本發明涉及一種用于測量人體內阻抗的裝置，具體而言，涉及一種用于更為容易地應用到人體而測量人體內阻抗數據的裝置以及利用該數據而進行三維圖像化的裝置。

背景技術：

近期，電阻抗成像(Electrical Impedance Tomography，以下稱之為EIT)得到了關注，EIT在實現系統時，其硬件成本較低，而且具有對于測量對象物體的非破壞(nondestructive)特性。相比于X-ray以及MRI斷層拍攝法，EIT的恢復圖像的空間分辨率(spatial resolution)較低，但是其瞬間分辨率(temporal resolution)高，并且能夠保證對人體的安全性，因此用于醫療工程領域中的輔助設備。

EIT是使10至100KHz的數毫伏(millivolt)安培的電流流向人體之后測量人體組織的電阻的方法，其為了判斷人體剖面的電特性，使多個電極接觸到人體部位之后依次通電并測量電阻，之后將對應的電阻圖像化。

然而，EIT為了使電流流向人體，需要直接地將電極接觸到人體，因此存在著需要考慮到應用EIT的人體的部分的形狀而制造基板的問題。

技術實現要素：

技術問題

本發明提供一種可容易地應用到人體的曲線部分的用于測量人體內阻抗的裝置。

此外，本發明提供一種具有能夠以正交的方式容易地排列電極的結構的人體內阻抗測量裝置。

此外，本發明提供一種如下的人體內阻抗測量裝置：通過少量的傳感器而有效地感測根據人體的曲線的應力，從而能夠獲取與人體的立體形狀相關的數據。

技術手段

根據本發明的人體內阻抗測量裝置包括：基底板，形成為螺旋形；多個電極，沿著所述螺旋形的基底板而排列；以及多個第一電源線以及第二電源線，分別連接到所述多個電極。

此外，在沿著所述螺旋形基底板而排列的電極之間中的至少一部分可以配備有用于感測所述螺旋形基底板的彎曲程度的應力傳感器。

此外，還可以包括：形狀計算部，根據從所述應力傳感器傳遞的針對按基底板的各個部位的彎曲程度的數據，計算出應用所述基底板的人體的三維形狀。

此外，所述多個電極可以從所述基底板的中心沿著徑向排列。

此外，所述基底板可以包括：多個環形帶基底，以具有逐漸增大的半徑的方式形成而彼此相隔預定間距，并且形成有局部沿著徑向被切開的形狀的間隙部；并可以包括：基橋，用于將所述多個環形帶基底中的某一個的端部和與此相鄰的外廓的環形帶基底的端部連接。

此外，所述間隙部的平均間距可以為5mm至20mm。

此外，所述間隙部的間距可以形成為對應于所述電極之間的距離。

此外，在所述基橋上可以配備有用于感測所述基橋的彎曲程度的應力傳感器。

此外，所述電極之間的距離可以為5mm至20mm。

此外，所述第一電源線和所述第二電源線分別可以是輸入電極和輸出電極。

另一方面，根據本發明的人體內阻抗測量裝置包括：柔性基底板；多個電極，在所述柔性基底板上沿著第一方向以及與所述第一方向正交的第二方向排列；多個應力傳感器，排列在所述柔性基底板上，以感測所述柔性基底板的彎曲程度；以及多個第一電源線及第二電源線，分別連接到所述多個電極。

此外，在所述柔性基底板可以形成有分別從中心部沿著徑向延伸的枝葉部，而且所述電極及應力傳感器被排列在所述枝葉部上。

此外，所述柔性基底板可以形成為螺旋形，而且所述電極以及所述應力傳感器沿著所述螺旋形的柔性基底板而排列。

此外，所述基底板可以包括：多個環形帶基底，以具有逐漸增大的半徑的方式形成而彼此相隔預定間距，并且形成有局部沿著徑向而被切開的形狀的間隙部；并可以包括：基橋，用于將所述多個環形帶基底中的某一個的端部和與此相鄰的外廓的環形帶基底的端部連接。

