方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统

• 作者: 刘佳 吴永亮 郑政
• 来源期刊: 北京生物医学工程
• 学科: 医学
• 关键词: 生物电阻抗谱 方波激励 自动测试系统 酵母细胞悬浮液
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 479-485
• 页数: 7页
• 分类号: R318.04
• 字数: 4530字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-3208.2019.05.006

摘要

目的 为解决多频率方波自动测量生物电阻抗谱的问题,本文设计了一个方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统.方法 将任意波形函数发生器、仪表放大器和采集卡以及PC组成电阻抗谱自动测试系统,利用PC中的Labview程序分别控制函数发生器和采集卡自动完成激励的产生和数据采集,并将采集到的数据自动保存在PC中,最后利用Matlab程序对数据进行快速傅里叶变换得到阻抗谱.首先对阻抗网络模型进行阻抗谱的仿真,将仿真得到的阻抗谱和理论计算得到的阻抗谱对比;再分别使用此系统和阻抗分析仪对阻抗网络模型进行阻抗测量,将测试得到的阻抗谱进行曲线拟合得到元件值,根据元件值比较测试误差.最后,使用方波激励和稳态正弦激励对酵母细胞悬浮液进行阻抗测量,根据酵母细胞悬浮液的阻抗谱计算介电谱,将得到的介电谱和参考文献中的介电谱作比较,并比较两种激励的测量时间.结果 仿真得到的阻抗谱和理论计算得到的阻抗谱一致,验证了方波激励的可行性.测试系统对阻抗网络模型的测试结果和阻抗分析仪的相比误差小于10％,验证了测试系统的正确性.使用方波激励和稳态正弦激励测试酵母细胞悬浮液的阻抗谱,转换成介电谱后,发现其变化规律和参考文献所得结果相符.在100 Hz～2 MHz的测试范围内,方波激励的测量时间为0.9 s,稳态正弦激励的测试时间为1.7 s,方波激励的测试速度快.结论 本文设计的方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统具有自动测试生物阻抗谱的能力,由于使用方波激励,可以兼顾速度和信噪比的要求,实现了计算机控制,可根据实际情况调整激励信号的参数,具有很强的灵活性和可扩展性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郑政		43	115	6.0	8.0
2	刘佳		11	52	5.0	7.0
3	吴永亮		5	6	2.0	2.0