WO2009005392A1 - Electroimpedance computer mammograph - Google Patents

Electroimpedance computer mammograph Download PDF

Info

Publication number
WO2009005392A1
WO2009005392A1 PCT/RU2007/000651 RU2007000651W WO2009005392A1 WO 2009005392 A1 WO2009005392 A1 WO 2009005392A1 RU 2007000651 W RU2007000651 W RU 2007000651W WO 2009005392 A1 WO2009005392 A1 WO 2009005392A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
measuring
electrodes
injection
computer
electric impedance
Prior art date
Application number
PCT/RU2007/000651
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Alexander Yurievich Karpov
Fedor Nikolaevich Karpov
Yury Anatolevich Tsofin
Original Assignee
Obschestvo S Ogranichenoy Otvetstvennostyu Proizvodstvenno-Kommercheskaya Firma 'sovremennaya Impedansnaya Meditsinskaya Tekhnika'
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obschestvo S Ogranichenoy Otvetstvennostyu Proizvodstvenno-Kommercheskaya Firma 'sovremennaya Impedansnaya Meditsinskaya Tekhnika' filed Critical Obschestvo S Ogranichenoy Otvetstvennostyu Proizvodstvenno-Kommercheskaya Firma 'sovremennaya Impedansnaya Meditsinskaya Tekhnika'
Priority to EA200900233A priority Critical patent/EA200900233A1/en
Priority to CN2007800422853A priority patent/CN101534709B/en
Publication of WO2009005392A1 publication Critical patent/WO2009005392A1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0536—Impedance imaging, e.g. by tomography

Definitions

  • the invention relates to medical equipment and can be used for the diagnosis of both pathological and non-pathological changes in the tissues of the mammary gland, for monitoring the treatment process, as well as for screening (preliminary diagnosis with the release of “risk group”).
  • a device is known - an electric mammograph containing a two-dimensional set of electrodes located on the surface of the body, an alternating current source, a potential difference meter, an output multiplexer that connects the electrodes alternately to an alternating current source, an input multiplexer that connects the electrodes alternately to the potential difference meter and a computing device that reconstructs and visualizing the distribution of electrical conductivity inside the body according to the results measuring the potential difference (RF patent for the invention N ° 2153285, class A61 B 5 / 05,2000,).
  • the method of reverse projection along equipotential surfaces of the electric field is used, the projected data being obtained by weighted averaging of the relative difference between the reference electric field strength corresponding to a medium with uniform electrical conductivity and the measured electric field strength along the intersection line of the equipotential surface passing through the point where the reconstruction conductivity, with a surface on which there is a two-dimensional set of electrodes.
  • the computing device uses only data obtained on electrodes having sufficient contact with the body.
  • the current source is equipped with a threshold output voltage detector, which allows to determine whether the electrode currently connected to the current source is sufficient contact with the body.
  • the prototype of an electric mammograph made by the authors consists of a two-dimensional set of 256 electrodes located on a plane. Additional electrodes, previously moistened, are located on the limbs of the patient, and a two-dimensional set of electrodes is pressed against the examined mammary gland so that the plane with the electrodes is parallel to the surface of the ribs.
  • the microprocessor control device On command from a personal computer, the microprocessor control device connects, using a multiplexer, a current source to one of the set electrodes.
  • An alternating current with an amplitude of the order of 1 mA and a frequency of 10 kHz flows along the circuit: current source, multiplexer, electrode from the kit, patient body, additional electrode.
  • the measurement in digital code is transmitted to a personal computer via a communication line.
  • the measurement is repeated for all combinations of connecting electrodes.
  • a threshold a detector whose signal is recorded by a microprocessor control device and transmitted to a computer.
  • the mammogram obtained as a result of reconstruction of the measured data and visualization is a set of 7 images of chest cross-sections parallel to the plane on which the electrodes are located. The depth of the sections increases in increments of 8 mm.
  • the disadvantage of this device is that it allows you to get mammograms with low resolution visualized distribution of electrical conductivity of biological tissues of the mammary gland.
  • the main reason is the high noise level due to interchannel penetration of spurious signals and interference, the presence of the contact potential difference of dissimilar metals in the device.
  • only areas of the mammary gland with significant differences in electrical conductivity for example, tissue sites with an inflammatory process or a growing oncological tumor
  • Clinical tests of this device showed the possibility of using it as a detector of pathological diseases of the mammary gland.
  • the closest in technical essence to the claimed device is an electric impedance tomographic system for three-dimensional visualization of breast tissue (see the journal “Biomedical technologies and electronics)), N Q 8, 2003, p. 5-10).
