構建了以ATmega16單片機為控制核心, 8個AD5933為數字電極, nRF24L01為無線通信模塊的數字式生物電阻抗與電阻抗斷層成像(EIT)測量系統。詳細闡述了系統結構、電路設計、系統測試、動物組織阻抗測量及EIT成像。經測試, 系統相對測量誤差可達0.42%, 信噪比達76.3 dB。該系統不僅可采用二電極法在1~100 kHz范圍內進行掃頻式阻抗測量, 而且能實現EIT成像。對SD幼鼠解剖后的組織進行阻抗測量, 測量結果顯示, 數據有效, 經最小二乘法擬合, 符合Cole-Cole理論, 驗證了該系統阻抗測量的可行性與有效性; 通過鹽水槽實驗, 對場域中物體的分布圖像進行重構, 重建圖像與實際分布吻合, 成像效果良好。該系統很大程度上提高了前端測量信號的有效性以及系統的穩定性。
針對人體呼吸信號檢測的重要性，基于Cole-Cole生物阻抗模型，研制了一種可穿戴的呼吸信號檢測裝置。以Cole-Cole生物阻抗理論為基礎，分析了人體在不同頻率電信號下的阻抗特性。基于比例測量法設計了高信噪比的呼吸信號采集與調理電路。利用離散傅立葉變換（DFT）和動態差分閾值峰值檢測技術從獲得的數據中提取呼吸波形與呼吸率數值。通過實驗驗證了系統的有效性。測試結果表明，本系統可以準確檢測呼吸波形，呼吸波形峰值點檢測準確率在98%以上，可以滿足實際呼吸檢測需要。
生物電阻抗測量技術是一種無創的提取人體生理及病理信息的檢測技術，其中對生物阻抗與人體生理參數之間關系的分析方法是該項技術環節中很重要的一部分。為了更加精準地計算人體細胞內外液容量，在計算人體細胞內外液容量的莫斯爾（Moissl）方程的基礎上，本文提出了一種分段式人體生物阻抗譜測量模型及改進的細胞內外液容量計算方法，設計了人體攝入水分前后的細胞內外液容量的測量與計算實驗，并與 Moissl 方程進行比較。結果表明，本文提出的改進計算方法能夠更有效地計算細胞內外液容量，相對誤差在 5% 以內，今后或可為人體成分的分析及疾病的診斷治療提供新的思路或更為準確的方法。
膝關節的損傷往往伴隨著積液的產生，積液含量的多少通常可以作為膝關節損傷程度的判定標準之一。本文基于生物阻抗檢測原理，提出了一種新型膝關節積液檢測方法。首先根據膝關節生理解剖結構建立三維膝關節模型，改變三維模型中積液部分的體積來模擬膝關節損傷程度的變化過程。其次，基于四電極理論搭建膝關節阻抗檢測系統，利用線性回歸計算出膝關節阻抗與膝關節積液含量之間的關系。最后，制作大鼠膝關節積液模型，改變其膝關節內的液體含量，測量不同積液含量下的膝關節阻抗，推導出積液含量與膝關節阻抗之間的關系式，通過測量膝關節阻抗計算出關節內的液體含量，計算誤差率低于10%。實驗結果表明，本文提出的膝關節阻抗檢測方法可反映膝關節阻抗和積液量之間的關系，可以實現膝關節積液含量的測量。