CN201365921Y - 语音式微型乳腺检查仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种语音式微型乳腺检查仪，包括：探测器、前置放大及滤波电路、A/D转换电路、ARM处理系统、语音装置、键盘、锂电池或DC/DC转换器电源电路，探测器由两个发光二极管和一个光电传感器组成，光电传感器依次与前置放大及滤波电路、A/D转换电路和ARM处理系统相连，ARM处理系统分别与两个发光二极管、语音装置和键盘相连，锂电池或DC/DC转换器电源电路为检查仪提供电源。本实用新型的发光二极管提供无创光源经乳腺组织散射与反射后，由光电传感器转换成电信号送至ARM处理系统进行全自动分析，经语音装置报告乳腺病变信息，该仪器体积小，具备对1cm以下乳腺肿块组织血氧含量变化敏感的特点，是医院门诊、住院及家用的乳腺组织血氧检查仪器。

Description

语音式微型乳腺检查仪

技术领域

本实用新型是通过物理光学的方法检测乳腺组织中的血氧含量，以检查乳腺病变性质(良、恶性)的微型设备，具体涉及一种语音式微型乳腺检查仪。

背景技术

人体乳腺组织的血氧含量变化与其病变性质密切相关，因而医学界往往以乳腺组织的血氧含量变化作为诊断乳腺病变性质和治疗效果的依据。我国现有技术中与语音式微型乳腺检查仪相关的有双波长乳腺肿瘤检测仪，该仪器探头采用连续波长的光源，双滤光片滤波，存在设备体积大、准确检测1cm以下肿块时对检测者操作技术水平要求高及滤光片易老化等缺陷。语音式微型乳腺检查仪通过对检测探头的改进和主机便携化设计避免了这些缺陷，并实现了全自动分析和语音报告病变信息。

发明内容

本实用新型的目的为了克服上述现有技术的缺陷及问题，提供一种语音式微型乳腺检查仪，本实用新型的发光二极管提供无创光源经乳腺组织散射与反射后，由光电传感器转换成电信号送至ARM处理系统进行全自动分析，经语音装置报告乳腺病变信息，该仪器体积小，具备对1cm以下乳腺肿块组织血氧含量变化敏感的特点，是医院门诊、住院及家用的乳腺组织血氧检查仪器。

一种语音式微型乳腺检查仪，包括：探测器、前置放大及滤波电路、A/D转换电路和ARM处理系统、语音装置、键盘、锂电池或DC/DC转换器电源电路，探测器由两个发光二极管和一个光电传感器组成，两个发光二极管提供无创光源，其特征在于：光电传感器依次与前置放大及滤波电路、A/D转换电路和ARM处理系统相连，ARM处理系统分别与两个发光二极管、语音装置和键盘相连，锂电池或DC/DC转换器电源电路为检查仪提供电源。发光二极管提供的无创光源经乳腺组织散射与反射后，由光电传感器转换成电信号经前置放大及滤波电路、A/D转换电路处理后送至ARM处理系统进行全自动分析，经语音装置报告乳腺病变信息。

探测器的两个发光二极管LED发出光的波长分别为600～805nm和805～1000nm，两个LED与光电转换器的中心距离为30～40mm，两个LED由ARM控制器控制，交替发光，照射乳腺组织，光照射频率为1Hz～1kHz，占空比为1％～50％。

还包括显示装置、存储装置，显示装置、存储装置分别与ARM处理系统相连。

因探测器的改进降低了仪器的功耗，从而实现了微型化检测，随身携带，可用于家庭、门诊及住院患者乳腺组织血氧含量的监测，并通过语音报告乳腺的病变信息。

本实用新型的发光二极管提供无创光源经乳腺组织散射与反射后，由光电传感器转换成电信号送至ARM处理系统进行全自动分析，经语音装置报告乳腺病变信息，该仪器体积小，具备对1cm以下乳腺肿块组织血氧含量变化敏感的特点，是医院门诊、住院及家用的乳腺组织血氧检查仪器。

本实用新型具有以下优点：无创伤；仪器体积小巧，便于家庭使用和医生随身携带；对乳腺组织血氧含量检测及1cm以下乳腺肿块检测准确性高；造价低廉，使用方便，可作为个人自己检查、医生检测和病房化疗病人追踪疗效观察。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的探测器结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，本实用新型由探测器、前置放大及滤波电路、A/D转换电路和ARM处理系统、语音装置、键盘、锂电池或DC/DC转换器电源电路、显示装置、存储装置，探测器由两个发光二极管和一个光电传感器组成，两个发光二极管提供无创光源，其特征在于：光电传感器依次与前置放大及滤波电路、A/D转换电路和ARM处理系统相连，锂电池或DC/DC转换器电源电路为检查仪提供电源，ARM处理系统分别与两个发光二极管、语音装置、键盘、显示装置、存储装置相连。探测器的两个发光二极管LED发出光的波长分别为600～805nm和805～1000nm，两个LED与光电转换器的中心距离为30～40mm，两个LED交替发光，光照射频率为1Hz～1kHz，占空比为1％～50％。

(1)探测器

探测器分别由600～805nm和805～1000nm两个发光二极管(LED)和一个光电传感器固定于仪器顶部。探测器一边有1个2×11mm的光窗，另一边有1个直径分别为5mm的光窗，如图2所示，光电传感器与2个LED分别安装于2个光窗下方，光电传感器到2个LED的垂直距离为30～40mm，两个LED的光源驱动电路在ARM控制下轮流导通，使LED交替发光，照射被检测乳腺组织。

