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ADI:皮肤阻抗剖析有助于 自动和被迫给药

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 给药是药物行业发展最快的领域之一,各大制药公司

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给药是药物职业开展最快的范畴之一,各大制药公司都在活跃开发代替打针的给药办法。口服、外用、吸入式、纳米技术和透皮给药体系等都是现在的抢手研讨范畴。透皮给药是一种透过患者皮肤的无创运送药物办法,药物通过两种途径穿透皮肤保护层:被迫吸收或自动浸透。

透皮贴片是最常见的被迫给药办法之一。它贴在患者的皮肤上,可安全舒适地将必定剂量的药物在必定的时间内运送给患者。药物通过皮肤吸收进入血液。尼古丁贴片是最典型的比如,其它常见运用包含晕车药、激素代替疗法和节育避孕。被迫给药的缺陷主要有两个:一是药物吸收的速度取决于皮肤阻抗,二是只要少量药物可以以合理的速率浸透皮肤保护层。因而,很多研讨都会集在自动透皮给药。自动办法包含:运用超声能量加快药物分散,运用RF能量树立穿过角质层(表皮外层)的微通道,以及离子浸透法

Figure 1
图1. 离子浸透法

离子浸透法运用电荷使药物自动穿透皮肤进入血液。该设备由含有带电药物分子的两个腔室组成。带正电荷的阳极排挤带正电荷的化学物质,带负电荷的阴极排挤带负电荷的化学物质。两个腔室之间构成的电磁场使药物以受控办法自动穿透皮肤。

皮肤阻抗是透皮给药的一个要害变量。该阻抗十分杂乱,依年纪、种族、体重、运动水平缓其它要素而有所不同,并与频率有关,难以模仿。动态丈量皮肤阻抗为完成最佳给药供给了一种精确而有用的解决方案。

可以运用电阻、电容和电感阻抗随频率而发作不同改变的状况,凭借阻抗频谱精确剖析人体皮肤等杂乱阻抗。当频率进步时,电阻的阻抗坚持不变,电容的阻抗减小,电感的阻抗则增大。用已知沟通波形鼓励一个测验阻抗可以确认不知道阻抗的阻性、容性和理性成分。 直接数字频率组成器 (DDS) 具有灵敏的相位、频率、起伏、扫描才能和可编程才能,十分合适用于鼓励不知道阻抗。嵌入式数字信号处理和增强的频率操控,使这些器材可以发作组成的模仿或数字频率步进波形。图2显现了一个简略阻抗剖析仪的框图。完好的低功耗、75 MHz DDS AD9834 发作沟通波形,高速轨到轨运算扩大器AD8091对其进行滤波、缓冲和扩大。另一个 AD8091 缓冲呼应信号,并将其扩大以匹配12位、1 MSPS逐次迫临型ADC AD7476A 的输入规模。

Figure 2
图2. 简略阻抗剖析仪

不过,在这一简略信号链的背面,隐藏着一些应战。首要,ADC有必要在频率规模内对鼓励和呼应波形进行同步采样,以便保持相位信息。优化这一进程关于全体功用至关重要。此外,其间涉及到许多分立元件,各种不同的容差、温度漂移和噪声将使丈量精度下降,特别是处理小信号时。

AD5933 12位、1 MSPS集成阻抗转换器网络剖析仪将DDS波形发作器和SAR ADC集成在单芯片上,可解决上述难题,如图3所示。

Figure 3
图3. AD5933功用框图

AD5933的输出阻抗为数百欧姆,详细取决于输出规模。该阻抗可能会掩盖不知道阻抗,因而运用运算扩大器 AD8531 来缓冲信号,如图4所示。请注意,AD5933的接纳端内部偏置到VDD/2,因而有必要将该同一电压施加于外部扩大器的同相端,以防发作饱满。出于安全起见,一切鼓励电压和电流在施加于人体安排之前,都需求通过信号调度、衰减和滤波。

Figure 4
图4. 低阻抗丈量装备
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