專利名稱：乳腺癌早期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種預(yù)測(cè)與診斷乳腺組織病變風(fēng)險(xiǎn)程度的生物醫(yī)療裝置。
背景技術(shù)：
乳腺癌是女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)婦女乳腺癌的發(fā)病率目前正以每年3%-4%的增長(zhǎng)率急劇上升，每年約有18萬(wàn)婦女罹患乳腺癌，I. 3萬(wàn)多婦女死于乳腺癌，乳腺癌已經(jīng)成為我國(guó)改革開(kāi)放以后死亡率增長(zhǎng)最快的癌癥。迄今為止，包括CT，MRI，超聲等現(xiàn)有的一些醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，由于使用射線，核素，對(duì)人體有害，價(jià)格昂貴或操作困難等原因，還不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)檢測(cè)。電阻抗斷層成像(EIT)技術(shù)雖然是一種廉價(jià)的無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)，但EIT圖像重建的過(guò)程對(duì)誤差比較敏感，成 像效果相對(duì)較差，EIT的結(jié)構(gòu)像(空間)分辨率還有待繼續(xù)提高。醫(yī)學(xué)研究表明，阻抗實(shí)部和虛部均蘊(yùn)含著豐富的生理和病理信息，復(fù)阻抗的虛部信號(hào)虛弱，大約是實(shí)部信息的十分之一。人體某些組織與器官富有很好的左右對(duì)稱性，如手、腳、眼、耳等，乳腺組織亦如此。不僅這些器官外表對(duì)稱，其功能與結(jié)構(gòu)在正常情況下也是大體上對(duì)稱。兩側(cè)組織或器官同時(shí)患病的可能性非常低，即便同時(shí)患病，其與正常組織表現(xiàn)的特性也有極大差異。所以，不對(duì)稱乳腺組織阻抗特性蘊(yùn)含著極大地病理或生理信息。實(shí)驗(yàn)表明，乳腺癌惡性病灶組織的電容和電導(dǎo)要比正常組織或良性病變高50倍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是針對(duì)年輕女性避免因乳腺X射線檢查有效率過(guò)低而需要頻繁檢查導(dǎo)致的輻射問(wèn)題，以及乳腺磁共振成像的價(jià)格昂貴等問(wèn)題，提出一種簡(jiǎn)便而且無(wú)副作用的年輕女性乳腺檢測(cè)早期評(píng)估裝置。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
乳腺癌早期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估裝置，包括掃頻正弦波發(fā)生電路、電壓/電流轉(zhuǎn)換電路、阻抗匹配電路、測(cè)試電極陣列、幅值處理單元、下位機(jī)、上位機(jī)、第一電源和第二電源。掃頻正弦波發(fā)生電路的輸出端與電壓/電流轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端與阻抗匹配電路輸入端連接，阻抗匹配電路輸出端與測(cè)試電極陣列連接，測(cè)試電極陣列放在測(cè)試對(duì)象乳腺組織上；幅值處理單元輸入端連接到電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端，幅值處理單元的輸出端連接到下位機(jī)的I/O 口 ；第一電源連接掃頻正弦波電路、電壓/電流轉(zhuǎn)換電路、測(cè)試電極陣列和下位機(jī)；第二電源連接幅值處理單元；測(cè)試電極陣列的控制口與掃頻正弦波電路的控制口連接下位機(jī)的I/O 口 ；下位機(jī)通過(guò)I/O 口與上位機(jī)輸入端連接完成數(shù)據(jù)傳輸。所述的掃頻正弦波發(fā)生電路由第一芯片IC1，第一晶振XI，第一電阻R1，第二電阻R2，第三電阻R3，第一電位器Rel，第一電容Cl，第二電容C2，第三電容C3，第四電容C4，第五電容C5，第六電容C6，第七電容C7和第八電容C8組成。
