CN106073827A - 一种淋巴组织的智能无创检测及疏通方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种淋巴组织的智能无创检测及疏通方法与装置。所述方法借助超声波的主动发射和回波的阵列接收对淋巴组织特征进行数据采集，经过后续特征分析和比对可对淋巴组织的密度、分布和位置进行判断，实现堵塞淋巴组织的无创检测。对堵塞淋巴组织可开启疏通模式，启动微型振动单元对邻近位置进行敲击，实现组织疏通；或打上标记，方便后续的手动疏通。所述装置包括检测与疏通模块、前端处理模块和后端处理模块，其中检测与疏通模块实现数据采集、组织疏通和位置标记功能，具体包括微型振动单元、数据采集单元和标记单元，它们固定在柔性面板上，根据使用需求调整弯折度，放置在紧邻淋巴组织的皮肤外侧，该装置用于保健、康复和辅助治疗等领域。

Description

一种淋巴组织的智能无创检测及疏通方法与装置

技术领域

本发明主要涉及淋巴组织检测的技术领域，具体涉及一种淋巴组织的智能无创检测及疏通方法与装置。

背景技术

淋巴系统遍布人体全身，是一个网状结构，由淋巴组织、淋巴管道及其中的淋巴液组成。淋巴组织是聚集了淋巴细胞的组织，它分为由很多淋巴细胞聚集而成的淋巴小结和淋巴细胞聚集不够紧密的弥散淋巴组织。淋巴结是淋巴小结构成的独立器官，是夹在淋巴管中间的过滤器：淋巴液在淋巴结内流动的过程中，巨噬细胞会包围淋巴液内的异物、细菌和病毒，随着巨噬细胞的刺激增强，淋巴小结内的淋巴细胞会大量增殖。如果大量细菌入侵，淋巴细胞不断增殖且非常活跃，这时会肿大至2-3cm，从皮肤外表就可以摸到皮下硬硬的肿块，严重时产生疼痛的感觉。可见,淋巴系统是人体内重要的防卫体系。

淋巴系统没有一个像心脏那样的泵来压送淋巴液，流入细胞间隙的组织液被挤入淋巴管后形成淋巴液，动脉和肌肉的张缩对淋巴液施加向前的压力；呼吸作用则在胸导管内造成负压，使淋巴液向上流而回到血液中去。所以运动能增加人体的免疫力，实际上就是运动使得肌肉不停地收缩，来挤压淋巴液的回流速度。如果淋巴组织存在堵塞，则淋巴循环会受阻,结果导致人体的免疫能力下降而容易生病。

可见，淋巴系统的防卫能力很大程度上依赖于淋巴循环的畅通，中国传统医学记载的“通则不痛，痛则不通”（见《黄帝内经·素问·举痛论》）就说明了这个道理。如果找到了淋巴堵塞的地方并经常按摩，就会发现这些地方疙疙瘩瘩的东西会减少，产生中空的感觉，也不再感觉痛了，即通过按摩可以疏通堵塞的淋巴组织，那么淋巴液就能够顺畅流动并发挥防卫功能。

鉴于此，本专利提出了一种淋巴组织的智能无创检测及疏通方法与装置。该方法利用超声波的收发对淋巴组织的密度、形状、结构和位置进行检测，通过特征比对确定淋巴堵塞状况并进行标记；还可以根据程式对特定检测位置进行敲打，促使淋巴组织疏通和淋巴循环畅通，增强人体免疫力。该装置具有对人体无害、操作方便、检测准确、使用安全等优点，可用于保健、康复和辅助治疗等领域。

发明内容

针对淋巴组织堵塞导致淋巴循环不通畅、免疫力下降等问题，本发明提出了一种淋巴组织的智能无创检测及疏通方法与装置，利用超声波的收发对淋巴组织的特征进行数据采集，经过后续的特征分析和特征比对实现淋巴组织堵塞的无创检测，利用程式控制实现敲打而疏通淋巴组织或者通过在皮肤打上标记而标识出堵塞位置。

