一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置制造方法
【专利摘要】乳房电阻抗断层成像数据采集装置，包括电极板A1、电极板B2，滑动构件8；电极板A1与电极板B2相对分布，电极板A1和/或电极板B2与滑动构件8滑动配合，电极板A1和电极板B2的内表面上有电极阵列；电极板A1和电极板B2的内表面优选与被测对象外表面相适配的凹陷弧面；解决了电极放置耗时且与预先计划模式不一致的问题；使用时只需将被测试对象置于电极板A与电极板B之间，电极板A与电极板B分别与滑动构件滑动配合，就能使电极阵列板A和电极阵列板B上的电极按预先设定的排列方式与被测对象接触，操作方便。
【专利说明】—种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电阻抗断层成像的数据采集装置。具体地讲，涉及一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置。
【背景技术】
[0002]生物电阻抗成像技术(BiologocalElectrical Impedance Imaging, BEII)是继形态、结构成像之后的新一代更为有效的无损伤功能成像技术，是医学成像技术的一个新方向。其基本原理是根据人体内不同组织在不同的生理、病理状态下具有不同的电阻(导)率，通过各种方法给人体施加小的安全驱动电流(电压)，在体外测量响应电压(电流)信号以重建人体内部的电阻率分布或其变化的图像。由于电阻抗成像技术不使用核素或射线，对人体无害。且可以多次测量，重复使用，成像速度快、具有功能成像等特点，加之成本低廉，不要求特殊的工作环境等，迅速成为研究热点。国内外已经有几十个小组从事这方面的研究。近三十年来，有关BEII的研究迅速，包括
[0003]I 电阻抗断层成像(Electrical ImpedanceTomography, EIT)
[0004]将电极排列在目标的某一层面周围，对相应层面的电阻率或电阻率变化进行图像重构的技术。
[0005]2 电阻抗扫描成像(Electrical Impedance Scanning Imaging, EISI)
[0006]其基本原理是利用均匀介质中的电阻率变异使均匀分布在组织的外加电流或电压场所产生的畸变。通过对感兴趣的区域施加小的电激励，根据组织电场的分布特性、测量相应的电流或电压，进行多点、多频测量结果的成像。
[0007]3 磁感应电阻抗成像(Magnetic Induction Tomography, MIT)
[0008]利用电磁感应原理，通过测量生物组织的感应磁场，根据重构算法来表现被测生物组织电阻(导)率分布的成像方法。
[0009]4 电阻抗成像(Magnetic Resonance Electrical Impedance Tomography, MREIT)
[0010]将电流密度成像与EIT相结合，是一种无创静态电阻抗成像的新方法，能够获得具有较高分辨率和精确性的生物电阻抗图像。
[0011]5人体组织器官的电阻抗频谱特性的测量(Electrical ImpedanceSpectroscopy, EIS)
[0012]测量人体组织在不同频率不同电流时的复阻抗特性，这是所有生物电阻抗及电阻抗成像研究的基础。
[0013]在以上几个方面的研究中，EIT的研究历史较长并开始临床应用基础研究，向临床应用过渡。
[0014]由于乳房电阻抗断层成像技术是将按一定排列方式的电极阵列围绕所关注的区域附接到测量的乳房表面，对电极阵列间的一组电极输入安全的激励电流或电压，测量电极阵列特定的电极组合间的电压或电流，采用适当的图像重构技术构建出图像，其成功的关键在于数据的获得和图像的重建。[0015]EIT技术用于乳房成像需要对三维空间的电阻抗特性进行检测，因此对测量系统的准确度和成像算法的高效性都提出了更高的要求。在其他条件不变的情况下，EIT成像分辨率大致与探测电极的数量成正相关，因此用于乳房成像需要使用大量的探测电极，不同受试者的电极排列要符合同一模式，因此每个电极如果由操作者直接安放在被测者体表，很难保证电极排列与预先计划的模式一致，对成像质量有负面的影响，而且每次测试需要耗费大量时间排放电极，目前，在EIT系统的采集装置中多采用32个电极或16个电极配置，成像精度和质量不高。使EIT乳房成像技术的可操作性大大降低。
[0016]电极附接到皮肤上测量体表相关数据时，若皮肤受到压力改变、被拉伸发生形变，就会改变电极与皮肤接触面的电荷分布，使测量受到干扰，加大测量的误差和伪影。
【发明内容】
[0017]本实用新型的目的在于提供一种电极按预定模式固定排列、操作方便的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置。
[0018]一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，包括电极板A、电极板B，滑动构件；电极板A与电极板B相对分布，电极板A和/或电极板B与滑动构件滑动配合。
