CN220876758U - 生物阻抗测量设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种生物阻抗测量设备，用于对皮肤的生物阻抗进行测量，生物阻抗测量设备包括：电极装置，包括电极贴片和手持组件，电极贴片包括用于接触皮肤的检测面，电极贴片固定于手持组件的一端，检测面位于远离手持组件的一侧；当电极贴片固定于皮肤时，电极贴片用于向皮肤输出检测信号，并接收相应的反馈信号；以及主机，包括电性连接的阻抗转换器和主控单元，阻抗转换器与电极贴片电性连接，阻抗转换器用于生成检测信号，并根据反馈信号计算阻抗数据，主控单元用于根据阻抗数据计算得到生物阻抗。本申请提供的生物阻抗测量设备能够无创地对人体皮肤进行生物阻抗检测。

Description

生物阻抗测量设备

技术领域

本申请涉及生物阻抗技术领域，尤其涉及一种生物阻抗测量设备。

背景技术

现有对皮肤病的筛查和分类通常采用肉眼观察、病理活检或者刮片检查的方式。其中，病理活检和刮片检查都需要从人体上取下一小块皮肤。对于肉眼观察以及皮肤镜的方法，主要取决于医生的组织病理学的学识，存在主观偏见，缺乏客观性；对于病理活检以及刮片检查的方法，会对皮肤造成创口的同时，病人往往到病情的中后期才让医生介入诊断，导致无法及时尽早地得到诊断治疗，延误时机。

实用新型内容

有鉴于此，实有必要提供一种生物阻抗测量设备，能够无创地对人体皮肤进行生物阻抗检测。

本申请实施例提供一种生物阻抗测量设备，用于对皮肤的生物阻抗进行测量，所述生物阻抗测量设备包括：

电极装置，包括电极贴片和手持组件，所述电极贴片包括用于接触皮肤的检测面，所述电极贴片固定于所述手持组件的一端，所述检测面位于远离所述手持组件的一侧；当所述电极贴片固定于皮肤时，所述电极贴片用于向所述皮肤输出检测信号，并接收相应的反馈信号；以及

主机，包括电性连接的阻抗转换器和主控单元，所述阻抗转换器与所述电极贴片电性连接，所述阻抗转换器用于生成所述检测信号，并根据所述反馈信号计算阻抗数据，所述主控单元用于根据所述阻抗数据计算得到生物阻抗。

优选地，所述电极贴片包括一电极对和绝缘片，所述电极对包括第一电极片和第二电极片，所述绝缘片设置于所述第一电极片和所述第二电极片之间。

优选地，所述第一电极片、所述绝缘片以及所述第二电极片呈环形或者圆形，所述第一电极片的圆心、所述绝缘片的圆心以及所述第二电极片的圆心相同。

优选地，所述第一电极片呈圆形，所述绝缘片和所述第二电极片均呈环形，所述第一电极片设置于所述绝缘片的空心处，所述第一电极片和所述绝缘片设置于所述第二电极片的空心处；所述第一电极片用于接收所述反馈信号，所述第二电极片用于输出所述检测信号。

优选地，所述第一电极片的半径等于所述绝缘片的内径，所述绝缘片的外径等于所述第二电极片的内径。

优选地，所述第一电极片和所述第二电极片均采用玻璃环氧材料制成。

优选地，所述第一电极片和第二电极片位于所述检测面的一侧均涂布有银涂层或者氯化银涂层。

优选地，所述阻抗转换器包括频率发生器和电性连接的模拟数字转换器、数字信号处理器，所述频率发生器和所述模拟数字转换器分别与所述电极贴片电性连接，所述频率发生器用于生成所述检测信号，所述模拟数字转换器用于对所述反馈信号进行处理以得到数字信号，所述数字信号处理器用于对所述数字信号进行处理以得到所述阻抗数据。

优选地，所述主机还包括与所述主控单元电性连接的显示屏，所述主控单元还用于对所述生物阻抗进行分析以得到分析结果，所述显示屏用于显示所述生物阻抗和所述分析结果。

上述生物阻抗测量设备，电极装置设有用于接触皮肤的电极贴片，能够对接触电极贴片的皮肤进行生物阻抗分析，从而区分病变组织和正常组织，进而展开皮肤病的类别界定，以及皮肤癌的早期筛查。当电极贴片固定于皮肤时，通过对电解贴片施加交流检测信号，能够获取电极贴片皮肤处的阻抗幅频特性，从而得到相应的生物阻抗信息，进而分析以对皮肤进行皮肤病的筛查和分类，从而可以对患病皮肤进行诊断。生物阻抗测量设备具有无痛、无创、低成本、可靠性高、安全等优点，极大降低检测成本，还能够有效避免主观性导致的误诊，具有无创。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的生物阻抗测量设备的示意图。

