用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置制造方法
【專利摘要】用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置,包括探針7和固定探針7的探針固定板，每根探針7的后端與一根滑動(dòng)桿B5的前端活動(dòng)連接，滑動(dòng)桿B5與探針7之間有壓力傳感器6，滑動(dòng)桿B5的后端與探針固定板活動(dòng)連接；每根探針7的前端的端面為附接面。排除了不同探針間的壓力差異對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響；壓力傳感器能實(shí)時(shí)提供壓力數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可在數(shù)據(jù)處理裝置中與事先預(yù)置的正常數(shù)據(jù)比較，從而為采集的數(shù)據(jù)的修正提供參考。
【專利說(shuō)明】用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的探針壓力可調(diào)節(jié)的測(cè)試裝置，涉及生物醫(yī)學(xué)工程中的生物電阻抗測(cè)量領(lǐng)域，主要用于對(duì)離體生物的電阻抗特性進(jìn)行測(cè)量。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]電阻抗作為生物組織的一個(gè)基本的物理參數(shù)，長(zhǎng)期以來(lái)得到生物物理學(xué)家和生理學(xué)家的廣泛關(guān)注。目前在電生理學(xué)領(lǐng)域大量使用的膜片鉗、電壓鉗技術(shù)正是基于細(xì)胞膜的電阻抗效應(yīng)原理。生物組織作為一種電介質(zhì)，它的電特性值得深入研究。早期的生物物理學(xué)研究表明，在直流狀態(tài)下生物組織表現(xiàn)出來(lái)的電阻特性的差異可以用于區(qū)分不同的組織；而更值得關(guān)注的是生物組織的電阻抗隨著外加電信號(hào)的頻率的不同而表現(xiàn)出很大的變化，這種現(xiàn)象我們稱之為電阻抗頻譜。
[0004]在對(duì)生物組織阻抗頻譜進(jìn)行測(cè)量中，一般采用的方法有雙電極法、四電極法。雙電極測(cè)量技術(shù)是將幅值恒定的交變電流通過一對(duì)電極引入被測(cè)生物組織，再通過同一對(duì)電極將其兩端的電壓檢測(cè)出。由于雙電極在使用中，電極下被測(cè)組織中的電流密度高于被測(cè)組織其它部位的電流密度，即電流分布不均勻，這樣組織各個(gè)部分對(duì)阻抗的貢獻(xiàn)就不同，從而使測(cè)得的阻抗與實(shí)際阻抗有較大的誤差。同時(shí)，電極和生物組織之間還存在接觸電阻，且該電阻還不穩(wěn)定，這又將引入測(cè)量誤差。另外，電流流過電極和生物組織電解液時(shí)還將產(chǎn)生極化現(xiàn)象，在低頻時(shí)極化誤差比較嚴(yán)重。因此，在精確測(cè)量生物組織阻抗時(shí)，雙電極法也不多見，已逐步被四電極法所代替。
[0005]典型的四電極測(cè)量系統(tǒng)包含兩對(duì)電極，一對(duì)電極(電流電極)將恒定幅值的交變電流引入被測(cè)生物組織，另一對(duì)電極(電壓電極)介入兩電流電極之間，檢測(cè)被測(cè)部位的電位差。由于四電極測(cè)量系統(tǒng)中供電電極與測(cè)量電極分離，電壓電極處于電流密度分布比較均勻的中間段，當(dāng)采用高輸入阻抗的運(yùn)算放大器時(shí)，電壓電極與被測(cè)組織間的接觸電阻可以忽略不計(jì)，同時(shí)電極與生物組織電解液之間的極化也可以忽略不計(jì)。所以，四電極法比較好的克服了雙電極法存在的問題，從而可適用于較寬頻率的生物阻抗測(cè)量。目前，生物組織的阻抗測(cè)量一般都采用四電極測(cè)量技術(shù)。
[0006]由于生物組織的特殊性，離體組織的復(fù)阻抗隨著離體時(shí)間延長(zhǎng)而發(fā)生一定變化，對(duì)離體組織的一次掃頻(驅(qū)動(dòng)頻率由低頻到高頻或由高頻到低頻依次加載到被測(cè)目標(biāo))必須在足夠短的時(shí)間內(nèi)完成。
