肿瘤触诊诊断仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及的肿瘤触诊诊断仪，仿生触觉原理，用于组织内肿块的分析，属医疗器械领域。它由微型弹性压力传感器矩阵(1)、数据分析处理器(2)、数据显示器(3)以及弹性压力校准器(4)四个组件构成。多个微型弹性压力传感器以不同的数目和组合方式构成压力传感器矩阵，再以变形隔膜包裹，形成触诊诊断仪探头(5)。每个微型弹性压力传感器可感受低至2.0×2.0mm面积内的压力变化，敏感度可达0.05kPa。微型弹性压力传感器矩阵与数据分析处理器之间，数据分析处理器与数据显示器之间均以线缆连接，弹性压力校准器独立应用或通过线缆与数据分析处理器连接。探头以一定压力垂直置于待检肿瘤所在组织表面时，肿瘤触诊诊断仪以二维图像的辉度和颜色、大小、形状以及三维图像的辉度和颜色及峰的高低、峰底部的宽窄、峰的形态分别代表肿瘤的硬度、大小、形状。
【专利说明】肿瘤触诊诊断仪
—.【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种肿瘤触诊诊断装置，属医疗器械领域。
二.【背景技术】
[0002]肿瘤是在各种致癌因素作用下，机体局部组织的某一个细胞，在基因水平上失去对其生长的正常调控，导致其克隆性异常增生而形成的病变。最常见的实体肿瘤通常体现为局部肿块，而肿块的大小、硬度、形状、活动度、与周围组织的粘连度等指标是发现肿瘤和鉴别诊断良、恶性肿瘤的重要依据。
[0003]人体表浅组织肿瘤或腔道内肿瘤，如乳腺癌、直肠癌、前列腺癌，甲状腺癌，只要是手能触及的区域，经典实用、可靠高效的检查方法就是专业人士的触诊方法。触诊的原理就是依据触诊获得的肿块大小、硬度、形状、活动度信息来发现肿瘤，判断其良、恶性质的。但是，触诊方法的不足之处是操作者需要专业的培训和较多的经验，而且人为误差比较大。其它的肿瘤检查方法，如超声检查、X线、CT、核磁共振，虽然都有各自的优势，但都相应存在着放射性危害、超声产热效应、需要专业培训操作、不同人员判读水平和结果差异以及组织密度对诊断的影响等问题。如果能仿生模拟触诊原理，在消除X射线辐射和热效应的基础上，既能提高触诊的敏感性，又能使触诊方法得到标准化，将最大程度地提高肿瘤诊断的安全性、敏感性、准确性。
三.实用新型内容
[0004]为了消除很多肿瘤检测技术中可能存在的辐射和热效应危害，提高触诊检查肿瘤的敏感性且减少触诊检查的人为误差，本实用新型提供一种肿瘤触诊诊断仪，本触诊诊断仪在消除X射线辐射和热效应的基础上，既能提高触诊的敏感性，又能使触诊方法得到标准化。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:仿生模拟触觉感知不同组织差异的原理，对组织施加一个动态或静态的力，因弹性力学、生物力学的物理规律，组织将产生响应-一种反作用力(弹性压力)。因为不同生物组织产生的弹性压力不同，如正常组织和肿瘤组织，良性肿瘤和恶性肿瘤产生的响应也不同，触诊即可感知这些不同，如肿瘤的大小、硬度、形状等，进而经过专业人士的综合分析，进行诊断。
[0006]本实用新型的肿瘤触诊诊断仪，由微型弹性压力传感器矩阵(I)、数据分析处理器
(2)、数据显示器(3)以及弹性压力校准器(4)四个组件构成。其中弹性压力传感器矩阵与数据分析处理器通过线缆连接，数据分析处理器再与数据显示器通过线缆连接，弹性压力校准器独立应用或通过线缆与数据分析处理器连接。
[0007]微型弹性压力传感器矩阵(I)是由压力变形隔膜嵌入压敏电阻形成的一个个压力传感器，按照一定规律，以不同的数目和组合方式构成的。其中压敏电阻是由在压力作用下可引起电容变化的硅纳米线制成的。通过蚀刻技术、厚度变化、调整硅纳米线等方法，既可满足抵抗变形和机械损坏，又可提供压力感应下的电信号输出的线性变化。每个微型压力传感器可感受低至2X2毫米面积内的压力变化，敏感度可达0.05kPa,因此符合肿瘤触诊装置的高精度要求。