一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置，包括检测与疏通模块、前端处理模块和后端处理模块。其中检测与疏通模块和前端处理模块相连接，前端处理模块和后端处理模块相连接；检测与疏通模块负责检测数据的收集、淋巴组织的敲打和堵塞部位的标识，前端处理模块负责检测信号的放大与驱动、检测回波信号的增益与采样处理、检测与疏通模块中各单元的控制和驱动、数据通信，后端处理模块负责数据缓存、人机交互、单元调度、信号处理与反演、特征分析、特征比对和数据通信。

一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置，其中所述检测与疏通模块包括多个微型振动单元、数据采集单元和标记单元，它们固定在柔性面板上，可根据检测部位的需求调整弯折度，放置在紧邻淋巴组织的皮肤外侧并用胶布或绑带固定。所述多个微型振动单元按一定规则排列并构成阵列，其中的微型振动单元由微型电机带动而实现敲打，利用程式调整微型电机的控制信号参数及其转动速度，进而控制每个微型振动单元的振动力度和振动时间，实现特定的敲打模式而疏通淋巴组织；所述数据采集单元由收发一体的超声波探头阵列构成，其表面用聚氨酯透声软质凝胶或其它透声材料封装，这个数据采集单元包括一个超声波发射探头和多个超声波接收探头，它们按照一定方式排列并组成超声波探头阵列，检测时利用耦合剂使之紧贴皮肤；所述标记单元在控制信号启动后可在皮肤表面打上标记而实现位置标识。

一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置，其中所述前端处理模块包括发射处理单元、接收处理单元、控制信号发生单元、微控制单元和通信单元。所述发射处理单元根据设置参数对从后端处理模块接收的信号进行放大和D/A转换，转换后的电信号通过发射探头转变成超声信号并发射出去；所述接收处理单元根据设置参数对接收信号进行放大、A/D转换和数据缓存；所述控制信号发生单元根据程式设定产生特定参数的控制信号，从而控制微型电机的转速；所述微控制单元根据接收信号实现不同单元的调度；所述通信单元负责前端数据处理模块与后端数据处理模块之间数据和控制信息的传输，包括把人机交互平台的输入参数和设定的程式送至前端处理模块，把前端处理模块收集的检测数据送至后端处理模块，该单元采用无线/有线通信模式。

一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置，其中所述后端处理模块包括信号发生单元、主控制器、人机交互平台、信号处理与反演单元、特征分析单元、特征比对单元、通信单元和数据缓存单元。所述信号发生单元负责宽频检测信号的生成与驱动，该信号送至前端处理模块；所述主控制器负责不同单元之间的调度，保证整个系统正常运行；所述人机交互平台负责人机交互，用于参数设置、程式设定、控制命令和错误信息(系统出错、连接出错等)输出；所述信号处理与反演单元负责对接收的超声波信号进行预处理和延时估计，利用几何反演对产生反射的检测点位置、反射强度作出判断；所述特征分析单元负责对反射回波的时/频特性进行分析；所述特征比对单元负责把反射回波信号的时/频特性与特征数据库的特征数据进行比对，比对结果经过综合判断后在人机交互平台显示；所述通信单元负责前端处理模块与后端处理模块之间数据的传输，包括把通过人机交互平台输入的参数信息和设置的程式送至前端处理模块，把检测数据从前端处理模块送至后端处理模块，该单元采用无线/有线通信模式；所述数据缓存单元负责缓存超声回波信号数据和控制参数。

超声波在传播过程中遇到密度不同的物质，会有反射、折射和吸收等现象产生。因此，根据超声回波产生位置、强弱、衰减和频率特征可以对体内组织的位置、形状、密度等属性进行判别。一种淋巴组织的智能无创检测及疏通方法，在检测与疏通模块的数据采集单元设置了收发一体的超声波探头阵列，发射探头把电信号转换成超声信号并发射出去，在淋巴组织的检测点处产生反射，部分反射波由邻近的超声波接收探头接收，利用后续的回波分析和几何反演可对检测点位置、结构和密度作出判断；采用超声波接收阵列还可以利用空间几何原理一次性推算出多个检测点的空间位置和反射强度，具体方法如专利：一种基于几何反演阵列的目标探测方法与装置（授权公告号：CN103529442B），进而可以确定淋巴组织的边界和密度。可见，借助超声波的主动检测可以对淋巴组织的密度、形状、分布、位置进行定量判断并显示出来。通过后续的特征分析和特征比对可以对淋巴组织的堵塞状况进行判断，如果存在堵塞问题则开启振动模式，启动微型振动单元对邻近位置按一定规律进行敲击，实现组织疏通；或者在皮肤的相应位置打上标记，方便后续的手动疏通。