在掃頻正弦波發(fā)生電路中，第一芯片ICl的5腳、10腳、19腳和24腳連接到地；第一芯片ICl的6腳、11腳、18腳和23腳連接到電源；第一芯片的4腳、3腳、2腳、I腳、28腳、27腳、26腳、25腳八個(gè)數(shù)據(jù)引腳依次連接下位機(jī)的8個(gè)I/O 口 ；第一芯片ICl的7腳、8腳和22腳三個(gè)控制引腳分別連接下位機(jī)的3個(gè)I/O 口 ；第一芯片的9腳連接第一晶振Xl的第3引腳；第一晶振Xl的第2引腳連接到地；第一晶振Xl的第4引腳連接到電源；第一芯片ICl的12腳連接第一電阻Rl的一端；第一電阻Rl的另一端連接到地;第一芯片ICl的21腳連接第二電阻R2的一端、第二電容C2的一端、第五電容C5的一端和第一電感LI的一端；第二電容C2另一端連接第一電感LI的另一端、第三電容C3的一端、第二電感L2的一端和第六電容C6的一端；第三電容C3的另一端連接第二電感L2的另一端、第四電容C4的一端、第三電感L3的一端和第七電容C7的一端；第四電容C4的另一端連接第三電感L3的另一端、第八電容C8的一端、第三電阻R3的一端和第一芯片ICl的16腳；第一芯片ICl的16腳為掃頻正弦波發(fā)生電路的輸出端SIA ;第二電阻R2的另一端、第五電容C5的另一端、第六電容C6的另一端、第七電容C7的另一端、第八電容C8的另一端和第三電阻R3的另一端連接到地；第一芯片ICl的15腳連接第一電容Cl的一端和第一電位器Rel的2端；第一電容Cl的另一端連接到地；第一電位器Rel的I端連接電源,3端連接到地；第一芯片ICl的其它引腳懸空；所述的第一芯片ICl型號(hào)為AD9850。
·
電壓/電流轉(zhuǎn)換電路由第二芯片IC2，第一運(yùn)放Al，第二運(yùn)放A2，第四電阻R4，第五電阻R5，第六電阻R6，第七電阻R7和第九電容C9，第十電容C10，第i^一電容C11，第十二電容C12組成。在電壓/電流轉(zhuǎn)換電路中，輸入端SIA連接第二芯片IC2的I腳和第九電容C9的一端；第九電容C9的另一端連接第二芯片IC2的3腳、第一運(yùn)放Al的同相輸入端、第^電容Cll的一端和第六電阻R6的一端；第一芯片ICl的2腳連接第一運(yùn)放Al的輸出端、第十電容ClO的一端、第七電阻R7的一端；第一運(yùn)放Al的反向輸入端連接第十電容ClO的另一端、第七電阻R7的另一端和第五電阻R5的一端；第五電阻R5的另一端、第^ 電容Cll的另一端連接到地；第六電阻R6的另一端同時(shí)連接第二運(yùn)放A2的反相輸入端和輸出端；第二芯片IC2的5腳和4腳短接并連接第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端連接第二運(yùn)放A2的同相輸入端和第十二電容C12的一端,第十二電容C12的另一端為電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端lout，第二芯片IC2的其它腳懸空；所述的第二芯片IC2型號(hào)為AD830。阻抗匹配電路由第四電感L4，第五電感L5，第六電感L6，第七電感L7，第八電感L8和第九電感L9組成。在阻抗匹配電路中，第四電感L4的一端為阻抗匹配電路輸入端；第四電感L4的另一端連接第五電感L5的一端；第五電感L5的另一端連接第六電感L6的一端；第六電感L6的另一端連接第七電感L7的一端；第七電感L7的另一端連接第八電感L8的一端；第八電感L8的另一端連接第九電感L9的一端；第九電感L9的另一端為阻抗匹配電路的輸出端。幅值處理單元由第三芯片IC3，第八電阻R8，第九電阻R9，第十電阻R10，第十三電容C13組成。在幅值處理單元中，電路輸入端PeakIn連接第八電阻R8的一端；第八電阻R8的另一端連接第三芯片IC3的5腳、第九電阻R9的一端；第九電阻R9的另一端連接第三芯片IC3的9腳和3腳；第十電阻RlO的一端連接第三芯片IC3的6腳；第十電阻RlO的另一端連接到地；第三芯片IC3的4腳連接第十三電容C13的一端；第十三電容C13的另一端連接到地；第三芯片IC3的8腳接地；第三芯片IC3的I腳和14腳分別連接到下位機(jī)的兩個(gè)I/O 口 ；第三芯片IC3的3腳為幅值處理單元的輸出端；所述的第三芯片IC3的型號(hào)為PKDOl。測(cè)試電極陣列電路包括第四芯片IC4、第五芯片IC5、第i^一電阻R11，第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十四電容C14、第十五電容C15、第十六電容C16、第十七電容C17、第十八電容C18、第十九電容C19、第二十電容C20、中心電極PO和均勻分布在其外側(cè)的六個(gè)銅電極Pl，P2，P3，P4，P5, P6。