肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备及其配套的鉴别方法技术

本申请提供一种肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备及其配套的鉴别方法，通过本申请提供的肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备向待测组织发射并接收射频

【技术实现步骤摘要】
肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备及其配套的鉴别方法


[0001]本申请涉及肿瘤外科切除术中辅助诊断
，特别的，尤其涉及一种肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备及其配套的鉴别方法。

技术介绍

[0002]在肿瘤外科手术中，彻底切除肿瘤组织同时最大限度地保留正常功能组织，能够有效降低术后复发率，提高患者生存质量。外科医生实时掌握所实施切除的部位是否为肿瘤组织，即术中组织实时在体鉴别，对于肿瘤切除手术的质量具有重要意义。
[0003]现有技术中组织鉴别技术手段主要是基于光学检测鉴别方法，通过向体内注射荧光探针，探针在正常组织与肿瘤组织中累积程度的不同导致光学成像存在差异，从而实现鉴别肿瘤组织，该技术优点为可实时在体鉴别；缺点主要包括两方面：其一，需要向体内注射荧光探针，然而目前可直接用于临床的探针种类有限，且特异性不高；其二，由于组织本身对光的吸收和散射的影响，导致探测深度不高，无法用于较深处肿瘤组织鉴别。
[0004]因此，为了克服现有技术的不足，急需提供肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备及其配套的鉴别方法，实现人体组织的在体准确测量鉴别。

