CN1229075C - 化学组织系统内非均质性的电磁分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种致力于多种用途的装置：医学领域内的预防诊断，如妇女乳腺、生殖器官异常的早期诊断，以及许多生理性的人体和动物组织异常的早期诊断。在工业中，本发明可用于像岩层、沙、水泥、轮胎等团块物质的分析，和作为探测器，用于放射状区域交汇处、建筑群、广场、开放空间，还有低密度流体、极端稀薄气体的安全系统，以及用在空穴中。它也可以工作在与受照物质相一致的特定频带，用以探测来自被分析的岩层或一般地域的具有不同成分的被埋置的金属、导体或介电物体。该装置在考古学，地质勘探技术和许多其他领域，像大气物理学，气象预报系统，合成孔径雷达(SAR)中的相干多频振荡器，通信设备和航天技术中也是有用的。

Description

化学组织系统内非均质性的电磁分析仪

技术领域

本发明涉及一种致力于多种用途的装置：医学领域内的预防性诊断，如妇女乳腺、生殖器官异常的早期诊断，以及许多生理性的人体和动物组织异常的早期诊断。尤其是在采用低强度电磁场的仪器之间将这种电磁分析仪插入，用于诊断和治疗各种病理学改变。

在工业中，本发明可用于物质变化后的团块，如岩层、沙、水泥，轮胎等的非破坏性分析，和作为探测器，用于放射状区域的存在和交汇处、建筑群、广场、开放空间、还有低密流体、极端稀薄气体的安全系统，以及用在空穴中。

作为探测器用于外部或内部场所的保护时，该系统在生物交互作用的频带范围内发射电磁场。同时，合适的场监视装置不一定经过电缆与源连接，可以分析由相干收发机精心制作的所发射频带的漂移和吸收。对某些特殊应用，可以在抛物面天线或其他合适装置的焦点处安装聚焦该电磁场的探头，使之能分析在显著距离外的远场扰动。本发明的巨大优越性在于，除非允许射频场用于监测的系统找出异常并因此而启动报警状态，否则不可能干扰或取消该仪器的工作。本发明作为不同种类材料和成分的非均质性分析仪，实例如砖瓦和类似物、墙，成分变化的土地、沙滩、流体、气体，并可用在真空中。本发明也可以工作在与受照物质相一致的特定频带，作为探测来自被分析岩层或一般地域的具有不同成分的被埋置的金属、导体或介电物体的探测器。本发明同样在考古学、地质勘探技术和许多其他领域如大气物理学，气象预报系统、改进的合成孔径雷达(SAR)如多波段相干本机振荡器、通信设备和航天技术中，都可以有优异的表现。

解决本发明的思路是将混合态相干收发机探头发射的电磁相干能量以多频形式朝所考虑的物质或生物组织辐射，同时借助于电磁频谱分析仪观察由与受检结构交互作用所引起的吸收谱线和/或谱率漂移。使用数字计算机化的频率计、选择型电压表或特殊的无线电接收机记录与现行分析相关的每个变量，也可以对同样的信号加以评估。对于特殊目的，与权利要求有关，也可以将分析仪的头接收和传送的信号解调。在这种情形下，如果安装了的话，该相干多频探头直接与解调器和放大器电路相连接，放大器电路进一步提供同示波器以及其它可视装置和/或合适的声传感器的连接。

背景技术

为了理解本发明使用的潜在力，对于所有关心化学组织系统的人们，一个极为显著的方面是不像X射线断层扫描、超声或核磁共振(NMR)那样，通过图像实现对结构判断的调查，而是分析所考虑的结构的功能性和结构品质类的电磁图案的变化。因此要使这种分析成为可能只要将探头在待分析的材料上或生物组织上扫描，反之亦然，关于分辨能力，或者换言之关于探测异常组织或结构的可能性，本领域的先行情况可以达到同新发明的微波诊断设备相关的程度，对一般系统而言，它们能够在正常组织中识别那些大小比采用的波长的1/4大的癌变组织粒子。就如在阐述性文字中涉及的那样，本发明在这一点上是没有问题的。

发明内容

每种复杂的结构以其特定顺序状态为特征，它可以用平均信息量斜率(entropic gradient)表示。当结构进入一种改变状态，在生命组织情况下，为了补偿被改变状态的需要，复杂的反馈和调节机制采用同所考虑的结构的平均信息量(entropy)增加相关的高能资源。

这种紊乱状态也可以从电磁活动的本底噪声的增大加以揭示；这种结构改变的特征是所考虑的整体的非均质性形式，可以容易地用本发明的相干收发机探头、核心以及频谱分析仪或用作监视器的类似仪器加以探测。

