生物医学基础--人体阻抗模型

人体阻抗模型

1. 人体
2. 人体阻抗
3. 人体阻抗模型
4. 参考资料

1. 人体

聊人体阻抗之前，首先要了解一下人体的构造。人体有四大组织，分别是上皮组织（由密集排列的上皮细胞和极少量细胞间质构成），神经组织（由神经元和神经胶质细胞构成），结缔组织（由细胞、细胞间质和纤维构成）以及肌肉组织（由肌细胞构成），构成这些组织的都是成千上万的细胞以及细胞间质。人体中占比最多的就是体液，成年人中体液的成分在60%左右。人体的体液实质上是一中比较复杂的特殊电解质，电解质是指在水溶液中能够导电的化合物，体液中主要的电解质有 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、HPO42-和 SO42-，以及一些有机酸和蛋白质等。

2. 人体阻抗

了解了体液是一种电解质之后，就很能好的了解人体阻抗这个概念。用一句话说就是，人体阻抗是大小不同的电阻和电容的复杂耦合。为什么这么说呢，人皮肤最外层的是表皮，它导电性能很差，但是表皮下面的真皮和皮下组织具有很好的导电性。当人体表面接触到带电体比如触电电极时，电极+表皮+真皮就相当于一个电容，电极与真皮是电容的两个极板，表皮就相当于电容的电介质。但是表皮的表面有汗腺孔，会有少量离子通过，所以皮肤阻抗相当于漏电的电容。
同样的道理，人体的各大组织都由细胞组成，细胞内液导电性较好，细胞膜由脂类物质组成，导电性较差，细胞外液导电性较好，所以三个部分：细胞内液（电容极板）+细胞膜（电介质）+细胞外液（电容极板）就构成了电容。细胞膜具有选择透过性，仍然可以透过一些离子，所以细胞的阻抗也相当于漏电的电容。人体中有无数个细胞，则存在无数类似的电容。

3. 人体阻抗模型

人体阻抗模型是利用电阻和电容元器件，模拟真实人体阻抗的模型。人体阻抗模型相当于一个由电阻和电容器构成的复杂的串并联电路。多种人体阻抗模型适用不同的情况。人体的阻抗有性别、身体健康的差异，同时与触电的电压、频率、接触面积、接触时间、环境湿度都有着密切关系。最常见最基本的就是电灼伤电流人体阻抗模型，如下图所示。该模型只考虑了人体模拟阻抗，用于测量电灼伤电流，其中CS为接触电容，通常为0.22uF。RS为接触电阻，通常为1500Ω。两者并联为皮肤的接触阻抗，RB为人体内部阻抗，通常为500Ω。

该阻抗模型是电灼伤电流人体阻抗模型，其他类型的模型都是基于该模型作品了相应的改进。
比如说感知与反应电流人体阻抗模型可以表示为：

摆脱电流人体阻抗模型可以表示为：

4. 参考资料

https://baike.baidu.com/item/%E4%BD%93%E6%B6%B2/4837328?fr=aladdin
https://baike.baidu.com/item/%E4%BA%BA%E4%BD%93%E7%BB%93%E6%9E%84
卢岳俊. 人体阻抗模型分析[C]. 科技风. 2017;