  • the design of the electric impedance mammograph made changes to the remote electrodes, which are made in the form of a cylindrical two-section structure, parts of which are joined through a dielectric gasket.
  • the medical part of the software for the device underwent significant changes: a two-window mode for comparing mammograms was added, it became possible to highlight areas of tissue with anomalously high electrical conductivity by color, a statistical analysis of mammograms was introduced using the Kolmogorov-Smirnov nonparametric statistical criterion. Changed the operating frequency of the system to 50 kHz and the probing current to 0.5 mA.
  • the device is powered and the data on measuring the electrical conductivity of tissues is transmitted via a universal serial bus (USB) of a personal computer.
  • USB universal serial bus
  • the technical result of the claimed invention is to increase the stability of the device, improve the diagnostic properties and the information content of the electrical impedance images of the mammary gland.
  • the specified technical result is achieved due to the fact that in the electric impedance computer mammograph containing a housing, on the outer surface of which there are measuring electrodes, and inside the housing there is a control microprocessor connected to a personal computer, on the boards of which there are injection and measuring channels connected by communication lines to a decoder addresses and with remote electrodes of the injection and measuring channels, the injection and measuring channels are located on two tdelnyh microprocessor boards interconnected like a sandwich, all conductive parts of the measuring channel are covered with the same metal measuring electrodes are made contact, and the remote electrodes - contact helium.
  • the injection channel contains a secondary voltage source, injection multiplexers, a threshold detector, an alternator and a digital-to-analog converter
  • the measuring channel contains a secondary voltage source, measuring multiplexers, filtering circuit, potential difference meter and analog-to-digital converter.
  • the secondary voltage source is made in the form of a DC-DC converter.
  • the electrical impedance computer mammograph is equipped with a secondary signal filter implemented in a computer program.
  • An electric impedance computer mammograph containing a housing made of thermoplastic plastic, on the outer flat surface of which there is a matrix with measuring electrodes, each such electrode comprising a housing inside which a sleeve is fixed, and a spring-loaded rod mounted in the sleeve with the possibility of movement.
  • the design of such an electrode is described in the patent of the Russian Federation for utility model NQ 48743, class. A61B 5/05, 2005.
  • the matrix includes 256 cylindrical measuring electrodes. The electrodes are located in nodes of a circle with a diameter of 12 cm.
  • injection and measuring channels are located on two separate microprocessor boards, interconnected like a sandwich.
  • the injection channel contains a secondary voltage source, injection multiplexers, a threshold detector, an alternator, and a digital-to-analog converter.
  • the recording channel contains a secondary voltage source, measuring multiplexers, a filtering circuit, a potential difference meter and an analog-to-digital converter. Sources of secondary voltage are made in the form of DC-DC converters.
  • the microprocessor is connected to a personal computer with software designed to control the microprocessor, process the received signals, reconstruct and visualize the distribution of electrical conductivity inside the breast tissue on a computer monitor and diagnostic unit with a database of medical and statistical data and an automatic diagnostic system.
  • the device is powered and data is transmitted via the USB bus of a personal computer.
  • a secondary signal filter is also included in the circuit.
  • the remote electrodes of the measuring and injecting channels are made helium and are rigidly fixed to the patient’s body, for example, to the hand, using a snap-on latch - buttons, which ensures reliable contact with the patient’s body. All conductive parts of the measuring channel are coated with the same metal.
  • the implementation of the invention operates as follows. Prior to the measurement, helium (www.immedimd.com) remote electrodes are glued onto the patient’s hand, which is adjacent to the mammary gland, which is being diagnosed. The communication line with the microprocessor is connected to these electrodes by means of a snap-on latch - buttons, which ensures reliable contact with the patient's body. After the “Measurement” command is issued by the personal computer program, a laser sight is switched on in the geometric center of the electrode matrix, which allows precise positioning of the electrode matrix on the mammary gland.
  • the injection channel is intended for generating an AC signal, switching it to a specific contact of the electrode matrix, determining the electrode with a potential that goes beyond the necessary boundaries, adjusting the parameters of the generated signal to the individual physiological characteristics of the patient.
  • the measuring channel commutes the signal of a specific contact of the matrix of electrodes for subsequent processing, reveals a useful signal by filtering interference and adapting to the level of the induced signal, converts the analog signal to digital for mathematical processing by the processor.
  • the remote electrode of the injection channel is an integral part of the circuit: alternating current generator - injection multiplexers - electrode matrix - patient - remote electrode of the injection channel - communication line - alternating current generator.
  • the remote electrode of the measuring channel is involved in the detection system of the useful signal.