图2为本申请实施例提供的生物阻抗测量设备的内部结构示意图。

图3为本申请实施例提供的生物阻抗测量设备的应用场景示意图。

图4为图1所示的电极装置的示意图。

图5为图1所示的电极贴片的示意图。

图6为图1所示的电极贴片的测量示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为使得对本申请的内容有更清楚及更准确的理解，现将结合附图详细说明。说明书附图示出本申请的实施例的示例，其中，相同的标号表示相同的元件。可以理解的是，说明书附图示出的比例并非本申请实际实施的比例，其仅为示意说明为目的，并非依照原尺寸作图。

人体的生物电阻抗或简称为生物阻抗，是指人体的生物物质对通过它的交流电所产生的阻力。细胞和组织的无源电特性用生物阻抗测量来确定。无源电特性，如电导率和介电常数，会根据人体及其器官的生理和病理状态不断变化。生物电阻抗分析(Bioelectrical impedance analysis，BIA)或简单的生物阻抗分析涉及生物阻抗的测量，以识别正常和患病的组织。生物电阻抗分析的安全性和易用性促使了它在各种疾病诊断中的广泛使用。

BIA通常被用于分析身体的成分，身体成分分析中使用的方法将身体分为不同的部分。生物电阻抗分析假设了一个由脂肪量和无脂肪量组成的两室模型。交流电通过身体时，会遇到两种类型的阻力，分别为电阻性的阻力和电抗性的阻力。其中，电阻性的阻力来自于电解体液，电抗性的阻力是由细胞膜电容和组织界面造成的。电阻和电容反应的矢量之和为生物阻抗。

在BIA中，交流电是通过一对电极施加到身体上的。生物阻抗的频率依赖性要求进行多频测量，BIA可以使用单频和多频进行测量。在不同的频率下测量人体阻抗，对描述阻抗的电抗性成分特别有用。因此。低频测量可用于表征细胞外液量，而较高的频率可以表征细胞膜和组织界面的电容成分。

请结合参看图1、图3和图5，图1为本申请实施例提供的生物阻抗测量设备的示意图，图3为本申请实施例提供的生物阻抗测量设备的应用场景示意图，图5为本申请实施例提供的生物阻抗测量设备的电极贴片的示意图。生物阻抗测量设备1运用于皮肤病诊断仪产品中，用于对皮肤的生物阻抗进行测量，从而可以对皮肤病进行分析。

生物阻抗测量设备1包括电极装置10和主机20。其中，电极装置10和主机20通过导线30电性连接。

电极装置10包括电极贴片11，电极贴片11整体呈薄片状。当电极贴片11固定于皮肤时，电极贴片11用于向皮肤输出检测信号，并接收相应的反馈信号。在本实施例中，电极贴片11包括一电极对110和绝缘片113，电极对110包括第一电极片111和第二电极片112。其中，绝缘片113设置于第一电极片111和第二电极片112之间。绝缘片113用于减少表面电流的影响。

在本实施例中，第一电极片111、绝缘片113以及第二电极片112呈环形或者圆形。第一电极片111的圆心、绝缘片113的圆心以及第二电极片112的圆心相同。可以理解的是，第一电极片111、绝缘片113以及第二电极片112为同心圆或者同心圆环。

第一电极片111呈圆形，绝缘片113和第二电极片112均呈环形。其中，呈圆形的第一电极片111包括半径，呈环形的绝缘片113和第二电极片112均包括内径和外径，且呈环形的绝缘片113和第二电极片112均设有空心处。具体地，第一电极片111设置于绝缘片113的空心处，第一电极片111和绝缘片113设置于第二电极片112的空心处。优选地，第一电极片111的半径等于绝缘片113的内径，绝缘片113的外径等于第二电极片112的内径。也就是说，第一电极片111、绝缘片113以及第二电极片112依次拼接形成电极贴片11，电极贴片11整体呈圆形，第一电极片111位于电极贴片11的最内侧，第二电极片112位于电极贴片11的最外侧。其中，第一电极片111、绝缘片113以及第二电极片112的具体尺寸可以根据实际测量需求进行设置，在此不做限定。