本发明所提出的一种淋巴组织的智能无创检测及疏通方法与装置，具有以下优点：

(1)本发明可以实现淋巴组织特征数据的采集，利用超声波的发射和超声回波的接收对淋巴组织的形状、密度和分布等属性进行定性和定量分析

(2) 本发明可以识别淋巴组织的堵塞状态，通过后续特征分析和特征比对可对淋巴组织的堵塞状况进行判别。

(3)本发明可以实现对淋巴组织的疏通，利用程式控制微型振动单元的敲打力度、敲打时间和敲打规律，可实现组织疏通。

(4)本发明可以对堵塞的淋巴组织进行标记，后续阶段可以采用按摩的方式手动疏通。

(5)本发明具有对人体无害、检测准确、操作方便、使用安全等优点，可用于保健、康复和辅助治疗等。

附图说明

图1是本发明装置的结构框图；

图2是本发明检测与疏通模块的外形和内部结构图；

图3是图2中Y-Y’剖视图；

图4是本发明检测和疏通的工作流程图；

图5是本发明淋巴组织的检测流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

图1是本发明装置的结构框图，本发明提出的一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置，包括检测与疏通模块、前端处理模块和后端处理模块。其中检测与疏通模块和前端处理模块相连接，前端处理模块和后端处理模块相连接；检测与疏通模块负责检测数据的收集、淋巴组织的敲打和堵塞部位的标识，前端处理模块负责检测信号的放大与驱动、检测回波信号的增益与采样处理、微型振动单元的控制和驱动、标记单元的控制和数据通信，后端处理模块负责数据缓存、人机交互、单元调度、信号处理与反演、特征分析、特征比对和数据通信。

一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置实施例中检测与疏通模块和前端处理模块一起封装在手持外壳内，它们的外形、内部结构正面图和轴剖面图如图2和图3所示。其中检测与疏通模块包括多个微型振动单元201、数据采集单元202和标记单元203，它们固定在柔性面板204上，可根据检测部位的需求调整弯折度，放置在紧邻淋巴组织的皮肤外侧并用胶布或绑带固定，比如图中的颈部淋巴结部位。所述多个微型振动单元按一定规则排列并构成阵列，其中的微型振动单元由微型电机带动而实现敲打，利用程式调整微型电机的控制信号参数及其转动速度，进而控制每个微型振动单元的振动力度和振动时间，实现特定的敲打模式而疏通淋巴组织；所述数据采集单元由收发一体的超声波探头阵列构成，其阵列表面用聚氨酯透声软质凝胶或其它透声材料205封装，这个数据采集单元包括一个超声波发射探头和多个超声波接收探头，它们按照一定方式排列并组成超声波探头阵列，检测时利用耦合剂使之紧贴皮肤；所述标记单元在控制信号启动后可在皮肤表面打上标记而实现位置标识。

一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置实施例中的前端处理模块包括发射处理单元、接收处理单元、控制信号发生单元、微控制单元和通信单元。所述发射处理单元根据设置参数对从后端处理模块接收的信号进行放大和D/A转换，转换后的电信号通过发射探头转变成超声信号并发射出去；所述接收处理单元根据设置参数对接收信号进行放大、A/D转换和数据缓存；所述控制信号发生单元根据程式设定产生特定参数的控制信号，从而控制微型电机的转速；所述微控制单元根据接收信号实现不同单元的调度；所述通信单元负责前端数据处理模块与后端数据处理模块之间数据和控制信息的传输，包括把人机交互平台的输入参数和设定的程式送至前端处理模块，把前端处理模块收集的检测数据送至后端处理模块，该单元采用无线/有线通信模式。