  • a communication line connects the remote electrode of the injection channel and the remote electrode of the measuring channel with the circuits of which they are components, and at the same time provides the necessary noise immunity.
  • the microprocessor determines the algorithm of the device, using the address decoder selects the connection of the desired electrode of the electrode matrix to the injection and measuring multiplexers, transmits the collected information via a communication line to a personal computer.
  • the sources of secondary voltages ensure the stability of the supply voltages for digital and analog circuits with the required level of interference and, together with the topology of the circuit boards, form independent channels for injection and measuring signals, which minimizes their mutual influence on each other and the level of induced noise.
  • the developed scanning, filtering, and primary signal processing scheme combined with the high noise immunity of the diagnostic device, allows us to successfully solve the problem of high-quality diagnosis of mammary glands of any size.
  • the implementation of the measuring electrodes of the matrix contact in combination with the coating of all the conductive parts of the measuring system with the same metal, avoided the contact potential difference and interference introduced into the recorded signals of this component.
  • remote electrodes by helium eliminated the influence of the transition resistance "external electrode - skin of the palm ”, depending on the degree of hydration, the compression force and electrical characteristics of the skin, which are significantly different for different people, since glued helium electrodes have a transition resistance that is stable in time.
  • microprocessor boards like a sandwich made it possible to minimize the effect of capturing external noise and noise, which is present when connecting flat cables in the prototype.
  • the separation of the channels of the injected and recorded signals by placing them on separate boards led to a decrease in the level of spurious components of the recorded signal.
  • a secondary signal filter was introduced, which, together with a change in the measurement algorithm, allowed us to reduce the effect of transient and inter-channel interference on the measurement results and, accordingly, on the information content of the reconstructed image;
  • the device uses DC-DC converters specialized for medical purposes, which have high stability of the output values and a low level of fluctuation of the output voltages and the best signal-to-noise ratio;
  • the super bright LED of the prototype has been replaced by a low-power red laser - a sight. This made it possible to accurately fix the matrix of electrodes, which is important for the diagnosis of large mammary glands and the need to produce more than one positioning of a microprocessor sensor on the chest.
  • the claimed invention is used in the field of medical technology and can be used to diagnose both pathological and non-pathological changes in the tissues of the mammary gland, to monitor the treatment process, as well as for screening (preliminary diagnostics with the highlight of the "risk list”).
  • the proposed technical solution allows to increase the resolution of images (mammograms) during reconstruction and visualization of the electrical conductivity distribution inside biological tissues, reduce the noise level in the recorded electrical signals, change the signal processing algorithm and use a program that allows diagnostics to be performed on the obtained three-dimensional images.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

The invention relates to medical engineering and can be used for diagnosing pathologic and nonpathologic changes in the mammary tissue, for monitoring a curing process and for screening (provisional diagnosis for determining 'a risk group'). Said invention makes it possible to increase the stability of the device operation, to improve the diagnosis properties and the informativeness of the electrical impedance images of the mammary gland. The inventive electrmpedance computer mammograph comprises a body and measuring electrodes arranged on the inner surface thereof. A control microprocessor, which is located inside the body and is connected to a personal computer, is provided with injecting and measuring channels which are disposed on the printed circuit boards thereof and are connected by means of communication lines to an address decoder and to the dropping electrodes of the injecting and measuring channels. Said injecting and measuring channels are situated on two separate printed circuit boards of the microprocessor which are interconnected in a sandwich manner. All the electrically conductive parts of the measuring channel are coated with the same metal.

Description

Электроимпедансный компьютерный маммограф. Electroimpedance computer mammograph.
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для диагностики как патологических, так и непатологических изменений в тканях молочной железы, для контроля за процессом лечения, а также для скрининга (предварительной диагностики с выделением «гpyппы pиcкa»).The invention relates to medical equipment and can be used for the diagnosis of both pathological and non-pathological changes in the tissues of the mammary gland, for monitoring the treatment process, as well as for screening (preliminary diagnosis with the release of “risk group”).
Уровень техникиState of the art
Известно устройство - электрический маммограф, содержащий двумерный набор электродов, располагаемых на поверхности тела, источник переменного тока, измеритель разности потенциалов, выходной мультиплексор, подключающий поочередно электроды к источнику переменного тока, входной мультиплексор, подключающий поочередно электроды к измерителю разности потенциалов и вычислительное устройство, реконструирующее и визуализирующее распределение электропроводности внутри тела по результатам измерений разности потенциалов (патент РФ на изобретение N°2153285 , кл. A61 B 5/05,2000 г.).A device is known - an electric mammograph containing a two-dimensional set of electrodes located on the surface of the body, an alternating current source, a potential difference meter, an output multiplexer that connects the electrodes alternately to an alternating current source, an input multiplexer that connects the electrodes alternately to the potential difference meter and a computing device that reconstructs and visualizing the distribution of electrical conductivity inside the body according to the results measuring the potential difference (RF patent for the invention N ° 2153285, class A61 B 5 / 05,2000,).
