用于确定施加到探针尖端的力的装置和方法制造方法及图纸

一种能够确定施加到电阻抗谱探针的尖端的力的装置，其包括：包括附接到手柄的探针尖端的伸长探针，所述探针尖端具有用于接触人或动物组织的基本平坦的远端端部；测力元件，其位于所述手柄中并且能够测量当所述探针尖端与人或动物组织接触时沿纵向轴轴向地施加的力Floadcell；加速计，其位于手柄中以用于测量重力矢量Aaxial；处理装置，用于使用所述测量的力和重力矢量来补偿探针尖端的质量，以产生施加到所述探针尖端的力F的经校准的测量值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定施加到探针尖端的力的装置和方法
本公开涉及用于确定施加到探针(例如电阻抗谱(electricalimpedancespectroscopy)探针)的尖端的力的装置和方法的领域。所要求保护的装置和方法可以改进人或动物组织(特别地但不排他地宫颈组织)的导电率的测量以用于确定早产的可能性。
技术介绍
早产是没有结构畸形的婴儿中的三分之二的围产期死亡的原因。它对稀缺的卫生资源造成巨大的经济负担，因为每个出生的非常早产的婴儿在新生儿护理中花费数万英镑。在妊娠28周前出生时，4个婴儿中有1个患有残疾。这些残疾每年可能花费数十万英镑来治疗。家人也承受巨大的心理负担，父母一方通常不得不放弃工作以照顾残疾儿童。尽管早产儿的存活率正在提高，但早产率在增大，目前在所有新生儿中占7-12％。不存在识别早产的妇女的可靠手段。用于识别处于早产高风险的妇女的当前方法(诸如宫颈超声和胎儿纤连蛋白测定)在没有早产史的妇女中具有有限的精确性。针对通过全面筛查可靠地预测早产的技术因此是非常令人期望的。电阻抗谱(EIS)是可以被用于评估宫颈癌前病变的已知技术，如例如在WO2006/12910(Brown和Tidy)以及WO2006/129116(Brown和Tidy)中所阐述的那样。关于针对宫颈研究的其他出版物包括：Avis(1996)。体外多频率电阻测量和在妊娠晚期宫颈的建模(Invitromultifrequencyelectricalimpedancemeasurementsandmodellingofthecervixinlatepregnancy)。PhysiolMeas17Suppl4A：A97Brown(2000)。宫颈肿瘤的组织结构与施加的电流之间的关系(Relationbetweentissuestructureandimposedelectricalcurrentflowincervicalneoplasia)。Lancet355(9207)：892Gandhi(2006)。使用两个四极探针导出的人子宫宫颈电阻抗测量的比较(Comparisonofhumanuterinecervicalelectricalimpedancemeasurementsderivedusingtwotetrapolarprobes)。BiomedEngOnline5:62Gandhi(2006)。非孕妇和孕妇宫颈的电阻抗谱(Electricalimpedancespectroscopyofthecervixinnon-pregnantandpregnantwomen)。EurJObstetGynecolReprodBiol129：145Hoe等(2004)测量人子宫宫颈中的生物阻抗：迈向早产分娩的早期检测(MeasuringBioimpedanceintheHumanUterineCervix:TowardsEarlyDetectionofPretermLabor)。Preceedingsofthe26thAnnualConferenceoftheIEEEEMBSanFrancisco,CA,USA2004年9月1日至5日。Jokhi(2009)。测量妊娠人宫颈的电阻抗的再现性和重复性(Reproducibilityandrepeatabilityofmeasuringtheelectricalimpedanceofthepregnanthumancervix)。BiomedEngOnline8:10；以及Jokhi(2009)。宫颈电阻抗谱在诱导分娩过程和结果的预测中的作用(TheroleofcervicalElectricalImpedanceSpectroscopyinthepredictionofthecourseandoutcomeofinducedlabour)。BMCPregnancyChildbirth9:40本申请人已经研究了使用EIS测量宫颈对“非常小的电流”的“电阻”(换言之，宫颈组织的导电率或生物阻抗)以检测可能在早产之前的变化的价值。处于早产高风险的妇女的系列初步研究显示了对于37周和34周之前的早产的预测精确性。然而，使用EIS技术观察到显著的测量误差，并且期望提高测量值的精确性和可重复性。针对EIS技术中的测量误差的一个可能原因是通过EIS探针难以确保对于宫颈组织的一致压力。以上提及的Hoe等人的论文通过使用恒定力弹簧以通过一系列施加的接触力使能更一致的测量来解决这个问题。宫颈上的黏液层影响组织导电率，增加了更多的误差。本专利技术的目的是解决与已知的现有技术相关联的缺点。
技术实现思路
