[發明專利]微創的支撐式直腸電阻抗特性檢測裝置

有效

• 申請號: 201410325420.7
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104055514A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 冉鵬;李章勇;呂德衛;林金朝;王偉;龐宇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于醫療器械技術領域，涉及一種微創的支撐式直腸電阻抗特性檢測裝置。

背景技術

直腸癌是指位于齒狀線至乙狀結腸、直腸交界處之間的癌。是胃腸道中常見的惡性腫瘤，發病率僅次于胃和食管癌，是大腸癌的最常見的一種(占60％左右)。絕大多數基因病人在40歲以上30歲以下者約占15％男性較多見男女之比為2-3：1，直腸癌是一種生活方式病。目前，它已在癌癥排行榜中躍居第二位了。

直腸癌在臨床上早期常無癥狀，或者癥狀無特異，因而常不引起病員和初診醫師的重視,且直腸癌的檢測技術也非常復雜。電阻抗成像是一種只需在物體表面進行測量，而重構出內部阻抗分布的手段。它通過注入電流到一個目標區域建立電場，隨后對目標周邊產生的電壓進行測量。傳統的電阻抗斷層成像技術中，電極的放置通常局限于某個平面，然而，電阻抗成像本質上是一個三維問題，其電流不局限于在某個平面上流動，因此，二維圖像重建通常會產生偽像。而三維電阻抗成像的主要問題是：系統無法負擔復雜的算法，病態性使得算法有時難以實現，尤其是在邊緣區域，最終造成重建圖像中目標位置難以判斷或形狀扭曲。開放式電阻抗成像系統能夠很好地實現物體的表層阻抗判定，但是受制于探測深度的因素，精度只能保證在2～3厘米的范圍內。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種微創的支撐式直腸電阻抗特性檢測裝置,該裝置采用交叉平面電極陣列系統，通過交錯的二維平面測量數據，能夠更有效地構建三維成像模型，并在保證有效精度的前提下減小了直接三維重構的計算量。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種微創的支撐式直腸電阻抗特性檢測裝置，該裝置包括內窺鏡、探測電極、壓力傳感器、撐桿、步進電機、信號發生及采集裝置；內窺鏡用于實現定位并初步查看直腸內的情況；撐桿通過圓環和與圓環相連的連接桿套裝在內窺鏡管上，探測電極和壓力傳感器設置在撐桿上，探測電極用于發送刺激電信號并接收直腸內壁組織返回的電信號，壓力傳感器用于反饋電極與直腸壁接觸的壓力情況；撐桿的撐開方式為傘狀撐開；步進電機的旋轉帶動圓環沿著內窺鏡管向同一方向移動，從而帶動連接桿和撐桿，促使連接電極的撐桿向外伸張，實現安裝在撐桿上的探測電極和壓力傳感器與直腸內壁緊密接觸；彈簧線與最上邊套在內窺鏡管的圓環相連，用于圓環在管壁上的平衡，以及當步進電機反方向旋轉時，用于恢復圓環的位置，從而使撐桿回到原位，探測電極與直腸內壁分離；信號發生及采集裝置用于產生和接收電刺激信號，并對信號進行相應處理。

進一步，所述信號發生及采集裝置安裝在內窺鏡內部，包括多頻恒流模塊、電極選通模塊、信號處理模塊、成像數據采集與通信模塊；多頻恒流模塊用于產生不同頻率的正弦波形，并實現恒流輸出，并產生與激勵信號同步的解調載波信號；電極選通模塊主要用于控制電流信號注入和電壓信號測量；信號處理模塊用于對電信號進行處理，得到可用的成像數據；成像數據采集與通信模塊完成對直流電平的采集，并將采集到的成像數據傳輸到計算機上進行成像。

進一步，內窺鏡的管壁上有三個圓環，三個圓環的距離用撐桿來支撐而且能夠互相帶動，上部與彈簧線相連；每一個圓環上通過連接桿連接著八個撐桿，電極和壓力傳感器安裝在撐桿管一端，連接電極和壓力傳感器的導線在支撐桿管的內部。

進一步，撐桿的收回方式是通過步進電機的反向轉動，使帶動圓環的鋁絲放松，同時另一端彈簧線將圓環拉起，從而使得節點向里收縮，促使外部撐桿收起，從而電極與直腸內壁慢慢分離。

進一步，所述壓力傳感器用于反饋電極與直腸內壁接觸的壓力情況，根據其反饋的壓力數據來調整撐桿的張開的角度，從而針對不同大小的腸腔實現自適應控制。

進一步，所述壓力傳感器采用醫用硅微型壓力傳感器。

本發明的有益效果在于：本發明提供了一種微創的支撐式直腸電阻抗特性檢測裝置，該裝置通過以傘狀形式撐開電極，實現了檢測電極等器件與直腸內壁的緊密接觸，能夠反映直腸組織病變的微小變化，及時發現病變部位。該裝置通過測量直腸阻值判斷直腸是否異變，并進行三維成像，可以為確診病例切除手術前和手術中的腫瘤定位提供科學依據。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明：

圖1為本發明所述裝置的結構示意圖；

圖2為本發明所述裝置測量流程示意圖；

圖3為實施例中步進電機旋轉反饋流程示意圖；

圖4為步進電機工作原理圖；

圖5為探測電極與壓力傳感器示意圖。