用于人體胸腔數(shù)據(jù)采集的位移傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物電阻抗層析成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于人體胸腔數(shù)據(jù)采集的位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電阻抗層析成像(Electrical Impedance Tomography，EIT)技術(shù)，是以生物體內(nèi)電阻抗的分布或變化為成像目標(biāo)的一種新型的無(wú)損傷的生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)與成像技術(shù)，其通過(guò)檢測(cè)電極間的電壓差來(lái)探測(cè)待測(cè)物體內(nèi)部的阻抗分布，從而在結(jié)構(gòu)上和功能上反映各生物組織的生物特性。EIT技術(shù)是一種新型的過(guò)程檢測(cè)技術(shù)，已經(jīng)在基于醫(yī)學(xué)影像的診斷技術(shù)中展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景。利用EIT技術(shù)，可以顯示生物體內(nèi)組織的阻抗分布圖像、生物體組織的阻抗隨頻率變化的圖像、生物體器官生理活動(dòng)(如呼吸、心臟搏動(dòng)、胃腸蠕動(dòng))時(shí)的阻抗變化圖像。EIT技術(shù)是非侵入檢測(cè)和功能成像技術(shù)，具有安全、可視化等特點(diǎn)，在研究生物體生理功能和疾病診斷方面有著重要的臨床價(jià)值。與傳統(tǒng)的基于射線(X射線，pet)的醫(yī)學(xué)可視化檢測(cè)手段相比，它具有安全、簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)、廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)生物體進(jìn)行長(zhǎng)期、實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。特別是EIT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集速度可以達(dá)到每秒500幅左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)前使用的醫(yī)學(xué)檢測(cè)方法大約3-10分鐘才能完成一幅圖像的速度。因此，基于EIT開(kāi)發(fā)出床旁監(jiān)護(hù)和實(shí)時(shí)的醫(yī)療檢測(cè)技術(shù)，對(duì)疾病的早期預(yù)防、診斷、治療及醫(yī)療普查都具有十分重大的意義和誘人的應(yīng)用前景，受到世界上各國(guó)研究者的廣泛關(guān)注。
[0003]然而，目前對(duì)于胸腔檢測(cè)的電阻抗層析成像系統(tǒng)研究，大都集中在邊界電壓測(cè)量精度的提高和圖像重建算法的改善上。但是，“軟場(chǎng)效應(yīng)”從原理上決定電阻抗層析成像不可能達(dá)到“硬場(chǎng)成像”的精度。要把EIT應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)的床旁監(jiān)護(hù)，仍然有一系列問(wèn)題需要解決。其中首要問(wèn)題是解決動(dòng)態(tài)測(cè)量問(wèn)題，即被檢測(cè)場(chǎng)域的形狀和尺寸大小都是動(dòng)態(tài)變化的，而已有的EIT主要應(yīng)用在工業(yè)參數(shù)檢測(cè)和可視化，其被測(cè)場(chǎng)域的形狀和尺寸大小都是不變的。其次，在EIT后續(xù)的圖像重建過(guò)程中，測(cè)量模型大都假定被測(cè)物場(chǎng)是圓域的情況下建立的，而大多數(shù)情況下，被測(cè)物場(chǎng)并不是標(biāo)準(zhǔn)的圓形，比如人體胸腔在呼吸過(guò)程中，胸腔的邊界是一個(gè)近似橢圓而并非圓形的輪廓，并且處于不停的變化之中。因此，將現(xiàn)有的EIT數(shù)據(jù)采集裝置直接用于人體胸腔的檢測(cè)已不合時(shí)宜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于人體胸腔電阻抗層析成像胸腔輪廓數(shù)據(jù)采集的位移傳感器，將其應(yīng)用于胸腔輪廓的實(shí)時(shí)采集，以獲得更新場(chǎng)域模型所需要的空間位置信息。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種用于人體胸腔數(shù)據(jù)采集的位移傳感器，包括金屬圓筒(1-2)，在金屬圓筒(1-2)內(nèi)表面覆蓋有電介質(zhì)材料(1-7)，在金屬圓筒(1-2)內(nèi)部設(shè)置有金屬棒(1-6)，在金屬棒(1-6)的一側(cè)連接有空心非金屬棒(1-1)，其另一側(cè)連接有非金屬棒(1-5);在非金屬棒(1-5)的另一端開(kāi)設(shè)有用于容納心電電極的卡槽(1-4);非金屬棒(1-5 )、金屬棒(1-6)和空心非金屬棒(1-1)的外徑相同并與內(nèi)壁覆蓋有電介質(zhì)材料(1-7)的金屬圓筒(1-2)的內(nèi)徑相匹配，能夠在其內(nèi)自由滑動(dòng)；