在測(cè)試電極陣列電路中，阻抗匹配電路的輸出端Lout連接第四芯片IC4的6腳、第五芯片IC5的I腳、3腳、5腳、9腳、11腳、13腳和第十一電阻Rll的一端；第十一電阻Rll的另一端接地；第四芯片IC4的14腳連接第十二電阻R12的一端、第十四電容C14的一端、第一電極Pl ;第四芯片IC4的15腳連接第十三電阻R13的一端、第十五電容C15的一端、第二電極P2 ;第四芯片IC4的12腳連接第十四電阻R14的一端、第十六電容C16的一端、第 三電極P3 ;第四芯片IC4的I腳連接第十五電阻R15的一端、第十七電容C17的一端、第四電極P4 ;第四芯片IC4的5腳連接第十六電阻R16的一端、第十八電容C18的一端、第五電極P5 ;第四芯片IC4的2腳連接第十七電阻R17的一端、第十九電容C19的一端、第六電極P6 ;第十二電阻R12的另一端連接第五芯片IC5的12腳；第十三電阻R13的另一端連接第五芯片IC5的10腳；第十四電阻R14的另一端連接第五芯片IC5的8腳；第十五電阻R15的另一端連接第五芯片IC5的6腳；第十六電阻R16的另一端連接第五芯片IC5的4腳；第十七電阻R17的另一端連接第五芯片IC5的2腳；第四芯片IC4的三個(gè)通道選擇控制引腳
11腳、10腳、9腳分別連接下位機(jī)的3個(gè)I/O 口 ；第十四電容C14的另一端、第十五電容C15的另一端、第十六電容C16的另一端、第十七電容C17的另一端、第十八電容C18的另一端、第十九電容C19的另一端相連到地；所述的第四芯片IC4型號(hào)為⑶4051，第五芯片IC5的型號(hào)為CD4069。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
這是一種便攜式的檢測(cè)裝置，這種檢測(cè)方法對(duì)人體無(wú)害，無(wú)特殊工作環(huán)境要求，檢查方便，且裝置簡(jiǎn)單，成本低廉，能方便的預(yù)測(cè)乳腺組織發(fā)生病變的風(fēng)險(xiǎn)程度。


圖I是生物組織內(nèi)單個(gè)細(xì)胞等效電路模型；
圖2是生物組織的簡(jiǎn)化等效電路模型；
圖3是本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意 圖4是掃頻正弦波發(fā)生電路 圖5是電壓/電流轉(zhuǎn)換電路 圖6是阻抗匹配電路 圖7是幅值處理單兀電路 圖8是測(cè)試電極陣列電路 圖9是上位機(jī)接收數(shù)據(jù)流程 圖10是下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。研究表明，生物組織是由大量細(xì)胞組成的，細(xì)胞與細(xì)胞之間存在的細(xì)胞外液。其中溶解著大量 離態(tài)的離子，因而細(xì)胞外液具有良好的導(dǎo)電性。經(jīng)證實(shí)，細(xì)胞內(nèi)液也具有良好的導(dǎo)電性，由早期一些科學(xué)家理論最終提出了等效模型的概念。其中包括如圖I所示生物組織內(nèi)單個(gè)細(xì)胞等效電路模型。圖中，Re是細(xì)胞外液電阻，Ce是細(xì)胞外液并聯(lián)電容；Rm是細(xì)胞膜的電阻，Cm是細(xì)胞膜并聯(lián)電容；Ri是細(xì)胞內(nèi)液電阻，Ci是細(xì)胞內(nèi)液并聯(lián)電容。在低頻情況下(〈1MHz)，細(xì)胞膜的漏電阻Rm很大，可視為開(kāi)路；而內(nèi)外液的并聯(lián)電容Ci，Ce很小，也可視為開(kāi)路。這樣就得出了圖2所示的生物組織的簡(jiǎn)化等效電路模型。只是此時(shí)的Ri, Re，Cm已不再是代表某個(gè)細(xì)胞內(nèi)、外液電阻和細(xì)胞膜電容，而是代表整個(gè)生物組織的等效內(nèi)、外液電阻和膜電容，這就是所謂的三元件模型。本發(fā)明提供了一套采用共振頻率方法的乳腺癌早期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估裝置。該裝置原理是，對(duì)兩側(cè)乳腺組織施加相同的掃頻交變電流信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置采集一系列電壓信號(hào)，將其形成一組電壓曲線。