[发明专利]基于柔性电极阵列的皮肤病变三维重构系统

说明书

本发明提供的是一种基于柔性电极阵列的皮肤病变三维重构系统。其特征是：它由测量带(1)、激励发生器(3)、信号处理模块(4)、微处理器(5)、成像模块(6)组成。本发明可用于不平整皮肤病变区域的检测与病变形状的三维构建，可广泛用于不平整的人体皮下组织健康检测等领域。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种基于电极阵列的皮肤病变三维重构系统，可用于不平整皮肤病变组织区域的检测与病变形状的三维构建，属于电子医疗装置技术领域。

(二)背景技术

皮肤癌是现代社会最常见的皮肤癌类型之一，占全球所有确诊癌症的40％。且其发病率与死亡率正逐年攀升，成为危害人类生命健康的一大元凶。而皮肤病变的轮廓图是诊断癌变的关键因素，通常由于受到成本、精度以及使用方便程度的影响，现阶段诊断皮肤癌的常用手段仍为皮肤镜与肉眼观察。电阻抗成像技术作为一种非侵入式检测技术，具有无创、廉价、便携等优点，是实现皮肤病变区域检测的有效途径。其原理是，根据人体皮肤在不同的状态下具有不同电导率的特点，通过对激励电极施加一个安全的激励信号，并在测量电极上测量得到响应信号，并通过信号数据处理与算法来实现皮肤病变区域的电导率重构以及成像的实现。

2002年，俄罗斯科学院无线电工程和电子研究所的切雷佩宁等人发表了一篇名为《Three-Dimensional EIT Imaging of Breast Tissues:System Design and ClinicalTesting》的文章，文章中提出了一种电极阵列结构。由256个电极排列成直径为12厘米的圆形平面矩阵，这增加了与待测组织的接触面积。

2006年瑞典斯德哥尔摩的科学基础有限公司申请了一种利用阻抗来诊断皮肤的患病情况的方法及其应用(中国专利：CN 101365382 B)。该专利提供了一种微阵列检测装置，阵列包含三个在同一平面上的矩形电极，每个电极上有若干微探针，可以实现通过阻抗测量来诊断皮肤的患病情况。

2011年，重庆大学电气工程学院的鞠康发表的《开放式三维多频电阻抗测量系统》以人体乳腺疾病的检测作为背景，设计了一套64电极的三维EIT测量系统。该系统采用8*8的方形电极阵列加上复合背电极作为辅助电极，测量时，采用四电极法测量。在以琼脂模型作为物理实验模型的实验中，得到了初步的实验结果

2016年，爱丁堡大学的Yang,Y等人发表了一篇名为《A Miniature ElectricalImpedance Tomography Sensor and 3-D Image Reconstruction for Cell Imaging》的文章，文章中提出了一种由16个呈圆形排列的电极阵列组成的电阻抗测量系统，经过一定的三维重构算法成像后，可以得到较为准确的3D图像。

2018年，武汉中科科理光电技术有限公司的燕自保、夏志宽、刘泉等人申请了一个射频检测成像装置(CN 209518867 U)。该专利提供了一种射频检测成像装置，在检测座上设有多个阵列布置的电极，电极通过开关阵列或扫描信号控制与射频发生器电连接。此外，检测座上还设有抽真空装置，使检测座可以与待测区域相贴合。通过检测交变电磁场在皮肤组织中产生的位移电流，并通过特定算法还原重建图像，可以实现检测炎症和病变组织。

2019年西南医科大学的吴军与颜洪申请了一种皮肤病变内源性电场测量装置及方法(中国专利：CN 109717841 A)。该方法利用一个探测电极板与人体皮肤构成一个电容，通过检测与分析探测电极板高速振动时，实现了皮肤电场在探测电极板上感生出的交变电压来对皮肤的病变情况进行分析。

2019年北京华睿博视医学影像技术有限公司的林智超、张昕、于洋等人申请了一种电极带、电极结构、馈送线及电阻抗成像设备(中国专利：CN 111012347A)。该设备利用一条具有弹性的电极带，当电极带固定于被测对象身上时，带的弹力转换为对电极的按压力，保证了电极与待测皮肤的良好接触。