柔性穿戴式ERT-ECT双模态成像复合阵列传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柔性穿戴式ERT‑ECT双模态成像复合阵列传感器装置，属于医疗器械领域。分三层结构：ERT电极层、ECT电极层和电磁屏蔽层。所有电极都是通过P‑FCB技术印刷在柔性丝带上而制成的柔性电极，柔性电极可随着丝带任意弯曲，完美适应人体表面轮廓。测量时可以根据人体不同部位的尺寸不同，利用粘扣调整传感器的工作长度，完成多个部位的检测。可以检测人体多个部位如胸、腰、腿、头部等多个组织截面的信息，进行医学成像。优点在于：结构新颖，装置简单，造价低廉，融合ERT成像和ECT成像技术，可在同一时间对同一截面的人体组织电学信息进行测量，实现人体内部信息的反演成像。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
柔性穿戴式ERT-ECT双模态成像复合阵列传感器装置
本专利技术涉及医疗器械领域，涉及一种柔性穿戴式ERT-ECT双模态成像复合阵列传感器装置。可在同一时间对同一截面的人体组织电学信息进行测量，实现人体内部信息的反演成像。
技术介绍
现在医学影像技术主要有B超、CT、核磁共振法（MRI）等方法，然而B超不适合肺、消化道及骨骼检测，CT检测X射线辐射量大，MRI造价昂贵，成像复杂。随着人们对身体健康状况愈加重视，以上几种影像技术无法满足人们日常生活的需求。过程层析成像（ProcessTomography，简称PT）技术是近几十年来兴起的一种针对于两相流/多相流的测量技术，利用设计的传感器阵列，以非接触或非侵入的形式获取相应的数据，进而获得相应的流场信息。而电学层析成像具有成本低、装置简单、无辐射、安全的特点，得到世界各国学者的重视，研究成果颇多。其中，电阻层析成像（ERT,ElectricalResistanceTomography）和电容层析成像（ECT,ElectricalCapacitanceTomography）是电学层析成像中受研究比较广泛的方向，例如工业过程成像和生物阻抗测量。ERT、ECT分别研究场域的电阻率、介电常数，而人体具有导电性，而ERT、ECT安全无辐射的特性使得它们在医学成像领域有广阔的前景。P-FCB（planar-fashionablecircuitboard）是一种新兴的电路板技术，是应用在普通织物上，为可穿戴电子设备而产生。P-FCB性能完全可以比的上传统的PCB技术，而且可以灵活地改变形状，更适合人体表面的轮廓。现有的针对人体检测的电学成像装置，多是以测量电阻率为主的ERT检测装置，检测方法单一，大部分存在不能适应人体不同截面尺寸部位缺陷，测量部位单一，且在安置传感器探头时电极不能保持在同一水平截面。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种柔性穿戴式ERT-ECT双模态成像复合阵列传感器装置，解决了现有技术存在的上述问题。本专利技术可以实现ERT、ECT检测同时对同一人体组织截面进行检测。本专利技术的电极利用P-FCB技术印在柔性丝带上制成，能任意弯曲，可以贴合表面皮肤完成检测；本专利技术可作为社区甚至家庭的日常使用，能缓解看病难的问题，拓展医学影像设备的日常应用。本专利技术分三层结构：ERT电极层、ECT电极层和电磁屏蔽层。本专利技术的所有电极都是通过P-FCB（planar-fashionablecircuitboard）技术印刷在柔性丝带上而制成的柔性电极，柔性电极可随着丝带任意弯曲，完美适应人体表面轮廓。测量时可以根据人体不同部位的尺寸不同，利用粘扣调整传感器的工作长度，完成多个部位的检测。本专利技术可以检测人体多个部位如胸、腰、腿、头部等多个组织截面的信息，进行医学成像。柔性ERT、ECT柔性电极与传统的金属电极不同，结构新颖，装置简单，造价低廉，融合ERT成像和ECT成像技术，可在同一时间对同一截面的人体组织电学信息进行测量，实现人体内部信息的反演成像。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：柔性穿戴式ERT-ECT双模态成像复合阵列传感器装置，由相互粘合的三层丝带组成，所述三层丝带分别为电磁屏蔽层1、ECT电极层2和ERT电极层3；所述ECT电极层2和ERT电极层3的端部分别设有一个多路转换芯片5，并通过电极连接线8分别与ECT电极7、ERT电极4连接，ECT电极7、ERT电极4分别设置在ECT电极层2、ERT电极层3上，柔性径向屏蔽电极11设置在ECT电极层2上、两ECT7电极之间；所述多路转换芯片5的输出端通过导线6与外部的阻抗分析仪、计算机相连。所述的ECT电极7、ERT电极4分别通过P-FCB技术印刷在ECT电极层2、ERT电极层3上，所述ECT电极层2与ERT电极层3在粘合时，要确保ERT电极4的圆心与ECT电极7的中心相合，所述电磁屏蔽层1上印刷屏蔽电极10。所述的ECT电极7、ERT电极4电极阵列的电极个数为64个，通过多路转化芯片5选取工作电极的个数，可以选择8、16、32或64个。