CN217505972U - 生物阻抗频谱的检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种生物阻抗频谱的检测电路，包括可调AC电压源、电流检测模块、电压检测模块、第一电阻、和控制模块；所述可调AC电压源用于向所述待测生物阻抗输出交流电；所述交流电的频率是可调的，所述可调AC电压源的受控端连接所述控制模块，以获取频率调节指示，所述频率调节指示表征了所述交流电的频率；所述电流检测模块用于检测目标电流信息，向所述控制模块反馈所述目标电流信息；所述电压检测模块用于检测目标电压信息，所述目标电压信息表征了所述待测生物阻抗两端的电压，以向所述控制模块反馈所述目标电压信息。

Description

生物阻抗频谱的检测电路

技术领域

本实用新型涉及射频消融技术领域，尤其涉及一种生物阻抗频谱的检测电路。

背景技术

肺部射频消融治疗是在图像引导下，将射频能量精准输送至肿瘤靶区实施微创消融术的一种精准微创手术。在消融前和消融过程中，需要检测患者回路的阻抗，根据阻抗进行实时控制消融或者生理组织特性的判断。

目前使用的阻抗检测方法主要是在50KHZ下进行的阻抗检测。现有的传统技术不能有效的检测到阻抗的频谱特性，只能检测到某一频率下的阻抗特性。

实用新型内容

本实用新型提供一种生物阻抗频谱的检测电路，以解决不能有效的检测到阻抗的频谱特性的问题。

本实用新型提供了一种生物阻抗频谱的检测电路包括：，包括可调AC电压源、电流检测模块、电压检测模块、第一电阻和控制模块；

所述可调AC电压源的一连接端通过所述第一电阻连接待测生物阻抗的第一端，所述可调AC电压源的第二端通过所述电流检测模块连接所述待测生物阻抗的第二端；

所述可调AC电压源用于向所述待测生物阻抗输出交流电；所述交流电的频率是可调的，所述可调AC电压源的受控端连接所述控制模块，以获取频率调节指示，所述频率调节指示表征了所述交流电的频率；

所述电流检测模块用于检测目标电流信息，所述目标电流信息表征了所述待测生物阻抗与所述第一电阻的电流；所述电流检测模块的通信端连接所述控制模块，以向所述控制模块反馈所述目标电流信息；

所述电压检测模块的第一端连接所述待测生物阻抗的第一端，所述电压检测模块的第二端连接所述待测生物阻抗的第二端，所述电压检测模块用于检测目标电压信息，所述目标电压信息表征了所述待测生物阻抗两端的电压，所述电压检测模块的反馈端连接所述控制模块，以向所述控制模块反馈所述目标电压信息；

可选的，包括第一电容和第二电容，所述第一电容通过所述第一电阻连接于所述可调AC电压源的所述第一端与所述待测生物阻抗的第一端之间，所述第二电容通过所述电流检测模块连接于所述可调AC电压源的第二端，与所述待测生物阻抗的第二端之间。

可选的，包括第三电容和第四电容，所述第三电容连接于所述电压检测模块的第一端与所述待测生物阻抗的第一端之间，所述第四电容连接于所述电压检测模块的第二端与所述待测生物阻抗的第二端之间。

可选的，所述电压检测模块包括所述第一放大器和第一交直流转换单元；

所述第一放大器的输入端直接或间接连接所述待测生物阻抗的第一端和所述待测生物阻抗的第二端之间，所述第一放大器用于采集所述待测生物阻抗两端的第一电压，将所述第一电压放大后，得到第一放大电压；所述第一放大器的输出端连接所述第一交直流转换单元的输入端，所述第一交直流转换单元的输入端接收所述第一放大电压，通过所述第一交直流转换单元的输出端将所述第一信号发送至所述控制模块，所述第一信号表征了所述目标电压信息。

可选的，所述第一放大器是差分比例放大器。

可选的，所述第一交直流转换单元是RMS-DC转换器。

可选的所述电流检测模块包括所述第二放大器、第二电阻和第二交直流转换单元；所述第二电阻的第一端连接所述可调AC电压源的第二端端，所述第二电阻的第二端直接或间接连接于所述待测生物阻抗的第二端，所述第二电阻用于采集所述待测生物阻抗的交流信号，将交流信号转变成第二电压；所述第二电阻的两端连接所述第二放大器的输入端，所述第二电阻采集到所述待测生物阻抗的所述交流信号并向所述第二放大器输出所述第二电压；所述第二放大器用于将接收到的所述第二电压放大后，得到第二放大电压；所述第二放大器的输出端连接所述第二交直流转换单元的输入端，所述第二放大器向所述第二交直流转换单元输出第二放大电压；所述第二交直流转换单元输出直流第二信号，并将所述第二信号通过所述第二交直流转换单元的输出端发送至所述控制模块，所述第二信号表征了所述目标电流信号。

