辅助诊断乳腺癌的装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种辅助诊断乳腺癌的装置，包括紫外芯片，用于产生紫外光；并排贴设在乳房皮肤上的长余辉材料和漫反射光电探测器，所述长余辉材料用于受所述紫外光激发，产生近红外余辉；所述漫反射光电探测器用于接收近红外余辉经乳房组织反射、折射、衍射后返回表面的光信号；处理器，用于确定所述光信号的光强度；其中，所述长余辉材料产生的近红外余辉的波段为1000nm～1700nm。通过采用近红外生物第二窗口余辉发光材料，避免生物组织的吸收和自荧光，提高信噪比，并且本发明专利技术实施例的重复性好，效果可以复现，适用于大规模商业化应用。

Device for auxiliary diagnosis of breast cancer

【技术实现步骤摘要】
辅助诊断乳腺癌的装置
本专利技术涉及光电
，更具体地，涉及辅助诊断乳腺癌的装置。
技术介绍
乳腺是由皮肤、纤维组织、乳腺腺体、脂肪组成，乳腺癌是发生在乳腺腺上皮组织的恶性肿瘤。现有的辅助诊断乳腺癌的装置包括基于温度、光谱、微波等的多种传感器，例如肌电传感器、汗水传感器、血管传感器、心电传感器、压力传感器，以上装置普遍存在的问题是设备体积较大、覆盖整个乳房，造成生活的不便，舒适感差，容易滋生细菌。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的辅助诊断乳腺癌的装置。第一个方面，本专利技术实施例提供一种辅助诊断乳腺癌的装置，包括：紫外芯片，用于产生紫外光；并排贴设在乳房皮肤上的长余辉材料和漫反射光电探测器，所述长余辉材料用于受所述紫外光激发，产生近红外余辉；所述漫反射光电探测器用于接收近红外余辉经乳房组织反射、折射、衍射后返回表面的光信号；处理器，用于确定所述光信号的光强度；其中，所述长余辉材料产生的近红外余辉的波段为1000nm～1700nm。进一步地，辅助诊断乳腺癌的装置还包括：定时开关，用于控制所述紫外芯片定时接通和断开电源。进一步地，辅助诊断乳腺癌的装置还包括：光电转换器，用于接收所述漫反射光电探测器输出的光信号，将所述光信号转换为电信号；相应的，所述处理器具体用于根据所述电信号确定所述光信号的光强度。进一步地，所述长余辉材料为稀土激发近红外余辉发光材料。>进一步地，所述长余辉材料为过渡金属激发近红外余辉发光材料。进一步地，所述长余辉材料为Zn2Ga2Sn0.5O6:Yb3+-Ni2+。进一步地，所述长余辉材料与皮肤之间还设置滤波片，所述滤波片用于滤去1000nm～1700nm之外波段的光。进一步地，长余辉材料产生的近红外余辉的波段为1300nm、1600nm和1800nm中的一种或多种。本专利技术实施例提供的辅助诊断乳腺癌的装置，通过采用近红外生物第二窗口(1000nm～1700nm)余辉发光材料，避免生物组织的吸收和自荧光，提高信噪比，并且本专利技术实施例的重复性好，效果可以复现，适用于大规模商业化应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的辅助诊断乳腺癌的装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例的近红外发光材料激发光谱、光致发光光谱和余辉发光光谱的示意图；图3为本专利技术实施例的近红外余辉发光原理示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了解决现有技术的上述问题，本专利技术实施例的专利技术构思为：乳腺发生癌肿时，因癌组织分泌一种促血管生成因子，使癌床血管丛生、充血，氧合血红蛋白增加，当近红外光照射乳房时，近红外线光被吸收，那么接收的返回表面的光强度减弱。在乳腺癌早期，即可出现血红蛋白的改变，因此本专利技术利用近红外光来辅助诊断乳腺癌。图1为本专利技术实施例的辅助诊断乳腺癌的装置的结构示意图，图1中箭头表示光的传输方向，如图1所示，包括：紫外芯片101，用于产生紫外光；并排贴设在乳房皮肤上的长余辉材料102和漫反射光电探测器103，所述长余辉材料用于受所述紫外光激发，产生近红外余辉；所述漫反射光电探测器用于接收近红外余辉经乳房组织反射、折射、衍射后返回表面的光信号；处理器104，用于确定所述光信号的光强度。