CN2164552Y - 肺癌温差探测仪 - Google Patents

Abstract

一种肺癌温差探测仪，由主机、探头13、探头连 接线14构成，主机的机壳1内安装有电路板9，它的 电路包括电源电路、恒流源电路、差分放大电路、值设 定电路、阈值显示电路、比较电路、报警电路、A/D 变换电路、译码显示电路，探头连接线14的一端连接 在机壳1上，另一端连接有温度传感器与套筒构成的 探头13。本实用新型能精确探测肺支气管内任一部 位温度变化，它与肺纤支镜配合使用，能准确探测肺 癌和早期肺癌，其诊断与病理符合率达99％，而且使 用方便、灵活、便于携带。

Description

本实用新型涉及测量技术领域，具体地说是一种用于诊断目的肺癌温差探测仪。

目前，国内外医学临床上对于肺癌的早期诊断主要有影像学诊断，如X线摄影，X线CT成像（计算机断层扫描），以及痰细胞学诊断、活体组织学诊断等。对于早期肺癌组织（大多属于极其细微的隐蔽病灶）X线摄影难以分辩，而采用图像分辩力较高的X线CT成像系统检查也往往不能明确病变的性质，不能准确判定病变是良性或恶性。病理学统计资料表明，影像学对肺癌的早期诊断与病理诊断符合率只有60～70％；痰细胞学检查虽然能早期发现痰中癌细胞，但不能定位，特别是对X线胸片阴性患者，即使作肺纤支镜检及肺活组织检查，其盲目性大，多不能达到定位、定性的早期诊断目的，文献报导与病理符合率只达20－40％，漏诊率较高。当癌组织生长到一定程度，能由影像学、痰细胞学和活组织学方法明显地诊断时，癌组织可能已发展到中、晚期严重程度，因此，对肺癌作出准确定位、定性的早期诊断，就能及早地对患者进行治疗，提高疗效，延长患者生命；同时，也为肺癌的早期普查开创一种新的方法。

文献资料表明：癌组织的温度高于正常组织的温度，例如：乳腺癌、皮肤癌、甲状腺癌等，其局部组织的温度比周围正常组织的温度高1～2℃。早在六十年代，国外就已在临床上采用红外热摄影技术诊断早期乳腺癌、皮肤癌、甲状腺癌并获得成功，其基本原理就是利用癌组织局部温度高于周围正常组织温度来进行探测诊断的。然而这种红外热摄影技术仅仅只限于对人体表层部位的癌组织（如：乳腺癌、皮肤癌、甲状腺癌以及五官部位的癌）作出早期诊断，而无法对体内肺支气管的癌组织进行诊断。

本实用新型的目的是提供一种能精确探测肺支气管内任一部位温度，并对癌组织作出准确定位和定性的早期诊断，而且体积小，便于携带的肺癌温差探测仪。

实现本实用新型的目的是由主机、探头、探头连接线构成，由钢丝、导线组成的探头连接线的一端连接有包括温度传感器和套筒的探头，探头连接线的另一端与主机连接，主机内安装有电路板，它的电路包括电源电路、恒流源电路、差分放大电路、阈值设定电路、阈值显示电路、比较电路、报警电路、A／D变换电路、译码显示电路，它的电源电路输出至恒流源电路、温度传感器与恒流源电路连接并输出至放大电路，差分放大电路输出分别送至比较电路和阈值显示电路，阈值设定电路分别与比较电路和阈值显示电路连接，比较电路输出到控制报警电路，阈值显示电路输出至A／D变换电路，A／D变换电路输出至译码显示电路。

使用时，探头连接线穿置在肺纤支镜活检孔中且探头位于肺纤支镜的前端外。

主机的壳体上分别装置有阈值设定旋钮、阈值显示按钮，数字显示器和耳机。

本实用新型由电池或市电（220V50Hz交流电，供电，直径较小的探头和探头连接线导入肺支气管内，探头能敏感地传感肺段组织温度，通过调节阈值予置患者正常组织温度值作为阈值，当所探测的组织温度超过阈值时，主机有光、声报警而且显示器上显示出被测温度值，通过对正常组织与癌变组织的温差探测和在肺纤支镜监视下，能准确定位癌病灶组织部位。

