检测人体中异常的装置制造方法及图纸

适用于检出人体中的异常的电阻抗Ｘ线断层术装置，包括：用于生成多个频率上的电信号的电信号发生装置；用于将电信号作用在人体上并检测人体的电阻抗特性的电极布置；以及用于将检测到的电阻抗特性与人体中存在或不存在异常互相关的数据处理装置；其中将频率大于１ＭＨｚ，大于２ＭＨｚ较好，大于３ＭＨｚ更好及大于４ＭＨｚ最好的电信号作用在人体上。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于检测人体中的异常的装置与方法，具体地但不限于涉及乳房恶性肿瘤的检测。乳房癌是西方国家中死亡率的主要因素。在英国，每12位妇女中有一人在她们的一生中出现这一情况。传统上，乳房癌荧光屏检查一直采用乳房X射线检查。用肉眼分析所生成的X射线图象来确定是否存在任何异常。定位了潜在的异常时，通常需要一般为组织切片的外科进一步分析。很清楚，高度希望能有检查乳房疾患的无损伤性替代过程。乳房X射线检查的其它缺点是采用电离辐射，及从X射线图象识别疾患需要包括实质性对比材料的背景。结果，乳房X射线检查发现低X射线密度肿块及较年轻妇女肿块的能力受到限制。进一步的高度明显的缺点在于有可能用乳房造影法X射线检测之前肿块必须相对地大(例如至少5毫米)。电阻抗X射线断层术(EIT)是知名的技术，它利用通常环绕物体的电极阵列提供2维图象或透过物体的“片”。这些图象是通过在选择的电极上作用电流在物体上并检测在阵列中其它电极上所生成的电位而得出的。所测定的电位取决于物体的电阻抗，并从这些数据有可能执行背投影技术来构成物体的电阻抗图象。通常执行多次这种测定，能组成2与3维图象。Dijkstra等人(AM.Dijkstra,B.H.Brown,A.D.Leathlard,N.D.Harris,D.C.Barber与D.L.Edbrooke；医学工程与技术杂志,17(1993)89-98)提供了EIT的临床应用观察。图象可以是静态或动态的，即表示在一段时间上受检者的阻抗变化，其实例为呼吸中胸部的图象。Dijkstra等人注意到EIT产生身体功能图象而非高质量解剖学图象。Dijkstra等人在别处评论在技术上难于产生静态图象并且对静态EIT图象没有临床经验。从而，Dijkstra等人的教导面向产生身体功能的动态图象，并脱离通过静态EIT的诸如恶性肿瘤等的特定异常的分析。本专利技术关注改进的EIT技术，它能无损伤检测与成象人体中的异常，其主要但非限制性实例为乳房恶性肿瘤的检测与成象。按照本专利技术的第一方面，提供了适应于检测人体中的异常的电阻抗X线断层装置，包括用于生成多个频率上的电信号的电信号发生装置；用于将电信号作用在人体上并检测人体的电阻抗特性的电极布置；以及用于将检测到的电阻抗特性与人体中存在或不存在异常互相关的数据处理装置；其中将频率大于1MHz、大于2MHz较好、大于3MHz更好、大于4MHz最好，例如5MHz的电信号作用在人体上。在这样高的作用频率上，正常组织与异常组织之间的差别更明显，允许用EIT检测异常。能使该装置适合于检测恶性肿瘤，可能是乳房恶性肿瘤。与乳房X射线检查不同，不采用电离辐射，并且该技术可成功地应用于较年轻妇女与/或低辐射密度肿块。此外，有可能提供3维图象，有可能导致恶性肿瘤的位置的更精确确定。可使该装置适应于检测3期恶性肿瘤与/或2期恶性肿瘤与/或1期恶性肿瘤。这些期是在下面表1与2中定义的。该数据处理装置可采用组织阻抗的分形(fractal)模型将检测到的电阻抗特性与恶性肿瘤的存在或不存在互相关。可将关于散频的信息用于执行互相关。细胞外阻抗与细胞内阻抗之比可用来执行互相关。细胞外阻抗与“膜”阻抗之比可用来执行互相关。数据处理装置可将检测到的人体的电阻抗特性与所检测到的其它人体的电阻抗特性对比。在乳房恶性肿瘤检测的情况中，可将阻抗特性与检测到的脂肪组织或乳房中的导管/基质组织的电阻抗特性对比。可使数据处理装置适应于将检测到的电阻抗特性与对应于已知组成部分的人体的阻抗特性的数据库比较。数据库可包括从不同与已知年龄、身高、体重、或种族、或正常形象的受检者得到的人体阻抗特性。至少可将电极布置放置在妇女胸罩中。