可选的所述第二放大器是差分比例放大器

可选的，所述第二交直流转换单元是RMS-DC转换器。

可选的所述可调AC电压源产生所述交流电的频率的范围是：10HZ-500KHZ。

可选的，还包括：

显示装置，所述控制模块连接所述显示装置，以向所述显示装置发送所述待测生物阻抗的频谱信息，所述频谱信息表征了所述待测生物阻抗与所述交流电的频率的关系。

本实用新型提供的一种射频消融装置的生物阻抗检测电路，包括可调AC电压源、电流检测模块、电压检测模块、第一电阻和控制模块；控制模块用于控制可调AC电压源产生频率不同的交流电，控制模块为控制可调AC电压源产生不同频率的交流电提供了硬件基础，同时控制模块接受来自电流检测模块反馈回来的目标电流信息和电压检测模块反馈回来的目标电压信息，为阻抗的确定提供了充分的硬件基础，例如：得到不同交流电的频率下的目标电压信息和目标电流信息后，可检测到多组交流电频率下的待测生物阻抗值，控制模块为整个电路能通过变化不同的频率而得到不同的待测生物阻抗值，提供了硬件条件。

由于可以在一个电路中实现交流电频率的变换，并且可以得到相应的多组待测生物阻抗值，突破了单一频率下的阻抗检测问题，从而可以绘制出一个阻抗频谱曲线，因此解决了不能有效的检测到阻抗的频谱特性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一示例性的实施例中一种生物阻抗检测电路示意图一；

图2是本实用新型一示例性的实施例中一种生物阻抗检测电路示意图二；

图3是本实用新型一示例性的实施例中阻抗频谱曲线图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

肺部射频消融治疗是在图像引导下，将射频能量精准输送至肿瘤靶区实施微创消融术的一种精准微创手术。在消融前和消融过程中，需要检测患者回路的阻抗，根据阻抗进行实时控制消融或者生理组织特性的判断。

请参考图1，提供一种生物阻抗频谱的检测电路，包括：包括可调AC电压源12、电流检测模块13、电压检测模块11、第一电阻R1和控制模块14；

所述可调AC电压源的一连接端通过所述第一电阻连接待测生物阻抗RX的第一端，所述可调AC电压源的第二端通过所述电流检测模块连接所述待测生物阻抗的第二端；

所述可调AC电压源用于向所述待测生物阻抗输出交流电；所述交流电的频率是可调的，所述可调AC电压源的受控端连接所述控制模块，以获取频率调节指示，所述频率调节指示表征了所述交流电的频率；

所述电流检测模块用于检测目标电流信息，所述目标电流信息表征了所述待测生物阻抗与所述第一电阻的电流；所述电流检测模块的通信端连接所述控制模块，以向所述控制模块反馈所述目标电流信息；

所述电压检测模块的第一端连接所述待测生物阻抗的第一端，所述电压检测模块的第二端连接所述待测生物阻抗的第二端，所述电压检测模块用于检测目标电压信息，所述目标电压信息表征了所述待测生物阻抗两端的电压，所述电压检测模块的反馈端连接所述控制模块，以向所述控制模块反馈所述目标电压信息；

一种实施方式中，图1中的第一电阻R1为限流电阻，限制电压源提供给所述待测生物阻抗RX的电流，起到安全和保护的作用。

一种实施方式中，图2中的可调AC电压源是精密AC电压源，精密AC电压源可以是任何形式的能产生10HZ-500KHZ频率正弦波的电压源，频率由控制模块控制。

可调AC电压源的输出频率受控制模块控制，保证了频率和阻抗的同步，从而可以绘制阻抗频谱曲线，具体绘制方式见说明书其他部分说明。

请参考图2，一种实施例中，包括第一电容C1，第二电容C2，所述第一电容通过所述第一电阻连接于所述可调AC电压源的所述第一端与所述待测生物阻抗的第一端之间，所述第二电容通过所述电流检测模块连接于所述可调AC电压源的第二端，与所述待测生物阻抗的第二端之间。

