[实用新型]一种乳腺弹性成像探测阵列结构及其检测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于医疗健康检测领域，具体涉及一种基于压电阻抗法的乳腺弹性成像探测阵列结构及其检测系统。

背景技术

乳腺是人体极为重要的器官之一，而与乳腺相关的疾病的发病率却一直处于居高不下，该类疾病已经对居民的正常生产生活造成显著的影响，需要给予足够的重视。而在这些乳腺相关的疾病中，乳腺癌是需要重点关注的恶性疾病，需要指出的是，尽管目前生活水平和医疗条件在好转，但乳腺癌的发病率不断在持续升高且一直具有较高的死亡率。

目前对于这类恶性疾病采用的手段是早发现早治疗的应对政策，但乳腺癌癌变组织的早期诊断依旧存在挑战：日常的触诊检查需要有较丰富的临床经验才能发现早起癌变组织，无相关经验普通人们进行的身体自查几乎不可能发现；另外，乳腺癌变组织由于其特异性低，对超声反射回波不明显。由此，体检时采用的常规超声检测来说也较难发现乳腺癌。

如何解决乳腺相关疾病尤其是乳腺癌的早发现与早诊断，已经成为了医疗界急需解决的问题。值得关注的是，有研究结果表明人体组织病变之后，其组织的弹性性质例如杨氏模量会发生显著改变。基于这一特性，目前国内外学者提出了“弹性成像”的概念，即利用先进成像方法对组织的弹性性质成像，利用这些弹性模量作为诊断指标来判断人体组织是否发生病变以及诊断病变的程度。目前应用较为广泛的弹性成像技术包括超声弹性成像UE、核磁共振弹性成像MRI等方法。但乳腺癌癌变组织位于浅表层，超声弹性成像等技术由于近场效应难以准确发现乳腺癌组织，因此急需提出适用于乳腺癌的弹性成像方法。

实用新型内容

为了解决以上现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种基于压电阻抗法的乳腺弹性成像检测系统及其检测方法，适用于对乳腺的健康监测，可进行和乳腺相关疾病例如乳腺癌的早期诊断与治疗。

本实用新型的一个目的在于提出一种基于压电阻抗法的乳腺弹性成像探测阵列结构。

本实用新型的乳腺弹性成像探测阵列结构包括：多个压电单元结构和支撑架；每一个压电单元结构包括多条支撑条、支撑环、压电片、探针和应变片；其中，多条支撑条的一端相交于支撑环的中心，另一端分别均匀固定在支撑环上，支撑条的数量为偶数个，形成中心对称的结构；在每一条支撑条上均设置压电片；在多条支撑条的相交点的上部设置应变片；在相交点的下部设置探针；多个压电单元结构设置在支撑架的内表面；各个压电单元结构的探针与待测样品接触。

支撑条为长条状，支撑环为圆环状，探针的针尖的形状为锥形。在压电单元结构中，在中心对称分布的每条支撑条的一个表面设置压电片，构成单晶压电单元结构；或者，在中心对称的每条支撑条的上表面和下表面分别设置压电片，构成双晶压电单元结构。

本实用新型的另一个目的在于提出一种基于压电阻抗法的乳腺弹性成像检测系统。

本实用新型的乳腺弹性成像检测系统包括：探测阵列结构、压电阻抗测试仪、应变测量仪、数据采集卡和计算机；其中，探测阵列结构包括多个压电单元结构和支撑架；每一个压电单元结构包括支撑环、多条支撑条、压电片、应变片和探针；其中，支撑条为长条状，支撑环为圆环状，多条支撑条的一端相交于支撑环的中心，另一端分别均匀固定在支撑环上，支撑条的数量为偶数个，形成中心对称的结构；在每一条支撑条上均设置压电片；在多条支撑条的相交点的上部设置应变片；在相交点的下部设置锥形的探针；多个压电单元结构设置在支撑架的内表面；各个压电单元结构的探针与待测样品接触；压电片通过控制线连接至压电阻抗测试仪；应变片通过控制线连接至应变测量仪；电阻抗测试仪和应变测量仪分别连接至数据采集卡；数据采集卡连接至计算机。

本实用新型采用多个压电单元结构设置在支撑架的内表面，形成类似于乳房表面的形状，放置在待测样品，即待检测的乳腺组织上；在检测的过程中，支撑架为多个压电单元结构提供支撑，并且可以调整支撑架与压电单元结构之间的距离，使得探针与待测样品接触；各个压电单元结构的探针与待测样品接触；应变片检测探针与待测样品之间的接触压力；应变测量仪测量得到接触压力，并通过调整压电单元结构与支撑架之间的距离调整接触压力；压电阻抗测试仪测量各个压电单元结构的压电阻抗参数(压电阻抗参数包括导纳G、相位θ和阻抗Z)的频响曲线，得到其压电阻抗参数的共振频率；建立压电单元结构的压电阻抗参数的共振频率与接触点的杨氏模量的关系，从而计算得到每一个压电单元结构检测到的待测样品的局部杨氏模量；将所有的压电单元结构得到的局部杨氏模量按照压电单元结构所对应的空间位置进行汇总集成，形成杨氏模量分布图，该杨氏模量分布图即为乳腺的杨氏模量分布，进而对组织健康状态进行诊断。