專利名稱：一種用于乳房成像的電極罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電阻抗成像設(shè)備中的信號(hào)采集設(shè)備，具體地講涉及一種基于生物阻抗原理的乳房成像的電極罩。
背景技術(shù)：
由于病變組織與正常生物組織的電阻抗特性有明顯區(qū)別，利用生物阻抗原理的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，比如電阻抗斷層成像(Electrical Impedance Tomography, EIT),電阻抗譜 技術(shù)(Electrical Impedance Spectroscopy, EIS),可以有效的檢測(cè)并定位生物體的病變部位。利用生物阻抗原理的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)通過在生物體表面放置電極并注入低頻低功率電流，通過檢測(cè)電極間的電壓差來探測(cè)生物體內(nèi)部的阻抗分布，由于不同生物組織的阻抗特性不同，利用該類技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，可以在結(jié)構(gòu)上和功能上反映各生物組織的生理特性。與CT、MRI等核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)相比，該類技術(shù)具有無損無害、成本低、體積小、特別是對(duì)早期癌灶敏感等優(yōu)點(diǎn)?；谏镒杩乖淼尼t(yī)學(xué)成像技術(shù)在大規(guī)模的乳房成像特別是乳腺癌篩查領(lǐng)域具有誘人的前景。目前用于乳腺癌檢查的標(biāo)準(zhǔn)方法是乳房X射線成像術(shù)(Mammography)，該方法在檢測(cè)時(shí)對(duì)許多女性而言較為痛苦，而且該成像系統(tǒng)檢測(cè)費(fèi)用高，對(duì)乳腺組織存在累積輻射效應(yīng)，此外該系統(tǒng)的誤判率較高，將生物阻抗成像技術(shù)用于乳腺癌篩查不僅是對(duì)乳房X射線成像術(shù)的有效補(bǔ)充(通過結(jié)合二者，可以有效降低誤診率)，而且該技術(shù)作為獨(dú)立的乳房成像設(shè)備特別是乳腺癌篩查設(shè)備也具有目前相應(yīng)的主流設(shè)備不具備的很多優(yōu)勢(shì)。EIT和EIS技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在硬件和算法上都取得了豐富的研究成果，EIT或EIS技術(shù)用于乳房成像需要對(duì)三維空間的電阻抗特性進(jìn)行檢測(cè)，因此對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)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或EIS技術(shù)的成像分辨率大致與探測(cè)電極的數(shù)量成正相關(guān)，因此用于乳房成像需要使用大量的探測(cè)電極，電極要按照一定排列方式均勻擺放才能保證成像的質(zhì)量，不同受試者的電極擺放要符合統(tǒng)一的模式，因此電極如果由操作員直接安放在被測(cè)者體表，很難保證電極排列的均勻性和不同受試者的一致性，對(duì)成像質(zhì)量有負(fù)面影響，而且每次測(cè)試前都需要耗費(fèi)大量的時(shí)間排放電極。所以說，一個(gè)方便使用的電極容器和科學(xué)有效的電極排列方式，對(duì)于整個(gè)用于乳房成像的EIT或EIS系統(tǒng)是必不可少的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種用于乳房成像的電極罩，電極的分布位置、排列方式固定，被測(cè)者的乳房放置在電極罩內(nèi)并與電極充分接觸，通過電極注入電流并檢測(cè)特定電極對(duì)之間的電壓差來獲取數(shù)據(jù)用于阻抗成像，該電極罩保證電極排列的均勻性和不同受試者的一致性，提高成像質(zhì)量，方便使用，提高檢測(cè)效率。一種用于乳房成像的電極罩，特征在于所述電極罩為上底面缺失的中空?qǐng)A臺(tái)狀，包括下底面和側(cè)壁，側(cè)壁由絕緣材料構(gòu)成，側(cè)壁內(nèi)表面上排列有電極，電極與引腳線的一端相聯(lián)接，引腳線的另一端引出電極罩。上述的一種用于乳房成像的電極罩，所述側(cè)壁內(nèi)壁的形狀為與被測(cè)試乳房外表面相適配的曲面，以使側(cè)壁內(nèi)表面上排列的電極與被測(cè)試乳房外表面充分接觸。