一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置製造方法
2023-04-28 09:54:31 2
一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置製造方法
【專利摘要】乳房電阻抗斷層成像數據採集裝置，包括電極板A1、電極板B2，滑動構件8；電極板A1與電極板B2相對分布，電極板A1和/或電極板B2與滑動構件8滑動配合，電極板A1和電極板B2的內表面上有電極陣列；電極板A1和電極板B2的內表面優選與被測對象外表面相適配的凹陷弧面；解決了電極放置耗時且與預先計劃模式不一致的問題；使用時只需將被測試對象置於電極板A與電極板B之間，電極板A與電極板B分別與滑動構件滑動配合，就能使電極陣列板A和電極陣列板B上的電極按預先設定的排列方式與被測對象接觸，操作方便。
【專利說明】—種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電阻抗斷層成像的數據採集裝置。具體地講，涉及一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置。
【背景技術】
[0002]生物電阻抗成像技術(BiologocalElectrical Impedance Imaging, BEII)是繼形態、結構成像之後的新一代更為有效的無損傷功能成像技術，是醫學成像技術的一個新方向。其基本原理是根據人體內不同組織在不同的生理、病理狀態下具有不同的電阻(導)率，通過各種方法給人體施加小的安全驅動電流(電壓)，在體外測量響應電壓(電流)信號以重建人體內部的電阻率分布或其變化的圖像。由於電阻抗成像技術不使用核素或射線，對人體無害。且可以多次測量，重複使用，成像速度快、具有功能成像等特點，加之成本低廉，不要求特殊的工作環境等，迅速成為研究熱點。國內外已經有幾十個小組從事這方面的研究。近三十年來，有關BEII的研究迅速，包括
[0003]I 電阻抗斷層成像(Electrical ImpedanceTomography, EIT)
[0004]將電極排列在目標的某一層面周圍，對相應層面的電阻率或電阻率變化進行圖像重構的技術。
[0005]2 電阻抗掃描成像(Electrical Impedance Scanning Imaging, EISI)
[0006]其基本原理是利用均勻介質中的電阻率變異使均勻分布在組織的外加電流或電壓場所產生的畸變。通過對感興趣的區域施加小的電激勵，根據組織電場的分布特性、測量相應的電流或電壓，進行多點、多頻測量結果的成像。
[0007]3 磁感應電阻抗成像(Magnetic Induction Tomography, MIT)
[0008]利用電磁感應原理，通過測量生物組織的感應磁場，根據重構算法來表現被測生物組織電阻(導)率分布的成像方法。
[0009]4 電阻抗成像(Magnetic Resonance Electrical Impedance Tomography, MREIT)
[0010]將電流密度成像與EIT相結合，是一種無創靜態電阻抗成像的新方法，能夠獲得具有較高解析度和精確性的生物電阻抗圖像。
[0011]5人體組織器官的電阻抗頻譜特性的測量(Electrical ImpedanceSpectroscopy, EIS)
[0012]測量人體組織在不同頻率不同電流時的復阻抗特性，這是所有生物電阻抗及電阻抗成像研究的基礎。
[0013]在以上幾個方面的研究中，EIT的研究歷史較長並開始臨床應用基礎研究，向臨床應用過渡。
[0014]由於乳房電阻抗斷層成像技術是將按一定排列方式的電極陣列圍繞所關注的區域附接到測量的乳房表面，對電極陣列間的一組電極輸入安全的激勵電流或電壓，測量電極陣列特定的電極組合間的電壓或電流，採用適當的圖像重構技術構建出圖像，其成功的關鍵在於數據的獲得和圖像的重建。[0015]EIT技術用於乳房成像需要對三維空間的電阻抗特性進行檢測，因此對測量系統的準確度和成像算法的高效性都提出了更高的要求。在其他條件不變的情況下，EIT成像解析度大致與探測電極的數量成正相關，因此用於乳房成像需要使用大量的探測電極，不同受試者的電極排列要符合同一模式，因此每個電極如果由操作者直接安放在被測者體表，很難保證電極排列與預先計劃的模式一致，對成像質量有負面的影響，而且每次測試需要耗費大量時間排放電極，目前，在EIT系統的採集裝置中多採用32個電極或16個電極配置，成像精度和質量不高。使EIT乳房成像技術的可操作性大大降低。
[0016]電極附接到皮膚上測量體表相關數據時，若皮膚受到壓力改變、被拉伸發生形變，就會改變電極與皮膚接觸面的電荷分布，使測量受到幹擾，加大測量的誤差和偽影。
【發明內容】
[0017]本實用新型的目的在於提供一種電極按預定模式固定排列、操作方便的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置。
[0018]一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，包括電極板A、電極板B，滑動構件；電極板A與電極板B相對分布，電極板A和/或電極板B與滑動構件滑動配合。