该相干收发机探头的革新性方面在于它以反向方式工作，即通过将自身调谐到由复杂的长范围EM过程所引发的相干振荡方式而分析其连续性，并探测电磁连续异常或变形，而不管所采用的波长份额。为了更好地解释本发明的概念，相干扫描仪似乎能够像多频电磁连续均质性分析仪那样工作，它可以探测高能分布模式。最近进行的实验似乎支持这种说法。在该研究的现今状态，对生物医学应用而言，由仪器所分析的参数通常与4条发射谱线的幅度变化有关：第一条谱线同以高钙成分为特征的结构有关(骨质结构等)，第二条谱线提供同实质和同软组织相关的数据，第三条谱线对淋巴和血液循环系统的功能异常响应。第四条谱线，有时不使用，以较高频率为特征，对韧带结构和对关节软骨选择性响应；至今仍在由医生进行的观察提示这种比较。这种频谱分析仪的显示照片提供了详细的解释方法(图1，2，3)。在筛分期间，对频谱分析仪所接收的信号的突然下降，或者换言之对一条或多条谱线的衰减的总的评估，为这种结构和/或被照射的组织的诊断提供了依据。可探测的数据是即刻的并且易于解释，因而允许临床医生在受检者尚无症状之前对多种改变进行快速的“全身”检查。为了获取这些数据，用相干收发机探头对受检者的体表进行扫描，而无需脱去受检者的衣服。该频谱分析仪通常距病人1.5至2m的距离，并用直接连到仪器输入接头上的短天线(射频取样器)接收预先加工过的数据。这方面给本发明以极大的使用灵活性和大的便携性，因而被家庭医生所采用，或用在诊断中心不随人意或离之太远的任何地方，如荒凉地区的科学考察队，世界宗教使团或社团，船泊，空间站(评估由于重力降低或宇宙辐射而引起的人体生物物理变化)等。

各种预测试和实验结果表明，即使在病理学临床证明之前，该仪器能够发现许多组织的改变状态；并且是在用过去几年的技术所提供的诊断设备可以对它们探测之前。作为实例，本发明在发现与许多改变的健康状况的外观相关的生物物理改变时，显得特别有希望。这表明本发明在预防功能领域内的能力。本发明的一种有趣应用可以是法医领域和保险医学领域：同常规系统一起，该系统对区域或组织进行功能性分析以防止或展示对保险公司的诈骗是有用的。

附图简述

图1，2，3是来自频谱分析仪的由相干收发机探头发射和加工过的信号的一些谱线的图像。

图4表示相干收发机的电路原理图。

图5表示探头内部的方块图。

图6表示相干收发机的另一种结构。

发明详述

图1，2，3提供一种非限制性实例，涉及由相干探头朝用这种设备分析的病人辐射的场的吸收频带。图1示出该频谱分析仪上显示的谱线的正常形态。图2所示是一种结肠改变的实例(第二条谱线和第三条谱线下降到本底噪声水平)，这意味着存在一种结肠组织的急性改变。图3所示是以急性为特征的颈椎改变(第一条谱线是骨骼，第三条谱线与淋巴系统下降有关)。本发明的进一步应用同治疗改变的健康状况的可能性相关，它们当中的某些可以用通常的电磁治疗医治，其他的如糖尿病，类风湿性关节炎，或与弱脉管循环相关的问题，它们不能用通常的电磁治疗医治。关于本技术的状态，它的创新性优点在于本设备能选择性地供给符合组织要求的相干电磁能量。用这种方式，治愈时间加快，而对病人照射的电磁能量的大小明显降低。

参照代表非限制性的纯实例性的附图，在随后的详细描述中，本发明的技术特征同前述的范围有关，可以从所书写的权利要求中清晰可见，而本发明的优点将变得十分明显，其中：图4表示实现本发明的一个非限制性实例的方块图。图5表示在空腔(21)内该电磁发生器的一种原理图，它装备有相干振荡模块(27)，用于场发生的预注入模块(22)，电源(25)，点火电路，耦合和解调器单元(28)，包含在把手内的放大器(29)，以及测试头圆盖(20)。

相干收发机的非约束样机，其工作频率包括在450-480MHz频带之内和900，1350，1800等它的倍频之内，可以自动增或减调谐，用于探测生物组织的被包含在电磁频谱的无论哪一部分中的非均质性，用于对其参数可随所分析的物质不同情况而变的任何组织化的化学系统的测试。从本发明的辐射的功率是最小的，即使是按数量级同任何蜂窝GSM电话辐射场相比，它保证对环境的影响是不明显的，(1W对该发明的1mW)。

由本相干收发机探头辐射的功率是最小的，在距探头10cm处低于0dBm，但不排除可以制造一种为特殊应用以提高功率为特征的系统。因此，本发明易于制成多种不同的修改方案，但仍在本发明概念的范围之内。而且，所有的细节可在技术上用等效元件取代。

Claims (5)

1.一种组织化的化学系统的非均质性和平均信息量分析仪，其特征在于它包括一电磁场的相干收发机，启动后能够产生一或多种多频形式的谱线，这些谱线包含有关该相干收发机辐射的相干电磁信标同受检的组织化的化学系统之间交互作用的信息，所说的相干收发机能与频谱分析仪耦合，该频谱分析仪用于射频显示所说的谱线，使之能分析谱线的变化和评估受检的组织化的化学系统的结构非均质性和平均信息量的状态，其中所述相干收发机包括：空腔(21)、与所述空腔(21)耦合的相干振荡模块(27)、以及与该相干振荡模块相耦合的预注入模块(22)。

2.根据权利要求1的组织化的化学系统的非均质性和平均信息量分析仪，其特征在于它进一步包括耦合到所说的相干收发机上，用于解调所接收信号的解调装置。

3.根据权利要求1或2的组织化的化学系统的非均质性和平均信息量分析仪，其特征在于所述相干收发机在生物吸收带范围内辐射相干电磁信标。

4.根据权利要求1或2的组织化的化学系统的非均质性和平均信息量分析仪，其特征在于所述预注入模块(22)是电磁脉冲的预注入模块。

5.根据权利要求3的组织化的化学系统的非均质性和平均信息量分析仪，其特征在于所述预注入模块(22)是电磁脉冲的预注入模块。

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