这允许没有与乳房造影法X线检查关联的身体不舒服的荧光屏检查。按照本专利技术的第二方面，提供了检测人体中的异常的电阻抗X线断层术方法，包括下述步骤生成多个频率上的电信号；将所述电信号作用在人体上；检测人体的电阻抗特性；以及将检测到的阻抗特性与人体中存在或不存在异常进行互相关；其中将频率大于1MHz、大于2MHz较好，大于3MHz更好及大于4MHz最好的电信号作用在人体上。该异常可能是恶性肿瘤，它可能是乳房恶性肿瘤。可以检测出3期恶性肿瘤与/或2期恶性肿瘤与/或1期恶性肿瘤。将检测到的阻抗特性与存在或不存在异常互相关可用组织阻抗的分形模型。可利用关于散频的信息来执行互相关。可利用细胞内阻抗与细胞外阻抗之比来执行互相关。除了细胞外对细胞内阻抗之外也可利用其它比值，其中可包含例如将细胞内阻抗除以细胞电容，这可提供指示组织异常的明显指标。下面表3-5中给出可利用的其它比值。可在受控制的温度上执行人体的阻抗特性检测。可将检测到的人体电阻抗特性与检测到的其它人体电阻抗特性对比。在乳房恶性肿瘤检测的情况中，可将阻抗特性与胸部其它组织的检测到的电阻抗特性，例如基质的正常响应，进行对比。可将检测到的电阻抗特性与对应于已知构成的人体的阻抗特性的数据库比较。该数据库可包括从不同与已知年龄的受检者得出的人体阻抗特性。也可将得出这些读数的温度及数据库的人体的切除后年龄用在任何比较中。表1:TNM分类及乳房癌 表2乳房癌的分期组 (来源美国癌症联合委员会(AJCC)与国际抗癌联合会(UICC)1992年)下面参照附图描述按照本专利技术的方法与装置，附图中附图说明图1为EIT装置的示意图；图2示出女性乳房的剖面图；图3示出微级等效电路-a)单细胞等效电路，b)一组细胞的等效电路，c)若干组细胞的等效电路；图4示出a)若干细胞组的等效电路，b)若干健康细胞的有效等效电路；c)若干有病细胞的有效等效电路；及d)若干图4(a)的电路的等效电路；以及图5示出管道系统的微范围模型。图1示出适用于检出人体10中的异常的EIT装置，包括用于生成多个频率上的电信号的电信号发生装置12；用于将电信号作用在人体10上及检测人体10的电阻抗特性的电极布置14；以及用于将检测到的电阻抗特性与人体10中存在或不存在异常互相关的数据处理装置16、18、20；其中将频率大于1MHz，大于2MHz较好，大于3MHz更好及大于4MHz最好的电信号作用在人体上。在这些高作用频率上，正常组织与异常组织之间的差别更明显，允许用EIT检出异常。应指出作用频率的范围当然不限于这一高频范围。最好利用更宽的带宽，在代表性实例中，作用1KHz至5MHz范围中的频率。通常以顺序方式将跨越所要求的带宽的若干点频率作用在人体上。然而，应指出使用时间到频率技术也在本专利技术的范围之内。在这一情况中，将适当的时变波形作用在电极设备上，并作为时间的函数监视响应。可将时变波形考虑成包括多个频率上的电信号。然后用诸如快速傅里叶变换(FFT)等适当技术将(时域)响应变换到频域中。在本非限制性实例中，电信号发生装置12包括高阻抗电流源，转换全可编程直接数字合成(DDS)50MHz微芯片的电压输出。在输出频率上设置5MH的人为上限，以便DDS芯片能在10步中合成波形。如果愿意，也可生成更高的频率，原则上能生成25MHz“方”波。将电流注入电极设备14中，它具有X线断层术领域中众所周知的类型，包括与电压检测电极交错的一组电流注入电极。已使用2维32个电极布置(包括16个电流注入电极与16个电压检测电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于检出人体中异常的电阻抗Ｘ线断层术装置，包括：用于生成多个频率上的电信号的电信号发生装置；用于将电信号作用在人体上并检测人体的电阻抗特性的电极布置；以及用于将检测到的电阻抗特性与人体中存在或不存在异常互相关的数据处理装置； 其中将频率大于１ＭＨｚ，大于２ＭＨｚ较好，大于３ＭＨｚ更好及大于４ＭＨｚ最好的电信号作用在人体上。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，马尔科姆麦考密克，
申请(专利权)人：德蒙特福特大学，
类型：发明
国别省市：GB[英国]