本实用新型具有以下突出优点：

1、它与肺纤支镜配合使用极为方便、灵活，能准确探测肺癌和早期肺癌，经临床诊断与其病理符合率为99％，大大优于目前使用的诊断方法；

2、使用本实用新型无任何放射性和化学物质作用，也无电、声、光、磁、热等作用，对人体非常安全、无任何不良影响。

3、具有体积小、重量轻、操作简单和携带方便的突出特点。

4、精细的探头和良好机械刚柔度的探头连接线使之可导入肺组织内任一段探测，探测温度的精度为±0.1℃，而且稳定性和重复性好。

本实用新型可广泛为各大、中小医院所使用。

以下结合本实用新型附图详细说明：

图1：本实用新型结构示意图；

图2：本实用新型中探头及探头连接线结构示意图；

图3：本实用新型电路图；

图4：本实用新型的一种实施例结构示意图。

如图1所示，主机的机壳1上设有电源开关2、阈值旋钮3、阈值显示按钮4、数字显示器8、三芯插座7和二芯插座10、报警灯5，耳机12通过二芯插头11插接在二芯插座10上，探头连接线14的一端与三芯插头6连接，它的另一端与探头13连接，三芯插头6插接在三芯插座7上，机壳1内安装有电路板9。

如图2所示，探头13由温度传感器15、套筒16和硅脂17构成，温度传感器15被封装在套筒16前端，硅脂17充填在套筒16内，温度传感器15选用微型点式PN结温度传感器（BTS104型或BTS100型），亦可选用微型热敏电阻温度传感器或其它材料的温度传感器，套筒选用不锈钢材料制作；或其它导热性能良好的金属材料。二根导线18的一端分别与温度传感器15连接，不锈钢丝19的一端与套筒16焊接，二根导线18和钢丝19的另一端分别与三芯插头6连接，导线18和钢丝19外套接有无毒医用硅胶管20，导线18和钢丝19的长大于1米，其中钢丝19的直径为0.3～0.8mm为宜，以使探头连接线14具有良好的机械刚柔度。

如图3所示：本实用新型的电路包括电源电路21、恒流源电路22、差分放大电路23、阈值显示电路24、阈值设定电路25、比较电路26、报警电路27、A／D变换电路28和译码显示电路29。电源电路21由电池E、开关K1、集成稳压电路IC1、滤波电容C1和集成精密基准电路IC2构成。当开关K1闭合，电池E向IC1供电（电池E也可由220V50Hz交流市电经变压器降压，桥式整流成DC＋9V），IC1采用7805芯片，在IC1的3脚输出端产生＋5V电压，经电容C1滤波后向精密基准电路IC2供电，同时，电池E还向集成运算放大器IC3和声、光报警电路27提供DC＋9V的工作电压。IC2的3脚输出产生＋2.5V精密基准电平，这个基准电平分别供给恒流源电路22、阈值设定电路25，差分放大电路23、和A／D变换电路28。恒流源电路22由R2，W2，R3，IC3a（1／4LM324集成运算放大器或同类运放）和R4构成，温度传感器T1的两端分别接至IC3a的1脚和3脚。在IC1输出的＋5V电压与IC2输出的＋2.5V精密基准电压之间经R3分压产生一恒定的基准参考电压输入运算放大器IC3a的同相输入端3脚，这样使流过R4和温度传感器T1的电流保持恒定。通过选择R4的值，使恒流值选取为100μA。（本实用新型的电路采用的由精密基准电平供给恒流源电路参考电压方式使恒流源精度高，温度漂移小，保证了它的测温精度，优于其他形式的恒流源电路），IC3a的1脚输出一个随T1上温度变化而变化的电压值U1，U1的温度——电压特性曲线在0～100℃范围内呈现极好的线性关系，U1的变化率为－2mv／℃。差分放大电路23由R5、R6、R7、R8、IC3b（1／4LM324）、W3、R4构成。来自IC3a的1脚上随温度变化的电压值U1与来自W2上的分压参考电平U2同时输入由R5、R6、R7、IC3b构成的差分放大器，在IC3b的7脚上输出一个经差分放大的随温度变化的电压值U3，选取R5＝R6，R7＝R8，根据差分放大原理U3＝ (R7)/(R5) （U1－U2），适当选择 (R7)/(R5) 的值，使U3输出的变化率为10mv／℃可适合A／D变换和显示温度值的标度变换。标度校准时，先置传感器T1于0℃的标准温场中调节W2使U2＝U1，这时，U3＝0（mv）（用数字万用表测量）对应0℃温度值；然后将传感器T1置于＋100℃标准温场中，调节W3使分压输出的电压值为1000mv（用4 1/2 位数字万用表测量），对应＋100.0℃温度值。