此外，所述應力傳感器可以配備于所述基橋上，以感測所述基橋的彎曲程度。

此外，還可以包括：形狀計算部，根據從所述應力傳感器傳遞的針對按基底板的各個部位的彎曲程度的數據，計算出應用所述基底板的人體的三維形狀。

此外，所述多個電極可以從所述基底板的中心沿著徑向排列。

此外，所述電極之間的距離可以為5mm至20mm。

此外，所述第一電源線和所述第二電源線分別可以是輸入電極和輸出電極。

技術效果

根據本發明，通過利用螺旋形基底板，具有能夠容易地根據人體的曲線而被采用的效果。

此外，根據本發明，通過導入基底形成為多個環形帶的形狀、且這些環形帶基底借助基橋而連接的結構，能夠容易地以電極的布線正交的方式進行排列。

此外，根據本發明，可以感測根據人體的曲線而施加到基底板的應力，從而能夠識別作為測量對象的人體的立體形狀。

此外，根據本發明，通過在應力集中的基橋集中布置應力傳感器，既能夠使用較少的傳感器，也能夠有效地感測根據人體的曲線的應力，從而可以獲取與人體的立體形狀相關的數據。

附圖說明

圖1是示出根據一實施例的配備應力傳感器的人體內阻抗測量裝置的形狀的平面圖。

圖2是示出根據一實施例的配備于人體內阻抗測量裝置的電極形狀的剖面圖。

圖3是示出根據一實施例的配備于人體內阻抗測量裝置的電極的操作形態的剖面圖。

圖4至圖7是示出利用通過電阻抗斷層拍攝法而測量的阻抗值來使人體內部的阻抗圖像化的過程的示意圖。

圖8是示出根據本發明的一實施例的螺旋形人體內阻抗測量裝置的立體圖。

圖9是示出根據一實施例的螺旋形人體內阻抗測量裝置的底面立體圖。

圖10以及圖11是示出將根據一實施例的螺旋形人體內阻抗測量裝置應用到人體的形態的示意圖。

圖12是示出根據另一實施例的螺旋形人體內阻抗測量裝置的平面圖。

優選實施方式

根據本發明的人體內阻抗測量裝置包含：基底板，形成為螺旋形；多個電極，沿著所述螺旋形基底板而排列；以及多個第一電源線以及第二電源線，分別連接到所述多個電極。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明的實施例進行說明。在沒有特別的定義或提及的情況下，本發明中使用的表示方向的術語將圖示于附圖中的狀態作為基準。此外，每個實施例中的相同的附圖標號表示相同的部件。另外，附圖中表示的各個構成要素的厚度或尺寸可能為了方便描述而被夸大，其并非意味著需要實際上配置為相應的尺寸或者構成之間的比率。

參照圖1至圖4對添加應力傳感器的人體內阻抗測量裝置進行說明。圖1是示出根據一實施例的配備應力傳感器的人體內阻抗測量裝置的形狀的平面圖；圖2是示出根據一實施例的配備于人體內阻抗測量裝置的電極形狀的剖面圖；圖3是示出根據一實施例的配備于人體內阻抗測量裝置的電極的操作形態的剖面圖。

根據本實施例的人體內阻抗測量裝置10a是在現有的基板上添加應力傳感器的情形。

具體而言，基底板130a配備從中心部c沿著徑向延伸而形成的枝葉部B1。本實施例中的枝葉部B1一共配備有12個。在各個枝葉部B1的底面分別排列有電極120，在上表面排列有應力傳感器110。基底板130a由柔性基板等可容易彎曲的材質形成。

應力傳感器110沿著枝葉部B1而排列，在枝葉部B1被彎曲的情況下，各個枝葉部B1將會與所接觸的人體部位的曲線形狀對應地被彎曲。此時，應力傳感器110可以感測根據彎曲的應力的強度以及方向。因此，若綜合沿著各個枝葉部B1而排列的應力傳感器110的感測信號，則可以計算出應用人體內阻抗測量裝置10a的人體的立體形狀。

各個電源分別與輸入電極和輸出電極連接。此外，各個電極120優選以分別沿著圓周方向以及徑向正交的方式排列。此外，為了根據阻抗計算的最終計算結果物的分辨率，電極之間的距離優選在5mm至20mm的范圍內確定。

包含在人體內阻抗測量裝置的電極可以利用現有的電極。如圖2以及圖3所示，電極120包含殼體部件121、引導桿(guide rod)123、中空電極部件127以及彈性部件125。

引導桿123向殼體部件121的開放的一面延伸而形成，而且中空電極部件127可以在其內側插入有上述的引導桿123的狀態下進行往復運動。此時，中空電極部件127受到彈性部件125施加的朝向外側的預定的彈性力。

中空電極部件127由導電性物質或者鍍覆有導電性物質的電極形成。這種導電性物質優選由對人體無害的物質構成，例如，可以利用金(Gold)電極或者鍍金(Gold)電極。

包含引導桿125的殼體部件121由導電性物質或者鍍覆有導電性物質的電極構成。這種導電性物質只要是導電性優良的物質則無需特別限定。只不過，如同中空電極部件127，可以利用金(Gold)電極或者鍍金電極，或者可以由銅線、鐵線等形成。殼體部件121的開放的末端外周面以向內側具有卡定臺129的方式形成，從而防止中空電極部件127向外部脫離。

彈性部件125也可以由導電性物質構成，例如，可以由金屬材質的彈簧構成。

參照圖4至圖7，對利用通過電阻抗斷層拍攝法(EIT)而測量的阻抗值來將人體內部的阻抗圖像化的過程進行說明。圖4至圖7是用于對利用通過電阻抗斷層拍攝法而測量的阻抗值來將人體內部的阻抗圖像化的過程進行說明的示意圖。

EIT是一種可示出人體剖面的電特性的技術，該技術中，將多個電極貼附在人體部位，并使電流依次向人體流入而測量電阻，從而測量電阻并將人體內部的電阻圖像化。為此，假設有如下的情形：以2*2的形態將輸入電極(input electrode)S、s和輸出電極(receiving electrode)R、r貼附在人體組織，之后使電流流入而測量電阻。