Для реконструирования трехмерного распределения электропроводности в этом известном устройстве использован метод обратного проецирования вдоль эквипотенциальных поверхностей электрического поля, причем проецируемые данные получают путем взвешенного усреднения относительной разности между опорной напряженностью электрического поля, соответствующей среде с однородной электропроводностью, и измеренной напряженностью электрического поля вдоль линии пересечения эквипотенциальной поверхности, проходящей через точку, где реконструируется электропроводность, с поверхностью, на которой располагается двумерный набор электродов. Вычислительное устройство использует для реконструкции изображений только данные, полученные на электродах, имеющих достаточный контакт с телом. Для этой цели источник тока снабжен пороговым детектором выходного напряжения, позволяющим определить, имеет ли подключенный в данный момент к источнику тока электрод достаточный контакт с телом.To reconstruct the three-dimensional distribution of electrical conductivity in this known device, the method of reverse projection along equipotential surfaces of the electric field is used, the projected data being obtained by weighted averaging of the relative difference between the reference electric field strength corresponding to a medium with uniform electrical conductivity and the measured electric field strength along the intersection line of the equipotential surface passing through the point where the reconstruction conductivity, with a surface on which there is a two-dimensional set of electrodes. For the reconstruction of images, the computing device uses only data obtained on electrodes having sufficient contact with the body. For this purpose, the current source is equipped with a threshold output voltage detector, which allows to determine whether the electrode currently connected to the current source is sufficient contact with the body.
Изготовленный авторами опытный образец электрического маммографа состоит из двумерного набора из 256 электродов, расположенных на плоскости. Дополнительные электроды, предварительно увлажненные, располагаются на конечностях пациента, а двумерный набор электродов прижимается к обследуемой молочной железе так, чтобы плоскость с электродами была параллельна поверхности ребер. По команде с персонального компьютера микропроцессорное управляющее устройство подключает с помощью мультиплексора источник тока к одному из электродов набора. Переменный ток с амплитудой порядка 1 мА и частотой 10 кГц протекает по цепи: источник тока, мультиплексор, электрод из набора, тело пациента, дополнительный электрод. Произведенное измерение в цифровом коде передается в персональный компьютер по линии связи. Измерение повторяется для всех комбинаций подключения электродов. При плохом контакте с телом какого-либо электрода срабатывает пороговый детектор, сигнал которого фиксируется микропроцессорным управляющим устройством и передается в компьютер. Полученная в результате реконструкции измеренных данных и визуализации маммограмма представляет собой набор из 7 изображений поперечных сечений груди, параллельных плоскости, на которой расположены электроды. Глубина сечений возрастает с шагом 8 мм.The prototype of an electric mammograph made by the authors consists of a two-dimensional set of 256 electrodes located on a plane. Additional electrodes, previously moistened, are located on the limbs of the patient, and a two-dimensional set of electrodes is pressed against the examined mammary gland so that the plane with the electrodes is parallel to the surface of the ribs. On command from a personal computer, the microprocessor control device connects, using a multiplexer, a current source to one of the set electrodes. An alternating current with an amplitude of the order of 1 mA and a frequency of 10 kHz flows along the circuit: current source, multiplexer, electrode from the kit, patient body, additional electrode. The measurement in digital code is transmitted to a personal computer via a communication line. The measurement is repeated for all combinations of connecting electrodes. In case of poor contact with the body of any electrode, a threshold a detector whose signal is recorded by a microprocessor control device and transmitted to a computer. The mammogram obtained as a result of reconstruction of the measured data and visualization is a set of 7 images of chest cross-sections parallel to the plane on which the electrodes are located. The depth of the sections increases in increments of 8 mm.
