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1、物理第?卷实验第 期用非平衡电桥 测电阻抗在医 学上的应用黄慰怀!桂林医学院 通常用平衡交流电桥测量确定的电阻抗值,但在医学上常会遇到随时间变 化的电阻抗,测量这种变化电阻抗可用非平衡交流电桥#这种变化的电阻抗可以给出许多医学信息,因而使得用电桥测电阻抗这一非常普通的物理方法,在医学上得到实际应用#一、用非平衡电桥洲空化的电阻抗如图?所示,设%、! 如果电桥开始时平衡,而后 桥件阻抗,变故当。二万灿灿 指指示器器抗的简化示意图#容 积导体的容积变化时,其阻抗也发生变化#例如,电阻率为?,长为,截面为的一段导体,其电阻为=叫蛟后送入记 录装置。高频放大器采月 调谐放大方式,只放大电桥输出的高频调
2、幅电压,可提高抗干扰能力。测量前,利用电桥平衡指示器,通过调节桥臂阻抗使电桥平衡#为了知道的变化幅度,可利用定标系统,给出已知 的阻抗变化,在输出波形中打出一列定标方波。 刀4洲几苏口乙艺4尸厂!/式中厂二为导体的容积。如呆户、不变,只截面变化引起容积厂变化,当容积变化厂不大时,山! /式可得凸?订二一户汀叹凸厂 厂一二、非平衡电桥洲电阻抗在医学上的应用?。阵杭血 流图川人体是一 个复杂的导体,不同组织或脏器 的电阻率可以有很大的差异。血浆、脑脊液、尿等电阻率最小,血液的稍大,皮肤、皮下组织与肌肉的又大一些,骨组织 的 更大,而脂肪组织几乎类似 于绝缘体#将高频电压用电极加于人体体表某两个部位
3、,人休作为一个容积导体,电流并不是在两电极之间经人体沿直线通过,而是要流经皮 下较深的部位。这时 电极片与皮下组织、肌肉间构成电容器,导电性能较差的皮肤和皮下脂肪则相当于电容器 的介质,在皮 下组织 和肌肉内部,仅呈现电阻性质。因此,在两电极之间,将呈现由容抗和电阻组成 的电阻抗。图?是人体某一节段 电阻+和容抗。构成阻二3丝全上 犷!交?式中负号表示随着容积增大电阻变小。在人体中,由于心脏有节律地收缩和舒张周期性地向主动脉射血,血液发生搏动性流动,血管!主要是动脉也有搏动,产生血管容积 的变化,相应也引起某一节段电阻抗的变化#心脏收缩使某一 节 段血管 充盈时,容积增大,阻抗变小,心 脏舒张
4、血管回缩时,容积减小,阻抗将增大#这种阻抗变化与血流状态的变化紧密相关,%收将描记下来的反映阻抗变化的波形称为阻抗血 流图#可以用电极将人体的被检部位引入到电桥的一臂,从而可检测两电极间的器官组织电阻抗的综合变化#在人体的不同节段,由于血流动力学变化的情况不同,描记下来的阻抗血流图有不同的特征。在人体的同一部位,与正常状态相比,当一些生理或病理变化对血液流动产生影响时,阻抗血流图也将产生相应的变化#因此,利用阻抗血流 图可以判断某些病理变化,为疾病诊断提供某些依据。我国应用阻抗血流图始于 ;年代,最早是应用脑血流图对大脑肿瘤进行诊断,现在巳广泛应用 于肝、心、肺、肢体、肾等各个方面,成为诊断的
5、重要辅助手段之一。#微生物培养阻抗浏量法【 ?微生物培养基中含有微生物所需的各种营养物质,其中如碳水化合物、类脂和蛋白质等,都是不导电的中性物质。在微生物生长、繁殖过程中,这些物质将代谢成为乳酸盐、醋酸盐、重碳酸盐或氨等物质,它们可离解为导电的带电粒子,使培养基 的电阻率降低。用一对电极将交变电压加于培养基上,两电极与培养基将等效于电阻和电容的串联组合,呈现 出一定的阻抗。如前所述,随着微生物的生长、繁殖,这一阻抗将随时间发生变化。适时进行测量可以作出阻抗!对时间曲线。使不同微生物在同样培养基中,得出的阻抗曲线不同,使同样微生物在不同培养基中,得出的阻抗曲线也各有其特征。将标准菌种接种到各种培
6、养基中,得出标准阻抗曲线!常称之为“指纹图”,然后将测量所得阻抗曲线与标准阻 抗曲线 进行比较,就可得出培养基中微生物的各种有关信息。利用这种方法可以对微生物的种类进行鉴别。在临床上可对临床标本 进行快 速检验。例如需处理尿标本来确定有无菌尿症,常规方法需作 7小时尿培养,而用阻抗法在?一7小时内即可出现有意义的阻抗变化从而作出判断。这种方法还可用于药物试验。例如将不同浓度的抗菌素加入到巳接种某种细菌的培养基中,同时测量 阻杭变化#根据阻抗有无变化,即可确定这种抗菌素阻碍该细菌生长所需的最低浓度。?。人体生理信,息浏量获取人体生理信息对医学诊断有重要意义#除了 人体中的电信息!心电、脑电等外,
7、其它信息如压力!血压、胸 内压等、流量!血流量、呼吸流量等、温度!人体各处温度、振动!心音、呼 吸音 等等等,都需要借助传感器将这些非电信息转换成与它们有确定函数关系的电信息,才便于显示或记 录。有几类传感器,如电容式压力传感器!在被测信息作用下其 电容量发生变化、变磁阻式传感器!在 被测信 息作用下,其自感量发生变化,能将某些非电信息转换成电阻抗的变化#用非平衡电桥将这一阻抗变化显示出来,就完成了这类生理活动信息的测量#如电容式血压计等器械即是根据这一原理制成的#由此可见,非平衡电桥在传递人体生理信息方面也具 有重 要作用。今考文献?顾慎为等#阻抗血流图#人卫出版社,?。程知义#阻抗测量 法
8、,?! ?#!收稿日期;。当然,由于 ( 一? ;(不带增 强器,从而探测弱光能力不强!仅能达到;# 水平,用于 测量微弱 光 强!如普通激光拉曼光谱存在困难。该( ( 光学多道系统,除可用 于上述的发射、吸收、散射及热幅谱的采集与处理外,亦可用于其他光谱的采集与处理等教学及研究工作,作者们希望它在高校的光学教学实验以及科研领域发挥出更大的作用。,考 文欲?社,? ;。社,? ?7!&/。杨经国等编。光电子技木#四川大学出版王君容 等编#光电子器件#国防工业出版母国光等编#光学。高等教育 出版社,? #杨经国等,光谱学与光谱分析#? ?,?。杨经国等。计量学报#? ?,? ! 7&!允稿日期&? 年? ?月/日
