CN1073350A - 体液电导率的测量方法及所使用的测量探头 - Google Patents

体液电导率的测量方法及所使用的测量探头 Download PDF

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Abstract

本发明是一种为了求得电阻值用多个位于身体 一个部位的不同测点上的测量电极测量体液的电导 率，其中，测量借助一个具有测量电极的测量探头进 行，按照本发明，调用由测量电极分别求得的电阻值 并求出最低的电阻值作为确定电导率的参考量。得 到优选采用的测量探头的优点在于，该测量探头具有 为数很多的点形电极，这些点形电极分布设在探头表 面上，其中，点形电极配有一个共同的接地。

Description

长期以来，寻求农业肉食动物发情期的令人满意的测量方法一直是科研的主题，在确定妇女***的精确时间方面同样是如此。
为了能确定农业肉食动物的最佳受孕时刻，曾尝试过利用激素分析方法、***粘液的电导率的变化、***的pH值的变化、***的细胞溶解准则或体温作为辅助手段。但迄今几乎没有实际可行的方法。
EP  0  177  994公开了一种预测妇女***的方法，按照该方法，记下来月经的起始时间并按规律确定出人体的一个提供关于***的数据的参数，该参数是受验者的唾液的比电阻。此外还建议，在开始求唾液的电阻值记录的第一个峰值时确定***粘液的电阻，每天，把***的电阻值记录下来。在一谷点之后，***的电阻值出现升高表明受验者在***。与此相关联，在该文献中描述了一种用于求得唾液的电阻的测量探头，该测量探头具有平的探头表面，在探头表面上嵌有多个圆形的电极。此外，该文献还公开了一种圆柱形的、前端和后端均经过倒圆的测量探头，用以求得***粘液中的电阻。在该测量探头上设有多个环电极。在这两种测量探头中，电极进行的是平行测量。
本发明的任务首先在于，提供一种用于测量体液的电导率的、工作精确的方法，此外还提供一种便于采用的测量探头。
发明所建议的是一种为了求得电阻值用多个位于身体一个部位的不同测点上的测量电极测量体液的电导率用的方法，其中，测量是借助一个具有测量电极的测量探头进行的，其特征在于，调用由测量电极分别求得的电阻值并求出最低的电阻值作为确定电导率的参考量。
发明考虑到，在测量体液的电导率时，尤其是在测量子***和/或***粘液的电导率时，由于人或动物在动，测量探头连带测量电极的位置相对于它周围的体壁一直在改变，使测量电极所接触到的体液时多时少。因此，所希望的测量信号受粘液量和粘液的空间分布的影响很大，换言之，测量信号与测点的位置有关。发明的方法对这种从属关系的克服措施首先在于是在身体部位的多个点进行测量。因此，基于电导率变化而出现的信号变化必须作为趋向在所有的测点有所显示。由于设置的测量电极的数目较大，因而获得不同的测点。因为所有的测量电极均是单个电连接的，所以具备这样的可能性，即，为了找到电阻值，仅对那个具有最低电阻值的电极进行求值。
求得最低电阻值所说明的情况是：所考虑的那个电极是得到粘液的最好冲洗并从而处在最新鲜的粘液中的电极。涉及确定***，已经公知的是：在***前，子***和/或***粘液的电阻最高，并且愈是接近***，该电阻变得愈低，而同时粘液量也许变多。低的电阻值（基于被用来进行求值的那个测量电极的位置理想）以及接近***时电阻变小的趋向两者与此相关联。这样，根据发明的方法就可在很大程度上不依赖于粘液量和探头的位置或者说测量电极的位置，人们可从以下情况出发，即具有最小电阻值的测量电极完全被体液所冲洗。该（电阻）值被用来制订算法。
用测量电极进行逐点测量是有利的，即采用点形电极。电导率的测量作为在限定测量间隔下的持续测量来进行是有利的。这样，对体液的电导率进行连续采集，电阻值被存储并可随后被求值。测定测量电极连同随后求得最低的电阻值可在很短的间隔内，如15秒、30秒或60秒内进行。
因为体液，特别是粘液准确无误地涉及一种电解液，所以测量必须用交流电进行，否则会出现极化作用。求得的体液电阻不以纯欧姆表现，而表现为阻抗。测量程序的设计准则应使结果为阻抗的绝对数值。
除求得体液的电导率外再求得体液中的离子析出状况和/或体温是特别有益的。特别是在确定***时应求得这些校验值。
为了实施该方法而得到优选使用的测量探头具有为数很多的点形电极，这些点形电极分布在探头的表面上，这些点形电极配装有一个共同的接地。如果人们考虑到在一对导体，即点形电极和为其配属的接地之间流动的电流不限在最短的路径上，而是分布在所提供的每条路径上，则可得出测量探头的两种优选结构。其中的第一种结构具有导电的接地环，该接地环和与之匹配的点形电极同心，在由点形电极和为其配属的接地环构成的一对导体之间设有一个绝缘环。在第二种结构中，在各点形电极周围均设有一个绝缘环，并且其余的探头表面上具有导电的接地表面。点形电极和接地环以及导电的接地表面用的探头载体自然由绝缘材料构成。为了防止因氧化过程使信号发生变化，点形电极和接地环以及接地表面由不氧化的导电材料，如金构成。
如把测量探头深入到***内，测量探头最好设计成其端部经过倒圆的圆柱形或球形结构。此外，在测量探头上还可设置嵌入探头表面的、对离子敏感的电极和/或温度测量电极。求值单元可处于测量探头内部，使其在探头移出体外后可读入存储器;也可在测量探头和处于体外的求值单元之间设置一个电气连接线路。
下面，借助附图对发明的测量探头及发明的方法的两个可行的实施形式详细加以说明。附图中：
图1是一个圆柱形测量探头的俯视图。
图2是与图1所示测量探头基本相同的测量探头的结构图。
图3是发情期鉴别装置的线路方框图。
图1示出了一个圆柱形测量探头1的俯视图，测量探头1的前端和后端均经过倒圆。在探头的表面2上规则地，即相互间距相同地设有为数很多的点形电极3。在每个点形电极3周围有一个绝缘环4，在该绝缘环4的周围又有一个接地环5。接地环5与点形电极3同心设置。点形电极3和接地环5用金制成。借助导线6连接多个接地环5，点形电极3是单个连接的。连接电缆7用以把图中未示出的***设备与测量探头1连在一起。
图2所示的测量探头1的结构与图1所示测量探头的基本相同。在探头1的表面2上具有点形电极3和围绕这些点形电极3的绝缘环4。在位于各绝缘环4之间的其余探头表面8上具有导电的接地表面，用以取代接地环5。该接地表面和点形电极用金制成。与图1中的实施形式的区别在于，处理求得的测量值用的求值和存储单元设在测量探头1内。这些值在测量探头1移出体外后得以显示。
图3为发情期鉴别装置的线路方框图，该装置譬如用于鉴别母牛的发情期。经过一个多路开关的选择器10把与点形电极3的数目相同的阻抗通道11，譬如16个阻抗通道传输到一个模拟/数字转换器12。一个运算单元（ALU）14从首先放置在一个缓冲存储器13内的16个值中确定具有最低阻抗的值。选择出的该阻抗值被放置在内存储器15内。一个串行接口为一个短的高频传输线路供电，或者为一个感应传输装置16供电。一个外部读入设备每天接收存储内容并为鉴别发情期分析数据。发情期的特征在于阻抗曲线显著下降，由约60欧姆降到约10至20欧姆，阻抗曲线的变化与动物的体温曲线变化基本一致。为能确保电路在35天长的时间内具备其功能，应设置省电的电路。
整个电路由多个部件组成：
传感器
混合模拟/数字的ASIC：  放大器、多路开关选择器、模拟/数字转换器、运算单元（逻辑的）、随机存取存储器
分立技术设备：感应传输装置或高频发送器
读入设备
包括：接收部分（感应或高频）、微处理器、长期存储器、输入和输出装置。
传感器、ASIC和遥测线路应取微型化结构，以便能将其深入到牛的***之中。在此项应用中，测量探头和整体尺寸应与***的轮廓构形协调。
缩小型的、相应结构的测量探头用于确定妇女***，此外，还有与这种探头相配的相应求值电路。就总体而言，测量探头用在生理上不令人疑虑的材料制成。