上述的一種用于乳房成像的電極罩，所述近似圓臺(tái)上底面半徑為1^，下底在半徑為r2,高度為h, 50mm ^圓臺(tái)上底半徑A ^ 400mm, 0 <下底面半徑r2 ^ 100mm,高度為50mm < h < 400mm。上述的一種用于乳房成像的電極罩，所述側(cè)壁內(nèi)表面上排列的電極按三角形交錯(cuò)排列多層電極。上述的一種用于乳房成像的電極罩，所述與電極相聯(lián)的引腳線通過中空的側(cè)壁走線。上述的一種用于乳房成像的電極罩，所述電極相聯(lián)的引腳線的另一端穿入側(cè)壁內(nèi) 部分布其間，集中在側(cè)壁和/或下底面的某處集中弓I出。上述的一種用于乳房成像的電極罩，所述下底面為向外凸出的球面型。有益效果探測(cè)電極交錯(cuò)排列在容器側(cè)壁內(nèi)表面上，內(nèi)表面與被測(cè)試者乳房外表面的適配，能有效提高對(duì)三維目標(biāo)的檢測(cè)靈敏度，提高EIT圖像的重構(gòu)質(zhì)量；探測(cè)電極固定在容器側(cè)壁，電極的分布位置、排列方式固定，保證了電極排列的均勻性和不同受試者的一致性，有利于精確定位電極位置，減小重構(gòu)成像的模型誤差，同時(shí)方便使用，提高檢測(cè)效率。


圖I為電極罩近似形狀幾何示意 圖2為電極罩橫向剖面 圖3為電極罩結(jié)構(gòu)縱向剖面 圖4為電極排列方式示意圖電極3按三角形交錯(cuò)排列，電極層間距離d，取值可根據(jù)電極罩的尺寸按一定比例確定；
圖5為一種電極罩結(jié)構(gòu)縱向剖面圖，下底面為球面形，側(cè)壁有一定弧度；
其中，I-下底面，2-側(cè)壁，3-電極，4-引腳線，r「圓臺(tái)上底半徑，r2_下底面半徑，h-高度，每層電極間距。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I : 一種用于乳房成像的電極罩，為上底面缺失的中空近似圓臺(tái)狀，包括下底面I和側(cè)壁2，側(cè)壁2由絕緣材料構(gòu)成，側(cè)壁2內(nèi)表面上排列有電極3，電極3與引腳線4的一端相聯(lián)接，引腳線4的另一端引出電極罩。在實(shí)施例I中所述的上底面缺失的中空?qǐng)A臺(tái)，中間空腔部分用于容納被測(cè)試對(duì)象的乳房，從而乳房的外表面與電極3接觸。實(shí)施例2 :本實(shí)施例與實(shí)施例I基本相同，不同點(diǎn)在于所述側(cè)壁2內(nèi)表面的形狀為與被測(cè)試乳房外表面相適配的曲面，以使側(cè)壁2內(nèi)表面上排列的電極3與被測(cè)試乳房外表面充分接觸。實(shí)施例3:本實(shí)施例基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例I或?qū)嵤├?的表述，所述圓臺(tái)上底面半徑為1^=6 !!!,下底在半徑為r2=10mm,高度為h=98mm。
實(shí)施例4 :本實(shí)施例基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例3，所述側(cè)壁2內(nèi)壁上排列的電極3按三角形交錯(cuò)排列6層電極，每層電極間距古7—，其中第1、2層交錯(cuò)排列16個(gè)電極，每層8個(gè)電極；第3、4層交錯(cuò)排列32個(gè)電極，每層16個(gè)電極；第5、6層交錯(cuò)排列64個(gè)電極，每層32個(gè)電極；整個(gè)電極容器共排列112個(gè)電極。在實(shí)施例4中，所述電極層間距離d，取值可根據(jù)電極罩的尺寸(h r2，h)按一定比例確定。實(shí)施例5:基本結(jié)構(gòu)同上述任一實(shí)施例，所述電極3相聯(lián)的引腳線4的另一端穿入中空的側(cè)壁2內(nèi)部分布其間，集中在側(cè)壁2和/或下底面I的某處集中引出。這樣，不影響整個(gè)電極罩的美觀，用起來也方便。上述的一種用于乳房成像的電極罩，所述下底面I優(yōu)選球面形狀。 上述的一種用于乳房成像的電極罩，所述絕緣材料優(yōu)選PVC、橡膠、硅膠等絕緣材料。上述的一種用于乳房成像的電極罩，所述的電極引腳線4，引出電極罩后進(jìn)入EIT或EIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和激勵(lì)單元。在上述的任一實(shí)施例中，所述電極罩的近似圓臺(tái)的參數(shù)可在以下取值范內(nèi)變化50mm ^圓臺(tái)上底半徑F1 ^ 400mm, 0 <下底面半徑r2 ^ 100mm,高度為50_ ^ h ^ 400mm,參數(shù)(ri，r2，h)不同的電極罩形成一系列不同大小的電極罩，以滿足不同測(cè)試對(duì)象的需要。