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基于小型电极的阻抗血流测量系统的研究

作　者: 束美霞
导　师: 杨玉星
学　校: 华中科技大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 血流生物电阻抗相敏检测器运动负荷
分类号: TH789
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 157次
引　用: 1次
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内容摘要

阻抗血流图(impedance rheogram)又称电阻抗容积描记(electrical impedance plethysmography)。它借助置于人体体表的电极系统向检测对象送入一微小的交流电流或电压,检测相应的电阻抗及其变化情况,获取相关的生理和病理信息,结合同时记录的心电、心音等信号,可以较客观地反映心、肺、肝、脑、肢体及肾等器官的血流动力学变化。其最大的优点是利用生物阻抗所携带的丰富信息,进行人体组织与器官的无损伤的功能评价。该技术方法具有无创、安全、无毒无害、操作简单、费用低廉和信息丰富等特点,医生和病人易于接受,具有广泛的应用前景。但是现有的阻抗血流图技术一般都只强调阻抗血流的搏动分量,对于反映体液变化以及肌肉、微细血管等其它组织在内的非搏动性的直流分量却没有引起足够的重视。运动负荷下引起局部区域动脉血管的搏动分量发生变化,同时体液的分布以及肌肉、微细血管等其它组织的非搏动性血容也会随之变化,后者就表现为局部区域阻抗血流的非搏动性的直流分量的变化。研究表明,多数人在静息状态下的血流参数虽属正常,但在运动负荷下却表现出明显的异常变化和差别。1976年Balasubramanian等就利用运动负荷下的基础阻抗变化作为鉴别真性与假性心肌缺血的指标。同时由于血流信息和心电、呼吸信号相比较而言极其微弱,因而易受其它信号(如心电信号,呼吸波)的干扰,处理比较困难。为了提高信躁比,检测有效信号,通常采用大面积测量方法,这样测量部位就受到一定的限制。本文针对以上几点缺陷,设计了一种小型的能够测量手腕、颈、脑等多部位动脉阻抗血流的传感器,经实验证明,该传感器具有灵敏度高、噪声小,抗干扰能力强,动态特性好等优点,结合阻抗血流测量系统测量人体手腕、颈、脑等多部位的局部血流的搏动分量和非搏动分量,得到反映该区域的搏动性供血以及反映体液变化和肌肉、微细血管等其它组织的非搏动性阻抗血流信息,评价局部血液循环状况。本文探讨的基于一体化小型电极的人体多部位阻抗血流测量系统,由于改进了电极设计,采用了微弱信号检测技术相敏检波(PSD),因而能够适应人体不同部位的阻抗血流检测。利用本阻抗血流测量系统测量不同受试者手腕桡动脉、颈动脉、前

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-19
  1.1 引言  10
  1.2 阻抗血流图技术的发展  10-15
  1.3 阻抗血流测量的基本原理  15-17
  1.4 本文的工作  17-19
2 小型传感器信号处理技术基本分析  19-30
  2.1 生物医学信号的特点  19
  2.2 基于频域相干检测的相敏检波技术  19-27
  2.3 相敏检波电路对信号中噪声的抑制  27-29
  2.4 本章小结  29-30
3 阻抗血流测量系统设计  30-55
  3.1 阻抗血流测量系统总体设计  30-31
  3.2 电极的选择  31-34
  3.3 电极设计  34-35
  3.4 恒定电流源  35-38
  3.5 电压信号放大隔离电路  38-46
  3.6 相敏检波电路  46-48
  3.7 数据采集系统电路  48-51
  3.8 软件设计  51-54
  3.9 本章小结  54-55
4 实验研究  55-62
  4.1 实验验证  55-56
  4.2 系统应用  56-61
  4.3 本章小结  61-62
5 总结与展望  62-65
  5.1 本文工作总结  62-63
  5.2 展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
附录攻读硕士学位期间发表论文目录  70

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