一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置实施例中后端处理模块包括信号发生单元、主控制器、人机交互平台、信号处理与反演单元、特征分析单元、特征比对单元、通信单元和数据缓存单元。所述信号发生单元负责宽频检测信号的生成与驱动，该信号送至前端处理模块；所述主控制器负责不同单元之间的调度，保证整个系统正常运行；所述人机交互平台负责人机交互，用于参数设置、程式设定、控制命令和错误信息(系统出错、连接出错等)输出；所述信号处理与反演单元负责对接收的超声波信号进行预处理和延时估计，利用几何反演对产生反射的检测点位置、反射强度作出判断；所述特征分析单元负责对反射回波的时/频特性进行分析；所述特征比对单元负责把反射回波信号的时/频特性与特征数据库的特征数据进行比对，比对结果经过综合判断后在人机交互平台显示；所述通信单元负责前端处理模块与后端处理模块之间数据的传输，包括把通过人机交互平台输入的参数信息和设置的程式送至前端处理模块，把检测数据从前端处理模块送至后端处理模块，该单元采用无线/有线通信模式；所述数据缓存单元负责缓存超声回波信号数据和控制参数。

一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置的实施例中，医师在数据采集单元表面涂上耦合剂，调整柔性面板的弯曲度使之紧贴在紧邻淋巴组织的皮肤外侧，利用胶布或绑带可以把该装置固定，启动系统后实施特定的检测和疏通流程。系统启动后,首先进行设备状态的检测，确定各个模块连接正常，并通过人机交互平台设置工作模式（检测、疏通或者标记）、程式和检测参数（如检测信号参数、信号处理参数和特征分析参数等）、显示参数、通信参数等。在检测模式中，数据采集单元的超声波发射探头发射超声波，反射的超声回波由数据采集单元的阵列接收探头获取，超声回波信号经过预处理后通过通信单元送至后端处理模块，在后端处理模块中对接收的超声回波信号进行信号处理，利用几何反演对产生反射的多个检测点位置、反射强度作出判断，并对反射回波的时频特性进行特征分析，把这个时频特征与特征数据库的特征数据进行比对，比对结果经过综合判断后在人机交互平台显示；在疏通模式中，通过人机交互平台设置的敲打模式（如连续敲打、循环敲打等）和相应参数（如敲打时间、敲打力度）经过通信单元送至前端处理模块，其中的微控制单元根据接收的指令启动微型电机，微型振动单元在微型电机的带动下实现敲打，振动信号发生单元根据程式设定产生特定参数的控制信号，从而控制微型电机的转动速度，进而控制每个微型振动单元的振动力度和振动时间，实现特定的敲打模式而疏通淋巴组织；在标记模式中，微控制单元根据接收的指令启动标记单元，该单元可以在皮肤表面打上标记，便于后续的手动疏通。

一种淋巴组织的智能无创检测及疏通的实施流程可参见图4，实施步骤如下：

步骤1：设备状态的检测，检测各模块的连接状态和电源容量状态，如果状态不正常则输出错误信息，检测与疏通结束；

步骤2：参数和程式设置，设置工作模式（检测、疏通或者标记）、程式、检测参数（如检测信号参数、信号处理参数和特征分析参数等）、显示参数、通信参数等；

步骤3：如果选择检测模式，则进入淋巴组织检测流程；否则程序进入下一步；

步骤4：如果选择疏通模式，则根据程式设定启动微型电机，带动各个微型振动单元而实现敲打；否则程序进入下一步；

步骤5：如果选择标记模式，根据程式设定启动打标单元，在相应位置的皮肤表面打上标记；否则程序进入下一步

步骤6：如果程式没有结束，则回到模式选择；如果程式结束，则检测与疏通结束。

在检测模式中，淋巴组织的检测流程可见图5，实施步骤如下：

步骤1：宽频检测信号的产生，后端处理模块的信号发生单元根据设置的宽频检测信号参数产生宽频检测信号；

步骤2：超声波发射，前端处理模块的通信单元负责接收后端处理模块产生的宽频检测信号，这个接收信号在发射处理单元中进行放大和D/A转换，通过发射探头转换成超声波并发射出去；

步骤3：超声回波接收，发射的超声波穿透人体表面组织，遇到淋巴组织后产生反射形成超声回波，部分超声回波由邻近的超声波探头接收，接收的回波信号在接收处理单元进行放大、A/D转换和数据缓存后发送到后端处理模块；

