便携式多生理参数检测仪的设计

作     者：周延顺 于致远 郭永生 郭圣文 ZHOU Yanshun;YU Zhiyuan;GUO Yongsheng;GUO Shengwen

作者机构：华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510006 广州中康先觉健康科技有限责任公司广东广州510006 华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州501640 

基　　金：广州市重点研发计划(2023B03J1335) 

出 版 物：《中国医学物理学杂志》 (Chinese Journal of Medical Physics)

年 卷 期：2024年第41卷第4期

页      码：486-494页

摘      要：为了检测人体的电阻抗、血氧、心率和体温等生理参数,设计一种头戴式的多功能便携检测仪。该设备针对现有阻抗检测设备的激励频率范围窄、精度不足和检测耗时长等问题进行优化:采用四电极阻抗检测方案,通过直接数字频率合成器和Howland电流源生成正弦激励电流流经人体,使用ADI公司的AD8302增益相位检波器芯片和配套算法计算得到人体电阻抗的幅值和相位,有效提高检测的准确性和效率。为了进一步减小系统误差,设计模拟开关电路并配合高精度采样电阻和相移电容实现系统参数的自校准。实验结果表明,在10 kHz~1 MHz的检测频率范围内,阻抗幅值和相位的平均检测误差分别小于0.5%和0.59°,最大检测误差分别小于1.54%和1.38°,显示出比基于TI公司AFE4300芯片的阻抗检测方案更优的性能。此外,设备还整合了血氧、心率和体温的检测模块。人体实验验证了其在准确和有效检测多种生理参数方面的优越性。

主 题 词：头戴式检测仪 生物阻抗 相位 四电极检测方案 多生理参数检测 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0836[0836] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1005-202X.2024.04.014

馆 藏 号：203127514...