[发明专利]一种三维双模态电阻抗成像传感器及制造方法

说明书

本发明公开一种三维双模态电阻抗成像传感器及制造方法，传感器包括半球形传感器支撑，电容传感器和电阻传感器，所述电容传感器设置于所述半球形支撑上，所述电阻传感器与所述电容传感器扣接。本发明提供的传感器与电阻抗测量系统相结合，可获得半球测量区域的三维表面电容和电阻信息，用于三维半球区域的介电常数和电导率分布重建。利用乳腺组织和癌症组织的电学特性差异，本发明提供的传感器可应用于女性乳腺癌早期筛查，且具有造价低、易于携带、对人体的无伤害的优势。

技术领域

本发明涉及三维电阻抗成像领域，特别是涉及一种三维双模态电阻抗成像传感器及制造方法。

背景技术

在电阻抗测量技术基础上发展起来的电阻抗层析成像技术(ElectricalImpedance Tomography，EIT)是一种以重建人体内部电学特性分布为目标的技术。EIT技术具有无辐射、无需特殊环境、成本低、性价比高、无创、速度快等独特的优势，正在逐渐发展成为乳腺癌早期筛查和诊断的重要补充手段，并且有望成为社区级医院甚至个人日常护理使用的便携式医疗仪器，对于减少乳腺疾病的发生、提高患者的生存率意义重大，具有广阔的应用前景。

研究表明，生物阻抗是由组织的形状、大小、结构、生理和病理状况决定的，激励频率在100MHz以下时，恶性肿瘤组织与正常组织的电导率和介电常数均存在显著差异。因此乳腺组织的生物阻抗特性可以用来区分肿瘤组织和正常乳腺组织。处于发展初期的乳腺肿瘤，尚未有明显的形态学改变，使用一般的影像学检查手段不易检查出来，但此时其电学特性已经发生变化。即乳腺组织的功能性变化往往先于器质性病变和各种症状。因而，相较其它成像方法，EIT技术对及早发现癌变独具优势，体现了EIT技术的医学价值和应用前景。

EIT技术已作为辅助筛查设备初步应用于乳腺癌筛查，但其面临着如下难题：首先，EIT技术中反问题的计算过程具有强非适定性，即边界测量值的微小扰动可能引起解(电学参数分布)的巨大变化；其次，测量的信息量较小，虽然可以用增加电极个数的方法来增加测量数据量，但数据量的增加也将使计算量迅速增大。上述难题造成了EIT技术的系统分辨能力较差。

传统EIT传感器多采用点电极模式，将多将被测物场等效为电阻模型，主要获得电导率分布信息，需要将电极与皮肤接触，以便激励电流注入被测区域，且激励频率通常较低。

为了在传统EIT传感器基础上进一步提高测量信息量，进而提高图像重建质量，本发明提出一种采用电阻/电容双模态组合的传感技术，分别针对乳腺组织的电导率和介电常数进行测量，以期最大限度地获得乳腺组织的电学特性信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维双模态电阻抗成像传感器及制造方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够同时提取人体组织在多个频率下的电导率和介电常数信息，使阻抗模型参数估算更加精确，从而使图像重建过程包括更多初始信息量，获得较高的成像质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种三维双模态电阻抗成像传感器，包括半球形传感器支撑，电容传感器和电阻传感器，所述电容传感器设置于所述半球形传感器支撑上，所述电阻传感器与所述半圆形支撑和所述电容极板扣接。

优选的，所述电容传感器包括若干个电极块，所述电极块即为电容极板，用于介电常数的测量。

优选的，所述电容极板中心设置有圆形焊盘。

优选的，所述电阻传感器包括电阻测量电极，所述电阻测量电极采用电极扣，用于电导率测量。

优选的，所述电极扣通过所述圆形焊盘与所述电阻传感器扣接。

三维双模态电阻抗成像传感器的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、构建半球形传感器支撑，在所述传感器支撑外侧附着柔性PCB电路板；