經(jīng)穴多頻阻抗測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模及應(yīng)用研究.pdf

1、人體經(jīng)絡(luò)穴位是針灸按摩等中醫(yī)療法的通常作用點(diǎn)。然而至今，經(jīng)絡(luò)穴位的本質(zhì)特性仍然琢磨不定，影響中醫(yī)相關(guān)療法的診治效果。生物阻抗檢測技術(shù)是常用有效的人體組織生理病理信息檢測手段，也是人們用來研究經(jīng)絡(luò)穴位特性的重要方法。基于阻抗法的經(jīng)絡(luò)特性初步研究表明穴位具有低阻等電特性，特別是有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)人體雙側(cè)同名穴的阻抗差異值與人體臟腑生理病理存在相互關(guān)聯(lián)的電特性。這個發(fā)現(xiàn)與“經(jīng)穴-臟腑存在相互關(guān)聯(lián)”等經(jīng)絡(luò)理論重要觀點(diǎn)相吻合，但是沒有得到最終確認(rèn)。

2、>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計(jì)了一種新的雙側(cè)經(jīng)穴兩路多頻阻抗同步測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)包括：五電極前端傳感器組，其中的兩個電極用于雙側(cè)經(jīng)穴的同步同等激勵，其他三個電極用于響應(yīng)信號的同步傳感；這五電極組為雙側(cè)穴位阻抗同步檢測提供前提條件；基于PC機(jī)的時域信號測試平臺，包括任意電流波形生成模塊以及三路信號(一路為激勵電流信號，兩路為響應(yīng)電壓信號)同步采集模塊；基于特殊奇次諧波信號疊加的周期信號激勵且含有通道增益偏差補(bǔ)嘗以及隨機(jī)噪聲濾除的多頻阻

3、抗無偏計(jì)算方法；基于MATLAB的信號采集的軟件平臺。RC電路測試，以及實(shí)際人體測試結(jié)果表明本測試系統(tǒng)精度高，可以實(shí)現(xiàn)雙側(cè)經(jīng)穴多頻阻抗的同步測試，測試阻抗頻率范圍至少在10 Hz~60 kHz之間，所獲的雙側(cè)經(jīng)穴阻抗可比性高。⑵提出一種新的Cole-Cole(CC)模型時間常數(shù)/特征頻率的穩(wěn)健算法。首先采用圓的擬合方法求出CC模型的R0，R∞，α三個參數(shù)。然后再優(yōu)化該文提出的簡化的全體實(shí)部誤差累加的平方的指標(biāo)函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)時間常數(shù)求解。

4、仿真數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果表明，與其他方法相比，本文方法?的求解結(jié)果兼具高精度與穩(wěn)健性的優(yōu)點(diǎn)。⑶為了進(jìn)一步提高同元次分?jǐn)?shù)階模型的辨識精度與可靠性，提出一種具有穩(wěn)定約束的可分離非線性最小二乘法(SC-SNLS)來優(yōu)化頻域均方誤差指標(biāo)函數(shù)。模型中線性參數(shù)與非線性參數(shù)分別用最小二乘法與Levenberg-Marquardt（LM)法來交替迭代估計(jì)。通過對線性參數(shù)估計(jì)值的擾動分析，揭示了優(yōu)化算法的4種不穩(wěn)定因素，并在迭代中加以約束與處理，從而

5、增強(qiáng)優(yōu)化算法的穩(wěn)定性與收斂性。仿真數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果表明，該辨識算法性能優(yōu)于相關(guān)的算法，具有更高的辨識精度與收斂速度。該辨識方法還成功用于基于模型的多通道測試系統(tǒng)精度驗(yàn)證。⑷從生物阻抗常用的四種模型(包含整數(shù)階與分?jǐn)?shù)階模型)中選出更適合描述穴位阻抗的模型并對該模型展開應(yīng)用研究。文章指出傳統(tǒng)整數(shù)階模型定階方法不適用于含有整數(shù)階與分?jǐn)?shù)階模型組的定階問題；針對這個問題，文章提出了相應(yīng)的兩條模型選擇原則，其優(yōu)先級從高到低如下：排除不容易用