电流源的输出端，同时还接微处理器单元输出控制选通的命令；输出端分别接到电极检 测阵列12个电极。
[0033] 检测电极阵列包括模拟开关、匹配电感和左右7个共14个电极，电极分布如图3 所示分布，图中0为中屯、电极，即公共电极，周围1-6个电极分别对应2点钟、4点钟、6点 钟、8点钟、10点钟、12点钟六个方向。如图3与图4所示，检测电极阵列中屯、电极0连接 GND，其他六个方向的电极连接电极选通模块的12输出端，当电极选通模块选通一个电极 接通时，某个电极就可获得幅值恒定，频率变化的交变电流。一个电极工作完成，就接通下 一个电极，实际工作中只有六个点中的一个与公共电极接在乳腺组织上；同理，右边的检测 电极一样。
[0034] 幅值处理单元用于检测等效化C电路两端的电压在一个频率周期内的峰峰值。其 输入端为电压/电流转换电路的输出端，也就是电极选通模块的输入端；其输出端与微处 理器连接，提供检测的电压值。
[0035] 蓝牙模块用于与上位机或者其他移动端通信，传输检测到的数据W及获得上位机 或者移动端的控制命令，输入与输出均与微处理器相连。
[0036] 电路的各个小模块是利用粘扣带将其固定在胸衣上。首先将各个小模块固定在粘 扣带勾面的背面，然后将粘扣带毛面固定胸衣上，最后便是勾面与毛面贴合。运样就各个电 路小模块固定在了胸衣上。
[0037] 整个电路通过将乳腺组织等效成RC电路（如图5所示），一端接在六个方向的电 极上，另一端接在中屯、电极上，然后串联一个匹配电感，组成化C电路（如图6所示）。利 用电流激励方式，电路会在在某一频率发生谐振，并通过测得的相应且最低的电压得到共 振频率，最终确定使用者的乳腺情况。最后，为确保智能胸衣能稳定、有效的测量，本发明添 加了气累W及将罩杯分为=层。气累可W手动充气，便于调整内层罩杯与乳房的契合度。 罩杯分S层，如图7所示，里面一层为内层罩杯8-1，上面按图3所示分布了一些电极，直接 与乳腺组织接触；中间一层为中间气囊层8-2,使用者可W根据内层罩杯是否贴紧乳房，而 向里面充气，最终确保内层罩杯紧贴乳房，达到良好、有效采集数据；外面一层为外部胸衣 层8-3,是最外面的胸衣，一方面起保护作用，另一方面与气囊相互作用，是内层罩杯紧贴乳 房。
[0038] 本发明首先是建立在将乳腺组织可W近似等效于一个由许多电阻与电容构成的 生物电网络，形成了一个应用广泛的=元件等效电路模型，如图5所示。然后与运个电路模 型串联一个匹配电感，组成一个化C电路（如图6所示）。最后，在化C电路两端串入电流 源，输入幅值恒定，频率不定的电流时，化C电路两端的电压的幅值会因频率变化而变化。基 于运种思想，发明的胸衣包括了 ：电源模块、微处理器单元、正弦信号发生电路、电压/电流 转换电路、电极选通模块、检测电极阵列（其分布如图3所示）、幅值处理单元，整个电路的 功能结构如图4所示。
[0039] 使用者使用流程。首先，将本发明穿在身上，对准电极并检查电极是否能良好接 触，若不能，通过充气口对气囊充气，确保检测电极紧贴乳房，然后接通智能胸衣的电源，并 通过蓝牙或串口将PC机或者移动端与胸衣连接，利用上位机发送启动指令，最后等待检测 完毕，获得结果就可W完成整个测量。
[0040] 系统工作流程。当电源模块通电，微处理器单元开始工作。首先微处理器对内部 需要的模块：时钟模块、通用I/O口模块、串口UART模块、AD采样模块进行初始化后，等待 人为启动的开始命令；当有人启动时，串口接收到启动命令，并处理中断处理程序--初始 化定时器模块，开始定时中断程序，逐步完成：
[00川 戀.通过I/O口控制模拟开关，选通左乳房2点钟方向与中屯吨极的导通；
[004引 猿.10ms-次，输出40位控制指令，实现电路⑩输出200k的正弦波，正弦波通过 电路@，使电路@输出200k的交变电流，电流通过模拟开关，流通匹配电感和乳腺组织， 回到中屯、电极0形成回路；
[004引 ◎.利用电路@可^测量中必电极与电路@的输出端的峰值电压信号；
[0044] ⑩.微处理器单元对电压信号采集S次并进行求和平均，得到电路在频率为200k 的正弦信号激励下的幅值；
[004引 ? .将采集到的幅值通过UART传送出去；
[004引 ?.更改40位控制指令，实现W化的频率递增，202k-800k的变频，并重复进行 衝
