[發明專利]一種測量人體肺部活性組織介電特性系統及其測量方法

有效

• 申請號: 201310092151.X
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103197146A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 王潔然;王化祥;徐曉;孫青;劉京
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R27/26
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

1.一種測量人體肺部活性組織介電特性系統，其特征是：該系統分為介電頻譜測量系統和介電測量系統環境控制平臺；

所述的介電頻譜測量系統包括測量電極、標本測試盒、測試夾具、適配器、阻抗分析儀、數據采集接口、PC機，所述標本測試盒為可拆卸圓筒型測試盒，在圓筒型測試盒兩側粘附有測量電極，標本測試盒固定于測試夾具上，測試夾具與配套的適配器相連，通過BNC接頭將適配器連接在阻抗分析儀上，再通過數據采集接口與PC機相連，實現數據采集與存儲；

所述的介電測量系統環境控制平臺包括測試艙、溫度控制系統、濕度測量儀、超聲霧化器，所述測試艙為可開啟的密閉艙，與阻抗分析儀相連的適配器、測試夾具、標本測試盒位于測試艙中，超聲霧化器、濕度測量儀探針、溫度控制裝置放置在測試艙中監測和控制測試艙的溫度和濕度。

2.一種根據權利要求1所述測量人體肺部活性組織介電特性系統的測量方法，具體為以下步驟：

（1）獲取正常組織與肺癌組織樣本：獲取多組患者行肺部腫瘤切除手術切下的肺部組織，按照能夠填滿標本測試盒容積的標準分別切取正常組織與肺癌組織作為實驗樣本，稱重、記錄正常組織樣本的質量用于后續數據處理；肺癌組織不稱重；

（2）人體肺部活性組織介電特性測量：將獲取的所述正常組織與肺癌組織實驗樣本分別放入所述標本測試盒中，將標本測試盒放入所述測試艙內，利用所述溫度控制器通過PID控制將測試艙內的溫度控制在37℃，利用所述超聲霧化器和濕度測量儀維持測試艙內相對濕度在90%以上，在上述環境中進行介電頻譜測量，通過所述阻抗分析儀測得實驗樣本組織的串聯電阻（R）和串聯電抗（X），所述正常組織與肺癌組織實驗樣本的測量均在離開人體30分鐘內完成；

（3）納入錯誤組織數據的剔除：多組患者的實驗樣本測試完成后對所有實驗樣本行組織病理學分析，剔除納入錯誤的組織所屬患者的所有測試數據；

（4）數據處理：

通過下式得到被測組織即正常組織和肺癌組織的等效電導（G）和等效電容（C）：

G=RR2+X2,]]>

上式中，f為激勵信號的頻率；

再通過下式得到被測組織的電導率σ和相對介電常數ε_r：

ε_r=Cd/ε₀S，σ=dG/S

上式中，d和S分別為測試盒的長度和橫截面積；

通過下式得到不同質量下正常組織的填充系數F：

F=Va/Vc=(V-Vc)/Vc=1g/cm3-m/Vm/V]]>

上式中，V_a為空氣體積，V_c為包含在樣本中的凝聚態物質的體積，質量密度接近于1gcm³，m和V為樣本的質量和體積；

對具有相同填充系數（F）的正常組織與來自同一患者的肺癌組織的介電特性進行統計學處理，得到該填充系數（F）下人體肺部活性組織介電特性。