所述的ERT电极4为圆形，ECT电极7为长方形。所述的多路转换芯片5上设有开关选取电路，电压、电容测量电路。本专利技术的有益效果在于：1、结构新颖，装置简单，造价低廉，融合ERT成像和ECT成像技术，实现对人体组织同一时间、同一截面的电学参数测量。2、利用P-FCB技术印刷在柔性丝带上的ERT、ECT电极，可以随意变形，实现传感器贴合人体表面皮肤，而传统的金属电极不能随意变形。3、设备造价低廉，操作简单，可以作为社区卫生所进行日常的检测以及家庭日常使用。4、可以获取人体组织的同一时间、同一位置的电学参数信息，从而实现ERT技术、ECT技术在人体检测方面的互补。实用性强。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的ERT电极层示意图；图3为本专利技术的ECT电极层示意图；图4为本专利技术的ERT/ECT电极层背部电路示意图；图5为图1的A部的截面放大图。图中：1、电磁屏蔽层；2、ECT电极层；3、ERT电极层；4、ERT电极；5、多路转化芯片；6、导线；7、ECT电极；8、电极连接线；9、导通孔；10、屏蔽电极；11、柔性径向屏蔽电极。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的详细内容及其具体实施方式。参见图1至图5所示，本专利技术的柔性穿戴式ERT-ECT双模态成像复合阵列传感器装置，分别为ERT电极层、ECT电极层和电磁屏蔽层。所述的ECT电极层，ECT电极之间放置有柔性径向屏蔽电极11。两条丝带按ERT电极4、ECT电极7相对应的方式粘合，第三条丝带上印刷有屏蔽电极10，作为整个传感器的屏蔽层。（柔性径向屏蔽电极11是放在两ECT电极7之间，作为屏蔽两ECT电极7之间的影响；屏蔽电极10相当于在内部两层之外放一个一个金属管。作为整个装置的屏蔽罩）ERT与ECT电极层端部都有一个多路转换芯片，作为电极间连接线的汇总，芯片的输出端连接阻抗分析仪与计算机，完成工作电极的选取和参数测量。所述传感器装置ERT与ECT电极阵列能对人体组织同一时间、同一截面的电学参数进行测量。操作人员可以根据被检测部位的尺寸自行调整所需要的丝带长度，选择工作电极的数量，拓展了本技术的检测范围，减小了部位限制，可以实现腿部、手臂、躯干、头部、颈部的全方位检测，为医学电学成像提供一个新的思路。本专利技术所述的装置，结构新颖，造价低廉，穿戴舒适，适合社区以及使用，方便实时监测人体内部功能，对于推进社会医疗服务保障也有重要意义。由相互粘合的三层丝带组成，所述三层丝带分别为电磁屏蔽层1、ECT电极层2和ERT电极层3；所述ECT电极层2和ERT电极层3的端部分别设有一个多路转换芯片5作为电极间连接线的汇总，并通过电极连接线8分别与ECT电极7、ERT电极4连接，在计算机的控制下选择工作电极，控制激励测量模式，由外接的阻抗分析仪测量参数并返回计算机。ECT电极7、ERT电极4分别设置在ECT电极层2、ERT电极层3上，柔性径向屏蔽电极11设置在ECT电极层2上、两ECT7电极之间；所述多路转换芯片5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性穿戴式ERT‑ECT双模态成像复合阵列传感器装置，其特征在于：由相互粘合的三层丝带组成，所述三层丝带分别为电磁屏蔽层（1）、ECT电极层（2）和ERT电极层（3）；所述ECT电极层（2）和ERT电极层（3）的端部分别设有一个多路转换芯片（5），并通过电极连接线（8）分别与ECT电极（7）、ERT电极（4）连接，ECT电极（7）、ERT电极（4）分别设置在ECT电极层（2）、ERT电极层（3）上，柔性径向屏蔽电极（11）设置在ECT电极层（2）上、两ECT（7）电极之间；所述多路转换芯片（5）的输出端通过导线（6）与外部的阻抗分析仪、计算机相连。

【技术特征摘要】
1.一种柔性穿戴式ERT-ECT双模态成像复合阵列传感器装置，其特征在于：由相互粘合的三层丝带组成，所述三层丝带分别为电磁屏蔽层（1）、ECT电极层（2）和ERT电极层（3）；所述ECT电极层（2）和ERT电极层（3）的端部分别设有一个多路转换芯片（5），并通过电极连接线（8）分别与ECT电极（7）、ERT电极（4）连接，ECT电极（7）、ERT电极（4）分别设置在ECT电极层（2）、ERT电极层（3）上，柔性径向屏蔽电极（11）设置在ECT电极层（2）上、两ECT（7）电极之间；所述多路转换芯片（5）的输出端通过导线（6）与外部的阻抗分析仪、计算机相连。2.根据权利要求1所述的柔性穿戴式ERT-ECT双模态成像复合阵列传感器装置，其特征在于：所述的ECT电极（7）、ERT电极（4）分别通过P-FCB技术印刷在EC...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建海，赵宏伟，国磊，张鑫，黎明清，谢英杰，郑艳芳，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22