本专利技术的方面和实施例提供了如所附权利要求中所要求保护的装置和方法。根据本专利技术的方面，提供了能够确定施加到探针(例如电阻抗谱探针)的尖端的力的装置，其包括：伸长探针，包括附接到手柄的探针尖端，探针尖端具有用于接触人或动物组织的基本平坦的远端端部；测力元件(loadcell)，其位于所述手柄中并且能够测量当所述探针尖端与所述人体或动物组织接触时沿着纵向轴轴向地施加的力Floadcell；加速计，位于手柄中的用于测量重力矢量Aaxial；处理装置，用于使用所述测量出的力和重力矢量来补偿探针尖端的质量，以产生施加到所述探针尖端的力F的经校准的测量值；显示装置，用于向用户指示力的经校准的测量值。在一实施例中，处理装置还能够确定探针尖端的远端端部施加到的人或动物组织的导电率。优选地，人或动物组织是宫颈组织。在一实施例中，所述测力元件包括呈桥接构造的四个应变片(straingauges)。在一个实施例中，所述加速计是模拟三轴MEMS加速计。所述处理装置可以包括模数转换器，以将所述测力元件和所述加速计的输出数字化。在实施例中，所述力的经校准的测量值F＝Floadcell–Aaxial*(Mtip+Mload)，其中，Aaxial是在探针尖端的轴向方向上对齐的加速计的输出，Mtip是探针尖端的质量并且Mload是测力元件以及与测力元件连接的诸如用于探针尖端的连接器的其他零件的自由质量。优选地，所述显示装置能够指示施加到探针尖端的力的实时经校准的测量值。在实施例中，所述显示装置包括阈值指示，其指示是否太大或太小的力正被施加到探针尖端。该装置可以进一步包括记录装置，以用于记录测量值以便于对探针尖端的力的可重复施加。根据本专利技术的另一方面，提供了一种使用如前述权利要求中任意一项所述的装置来确定施加到探针(例如电阻抗谱探针)的尖端的力的方法，所述方法包括以下步骤：获得原始测力元件输出；获得原始加速计输出；获得探针尖端的质量；获得探针尖端的远端端部的面积；将探针尖端的远端端部施加到人或动物组织并且测量当所述探针尖端与所述人或动物组织接触时沿纵向轴轴向地施加的力Floadcell；使用所述加速计来测量重力矢量Aaxial；使用所述处理装置以使用所述测量出的力和重力矢量来补偿探针尖端的质量，以产生施加到所述探针尖端的力F的经校准的测量值；使用所述显示装置向用户指示力的经校准的测量值。在所附权利要求中限定另外的特征。在此申请的范围内，明确旨在的是，在前述段落中、在权利要求和/或下面的描述和图中所阐述的各种方面、实施例、示例以及可替选方案以及特别是其各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够确定施加到例如电阻抗谱探针的探针的尖端的力的装置，该装置包括：伸长探针，包括附接到手柄的探针尖端，所述探针尖端具有用于接触人或动物组织的基本平坦的远端端部；测力元件，位于所述手柄中并且能够测量当所述探针尖端与所述人或动物组织接触时沿纵向轴轴向地施加的力Floadcell；加速计，位于所述手柄中以用于测量重力矢量Aaxial；处理装置，用于使用所述测量出的力和重力矢量来补偿所述探针尖端的质量，以产生施加到所述探针尖端的力F的经校准的测量值；显示装置，用于向用户指示力的经校准的测量值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.22 GB 1522672.31.一种能够确定施加到例如电阻抗谱探针的探针的尖端的力的装置，该装置包括：伸长探针，包括附接到手柄的探针尖端，所述探针尖端具有用于接触人或动物组织的基本平坦的远端端部；测力元件，位于所述手柄中并且能够测量当所述探针尖端与所述人或动物组织接触时沿纵向轴轴向地施加的力Floadcell；加速计，位于所述手柄中以用于测量重力矢量Aaxial；处理装置，用于使用所述测量出的力和重力矢量来补偿所述探针尖端的质量，以产生施加到所述探针尖端的力F的经校准的测量值；显示装置，用于向用户指示力的经校准的测量值。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理装置还能够确定所述探针尖端的远端端部被施加到的人或动物组织的导电率。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述人或动物组织是宫颈组织。4.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述测力元件包括呈桥接构造的四个应变片。5.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述加速计是模拟三轴MEMS加速计。6.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述处理装置包括模数转换器，以将所述测力元件和所述加速计的输出数字化。7.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述力的经校准的测量值F＝Floadcell–Aaxial*(Mtip+Mload)，其中，Aaxial是在所述探针尖端的轴向方向上对齐的所述加速计的输出，Mtip是所...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪里库克武·阿努巴，蒂莫西·詹姆斯·希利，
申请(专利权)人：谢菲尔德大学，
类型：发明
国别省市：英国,GB