[0019]上述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，所述电极板A与电极板B之间的空间为成像区域。
[0020]上述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，所述电极板A包括电极陈列板A支撑板和分布在电极陈列板A支撑板的内表面上的电极阵列板A，电极板B包括电极陈列板B支撑板和分布在电极陈列板B支撑板的内表面上的电极阵列板B。
[0021]上述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，所述电极阵列板A和电极阵列板B分别包括电极排列成的电极阵列和各电极之间的绝缘基材。
[0022]上述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，所述电极阵列板A和电极阵列板B的内表面为与被测对象外表面相适配的凹陷弧面。
[0023]上述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，所述电极阵列为10/10/9/9/8/7/6/5 的梯形阵列。
[0024]上述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，所述电极陈列板A支撑板与电极阵列板A之间或电极陈列板B支撑板与电极阵列板B之间有压力传感器。
[0025]上述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，所述装置包括支撑柱，滑动构件与支撑柱滑动配合。
[0026]上述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，所述滑动构件与支撑柱之间有供滑动构件旋转的结构，滑动构件与支撑柱之间有卡紧结构。
[0027]有益效果
[0028]本实用新型通过预设电极阵列，通过电极阵列附接到被成像乳房表面进行测试的方式，解决了电极放置耗时且与预先计划模式不一致的问题；使用时只需将被测试对象置于电极板A与电极板B之间的成像区域，电极板A和/或电极板B与滑动构件滑动配合，就能使电极阵列板A和电极阵列板B上的电极按预先设定的排列方式与被测对象接触，操作方便。装置能提供恒定的夹持力，使被成像乳房在测试时受到的压力与乳房形态保持不变，提高测量数据的准确度。[0029]本实用新型所述的电极陈列板B支撑板的内表面、电极陈列板A支撑板的内表面是指电极陈列板A支撑板与电极陈列板B支撑板相对的面，它们分别用于支撑电极阵列板A和电极阵列板B ；
[0030]电极阵列板A和电极阵列板B的内表面是指电极阵列板A与电极阵列板B相对的一面，测试时，他们的内表面与被测对象的外表面相接触。
[0031]所述电极阵列所在的电极板A和电极板B的内表面(或电极阵列板A的内表面和电极阵列板B的内表面)为与被测对象外表面相适配的凹陷弧面:是指被测对象的外表面为外凸的曲面，使用时二者外表面的形状有利于相互接触。
[0032]【专利附图】
【附图说明】
[0033]附图1为实施例1装置立体示意图
[0034]附图2为实施例1装置剖视图
[0035]附图3为实施例1装置使用模拟图
[0036]附图4为实施例1电极阵列板示意图
[0037]附图5为实施例2电极阵列板示意图
[0038]附图6为实施例3电极阵列板示意图
[0039]附图7为实施例3电极阵列板侧视图
[0040]附图8为实施例3装置立体示意图
[0041]I一电极板A, 2一电极板B, 3一电极阵列板A, 4一电极阵列板B, 5一电极阵列板A支撑板，6—电极阵列板B支撑板，7—成像区域，8—滑动构件，9一带锁紧装置转向轴，10-支撑柱，11 一电极，12—人体，13—乳房。
【具体实施方式】
[0042]实施例1
[0043]如附图1所示，本装置包括垂直于地面安装的支撑柱10，支撑柱10上的滑动和锁定装置使滑动构件8沿支撑柱10上下移动到所需高度时锁定，通过带锁紧装置的转向轴9转动滑动构件9到所需位置后固定，调节电极板Al和电极板B2之间的成像区域7的空间高度，使电极阵列板A3和电极阵列板B4上的电极11贴附于被成像乳房表面，通过滑动构件8上的锁定装置使电极板Al和电极板B2对被成像乳房保持恒定的夹持力。
[0044]支撑柱10与滑动构件8上的滑动装置可用光轴或滑槽，锁定装置可用丝杆搭配锁定螺母的方式或丝杆搭配电机的方式实现，被装置的滑动装置选用光轴实现，锁定装置选用丝杆搭配电机的方式实现。
[0045]考虑到亚洲女性的乳房基底直径上限在180mm内，乳轴高度一般在80mm内；乳房近似半球形，乳房受到两个电极板装置的压迫后，其受压迫面将由半球面转为近似平面，其边长近似直径，它与电极阵列装置有效接触宽度大约为直径的一半。由于电极面积的大小与皮肤接触阻抗负相关，电极数量和采集数据量正相关，电极的数目越多，重构图像的空间分辨率和图像质量也就越高，但电极数目的增加对装置的设计和实现也提出了更高的要求。