步骤4：信号处理与反演，采取信号处理算法对回波信号进行预处理和延时估计，利用几何反演对产生反射的检测点位置、反射强度作出判断；

步骤5：特征分析，应用信号处理方法对回波的时/频特性进行分析；

步骤6：特征比对，回波信号的时/频特性与特征数据库的特征数据进行比对；

步骤7：特征比对结果在人机交互平台显示，检测结束。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种淋巴组织的智能无创检测及疏通方法，其特征在于利用超声波的收发对淋巴组织的特征进行数据采集，经过后续的特征分析和特征比对实现对淋巴组织堵塞位置的无创检测。

2.根据权利要求1所述的一种淋巴组织的智能无创检测及疏通方法，其特征在于利用多个微型振动单元的敲打实现淋巴组织的疏通，通过程式控制微型电机的控制信号参数和每个微型振动单元的振动时间，从而控制它们的敲打模式。

3.一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置，其特征在于包括检测与疏通模块、前端处理模块和后端处理模块，其中检测与疏通模块和前端处理模块相连接，前端处理模块和后端处理模块相连接；

检测与疏通模块用于检测数据的收集、淋巴组织的敲打和堵塞部位的标识；包括多个微型振动单元、数据采集单元和标记单元；其中多个微型振动单元按一定规则排列并构成阵列，微型振动单元由微型电机带动而实现敲打，利用程式调整微型电机的控制信号参数及其转动速度，进而控制每个微型振动单元的振动力度和振动时间，实现特定的敲打模式而疏通淋巴组织；其中数据采集单元由收发一体的超声波探头阵列构成，其表面用聚氨酯透声软质凝胶或其它透声材料封装，这个数据采集单元包括一个超声波发射探头和多个超声波接收探头，它们按照一定方式排列并组成超声波探头阵列，检测时利用耦合剂使之紧贴皮肤；其中标记单元在控制信号启动后可在皮肤表面打上标记而实现位置标识；

前端处理模块用于检测信号的放大与驱动、检测回波信号的增益与采样处理、检测与疏通模块中各单元的控制和驱动、数据通信；包括发射处理单元、接收处理单元、控制信号发生单元、微控制单元和通信单元；其中发射处理单元根据设置参数对从后端处理模块接收的信号进行放大和D/A转换，转换后的电信号通过发射探头转变成超声信号并发射出去；所述接收处理单元根据设置参数对接收信号进行放大、A/D转换和数据缓存；其中控制信号发生单元根据程式设定产生特定参数的控制信号，从而控制微型电机的转速；其中微控制单元根据接收信号实现不同单元的调度；其中通信单元负责前端数据处理模块与后端数据处理模块之间数据和控制信息的传输，包括把人机交互平台的输入参数和设定的程式送至前端处理模块，把前端处理模块收集的检测数据送至后端处理模块，该单元采用无线/有线通信模式；

后端处理模块用于数据缓存、人机交互、单元调度、信号处理与反演、特征分析、特征比对和数据通信；包括信号发生单元、主控制器、人机交互平台、信号处理与反演单元、特征分析单元、特征比对单元、通信单元和数据缓存单元；其中信号发生单元负责宽频检测信号的生成与驱动，该信号送至前端处理模块；所述主控制器负责不同单元之间的调度，保证整个系统正常运行；其中人机交互平台负责人机交互，用于参数设置、程式设定、控制命令和错误信息(系统出错、连接出错等)输出；其中信号处理与反演单元负责对接收的超声波信号进行预处理和延时估计，其中几何反演对产生反射的检测点位置、反射强度作出判断；其中特征分析单元负责对反射回波的时/频特性进行分析；其中特征比对单元负责把反射回波信号的时/频特性与特征数据库的特征数据进行比对，比对结果经过综合判断后在人机交互平台显示；其中通信单元负责前端处理模块与后端处理模块之间数据的传输，包括把通过人机交互平台输入的参数信息和设置的程式送至前端处理模块，把检测数据从前端处理模块送至后端处理模块，该单元采用无线/有线通信模式；其中数据缓存单元负责缓存超声回波信号数据和控制参数。

4.根据权利要求3所述的一种淋巴组织的智能无创检测及疏通装置，其特征在于检测与疏通模块的各个单元固定在柔性面板上，可根据检测部位的需求调整弯折度，放置在紧邻淋巴组织的皮肤外侧并用胶布或绑带固定。