人体经络电阻抗检测技术及初步实验研究.pdf

1、浙江大学控制科学与工程学系硕士学位论文人体经络电阻抗检测技术及初步实验研究姓名：陈正亮申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：李江20100101摘要摘要经络学说是中医基础理论的一个重要组成部分，近十年来，人们通过跨学科共同努力，关于经络电阻抗特性的研究已经取得了初步的研究成果，但是仍然存在以下三方面的问题：经络的电特性测量的影响因素和技术问题较多；经络电阻抗不能反映经络深层组织的变化；经络阻抗频谱特性和动态特性研究较少。本论文应用牛物电阻抗技术，以人体经络为研究对象，在分析国内外研究现状的基础上，针对经络电阻抗特性研究中存在问题，主要进行了两方面的研究工作：设计了一套高精度高性能

2、的人体经络电阻抗检测系统，并提出和应用了一些检测方法；应用该系统，进行了经络电阻抗频谱特性实验和动态特性实验。具体包括：1 设计了一套基于四电极法的高精度、多频、多通道、高性能的人体经络电阻抗检测系统。该系统具有以下特性：1)系统采用四电极测量法，有效得克服了电极一皮肤接触阻抗和皮肤角质层阻抗的影响，既提高了系统的精度，又提高了经络电阻抗反映经络深层组织变化的灵敏度；2)系统具有多频交流恒流激励源，采用生物信号数字解调技术解调人体经络电阻抗全信息，利用基于二维系数矩阵的多点校准方法校准电阻抗全信息，提高了系统的测量精度；3)系统激励电流的频率可在l O H z 一1 M H z 之问调节，调节

3、精度高速度快，能实现扫频式的多频输出；4)系统能够精确定位经络穴位：本文提出了一种精确定位穴位的方法，首先设计制作一个基于柔性电路板的一体化点阵电极，然后得到多通道的阻抗信息，利用穴位的低阻抗特性来定位经络穴位；2 应用设计的电阻抗检测系统，进行初步的人体经络实验，主要进行了经络阻抗频谱特性实验和动态特性实验：1)经络阻抗频谱特性实验。交流恒流激励源的频率分布采用对数等距频率分布模式，利用迭代式最I I浙江大学硕士学位论文小二乘法提取阻抗频谱特征参数。实验结果表明：穴位阻抗和非穴位阻抗的复平面轨迹图类似，但在复平面上的分布存在差异；特性参数R、氏对经络阻抗的变化较为敏感。2)经络阻抗动态特性实

4、验。以静止状态的健康人为研究对象，测量人体经络阻抗1 5 0 分钟内动态特性。实验结果表明：随着激励时间的增长，人体阻抗模值、实部、虚部、相角呈缓慢变大的趋势，且速率慢慢变小。本文研究的成果为进一步研究经络电阻抗特性与人体生理病变的联系并最终实现疾病诊断提供了良好的基础。关键词：经络点阵电极生物电阻抗阻抗频谱阻抗动态特性I I IA B S T R A C TA B S T R A C TT h et h e o r yo fm e r i d i a n si sa ni m p o r t a n tp a r to ft h eb a s i ct h e o r yo ft r a d

5、 i t i o n a lC h i n e s em e d i c i n e F o rr e c e n t10y e a r s，t h er e s e a r c ha b o u tp r o p e r t yo ft h ei m p e d a n c eo fm e r i d i a n sh a sa c h i e v e dp r e l i m i n a r yr e s u l t s H o w e v e r,t h ef o l l o w i n gp r o b l e m ss t i l le x i s t：t h e r ea l ea

6、g r e a tm a n yi n f l u e n t i a lf a c t o r sa n dt e c h n i c a li s s u e sa b o u tt h ee l e c t r i c a lp r o p e r t yo fm e r i d i a n s；t h ei m p e d a n c eo fm e r i d i a n sC a l ln o tr e f l e c tt h ec h a n g e so fd e e pt i s s u e；t h er e s e a r c ha b o u tm e r i d i