對(duì)這一組電壓信號(hào)曲線進(jìn)行特征提取及分析，來(lái)評(píng)估乳腺組織是否異常。該方法不僅能測(cè)出乳腺組織的阻抗特性，而且能通過(guò)諧振頻率點(diǎn)的掃描方式方便地區(qū)分該乳腺組織患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)是低于平均水平還是高于平均水平。如圖3所示，乳腺癌早期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估裝置，包括掃頻正弦波發(fā)生電路I、電壓/電流轉(zhuǎn)換電路2、阻抗匹配電路3、測(cè)試電極陣列4、幅值處理單元5、下位機(jī)6、上位機(jī)7、第一電源8和第二電源9。掃頻正弦波發(fā)生電路的輸出端與電壓/電流轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端與阻抗匹配電路輸入端連接，阻抗匹配電路輸出端與測(cè)試電極陣列連接，測(cè)試電極陣列放在測(cè)試對(duì)象乳腺組織上；幅值處理單元輸入端連接到電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端，幅值處理單元的輸出端連接到下位機(jī)的I/O 口 ；第一電源連接掃頻正弦波電路、電壓/電流轉(zhuǎn)換電路、測(cè)試電極陣列和下位機(jī)；第二電源連接幅值處理單元；測(cè)試電極陣列的控制口與掃頻正弦波電路的控制口連接下位機(jī)的I/o 口 ；下位機(jī)通過(guò)I/O 口與上位機(jī)輸入端連接完成數(shù)據(jù)傳輸。如圖4所示，所述的掃頻正弦波發(fā)生電路輸出為不同頻率的電壓正弦波。該電路由第一芯片ICl,第一晶振XI,第一電阻Rl,第二電阻R2,第三電阻R3,第一電位器Rel,第一電容Cl，第二電容C2，第三電容C3，第四電容C4，第五電容C5，第六電容C6，第七電容C7和第八電容CS組成。在掃頻正弦波發(fā)生電路中，第一芯片ICl的5腳、10腳、19腳和24腳連接到地；第一芯片ICl的6腳、11腳、18腳和23腳連接到電源；第一芯片的4腳、3腳、2腳、I腳、28腳、27腳、26腳、25腳八個(gè)數(shù)據(jù)引腳依次連接下位機(jī)的8個(gè)I/O 口 ；第一芯片ICl的7腳、8腳和22腳三個(gè)控制引腳分別連接下位機(jī)的3個(gè)I/O 口 ；第一芯片的9腳連接第一晶振Xl的第3引腳；第一晶振Xl的第2引腳連接到地；第一晶振Xl的第4引腳連接到電源；第一芯片ICl的12腳連接第一電阻Rl的一端；第一電阻Rl的另一端連接到地;第一芯片ICl的21腳連接第二電阻R2的一端、第二電容C2的一端、第五電容C5的一端和第一電感LI的一端；第二電容C2另一端連接第一電感LI的另一端、第三電容C3的一端、第二電感L2的一端和第六電容C6的一端；第三電容C3的另一端連接第二電感L2的另一端、第四電容C4的一端、第三電感L3的一端和第七電容C7的一端；第四電容C4的另一端連接第三電感L3的另一端、第八電容C8的一端、第三電阻R3的一端和第一芯片ICl的16腳；第一芯片ICl的16腳為掃頻正弦波發(fā)生電路的輸出端SIA ;第二電阻R2的另一端、第五電容C5的另一端、第六電容C6的另一端、第七電容C7的另一端、第八電容C8的另一端和第三電阻R3的另一端連接到地；第一芯片ICl的15腳連接第一電容Cl的一端和第一電位器Rel的2端；第一電容Cl的另一端連接到地；第一電位器Rel的I端連接電源，3端連接到地；第一芯片ICl的其它引腳懸空；所述的第一芯片ICl采用先進(jìn)直接數(shù)字頻率合成技術(shù)生產(chǎn)的高集成度產(chǎn)品 DDS 芯片 AD9850。如圖5所示，電壓/電流轉(zhuǎn)換電路輸入連接掃頻正弦波發(fā)生電路的輸出，將掃頻正弦波發(fā)生電路輸出的電壓轉(zhuǎn)化為恒定電流輸出。該電路由第二芯片IC2，第一運(yùn)放Al，第二運(yùn)放A2，第四電阻R4，第五電阻R5，第六電阻R6，第七電阻R7和第九電容C9，第十電容C10， 第i^一電容C11，第十二電容C12組成。