[发明专利]一种测量人体肺部活性组织介电特性系统及其测量方法

权利要求书

1.一种测量人体肺部活性组织介电特性系统，其特征是：该系统分为介电频谱测量系统和介电测量系统环境控制平台；

所述的介电频谱测量系统包括测量电极、标本测试盒、测试夹具、适配器、阻抗分析仪、数据采集接口、PC机，所述标本测试盒为可拆卸圆筒型测试盒，在圆筒型测试盒两侧粘附有测量电极，标本测试盒固定于测试夹具上，测试夹具与配套的适配器相连，通过BNC接头将适配器连接在阻抗分析仪上，再通过数据采集接口与PC机相连，实现数据采集与存储；

所述的介电测量系统环境控制平台包括测试舱、温度控制系统、湿度测量仪、超声雾化器，所述测试舱为可开启的密闭舱，与阻抗分析仪相连的适配器、测试夹具、标本测试盒位于测试舱中，超声雾化器、湿度测量仪探针、温度控制装置放置在测试舱中监测和控制测试舱的温度和湿度。

2.一种根据权利要求1所述测量人体肺部活性组织介电特性系统的测量方法，具体为以下步骤：

（1）获取正常组织与肺癌组织样本：获取多组患者行肺部肿瘤切除手术切下的肺部组织，按照能够填满标本测试盒容积的标准分别切取正常组织与肺癌组织作为实验样本，称重、记录正常组织样本的质量用于后续数据处理；肺癌组织不称重；

（2）人体肺部活性组织介电特性测量：将获取的所述正常组织与肺癌组织实验样本分别放入所述标本测试盒中，将标本测试盒放入所述测试舱内，利用所述温度控制器通过PID控制将测试舱内的温度控制在37℃，利用所述超声雾化器和湿度测量仪维持测试舱内相对湿度在90%以上，在上述环境中进行介电频谱测量，通过所述阻抗分析仪测得实验样本组织的串联电阻（R）和串联电抗（X），所述正常组织与肺癌组织实验样本的测量均在离开人体30分钟内完成；

（3）纳入错误组织数据的剔除：多组患者的实验样本测试完成后对所有实验样本行组织病理学分析，剔除纳入错误的组织所属患者的所有测试数据；

（4）数据处理：

通过下式得到被测组织即正常组织和肺癌组织的等效电导（G）和等效电容（C）：

G=RR2+X2,]]>

上式中，f为激励信号的频率；

再通过下式得到被测组织的电导率σ和相对介电常数ε_r：

ε_r=Cd/ε₀S，σ=dG/S

上式中，d和S分别为测试盒的长度和横截面积；

通过下式得到不同质量下正常组织的填充系数F：

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

上式中，V_a为空气体积，V_c为包含在样本中的凝聚态物质的体积，质量密度接近于1gcm³，m和V为样本的质量和体积；

对具有相同填充系数（F）的正常组织与来自同一患者的肺癌组织的介电特性进行统计学处理，得到该填充系数（F）下人体肺部活性组织介电特性。