[0008]按照待查组织的部位、大小、可触及性、表面形状和空间要求，可将微型压力传感器排列成至少8X6的矩阵，以稳定的高分子聚合材料包裹微型传感器矩阵形成不同形状和大小的适形性探头(5)。触诊诊断仪探头(5)内的微型压力传感器矩阵(I)，收集不同组织弹性压力所产生的回波电信号，将这些电信号发送给信号分析处理器(2)进行标准化分析。分析后以二维和/或三维图像的形式在数据显示器(3)上显示出来。图像的不同内容和形式可显示出肿瘤的大小、硬度、形状。二维图像的辉度和颜色、大小、形状分别代表肿瘤的硬度、大小、截面形状；三维图像的辉度和颜色及峰的高低、峰底部的宽窄、峰的形态分别代表肿瘤的硬度、大小、外部形状。最后，数据分析处理器(2)将分析处理的肿瘤硬度、大小、性状的结果，以图像和文字方式在数据显示器上展示出来，进而标准化、智能性实现肿瘤筛查诊断功能。
[0009]数据分析处理器:是与微型弹性压力传感矩阵构成的探头相连接的数据处理装置，由信号处理单元、用户操作指令单元组成。数据分析处理器再通过线缆与数据显示器连接。数据分析处理器是经过特定程序化的计算机，当探头以一定压力放置于肿瘤所在部位的表面时，计算机程序将探头内压力传感器矩阵收集的不同组织响应的信号进行处理和分析，再将处理后的信息，传输至数据显示器。数据分析处理器中的信号处理单元对探头所接收的回波电信号进行处理，结合用户操作指令单元的指令，共同完成信号的标准化分析，然后将分析处理结果通过线缆传输至数据显示器。
[0010]数据显示器:是与数据分析处理器相连的显示装置。将处理分析的组织弹性、硬度、大小、形状指标，以文字、二维图像的辉度、颜色、大小、外形和三维图像的辉度、颜色、高低、宽窄、形状显示出来。
[0011]肿瘤触诊诊断仪的使用和功能:
[0012]在用户操作指令单元上设定施加压力区间，将探头放在待检组织的表面，施加压力区间内的压力。观察数据显示器的实时显示图像，与此同时，在用户操作指令单元中下达记录图像的指令，将静态和/或动态图像记录下来。然后，数据分析处理器通过分析处理图像所反映的组织弹性、硬度、大小、形状，对待检组织及其中的肿瘤进行评价和诊断。
[0013]本实用新型的有益效果是，仿生模拟可靠实用的触诊技术原理，实现的智能电子化触诊成像分析功能，既能提高触诊的敏感性，又能使触诊方法得到标准化，还没有其它肿瘤检查方法的辐射和热效应风险。
四.【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型进行说明。
[0015]图1为肿瘤触诊诊断仪的结构图和检测示意图:图中弹性压力传感器矩阵⑴、数据分析处理器(2)、数据显示器(3)以及弹性压力校准器(4)，按如下顺序和结构连接在一起:由压力传感器矩阵(I)构成的探头(5)与数据分析处理器(2)连接；数据分析处理器再与数据显示器(3)连接；弹性压力校准器(4)独立应用或通过线缆与数据分析处理器连接。将压力传感器矩阵(I)构成的探头(5)垂直施压在待检组织表面，不同肿瘤(Cl、C2、C3)将产生不同的组织弹性压力响应，进而对肿瘤进行检测分析。[0016]图2为肿瘤触诊诊断仪校准示意图:将探头垂直置于弹性压力校准器上，按照数据分析处理器中用户指令单元上弹性压力设定区间的指示，对探头施加压力，直至稳定在弹性压力设定区间，而完成压力校准。
[0017]图3为仿生模拟触诊原理图:触诊可感知待检组织⑴内肿瘤(C)的大小、形状、
硬度、活动度。
[0018]图4为肿瘤触诊诊断仪检测示意图:将探头(5)垂直放在待检组织(T)的表面，施加一定压力，对待检组织内部的肿瘤(C)进行检测。然后将检测数据通过处理分析后显示出来。
[0019]图5为结果分析用肿瘤二维图像:经数据分析处理器的分析，数据显示器中的静态和动态图像，以二维图像的辉度和颜色、大小、形状分别代表肿瘤的硬度、大小、截面形状。
[0020]图6为结果分析用肿瘤三维图像:经数据分析处理器的分析，数据显示器中的静态和动态图像，以三维图像的辉度和颜色及峰的高低、峰底部的宽窄、峰的形态分别代表肿瘤的硬度、大小、外部形状。
[0021]图7-A为具体实施例中实际检测显示的三维图:形状为多峰，边界不规则，峰值较高，硬度较大，峰顶呈“锯齿状”，表面不光滑，基底宽，边界不清