Недостатком этого устройства является то, что оно позволяет получить маммограммы с малой разрешающей способностью визуализированного распределения электропроводности биологических тканей молочной железы. Основная причина - высокий уровень шумов из-за межканального проникновения паразитных сигналов и помех, наличия контактной разности потенциалов разнородных металлов в устройстве. По этой причине на маммограмме с достаточной достоверностью можно идентифицировать только области молочной железы с существенными отличиями по электропроводности (например, участки ткани с воспалительным процессом или растущей онкологической опухолью). Клинические испытания данного устройства показали возможность использования его в качестве детектора патологических заболеваний молочной железы.The disadvantage of this device is that it allows you to get mammograms with low resolution visualized distribution of electrical conductivity of biological tissues of the mammary gland. The main reason is the high noise level due to interchannel penetration of spurious signals and interference, the presence of the contact potential difference of dissimilar metals in the device. For this reason, only areas of the mammary gland with significant differences in electrical conductivity (for example, tissue sites with an inflammatory process or a growing oncological tumor) can be identified with sufficient reliability on a mammogram. Clinical tests of this device showed the possibility of using it as a detector of pathological diseases of the mammary gland.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному устройству является электроимпедансная томографическая система для трехмерной визуализации тканей молочной железы, (см. журнал «Биoмeдицинcкиe технологии и радиоэлектроника)), NQ 8, 2003, стр. 5 -10). В конструкцию электроимпедансного маммографа, по сравнению с выше описанным устройством, внесены изменения в дистанционные электроды, которые выполнены в виде цилиндрической двухсекционной конструкции, части которой состыкованы через диэлектрическую прокладку. Существенные изменения претерпела медицинская часть программного обеспечения к прибору: добавлен двухоконный режим сравнения маммограмм, стало возможным выделение цветом областей ткани с аномально высокой электропроводностью, введен статистический анализ маммограмм с помощью непараметрического статистического критерия Колмогорова - Смирнова. Изменена рабочая частота системы до 50 кГц и зондирующий ток до 0,5 мА. Питание прибора и передача данных измерения электропроводности тканей осуществляется по универсальной последовательной шине (USB) персонального компьютера.The closest in technical essence to the claimed device is an electric impedance tomographic system for three-dimensional visualization of breast tissue (see the journal "Biomedical technologies and electronics)), N Q 8, 2003, p. 5-10). In comparison with the device described above, the design of the electric impedance mammograph made changes to the remote electrodes, which are made in the form of a cylindrical two-section structure, parts of which are joined through a dielectric gasket. The medical part of the software for the device underwent significant changes: a two-window mode for comparing mammograms was added, it became possible to highlight areas of tissue with anomalously high electrical conductivity by color, a statistical analysis of mammograms was introduced using the Kolmogorov-Smirnov nonparametric statistical criterion. Changed the operating frequency of the system to 50 kHz and the probing current to 0.5 mA. The device is powered and the data on measuring the electrical conductivity of tissues is transmitted via a universal serial bus (USB) of a personal computer.
Основные недостатки выше описанного электрического маммографа, остались не устраненными ни в электронной части, ни в программном обеспечении. Подтверждены систематические ошибки в регистрируемых сигналах, связанные с межканальными паразитными проникновениями сигналов между мультиплексорами, а также необходимость учета в измерениях контактной разности различных металлов.The main disadvantages of the electric mammograph described above remained unresolved either in the electronic part or in the software. Systematic errors in the recorded signals associated with interchannel spurious penetrations of signals between multiplexers, as well as the need to take into account the contact difference of various metals in measurements, are confirmed.
Анализ шумового фона вышеуказанного прибора показал, что конструкция дистанционного электрода при близком расположении опорного и измерительного электродов является своего рода «шyмoвoй aнтeннoй», т.е. ухудшает как разрешающую способность маммограмм, так и саму стабильность работы прибора. На компьютерных томографических срезах с увеличением глубины сканирования тканей наблюдается деградация изображения и потеря информативности. Высокий уровень помех обусловлен также следующими недостатками:Analysis of the noise background of the above device showed that the design of the remote electrode with the proximity of the reference and measuring electrodes is a kind of “worm antenna”, i.e. degrades both the resolution of mammograms and the stability of the device itself. On computed tomographic sections with increasing depth scanning of tissues, image degradation and loss of information content are observed. The high level of interference is also due to the following disadvantages:
• чувствительностью результатов измерений к нестабильности питающего напряжения,• sensitivity of the measurement results to instability of the supply voltage,
• зависимости результатов измерений от физиологических данных пациентов при фиксации дистанционного электрода в увлажненной руке,• the dependence of the measurement results on the physiological data of patients when fixing the remote electrode in a moistened hand,
• отсутствием фильтрации вторичного сигнала, поступающего в измерительную часть устройства.• lack of filtering of the secondary signal entering the measuring part of the device.
Математический анализ сигналов, получаемых при измерениях проводимых с помощью маммографа - прототипа, показал наличие помех, хаотично распределенных на всех томографических плоскостях. Причем их расположение менялось от измерения к измерению на одном и том же пациенте. При диагностике молочных желез большого размера (превышающего геометрические размеры матрицы электродов) за счет физиологических особенностей молочной железы влияние помех и шумов часто приводило к полной деградации изображения и затруднению диагностики.A mathematical analysis of the signals obtained during measurements using a mammogram - a prototype showed the presence of interference randomly distributed on all tomographic planes. Moreover, their location changed from measurement to measurement on the same patient. In the diagnosis of large mammary glands (exceeding the geometric dimensions of the matrix of electrodes) due to the physiological characteristics of the mammary gland, the influence interference and noise often led to complete degradation of the image and the difficulty of diagnosis.