在電壓/電流轉(zhuǎn)換電路中，輸入端SIA連接第二芯片IC2的I腳和第九電容C9的一端；第九電容C9的另一端連接第二芯片IC2的3腳、第一運(yùn)放Al的同相輸入端、第^電容Cll的一端和第六電阻R6的一端；第一芯片ICl的2腳連接第一運(yùn)放Al的輸出端、第十電容ClO的一端、第七電阻R7的一端；第一運(yùn)放Al的反向輸入端連接第十電容ClO的另一端、第七電阻R7的另一端和第五電阻R5的一端；第五電阻R5的另一端、第^ 電容Cll的另一端連接到地；第六電阻R6的另一端同時(shí)連接第二運(yùn)放A2的反相輸入端和輸出端；第二芯片IC2的5腳和4腳短接并連接第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端連接第二運(yùn)放A2的同相輸入端和第十二電容C12的一端,第十二電容C12的另一端為電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端lout，第二芯片IC2的其它腳懸空；所述的第二芯片IC2采用AD公司生產(chǎn)的高速度、視頻差分放大器芯片AD830。如圖6所示，阻抗匹配電路的輸入連接電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出，用來(lái)與乳腺組 織等效的容性阻抗匹配，從而能在特定頻率下發(fā)生諧振，電壓取得最小值；該電路由第四電感L4，第五電感L5，第六電感L6，第七電感L7，第八電感L8和第九電感L9組成。在阻抗匹配電路中，第四電感L4的一端為阻抗匹配電路輸入端；第四電感L4的另一端連接第五電感L5的一端；第五電感L5的另一端連接第六電感L6的一端；第六電感L6的另一端連接第七電感L7的一端；第七電感L7的另一端連接第八電感L8的一端；第八電感L8的另一端連接第九電感L9的一端；第九電感L9的另一端為阻抗匹配電路的輸出端。如圖7所示，幅值處理單元的輸入連接阻抗匹配電路的輸入，用來(lái)檢測(cè)阻抗匹配 電路與乳腺組織串聯(lián)的輸出電壓。幅值處理單元由第三芯片IC3，第八電阻R8，第九電阻R9，第十電阻R10，第十三電容C13組成。在幅值處理單元中，電路輸入端PeakIn連接第八電阻R8的一端；第八電阻R8的另一端連接第三芯片IC3的5腳、第九電阻R9的一端；第九電阻R9的另一端連接第三芯片IC3的9腳和3腳；第十電阻RlO的一端連接第三芯片IC3的6腳；第十電阻RlO的另一端連接到地 ’第三芯片IC3的4腳連接第十三電容C13的一端；第十三電容C13的另一端連接到地 ’第三芯片IC3的8腳接地；第三芯片IC3的I腳和14腳分別連接到下位機(jī)的兩個(gè)I/0 口 ；第三芯片IC3的3腳為幅值處理單元的輸出端；所述的第三芯片IC3采用AD公司生產(chǎn)的單片峰值探測(cè)器PKDOI。如圖8所示，測(cè)試電極陣列放置在測(cè)試對(duì)象的乳腺組織上，電路用來(lái)選通放置在乳腺組織上的電極通道。測(cè)試電極陣列電路包括第四芯片IC4、第五芯片IC5、第i^一電阻R11，第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十四電容C14、第十五電容C15、第十六電容C16、第十七電容C17、第十八電容C18、第十九電容C19、第二十電容C20、中心電極PO和均勻分布在其外側(cè)的六個(gè)銅電極PI, P2, P3, P4, P5, P6。在測(cè)試電極陣列電路中，阻抗匹配電路的輸出端Lout連接第四芯片IC4的6腳、第五芯片IC5的I腳、3腳、5腳、9腳、11腳、13腳和第十一電阻RlI的一端；第十一電阻Rl I的另一端接地；第四芯片IC4的14腳連接第十二電阻R12的一端、第十四電容C14的一端、第一電極Pl ;第四芯片IC4的15腳連接第十三電阻R13的一端、第十五電容C15的一端、第二電極P2 ;第四芯片IC4的12腳連接第十四電阻R14的一端、第十六電容C16的一端、第三電極P3 ;第四芯片IC4的I腳連接第十五電阻R15的一端、第十七電容C17的一端、第四電極P4 ;第四芯片IC4的5腳連接第十六電阻R16的一端、第十八電容C18的一端、第五電極P5 ;第四芯片IC4的2腳連接第十七電阻R17的一端、第十九電容C19的一端、第六電極P6 ;第十二電阻R12的另一端連接第五芯片IC5的12腳；第十三電阻R13的另一端連接第五芯片IC5的10腳；第十四電阻R14的另一端連接第五芯片IC5的8腳；第十五電阻R15的另一端連接第五芯片IC5的6腳；第十六電阻R16的另一端連接第五芯片IC5的4腳；第十七電阻R17的另一端連接第五芯片IC5的2腳；第四芯片IC4的三個(gè)通道選擇控制引腳11腳、10腳、9腳分別連接下位機(jī)的3個(gè)I/O 口 ；第十四電容C14的另一端、第十五電容C15的另一端、第十六電容C16的另一端、第十七電容C17的另一端、第十八電容C18的另一端、第十九電容C19的另一端相連到地；所述的第四芯片IC4型號(hào)選用8通道數(shù)字控制模擬電子開(kāi)關(guān)芯片⑶4051，第五芯片IC5選用由六個(gè)C0S/M0S反相器電路組成的芯片⑶4069。