技术实现思路

[0005]鉴于上述内容中的问题，本申请提供了一种肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备及其配套的鉴别方法，用以实现人体组织的在体准确测量鉴别。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
[0007]一种肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备，包括：电源装置、信号发生器、功率分配器、定向耦合器、数模转换器、数字信号处理器、多通道采集端口、探头、中央处理器、输出显示器以及电磁屏蔽器；其中：
[0008]所述电源装置输入端连接220伏市电，为设备整机提供电源；所述电源装置中设置漏电保护开关、变压器以及整流器；所述漏电保护开关检测漏电流强度，当电流过大时，瞬间自动切断电源；所述变压器实现市电与设备内部供电的电气隔离，并将市电电压降至安全电压范围；所述整流器将交变电流转为直流电流；所述电源装置输出端分为两路，第一路为所述信号发生器提供24伏直流电源，第二路为所述数字信号处理器、所述中央处理器、所述输出显示器提供12伏直流电源；
[0009]所述信号发生器由所述电源装置的第一路输出端提供24伏直流电源，所述信号发生器输出端与所述功率分配器输入端相连接；所述功率分配器输出端为两路，所述功率分配器的第一路输出端与第一组所述数模转换器相连，再接入所述数字信号处理器第一输入端口；所述功率分配器第二路输出端与所述定向耦合器输入端相连；所述定向耦合器设置两个输出端，第一输出端通过所述多通道采集端口与所述探头相连接，第二输出端与第二组所述数模转换器相连，再接入所述数字信号处理器第二输入端口；
[0010]所述多通道采集端口设置通道数量不少于4，并且设置光电耦合器和继电器开关，
所述光电耦合器将人体组织直接接触的所述探头与设备电路进行电气隔离，所述继电器开关控制所述多通道采集端口各个通道的接通与断开；所述中央处理器与所述输出显示器和所述数字信号处理器均通过数据线相连接；所述电磁屏蔽器由良导体金属机壳构成，其金属表面涂防锈漆防止氧化；除预留所述多通道采集端口和所述电源线插口之外，所述电磁屏蔽器在空间中封闭，且接地；
[0011]所述肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备由所述信号发生器产生射频
‑
微波频段的电磁信号，所述电磁信号经过所述功率分配器分为两路，一路通过所述数模转换器进入所述数字信号处理器，形成入射参考信号；另一路沿所述定向耦合器及所述多通道采集端口进入所述探头，在所述探头与待测组织交界面处产生反射信号，所述反射信号通过所述多通道采集端口返回所述定向耦合器，并由所述定向耦合器第二输出端经所述数模转换器送至所述数字信号处理器，形成反射信号；所述数字信号处理器计算所述入射参考信号与所述反射信号的比值，获得反射系数，并记录对应的测量频率；所述反射系数数据结果经所述中央处理器控制，传送至所述输出显示器中，以数组形式显示。
[0012]进一步的，所述信号发生器的输出信号功率不超过10毫瓦，其频率范围为1MHz～10GHz。
[0013]进一步的，所述探头为开端同轴线探头，具有特定的特征阻抗，通常为50欧姆或75欧姆。
[0014]进一步的，所述中央处理器采用单片机或FPGA实现。
[0015]进一步的，所述多通道采集端口与所述探头的连接线采用具有电磁屏蔽功能的同轴电缆，以减少电磁泄露。
[0016]进一步的，在所述肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备上设置通信模块，所述通信模块由所述中央处理器控制，且采用串口或USB通信方式，以实现与计算机通信的功能。
[0017]一种肿瘤切除术中组织实时在体鉴别方法，基于上述所述的肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备的测量反射系数的数据提供组织实时在体鉴别的结果，该方法包括：
[0018]根据标准物计算探头特征参数，确定三个探头特征参数；
[0019]依据所述三个探头特征参数，将所述探头分别紧贴或插入待测组织进行组织介电特性计算，确定所述待测组织的组织介电特性；
[0020]依据所述待测组织的组织介电特性的结果，计算测量值与标准值间的空间距离，确定空间距离最小值，将所述空间距离最小值所代表的组织种类作为所述待测组织的鉴别结果。
[0021]进一步的，根据标准物计算探头特征参数，确定三个探头特征参数，具体为：
[0022]分别将所述探头紧贴或插入三组已知介电特性的标准物中进行测量，得到三组反射系数ρ1，ρ2，ρ3，所述标准物包括去离子水、甲醇、乙醇、一定浓度氯化钠溶液、真空、铜带；
[0023]根据所述三组反射系统，由第一预设公式求得所述探头特征参数，所述第一预设公式为其中，其中，ε
r1
，ε
r2
，ε
r3
分别是对三组标准物的相对介电常数，σ1，σ2，σ3分别是对三组标准物的电导率，f
为测量频率，ε0为真空介电介电常数，j为复数的虚部符号。
[0024]进一步的，若所述三组已知介电特性的标准物为真空、铜带和去离子水，则所述第一预设公式为其中，ρ
o
，ρ
s
，ρ
w
分别为测量真空、铜带和去离子水时反射系数，ε
rw
，σ
w
分别为去离子水相对介电常数和电导率。
[0025]进一步的，所述依据所述三个探头特征参数，将所述探头分别紧贴或插入待测组织进行组织介电特性计算，确定所述待测组织的组织介电特性，具体为：
[0026]将探头分别紧贴或插入待测组织进行测量，得到反射系数ρ，并由第二预设公式计算介电特性，所述第二预设公式为算介电特性，所述第二预设公式为其中，Re和Im分别为取实部和虚部运算，ε
r
和σ分别为待测组织的相对介电常数和电导率，即介电特性。
[0027]进一步的，所述依据所述待测组织的组织介电特性的结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备，其特征在于，包括：电源装置、信号发生器、功率分配器、定向耦合器、数模转换器、数字信号处理器、多通道采集端口、探头、中央处理器、输出显示器以及电磁屏蔽器；其中：所述电源装置输入端连接220伏市电，为设备整机提供电源；所述电源装置中设置漏电保护开关、变压器以及整流器；所述漏电保护开关检测漏电流强度，当电流过大时，瞬间自动切断电源；所述变压器实现市电与设备内部供电的电气隔离，并将市电电压降至安全电压范围；所述整流器将交变电流转为直流电流；所述电源装置输出端分为两路，第一路为所述信号发生器提供24伏直流电源，第二路为所述数字信号处理器、所述中央处理器、所述输出显示器提供12伏直流电源；所述信号发生器由所述电源装置的第一路输出端提供24伏直流电源，所述信号发生器输出端与所述功率分配器输入端相连接；所述功率分配器输出端为两路，所述功率分配器的第一路输出端与第一组所述数模转换器相连，再接入所述数字信号处理器第一输入端口；所述功率分配器第二路输出端与所述定向耦合器输入端相连；所述定向耦合器设置两个输出端，第一输出端通过所述多通道采集端口与所述探头相连接，第二输出端与第二组所述数模转换器相连，再接入所述数字信号处理器第二输入端口；所述多通道采集端口设置通道数量不少于4，并且设置光电耦合器和继电器开关，所述光电耦合器将人体组织直接接触的所述探头与设备电路进行电气隔离，所述继电器开关控制所述多通道采集端口各个通道的接通与断开；所述中央处理器与所述输出显示器和所述数字信号处理器均通过数据线相连接；所述电磁屏蔽器由良导体金属机壳构成，其金属表面涂防锈漆防止氧化；除预留所述多通道采集端口和所述电源线插口之外，所述电磁屏蔽器在空间中封闭，且接地；所述肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备由所述信号发生器产生射频
‑
微波频段的电磁信号，所述电磁信号经过所述功率分配器分为两路，一路通过所述数模转换器进入所述数字信号处理器，形成入射参考信号；另一路沿所述定向耦合器及所述多通道采集端口进入所述探头，在所述探头与待测组织交界面处产生反射信号，所述反射信号通过所述多通道采集端口返回所述定向耦合器，并由所述定向耦合器第二输出端经所述数模转换器送至所述数字信号处理器，形成反射信号；所述数字信号处理器计算所述入射参考信号与所述反射信号的比值，获得反射系数，并记录对应的测量频率；所述反射系数数据结果经所述中央处理器控制，传送至所述输出显示器中，以数组形式显示。2.根据权利要求1所述的肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备，其特征在于，所述信号发生器的输出信号功率不超过10毫瓦，其频率范围为1MHz～10GHz。3.根据权利要求1所述的肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备，其特征在于，所述探头为开端同轴线探头，具有特定的特征阻抗，通常为50欧姆或75欧姆。4.根据权利要求1所述的肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备，其特征在于，所述中央处理器采用单片机或FPGA实现。5.根据权利要求1所述的肿瘤切除术中组织实时在体鉴别设备，其特征在于，所述多通道采集端口与所述探头的连接线采用具有电磁屏蔽功能的同轴电缆，以减少电磁泄露。6.根据权利要求1所述的肿瘤切除术中组...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩继钧，南翔，
申请(专利权)人：安徽医科大学，
类型：发明
国别省市：