个电流后由公共电极接收。在本步骤中，对于每个矩阵点激励的等待时间不需要过长，理论上说激励、采集的速度越快越好，不需要等采样电阻上电压完全消退后进行下个点的采集，因为在下一个发送探针上施加激励电压后，激励电压会完全覆盖之前采样电阻上的残留电压，不构成任何影响。谐和度测量同EIT阻抗精确测量的区别在于:谐和度的数据采集不期望得到生物体各部位阻抗的精确值，主要寻求测量数据之间的统计关系。
[0026]步骤c: 128个电流流过公共电极和采样电阻后接地，在采样电阻两端产生128个采样电压，由信号采集、预处理模块对128个采样电压进行采集和预处理，所述预处理包括放大和转换。在本步骤中，通过测量采样电阻上的电压，根据已知的采样电阻的阻值、激励电压的值，得到生物体体表多点的离散的电阻、电导等信息，实现生物体体表不同区域阻抗的采集，然后将这些数据用于谐和度的计算。
[0027]步骤d:微处理器内部运行程序判断步骤c中采集到的N个采样电压中的有效数据量是否达到统计分析的最低限量~_，所述N_f 128 ;若是，则由微处理器对采集到的有效数据进行统计分析，得到生物谐和度；若否，则改变激励电压值，重复步骤b、c，直到测得的^ Ν_，由微处理器对有效数据进行统计分析，得到生物谐和度。本步骤中自适应的电压激励办法能够实现适应不同用户皮肤阻抗环境的目标。
[0028]步骤e:将步骤d中得到的生物谐和度进行图形化显示。
[0029]本发明的检测装置和方法完全符合张长琳教授的谐和度测量理论。在张长琳教授书中，生物谐和度检测主要分为三个部分:1)原始信号采集和处理；2)基于采集数据的谐和度算法；3)谐和度测量结果的呈现。其中，原始信号采集和处理流程，主要实现在人体内电磁场的耗散结构上采集全身的整体信息，也就是全身的内电场信息，而人体的电导与内电场的强度成正比，为了实现体表测量，我们选择测量人体体表电导率；另外，张教授指出，生物谐和度测量是基于概率统计分布的基础，所以必须满足一定量的统计样本，因此我们选择阵列探针电极和公共电极的组合，由于测量生物体阻抗信息，阵列探针电极和公共电极可以灵活放置于发送或接收侧，不影响测量结果。在此基础上，为了适应不同的用户皮肤阻抗环境，我们采用自适应的电压激励办法和多档位选择的采样电阻，这是对谐和度测量理论的实践优化，使本发明可以应用于除人体之外的其他种类生物体上；另一方面，为了提高装置集成度、减小装置体积、提高测量精度，将上述检测装置中的控制模块、激励电压源、128选1模拟开关、采样电阻、放大缓冲器、模拟数字转换器等核心装置集成1C化。
[0030]实施例2:参见图3和图4，与实施例1的区别在于:所述发射电极和接收电极分别是公共电极15和N个探针电极13，所述N个探针电极是等间隔规则排布的阵列探针；在所述N个探针电极13与采样电阻16之间设置有N选1模拟开关，所述N选1模拟开关的通断由控制模块30控制，激励电压源11通过N选1模拟开关的通断向公共电极依次发送N次相同的激励电压。
[0031]上述两个实施例中的装置都等效于通过激励电压激励了生物体的等效电阻和采样电阻的串联，然后采集采样电阻上的对地电压降，可间接等效于生物体电阻、电导等关键信息，因此对测量结果不会产生影响。
[0032]对应于该检测装置的生物谐和度检测方法是:
步骤a:启动生物谐和度检测装置，将检测回路中的128个矩阵探针电极和公共电极与生物体表面接触；在实际使用时建议保持皮肤湿润，使电极接触紧密体表，可在检测部位涂抹医学电极接触用的耦合性液体。
[0033]步骤b:控制模块30通过控制128选1模拟开关的通断向公共电极依次发送128个相同的激励电压，128个相同的激励电压通过生物体产生128个电流后由接收。
[0034]步骤c: 128个电流流过N个探针阵列电极和采样电阻后接地，在采样电阻两端产生128个采样电压，由信号采集、预处理模块对128个采样电压进行采集和预处理，所述预处理包括放大和转换。
[0035]步骤d:微处理器内部运行程序判断步骤c中采集到的128个采样电压中的有效数据量是否达到统计分析的最低限量~_，所述N_f 128 ;若是，则由微处理器对采集到的有效数据进行统计分析，得到生物谐和度；若否，则改变激励电压值，重复步骤b、c，直到测得的^ N_，由微处理器对有效数据进行统计分析，得到生物谐和度。本步骤中自适应的电压激励办法能够实现适应不同用户皮肤阻抗环境的目标。
[0036]步骤e:将步骤d中得到的生物谐和度进行图形化显示。
[0037]本发明创新性地提供一种用于测量生物谐和度的检测装置和基于该装置的检测方法，利用阵列式的探针电极和接收电极实现生物体阻抗或容抗的测量采集，再根据相关的谐和度算法得出生物谐和度，从而表征人体亚健康、慢性病、急性病等特征，该装置及测量方法通过自适应的电压激励办法和采样电阻值的调节，适用于不同体型、体质人群甚至其他生物体谐和度的测量；另外，该装置集成度高、体积小，可以广泛应用于检测仪器、智能手机、智能手表、健康穿戴等多种健康监护设备。
