[发明专利]一种微创生物组织电导率/介电常数测量电极与测量方法

说明书

一种微创生物组织电导率/介电常数测量电极与测量方法，电极有平行嵌入U型电极支架内侧的未保护电极和保护电极，保护电极的环内设置有圆片结构的被保护电极，被保护电极的外周边与保护电极的内周边相隔有设定的距离，保护电极和被保护电极分别对应通过保护电极连线和被保护电极连线连接外部的地，未保护电极通过未保护电极连线连接外部的激励电源。方法是将测量电极插入被测生物组织，将未保护电极连接频率已知的交流激励电源，将被保护电极和保护电极接地；测量未保护电极与地之间的电压，以及测量流过被保护电极的电流；从而得到被测生物组织的电阻抗、电容、电导率和相对介电常数。本发明可以测量体积较小的生物组织的电阻抗，实现活体在体测量。

技术领域

本发明涉及一种微创生物组织测量电极。特别是涉及一种微创生物组织电导率/介电常数测量电极与测量方法.

背景技术

生物组织的电特性主要包括电导率和介电常数。

目前在生物介电电特性测量方法主要有集总电路法、传输线法和谐振腔法，传输线法和谐振腔法测量精度高，但是对于被测材料的形状与尺寸要求精度高，适用于高频电磁波激励时的测量。

集总电路法是利用测量得到电参数计算材料的介电常数的方法，一般采用四电极测量的方法，通常由四根金属针构成测量装置，四根金属针在组织内沿直线排成一排，从两端的电极输入激励电压，从内侧的一对电极测量电流；激励电极输入恒定的电压，测量电极测量电流通路中的电流，由欧姆定律计算得到被测组织的电阻抗，再使用测量电极的电极常数，计算得到被测生物组织的电导率和介电常数。这种测量方法原理简单，适用于低频电磁激励时的测量；但是由于生物组织是立体，激励电极在组织内形成的电场不是平行电场，测量电极测得的电流流经的路径不仅激励电极的连线，还流经其他路径，即不能得到电流流经的组织的准确几何形状，计算得到的组织电阻抗值误差较大。

所以，需要一种能够降低或消除非平行电场影响，能够用于在体测量生物组织电阻抗特性的测量电极与测量方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够降低或消除非平行电场影响的微创生物组织电导率/介电常数测量电极与测量方法。

本发明所采用的技术方案是：一种微创生物组织电导率/介电常数测量电极，包括有：U型电极支架，平行嵌入U型电极支架内侧并形成有设定间隔的未保护电极和保护电极，所述保护电极为环形结构，所述未保护电极为圆片结构，所述保护电极的环内设置有嵌入在U型电极支架内的圆片结构的被保护电极，所述被保护电极的外周边与所述保护电极的内周边相隔有设定的距离，所述的保护电极和被保护电极分别对应通过嵌入在U型电极支架内的保护电极连线和被保护电极连线连接外部的地，所述的未保护电极通过嵌入在U型电极支架内的未保护电极连线连接外部的激励电源，或者，所述的保护电极和被保护电极分别对应通过嵌入在U型电极支架内的保护电极连线和被保护电极连线连接外部的激励电源，所述的未保护电极通过嵌入在U型电极支架内的未保护电极连线连接外部的地。

所述的U型电极支架是由上支撑板、下支撑板和一体连接在所述上支撑板和下支撑板之间一侧的电极基座构成，所述被保护电极和保护电极嵌入在所述U型电极支架的上支撑板的内侧面上，所述未保护电极嵌入在所述U型电极支架的下支撑板的内侧面上，所述未保护电极、保护电极和被保护电极位于同一轴线上。

所述的U型电极支架的上支撑板和下支撑板远离电极基座的一端为便于插入生物组织的楔形结构，所述电极基座的与生物组织接触的前侧面为圆弧面。

一种使用微创生物组织电导率/介电常数测量电极获取生物组织电阻抗特性的方法，包括如下步骤：

1)将测量电极插入被测生物组织设定深度，将未保护电极连接频率已知的交流激励电源，将被保护电极和保护电极接地；

2)测量未保护电极与地之间的电压U，以及测量流过被保护电极的电流I；