此時，如圖4所示，布置水平輸入電極S1、S2和水平輸出電極R1、R2以及垂直輸入電極s1、s2和垂直輸出電極r1、r2。接著，如圖5所示，通過使電流從水平輸入電極S1、S2流向水平輸出電極R1、R2而測量水平方向的阻抗。接著，如圖6所示，通過使電流從垂直輸入電極s1、s2流向垂直輸出電極r1、r2而測量垂直方向的阻抗。

若利用測量的阻抗值而執行逆非線性數據處理，則可以進行針對該身體部位的阻抗值的分布的估算。

這種EIT裝置形成為圓筒環形，從而可以以包圍整個身體或者貼附于手腕或者腳腕等形式貼附于人體，之后使電流依次流過而測量電阻。例如，以水平方向和垂直方向測量的各個電阻對應于人體組織的總電阻和，從而可以檢測出透過該剖面的組織的電阻值的分布。作為另一種方式，還可以在確認電阻值的分布之后，根據電流的強度而計算人體的電壓分布，從而示出等電位線(equipotential line)的位置。

參照圖8至圖11對螺旋形人體內阻抗測量裝置進行說明。圖8是示出根據本發明的一實施例的螺旋形人體內阻抗測量裝置的立體圖；圖9是示出根據一實施例的螺旋形人體內阻抗測量裝置的底面立體圖；圖10以及圖11是示出將根據一實施例的螺旋形人體內阻抗測量裝置應用到人體的形態的示意圖。

如圖8所示，人體內阻抗測量裝置10b配備形成為螺旋形的基底板130b。即，基底板130b形成為以螺旋形形狀從其中心開始旋轉并具有長度。

在基底板130b上布置有應力傳感器110。此時，應力傳感器110可以根據目的而以預定間距沿著基底板130b的長度方向形成，相反，可以將間距調節成以中央部為中心而沿著徑向排列的方式。

參照圖9進行說明，在基底板130b的底面排列有多個電極120。電極120可以與上述的應力傳感器相同地以預定間距沿著基底板130b的長度方向而排列，而且還可以以將中央處作為中心而排列為輻射狀的方式調節其間距。

此外，各個電極與上述的實施例相同地，分別連接有輸入電源線以及輸出電源線。

如圖10所示，在將根據本實施例的人體內阻抗測量裝置10b應用到具有突出的形狀的人體H的一部位的情況下，由于螺旋形基底板130b的特性，人體內阻抗測量裝置10b可能會與人體H的外部曲面對應地形成高低。

如圖11所示，在人體內阻抗測量裝置10b與人體H接觸的情況下，基底板130b的外側邊緣部位將會呈現根據人體H的曲線以及重力而沿著人體H的曲面彎曲的特性，而此時的彎曲程度可通過排列于各個部位的應力傳感器110而被感測到。

另外，在利用獨立的外蓋等對人體內阻抗測量裝置10b施加外力的情況下，其彎曲程度將會根據上述的曲線而進一步增加，從而能夠更為容易地實現通過應力傳感器110的感測。

另外，還可以包含形狀計算部(未示出)，用于接收從應力傳感器傳遞的按基底板的各個部位的彎曲程度的數據并計算出應用基底板的人體的三維形狀。難以僅利用借助電極120而測量的阻抗本身來估算應用本發明的人體的形狀。因此，通過估算包含準確的人體曲線的立體形狀，并將其利用到阻抗的計算，從而能夠得到更為準確的結果。

參照圖12對根據另一實施例的螺旋形人體內阻抗測量裝置進行說明。圖12是示出根據另一實施例的螺旋形人體內阻抗測量裝置的平面圖。

根據本實施例的基底板130c包含多個環形帶基底B2和用于連接各個環形帶基底B2之間的基橋Br。

環形帶基底B2形成為分別具有不同的直徑，而且各個環形帶基底B2以保持預定間距的方式形成。此時，環形帶基底B2形成有具有在預定位置處沿著徑向切開的形狀的間隙部G。此時，基橋Br將多個環形帶基底B2中的某一個的端部和與此相鄰的外廓的環形帶基底B2的端部連接。

根據本實施例的基底板130c根據各自的環形帶基底B2的形狀而大部分形成為具有預定的半徑，但是由于通過基橋Br而彼此連接，所以整體體現出螺旋形的連接結構。由于這種結構上的特征，根據本實施例的基底板130c具有如下的優點：能夠根據人體的曲線而自由地改變其形狀，并能夠容易使將其電極以在圓周方向以及徑向上正交的方式排列。

另外，在這種結構下，施加到基底板130c的應力主要集中于基橋Br。在本實施例中，為了感測這種應力，優選將應力傳感器110配置在基橋Br上。

另外，還可以配備除此之外的額外的應力傳感器。

另外，優選地，使間隙部G之間的平均間距與電極之間的距離對應而形成為5mm至20mm，以防止電極之間的間距在電極之間的間隙部G附近形成為大于其他部位。

以上，對根據本發明的優選實施例進行了說明，但是本發明的技術思想并不局限于上述的優選實施例，在不脫離具體化地記載于權利要求書中的本發明的技術思想的前提下，可以以多樣的方式實現本發明。