摘要本发明提出一种基于FPGA的无源生物电阻抗实时检测辅助装置,包括电流互感器及电压互感器,电流互感器一次侧第一连接端处形成第一接线端,其第二连接端与第三接线端相连,电压互感器一次侧第一连接端与第三接线端相连,其第二连接端处引出第二、四接线端,电流互感器二次侧与电流采样电阻相连,电流采样电阻及电压采样电阻采用开尔文四线接法,从电流采样电阻引出两条连接线连接至第一仪用放大器,第一仪用放大器、第一ADC、FPGA依次相连;电压互感器的二次侧与电压采样电阻相连,从电压采样电阻引出两条连接线连接至第二仪用放大器,第二仪用放大器、第二ADC、FPGA依次相连。上述装置电路结构简单、通过其与射频消融仪的配合能实时检测出生物组织阻抗。
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专利类型
发明专利
申请/专利号
CN202410492210.0
申请日期
2024-04-23
公开/公告号
CN118453091A
公开/公告日
2024-08-09
主分类号
A61B18/12(2006.01) A A61 A61B A61B18
分类号
A61B18/12(2006.01) A61B18/14(2006.01) A61B5/053(2021.01) G01R19/25(2006.01) A61B18/12 A61B18/14 A61B5/053 G01R19/25
主申请人地址
264200 山东省威海市火炬高技术产业开发区火炬路213-3号B611
专利代理机构
威海科星专利事务所
代理人
李沫
国别省市代码
山东;37
主权项:
1.一种基于FPGA的无源生物电阻抗实时检测辅助装置,其特征在于:包括电流互感器以及电压互感器,所述电流互感器一次侧的第一连接端处形成第一接线端,所述电流互感器一次侧的第二连接端与第三接线端相连接,所述电压互感器一次侧的第一连接端与所述第三接线端相连接,所述电压互感器一次侧的第二连接端处引出两个接线端,分别记作第二接线端和第四接线端,其中所述第一接线端和第二接线端配合使用,用于外接射频消融仪,以将射频消融仪产生的射频信号接入至所述实时检测辅助装置,所述第三接线端用于与射频消融仪中的电极针相连接,所述第四接线端用于与射频消融仪中的中性电极相连接;所述电流互感器的二次侧与电流采样电阻相连,所述电流采样电阻采用开尔文四线接法,从所述电流采样电阻引出两条连接线连接至第一仪用放大器,所述第一仪用放大器与第一ADC相连接,所述第一ADC与FPGA相连接;所述电压互感器的二次侧与电压采样电阻相连,所述电压采样电阻采用开尔文四线接法,从所述电压采样电阻引出两条连接线连接至第二仪用放大器,所述第二仪用放大器与第二ADC相连接,所述第二ADC与FPGA相连接;所述第一ADC用于采集所述第一仪用放大器输出端的电压,得到第一电压序列,并将所述第一电压序列传输至所述FPGA;所述第二ADC用于采集所述第二仪用放大器输出端的电压,得到第二电压序列,并将所述第二电压序列传输至所述FPGA中;所述FPGA用于对第一电压序列以及第二电压序列进行DFT数字正交解调,以得出生物组织的阻抗。 2.根据权利要求1所述的基于FPGA的无源生物电阻抗实时检测辅助装置,其特征在于:所述FPGA用于对第一电压序列以及第二电压序列进行DFT数字正交解调,以得出生物组织的阻抗,具体为:所述FPGA根据所述第一电压序列以及第二电压序列构造与射频消融仪产生的射频信号同频率的、相互正交的正弦序列、余弦序列;将所述正弦序列以及余弦序列分别与所述第一电压序列相乘作DFT,得到正弦序列以及余弦序列的相位;将所述正弦序列、余弦序列分别与所述第二电压序列相乘作DFT,得到电压采样电阻等效并联至生物组织两端后,该并联电路的阻抗的幅值以及相位;结合所述电流采样电阻的阻值、电压采样电阻的阻值、电流互感器一次侧与二次侧之比、电压互感器一次侧与二次侧之比,计算得出生物组织的阻抗。 3.根据权利要求1所述的基于FPGA的无源生物电阻抗实时检测辅助装置,其特征在于:所述FPGA还用于依据所述射频消融仪产生的射频信号的频率对所述第一电压序列以及第二电压序列进行带通滤波处理。 4.根据权利要求1所述的基于FPGA的无源生物电阻抗实时检测辅助装置,其特征在于:还包括精密电阻单元以及总控开关,所述第三接线端引出连接线经串联的所述总控开关以及精密电阻单元连接至所述第四接线端,所述精密电阻单元包括m个精密电阻,分别记作第一精密电阻、第二精密电阻,……,第m精密电阻,每个精密电阻处对应串联一个控制开关形成m个串联支路,所述m个串联支路并联在一起形成并联电路,该并联电路连接至所述总控开关以及所述第四接线端之间,将各个控制开关分别对应记作第一控制开关、第二控制开关,……,第m控制开关,从所述第一精密电阻和第一控制开关之间引出连接线接地、从所述第二精密电阻和第二控制开关之间引出连接线接地、……、从所述第m精密电阻和第m控制开关之间引出连接线接地;在所述实时检测辅助装置投入使用之前,通过所述第一接线端以及第二接线端外接射频消融仪,使射频信号接入至所述实时检测辅助装置,所述FPGA用于通过依次测量所述精密电阻单元中的各个精密电阻分段线性拟合得到幅值补偿曲线以及相位补偿曲线,并存储在所述FPGA中,以便在对生物组织进行阻抗检测时通过所述幅值补偿曲线以及相位补偿曲线对生物组织的阻抗进行校准;当所述实时检测辅助装置用于检测生物组织阻抗时,所述总控开关处于断开状态。 5.根据权利要求1所述的基于FPGA的无源生物电阻抗实时检测辅助装置,其特征在于:所述FPGA还与显示单元相连接,所述显示单元用于显示信息。