需要说明的是，本专利技术实施例的紫外芯片用于产生200～400nm波段的光激发长余辉材料，关闭紫外芯片的电源，长余辉材料产生近红外余辉，近红外余辉穿透皮肤，进入生物组织发生多次反射、折射、衍射，若发生癌肿时，氧合血红蛋白增加，近红外光线吸收增加，那么返回表面的近红外线减少，漫反射探测器接收到的光强度降低，处理器确定光信号的光强度，通过判断光强度与预设值的大小关系，即可辅助诊断乳腺癌，可以理解的是，预设值是根据海量的不患有乳腺癌的女性对应的光强度获得的。本专利技术实施例通过采用近红外生物第二窗口(1000nm～1700nm)余辉发光材料，避免生物组织的吸收和自荧光，提高信噪比，并且本专利技术实施例的重复性好，效果可以复现，适用于大规模商业化应用。本专利技术实施例的关键在于近红外余辉材料层的选择，本专利技术实施例选择的是近红外第二生物窗口长余辉材料。近红外第一窗口(700nm～900nm)的荧光由于生物组织在这个波段范围内还是有较强的吸收和散射，致使其信噪比和组织穿透深度都比较低。而对于近红外第二窗口的光(1000nm～1700nm)，生物组织自身的吸收和散射减弱，这样就避免了部分漫反射强度的损失；另外，采用余辉材料可以避免生物组织的自荧光而造成误判。因此，本专利技术实施例选择近红外第二生物窗口波段作为激发光源，不仅可以增加穿透深度，还可以极大地提高信噪比。在上述各实施例的基础上，作为一种可选实施例，本专利技术实施例的长余辉材料产生的近红外余辉的波段为1300nm、1600nm和1800nm中的一种或多种。需要说明的是，本专利技术实施例通过多次实验发现，1300nm、1600nm和1800nm左右的近红外光具有最佳的穿透深度，但是1450nm和1940nm近红外光是水的吸收峰，考虑到身体内水含量70％以上，因此监测时避免采用上述两种波长光线，而选择1300nm、1600nm、1800nm波长发光的材料。在上述各实施例的基础上，本专利技术实施例的长余辉材料主要有两种：(1)稀土激发近红外余辉发光材料，稀土元素是指镧系元素和ⅢB族的钪、钇元素，其原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d电子组态，因此有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，常用的元素有Nd、Yb、Er等；(2)过渡金属激发近红外余辉发光材料，过渡金属由于具有未充满的价层d轨道，基于十八电子规则，性质与其他元素有明显差别，通过d-d配位场跃迁、电荷转移跃迁、π-π跃迁等方式来进行荧光发射，常用的元素有Cr、Ni。以Zn2Ga2Sn0.5O6:Yb3+-Ni2+近红外余辉发光材料为例，图2为本专利技术实施例的近红外发光材料激发光谱、光致发光光谱和余辉发光光谱的示意图，如图2所示，激发光谱显示激发波长在紫外区域，光致发光光谱(如图2中的发射光谱)的波峰与余辉发光光谱(如图2中的余辉光谱)的波峰形状大体一致，且均在近红外第二窗口区域。图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辅助诊断乳腺癌的装置，其特征在于，包括：/n紫外芯片，用于产生紫外光；/n并排贴设在乳房皮肤上的长余辉材料和漫反射光电探测器，所述长余辉材料用于受所述紫外光激发，产生近红外余辉；所述漫反射光电探测器用于接收近红外余辉经乳房组织反射、折射、衍射后返回表面的光信号；/n处理器，用于确定所述光信号的光强度；/n其中，所述长余辉材料产生的近红外余辉的波段为1000nm～1700nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种辅助诊断乳腺癌的装置，其特征在于，包括：
紫外芯片，用于产生紫外光；
并排贴设在乳房皮肤上的长余辉材料和漫反射光电探测器，所述长余辉材料用于受所述紫外光激发，产生近红外余辉；所述漫反射光电探测器用于接收近红外余辉经乳房组织反射、折射、衍射后返回表面的光信号；
处理器，用于确定所述光信号的光强度；
其中，所述长余辉材料产生的近红外余辉的波段为1000nm～1700nm。


2.根据权利要求1所述的辅助诊断乳腺癌的装置，其特征在于，还包括：
定时开关，用于控制所述紫外芯片定时接通和断开电源。


3.根据权利要求1所述的辅助诊断乳腺癌的装置，其特征在于，还包括：
光电转换器，用于接收所述漫反射光电探测器输出的光信号，将所述光信号转换为电信号；
相应的，所述处理器具体用于根据所述电信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶璐琪，朱聪聪，王冠亚，彭治荣，陈显平，喻佳兵，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50