Тем не менее, именно хорошие результаты по диагностике патологий молочной железы, связанные с существенно различающейся электропроводностью здоровых и больных клеток, несмотря на вышеуказанные недостатки, послужили основанием для регистрации прибора в Министерстве Здравоохранения РФ (Регистрационное удостоверение N229/05010303/5420-03 от 3 июля 2003 г. Маммограф электроимпедансный компьютерный для скринингового обследования молочной железы с помощью визуализации картины распределения электропроводности «MЭИK»).Nevertheless, it was the good results in the diagnosis of breast pathologies associated with significantly different electrical conductivity of healthy and diseased cells, despite the above disadvantages, that served as the basis for registering the device with the Ministry of Health of the Russian Federation (Registration certificate N229 / 05010303 / 5420-03 of July 3 2003. Mammograph, electrical impedance computer for screening of the mammary gland using visualization of the pattern of distribution of electrical conductivity "MEIK").
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении стабильности работы прибора, улучшении диагностических свойств и информативности электроимпедансных изображений молочной железы. Указанный технический результат достигается за счет того, что в электроимпедансном компьютерном маммографе, содержащем корпус, на наружной поверхности которого расположены измерительные электроды, а внутри корпуса расположен соединенный с персональным компьютером управляющий микропроцессор, на платах которого расположены инжектирующий и измерительный каналы, соединенные линиями связи с дешифратором адреса и с выносными электродами инжектирующего и измерительного каналов, инжектирующий и измерительный каналы расположены на двух отдельных платах микропроцессора, соединенных между собой наподобие сэндвича, все токопроводящие части измерительного канала покрыты одинаковым металлом, измерительные электроды выполнены контактными, а выносные электроды - контактными гелиевыми. При этом инжектирующий канал содержит источник вторичного напряжения, инжектирующие мультиплексоры, пороговый детектор, генератор переменного тока и цифро- аналоговый преобразователь, а измерительный канал содержит источник вторичного напряжения, измерительные мультиплексоры, схему фильтрации, измеритель разности потенциалов и аналого-цифровой преобразователь.The technical result of the claimed invention is to increase the stability of the device, improve the diagnostic properties and the information content of the electrical impedance images of the mammary gland. The specified technical result is achieved due to the fact that in the electric impedance computer mammograph containing a housing, on the outer surface of which there are measuring electrodes, and inside the housing there is a control microprocessor connected to a personal computer, on the boards of which there are injection and measuring channels connected by communication lines to a decoder addresses and with remote electrodes of the injection and measuring channels, the injection and measuring channels are located on two tdelnyh microprocessor boards interconnected like a sandwich, all conductive parts of the measuring channel are covered with the same metal measuring electrodes are made contact, and the remote electrodes - contact helium. In this case, the injection channel contains a secondary voltage source, injection multiplexers, a threshold detector, an alternator and a digital-to-analog converter, and the measuring channel contains a secondary voltage source, measuring multiplexers, filtering circuit, potential difference meter and analog-to-digital converter.
Источник вторичного напряжения выполнен в виде DC-DC преобразователя. Кроме того, электроимпедансный компьютерный маммограф снабжен фильтром вторичного сигнала, реализованном в программе для ЭВМ.The secondary voltage source is made in the form of a DC-DC converter. In addition, the electrical impedance computer mammograph is equipped with a secondary signal filter implemented in a computer program.
Для подтверждения достоверности и полезности вышеуказанных отличий от прототипа был изготовлен на базе уже выпускаемого серийно устройства и с сохранением положительных качеств прототипа электроимпедансный компьютерный маммограф, блок - схема которого приведена на прилагаемом чертеже.To confirm the reliability and usefulness of the above differences from the prototype, an electric impedance computer mammograph was made on the basis of the device that was already commercially available and retained the positive qualities of the prototype, a block diagram of which is shown in the attached drawing.