[0007]對(duì)被測(cè)生物組織進(jìn)行阻抗頻譜測(cè)量，要保持被測(cè)組織的生理指標(biāo)處于平穩(wěn)狀態(tài)，不能使分泌物和血液等玷污被測(cè)組織，而且不能用水沖洗，以免影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 [0008]中國(guó)專利201210425348.6提供了一種生物離體組織介電特性的測(cè)量盒，但操作時(shí)需耗費(fèi)時(shí)間對(duì)被測(cè)組織進(jìn)行切片，破壞了生物組織的結(jié)構(gòu)特性，且需要時(shí)間過長(zhǎng)，測(cè)量時(shí)生物離體組織的復(fù)阻抗已經(jīng)發(fā)生變化，干擾了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0009]中國(guó)專利200680019531.9提供了用于測(cè)量人或動(dòng)物體組織阻抗的探針，但未考慮到切片生物組織結(jié)構(gòu)表面并不是處于完全平面狀態(tài)，以及各種不同組織在測(cè)量時(shí)給予探針壓力時(shí)不同的收縮程度，例如乳腺癌組織是癌細(xì)胞不斷吞噬周邊正常細(xì)胞產(chǎn)生，組織中心位置致密度最高，向內(nèi)塌陷，組織切片時(shí)做不到完全平整，造成電極與被測(cè)生物組織的接觸不良或不能完全接觸使測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或測(cè)量不成功；而電極面對(duì)被測(cè)生物組織的壓力太大，又會(huì)造成組織內(nèi)殘留分泌物或血液溢出干擾測(cè)量。
[0010]實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可單獨(dú)調(diào)節(jié)每個(gè)探針與被測(cè)生物組織在接觸面上的壓力，可使每個(gè)探針的附接面以相同的壓力貼附于被測(cè)生物組織表面，使提取的被測(cè)生物組織的電抗性的數(shù)據(jù)不受不同探針與被測(cè)生物組織表面壓力的不同而變化的采集裝置。
[0012]用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，包括探針和固定探針的探針固定板，每根探針的后端與一根滑動(dòng)桿B的前端活動(dòng)連接，滑動(dòng)桿B與探針之間有壓力傳感器，滑動(dòng)桿B的后端與探針固定板活動(dòng)連接。
[0013]上述的用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，所述滑動(dòng)桿B的后端與探針固定板上的滑動(dòng)裝置安裝孔滑動(dòng)配合，探針固定板上有推動(dòng)滑動(dòng)桿B滑動(dòng)和鎖緊滑動(dòng)桿B的滑動(dòng)鎖定裝置。
[0014]上述的用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，所述探針固定板為升降平臺(tái)，升降平臺(tái)上有滑動(dòng)孔和鎖定裝置，滑動(dòng)孔與滑動(dòng)桿A的配合實(shí)現(xiàn)升降平臺(tái)相對(duì)于滑動(dòng)桿A的滑動(dòng)或通過鎖定裝置與滑動(dòng)桿A的配合實(shí)現(xiàn)升降平臺(tái)相對(duì)于滑動(dòng)桿A的鎖定。
[0015]上述的用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，探針滑動(dòng)限位板與升降平臺(tái)固定連接，探針滑動(dòng)限位板上有探針滑動(dòng)限位孔，探針分別穿過探針滑動(dòng)限位孔，每根探針與其穿過的探針滑動(dòng)限位孔滑動(dòng)配合。
[0016]上述的用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，所述滑動(dòng)桿A的一端固定在底座上。
[0017]有益效果
[0018]本實(shí)用新型通過可根據(jù)需要調(diào)節(jié)對(duì)被測(cè)生物組織壓力的探針組成四電極探頭，能有效解決探頭附接面與不平整的生物組織表面產(chǎn)生的不完全接觸或接觸不良所造成的測(cè)量失敗和測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問題；
[0019]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了每根探頭附接面與被測(cè)組織間壓力的一致，從而排除了不同探針間的壓力差異對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，提高測(cè)試精度。
