用于人体胸腔数据采集的位移传感器制造技术

本发明专利技术提供一种用于人体胸腔数据采集的位移传感器，包括金属圆筒(1-2)，在其内表面覆盖有电介质材料(1-7)，内部设置有金属棒(1-6)，在金属棒(1-6)的一侧连接有空心非金属棒(1-1)，其另一侧连接有非金属棒(1-5)；非金属棒(1-5)、金属棒(1-6)和空心非金属棒(1-1)的外径相同并与内壁覆盖有电介质材料(1-7)的金属圆筒(1-2)的内径相匹配，能够在其内自由滑动；连接检测器件(1-9)的两根信号线(1-8)，一根通过空心非金属棒(1-1)与金属棒(1-6)相连，另一根与金属圆筒(1-2)相连。本发明专利技术可应用于胸腔轮廓的实时采集。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物电阻抗层析成像
，具体涉及一种用于人体胸腔数据采集的位移传感器。
技术介绍
电阻抗层析成像(Electrical Impedance Tomography，EIT)技术，是以生物体内电阻抗的分布或变化为成像目标的一种新型的无损伤的生物医学检测与成像技术，其通过检测电极间的电压差来探测待测物体内部的阻抗分布，从而在结构上和功能上反映各生物组织的生物特性。EIT技术是一种新型的过程检测技术，已经在基于医学影像的诊断技术中展现了巨大的应用前景。利用EIT技术，可以显示生物体内组织的阻抗分布图像、生物体组织的阻抗随频率变化的图像、生物体器官生理活动(如呼吸、心脏搏动、胃肠蠕动)时的阻抗变化图像。EIT技术是非侵入检测和功能成像技术，具有安全、可视化等特点，在研究生物体生理功能和疾病诊断方面有着重要的临床价值。与传统的基于射线(X射线，pet)的医学可视化检测手段相比，它具有安全、简便、无创、廉价的优势，可以对生物体进行长期、实时监护。特别是EIT系统的数据采集速度可以达到每秒500幅左右，远远高于当前使用的医学检测方法大约3-10分钟才能完成一幅图像的速度。因此，基于EIT开发出床旁监护和实时的医疗检测技术，对疾病的早期预防、诊断、治疗及医疗普查都具有十分重大的意义和诱人的应用前景，受到世界上各国研究者的广泛关注。然而，目前对于胸腔检测的电阻抗层析成像系统研究，大都集中在边界电压测量精度的提高和图像重建算法的改善上。但是，“软场效应”从原理上决定电阻抗层析成像不可能达到“硬场成像”的精度。要把EIT应用于现实的床旁监护，仍然有一系列问题需要解决。其中首要问题是解决动态测量问题，即被检测场域的形状和尺寸大小都是动态变化的，而已有的EIT主要应用在工业参数检测和可视化，其被测场域的形状和尺寸大小都是不变的。其次，在EIT后续的图像重建过程中，测量模型大都假定被测物场是圆域的情况下建立的，而大多数情况下，被测物场并不是标准的圆形，比如人体胸腔在呼吸过程中，胸腔的边界是一个近似椭圆而并非圆形的轮廓，并且处于不停的变化之中。因此，将现有的EIT数据采集装置直接用于人体胸腔的检测已不合时宜。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术的目的是提供一种用于人体胸腔电阻抗层析成像胸腔轮廓数据采集的位移传感器，将其应用于胸腔轮廓的实时采集，以获得更新场域模型所需要的空间位置信息。本专利技术的技术方案如下:—种用于人体胸腔数据采集的位移传感器，包括金属圆筒(1-2)，在金属圆筒(1-2)内表面覆盖有电介质材料(1-7)，在金属圆筒(1-2)内部设置有金属棒(1-6)，在金属棒(1-6)的一侧连接有空心非金属棒(1-1)，其另一侧连接有非金属棒(1-5);在非金属棒(1-5)的另一端开设有用于容纳心电电极的卡槽(1-4);非金属棒(1-5 )、金属棒(1-6)和空心非金属棒(1-1)的外径相同并与内壁覆盖有电介质材料(1-7)的金属圆筒(1-2)的内径相匹配，能够在其内自由滑动；空心非金属棒(1-1)的空心处设置有导线过孔(1-10)，连接检测器件(1-9)的两根信号线(1-8)，一根通过空心非金属棒(1-1)的导线过孔(1-10)与金属棒(1-6)相连，另一根与金属圆筒(1-2)相连，通过对电容变化量的测量，获得位移的相对变化信息。