其中，在上述位置连接所述第一电容和第二电容，确保了所述待测生物阻抗不产生直流电压。

一种实施例中，包括第三电容C3和第四电容C4，所述第三电容连接于所述电压检测模块的第一端与所述待测生物阻抗的第一端之间，所述第四电容连接于所述电压检测模块的第二端与所述待测生物阻抗的第二端之间。

其中，在上述位置连接所述第三电容和第四电容，确保了所述待测生物阻抗不产生直流电压。

一种实施方式中，所述第一电容、第二电容、第三电容、第四电容选择C0G(NP0)Ⅰ类陶瓷电容。C0G(NP0)Ⅰ类陶瓷电容具有更好的频率特性和温度特性,因此能够产生更准确的结果。

请参考图2，一种实施例中，4.所述电压检测模块包括所述第一放大器111和第一交直流转换单元112；所述第一放大器的输入端直接或间接连接所述待测生物阻抗的第一端和所述待测生物阻抗的第二端之间，所述第一放大器用于采集所述待测生物阻抗两端的第一电压，将所述第一电压放大后，得到第一放大电压；所述第一放大器的输出端连接所述第一交直流转换单元的输入端，所述第一交直流转换单元的输入端接收所述第一放大电压，通过所述第一交直流转换单元的输出端将所述第一信号发送至所述控制模块，所述第一信号表征了所述目标电压信息。

一种实施方式中，具体的，图2中的电压检测模块是精密差分电压表，不同于普通的电压检测模块，具有较好的噪声抑制能力。

一种实施例中，所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，所述第一放大器是差分比例放大器。

一种实施例中，所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，所述第一交直流转换单元112是RMS-DC转换器。

其中，RMS-DC放大器是一种针对电信号的交直流转换器，用于得到所述目标电压信号和所述目标电流信号，普遍使用于电子领域，用于实现电流转换。

一种实施例中，所述电流检测模块包括所述第二放大器131、第二电阻R2和第二交直流转换单元132；所述第二电阻的第一端连接所述可调AC电压源的第二端端，所述第二电阻的第二端直接或间接连接于所述待测生物阻抗的第二端，所述第二电阻用于采集所述待测生物阻抗的交流信号，将交流信号转变成第二电压；所述第二电阻的两端连接所述第二放大器的输入端，所述第二电阻采集到所述待测生物阻抗的交流信号并向所述第二放大器输出所述第二电压；所述第二放大器用于将接收到的所述第二电压放大后，得到第二放大电压；所述第二放大器的输出端连接所述第二交直流转换单元的输入端，所述第二放大器向所述第二交直流转换单元输出第二放大电压；所述第二交直流转换单元输出直流第二信号，并将所述第二信号通过所述第二交直流转换单元的输出端发送至所述控制模块，所述第二信号表征了所述目标电流信号。

一种实施例中，所述第二放大器是差分比例放大器。

一种实施例中，所述第二交直流转换单元132是RMS-DC转换器。

其中，所述RMS-DC转换器的详细介绍见说明其他部分。

所述电流检测模块精度相比于通用的电流检测模块精度更高。

一种实施方式中，所述第二电阻R2选择精度较高，温度特性较好的猛铜电阻。锰铜电阻是精密电阻，所述精密电阻指比通用的电阻精密度高的电阻。

一种实施方式中，所述第二电阻可以是其他类型的电阻。

一种实施方式中，可以同时采用差分比例运算放大器和高精度的猛铜电阻(或更高精度)，消除了干扰，使得精密差分电压表和高精度电流表保证了采集到的待测生物阻抗的电压和电流较高的精准度。从而可以保证计算得来的Z有较高的准确性。

一种实施例中，所述可调AC电压源产生所述交流电的频率的范围是：10HZ-500KHZ。

通过变换不同的交流电频率，以得到多个相应的待测生物阻抗值，从而为得到阻抗频谱曲线提供了条件。

一种实施例中，还包括：显示装置，所述控制模块连接所述显示装置，以向所述显示装置发送所述待测生物阻抗的频谱信息，所述频谱信息表征了所述待测生物阻抗与所述交流电的频率的关系。

一种实施方式中，如图3，根据所述阻抗值Z和对应的所述频率值f绘制出一个阻抗频谱曲线。图1中，控制模块，整个电路的核心部件控制模块，用于控制可调AC电压源产生不同频率的所述交流电，所述控制模块，为控制所述可调AC电压源产生不同频率的电压提供了硬件基础，同时接受来自电流检测模块反馈回来的流经所述待测生物阻抗的所述目标电流信息，和来自电压检测模块反馈回来的所述待测生物阻抗两边的所述目标电压信息，所述控制模块为整个电路得到不同频率变换下所述待测生物阻抗值提供了硬件基础。所述待测生物阻抗值的计算公式如下：