阈值设定电路25由W1、R1构成。W1分压输出电平送至阈值显示电路24，当调节W1时，（由机壳1上阈值旋钮3调节）可以修改和设定阈值。阈值显示电路24仅由一个按钮开关K2构成（由机壳1上阈值显示按钮4控制）其作用是对W3上分压输出的随温度变化的电压和W1上分压输出的阈值设定电压进行切换、选择其中一路电压作A／D变换、译码、驱动和显示。当K2按下时，选择阈值设定显示，当开关K2松开时，选择随温度变化的电压显示。

比较电路26由运算放大器IC3c（1／4LM324）构成。W3上分压输出的随温度变化的电压输入IC3c的同相输入端12脚，W1上的阈值设定电压输入IC3c的反相输入端13脚，IC3c构成一个电压比较器，在IC3c的输出端14脚上得到一个开关电平；当被测温度电压高于阈值设定电压时，IC3c的14脚输出一个高电平，反之输出一个低电平。

声、光报警电路27由电阻R10、R11、三极管BG1、IC4、BG2、发光二极管D1和EAR（耳机）构成。当比较电路26输出为高电平时，经R10限流输入BG1的基极，使BG1导通，这时，电流流经R11，D1（红色发光二极管）和专用声响报警集成电路IC4（采用KD－153H，也可采用同类型报警芯片）。使D1发亮产生红光报警显示，同时，IC4在BG2的驱动下，产生声响报警，经EAR（采用8Ω耳机）输出。若比较电路26输出一个低电平时，因BG1截止，声、光报警停止。

A／D变换电路28由IC5、W4、R12、R13、C2、C3、R14构成。IC5采用3 1/2 位双积分A／D变换集成电路MC14433，也可采用其它3 1/2 位A／D变换芯片如：7107、7109、7106等等或者直接采用由这样的芯片构成的3 1/2 位电压表头（包括A／D变换，显示器等）对不同的A／D变换芯片其接线电路和显示方式各不相同，通常都有各自不同的规定用法。本电路采用MC14433是考虑到它能与计算机尤其是单片机方便接口，组成智能化仪表。来自阈值显示电路24的输出电平即阈值电平或随温度变化的电平作为被测模拟电平输入IC5的3脚被测电压端V_I。由精密基准电压＋2.5V输入IC5的1脚V_AG作为A／D变换的模拟地，也是V_R、V_I的参考地。由W4上分压输出的电平输入IC5的2脚V_R作为A／D变换的基准电压。其他按MC14433的规定外接电路通常R13＝470KΩ；C2＝0.1μF，C3＝0.1μF，R14＝300KΩ。IC5的V_DD端接＋5V，V_EE和V_SS端接地。IC5的20～23脚Q0～Q3为BCD码输出数据线，IC5的16～19DS4～DS1为个、十、百、千位输出位选通信号。因本仪器实际应用只需三位数故DS1（千位）选通不用。IC5的15脚OR为超量程输出线，本电路输出至译码器IC6的IB控制端，当被测电压超量程（MC14433规定量程为：1.999V）时，译码器输出为全零。