在一些可行的实施例中，第一电极片111、绝缘片113以及第二电极片112可以均呈圆形。其中，呈圆形的第一电极片111、绝缘片113以及第二电极片112均包括半径。优选地，第一电极片111的半径小于绝缘片113的半径，绝缘片113的半径小于第二电极片112的半径。也就是说，第一电极片111、绝缘片113以及第二电极片112依次层叠设置形成电极贴片11，电极贴片11整体呈圆形，第一电极片111和第二电极片112分别位于电极贴片11的最外侧。其中，第一电极片111、绝缘片113以及第二电极片112的具体尺寸可以根据实际测量需求进行设置，在此不做限定。

在另一些可行的实施例中，第一电极片111、绝缘片113以及第二电极片112三者可以均呈方形；三者可以其中至少一者呈方形，其余呈圆形或者环形；三者也可以均为不规则图形，在此不做限定。

在本实施例中，第一电极片111用于接收反馈信号，第二电极片112用于输出检测信号。具体地，第一电极片111称为汇电极，第二电极片112称为源电极。其中，无论第一电极片111、绝缘片113以及第二电极片112的形状如何，作为接收反馈信号的第一电极片111的尺寸小于绝缘片113的尺寸，绝缘片113的尺寸小于作为输出检测信号的第二电极片112的尺寸。

第一电极片111和第二电极片112均采用玻璃环氧材料制成。其中，电极贴片11包括用于接触皮肤的检测面114。可以理解的是，当电极贴片11固定于皮肤时，检测面114朝向皮肤。在本实施例中，第一电极片111和第二电极片112位于检测面114的一侧均涂布有银涂层或者氯化银涂层。

请结合参看图4，电极装置10还包括手持组件12。电极贴片11固定于手持组件12的一端，检测面114位于远离手持组件12的一侧。具体地，手持组件12包括相连的手持部121和固定部122，电极贴片11设置于固定部122远离手持部121的一侧。使用时，检测者可以握住手持部121，将固定部122抵于患者皮肤，以使电极贴片11的检测面114与皮肤接触。

在一些可行的实施例中，电极装置10可以仅包括电极贴片11。也就是说，电极贴片11直接通过导线30与主机20相连。

请结合参看图2，其为本申请实施例提供的生物阻抗测量设备的内部结构示意图。主机20包括电性连接的阻抗转换器21和主控单元22，阻抗转换器21与电极贴片11电性连接。其中，阻抗转换器21的型号为AD5933，主控单元22为中央处理器(central processingunit，CPU)。

阻抗转换器21用于生成检测信号，并根据反馈信号计算阻抗数据。在本实施例中，阻抗转换器21包括频率发生器211、模拟数字转换器212以及数字信号处理器213。模拟数字转换器212和数字信号处理器213电性连接，频率发生器211和模拟数字转换器212分别与电极贴片11电性连接。其中，模拟数字转换器212为ADC(analog to digital converter)，数字信号处理器213为DSP(Digital Signal Processing)。

频率发生器211用于生成检测信号，模拟数字转换器212用于对反馈信号进行处理以得到数字信号，数字信号处理器213用于对数字信号进行处理以得到阻抗数据。具体地，数字信号处理器213对数字信号进行离散傅里叶变换以得到阻抗数据。其中，阻抗数据包括表示电阻的实部和表示电抗的虚部。

主控单元22用于根据阻抗数据计算得到生物阻抗。

主机20还包括显示屏23，显示屏23与主控单元22电性连接。主控单元22还用于对生物阻抗进行分析以得到分析结果，显示屏23用于显示生物阻抗和分析结果。

生物阻抗测量设备1的运作过程具体为，在一次特定的测量中，需要测量两次阻抗数据。第一次是在患病皮肤上进行测量以得到患病阻抗数据，第二次是在患病皮肤周围的正常皮肤进行测量以得到正常阻抗数据。

以图6所示的测量示意图为例，Q为患病皮肤，其余为正常皮肤。将电极贴片11放置并覆盖在患病皮肤上，使患病皮肤的最大尺寸与第一电极片111相对。即，将电极贴片11设置于A处。频率发生器211产生一个预设频率的检测信号，通过导线30将检测信号传输至电极贴片11，并通过电极贴片11施加到患病皮肤上。电极贴片11接收相应的反馈信号，通过导线30将反馈信号传输至模拟数字转换器212。模拟数字转换器212接收反馈信号，将反馈信号转换为数字信号；模拟数字转换器212将数字信号传输至数字信号处理器213。数字信号处理器213接收数字信号，对数字信号进行离散傅里叶变换以得到阻抗数据；数字信号处理器213将阻抗数据传输至主控单元22。

