CN204445884U - 用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置，包括通讯连接器、分析仪器、一次性的传感器、传感电路，传感器连接传感电路并安装于人体组织上，通讯连接器连接传感电路和分析仪器。传感器包括电极、电极支撑层、信号接收器，所述电极分为感应电极与刺激电极，多个电极相互平行间隔排列于电极支撑层，所述信号接收器覆盖并连接所有电极。所述传感电路包括交流电刺激单元、放大器、解调器，交流电刺激单元电气连接刺激电极，所述放大器连接感应电极，以记录人体内部电压变化，放大器连接解调器。本实用新型将多个电极设于传感器内，降低电极受外部环境影响的程度，同时省略繁杂的电线，方便快捷地获取人体生理以及生物信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是获取人体生理以及生物数据的诊断测量领域，具体涉及的是用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置。
背景技术
为了及时了解病患的身体生理状况以制订进一步的介入性治疗步骤，医护人员常需要从病患体内抽取有效的生理及生物信息。其中传感器常被用于获取人体内的生物医学数据。传感器从人体内获得的数据后传输至系统中进行处理，转换整理成有用的信息。
人体内含有可传输或者储存电子的细胞、组织和体液，不同的细胞、组织和体液组合构成独特的生物电阻抗特性。人体生物阻抗的变化反应人体生理及生物状况的变化，因此目前国内外开发出多种基于人体生物阻抗原理测量人体表征的装置。而一般的生物阻抗测定装置是利用探测电极获取生物阻抗信息的，但是探测电极易受多种外部环境因素的影响，例如压力、接触面积等，容易造成误差。
另外目前的生物阻抗测定装置体积较大，使用不方便，而且探测电极需要连接电线输送电流，紧急情况中，容易发生电线缠绕在病人身上，妨碍医护人员救治。
将人体作为导电体，结合传感器和探测电极获取关于人体生物电阻抗特性的数据，经过分析推导出人体生理及生物信息，从而得出人体生理状况，协助医护人员进行治疗。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置，解决目前人体生物阻抗测量装置精确度小、体积大、使用不方便的技术问题，通过一次性的传感器，方便快捷地获取人体生理以及生物信息，省略繁琐的后续维护。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置，包括一次性的传感器、传感电路、通讯连接器、分析仪器，传感器连接传感电路并贴于需要测量的人体组织上，用于获取人体内测量目标的生物阻抗相关数据，通讯连接器可通信地连接传感电路和分析仪器。所述传感电路提供及控制穿过传感器的交流电刺激，并产生包含生物阻抗信息的信号，通过通讯连接器传输至分析仪器中进行分析。
传感器包括多个电极、电极支撑层、信号接收器，多个电极相互平行间隔排列于电极支撑层，电极支撑层维持并固定多个电极的相对排列位置。信号接收器覆盖并连接所有电极，使得电极夹于电极支撑层与信号接收器之间。信号接收器接触人体，使得电流在人体、信号接收器、电极三者之间流动。所述电极分为感应电极和刺激电极。
传感器发出电场线，穿过人体组织到达测量目标后回到电极。若测量目标的体积发生变化，到达测量目标的电场线相应发生变化，电极之间的电容随之改变，转变成电信号发送至分析仪器。
所述电极连接屏蔽电路，以降低测量噪声。并不是每个电极都需要连接屏蔽电路，具体多少个电极连接屏蔽电路需要根据多个电极的敏感度以及所处环境的噪声决定。所述屏蔽电路包括缓冲器、导体，所述导体连接电极支撑层远离电极的一侧，并通过缓冲器电气择一连接一个电极。导体的尺寸近似于其相应的电极的尺寸，若导体的尺寸大于相应电极的尺寸，则电流从电极分流至导体，若导体的尺寸小于相应电极的尺寸，则屏蔽电路的有效性降低。
所述传感电路包括交流电刺激单元、放大器、解调器、刺激电极、感应电极，交流电刺激单元电气连接刺激电极，所述刺激电极连接人体。交流电刺激单元产生的稳压电流经过刺激电极传输至人体。所述放大器电气连接感应电极，排除刺激电极电阻抗的影响，记录人体内部电压变化。至少一个解调器连接至少一个放大器。感应电极接收到人体电压变化后，放大器放大，解调器从电压变化中提取生理信号的同时降低传感电路的噪声。解调器输出的生理信号转化为人体组织的生物阻抗信号。
所述交流电刺激单元包括电压源、信号叠加模块、限流模块，多个电压源并联连接信号叠加模块，信号叠加模块电气连接限流模块。多个电压源发出多种载波频率，产生多种的信号。信号叠加模块叠加合并多种信号为刺激电极的输入信号，传输至限流模块，限制输入信号的电流于安全范围内。
作为优选，交流电刺激单元使用的频率为1kHz～10MHz，与人体接触性安全。
本实用新型将多个电极设于传感器内，降低电极受外部环境影响的程度，同时省略繁杂的电线，体积缩小，使用方便，节省繁琐的后续维护。
附图说明
图1为用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置与人体连接的结构示意图。
其中：1、传感器，17、通讯连接器，18、传感电路，25、分析仪器。
图2为用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置传感器的结构示意图。
其中：2、电极，10、电极支撑层，13、信号接收器。
图3为用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置传感器。
其中：26、测量目标，27、人体组织，28、电场线。
