[发明专利]一种肺癌诊断的便携式装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术，具体涉及一种通过患者呼出气体进行肺癌诊断的便携式装 置。

技术背景

原发性支气管肺癌，简称肺癌，为当前世界各地最常见的恶性肿瘤之一，是一种严重 威胁人类健康和生命的疾病。世界卫生组织(WHO)2000年报告，1997年全世界死于恶 性肿瘤的共706.5万人，占死亡人数的12.6％，其中肺癌占恶性肿瘤死亡的19％，居恶性 肿瘤死因的第一位。据估计，全世界每年有60万左右新增肺癌病人，发病率在多数国家 都有明显增高的趋势。目前临床上，肺癌的常见诊断方法有：X射线检测、电子计算机断 层扫描(CT)、磁共振断层扫描(MRI)、痰脱落细胞检查、纤维支气管检查、经皮肺穿刺 活检等，虽然此类检查方法能达到预期肺癌诊断的效果，但是采用这些方法的设备庞大、 价格昂贵，对病人的创伤大，还需要熟练操作的专业人员进行操作，并且得到的结果还要 专业的医务人员进行分析处理，大大加大了医务人员的负担。CN1647756A公开了一种“用 于诊断早期肺癌的呼吸检测方法及其设备”，该装置先把疑似肺癌患者的呼吸气体用固相 微萃取针插入气体热脱附器，使之热脱落附，热脱落附后的有机气体成分通过气相色谱毛 细血管柱进行分离，使被测有机气体按时间顺序依次到达由一对高频延迟线声表面波传感 器做成的检测头，由检测头上的有机气体敏感膜吸附，从而检测到被测有机气体成分的含 量，对11种肺癌标志性有机成分，进行数字图像处理和神经网络模式识别，从而能够诊断 肺癌患者。但是，该装置对肺癌的检测原理上采用的是对患者呼出气体中的肺癌特征物质 采用了分子之间的范德华力进行的物理吸附。相比之下采用化学反应更具稳定性，灵敏度 更好、分子之间结合度更高，检测效果更好，灵活性更好(可更改传感器上的化学物质， 检测更多的标志物)；在结构上先要使用固相微萃取针插入气体热脱附器，使之热脱落附， 然后再经气相色谱仪进行分离，最后用气体敏感膜吸附，从而检测被测有机气体的成分， 增加了检测的复杂性；将肺癌检测与分析分离，需要熟练操作的医务人员才能进行操作。 因此，设计出无创、廉价、操作简单方便诊断肺癌的装置具有很大的实用意义。

发明内容

针对现有肺癌诊断设备存在价格昂贵、体积庞大、操作不方便之不足，本发明的目的 在于提供一种价格低廉、体积小巧、操作简单，并且无创，将肺癌的检测与分析集成到一 个小型设备中，运用自动控制的原理，使肺癌的检测与分析可以通过一键完成，通过患者 呼出气体内含有的肺癌特征物质进行肺癌诊断的便携式装置。

本发明是通过以下技术方案实现上述目的的：一种肺癌诊断的便携式装置，其特征在 于，它具有气囊、气泵、缓冲气室、反应气室、图像采集和处理系统及控制系统；气囊、 气泵、缓冲气室、流量传感器和反应气室通过电磁阀依次串联；缓冲气室内设有湿度传感 器、温度传感器和电加热装置；反应气室内设有卟啉传感器；控制系统包括嵌入式开发板 PC104模块、MCU单片机、LCD触摸屏、GPRS模块、电磁阀驱动模块、气泵驱动模块、 电加热模块、温度采集模块、湿度采集模块、流量采集模块和可控照明装置；

其中，气囊、气泵：用于采集疑似肺癌患者的呼出气体；

电磁阀驱动模块：控制各电磁阀的开闭，控制反应气路的通断，以及气体在气路和反 应气室的流向；

气泵驱动模块：将气囊采集到的患者气体依次抽进缓冲气室和反应气室，使气体在缓 冲气室内平衡，再在反应气室中与预先的卟啉传感器反应；通过调节单片机系统(MCU) 调节PWM脉冲高电平的宽度，控制电机的转速，进而控制气泵的抽气速度；

温度采集模块：采集缓冲气室的气流温度，通过单片机系统控制数字温度传感器 DS18B20对该装置中气流温度的采集，用以确定气流的温度是否是卟啉传感器与气体反应 的最佳温度，从而通过单片机系统MCU控制电加热装置的开闭；

电加热模块：通过MCU控制电加热器的开闭，完成对温度的控制；

流量传感模块和湿度传感模块：通过流量传感器和湿度传感器测量气流的流速和气流 的湿度，反馈给单片机一个信号完成流速和湿度的自适应控制；通过对流量传感器的输出 信号对时间进行积分得到反应的总流量；

图像采集和处理系统：包括光学镜头、摄像头和图像传感器，图像传感器采集图像， 获得图像数据；