Z＝U/I。

I表示所述目标电流信息；

U表示所述目标电压信息；

Z表示所述待测生物阻抗值；

根据计算出来的Z和对应的可调AC电压源产生的交流电的频率f,绘制出一个阻抗频谱曲线，显示装置向用户显示阻抗频谱曲线，如图3所示。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种生物阻抗频谱的检测电路，其特征在于，包括可调AC电压源、电流检测模块、电压检测模块、第一电阻和控制模块；

所述可调AC电压源的一连接端通过所述第一电阻连接待测生物阻抗的第一端，所述可调AC电压源的第二端通过所述电流检测模块连接所述待测生物阻抗的第二端；

所述可调AC电压源用于向所述待测生物阻抗输出交流电；所述交流电的频率是可调的，所述可调AC电压源的受控端连接所述控制模块，以获取频率调节指示，所述频率调节指示表征了所述交流电的频率；

所述电流检测模块用于检测目标电流信息，所述目标电流信息表征了所述待测生物阻抗与所述第一电阻的电流；所述电流检测模块的通信端连接所述控制模块，以向所述控制模块反馈所述目标电流信息；

所述电压检测模块的第一端连接所述待测生物阻抗的第一端，所述电压检测模块的第二端连接所述待测生物阻抗的第二端，所述电压检测模块用于检测目标电压信息，所述目标电压信息表征了所述待测生物阻抗两端的电压，所述电压检测模块的反馈端连接所述控制模块，以向所述控制模块反馈所述目标电压信息。

2.根据权利要求1所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，其特征在于，包括第一电容和第二电容，所述第一电容通过所述第一电阻连接于所述可调AC电压源的所述第一端与所述待测生物阻抗的第一端之间，所述第二电容通过所述电流检测模块连接于所述可调AC电压源的第二端，与所述待测生物阻抗的第二端之间。

3.根据权利要求1所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，其特征在于，包括第三电容和第四电容，所述第三电容连接于所述电压检测模块的第一端与所述待测生物阻抗的第一端之间，所述第四电容连接于所述电压检测模块的第二端与所述待测生物阻抗的第二端之间。

4.根据权利要求1所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，其特征在于，所述电压检测模块包括第一放大器和第一交直流转换单元；所述第一放大器的输入端直接或间接连接所述待测生物阻抗的第一端和所述待测生物阻抗的第二端之间，所述第一放大器用于采集所述待测生物阻抗两端的第一电压，将所述第一电压放大后，得到第一放大电压；所述第一放大器的输出端连接所述第一交直流转换单元的输入端，所述第一交直流转换单元的输入端接收所述第一放大电压，通过所述第一交直流转换单元的输出端将第一信号发送至所述控制模块，所述第一信号表征了所述目标电压信息。

5.根据权利要求4所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，其特征在于，所述第一放大器是差分比例放大器。

6.根据权利要求4所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，其特征在于，所述第一交直流转换单元是RMS-DC转换器。

7.根据权利要求1所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，其特征在于，所述电流检测模块包括第二放大器、第二电阻和第二交直流转换单元；所述第二电阻的第一端连接所述可调AC电压源的第二端，所述第二电阻的第二端直接或间接连接于所述待测生物阻抗的第二端，所述第二电阻用于采集所述待测生物阻抗的交流信号，将交流信号转变成第二电压；所述第二电阻的两端连接所述第二放大器的输入端，所述第二电阻采集到所述待测生物阻抗的所述交流信号并向所述第二放大器输出所述第二电压；所述第二放大器用于将接收到的所述第二电压放大后，得到第二放大电压；所述第二放大器的输出端连接所述第二交直流转换单元的输入端，所述第二放大器向所述第二交直流转换单元输出第二放大电压；所述第二交直流转换单元输出直流第二信号，并将所述第二信号通过所述第二交直流转换单元的输出端发送至所述控制模块，所述第二信号表征了所述目标电流信息。

8.根据权利要求7所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，其特征在于，所述第二放大器是差分比例放大器。

9.根据权利要求7所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，其特征在于，所述第二交直流转换单元是RMS-DC转换器。

10.根据权利要求1所述的一种生物阻抗频谱的检测电路，其特征在于，还包括：

显示装置，所述控制模块连接所述显示装置，以向所述显示装置发送所述待测生物阻抗的频谱信息，所述频谱信息表征了所述待测生物阻抗与所述交流电的频率的关系。

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