[0019]上述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，所述電極板A與電極板B之間的空間為成像區域。
[0020]上述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，所述電極板A包括電極陳列板A支撐板和分布在電極陳列板A支撐板的內表面上的電極陣列板A，電極板B包括電極陳列板B支撐板和分布在電極陳列板B支撐板的內表面上的電極陣列板B。
[0021]上述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，所述電極陣列板A和電極陣列板B分別包括電極排列成的電極陣列和各電極之間的絕緣基材。
[0022]上述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，所述電極陣列板A和電極陣列板B的內表面為與被測對象外表面相適配的凹陷弧面。
[0023]上述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，所述電極陣列為10/10/9/9/8/7/6/5 的梯形陣列。
[0024]上述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，所述電極陳列板A支撐板與電極陣列板A之間或電極陳列板B支撐板與電極陣列板B之間有壓力傳感器。
[0025]上述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，所述裝置包括支撐柱，滑動構件與支撐柱滑動配合。
[0026]上述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，所述滑動構件與支撐柱之間有供滑動構件旋轉的結構，滑動構件與支撐柱之間有卡緊結構。
[0027]有益效果
[0028]本實用新型通過預設電極陣列，通過電極陣列附接到被成像乳房表面進行測試的方式，解決了電極放置耗時且與預先計劃模式不一致的問題；使用時只需將被測試對象置於電極板A與電極板B之間的成像區域，電極板A和/或電極板B與滑動構件滑動配合，就能使電極陣列板A和電極陣列板B上的電極按預先設定的排列方式與被測對象接觸，操作方便。裝置能提供恆定的夾持力，使被成像乳房在測試時受到的壓力與乳房形態保持不變，提高測量數據的準確度。[0029]本實用新型所述的電極陳列板B支撐板的內表面、電極陳列板A支撐板的內表面是指電極陳列板A支撐板與電極陳列板B支撐板相對的面，它們分別用於支撐電極陣列板A和電極陣列板B ；
[0030]電極陣列板A和電極陣列板B的內表面是指電極陣列板A與電極陣列板B相對的一面，測試時，他們的內表面與被測對象的外表面相接觸。
[0031]所述電極陣列所在的電極板A和電極板B的內表面(或電極陣列板A的內表面和電極陣列板B的內表面)為與被測對象外表面相適配的凹陷弧面:是指被測對象的外表面為外凸的曲面，使用時二者外表面的形狀有利於相互接觸。
[0032]【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]附圖1為實施例1裝置立體示意圖
[0034]附圖2為實施例1裝置剖視圖
[0035]附圖3為實施例1裝置使用模擬圖
[0036]附圖4為實施例1電極陣列板示意圖
[0037]附圖5為實施例2電極陣列板示意圖
[0038]附圖6為實施例3電極陣列板示意圖
[0039]附圖7為實施例3電極陣列板側視圖
[0040]附圖8為實施例3裝置立體示意圖
[0041]I一電極板A, 2一電極板B, 3一電極陣列板A, 4一電極陣列板B, 5一電極陣列板A支撐板，6—電極陣列板B支撐板，7—成像區域，8—滑動構件，9一帶鎖緊裝置轉向軸，10-支撐柱，11 一電極，12—人體，13—乳房。
【具體實施方式】
[0042]實施例1
[0043]如附圖1所示，本裝置包括垂直於地面安裝的支撐柱10，支撐柱10上的滑動和鎖定裝置使滑動構件8沿支撐柱10上下移動到所需高度時鎖定，通過帶鎖緊裝置的轉向軸9轉動滑動構件9到所需位置後固定，調節電極板Al和電極板B2之間的成像區域7的空間高度，使電極陣列板A3和電極陣列板B4上的電極11貼附於被成像乳房表面，通過滑動構件8上的鎖定裝置使電極板Al和電極板B2對被成像乳房保持恆定的夾持力。
[0044]支撐柱10與滑動構件8上的滑動裝置可用光軸或滑槽，鎖定裝置可用絲杆搭配鎖定螺母的方式或絲杆搭配電機的方式實現，被裝置的滑動裝置選用光軸實現，鎖定裝置選用絲杆搭配電機的方式實現。
[0045]考慮到亞洲女性的乳房基底直徑上限在180mm內，乳軸高度一般在80mm內；乳房近似半球形，乳房受到兩個電極板裝置的壓迫後，其受壓迫面將由半球面轉為近似平面，其邊長近似直徑，它與電極陣列裝置有效接觸寬度大約為直徑的一半。由於電極面積的大小與皮膚接觸阻抗負相關，電極數量和採集數據量正相關，電極的數目越多，重構圖像的空間解析度和圖像質量也就越高，但電極數目的增加對裝置的設計和實現也提出了更高的要求。