Электроимпедансный компьютерный маммограф содержащий корпус, выполненный из термопластичной пластмассы, на наружной плоской поверхности которого расположена матрица с измерительными электродами, при этом каждый такой электрод содержит корпус, внутри которого закреплена втулка, и подпружиненный стержень, установленный во втулке с возможностью перемещения. Конструкция такого электрода описана в патенте РФ на полезную модель NQ 48743, кл. A61B 5/05, 2005 г. Матрица включает в себя 256 цилиндрических измерительных электрода. Электроды расположены в узлах окружности диаметром 12 см. Внутри корпуса расположен соединенный с персональным компьютером управляющий микропроцессор, на платах которого расположены инжектирующий и измерительный каналы, соединенные линиями связи с дешифратором адреса и с выносными электродами инжектирующего и измерительного каналов. Инжектирующий и измерительный каналы расположены на двух отдельных платах микропроцессора, соединенных между собой наподобие сэндвича. Инжектирующий канал содержит источник вторичного напряжения, инжектирующие мультиплексоры, пороговый детектор, генератор переменного тока и цифро-аналоговый преобразователь. Регистрирующий канал содержит источник вторичного напряжения, измерительные мультиплексоры, схему фильтрации, измеритель разности потенциалов и аналого-цифровой преобразователь. Источники вторичного напряжения выполнены в виде DC-DC преобразователей. Микропроцессор подключается к персональному компьютеру с программным обеспечением, предназначенным для управления микропроцессором, обработки полученных сигналов, реконструкции и визуализации распределения электропроводности внутри тканей молочной железы на мониторе компьютера и диагностического блока с базой медико-статистических данных и автоматической диагностической системой. Питание прибора и передача данных осуществляется по USB шине персонального компьютера. В схему включен также фильтр вторичного сигнала.An electric impedance computer mammograph containing a housing made of thermoplastic plastic, on the outer flat surface of which there is a matrix with measuring electrodes, each such electrode comprising a housing inside which a sleeve is fixed, and a spring-loaded rod mounted in the sleeve with the possibility of movement. The design of such an electrode is described in the patent of the Russian Federation for utility model NQ 48743, class. A61B 5/05, 2005. The matrix includes 256 cylindrical measuring electrodes. The electrodes are located in nodes of a circle with a diameter of 12 cm. Inside the housing there is a control microprocessor connected to a personal computer, on the boards of which there are injection and measuring channels connected by communication lines to an address decoder and with remote electrodes of the injection and measuring channels. Injection and measuring channels are located on two separate microprocessor boards, interconnected like a sandwich. The injection channel contains a secondary voltage source, injection multiplexers, a threshold detector, an alternator, and a digital-to-analog converter. The recording channel contains a secondary voltage source, measuring multiplexers, a filtering circuit, a potential difference meter and an analog-to-digital converter. Sources of secondary voltage are made in the form of DC-DC converters. The microprocessor is connected to a personal computer with software designed to control the microprocessor, process the received signals, reconstruct and visualize the distribution of electrical conductivity inside the breast tissue on a computer monitor and diagnostic unit with a database of medical and statistical data and an automatic diagnostic system. The device is powered and data is transmitted via the USB bus of a personal computer. A secondary signal filter is also included in the circuit.
Выносные электроды измерительного и инжектирующего каналов выполнены гелиевыми и жестко фиксируются на теле пациента, например, руке, с помощью защелкивающегося фиксатора - кнопки, что обеспечивает надежный контакт с телом пациента. Все токопроводящие части измерительного канала покрыты одинаковым металлом.The remote electrodes of the measuring and injecting channels are made helium and are rigidly fixed to the patient’s body, for example, to the hand, using a snap-on latch - buttons, which ensures reliable contact with the patient’s body. All conductive parts of the measuring channel are coated with the same metal.
Осуществление изобретения Устройство работает следующим образом. До начала измерений гелиевые (www.imреdimеd.соm) выносные электроды наклеиваются на руку пациента, близлежащую к молочной железе, диагностику которой проводят. Линия связи с микропроцессором соединяется с этими электродами с помощью защелкивающегося фиксатора - кнопки, что обеспечивает надежный контакт с телом пациента. После подачи команды «Измepeниe» программой персонального компьютера в геометрическом центре матрицы электродов включается лазерный визир, позволяющий точно позиционировать матрицу электродов на молочной железе.The implementation of the invention The device operates as follows. Prior to the measurement, helium (www.immedimd.com) remote electrodes are glued onto the patient’s hand, which is adjacent to the mammary gland, which is being diagnosed. The communication line with the microprocessor is connected to these electrodes by means of a snap-on latch - buttons, which ensures reliable contact with the patient's body. After the “Measurement” command is issued by the personal computer program, a laser sight is switched on in the geometric center of the electrode matrix, which allows precise positioning of the electrode matrix on the mammary gland.
