CN104095631B - 一种基于四电极模型的生物阻抗测量探头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物阻抗测量领域，具体公开了一种基于四电极模型的生物阻抗测量探头。该探头包括基板、焊接于所述基板上的微带线以及与所述微带线连接的电极阵列，所述电极阵列为一对互为对称的弹簧电极和一对互为对称的印制电极间隔排列构成，每个电极通过微带线与设置于基板上的接线柱连接。因此，本发明不仅能弱化被测对象表面不平整带来的接触面积的区别，减少接触阻抗误差；还能在没有额外引入新的测量误差的情况下，保证了对被测对象进行测试的准确性，也有利于根据所测得的数据判定被测对象的性状。

Description

一种基于四电极模型的生物阻抗测量探头

技术领域

本发明涉及生物阻抗测量领域，具体涉及一种基于四电极模型的生物阻抗测量探头。

背景技术

在生物阻抗测量中，通常电阻抗测试仪采用四电极模型的的探头，该探头位于测量系统的最前端，直接接触被测生物组织或者人体。其中，在探头上发生的事件，包括有用信息、噪声、伪差、接触阻抗、极化电压等，都会进入后续电路被放大、传输，参与信号处理。现有四电极模型的探头的电极阵列一般连接方式为全部弹簧针连接或全部硬连接。在实际操作中，探头电极阵列全部用弹簧针连接，虽然能够同时保证激励电极和采集电极与被测对象的接触面积一致，但采集电极会受到弹簧压缩的影响。而另一种方案的探头电极阵列为硬连接接触电极，当对表面不平整的生物样本测试时，激励电极与被测对象接触面积不一致，引入接触阻抗误差。对于目前的现有技术水平接触阻抗误差无法校准，无法消除，并且每次的值均不一样，从而严重影响测试结果的准确性。

研究人员在不断的临床试验或工艺操作中会发现每次测量时探头与被测生物组织或人体的接触面不一致会导致接触阻抗随机发生变化，而以正确方式固定电极从而在电极与被测对象之间形成良好地接触就显得同等重要。虽然现有技术中也提出了一些固定电极的装置的技术方案，但一般存在不能达到在不引入新的测量误差的情况下解决与被测对象之间良好接触接触问题，导致无法准确的对被测对象进行测试，也无法根据所测得的数据判定被测对象的性状。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种不同类电极混合分布排列方式的基于四电极模型的生物阻抗测量探头。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于四电极模型的生物阻抗测量探头，包括基板、焊接于所述基板上的微带线以及与所述微带线连接的电极阵列，所述电极阵列为一对互为对称的弹簧电极和一对互为对称的印制电极间隔排列构成，每个电极通过微带线与设置于基板上的接线柱连接。

优选地，所述微带线包括弹簧电极微带线和与弹簧电极微带线宽度相同的印制电极微带线。

优选地，所述弹簧电极微带线和所述印制电极微带线的最小间距不小于弹簧电极微带线宽度的三倍。

优选地，所述弹簧电极的前端部为与生物组织或人体接触的弹簧电极接触面，所述印制电极的暴露面为与生物组织或人体接触的印制电极接触面。

进一步地，所述弹簧电极接触面和所述印制电极接触面相互平行，其中互为相邻的弹簧电极与印制电极的间距相等。

更进一步地，所述弹簧电极接触面突出于印制电极接触面的距离不超过弹簧电极长度的二分之一。

更进一步地，所述弹簧电极接触面突出于印制电极接触面的距离不超过7mm。

优选地，当所述基板的形状为“凸”字形时，所述一对印制电极为采集电极且嵌入所述基板的凸出部位且该电极与凸出部位的前端齐平，所述一对弹簧电极为激励电极且位于所述基板的非凸出部位的两侧且围绕所述基板中心线对称。

优选地，所述基板为印制电路板，采用低介质电常数的板材作为制作材料。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：通过将弹簧电极和印制电极的混合排列方式以及缩短采集电极之间的间距，以弱化了被测对象表面不平整带来的接触面积的区别，减少接触阻抗误差；同时采集电极采用印制电极，避免由于弹簧电极的弹簧线圈压缩不一致导致的采样误差；激励电极置于左右外侧，弱化了被测对象表面不平整带来的接触面积的区别，也减少接触阻抗误差。另外，本发明采集电极只取相对信号而不是绝对值的大小，激励电极采用弹簧电极，其弹簧线圈压缩不一致并不会影响采集的相对值的准确性，因此没有额外引入新的测量误差。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述探头的结构示意图。