(2)前置放大及滤波电路

前置放大及滤波电路采用精密运放器件，使放大电路引入的噪声仅为光电传感器的1％，前置放大及滤波电路采用零偏转方式与光电传感器相连，LED发光引致的背景光噪声采用LED发光与LED不发光时的信号相减法去除。

(3)低功耗设计：

本实用新型：1)采用高速高密度电路，所有器件符合低功耗要求。2)降低工作电压，工作电压为3V。3)未使用引脚和模块具有自动关闭的配置。4)运行期功耗管理；空闲期关断器件。5)主要功耗为LED，故选用高效率LED，LED电源变化范围为0-500mA。6)电源：锂电池。7)采用高效、无缝切换升/降压型DC-DC转换器电源电路

本实用新型的详细工作原理如下：将探测器紧密贴合于乳房上，LED1和LED2交替发出的光经乳腺组织吸收散射后，由光电传感器交替接受LED1和LED2的光强并转化为两路微弱电信号，电信号经前置放大及滤波电路及A/D转换电路送入ARM处理系统，对信号进行处理。ARM处理系统计算出乳腺组织的血氧含量，将数据显示在显示装置上，同时将数据与数据库对比以此获得乳腺组织的评价结果并通过语音装置报告乳腺血氧检测信息。本实用新型经湖北省肿瘤医院检测55例良、恶性肿块证明其敏感性＝93.3％；准确性＝85.5％；特异性＝82.5％。

采用的前置放大及滤波电路及A/D转换电路从市场购买的微型化电路，提高系统的集成度。例如，系统使用了内部模块高度集成、功能丰富的ARM处理系统，只需辅以少量外围器件就可实现决大多数功能，可显著减少电路连接线所占PCB面积；通过合理的布局使PCB均匀、紧凑。外围器件选择体积小、功耗低的器件。本实用新型的样机体积的三维尺寸可控制在20cm(长)×8cm(宽)×5cm(高)以内。

本实用新型采用低功耗器件，降低工作电压，未使用引脚的配置，未使用的输入端应根据芯片手册的要求连接到电源或地，以避免噪声引起芯片内部状态的变化、增加无用功耗。未使用的输出端应悬空，未使用的I/O端应设置为输出并悬空。系统的主要功率消耗元件为LED。因为LED的作用在于为检测提供足够大的光信号。LED电流变化范围为0～500mA。

设备通体均采用塑料及橡胶材料，可有效的防止电源漏电的危险。同时设备使用内置锂电池供电，锂电池单体电压仅为3.7-4.2V，完全不会对人体造成危害。此外，锂电池还具有体积小、重量轻、比能量高、寿命长、允许温度范围宽、自放电电流小、无记忆效应及无环境污染等优点。当锂电池无电时，可以通过DC/DC转换器电源电路来充电或供电。

ARM处理系统：采用ST公司的最新ARM公司的Cortex-M3内核处理器STM32F103RE，该处理器内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。Cortex-M3在系统结构上的增强，让STM32受益无穷；指令集带来了更高的指令效率和更强的性能；通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器，对中断事件的响应比以往更迅速；所有这些又都融入了业界领先的功耗水准。

STM32的主要优点：(1)使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核：哈佛结构，1.25DMIPS/MHz和0.19mW/MHz，Thumb-2指令集以16位的代码密度带来了32位的性能，单周期乘法指令和硬件除法指令，内置了快速的中断控制器，与

相比运行速度最多可快35％且代码最多可节省45％；(2)优异的实时性能；(3)杰出的功耗控制：低工作电压：2.0V到3.6V，在72MHz时从Flash中运行耗电27mA，从停机模式唤醒＜6ms，从待机模式唤醒50ms，待机模式下，复位电路开启时，典型的耗电值仅为2mA；(4)出众及创新的外设：USB 12兆位/秒，USART高达4.5兆位/秒，SPI：18兆位/秒，主模式和从模式，IIC：400kHz，GPIO：最大翻转频率为18MHz，PWM定时器：72MHz时钟输入，SDIO：高达48MHz，IIS：采样率可选范围为8KHz到48KHz，ADC：12位，1微秒转换时间；DAC：2个通道，12位；(5)最大程度的集成整合：内嵌电源监控器，减少对外部器件的需求：上电复位、低电压检测、掉电检测、自带时钟的看门狗定时器；一个主晶振可以驱动整个系统：低成本的4～16MHz晶振即可驱动CPU、USB以及所有外设。内嵌PLL产生多种频率。可以为内部实时时钟选择32kHz的晶振；内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路，可以用作主时钟源；额外的针对RTC或看门狗的低频率RC电路；LQPF100封装芯片的最小系统只需7个外部无源器件。

Claims (4)

1、一种语音式微型乳腺检查仪，包括：探测器、前置放大及滤波电路、A/D转换电路和ARM处理系统、语音装置、键盘、锂电池或DC/DC转换器电源电路，探测器由两个发光二极管和一个光电传感器组成，两个发光二极管提供无创光源，其特征在于：光电传感器依次与前置放大及滤波电路、A/D转换电路和ARM处理系统相连，ARM处理系统分别与两个发光二极管、语音装置和键盘相连，锂电池或DC/DC转换器电源电路为检查仪提供电源。

2、根据权利要求1所述的语音式微型乳腺检查仪，其特征在于：探测器的两个发光二极管LED发出光的波长分别为600～805nm和805～1000nm，两个LED交替发光，光照射频率为1Hz～1kHz，占空比为1％～50％。

3、根据权利要求1所述的语音式微型乳腺检查仪，其特征在于：所述的两个LED与光电转换器的中心距离为30～40mm。

4、根据权利要求1-3之一所述的语音式微型乳腺检查仪，其特征在于：还包括显示装置、存储装置，显示装置、存储装置分别与ARM处理系统相连。

Images