7、a ni m p e d a n c es p e c t r o s c o p ya n dd y n a m i cp r o p e r t i e so fm e r i d i a n sa r es c a r c e U s i n gt h eb i o e l e c t r i c a li m p e d a n c et e c h n o l o g y,t h i sa r t i c l ed i dt h ef o l l o w i n gj o b si nt w oa s p e c t sb a s e do nm e r i d i a n sa f

8、 t e rt h ea n a l y s i so fc u r r e n ts i t u a t i o na th o m ea n da b r o a d F i s t，am e r i d i a ni m p e d a n c ed e t e c t i o ns y s t e mw i t hh i 曲a c c u r a c ya n dh i 曲p e r f o r m a n c eW a sd e s i g n e d，i na d d i t i o n，s o m ed e t e c t i n gm e t h o d sw e r ep r

9、 e s e n t e da n du s e d S e c o n d，t h em e d i a ni m p e d a n c es p e c t r o s c o p ya n dd y n a m i cp r o p e r t i e se x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e db a s e do nt h es y s t e m C o n c r e t e l ys p e a k i n g,t h ef o l l o w i n ga s p e c t sa r ei n c l u d e d：1 i

10、Am e r i d i a ni m p e d a n c em e a s u r i n gs y s t e mw i t hh i g ha c c u r a c y,h i g hp e r f o r m a n c e，m u l t i p l ef r e q u e n c i e sa n dm u l t i p l ec h a n n e l sw a sd e s i g n e db a s e do nt h ef o u re l e c t r o d em e t h o d，w h i c hc o s i s to ft h ef o l l

11、o w i n gf e a t u r e s：1)T h ef o u re l e c t r o d em e t h o dW a sa d o p t e di nt h es y s t e mw h i c he f f e c t i v e l yo v e r c o m et h ei n f l u e n c e sb r o u g h tb yi n t e r f a c 6i m p e d a n t eb e t w e e ne l e c t r o d ea n ds k i na n di m p e d a n c eo fs t r a t

12、u me o m e u m，a l s o，i ti n c r e a s e dt h ea c c u r a c yo fs y a e ma n dt h es e n s i t i v i t yo fc h a n g e si nd e e pt i s s u eo fm e r i d i a n s 2)E q u i p p e dw i t hm u l t i-f r e q u e n c ys t i m u l a t i o ns o u r c ea n dd i g i t a ld e m o d u l a t i o nt e c h n o

13、l o g y,w h i c hc o u l dd e m o d u l a t et h ec o m p l e t ei n f o r m a t i o nf r o mi m p e d a n c eo fm e r i d i a n sa n da d j u s t e db ym u l t i p o i n tc a l i b r a t e dm e t h o db a s e do nt w od i m e n s i o n a lp o i n ta r r a y,t h es y s t e m Sa c c u r a c yW a sg r

14、 e a t l yp r o m o t e d 3)T h ef r e q u e n c yo fs t i m u l a t i o nc u r r e n tC a nb ea d j u s t e df a s ta n da c c u r a t e l yf r o mI V浙江大学硕十学位论文1O H zt oIM H z，a n dt h em i x e df r e q u e n c yi nt h ef o r mo fs w e e pi sa l s oa v a i l a b l ei nt h es y s t e m 4)T h ea c u

15、p u n c t u r ep o i n t sc a nb ee x a c t l yl o c a t e di nt h es y s t e m：t h i sa r t i c l ep r o p o s e da na c c u r a t ea c u p u n c t u r ep o i n t sp o s i t i o ni n gm e t h o d F i r s t l y,a ni n t e g r a t ee l e c t r o d ea r r a yo naf l e x i b l ec i r c u i tb o a r dw

16、a sm a d e。S e c o n d l y，t h el o c a t i o no fa c u p u n c t u r ep o i n t si sd e c i d e db yt h ec h a r a c t e r i s t i co fl o w e re l e c t r i c a li m p e d a n c ew h i c ha c q u i r e df r o mt h em u l t i p l ec h a n n e l s 2 B yu s i n gt h ei m p e d a n c ed e t e c t i n gs y s t e m，p r e l i m i n a r ye x p e r i m e n t sa b o u tm e r i d i a n sw e r ed o n e，e s p e c i a l l y,t h em e r i d i a ni m p e d a n c es p e c t r aa n dd y n a m i cp r o p e r t ye