译码显示电路29由IC6、R15～R25、Q3～Q5、显示器M组成，其中IC6为BCD码一七段码译码器，MC14511或同类型译码器，R15～R17和Q3～Q5构成三组扩流器，R18～R25为限流电阻，M为三块共阴极LED字符显示块BS201或其它同类型显示块组成（对应机壳1面上显示器8）。IC6将IC5输出的BCD码译成供显示用的七段字符码，经限流后接至显示器M中三块LED字符显示块的相应字段a、b、c、d、e、f、g上。IC5输出的三位选通信号DS4，DS3，DS2经扩流后分别接至M中三块LED字符显示块对应的小数位，个位、十位的阴极上。取自R25上高电平作为小数点电平接至M中个位上的小数点端。这样三块LED显示块就被分时选通显示出各自对应的七段字符码。

当温度传感器T1采用的是热敏电阻材料时，电路中可以不用恒流源电路而采用常用的电阻电桥平衡测量电路，热敏电阻温度传感器T1作为电阻电桥的一臂接入，电阻电桥测量电路输出经放大电路、A／D变换电路，译码显示电路等亦可实现温度测量。

本实用新型的电路中，T1、K1、D1、EAR、M、W1、K2分别是图1中的温度传感器15、电源开关2、报警灯5、耳机12、数字显示器8、阈值旋钮3、阈值显示按钮4，电路中的KT1、KT2、KZ1、KZ2分别是图1中的三芯插头6、二芯插头10、三芯插座7和二芯插座11。

实施例：

如图4所示，探头连接线14上的插头6插接在机壳1上的插座7中，耳机12上的插头11插接在机壳1上的插座10中，探头连接线14上的探头13从肺纤支镜31上的活检孔30导入，使探头13位于肺纤支镜前端33外，探头连接线14则置于肺纤支镜活检孔30中。

使用时，接通电源开关2，这时，显示器8上将显示出探头所探测的温度值，在目镜32监视下先检测患者气管及健侧肺段温度，并将此温度值作为患者正常温度，按下阈值显示按钮4，同时调节阈值设定旋钮3并细调直至显示器8上显示的温度值为患者正常温度值，然后松开阈值显示按钮4，在目镜32监视下，仔细移动探头连接线14，操纵探头13在患者肺段逐点探测，同时监听耳机12或注视报警红灯5，当被探测部位有癌组织病灶时，该点温度值超过患者正常温度值即阈值，耳机12中将发出报警声，同时，红灯5闪亮，这时，可从目镜32中清晰观察到探头探测的准确位置，对该点可作定位的纤支镜活检达到确诊的目的。

Claims (3)

1、一种肺癌温差探测仪，其特征在于由主机、探头(13)、探头连接线(14)构成，钢丝(19)、导线(18)组成的探头连接线(14)的一端连接有包括温度传感器(15)和套筒(16)组成的探头(13)，探头连接线(14)的另一端与主机连接，主机内安装有电路板，它的电路包括电源电路(21)、恒流源电路(22)、差分放大电路(23)、阈值设定电路(25)、阈值显示电路(24)、比较电路(26)、报警电路(27)、A/D变换电路(28)和译码显示电路(29)；它的电源电路(21)输出至恒流源电路(22)，温度传感器T1与恒流源电路(22)连接并输出至放大电路，差分放大电路(23)输出分别送至比较电路(26)和阈值显示电路(24)，阈值设定电路(25)分别与比较电路(26)和阈值显示电路(24)连接，比较电路(26)输出到控制报警电路(27)，阈值显示电路(24)输出至A/D变换电路(28)，A/D变换电路(28)输出至译码显示电路(29)。

2、按照权利要求1所述探测仪，其特征在于探头连接线（14）穿置在肺纤支镜（31）的活检孔（30）中使用。

3、按照权利要求1所述探测仪，其特征在于主机的机壳（1）上设置有阈值设定旋钮（3）、阈值显示按钮（4）、数字显示器（8）、报警灯（5）和耳机插座（10）。

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