204，203、204 三組電極間的電勢，記錄這三個電極數(shù)據(jù)分別為Gl，G2，G3。第2. 8)將電流激勵源接在203、204兩個電極上，測量201、202，201、205，202、205 三組電極間的電勢，記錄這三個電極數(shù)據(jù)分別為Hl，H2，H3。第2. 9)將電流激勵源接在203、205兩個電極上，測量201、202，201、204，202、204 三組電極間的電勢，記錄這三個電極數(shù)據(jù)分別為II，12，13。第2. 20)將電流激勵源接在204、205兩個電極上，測量201、202，201、203，202、203
三組電極間的電勢，記錄這三個電極數(shù)據(jù)分別為Jl，J2，J3。整個測量過程結(jié)束。以上的2. 1)至2. 10)每一個步驟使用了一種激勵方式，總共有10種激勵方式，每種激勵方式有3個測量數(shù)據(jù)，整個測量總共得到30個數(shù)據(jù)，將結(jié)果記在一個矩陣中，作為該組織的電特征矩陣，如公式一。
權(quán)利要求
1.一種用于測量生物組織電阻抗特性的裝置，其特征在于，一個正方體殼體采用絕緣材料制成，正方體殼體的頂面可以打開；除頂面外，其他五個面中心均嵌有一個電極，電極導(dǎo)電一側(cè)朝向正方體殼體內(nèi)腔，并且電極導(dǎo)電一側(cè)所在平面與所在正方體殼體的內(nèi)側(cè)面重合，每個電極的導(dǎo)線穿過其各自所在正方體殼體的面向外引出。每個電極與所在的面之間緊密接合，不留縫隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量生物組織電阻抗特性的裝置，其特征在于，所述電極為圓形片狀電極，電極的直徑小于等于正方體殼體的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測量生物組織電阻抗特性的裝置，其特征在于，所述正方體殼體內(nèi)腔的長、寬、高均為一厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于測量生物組織電阻抗特性的裝置，其特征在于，所述正方體殼體采用有機玻璃材質(zhì)，厚度大于或者等于兩毫米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種簡單而有效的用于測量生物組織電阻抗特性的裝置。本裝置包括一個正方體殼體。正方體殼體采用絕緣材料制成，正方體殼體的頂面可以打開。除頂面外，其他五個面中心均嵌有一個電極，電極導(dǎo)電一側(cè)朝向正方體殼體內(nèi)腔，并且電極導(dǎo)電一側(cè)所在平面與所在正方體殼體的內(nèi)側(cè)面重合，每個電極的導(dǎo)線穿過其各自所在正方體殼體的面向外引出。每個電極與所在的殼體面之間緊密貼合，不留縫隙。利用本裝置可以測量生物組織電阻抗特性的各向異性。本裝置電極位置相對固定，排除了測量中電極位置變化對測量結(jié)果的影響；每次測量中電極與被測組織間的接觸情況相似，減小了接觸電阻變化對測量結(jié)果的影響。
文檔編號A61B5/053GK102525457SQ20121000793
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者于紅旗, 刁節(jié)濤, 劉海軍, 徐暉, 聶洪山, 邢金嶺, 郭靖 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)