生物阻抗测量技术利用生物组织的电特性进行人体生理信号的提取和分析,是一种无创便捷、快速准确且成本低的检测技术。人体细胞内外液容量的测量是生物阻抗技术的一个重要分支,通过激励电极向生物组织注入微弱的交流电流,利用检测电极提取生物组织的电信号来分析生物组织的阻抗信息,进而反映人体的细胞内液及细胞外液容量。本文针对人体细胞内外液容量的测量,设计了一套人体阻抗多频检测系统,并提出了一种分段求和计算细胞内外液容量的计算方法。首先分析生物组织的电特性及生物阻抗谱分析法测量细胞内外液的基本原理,结合人体阻抗分段检测,计算出人体四肢及躯干的细胞内外液阻抗,提出一种细胞内外液容量的改进计算方法并通过人体实验验证了改进计算方法的可行性和可靠性。然后设计了一套人体阻抗多频检测系统。系统包括激励、电极选通、检测、软件四个模块,激励模块由信号发生电路和电压控制电流源电路构成,得到大小恒定、频率可调的激励电流信号;针对人体阻抗的分段测量,选通模块设计了一种连接八个电极的多路开关,实现不同测量通道的切换;为了精确地提取检测电极出来的电压信号并分析人体阻抗信息,检测模块构建了电压缓冲电路、差分放大电路、相位检测电路及有效值检测电路。软件模块即上位机控制系统,实现对激励源频率的控制、多路开关测量通道的切换及人体电信号数据的采集、存储和显示。为了确定检测系统的性能,对电压控制电流源的输出阻抗、阻抗测量系统的测量精度和频率响应进行了实验测试,结果显示,电压控制电流源在频率100kHz以内,输出阻抗大于1MΩ,人体阻抗多频检测系统的阻抗模值测量精度在0.6%~1.8%之间,相位测量的绝对误差小于1°。最后利用人体阻抗多频检测系统对人体阻抗进行分段测量,将阻抗数据进行曲线拟合联立方程组求得人体四肢及躯干的细胞内外液阻抗,利用改进公式计算人体细胞内外液容量,并与阻抗分析仪所测阻抗计算得到的细胞内外液容量进行比较,结果显示,细胞外液的相对误差在2.28%~7.81%之间,细胞内液的相对误差在1.82%~5.43%之间,同时测量并计算了人体摄入水分后的细胞内外液容量,结果表明本文设计的人体阻抗多频检测系统能够准确的测量人体阻抗,改进计算方法可以有效地对人体细胞内外液容量进行计算。