本發(fā)明涉及一種生物組織電阻抗檢測。特別是涉及一種生物組織電阻抗特征參數(shù)異常的檢測方法。

背景技術(shù)：

生物組織電阻抗是能夠反映整個生物組織、細(xì)胞或細(xì)胞器電學(xué)性質(zhì)的物理量，在生物物理學(xué)研究領(lǐng)域等方面有著廣闊前景。

然而，在目前大多數(shù)檢測方法都需要把生物組織的介電常數(shù)和電導(dǎo)率與文獻(xiàn)進(jìn)行對比，而為了取得介電常數(shù)和電導(dǎo)率，必須對生物組織尺寸進(jìn)行限定，從而大大限制了其適用領(lǐng)域，不利于快速準(zhǔn)確的分析和檢測生物組織的電學(xué)特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種不需限定生物組織尺寸的生物組織電阻抗特征參數(shù)異常的檢測方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種生物組織電阻抗特征參數(shù)異常的檢測方法，是利用電阻抗測量系統(tǒng)所采集的被測生物組織電阻抗原始數(shù)據(jù)，計算電阻抗特性偏離系數(shù)，按照設(shè)定的電阻抗特性偏離系數(shù)閾值判斷被測生物組織電阻抗特性是否異常，具體包括如下步驟：

1)在任意頻率f下，采集被測生物組織電阻抗中電阻值r和電抗值x；通過查表獲得同類正常生物組織在所述頻率f下的介電常數(shù)ε和電導(dǎo)率σ；

2)使用公式q＝(r/x/(2*π*f)/(ε/σ)-1)*100％，計算被測生物組織的電阻抗特性偏離系數(shù)q，式中r和x分別為步驟1)測得的電阻值和電抗值，ε和σ分別為查到的介電常數(shù)和電導(dǎo)率；

3)將所述的電阻抗特性偏離系數(shù)q與設(shè)定的電阻抗特性偏離系數(shù)閾值比較，當(dāng)電阻抗特性偏離系數(shù)q大于電阻抗特性偏離系數(shù)閾值時，判定為被測生物組織在頻率f處電阻抗特性異常，進(jìn)入下一步驟，否則結(jié)束；

4)在任意頻率段ab間，選取n個頻率點重復(fù)步驟1)～步驟3)，得到m個異常頻率點，其中，m≤n，計算被測生物組織在任意頻率段ab間的頻段偏離系數(shù)p：

p＝m/n×100％；

5)將所述的頻段偏離系數(shù)p與設(shè)定的頻段偏離閾值比較，當(dāng)頻段偏離系數(shù)p大于頻段偏離閾值時，判定為被測生物組織在所述頻率段上電阻抗特性異常，否則正常。

步驟3)中所述的電阻抗特性偏離系數(shù)閾值為10％～100％。

所述的電阻抗特性偏離系數(shù)閾值優(yōu)選為50％。

步驟5)所述的頻段偏離閾值為1％～100％。

所述的頻段偏離閾值優(yōu)選為10％。

本發(fā)明的一種生物組織電阻抗特征參數(shù)異常的檢測方法，是一種自動、快速、準(zhǔn)確的檢測生物組織電阻抗特性異常的方法，能夠為生物組織異常提供可靠的判斷依據(jù)，能夠為組織電阻抗的研究提供新的方法和思路。當(dāng)檢測生物組織特定頻率的電阻抗特征時，只需測量該頻率的電阻抗(即電阻數(shù)值與電抗數(shù)值，對于生物組織，該電抗數(shù)值為容抗數(shù)值)，即可判斷被測生物組織在特定頻率下的電阻抗是否正常，避免了同類檢測方法中的需要規(guī)定組織尺寸的需求。當(dāng)檢測特定頻率段的電阻抗特征時，也僅需逐個頻率點測量電阻抗。同時，本發(fā)明的方法計算簡便，避免了計算阻抗圓圖等復(fù)雜的計算工作，能夠?qū)崿F(xiàn)對生物組織電阻抗特性異常的快速判定。

附圖說明

圖1是不同頻率點的電阻抗數(shù)據(jù)示意圖；

圖2是電阻抗特性偏移系數(shù)及其閾值判定不同頻率點的電阻抗特性是否異常示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的一種生物組織電阻抗特征參數(shù)異常的檢測方法做出詳細(xì)說明。

本發(fā)明的一種生物組織電阻抗特征參數(shù)異常的檢測方法，利用電阻抗測量系統(tǒng)所采集的被測生物組織電阻抗原始數(shù)據(jù)，結(jié)合已知的生物組織介電常數(shù)與電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，計算特定頻率或特定頻率段內(nèi)的生物組織電阻抗的特征常數(shù)和參數(shù)，獲得被測生物組織在特定頻率下電阻抗特征參數(shù)偏離系數(shù)或特定頻率段內(nèi)電阻抗特征參數(shù)頻段偏離系數(shù)，當(dāng)電阻抗特征參數(shù)偏離系數(shù)或電阻抗特征參數(shù)頻段偏離系數(shù)大于設(shè)定的閾值時，判斷被測組織在特定頻率或特定頻率段內(nèi)的組織電阻抗特性異常。