[0006]空心非金屬棒(1-1)的空心處設(shè)置有導(dǎo)線過(guò)孔(1-10)，連接檢測(cè)器件(1-9)的兩根信號(hào)線(1-8)，一根通過(guò)空心非金屬棒(1-1)的導(dǎo)線過(guò)孔(1-10)與金屬棒(1-6)相連，另一根與金屬圓筒(1-2)相連，通過(guò)對(duì)電容變化量的測(cè)量，獲得位移的相對(duì)變化信息。
[0007]作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述的位移傳感器，電介質(zhì)材料(1-7)為聚四氟乙烯。金屬棒(1-6)的兩端做成螺栓結(jié)構(gòu)，在靠近金屬棒(1-6)的一端，非金屬棒(1-5)和空心非金屬棒(1-1)沿軸線方向制作相應(yīng)尺寸的螺紋，以使二者均能與位于中間位置的金屬棒(1-6)牢固相連，通過(guò)這種結(jié)構(gòu)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)位移傳感器的微調(diào)；空心非金屬棒(1-1)和非金屬棒(1-5)選用有機(jī)玻璃;金屬棒(1-6)、金屬圓筒(1-2)選用不銹鋼材料。
[0008]本發(fā)明的特點(diǎn)是，在不改變傳統(tǒng)EIT成像數(shù)據(jù)測(cè)量原理的基礎(chǔ)上，從人體胸腔數(shù)據(jù)采集出發(fā)，提出新的位移傳感器，該傳感器能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)出人體胸腔的邊界位置信息，從而確定其輪廓。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為采用了本發(fā)明的傳感器的用于人體胸腔輪廓測(cè)量的數(shù)據(jù)采集裝置的整體架構(gòu)；
[0010]圖2為本發(fā)明的位移傳感器的軸向剖視圖；
[0011 ]圖3為數(shù)據(jù)采集裝置的支架的結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖4為數(shù)據(jù)采集裝置的支撐面板的俯視圖。
[0013]圖中:1、位移傳感器2、支架3、支撐面板4、承重梁
[0014]1-1、空心非金屬棒1-2、金屬圓筒1-3、壓蓋1-4、卡槽1_5、非金屬棒1_6、金屬棒1-7、電介質(zhì)材料1-8、彳g號(hào)線1-9、檢測(cè)器件1-10、導(dǎo)線過(guò)孔
[0015]2-1、支撐柱2-2、螺栓2-3、底座
[0016]3-1、支撐面3-2、緊固件3-3、連接縫隙3_4、孔洞3_5、過(guò)孔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的傳感器及其應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行說(shuō)明:
[0018]采用了本發(fā)明的用于人體胸腔電阻抗層析成像的胸腔輪廓數(shù)據(jù)采集裝置，如圖1所示，該數(shù)據(jù)采集裝置包括位移傳感器1、支架2、支撐面板3和承重梁4等幾部分。所述位移傳感器I設(shè)置于支撐面板3上，通過(guò)支撐面板3上若干數(shù)量的過(guò)孔3-5，可以任意調(diào)整其與人體胸腔的夾角及位置，調(diào)整完畢后，用螺釘穿過(guò)過(guò)孔3-5把位移傳感器I固定在支撐面板3上。位移傳感器I用于實(shí)時(shí)測(cè)量人體胸腔的位置信息，其靠近人體胸腔的一端可以卡扣心電導(dǎo)聯(lián)線的圓形按扣，通過(guò)調(diào)整位移傳感器I就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)心電電極位置分布的布置。所述支架2有四支，用于支撐位于上面的承重梁4，并能調(diào)整數(shù)據(jù)采集裝置于合適高度，特別是將位移傳感器I和支撐面板3調(diào)整到合適的高度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)身高不同人群的測(cè)量。所述支撐面板3設(shè)置于承重梁4上，用于支撐位移傳感器I和調(diào)整人體胸腔位置區(qū)域的大小，以實(shí)現(xiàn)對(duì)胖瘦不一人群的測(cè)量。所述承重梁4位于支撐