[0022]图7-B为具体实施例中实际检测显示的二维图:形状边界不规则，硬度较大为5.0，提示乳腺癌。乳腺内肿瘤的大小为19X10mm。
[0023]图8-A为具体实施例中实际检测显示的三维图:形状为多峰，峰值较低，硬度较小。峰顶钝，表面不光滑，边界不规则，基底宽，边界不清。
[0024]图8-B为具体实施例中实际检测显示的二维图:形状边界不规则，中心呈浅红色，硬度较小，提示乳腺良性增生结节。乳腺内肿瘤大小27X18mm。
五.【具体实施方式】
[0025]本实用新型的肿瘤触诊诊断仪，由微型弹性压力传感器矩阵(I)、数据分析处理器
(2)、数据显示器(3)以及弹性压力校准器(4)四个组件构成。四个组件通过线缆按照以下顺序连接完成功能:微型弹性压力传感器矩阵(I)构成的探头(5)通过线缆连接数据分析处理器(2);数据分析处理器通过微排线连接数据显示器(3);弹性压力校准器(4)独立使用。微型压力传感器矩阵以8X6排列，微型压力传感器矩阵表面以稳定的高分子聚合材料构成的变形隔膜包裹，构成探头(5)。将信号处理单元和用户操作指令单元，通过集合编程整合在计算机内，构成数据分析处理器。
[0026]当探头以一定压力垂直置于乳腺肿瘤所在部位的表面时，特定的计算机程序将探头内压力传感器矩阵收集的不同组织弹性压力信号进行处理和分析后，在数据显示器展示出来:以二维图像的辉度和颜色、大小、形状分别代表肿瘤的硬度、大小、截面形状；以三维图像的辉度和颜色及峰的高低、峰底部的宽窄、峰的形态分别代表肿瘤的硬度、大小、外部形状。
[0027]本肿瘤触诊诊断仪在乳腺肿瘤的实施例如下:
[0028]校准:如图2所示，将探头垂直置于弹性压力校准器上，按照数据分析处理器中用户指令单元上弹性压力设定区间的指示，对探头施加压力，直至压力稳定在弹性压力设定区间内，而完成校准。
[0029]检查:如图5所示，将探头(5)垂直置于待检乳腺组织(T)之上，施加指定的压力后，显示器将实时显示探头下肿瘤(C)的弹性压力:在上下、左右平移探头时，通过比较肿瘤与周围组织的弹性压力，即可实时显示肿瘤的组织弹性压力。探头联合数据分析处理器实时发现肿瘤组织与周围正常组织的弹性压力变化，以二维图像的辉度和颜色、大小、形状分别代表肿瘤的硬度、大小、截面形状；以三维图像的辉度和颜色及峰的高低、峰底部的宽窄、峰的形态分别代表肿瘤的硬度、大小、外部形状。
[0030]报告:如图7-A所示:三维图形状为多峰，边界不规则，峰值较高，硬度较大，峰顶呈“锯齿状”，表面不光滑，基底宽，边界不清；如图7-B所示:二维图形状边界不规则，硬度较大为5.0，提示乳腺癌。乳腺内肿瘤的大小为19X10mm。
[0031]如图8-A所示:三维图形状为多峰，峰值较低，硬度较小。峰顶钝，表面不光滑，边界不规则，基底宽，边界不清。如图8-B所示:二维图形状边界不规则，中心呈浅红色，硬度较小，提示乳腺良性增生结节。乳腺内肿瘤大小27X18mm。
【权利要求】
1.一种肿瘤触诊诊断仪，由微型弹性压力传感器矩阵、数据分析处理器、数据显示器以及弹性压力校准器构成，其特征在于，弹性压力传感器矩阵与数据分析处理器通过线缆连接，数据分析处理器再与数据显示器通过线缆连接，弹性压力校准器独立应用或通过线缆与数据分析处理器连接。
2.根据权利要求1所述的肿瘤触诊诊断仪，其特征在于，数据分析处理器由信号处理单元、用户操作指令单元组成。
3.根据权利要求1所述的肿瘤触诊诊断仪，其特征在于，按照待查组织的部位、大小、可触及性、表面形状和空间要求，可将微型压力传感器排列成至少8X6的矩阵。
4.根据权利要求1所述的肿瘤触诊诊断仪，其特征在于，每个微型弹性压力传感器可感受低至2.0X2.0mm面积内的压力变化，敏感度可达0.05kPa。
【文档编号】A61B5/00GK203647326SQ201320674978
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】王洪超, 李树峰, 曹建, 高国华 申请人:王洪超