作为优选实施方式，所述的位移传感器，电介质材料(1-7)为聚四氟乙烯。金属棒(1-6)的两端做成螺栓结构，在靠近金属棒(1-6)的一端，非金属棒(1-5)和空心非金属棒(1-1)沿轴线方向制作相应尺寸的螺纹，以使二者均能与位于中间位置的金属棒(1-6)牢固相连，通过这种结构还可以实现对位移传感器的微调；空心非金属棒(1-1)和非金属棒(1-5)选用有机玻璃;金属棒(1-6)、金属圆筒(1-2)选用不锈钢材料。本专利技术的特点是，在不改变传统EIT成像数据测量原理的基础上，从人体胸腔数据采集出发，提出新的位移传感器，该传感器能够实时检测出人体胸腔的边界位置信息，从而确定其轮廓。【附图说明】图1为采用了本专利技术的传感器的用于人体胸腔轮廓测量的数据采集装置的整体架构；图2为本专利技术的位移传感器的轴向剖视图；图3为数据采集装置的支架的结构图；图4为数据采集装置的支撑面板的俯视图。图中:1、位移传感器2、支架3、支撑面板4、承重梁1-1、空心非金属棒1-2、金属圆筒1-3、压盖1-4、卡槽1_5、非金属棒1_6、金属棒1-7、电介质材料1-8、彳g号线1-9、检测器件1-10、导线过孔2-1、支撑柱2-2、螺栓2-3、底座3-1、支撑面3-2、紧固件3-3、连接缝隙3_4、孔洞3_5、过孔。【具体实施方式】结合附图对本专利技术的传感器及其应用场景进行说明:采用了本专利技术的用于人体胸腔电阻抗层析成像的胸腔轮廓数据采集装置，如图1所示，该数据采集装置包括位移传感器1、支架2、支撑面板3和承重梁4等几部分。所述位移传感器I设置于支撑面板3上，通过支撑面板3上若干数量的过孔3-5，可以任意调整其与人体胸腔的夹角及位置，调整完毕后，用螺钉穿过过孔3-5把位移传感器I固定在支撑面板3上。位移传感器I用于实时测量人体胸腔的位置信息，其靠近人体胸腔的一端可以卡扣心电导联线的圆形按扣，通过调整位移传感器I就能够实现对心电电极位置分布的布置。所述支架2有四支，用于支撑位于上面的承重梁4，并能调整数据采集装置于合适高度，特别是将位移传感器I和支撑面板3调整到合适的高度，以实现对身高不同人群的测量。所述支撑面板3设置于承重梁4上，用于支撑位移传感器I和调整人体胸腔位置区域的大小，以实现对胖瘦不一人群的测量。所述承重梁4位于支撑当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于人体胸腔数据采集的位移传感器，其特征在于，包括金属圆筒(1‑2)，在金属圆筒(1‑2)内表面覆盖有电介质材料(1‑7)，在金属圆筒(1‑2)内部设置有金属棒(1‑6)，在金属棒(1‑6)的一侧连接有空心非金属棒(1‑1)，其另一侧连接有非金属棒(1‑5)；在非金属棒(1‑5)的另一端开设有用于容纳心电电极的卡槽(1‑4)；非金属棒(1‑5)、金属棒(1‑6)和空心非金属棒(1‑1)的外径相同并与内壁覆盖有电介质材料(1‑7)的金属圆筒(1‑2)的内径相匹配，能够在其内自由滑动；空心非金属棒(1‑1)的空心处设置有导线过孔(1‑10)，连接检测器件(1‑9)的两根信号线(1‑8)，一根通过空心非金属棒(1‑1)的导线过孔(1‑10)与金属棒(1‑6)相连，另一根与金属圆筒(1‑2)相连，通过对电容变化量的测量，获得位移的相对变化信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝振华，岳士弘，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12