[发明专利]一种生物电阻抗测量装置与方法

权利要求书

1.一种生物电阻抗测量方法，用于一种生物电阻抗测量装置，所述生物电阻抗测量装置包括电极钳(1)、活动电极(2)和固定电极(3)，所述电极钳(1)的端部固定设置有固定电极(3)，所述活动电极(2)与所述电极钳(1)活动连接；所述生物电阻抗测量装置还包括旋转臂(4)，所述活动电极(2)固定设置在所述旋转臂(4)一端，所述旋转臂(4)另一端与所述电极钳(1)铰接或转轴连接，所述电极钳(1)的两个端部均固定设置有固定电极(3)；所述生物电阻抗测量装置还包括线性驱动机构(5)，所述活动电极(2)固定设置在所述线性驱动机构(5)上，所述线性驱动机构(5)滑动设置在所述电极钳(1)的一侧，所述电极钳(1)上设置有线性驱动机构(5)的一侧的端部固定设置有固定电极(3)；所述线性驱动机构(5)包括齿轮、齿条、活动件和固定套，所述齿轮设置在活动件下部，齿条与齿轮啮合连接，所述齿条固定设置在所述固定套上，所述固定套套接在所述电极钳(1)的一侧，所述固定电极(3)固定设置在所述固定套端部，所述活动电极(2)固定设置在所述活动件上；其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：活动电极(2)和固定电极(3)同时接触生物组织，弱电流从活动电极(2)注入生物组织，并从固定电极(3)流出，得到注入电极在生物组织附近的电流密度；S2：通过电流密度得到生物组织附近的电势；S3：计算两个电极的接触点的电势差，去除干扰；S4：通过电势差得到待测材料的电阻抗；

在步骤S1中，弱电流将从注入点均匀散射开，离注入点为r的假想半球面上的电流密度为

在步骤S2中，根据麦克斯韦定理,离注入点为r的假想半球面上的电势可为其中ρ为组织的电阻抗，r0为电极的等价半径；

在步骤S3中，通过测量组织表面上两点，设置为M和N，并计算两点的电势差：

x和Δx分别代表|AM|和|MN|的距离，A表示电极对中的电极A，|AM|表示A点到M点的距离；

在步骤S4中，待测材料的电阻抗为：

当所测量组织存在第二层不同材料时，M点处的电势将由两部分构成，即由电流注入点引入的部分以及由ρ1和ρ2形成的分界面所反射的部分，反射系数每次反射时，反射部分的电势可通过叠加得到其中n为反射次数，h为表示为电极A与组织交互边界的距离，M处的电势由下式计算：

同理得到N点的电势，M点和N点的电势差为：

对结果进行简化：

根据上式，对第二层材料的电阻抗以及深度进行计算。