本發(fā)明的一種生物組織電阻抗特征參數(shù)異常的檢測方法，具體包括如下步驟：

1)在任意頻率f下，采集被測生物組織電阻抗中電阻值r和電抗值x；通過查表獲得同類正常生物組織在所述頻率f下的介電常數(shù)ε和電導(dǎo)率σ；

2)使用公式q＝(r/x/(2*π*f)/(ε/σ)-1)*100％，計算被測生物組織的電阻抗特性偏離系數(shù)q，式中r和x分別為步驟1)測得的電阻值和電抗值，ε和σ分別為查到的介電常數(shù)和電導(dǎo)率；

3)將所述的電阻抗特性偏離系數(shù)q與設(shè)定的電阻抗特性偏離系數(shù)閾值比較，當(dāng)電阻抗特性偏離系數(shù)q大于電阻抗特性偏離系數(shù)閾值時，判定為被測生物組織在頻率f處電阻抗特性異常，進(jìn)入下一步驟，否則結(jié)束；所述的電阻抗特性偏離系數(shù)閾值為10％～100％，所述的電阻抗特性偏離系數(shù)閾值優(yōu)選為50％。

4)在任意頻率段ab間，選取n個頻率點重復(fù)步驟1)～步驟3)，得到m個異常頻率點，其中，m≤n，計算被測生物組織在任意頻率段ab間的頻段偏離系數(shù)p：

p＝m/n×100％；

5)將所述的頻段偏離系數(shù)p與設(shè)定的頻段偏離閾值比較，當(dāng)頻段偏離系數(shù)p大于頻段偏離閾值時，判定為被測生物組織在所述頻率段上電阻抗特性異常，否則正常。所述的頻段偏離閾值為1％～100％，所述的頻段偏離閾值優(yōu)選為10％。

下面，給出實例：

1、生物電阻抗測量數(shù)據(jù)如圖1所示，當(dāng)通過電阻抗測量設(shè)備，例如hioki3520-50lcr測試儀或agilent4294a阻抗分析儀，測量某種組織電阻抗，得到在頻率段ab間內(nèi)，f1、f2、f3、f4……等不同頻率點下的電阻抗：z1、z2、z3、z4……，如圖1所示；把電阻抗數(shù)值分解為電阻和電抗數(shù)據(jù)：r1和x1、r2和x2、r3和x3、r4和x4……；通過查表取得被測生物組織在頻率點f1、f2、f3、f4……下的介電常數(shù)和電導(dǎo)率ε1和σ1、ε2和σ2、ε3和σ4、ε4和σ4……。

2、使用公式q＝(r/x/(2*π*f)/(ε/σ)-1)*100％計算頻率點f1下的電阻抗特性偏離系數(shù)q1，q1＝(r1/x1/(2*π*f1)/(ε1/σ1)-1)*100％。

3、把頻率點f1下的電阻抗特性偏離系數(shù)q1與電阻抗特性偏離系數(shù)閾值50％相比較，若q1大于50％，則判定被測生物組織在頻率點f1處電阻抗特性異常，否則判定正常，如圖2所示。

4、對頻率點f2、f3、f4……處的電阻抗z2、z3、z4……，結(jié)合其介電常數(shù)和電導(dǎo)率數(shù)值，重復(fù)步驟2和3，判斷頻率點f2、f3、f4……處電阻抗特性是否異常；對異常頻率點進(jìn)行計數(shù)得到異常頻率點個數(shù)m，對所有測量頻率點進(jìn)行計數(shù)得到測量頻率點個數(shù)n，則頻段偏離系數(shù)p＝m/n*100％。

5、將頻段偏離系數(shù)p與頻段偏離系數(shù)閾值10％進(jìn)行對比，如果頻段偏離系數(shù)p高于10％，則判定被測生物組織電阻抗在頻率段ab上電阻抗特性異常，反之判定正常。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種生物組織電阻抗特征參數(shù)異常的檢測方法：在任意頻率下，采集被測生物組織電阻抗中電阻值和電抗值；通過查表獲得同類正常生物組織在該頻率下的介電常數(shù)和電導(dǎo)率；計算被測生物組織的電阻抗特性偏離系數(shù)；將電阻抗特性偏離系數(shù)與設(shè)定的電阻抗特性偏離系數(shù)閾值比較，當(dāng)其大于電阻抗特性偏離系數(shù)閾值時，判定為被測生物組織在該頻率處電阻抗特性異常；在任意頻率段間，選取N個頻率點重復(fù)上述過程，得到M個異常頻率點，M≤N，計算被測生物組織在任意頻率段間的頻段偏離系數(shù)；將該頻段偏離系數(shù)與設(shè)定的頻段偏離閾值比較，當(dāng)其大于頻段偏離閾值時，判定為被測生物組織在該頻率段上電阻抗特性異常。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對生物組織電阻抗特性異常的快速判定。

技術(shù)研發(fā)人員：殷濤;李穎;劉志朋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.13
技術(shù)公布日：2017.10.20