如圖9和圖10所示，上位機(jī)部分的串口數(shù)據(jù)接收、顯示和存儲(chǔ)是由VC++編寫(xiě)與制作。本系統(tǒng)可實(shí)時(shí)接收多路模擬開(kāi)關(guān)控制的電極的實(shí)時(shí)電壓值，并將其存儲(chǔ)等待處理。顯不部分主要顯不病人編號(hào),病人姓名，電極編號(hào)，掃描開(kāi)始時(shí)間，掃描結(jié)束時(shí)5,乳房編號(hào)，諧振頻率，掃描輸出信號(hào)。通信協(xié)議上下位機(jī)的通信通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的軟件協(xié)議進(jìn)行通信，軟件協(xié)議內(nèi)容包 括數(shù)據(jù)幀頭、串口選擇、數(shù)據(jù)格式、各路電極的數(shù)據(jù)信號(hào)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式等。上位機(jī)始終打開(kāi)串口查詢下位機(jī)接收緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)，當(dāng)下位機(jī)中有AD轉(zhuǎn)換的電壓數(shù)據(jù)后，發(fā)生串口中斷向上位機(jī)發(fā)送一幀完整數(shù)據(jù)，上位機(jī)收到數(shù)據(jù)傳送到文檔中并存儲(chǔ)起來(lái)等待處理。本發(fā)明裝置的工作原理在這套系統(tǒng)中，在兩個(gè)乳房上執(zhí)行相同的掃描程序、測(cè)量與記錄數(shù)據(jù)過(guò)程。上位機(jī)接收下位機(jī)發(fā)送的由兩側(cè)乳房上各電極的200KHz-800KHz的掃頻幅值響應(yīng)電壓信號(hào)，可由此繪制兩組，每組由六條掃頻幅值響應(yīng)電壓信號(hào)曲線組成?；谧杩蛊ヅ潆娐放c乳腺組織發(fā)生共振原理，對(duì)兩組曲線中與對(duì)稱性相關(guān)的特征進(jìn)行提取，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)分類(lèi)，支持向量機(jī)(SVM)分類(lèi)等方法對(duì)乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)分層，即“高危”人群與“低風(fēng)險(xiǎn)”人群。通過(guò)這幾種方法的分類(lèi)結(jié)果，與臨床診斷結(jié)果分析比較，并繪制一組受試者工作特性曲線(R0C曲線)。ROC曲線是反映敏感性和特異性連續(xù)變量的綜合指標(biāo)，它是以真陽(yáng)性率(靈敏度)為縱坐標(biāo)，假陰性率(I-特異性)為橫坐標(biāo)繪制的曲線。
通過(guò)AUC (指ROC曲線下的面積)，評(píng)判此裝置的診斷價(jià)值。比較大的AUC值，靠近左上角的ROC曲線所代表的受試者工作最準(zhǔn)確，所以AUC越大，診斷準(zhǔn)確性越高。其它元器件選型下位機(jī)選用宏晶科技生產(chǎn)的STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片 機(jī)。第一運(yùn)放Al和第二運(yùn)放A2選用的都是BB公司生產(chǎn)的高性能運(yùn)算放大器0PA452。
權(quán)利要求