测量得到一次反馈信号后，移动电极贴片11至电极贴片11与患病皮肤相邻设置。即，将电极贴片11设置于B处。频率发生器211产生一个相同频率的检测信号，通过导线30将检测信号传输至电极贴片11，并通过电极贴片11施加到正常皮肤上。电极贴片11接收相应的反馈信号，通过导线30将反馈信号传输至模拟数字转换器212。模拟数字转换器212接收反馈信号，将反馈信号转换为数字信号；模拟数字转换器212将数字信号传输至数字信号处理器213。数字信号处理器213接收数字信号，对数字信号进行离散傅里叶变换以得到阻抗数据；数字信号处理器213将阻抗数据传输至主控单元22。

主控单元22接收第一次测量得到的患病阻抗数据和第二次测量得到的正常阻抗数据，对患病阻抗数据进行计算可以得到患病生物阻抗，对正常阻抗数据进行计算可以得到正常生物阻抗。对患病生物阻抗和正常生物阻抗进行分析可以得到分析结果。主控单元22将患病生物阻抗和正常生物阻抗、分析结果传输至显示屏23显示。

上述实施例中，电极装置设有用于接触皮肤的电极贴片，能够对接触电极贴片的皮肤进行生物阻抗分析，从而区分病变组织和正常组织，进而展开皮肤病的类别界定，以及皮肤癌的早期筛查。当电极贴片固定于皮肤时，通过对电解贴片施加交流检测信号，能够获取电极贴片皮肤处的阻抗幅频特性，从而得到相应的生物阻抗信息，进而分析以对皮肤进行皮肤病的筛查和分类，从而可以对患病皮肤进行诊断。生物阻抗测量设备具有无痛、无创、低成本、可靠性高、安全等优点，极大降低检测成本，还能够有效避免主观性导致的误诊，具有无创。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘且本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

以上所列举的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种生物阻抗测量设备，其特征在于，用于对皮肤的生物阻抗进行测量，所述生物阻抗测量设备包括：

电极装置，包括电极贴片和手持组件，所述电极贴片包括用于接触皮肤的检测面，所述电极贴片固定于所述手持组件的一端，所述检测面位于远离所述手持组件的一侧；当所述电极贴片固定于皮肤时，所述电极贴片用于向所述皮肤输出检测信号，并接收相应的反馈信号；以及

主机，包括电性连接的阻抗转换器和主控单元，所述阻抗转换器与所述电极贴片电性连接，所述阻抗转换器用于生成所述检测信号，并根据所述反馈信号计算阻抗数据，所述主控单元用于根据所述阻抗数据计算得到生物阻抗。

2.如权利要求1所述的生物阻抗测量设备，其特征在于，所述电极贴片包括一电极对和绝缘片，所述电极对包括第一电极片和第二电极片，所述绝缘片设置于所述第一电极片和所述第二电极片之间。

3.如权利要求2所述的生物阻抗测量设备，其特征在于，所述第一电极片、所述绝缘片以及所述第二电极片呈环形或者圆形，所述第一电极片的圆心、所述绝缘片的圆心以及所述第二电极片的圆心相同。

4.如权利要求3所述的生物阻抗测量设备，其特征在于，所述第一电极片呈圆形，所述绝缘片和所述第二电极片均呈环形，所述第一电极片设置于所述绝缘片的空心处，所述第一电极片和所述绝缘片设置于所述第二电极片的空心处；所述第一电极片用于接收所述反馈信号，所述第二电极片用于输出所述检测信号。

5.如权利要求4所述的生物阻抗测量设备，其特征在于，所述第一电极片的半径等于所述绝缘片的内径，所述绝缘片的外径等于所述第二电极片的内径。

6.如权利要求2所述的生物阻抗测量设备，其特征在于，所述第一电极片和所述第二电极片均采用玻璃环氧材料制成。

7.如权利要求2所述的生物阻抗测量设备，其特征在于，所述第一电极片和第二电极片位于所述检测面的一侧均涂布有银涂层或者氯化银涂层。

8.如权利要求1所述的生物阻抗测量设备，其特征在于，所述阻抗转换器包括频率发生器和电性连接的模拟数字转换器、数字信号处理器，所述频率发生器和所述模拟数字转换器分别与所述电极贴片电性连接，所述频率发生器用于生成所述检测信号，所述模拟数字转换器用于对所述反馈信号进行处理以得到数字信号，所述数字信号处理器用于对所述数字信号进行处理以得到所述阻抗数据。

9.如权利要求1所述的生物阻抗测量设备，其特征在于，所述主机还包括与所述主控单元电性连接的显示屏，所述主控单元还用于对所述生物阻抗进行分析以得到分析结果，所述显示屏用于显示所述生物阻抗和所述分析结果。