Claims (14)

1、测量体液电导率的方法，在该方法中，应用多个位于身体一个部位的不同测点上的测量电极，用以求得电阻值，其中，测量借助一个具有测量电极的测量探头进行，其特征在于，调用由测量电极分别求得的电阻值并求出最低的电阻值作为确定电导率的参考量。
2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于，借助测量电极进行逐点测量。
3、按照权利要求1或2所述的方法，电导率的测量作为在限定测量间隔下的持续测量。
4、按照权利要求3所述的方法，其特征在于，测量间隔为15秒、30秒或60秒。
5、按照权利要求1至4之一项所述的方法，其特征在于，体液涉及的是动物和/或人的子***和/或***粘液，并且测量是借助其上具有测量电极的测量探头进行的，该测量探头深入子宫颈/***内，用以鉴别发情期或确定***期。
6、按照权利要求1至5之一项所述的方法，其特征在于，测量用交流电进行，并且电阻表现为阻抗。
7、按照权利要求6所述的方法，其特征在于，测量结果表现为阻抗的绝对数值。
8、按照权利要求1至7之一项所述的方法，其特征在于，除体液的电导率外，还求得体液中的离子析出状况和/或体温。
9、用于实施权利要求1至8之一项所述方法的测量探头，其特征在于，在探头的表面（2）上设有为数很多的点形电极（3），并且点形电极配有一个共同的接地（5、8）。
10、按照权利要求9所述的测量探头，其特征在于，导电的接地环（5）和与之匹配的点形电极（3）同心，在由点形电极（3）和为其配属的接地环（5）所构成的一对导体之间设有一个绝缘环（4）。
11、按照权利要求9所述的测量探头，其特征在于，绝缘环（4）设在与之匹配的那个点形电极（3）的周围，在其余的探点表面（8）上具有导电的接地表面。
12、按照权利要求9至11之一项所述的测量探头，其特征在于，点形电极（3）和接地环（5）以及接地表面（8）用不氧化的导电材料，特别是金制成。
13、按照权利要求9至12之一项所述的测量探头，其特征在于，测量探头为圆柱形结构，其两端经过倒圆，或为球形结构。
14、按照权利要求9至13之一项所述的测量探头，其特征在于，测量探头（1）具有对离子敏感的电极和/或温度测量电极。
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