图2是本发明所述探头电极阵列排列方式的示意图。

图3是本发明所述弹簧电极的结构示意图。

图4是本发明所述印制电极的结构示意图。

附图标记：

1-基板，2-弹簧电极，21-弹簧电极接触面，3-印制电极，31-印制电极接触面，4-弹簧电极微带线，5-印制电极微带线，6-接线柱。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种基于四电极模型的生物阻抗测量探头，包括基板1、焊接于所述基板1上的微带线以及与所述微带线连接的电极阵列。在本实施例中所述基板1为印制电路板，采用低介质电常数的板材作为制作材料，其中低介质常数小于3.4。所述电极阵列为一对互为对称的弹簧电极2和一对互为对称的印制电极3间隔排列构成，每个电极2(或3)通过微带线与设置于基板上的接线柱6连接。

在本实施例中所述基板1的形状为“凸”字形，所述一对印制电极3为采集电极且嵌入所述基板1的凸出部位且该电极3与凸出部位的前端齐平，所述一对弹簧电极2为激励电极且位于所述基板1的非凸出部位的两侧且围绕所述基板1中心线对称。因此，本实施例所述探头的采集电极采用印制电极3，能避免由于弹簧电极2的弹簧线圈压缩不一致导致的采样误差；激励电极采用弹簧电极2且置于左右外侧，弱化了被测对象表面不平整带来的接触面积的区别，减少接触阻抗误差。

在本实施例中，所述微带线包括弹簧电极微带线4和与弹簧电极微带线4宽度相同的印制电极微带线5。其中弹簧电极2与弹簧电极微带线4焊接一起，印制电极3与印制电极微带线5焊接一起。所述弹簧电极微带线4和所述印制电极微带线5的最小间距不小于弹簧电极微带线4宽度的三倍，以降低微带线之间杂散电路的影响。

如图3和图4所示，所述弹簧电极2的前端部为与生物组织或人体接触的弹簧电极接触面21，所述印制电极3的暴露面为与生物组织或人体接触的印制电极接触面31。在本实施例中，所述弹簧电极接触面2和所述印制电极3接触面相互平行，其中互为相邻的弹簧电极2与印制电极3的间距相等。为了保证弹簧电极的稳定性，所述弹簧电极接触面21突出于印制电极接触面31的距离不超过弹簧电极2长度的二分之一。其中，所述弹簧电极接触面21突出于印制电极接触面31的距离不超过7mm。

在本发明实施例中，所述探头的采集电极的信号以相对值表示而非绝对值，而激励电极采用弹簧电极，其中弹簧电极存在弹簧线圈压缩不一致的问题但并不会影响采集电极相对值的准确性。

上述内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于四电极模型的生物阻抗测量探头，包括基板(1)、焊接于所述基板(1)上的微带线以及与所述微带线连接的电极阵列，所述电极阵列为一对互为对称的弹簧电极(2)和一对互为对称的印制电极(3)间隔排列构成，其中，所述一对印制电极(3)位于所述一对弹簧电极(2)之间，每个电极通过微带线与设置于基板上的接线柱(6)连接。

2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述微带线包括弹簧电极微带线(4)和与弹簧电极微带线(4)宽度相同的印制电极微带线(5)。

3.根据权利要求2所述的探头，其特征在于，所述弹簧电极微带线(4)和所述印制电极微带线(5)的最小间距不小于弹簧电极微带线(4)宽度的三倍。

4.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述弹簧电极(2)的前端部为与生物组织或人体接触的弹簧电极接触面(21)，所述印制电极(3)的暴露面为与生物组织或人体接触的印制电极接触面(31)。

5.根据权利要求4所述的探头，其特征在于，所述弹簧电极接触面(2)和所述印制电极(3)接触面相互平行，其中，不同弹簧电极(2)与其相邻印制电极(3)形成的间距相等。

6.根据权利要求4所述的探头，其特征在于，所述弹簧电极接触面(21)突出于印制电极接触面(31)的距离不超过弹簧电极(2)长度的二分之一。

7.根据权利要求6所述的探头，其特征在于，所述弹簧电极接触面(21)突出于印制电极接触面(31)的距离不超过7mm。

8.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，当所述基板(1)的形状为″凸″字形时，所述一对印制电极(3)为采集电极且嵌入所述基板(1)的凸出部位且该印制电极(3)与凸出部位的前端齐平，所述一对弹簧电极(2)为激励电极且位于所述基板(1)的非凸出部位的两侧且围绕所述基板(1)中心线对称。

9.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述基板(1)为印制电路板，采用低介质电常数的板材作为制作材料。

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