[0047] (i).切换电极，依次选通左罩杯4点到12点方向，右罩杯2点到12点方向，重复进 行?-③。
[0048] 经过上述步骤便可W得到左右乳腺六个方向上200-800k的频率对应的幅值，并 将其发送出去。通过相关分析算法，可W根据得到的幅值与其对应的频率，计算得到不同 的特征，从而分析出使用者的乳腺是否患病，甚至检测出哪种乳腺疾病。目前最直接、最方 便的分析方法就是共振频率法，当然得到的结果也是简单的病否。运种方法就是根据电路 的发生谐振时，谐振部位电压值最小，此时的谐振频率仅与电容、电感有关。当外接电感固 定时，唯一变量就是电容，因此谐振频率大小可W等效成电容大小。通过得到的幅值便可W 轻易的确定每个方向的谐振频率，也就是乳腺组织每个方向的电容，再结合组织病变影响 组织电容的原理，便可W确定组织是否病变，哪个方向病变。
[0049] 相信本领域的技术人员通过W上描述都可W理解本发明的具体做法，但W上所示 仅为本发明优选的实施例，并非用来局限本发明的专利范围，故利用本发明的框架图和说 明内容所作的等效结构变化，均包含在本发明范围内。
【主权项】
1. 用于乳腺癌早期风险检测评估的智能胸衣，其特征在于：包括内层罩杯、中间气囊 层和外部胸衣层； 在所述内层罩杯上对称分布有电极阵列，电极阵列直接与乳腺组织接触；所述的电极 阵列包括呈圆形分布的六个电极和位于圆心处的公共电极，公共电极接地，另外六个电极 连接电路控制模块； 所述的电路控制模块位于下扒部位，包括微处理器、正弦信号发生电路、电压/电流转 换电路、电极选通模块和幅值处理单元； 所述的微处理器实现正弦信号发生电路的变频信号输出；控制电极阵列中的电极选 通；连接幅值处理单元，采集数据并进行预处理； 所述的正弦信号发生电路提供一个幅值恒定、频率可变的正弦信号源；其输入端连接 微处理器，获得微处理器单元的控制命令；输出端连接电压/电流转换电路，输出所需的一 个幅值恒定、频率可变的正弦信号源； 所述的电压/电流转换电路转换电压为电流，为胸衣提供幅值恒定、频率可变的交变 电流作为激励电流，其输入端为正弦信号发生电路，接入幅值恒定，频率变化的正弦信号 源；输出端连接电极选通模块，使交变电流通到检测电极阵列中的待测电极； 所述的幅值处理单元用于检测等效RLC电路两端的电压在一个频率周期内的峰峰值； 其输入端为电压/电流转换电路的输出端，也就是电极选通模块的输入端；其输出端与微 处理器连接，提供检测的电压值； 所述的电路控制模块通过将乳腺组织等效成RC电路，然后串联一个匹配电感，组成RLC电路；利用电流激励方式，RLC电路会在某一频率发生谐振，并通过测得的相应且最低 的电压得到共振频率，最终确定使用者的乳腺情况。2. 根据权利要求1所述的用于乳腺癌早期风险检测评估的智能胸衣，其特征在于：电 极阵列中相邻两个电极的距离相等。3. 根据权利要求1所述的用于乳腺癌早期风险检测评估的智能胸衣，其特征在于：所 述的电极选通模块位于鸡心。4. 根据权利要求1所述的用于乳腺癌早期风险检测评估的智能胸衣，其特征在于：电 极选通模块为多路开关。5. 根据权利要求1所述的用于乳腺癌早期风险检测评估的智能胸衣，其特征在于：还 包括蓝牙模块，该模块用于与上位机或者其他移动端通信，传输检测到的数据以及获得上 位机或者移动端的控制命令，输入与输出均与微处理器相连。
【专利摘要】本发明公开了一种用于乳腺癌早期风险检测评估的智能胸衣。本发明包括内层罩杯、中间气囊层和外部胸衣层。在内层罩杯上对称分布有电极阵列，电极阵列直接与乳腺组织接触；所述的电极阵列包括呈圆形分布的六个电极和位于圆心处的公共电极，公共电极接地，另外六个电极连接电路控制模块。电路控制模块通过将乳腺组织等效成RC电路，然后串联一个匹配电感，组成RLC电路；利用电流激励方式，RLC电路会在某一频率发生谐振，并通过测得的相应且最低的电压得到共振频率，最终确定使用者的乳腺情况。本发明不仅检测方便、简单、安全、对人体无害，而且可以及早的检测到乳腺组织的是否病变，早点防治和预防乳腺疾病。
【IPC分类】A61B5/05, A61B5/00
【公开号】CN105212927
【申请号】CN201510436932
【发明人】厉力华, 赵伟杰, 顾玲飞, 高伟
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年7月23日