1.乳腺癌早期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估裝置，包括掃頻正弦波發(fā)生電路、電壓/電流轉(zhuǎn)換電路、阻抗匹配電路、測(cè)試電極陣列、幅值處理単元、下位機(jī)、上位機(jī)、第一電源和第二電源，其特征在于: 掃頻正弦波發(fā)生電路的輸出端與電壓/電流轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端與阻抗匹配電路輸入端連接，阻抗匹配電路輸出端與測(cè)試電極陣列連接，測(cè)試電極陣列放在測(cè)試對(duì)象乳腺組織上；幅值處理單元輸入端連接到電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端，幅值處理単元的輸出端連接到下位機(jī)的I/o ロ ；第一電源連接掃頻正弦波電路、電壓/電流轉(zhuǎn)換電路、測(cè)試電極陣列和下位機(jī)；第二電源連接幅值處理単元；測(cè)試電極陣列的控制ロ與掃頻正弦波電路的控制ロ連接下位機(jī)的I/o ロ ；下位機(jī)通過(guò)I/O ロ與上位機(jī)輸入端連接完成數(shù)據(jù)傳輸； 所述的掃頻正弦波發(fā)生電路由第一芯片IC1，第一晶振XI，第一電阻R1，第二電阻R2，第三電阻R3,第一電位器Rel,第一電容Cl,第二電容C2,第三電容C3,第四電容C4,第五電容C5，第六電容C6，第七電容C7和第八電容C8組成；· 在掃頻正弦波發(fā)生電路中，第一芯片ICl的5腳、10腳、19腳和24腳連接到地；第一芯片ICl的6腳、11腳、18腳和23腳連接到電源；第一芯片的4腳、3腳、2腳、I腳、28腳、27腳、26腳、25腳八個(gè)數(shù)據(jù)引腳依次連接下位機(jī)的8個(gè)I/O ロ ；第ー芯片ICl的7腳、8腳和22腳三個(gè)控制引腳分別連接下位機(jī)的3個(gè)I/O ロ ；第一芯片的9腳連接第一晶振Xl的第3引腳；第一晶振Xl的第2引腳連接到地；第一晶振Xl的第4引腳連接到電源；第一芯片ICl的12腳連接第一電阻Rl的一端；第ー電阻Rl的另一端連接到地；第ー芯片ICl的21腳連接第二電阻R2的一端、第二電容C2的一端、第五電容C5的一端和第一電感LI的一端；第二電容C2另一端連接第一電感LI的另一端、第三電容C3的一端、第二電感L2的一端和第六電容C6的一端；第三電容C3的另一端連接第二電感L2的另一端、第四電容C4的一端、第三電感L3的一端和第七電容C7的一端；第四電容C4的另一端連接第三電感L3的另一端、第八電容C8的一端、第三電阻R3的一端和第一芯片ICl的16腳；第一芯片ICl的16腳為掃頻正弦波發(fā)生電路的輸出端SIA ;第ニ電阻R2的另一端、第五電容C5的另ー端、第六電容C6的另一端、第七電容C7的另一端、第八電容C8的另一端和第三電阻R3的另一端連接到地；第ー芯片ICl的15腳連接第一電容Cl的一端和第一電位器Rel的2端；第一電容Cl的另一端連接到地；第一電位器Rel的I端連接電源,3端連接到地；第ー芯片ICl的其它引腳懸空；所述的第一芯片ICl型號(hào)為AD9850 ； 電壓/電流轉(zhuǎn)換電路由第二芯片IC2，第一運(yùn)放Al，第二運(yùn)放A2，第四電阻R4，第五電阻R5，第六電阻R6，第七電阻R7和第九電容C9，第十電容C10，第i^一電容C11，第十二電容C12組成； 在電壓/電流轉(zhuǎn)換電路中，輸入端SIA連接第二芯片IC2的I腳和第九電容C9的一端；第九電容C9的另一端連接第二芯片IC2的3腳、第一運(yùn)放Al的同相輸入端、第^ 電容Cll的一端和第六電阻R6的一端；第ー芯片ICl的2腳連接第一運(yùn)放Al的輸出端、第十電容ClO的一端、第七電阻R7的一端；第一運(yùn)放Al的反向輸入端連接第十電容ClO的另ー端、第七電阻R7的另一端和第五電阻R5的一端；第五電阻R5的另一端、第^ 電容Cll的另一端連接到地；第六電阻R6的另一端同時(shí)連接第二運(yùn)放A2的反相輸入端和輸出端;第ニ芯片IC2的5腳和4腳短接并連接第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端連接第二運(yùn)放A2的同相輸入端和第十二電容C12的一端,第十二電容C12的另一端為電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端Iout，第二芯片IC2的其它腳懸空；所述的第二芯片IC2型號(hào)為AD830 ； 阻抗匹配電路由第四電感L4，第五電感L5，第六電感L6，第七電感L7，第八電感L8和第九電感L9組成； 在阻抗匹配電路中，第四電感L4的一端為阻抗匹配電路輸入端；第四電感L4的另一端連接第五電感L5的一端；第五電感L5的另一端連接第六電感L6的一端；第六電感L6的另一端連接第七電感L7的一端；第七電感L7的另一端連接第八電感L8的一端；第八電感L8的另一端連接第九電感L9的一端；第九電感L9的另一端為阻抗匹配電路的輸出端； 