[0038]总之，以上仅为本发明较佳的实施例，并非用于限定本发明的保护范围，在本发明的精神范围之内，对本发明所做的等同变换或修改均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种生物谐和度检测装置，包括检测回路，用于测量N个生物体阻抗信号，所述检测回路包括激励电压源，激励电压源发送激励电压依次通过发射电极、生物体、接收电极和采样电阻后接地；信号采集、预处理模块，连接至采样电阻的非接地端，对测量到的N个信号进行采集并预处理；控制模块，控制检测回路的测量和信号采集、预处理模块的启停；微处理器，连接控制模块并对采集到的N个测量信号数据进行统计分析，得到生物谐和度，其特征在于:所述激励电压源产生激励电压的大小可通过控制模块来调节。2.根据权利要求1所述的一种生物谐和度测量装置，其特征在于:所述采样电阻的阻值有多个档位，由控制模块对其进行档位控制。3.根据权利要求1或2所述的一种生物谐和度检测装置，其特征在于:还包括显示模块，连接微处理器，将微处理器得出的生物谐和度进行图形化的显示。4.根据权利要求1或2所述的一种生物谐和度检测装置，其特征在于:所述发射电极和接收电极分别是N个探针电极和公共电极，所述N个探针电极是等间隔规则排布的阵列探针；在所述激励电压源与N个探针电极之间设置有N选1模拟开关，所述N选1模拟开关的通断由控制模块控制，激励电压源通过N选1模拟开关的通断向N个探针电极依次发送N次相同的激励电压。5.根据权利要求1或2所述的一种生物谐和度检测装置，其特征在于:所述发射电极和接收电极分别是公共电极和N个探针电极，所述N个探针电极是等间隔规则排布的阵列探针；在所述N个探针电极与采样电阻之间设置有N选1模拟开关，所述N选1模拟开关的通断由控制模块控制，激励电压源通过N选1模拟开关的通断向公共电极依次发送N次相同的激励电压。6.根据权利要求1或2所述的一种生物谐和度检测装置，其特征在于:所述信号采集、预处理模块包括放大缓冲器和模拟数字转换器ADC，放大缓冲器与采样电阻的非接地端电性连接，对采样电阻两端的N个电压信号进行采集、放大和转换预处理步骤，与放大缓冲器连接的模拟数字转换器ADC，将N个电压信号转换成N个数字电压信号后输入微处理器；所述控制模块控制放大缓冲器和模拟数字转换器ADC的启停。7.一种利用权利要求1所述装置实现的生物谐和度检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 步骤a:启动生物谐和度检测装置，将检测回路中的发送电极和接收电极与生物体表面接触； 步骤b:控制模块控制激励电压源向发送电极依次发送N个相同的激励电压，N个相同的激励电压通过生物体产生N个电流后由接收电极接收； 步骤c: N个电流流过接收电极和采样电阻后接地，在采样电阻两端产生N个采样电压，由信号采集、预处理模块对N个采样电压进行采集和预处理； 步骤d:微处理器内部运行程序判断步骤c中采集到的N个采样电压中的有效数据量 是否达到程序设定的统计分析的最低限量~_，所述N_f N ;若是，则由微处理器对采集到的有效数据进行统计分析，得到生物谐和度；若否，则改变激励电压值，重复步骤b、c，直到测得的^ N_，由微处理器对有效数据进行统计分析，得到生物谐和度。8.根据权利要求7所述的一种生物谐和度检测方法，其特征在于:还包括步骤e:将步骤d中得到的生物谐和度进行图形化显示。9.根据权利要求7或8所述的一种生物谐和度检测方法，其特征在于:所述发送电极和接收电极分别是N个探针电极和公共电极，或者分别是公共电极和N个探针电极；N个探针电极配有N选1模拟开关，控制模块通过控制N选1模拟开关的通断实现依次发送N个相同的激励电压。10.根据权利要求7或8所述的一种生物谐和度检测方法，其特征在于:步骤c中的信号采集、预处理模块包括放大缓冲器和模拟数字转换器，所述预处理包括放大和转换步骤。
【专利摘要】本发明提供一种生物谐和度检测装置及检测方法，所述检测装置包括检测回路,用于测量N个生物体阻抗信号，所述检测回路包括激励电压源，激励电压源发送激励电压依次通过发射电极、生物体、接收电极和采样电阻后接地；信号采集、预处理模块，连接至采样电阻的非接地端，对测量到的N个信号进行采集并预处理；控制模块，控制检测回路的测量和信号采集、预处理模块的启停；微处理器，连接控制模块并对采集到的N个测量信号数据进行统计分析，得到生物谐和度。本装置依据谐和度的测量理论设计开发，适用于不同体型、体质人群谐和度的测量，表征人体亚健康、慢性病、急性病等特征，该装置集成度高、体积小，可以广泛应用于检测仪器、智能手机、智能手表、健康穿戴等各种健康监护设备。
【IPC分类】A61B5/053
【公开号】CN105361882
【申请号】CN201510895091
【发明人】赵照
【申请人】合肥芯福传感器技术有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月8日