本發(fā)明所述電極屬于體表電極，具有檢測(cè)電極和激勵(lì)電極的功能。本發(fā)明所述電極罩為上底面缺失的中空?qǐng)A臺(tái)狀，或許表述為鍾罩形更為恰當(dāng)，但為了方便理解和數(shù)學(xué)表述，對(duì)其形狀的表述最終選擇為上底面缺失的中空?qǐng)A臺(tái)，比如實(shí)施例2所述一種用于乳房成像的電極罩其側(cè)壁2和/或下底I可為曲面，特別是靠近下底I的部份側(cè)壁2往往向內(nèi)彎曲，才能使安裝在靠近下底I的側(cè)壁2上的電極3與被測(cè)對(duì)象體表充分接觸；下底I優(yōu)選為向外凸出的球面時(shí)，可以更好地容納被測(cè)試對(duì)象的乳房；當(dāng)r2=0時(shí)，圓臺(tái)成為圓錐。實(shí)施例2中所述曲面的縱向剖面線可以是彎曲的，曲面的橫向剖面可以是近似的圓形，甚至局部地方還有凸出或凹進(jìn)，這樣側(cè)壁2內(nèi)表面的形狀才能更好地與被測(cè)試乳房外表面相適配，以使側(cè)壁2內(nèi)表面上排列的電極3與被測(cè)試乳房外表面充分接觸。該電極罩在使用時(shí)，首先根據(jù)被測(cè)試對(duì)象的情況，從一系列不同大小的電極罩中選擇一個(gè)與之適配的電極罩，使側(cè)壁2內(nèi)表面上排列的電極3與被測(cè)試乳房外表面充分接觸。
權(quán)利要求
1.一種用于乳房成像的電極罩，特征在于所述電極罩為上底面缺失的中空?qǐng)A臺(tái)，包括下底面(I)和側(cè)壁(2)，側(cè)壁(2)由絕緣材料構(gòu)成，側(cè)壁(2)內(nèi)表面上排列有電極(3)，.電極(3)與引腳線(4)的一端相聯(lián)接，引腳線(4)的另一端引出電極罩。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于乳房成像的電極罩，特征在于所述側(cè)壁(2)內(nèi)表面的形狀為與被測(cè)試者乳房外表面相適配的曲面，以使側(cè)壁(2)內(nèi)表面上排列的電極(3)與被測(cè)試乳房外表面充分接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種用于乳房成像的電極罩，特征在于50_<圓臺(tái)上底半徑A ^ 400mm, O <下底面半徑r2 ^ 100mm,高度為50_ ^ h ^ 400_。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于乳房成像的電極罩，特征在于所述側(cè)壁(2)內(nèi)表面上排列的電極(3)按三角形交錯(cuò)排列多層電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于乳房成像的電極罩，特征在于所述與電極(3)相聯(lián)的引腳線(4)通過中空的側(cè)壁(2)內(nèi)部走線。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于乳房成像的電極罩，特征在于所述電極(3)相聯(lián)的引腳線(4)的另一端穿入側(cè)壁(2)內(nèi)部并分布其間，集中在側(cè)壁(2)和/或下底面(I)的某處集中弓I出。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于乳房成像的電極罩，特征在于下底面(I)為向外凸出的球面型。
全文摘要
一種用于乳房成像的電極罩，涉及一種電阻抗成像設(shè)備中的信號(hào)采集設(shè)備，為上底面缺失的中空?qǐng)A臺(tái)，包括下底面1和側(cè)壁2，側(cè)壁2由絕緣材料構(gòu)成，側(cè)壁2內(nèi)表面上排列有電極3，電極3與引腳線4的一端相聯(lián)接，引腳線4的另一端引出電極罩，當(dāng)側(cè)壁2內(nèi)表面的形狀為與被測(cè)試乳房外表面相適配的曲面時(shí)，側(cè)壁2內(nèi)表面上排列的電極3與被測(cè)試乳房外表面充分接觸，電極交錯(cuò)排列在容器側(cè)壁內(nèi)表面上，內(nèi)表面與被測(cè)對(duì)象外表面的適配，能有效提高對(duì)三維目標(biāo)的檢測(cè)靈敏度，提高阻抗圖像的重構(gòu)質(zhì)量；探測(cè)電極固定在容器側(cè)壁的方式，有利于精確定位電極位置，減小重構(gòu)成像的模型誤差，同時(shí)方便使用，提高檢測(cè)效率。
文檔編號(hào)A61B5/053GK102764120SQ20121029293
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者戴濤, 蒲洋 申請(qǐng)人:思瀾科技(成都)有限公司