幅值處理單元由第三芯片IC3，第八電阻R8，第九電阻R9，第十電阻R10，第十三電容C13組成； 在幅值處理単元中，電路輸入端PeakIn連接第八電阻R8的一端；第八電阻R8的另ー端連接第三芯片IC3的5腳、第九電阻R9的一端；第九電阻R9的另一端連接第三芯片IC3 的9腳和3腳；第十電阻RlO的一端連接第三芯片IC3的6腳；第十電阻RlO的另一端連接到地；第三芯片IC3的4腳連接第十三電容C13的一端；第十三電容C13的另一端連接到地；第三芯片IC3的8腳接地；第三芯片IC3的I腳和14腳分別連接到下位機(jī)的兩個(gè)I/Oロ ；第三芯片IC3的3腳為幅值處理單元的輸出端；所述的第三芯片IC3的型號(hào)為PKDOl ；測(cè)試電極陣列包括第四芯片IC4、第五芯片IC5、第i^一電阻R11，第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十四電容C14、第十五電容C15、第十六電容C16、第十七電容C17、第十八電容C18、第十九電容C19、第二十電容C20、中心電極PO和均勻分布在其外側(cè)的六個(gè)銅電極Pl，P2，P3，P4，P5，P6 ； 在測(cè)試電極陣列電路中，阻抗匹配電路的輸出端Lout連接第四芯片IC4的6腳、第五芯片IC5的I腳、3腳、5腳、9腳、11腳、13腳和第イ^一電阻Rll的一端;第ィ^一電阻Rll的另一端接地；第四芯片IC4的14腳連接第十二電阻R12的一端、第十四電容C14的一端、第ー電極Pl ;第四芯片IC4的15腳連接第十三電阻R13的一端、第十五電容C15的一端、第ニ電極P2 ;第四芯片IC4的12腳連接第十四電阻R14的一端、第十六電容C16的一端、第三電極P3 ;第四芯片IC4的I腳連接第十五電阻R15的一端、第十七電容C17的一端、第四電極P4 ;第四芯片IC4的5腳連接第十六電阻R16的一端、第十八電容C18的一端、第五電極P5 ;第四芯片IC4的2腳連接第十七電阻R17的一端、第十九電容C19的一端、第六電極P6 ;第十二電阻R12的另一端連接第五芯片IC5的12腳；第十三電阻R13的另一端連接第五芯片IC5的10腳；第十四電阻R14的另一端連接第五芯片IC5的8腳；第十五電阻R15的另一端連接第五芯片IC5的6腳；第十六電阻R16的另一端連接第五芯片IC5的4腳;第十七電阻R17的另一端連接第五芯片IC5的2腳；第四芯片IC4的三個(gè)通道選擇控制引腳11腳、10腳、9腳分別連接下位機(jī)的3個(gè)I/O ロ ；第十四電容C14的另一端、第十五電容C15的另一端、第十六電容C16的另一端、第十七電容C17的另一端、第十八電容C18的另一端、第十九電容C19的另一端相連到地；所述的第四芯片IC4型號(hào)為⑶4051，第五芯片IC5的型號(hào)為CD4069。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種乳腺癌早期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估裝置。本發(fā)明中的掃頻正弦波發(fā)生電路的輸出端與電壓/電流轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端與阻抗匹配電路輸入端連接，阻抗匹配電路輸出端與測(cè)試電極陣列連接，測(cè)試電極陣列放在測(cè)試對(duì)象乳腺組織上；幅值處理單元輸入端連接到電壓/電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端，幅值處理單元的輸出端連接到下位機(jī)的I/O口；第一電源連接掃頻正弦波電路、電壓/電流轉(zhuǎn)換電路、測(cè)試電極陣列和下位機(jī)；第二電源連接幅值處理單元；測(cè)試電極陣列的控制口與掃頻正弦波電路的控制口連接下位機(jī)的I/O口；下位機(jī)通過(guò)I/O口與上位機(jī)輸入端連接完成數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明檢查方便，且裝置簡(jiǎn)單，成本低廉。
文檔編號(hào)A61B5/053GK102727198SQ20121022602
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者劉曉娟, 厲力華, 趙偉杰 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)