你的位置:首頁(yè) > 互連技術(shù) > 正文

皮膚阻抗分析優(yōu)化主動(dòng)和被動(dòng)給藥

發(fā)布時(shí)間:2018-05-24 來(lái)源:Liam Riordan 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】膚阻抗是透皮給藥的一個(gè)關(guān)鍵變量。該阻抗十分復(fù)雜,依年齡、種族、體重、運(yùn)動(dòng)水平和其它因素而有所不同,并與頻率有關(guān),難以模擬。動(dòng)態(tài)測(cè)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(kāi)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(mén)研究領(lǐng)域。透皮給藥是一種透過(guò)病人皮膚的無(wú)創(chuàng)輸送藥物方法,藥物通過(guò)兩種途徑穿透皮膚保護(hù)層:被動(dòng)吸收或主動(dòng)滲透。
 
透皮貼片是最常見(jiàn)的被動(dòng)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(shí)間內(nèi)輸送給病人。藥物通過(guò)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(jiàn)應(yīng)用包括暈車(chē)藥、激素替代療法和節(jié)育避孕。被動(dòng)給藥的缺點(diǎn)主要有兩個(gè):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(dòng)透皮給藥。主動(dòng)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(guò)角質(zhì)層(表皮外層)的微通道,以及離子滲透法。
 
皮膚阻抗分析優(yōu)化主動(dòng)和被動(dòng)給藥
圖1. 離子滲透法
 
離子滲透法利用電荷使藥物主動(dòng)穿透皮膚進(jìn)入血液。該裝置由含有帶電藥物分子的兩個(gè)腔室組成。帶正電荷的陽(yáng)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(gè)腔室之間形成的電磁場(chǎng)使藥物以受控方式主動(dòng)穿透皮膚。
 
皮膚阻抗是透皮給藥的一個(gè)關(guān)鍵變量。該阻抗十分復(fù)雜,依年齡、種族、體重、運(yùn)動(dòng)水平和其它因素而有所不同,并與頻率有關(guān),難以模擬。動(dòng)態(tài)測(cè)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(shí),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(lì)一個(gè)測(cè)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(lì)未知阻抗。嵌入式數(shù)字信號(hào)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(gè)簡(jiǎn)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(duì)其進(jìn)行濾波、緩沖和放大。另一個(gè) AD8091 緩沖響應(yīng) 信號(hào),并將其放大以匹配12位、1 MSPS逐次逼近型ADC AD7476A 的輸入范圍。
 
皮膚阻抗分析優(yōu)化主動(dòng)和被動(dòng)給藥
圖2. 簡(jiǎn)單阻抗分析儀
 
不過(guò),在這一簡(jiǎn)單信號(hào)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(duì)激勵(lì)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(guò)程對(duì)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(cè)量精度下降,特別是處 理小信號(hào)時(shí)。
 
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。
 
皮膚阻抗分析優(yōu)化主動(dòng)和被動(dòng)給藥
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(huì)覆蓋未知阻抗,因此使用運(yùn)算放大器 AD8531 來(lái)緩沖信號(hào),如圖4所示。請(qǐng)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(jiàn),所有激勵(lì)電壓和電流在施加于人體組織之前,都需要經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理、衰減和濾波。
 
皮膚阻抗分析優(yōu)化主動(dòng)和被動(dòng)給藥
圖4. 低阻抗測(cè)量配置
 
 
推薦閱讀:
 
如何防止系統(tǒng)受損?從電源排序入手
麥肯錫報(bào)告:2030汽車(chē)行業(yè)革命與遠(yuǎn)景
深度報(bào)告|手術(shù)機(jī)器人的臨床、市場(chǎng)及技術(shù)發(fā)展調(diào)研
探秘電子皮膚——觸覺(jué)傳感器
是什么限制了電源小型化?
要采購(gòu)化學(xué)物質(zhì)么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
熱門(mén)搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