皮膚阻抗分析優(yōu)化主動和被動給藥
發(fā)布時間:2018-05-24 來源:Liam Riordan 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】膚阻抗是透皮給藥的一個關(guān)鍵變量。該阻抗十分復(fù)雜,依年齡、種族、體重、運(yùn)動水平和其它因素而有所不同,并與頻率有關(guān),難以模擬。動態(tài)測量皮膚阻抗為實(shí)現(xiàn)最佳給藥提供了一種準(zhǔn)確而實(shí)用的解決方案。
給藥是藥物行業(yè)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一,各大制藥公司都在積極開發(fā)替代注射的給藥方式??诜⑼庥?、吸入式、納米技術(shù)和透皮給藥系統(tǒng)等都是目前的熱門研究領(lǐng)域。透皮給藥是一種透過病人皮膚的無創(chuàng)輸送藥物方法,藥物通過兩種途徑穿透皮膚保護(hù)層:被動吸收或主動滲透。
透皮貼片是最常見的被動給藥方法之一。它貼在病人的皮膚上,可安全舒適地將一定劑量的藥物在一定的時間內(nèi)輸送給病人。藥物通過皮膚吸收進(jìn)入血液。尼古丁貼片是最典型的例子,其它常見應(yīng)用包括暈車藥、激素替代療法和節(jié)育避孕。被動給藥的缺點(diǎn)主要有兩個:一是藥物吸收的速度取決于皮膚阻抗,二是只有少數(shù)藥物能夠以合理的速率滲透皮膚保護(hù)層。因此,大量研究都集中在主動透皮給藥。主動方法包括:利用超聲能量加速藥物擴(kuò)散,利用RF能量建立穿過角質(zhì)層(表皮外層)的微通道,以及離子滲透法。
圖1. 離子滲透法
離子滲透法利用電荷使藥物主動穿透皮膚進(jìn)入血液。該裝置由含有帶電藥物分子的兩個腔室組成。帶正電荷的陽極排斥帶正電荷的化學(xué)物質(zhì),帶負(fù)電荷的陰極排斥帶負(fù)電荷的化學(xué)物質(zhì)。兩個腔室之間形成的電磁場使藥物以受控方式主動穿透皮膚。
皮膚阻抗是透皮給藥的一個關(guān)鍵變量。該阻抗十分復(fù)雜,依年齡、種族、體重、運(yùn)動水平和其它因素而有所不同,并與頻率有關(guān),難以模擬。動態(tài)測量皮膚阻抗為實(shí)現(xiàn)最佳給藥提供了一種準(zhǔn)確而實(shí)用的解決方案。
可以利用電阻、電容和電感阻抗隨頻率而發(fā)生不同變化的情況,借助阻抗頻譜準(zhǔn)確分析人體皮膚等復(fù)雜阻抗。當(dāng)頻率提高時,電阻的阻抗保持不變,電容的阻抗減小,電感的阻抗則增大。用已知交流波形激勵一個測試阻抗可以確定未知阻抗的阻性、容性和感性成分。 直接數(shù)字頻率合成器 (DDS) 具有靈活的相位、頻率、幅度、掃描能力和可編程能力,非常適合用于激勵未知阻抗。嵌入式數(shù)字信號處理和增強(qiáng)的頻率控制,使這些器件能夠產(chǎn)生合成的模擬或數(shù)字頻率步進(jìn)波形。圖2顯示了一個簡單阻抗分析儀的框圖。完整 的低功耗、75 MHz DDS AD9834 產(chǎn)生交流波形,高速軌到軌運(yùn)算放 大器AD8091對其進(jìn)行濾波、緩沖和放大。另一個 AD8091 緩沖響應(yīng) 信號,并將其放大以匹配12位、1 MSPS逐次逼近型ADC AD7476A 的輸入范圍。
圖2. 簡單阻抗分析儀
不過,在這一簡單信號鏈的背后,隱藏著一些挑戰(zhàn)。首先,ADC必須在頻率范圍內(nèi)對激勵和響應(yīng)波形進(jìn)行同步采樣,以便維持相位信息。優(yōu) 化這一過程對于整體性能至關(guān)重要。此外,其中涉及到許多分立元件,各種不同的容差、溫度漂移和噪聲將使測量精度下降,特別是處 理小信號時。
AD5933 12位、1 MSPS集成阻抗轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)分析儀將DDS波形發(fā)生器 和SAR ADC集成在單芯片上,可解決上述難題,如圖3所示。
圖3. AD5933功能框圖
AD5933的輸出阻抗為數(shù)百歐姆,具體取決于輸出范圍。該阻抗可能 會覆蓋未知阻抗,因此使用運(yùn)算放大器 AD8531 來緩沖信號,如圖4所示。請注意,AD5933的接收端內(nèi)部偏置到VDD/2,因此必須將該同一 電壓施加于外部放大器的同相端,以防發(fā)生飽和。出于安全起見,所有激勵電壓和電流在施加于人體組織之前,都需要經(jīng)過信號調(diào)理、衰減和濾波。
圖4. 低阻抗測量配置
推薦閱讀:
特別推薦
- 數(shù)字儀表與模擬儀表:它們有何區(qū)別?
- 基于APM32F411的移動電源控制板應(yīng)用方案
- 基于GD32F407VET6主控芯片的永磁同步電機(jī)控制器設(shè)計
- 光迅科技發(fā)布O波DWDM光模塊
- 長光辰芯發(fā)布16MP全局快門CMOS圖像傳感器
- Murata推出更適合薄型設(shè)計應(yīng)用場景的3.3V輸入、12A輸出的DCDC轉(zhuǎn)換IC
- 合熠智能推出超小型激光光電傳感器,堅(jiān)固耐用,精準(zhǔn)檢測
技術(shù)文章更多>>
- 從幾大典型場景,看安森美賦能邊緣智能應(yīng)用的高性能“產(chǎn)品力”
- 【測試案例分享】 如何評估熱載流子引導(dǎo)的MOSFET衰退
- 深入探討適用于低功耗工業(yè)電機(jī)控制的CANopen協(xié)議
- 是德科技掀起新革命:通用示波器正式邁入14bit ADC時代
- DigiKey與 Lippincott 合作品牌煥新項(xiàng)目榮獲2025年度 Graphis 設(shè)計大賽金獎
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
保護(hù)器件
保險絲管
北斗定位
北高智
貝能科技
背板連接器
背光器件
編碼器型號
便攜產(chǎn)品
便攜醫(yī)療
變?nèi)荻O管
變壓器
檳城電子
并網(wǎng)
撥動開關(guān)
玻璃釉電容
剝線機(jī)
薄膜電容
薄膜電阻
薄膜開關(guān)
捕魚器
步進(jìn)電機(jī)
測力傳感器
測試測量
測試設(shè)備
拆解
場效應(yīng)管
超霸科技
超級本
超級電容