[0020]因壓力傳感器能實(shí)時(shí)提供壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可在數(shù)據(jù)處理裝置中與事先預(yù)置的正常數(shù)據(jù)比較，從而為采集的數(shù)據(jù)的修正提供參考。
[0021]本實(shí)用新型所述“每根探針(7)的后端與一根滑動(dòng)桿B (5)的前端活動(dòng)連接”是指探針(7)的后端與一根滑動(dòng)桿B (5)的前端之間的連接不影響二者間的相對(duì)移動(dòng)，或者說(shuō)二者的連接既能使二者維持連接關(guān)系，又不影響二者對(duì)位于壓力傳感器安裝面上的壓力傳感器的擠壓。
[0022]本實(shí)用新型所述“探針(7)的前端”附接面所在的一端，與這一端相對(duì)的另一端為探針(7)的后端，“滑動(dòng)桿B (5)的后端”是指與與探針固定板滑動(dòng)配合的那一端，另一端就是滑動(dòng)桿B (5)的前端；
[0023]“滑動(dòng)桿B (5)的后端與探針固定板活動(dòng)連接”是指每根滑動(dòng)桿B (5)的后端單獨(dú)連接到與探針固定板上，但滑動(dòng)桿B (5)又能相對(duì)探針固定板移動(dòng)并帶動(dòng)探針(7)伸縮，機(jī)械學(xué)上有多種可實(shí)現(xiàn)這種功能的設(shè)計(jì)。
[0024]五、附圖和附圖名稱
[0025]附圖1為裝置立體示意圖
[0026]附圖2為升降平臺(tái)示意圖
[0027]附圖3為探針示意圖
[0028]附圖4為探針桿剖視圖
[0029]1-底座，2-滑動(dòng)桿A，3-升降平臺(tái)，4-滑動(dòng)鎖定裝置，5-滑動(dòng)桿B，6_壓力傳感器，7-探針，8-鎖定裝置，9-滑動(dòng)桿A滑動(dòng)孔，10-探針滑動(dòng)限位孔，11-滑動(dòng)裝置安裝孔，12-探針桿，13絕緣表層，14-壓力傳感器安裝面。
[0030]六、【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例1:用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，包括探針7和固定探針7的探針固定板，每根探針7的后端與一根滑動(dòng)桿B5的前端活動(dòng)連接，滑動(dòng)桿B5與探針7之間有壓力傳感器6，滑動(dòng)桿B5的后端與探針固定板活動(dòng)連接；滑動(dòng)桿B5的后端與探針固定板上的滑動(dòng)裝置安裝孔11滑動(dòng)配合使滑動(dòng)桿B5的后端與探針固定板活動(dòng)連接。
[0032]本實(shí)施例所述的裝置，每根探針7的前端的端面為附接面，緊鄰附接面的探針7的前端的側(cè)面有絕緣表層。
[0033]用導(dǎo)線將探針、壓力傳感器6連接到后臺(tái)處理裝置相應(yīng)的端口。
[0034]使用本裝置測(cè)試時(shí)，將被測(cè)生物組織置于探針附接面下，調(diào)接每根滑動(dòng)桿B5，使4根探針7與被測(cè)組織的壓強(qiáng)一致，然后啟動(dòng)電源，接收數(shù)據(jù)。
[0035]實(shí)施例2:本實(shí)施例基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，本裝置如附圖1所示包括放置盛放被測(cè)生物組織器皿的底座(I )，底座(I)上具有滑動(dòng)桿2，升降平臺(tái)(3)通過其上的滑動(dòng)桿A滑動(dòng)孔(9)沿滑動(dòng)桿(2)上下滑動(dòng)到所需位置，并通過升降平臺(tái)(3)上的鎖定裝置(8)固定。
[0036]探針(7)的探針桿(12)安裝在升降平臺(tái)上的探針滑動(dòng)限位孔(10)中，，探針限位孔可使探針(7)上下滑動(dòng)而不發(fā)生位移，保證探針(7)之間的位置不變從而保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0037]壓力傳感器(6)的一面固定在探針(7)的壓力傳感器安裝面(14)上，另一面與滑動(dòng)桿B (5)固定連接，滑動(dòng)桿B (5)通過安裝在升降平臺(tái)(3)上的滑動(dòng)鎖定裝置(4)上下滑動(dòng)，提取壓力傳感器(6)的數(shù)據(jù)從而得到探針測(cè)試面給予被測(cè)生物組織表面的壓力。
[0038]本裝置的探針整體結(jié)構(gòu)如附圖3及附圖4所示由探針桿(12)、絕緣表層(13)組成及壓力傳感器安裝面(14)組成。
[0039]本裝置四根探針(7)等間距成一排，安裝在升降平臺(tái)(3)上用絕緣材料制作的探針滑動(dòng)限位孔(10)中，探針尾部用導(dǎo)線連出；兩側(cè)兩根探針(7)作為電流電極引入幅度恒定的交變電流到被測(cè)生物組織，中間兩根探針(7)作為電壓電極測(cè)量被測(cè)部位的電位差。
