[发明专利]电极自动夹紧的人体电阻抗信号检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种电极自动夹紧的人体电阻抗信号检测系统，其特征在于，包括人体电阻抗信号检测装置与主机，所述人体电阻抗信号检测装置通过USB与主机连接；其中：

所述人体电阻抗信号检测装置用于采集人体电阻抗信号，包括人体电阻抗的幅值信息与相角信息，并将人体电阻抗信号传送到主机；

所述主机用于控制人体电阻抗信号的采集过程，接受所采集的人体电阻抗信号，并对人体电阻抗信号存储、显示和分析。

2.根据权利要求1所述的一种电极自动夹紧的人体电阻抗信号检测系统，其特征在于：所述人体电阻抗信号检测装置包括信号采集单元和检测组件；

所述信号采集单元包括前额电极单元、手指电极单元和手指自动夹紧单元；所述前额电极单元为头戴式结构，分别设置有一个前额激励电极和一个前额检测电极；所述手指电极单元包含10对手指电极组，分别对应于人体的10根手指，每一对手指电极组均包含一个手指侧激励电极和一个手指侧检测电极，分布于手指左右两侧，且所述手指侧激励电极和手指侧检测电极的表面根据手指结构设计为凹弧形曲面，以贴合手指两侧；所述前额激励电极和前额检测电极与每一对手指电极组的手指侧激励电极和手指侧检测电极构成四电极人体阻抗检测通路，所述前额激励电极和手指侧激励电极负责发生和接收特定频率的电流，所述前额检测电极和手指侧检测电极负责获取电压值，基于四电极人体阻抗检测通路，能够获取每一根手指到额头之间的人体电阻抗值；所述手指自动夹紧单元包含10个手指自动夹紧装置，分别对应于10对手指电极组，通过手指自动夹紧装置来控制手指电极组中的电极与手指的接触力度，以使电极能更好地贴附在手指表面，确保电极与手指的良好接触；

所述检测组件包括集成模拟前端、微控制器、多路开关、USB模块、电源和LED显示模块；所述前额电极单元和手指电极单元通过多路开关与集成模拟前端相连接；所述多路开关由微控制器控制，用于切换特定的手指电极组进入工作状态，所述微控制器控制多路开关中特定通道的导通从而切换集成模拟前端的采集通道，遍历10根手指；所述集成模拟前端为用于生物电测量的芯片，负责生成特定频率的激励电流，并获取由激励电流在人体激发的电压信号，所述集成模拟前端能够对电压信号进行初步的处理，生成中间数据，随后该中间数据经过微控制器处理，生成电阻抗数据；所述微控制器通过USB模块与主机进行数据通信；所述电源为集成模拟前端、微控制器、多路开关、USB模块和LED显示模块供电；所述微控制器用于控制集成模拟前端、多路开关、USB模块和LED显示模块，实现多通道多频阻抗检测，接收并执行主机的校准和测量指令，并将校准数据和检测数据发送到主机；所述LED显示模块用于显示系统的检测状态，包括启动、检测、暂停、异常与结束。

3.根据权利要求2所述的一种电极自动夹紧的人体电阻抗信号检测系统，其特征在于：所述手指自动夹紧装置包括步进电机、异向曲柄滑块机构组和安装座；所述手指电极组的手指侧激励电极和手指侧检测电极分别安装在异向曲柄滑块机构组上，所述步进电机和异向曲柄滑块机构组安装在安装座上，通过步进电机驱动异向曲柄滑块机构组动作，进而带动手指侧激励电极和手指侧检测电极夹紧或松开手指。

4.根据权利要求2所述的一种电极自动夹紧的人体电阻抗信号检测系统，其特征在于：所述手指电极单元、手指自动夹紧单元和检测组件集成在一个盒子中。

5.根据权利要求2所述的一种电极自动夹紧的人体电阻抗信号检测系统，其特征在于：所述前额电极单元包括前额激励电极、前额检测电极、电极安装外壳和弹性绑带，所述前额激励电极和前额检测电极分别安装在电极安装外壳上，所述电极安装外壳通过弹性绑带戴于用户的头部。

6.权利要求1-5任意一项所述电极自动夹紧的人体电阻抗信号检测系统的检测方法，其特征在于：开始人体电阻抗信号检测时，用户将10根手指同时放置于10个手指电极组中，步进电机驱动异向曲柄滑块机构组，使手指电极组的手指侧激励电极和手指侧检测电极夹紧手指；其中，根据步进电机的实时功耗，判断是否夹紧，待夹紧后，步进电机进入自锁状态，开始采集人体电阻抗信号，待采集结束后，步进电机解锁，手指电极组的手指侧激励电极和手指侧检测电极松开，结束人体电阻抗信号检测过程，测量结果将在主机显示。