一種基於四電極模型的生物阻抗測量探頭的製作方法
2023-10-09 23:37:19
一種基於四電極模型的生物阻抗測量探頭的製作方法
【專利摘要】本發明涉及生物阻抗測量領域，具體公開了一種基於四電極模型的生物阻抗測量探頭。該探頭包括基板、焊接於所述基板上的微帶線以及與所述微帶線連接的電極陣列，所述電極陣列為一對互為對稱的彈簧電極和一對互為對稱的印製電極間隔排列構成，每個電極通過微帶線與設置於基板上的接線柱連接。因此，本發明不僅能弱化被測對象表面不平整帶來的接觸面積的區別，減少接觸阻抗誤差；還能在沒有額外引入新的測量誤差的情況下，保證了對被測對象進行測試的準確性，也有利於根據所測得的數據判定被測對象的性狀。
【專利說明】-種基於四電極模型的生物阻抗測量探頭
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物阻抗測量領域，具體涉及一種基於四電極模型的生物阻抗測量探 頭。
【背景技術】
[0002] 在生物阻抗測量中，通常電阻抗測試儀採用四電極模型的的探頭，該探頭位於測 量系統的最前端，直接接觸被測生物組織或者人體。其中，在探頭上發生的事件，包括有用 信息、噪聲、偽差、接觸阻抗、極化電壓等，都會進入後續電路被放大、傳輸，參與信號處理。 現有四電極模型的探頭的電極陣列一般連接方式為全部彈簧針連接或全部硬連接。在實際 操作中，探頭電極陣列全部用彈簧針連接，雖然能夠同時保證激勵電極和採集電極與被測 對象的接觸面積一致，但採集電極會受到彈簧壓縮的影響。而另一種方案的探頭電極陣列 為硬連接接觸電極，當對表面不平整的生物樣本測試時，激勵電極與被測對象接觸面積不 一致，引入接觸阻抗誤差。對於目前的現有技術水平接觸阻抗誤差無法校準，無法消除，並 且每次的值均不一樣，從而嚴重影響測試結果的準確性。
[0003] 研究人員在不斷的臨床試驗或工藝操作中會發現每次測量時探頭與被測生物組 織或人體的接觸面不一致會導致接觸阻抗隨機發生變化，而以正確方式固定電極從而在電 極與被測對象之間形成良好地接觸就顯得同等重要。雖然現有技術中也提出了一些固定電 極的裝置的技術方案，但一般存在不能達到在不引入新的測量誤差的情況下解決與被測對 象之間良好接觸接觸問題，導致無法準確的對被測對象進行測試，也無法根據所測得的數 據判定被測對象的性狀。
【發明內容】
[0004] 針對上述現有技術存在的不足，本發明目的是提供一種不同類電極混合分布排列 方式的基於四電極模型的生物阻抗測量探頭。
[0005] 為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案如下：
[0006] -種基於四電極模型的生物阻抗測量探頭，包括基板、焊接於所述基板上的微帶 線以及與所述微帶線連接的電極陣列，所述電極陣列為一對互為對稱的彈簧電極和一對互 為對稱的印製電極間隔排列構成，每個電極通過微帶線與設置於基板上的接線柱連接。
[0007] 優選地，所述微帶線包括彈簧電極微帶線和與彈簧電極微帶線寬度相同的印製電 極微帶線。
[0008] 優選地，所述彈簧電極微帶線和所述印製電極微帶線的最小間距不小於彈簧電極 微帶線寬度的三倍。
[0009] 優選地，所述彈簧電極的前端部為與生物組織或人體接觸的彈簧電極接觸面，所 述印製電極的暴露面為與生物組織或人體接觸的印製電極接觸面。
[0010] 進一步地，所述彈簧電極接觸面和所述印製電極接觸面相互平行，其中互為相鄰 的彈簧電極與印製電極的間距相等。 toon] 更進一步地，所述彈簧電極接觸面突出於印製電極接觸面的距離不超過彈簧電極 長度的二分之一。
[0012] 更進一步地，所述彈簧電極接觸面突出於印製電極接觸面的距離不超過7_。 [0013] 優選地，當所述基板的形狀為"凸"字形時，所述一對印製電極為採集電極且嵌入 所述基板的凸出部位且該電極與凸出部位的前端齊平，所述一對彈簧電極為激勵電極且位 於所述基板的非凸出部位的兩側且圍繞所述基板中心線對稱。
[0014] 優選地，所述基板為印製電路板，採用低介質電常數的板材作為製作材料。
[0015] 採用上述結構後，本發明和現有技術相比所具有的優點是：通過將彈簧電極和印 制電極的混合排列方式以及縮短採集電極之間的間距，以弱化了被測對象表面不平整帶來 的接觸面積的區別，減少接觸阻抗誤差；同時採集電極採用印製電極，避免由於彈簧電極的 彈簧線圈壓縮不一致導致的採樣誤差；激勵電極置於左右外側，弱化了被測對象表面不平 整帶來的接觸面積的區別，也減少接觸阻抗誤差。另外，本發明採集電極只取相對信號而不 是絕對值的大小，激勵電極採用彈簧電極，其彈簧線圈壓縮不一致並不會影響採集的相對 值的準確性，因此沒有額外引入新的測量誤差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0017] 圖1是本發明所述探頭的結構示意圖。
[0018] 圖2是本發明所述探頭電極陣列排列方式的示意圖。
[0019] 圖3是本發明所述彈簧電極的結構示意圖。
