电生物阻抗测量

电生物阻抗测量

相关产品:MFIA,MFLI,MF-IA,MF-MD,HF2LI,HF2TA,HF2LI-MF

应用说明

电生物阻抗是一种类似于微流控细胞检测的无损检测方法,区别仅仅是测量的尺度为生物组织而非单个细胞。该技术被广泛用于医疗检测,用来补足传统的物化和生化的手段。它具体的应用包括生物电阻抗分析(BIA),心电图(ECG),电阻抗断层扫描(EIT)和电阻抗肌电图(EIM)。在这些应用中,我们可以将微弱的交流电压或电流信号施加到组织上。由于组织同时包含电阻性的水和电容性的细胞膜,我们需要使用相敏技术测量产生的电流或电压信号,以便量化组织的复阻抗。

测量策略

LCR表通常可用于在一个或几个固定频率(通常介于10 Hz和100 kHz之间)下测量生物阻抗。但基于这样有限的数据,我们无法确认组织的等效电路模型。此频率范围也不足以捕捉组织阻抗的全部信息,因为它既无法穿透细胞膜(要求频率高于1 MHz),也不能区分低频信号与心跳或呼吸(1 Hz或以下)。

MFIA阻抗分析仪和HF2LI 锁相放大器并提供2端子和4端子检测配置(亦称为2线或4线配置)。其中

 

Electrical bioimpedance measurement setup with the Zurich Instruments MFIA

 

图1:使用 MFIA 阻抗分析仪对组织样本进行的4线阻抗测量的示意图。高频,高电容路径用橙色表示;而低频,电阻路径用蓝色表示。

 

 

 

 

Frequency-dependent impedance measurement with the MFIA

 

图2:使用LabOne参数扫描仪模块在人类前臂上的测得的阻抗频谱。此图同时包含阻抗幅值(红色),相位(蓝色)和RMS电流(绿色)。X轴为频率对数轴,而Y轴显示了相位。

 

 

 

 

Small impedance and phase changes captured with the LabOne Plotter module

 

图3:使用LabOne绘图仪模块测量握拳运动引起的微小阻抗和相位变化(1.5 Ohm和1.5 deg)。阻抗在松拳后恢复。

 

选择苏黎世仪器的优势

 

在包含低频段的宽频范围内扫描阻抗,方便确定生物组织的等效电路模型。

高速跟踪快速的阻抗和相位变化,同时保持高精度。仅需要LabOne绘图仪或数据采集模块,无需外接数字采集卡。

通过并行实验来节省时间。使用 MF-MD 或 HF2LI-MF 选件,可以同时探测多个频率下的阻抗。

自动化工作流程。您可以使用 LabOne的API,包括Python,C,MATLAB®,LabVIEW™和.NET。

 

 

 

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