[0046]考虑到现有硬件设施的成本、人体乳房受压迫后的形态，本实施例的电极阵列板上的电极(11)如附图4所示采用64个直径6mm的圆盘，相邻电极之间的中心间距为8mm，按8X8阵列排布。
[0047]为了实现在有效的区域内更大限度的提取更多测量信息，从而提高成像分辨率与成像精度，本发明采用如下所述数据提取方式:
[0048]定义电极阵列板A中的一个电极为A (X，y)
[0049]电极阵列板B中的一个电极为B (X，y)
[0050]对电极阵列板A中的一个电极A(x，y)和电极阵列板B中的一个电极B(x，y)注入电流或施加电压(激励信号)，以形成电场，这两个电极称为激励电极。激励信号的施加导致的电压或电流随后在电极阵列板A中其它63个电极与电极阵列板B中其它63个电极组成的电极对中测量，每个测量回路产生63x63次测量，激励信号然后移动到下一对电极并重复测量顺序。
[0051]实施例2
[0052]本实施例基本结构与数据提取方式同实施例1，不同点在于:电极阵列板上的64个电极(11)如附图5所示按10/10/9/9/8/7/6/5的大致梯形阵列排布，测试时电极(11)数量为10个的梯形底部靠近人体。
[0053]由于人体乳房近似半球形，电极阵列板上的电极(11)排列成大致梯形的阵列后与受压迫后人体乳房形态接近，增加有效附接于被被成像乳房表面的电极(11)数量，以便更大限度的提取测量信息。
[0054]实施例3
[0055]本实施例整体装置如附图8所示，其基本结构与数据提取方式同实施例1和实施例2，不同点在于:电极阵列板与被成像乳房接触面为一凹陷弧面，如附图6与附图7所示；电极(11)按一定方式分布于电极阵列板的凹陷弧面上且与弧面齐平。且电极阵列板支撑板中间部位也为凹陷弧面。
[0056]电极阵列板与电极阵列板支撑板中间部位为内凹弧面设计更能贴合人体，使被成像乳房在被挤压时舒适度增强且有效接触电极增多，提高成像的分辨率。
【权利要求】
1.一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，特征在于:所述采集装置包括电极板A (I)、电极板B (2)，滑动构件(8);电极板A (I)与电极板B (2)相对分布，电极板A(I)和/或电极板B (2)与滑动构件(8)滑动配合，电极板A (I)和电极板B (2)的内表面上有电极阵列。
2.根据权利要求1所述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，特征在于:电极板A (I)与电极板B (2)之间的空间为成像区域(7)。
3.根据权利要求1所述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，特征在于:所述电极阵列所在的电极板A (I)和电极板B (2)的内表面为与被测对象外表面相适配的凹陷弧面。
4.根据权利要求1所述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，特征在于:电极板A (I)包括电极陈列板A支撑板(5)和分布在电极陈列板A支撑板(5)的内表面上的电极阵列板A (3)，电极阵列板A (3)的内表面为电极板A (I)的内表面；和/或电极板B (2)包括电极陈列板B支撑板(6)和分布在电极陈列板B支撑板(6)的内表面上的电极阵列板B (4);电极阵列板B (4)的内表面为电极板B (2)的内表面。
5.根据权利要求1所述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，特征在于:电极阵列由电极(11)排列而成，各电极(11)之间为绝缘基材。
6.根据权利要求1所述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，特征在于:所述电极阵列为10/10/9/9/8/7/6/5的梯形阵列。
7.根据权利要求4所述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，特征在于:电极陈列板A支撑板(5 )与电极阵列板A (3 )之间或电极陈列板B支撑板(6)与电极阵列板B (4)之间有压力传感器。
8.根据权利要求1所述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，特征在于:所述装置包括支撑柱(10 )，滑动构件(8 )与支撑柱(10 )滑动配合。
9.根据权利要求7所述的一种用于乳房电阻抗断层成像的数据采集装置，特征在于:滑动构件(8)与支撑柱(10)之间有供滑动构件(8)旋转的结构，滑动构件(6)与支撑柱(8)之间有卡紧结构。
【文档编号】A61B5/053GK203710016SQ201320802492
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】王奕刚, 向飞, 戴涛, 余华章, 蒲洋, 林怡, 卜力宁 申请人:思澜科技（成都）有限公司