[0046]考慮到現有硬體設施的成本、人體乳房受壓迫後的形態，本實施例的電極陣列板上的電極(11)如附圖4所示採用64個直徑6mm的圓盤，相鄰電極之間的中心間距為8mm，按8X8陣列排布。
[0047]為了實現在有效的區域內更大限度的提取更多測量信息，從而提高成像解析度與成像精度，本發明採用如下所述數據提取方式:
[0048]定義電極陣列板A中的一個電極為A (X，y)
[0049]電極陣列板B中的一個電極為B (X，y)
[0050]對電極陣列板A中的一個電極A(x，y)和電極陣列板B中的一個電極B(x，y)注入電流或施加電壓(激勵信號)，以形成電場，這兩個電極稱為激勵電極。激勵信號的施加導致的電壓或電流隨後在電極陣列板A中其它63個電極與電極陣列板B中其它63個電極組成的電極對中測量，每個測量迴路產生63x63次測量，激勵信號然後移動到下一對電極並重複測量順序。
[0051]實施例2
[0052]本實施例基本結構與數據提取方式同實施例1，不同點在於:電極陣列板上的64個電極(11)如附圖5所示按10/10/9/9/8/7/6/5的大致梯形陣列排布，測試時電極(11)數量為10個的梯形底部靠近人體。
[0053]由於人體乳房近似半球形，電極陣列板上的電極(11)排列成大致梯形的陣列後與受壓迫後人體乳房形態接近，增加有效附接於被被成像乳房表面的電極(11)數量，以便更大限度的提取測量信息。
[0054]實施例3
[0055]本實施例整體裝置如附圖8所示，其基本結構與數據提取方式同實施例1和實施例2，不同點在於:電極陣列板與被成像乳房接觸面為一凹陷弧面，如附圖6與附圖7所示；電極(11)按一定方式分布於電極陣列板的凹陷弧面上且與弧面齊平。且電極陣列板支撐板中間部位也為凹陷弧面。
[0056]電極陣列板與電極陣列板支撐板中間部位為內凹弧面設計更能貼合人體，使被成像乳房在被擠壓時舒適度增強且有效接觸電極增多，提高成像的解析度。
【權利要求】
1.一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，特徵在於:所述採集裝置包括電極板A (I)、電極板B (2)，滑動構件(8);電極板A (I)與電極板B (2)相對分布，電極板A(I)和/或電極板B (2)與滑動構件(8)滑動配合，電極板A (I)和電極板B (2)的內表面上有電極陣列。
2.根據權利要求1所述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，特徵在於:電極板A (I)與電極板B (2)之間的空間為成像區域(7)。
3.根據權利要求1所述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，特徵在於:所述電極陣列所在的電極板A (I)和電極板B (2)的內表面為與被測對象外表面相適配的凹陷弧面。
4.根據權利要求1所述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，特徵在於:電極板A (I)包括電極陳列板A支撐板(5)和分布在電極陳列板A支撐板(5)的內表面上的電極陣列板A (3)，電極陣列板A (3)的內表面為電極板A (I)的內表面；和/或電極板B (2)包括電極陳列板B支撐板(6)和分布在電極陳列板B支撐板(6)的內表面上的電極陣列板B (4);電極陣列板B (4)的內表面為電極板B (2)的內表面。
5.根據權利要求1所述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，特徵在於:電極陣列由電極(11)排列而成，各電極(11)之間為絕緣基材。
6.根據權利要求1所述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，特徵在於:所述電極陣列為10/10/9/9/8/7/6/5的梯形陣列。
7.根據權利要求4所述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，特徵在於:電極陳列板A支撐板(5 )與電極陣列板A (3 )之間或電極陳列板B支撐板(6)與電極陣列板B (4)之間有壓力傳感器。
8.根據權利要求1所述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，特徵在於:所述裝置包括支撐柱(10 )，滑動構件(8 )與支撐柱(10 )滑動配合。
9.根據權利要求7所述的一種用於乳房電阻抗斷層成像的數據採集裝置，特徵在於:滑動構件(8)與支撐柱(10)之間有供滑動構件(8)旋轉的結構，滑動構件(6)與支撐柱(8)之間有卡緊結構。
【文檔編號】A61B5/053GK203710016SQ201320802492
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月9日 優先權日:2013年12月9日
【發明者】王奕剛, 向飛, 戴濤, 餘華章, 蒲洋, 林怡, 卜力寧 申請人:思瀾科技（成都）有限公司