基于方波恒流源细胞电阻测量系统的设计实现.pdf

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1、213I5年]月第]4卷第]期应用天地基于方波恒流源细胞电阻测量系统的设计实现郝丽俊单纯玉白宝丹(上海医疗器械高等专科学校上海200093)摘要：设计实现了一个细胞电阻测量系统。该系统基于方波恒流源电路，将交流方波微电流信号施加在被测细胞或细胞群上，根据欧姆定律，输出与被测细胞电阻成正比的交流方波电压，再经滤波、整流、A／D转换后获得电阻数字显示值。系统中恒流源的应用有效消除了测量电极电解作用及细胞膜电位对测量结果的影响，方波电压的产生则便于进一步滤除直流干扰成分，提高测量准确度。利用生理盐水模拟细胞液进行实验，可以观察到随着测试表笔距离的加大，测量电阻也在做正比例增加，结果受表笔电极

2、化影响很小，且在有效测量范围O～l000Q内，测量均方误差小于6，能够基本满足临床上离体辅助检测的需求。关键词：生物医学测量；细胞电阻；恒流源；交流方波；精密整流中图分类号：TN402文献标识码：B国家标准学科分类代码：510．10DesignandimplementationofcellresistancemeasurementsystembasedonsquarewaveconstantcurrentsourceHaoLijunShanChunyuBaiBaodan(ShanghaiMedicalInstrumentationCollege，Shanghai200093，China

3、)Abstract：AcellresistancemeasurementsystembasedOnaconstantcurrentsourceisdesigned．Inthesystem，ACsquarewavemicro—currentsignalisfirstbeingappliedtothecellsorthecellmass，andthenanoutputsquare—wavevolt—ageproportionaltothemeasuringcellresistanceisobtainedaccordingtoOhm'slaw．Finallydigitaldisplayval

4、uescanbeattainedafterrectificationandA／Dconversion．Theapplicationofconstantcurrentsourcecaneffectivelyimprovemeas—urementaccuracybyeliminatingtheeffectONthemeasuringresultsofthecellmembranepotentialandmeasuringelee—trodeelectrolysis．Andalso，asusingsquarewave，theDCinfluencecanbeeasilyfilteredbyth

5、esystemwithsimplecir—cult．Finally，usingsalinetosimulateexperimentalceUfluid，theexperimentshowsthatwiththeincreasingdistanceoftestprobes，themeasuredresistanceisincreasedindirectproportionandtheresultshavelittleeffectonpolarizationandeffective．Inaddition，resultsdemonstratethatthemeansquareerroriSl

6、essthan6％inthemeasurementrange0—1000Qanditcanbasicallymeettotheneedsofisolatedassisteddetectioninclinically．Keywords：biomedicalmeasure；cellresistance；constantcurrentsource；ACsquarewave；precisionRectifier临床]。1引言生物组织可视为许多细胞的集合。因此，测量生物电生物电阻抗测量，是一种利用生物组织与器官的电特阻抗可近似看作测量大量细胞的等效阻抗。医学研究性及其变化规律提取与人体生理、病理

7、状况相关的生物医表明，当疾病发生时，相关组织或器官的功能性变化往往学信息的检测技术。它具有无创、无害、廉价和操作简单要先于器质性病变和其他临床症状。提出的电阻测量技等特点，在临床上应用较广。国外的生物电阻抗测量技术术将检测细胞电特性，临床医生根据测量结果并结合经验较高，电阻抗断层成像技术作为新一代的生物阻抗技术已即可对血液、体液和不同组织成分的变化做出判断，为早得到各国的关注。国内则以应用研究为主，目前以各种阻期诊断提供依据。相比其他电阻抗断层