[0020] 圖4是本發明所述印製電極的結構示意圖。
[0021] 附圖標記：
[0022] 1-基板，2-彈簧電極，21-彈簧電極接觸面，3-印製電極，31-印製電極接觸面， 4_彈簧電極微帶線，5-印製電極微帶線，6-接線柱。
【具體實施方式】
[0023] 以下所述僅為本發明的較佳實施例，並不因此而限定本發明的保護範圍。
[0024] 如圖1和圖2所示，本發明實施例提供了一種基於四電極模型的生物阻抗測量探 頭，包括基板1、焊接於所述基板1上的微帶線以及與所述微帶線連接的電極陣列。在本實 施例中所述基板1為印製電路板，採用低介質電常數的板材作為製作材料，其中低介質常 數小於3. 4。所述電極陣列為一對互為對稱的彈簧電極2和一對互為對稱的印製電極3間 隔排列構成，每個電極2 (或3)通過微帶線與設置於基板上的接線柱6連接。
[0025] 在本實施例中所述基板1的形狀為"凸"字形，所述一對印製電極3為採集電極且 嵌入所述基板1的凸出部位且該電極3與凸出部位的前端齊平，所述一對彈簧電極2為激 勵電極且位於所述基板1的非凸出部位的兩側且圍繞所述基板1中心線對稱。因此，本實 施例所述探頭的採集電極採用印製電極3,能避免由於彈簧電極2的彈簧線圈壓縮不一致 導致的採樣誤差；激勵電極採用彈簧電極2且置於左右外側，弱化了被測對象表面不平整 帶來的接觸面積的區別，減少接觸阻抗誤差。
[0026] 在本實施例中，所述微帶線包括彈簧電極微帶線4和與彈簧電極微帶線4寬度相 同的印製電極微帶線5。其中彈簧電極2與彈簧電極微帶線4焊接一起，印製電極3與印製 電極微帶線5焊接一起。所述彈簧電極微帶線4和所述印製電極微帶線5的最小間距不小 於彈簧電極微帶線4寬度的三倍，以降低微帶線之間雜散電路的影響。
[0027] 如圖3和圖4所示，所述彈簧電極2的前端部為與生物組織或人體接觸的彈簧電 極接觸面21，所述印製電極3的暴露面為與生物組織或人體接觸的印製電極接觸面31。在 本實施例中，所述彈簧電極接觸面2和所述印製電極3接觸面相互平行，其中互為相鄰的彈 簧電極2與印製電極3的間距相等。為了保證彈簧電極的穩定性，所述彈簧電極接觸面21 突出於印製電極接觸面31的距離不超過彈簧電極2長度的二分之一。其中，所述彈簧電極 接觸面21突出於印製電極接觸面31的距離不超過7mm。
[0028] 在本發明實施例中，所述探頭的採集電極的信號以相對值表示而非絕對值，而激 勵電極採用彈簧電極，其中彈簧電極存在彈簧線圈壓縮不一致的問題但並不會影響採集電 極相對值的準確性。
[0029] 上述內容僅為本發明的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本發明的 思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明 的限制。
【權利要求】
1. 一種基於四電極模型的生物阻抗測量探頭，包括基板（1)、焊接於所述基板（1)上的 微帶線以及與所述微帶線連接的電極陣列，所述電極陣列為一對互為對稱的彈簧電極（2) 和一對互為對稱的印製電極（3)間隔排列構成，每個電極通過微帶線與設置於基板上的接 線柱（6)連接。
2. 根據權利要求1所述的探頭，其特徵在於，所述微帶線包括彈簧電極微帶線（4)和與 彈簧電極微帶線（4)寬度相同的印製電極微帶線（5)。
3. 根據權利要求1所述的探頭，其特徵在於，所述彈簧電極微帶線⑷和所述印製電極 微帶線（5)的最小間距不小於彈簧電極微帶線⑷寬度的三倍。
4. 根據權利要求1所述的探頭，其特徵在於，所述彈簧電極（2)的前端部為與生物組織 或人體接觸的彈簧電極接觸面（21)，所述印製電極（3)的暴露面為與生物組織或人體接觸 的印製電極接觸面（31)。
5. 根據權利要求4所述的探頭，其特徵在於，所述彈簧電極接觸面⑵和所述印製電極 (3)接觸面相互平行，其中互為相鄰的彈簧電極（2)與印製電極（3)的間距相等。
6. 根據權利要求4所述的探頭，其特徵在於，所述彈簧電極接觸面（21)突出於印製電 極接觸面（31)的距離不超過彈簧電極（2)長度的二分之一。
7. 根據權利要求6所述的探頭，其特徵在於，所述彈簧電極接觸面（21)突出於印製電 極接觸面（31)的距離不超過7mm。
8. 根據權利要求1所述的探頭，其特徵在於，當所述基板⑴的形狀為"凸"字形時，所 述一對印製電極（3)為採集電極且嵌入所述基板（1)的凸出部位且該電極（3)與凸出部位 的前端齊平，所述一對彈簧電極（2)為激勵電極且位於所述基板（1)的非凸出部位的兩側 且圍繞所述基板（1)中心線對稱。
9. 根據權利要求1所述的探頭，其特徵在於，所述基板（1)為印製電路板，採用低介質 電常數的板材作為製作材料。
【文檔編號】A61B5/053GK104095631SQ201410355469
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】張亮, 徐現紅, 戴濤, 向飛, 蒲洋, 高松 申請人:思瀾科技（成都）有限公司