图4为用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置电极连接传感电路的结构示意图。
其中：7、屏蔽电路，8、缓冲器，9、导体。
图5为用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置传感电路的结构示意图。
其中：3、刺激电极，6、感应电极，19、交流电刺激单元，23、放大器，24、解调器。
图6为用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置交流电刺激单元的结构示意图。
其中：20、电压源，21、信号叠加模块，22、限流模块。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置，包括一次性的传感器1、传感电路18、通讯连接器17、分析仪器25，参阅图1，传感器1连接传感电路18并安装于需要测量的人体组织27上，用于获取人体内测量目标的生物阻抗相关数据，通讯连接器17可通信地连接传感电路18和分析仪器25。所述传感电路18提供及控制穿过传感器1的交流电刺激，并产生包含生物阻抗信息的信号，通过通讯连接器17传输至分析仪器25中进行分析。
参阅图2，传感器1包括多个电极2、电极支撑层10、信号接收器13，多个电极2相互平行间隔排列于电极支撑层10，电极支撑层10维持并固定多个电极2的相对排列位置。信号接收器13覆盖并连接所有电极2，使得电极2夹于电极支撑层10与信号接收器13之间。信号接收器13接触人体，使得电流在人体、信号接收器13、电极2三者之间流动。所述电极2分为感应电极6和刺激电极3，如图5所示。
参阅图3，传感器1发出电场线28，穿过人体组织27到达测量目标26后回到电极2。若测量目标26的体积发生变化，到达测量目标26的电场线28相应发生变化，电极2之间的电容随之改变，转变成电信号发送至分析仪器25。
参阅图4，所述电极2连接屏蔽电路7，以降低测量噪声。所述屏蔽电路7包括缓冲器8、导体9，所述导体9连接电极支撑层10远离电极2的一侧，并通过缓冲器8电气连接相应电极2。导体9的尺寸近似于其相应的电极2的尺寸，若导体9的尺寸大于相应电极2的尺寸，则电流从电极2分流至导体9，若导体9的尺寸小于相应电极2的尺寸，则屏蔽电路7的有效性降低。
参阅图5，所述传感电路18包括交流电刺激单元19、放大器23、解调器24、刺激电极3、感应电极6，交流电刺激单元19电气连接刺激电极3，所述刺激电极3连接人体。交流电刺激单元19产生的稳压电流经过刺激电极3传输至人体。所述放大器23电气连接感应电极6，排除刺激电极3电阻抗的影响，记录人体内部电压变化。一个解调器24连接一个放大器23。感应电极6接收到人体电压变化后，放大器23放大，解调器24从电压变化中提取生理信号的同时降低传感电路18的噪声。解调器24输出的生理信号转化为人体组织的生物阻抗信号。
参阅图6，所述交流电刺激单元19包括电压源20、信号叠加模块21、限流模块22，多个电压源20并联连接信号叠加模块21，信号叠加模块21电气连接限流模块22。多个电压源20发出多种载波频率，产生多种的信号。信号叠加模块21叠加合并多种信号为刺激电极3的输入信号，传输至限流模块22，限制输入信号的电流于安全范围内。
具体实施中，交流电刺激单元19使用的频率为1kHz，与人体接触性安全。
Claims (3)
1.用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置，获取人体组织的生物阻抗相关信号，包括通讯连接器、分析仪器，其特征在于还包括一次性的传感器、传感电路，传感器连接传感电路并贴于人体组织上，通讯连接器可通信地连接传感电路和分析仪器，将传感电路中生物阻抗相关信号传输至所述分析仪器；所述传感器包括电极、电极支撑层、信号接收器，所述电极分为感应电极与刺激电极，多个电极相互平行间隔排列于电极支撑层，所述信号接收器覆盖并连接所有电极，电极夹在电极支撑层与信号接收器之间，信号接收器贴合人体组织；所述电极连接降低测量噪声的屏蔽电路，所述屏蔽电路包括缓冲器、导体，所述导体连接电极支撑层远离电极的一侧，并通过缓冲器择一连接一个电极；所述传感电路包括交流电刺激单元、放大器、解调器，交流电刺激单元电气连接刺激电极，所述放大器连接感应电极，以记录人体内部电压变化，至少一个放大器连接至少一个解调器；所述交流电刺激单元包括电压源、信号叠加模块、限流模块，多个电压源并联连接信号叠加模块，信号叠加模块电气连接限流模块。
2.根据权利要求1所述用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置，其特征在于所述导体的尺寸近似于对应电极的尺寸。
3.根据权利要求1所述用于测量人体生物阻抗的一次性传感装置，其特征在于交流电刺激单元使用的频率为1kHz～10MHz。
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|---|---|---|---|---|
| WO2017219240A1 (zh) * | 2016-06-21 | 2017-12-28 | 悦享趋势科技（北京）有限责任公司 | 用于检测生理组织运动的探测器及其探测方法 |
| CN112394226A (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-23 | Oppo广东移动通信有限公司 | 信号检测电路和电子设备 |
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