[0040]本裝置的探針桿(12)底層有絕緣表層(13)，可使每根探針(7)與被測(cè)生物組織的導(dǎo)電面保持一致，提高測(cè)試數(shù)據(jù)的精確性
[0041]本裝置升降平臺(tái)(3)在滑動(dòng)桿A(2)上的滑動(dòng)可由光軸與直線軸承實(shí)現(xiàn)，帶鎖直線軸承就可實(shí)現(xiàn)鎖定裝置(8)的功能；或可由電機(jī)帶動(dòng)升降平臺(tái)(3)的升降和鎖定。
[0042]本裝置的探針(7)的上下滑動(dòng)和鎖定也可用上述兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，且光軸上可增加刻度來(lái)讀取探針(7 )移動(dòng)距離，或直接根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)得出，從而增加裝置測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0043]上述實(shí)施例中，
[0044]所述底座1，用于放置盛放被測(cè)生物組織的器皿。
[0045]所述滑動(dòng)桿A (2)，用于移動(dòng)升降平臺(tái)(3)到測(cè)量位置。
[0046]所述升降平臺(tái)(3)，用于固定探針(7)和滑動(dòng)鎖定裝置⑷。
[0047]所述滑動(dòng)鎖定裝置⑷與滑動(dòng)桿B (5)，用于升降固定探針(7)到所需位置。
[0048]所述壓力傳感器(6)，用于測(cè)試每個(gè)探針(7)對(duì)被測(cè)生物組織的壓力。
[0049]所述探針(7)，用于提取輸入和提取被測(cè)生物組織的信號(hào)。
[0050]上述實(shí)施例所述的帶滑軸的測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)，可避免由操作員手持探頭測(cè)量造成的人為誤差。
【權(quán)利要求】
1.用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，包括探針(7)和固定探針(7)的探針固定板，特征在于:每根探針(7)的后端與一根滑動(dòng)桿B (5)的前端活動(dòng)連接，滑動(dòng)桿B(5)與探針(7)之間有壓力傳感器(6)，滑動(dòng)桿B (5)的后端與探針固定板活動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，特征在于:滑動(dòng)桿B (5)的后端與探針固定板上的滑動(dòng)裝置安裝孔(11)滑動(dòng)配合，探針固定板上有推動(dòng)滑動(dòng)桿B (5)滑動(dòng)和鎖緊滑動(dòng)桿B (5)的滑動(dòng)鎖定裝置(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，特征在于:所述探針固定板為升降平臺(tái)(3)，升降平臺(tái)(3)上有滑動(dòng)孔(9)和鎖定裝置(8)，滑動(dòng)孔(9)與滑動(dòng)桿A (2)的配合實(shí)現(xiàn)升降平臺(tái)(3)相對(duì)于滑動(dòng)桿A (2)的滑動(dòng)或通過鎖定裝置(8)與滑動(dòng)桿A (2)的配合實(shí)現(xiàn)升降平臺(tái)(3)相對(duì)于滑動(dòng)桿A (2)的鎖定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，特征在于:探針滑動(dòng)限位板與升降平臺(tái)(3)固定連接，探針滑動(dòng)限位板上有探針滑動(dòng)限位孔(10)，探針(7)分別穿過探針滑動(dòng)限位孔(10)，每根探針(7)與其穿過的探針滑動(dòng)限位孔(10)滑動(dòng)配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于離體生物組織電阻抗測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置，特征在于:滑動(dòng)桿A (2)的一端固定在底座(I)上。
【文檔編號(hào)】G01R27/02GK203688668SQ201320802456
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】王奕剛, 向飛, 戴濤, 余華章, 蒲洋, 林怡, 卜力寧 申請(qǐng)人:思瀾科技（成都）有限公司