Инжектирующий канал предназначен для формирования сигнала переменного тока, коммутации его на определенный контакт матрицы электродов, определения электрода с потенциалом, выходящим за пределы необходимых границ, подстройки параметров генерируемого сигнала под индивидуальные физиологические особенности пациента. Измерительный канал коммутирует сигнал определенного контакта матрицы электродов для последующей обработки, выявляет полезный сигнал посредством фильтрации помех и адаптации к уровню наведенного сигнала, преобразует аналоговый сигнал в цифровой для математической обработки процессором.The injection channel is intended for generating an AC signal, switching it to a specific contact of the electrode matrix, determining the electrode with a potential that goes beyond the necessary boundaries, adjusting the parameters of the generated signal to the individual physiological characteristics of the patient. The measuring channel commutes the signal of a specific contact of the matrix of electrodes for subsequent processing, reveals a useful signal by filtering interference and adapting to the level of the induced signal, converts the analog signal to digital for mathematical processing by the processor.
Выносной электрод инжектирующего канала является составной частью цепи: генератор переменного тока - инжектирующие мультиплексоры - матрица электродов - пациент - выносной электрод инжектирующего канала - линия связи - генератор переменного тока. Выносной электрод измерительного канала участвует в системе выявления полезного сигнала. Линия связи соединяет выносной электрод инжектирующего канала, и выносной электрод измерительного канала со схемами, составными частями которых они являются, и одновременно обеспечивает необходимую помехозащищенность.The remote electrode of the injection channel is an integral part of the circuit: alternating current generator - injection multiplexers - electrode matrix - patient - remote electrode of the injection channel - communication line - alternating current generator. The remote electrode of the measuring channel is involved in the detection system of the useful signal. A communication line connects the remote electrode of the injection channel and the remote electrode of the measuring channel with the circuits of which they are components, and at the same time provides the necessary noise immunity.
Микропроцессор определяет алгоритм работы прибора, посредством дешифратора адреса выбирает подключение нужного электрода матрицы электродов к инжектирующим и измерительным мультиплексорам, передает через линию связи собранную информацию на персональный компьютер. Источники вторичных напряжений обеспечивают стабильность питающих напряжений для цифровых и аналоговых цепей с требуемым уровнем помех и совместно с топологией плат формируют независимые каналы для инжектирующих и измерительных сигналов, что позволяет минимизировать их взаимное влияние друг на друга и уровень наведенных помех.The microprocessor determines the algorithm of the device, using the address decoder selects the connection of the desired electrode of the electrode matrix to the injection and measuring multiplexers, transmits the collected information via a communication line to a personal computer. The sources of secondary voltages ensure the stability of the supply voltages for digital and analog circuits with the required level of interference and, together with the topology of the circuit boards, form independent channels for injection and measuring signals, which minimizes their mutual influence on each other and the level of induced noise.
Разработанная схема сканирования, фильтрации и первичной обработки сигналов в сочетании с высокой помехозащищенностью диагностического прибора позволяет успешно решить задачу качественной диагностики молочных желез любого размера.The developed scanning, filtering, and primary signal processing scheme, combined with the high noise immunity of the diagnostic device, allows us to successfully solve the problem of high-quality diagnosis of mammary glands of any size.
Выполнение измерительных электродов матрицы контактными, в сочетании с покрытием всех токопроводящих частей измерительной системы одинаковым металлом, позволило избежать контактной разности потенциалов и помех, вносимых в регистрируемые сигналы этой составляющей.The implementation of the measuring electrodes of the matrix contact, in combination with the coating of all the conductive parts of the measuring system with the same metal, avoided the contact potential difference and interference introduced into the recorded signals of this component.
Выполнение выносных электродов гелиевыми, устранило влияние переходного сопротивления «вынocнoй электрод - кожа лaдoни» в зависимости от степени увлажнения, усилия сжатия и электрических характеристик кожи, существенно отличающихся у различных людей, поскольку наклеивающиеся гелиевые электроды обладают стабильным во времени переходным сопротивлением.The implementation of remote electrodes by helium eliminated the influence of the transition resistance "external electrode - skin of the palm ”, depending on the degree of hydration, the compression force and electrical characteristics of the skin, which are significantly different for different people, since glued helium electrodes have a transition resistance that is stable in time.
Соединение между собой плат микропроцессора наподобие сэндвича позволило свести к минимуму эффект улавливания внешних помех и шумов, которые присутствует при использовании в прототипе соединяющих плоских кабелей.The interconnection of microprocessor boards like a sandwich made it possible to minimize the effect of capturing external noise and noise, which is present when connecting flat cables in the prototype.
Разделение каналов инжектирующего и регистрируемого сигналов путем размещения их на отдельных платах, привело к снижению уровня паразитных составляющих регистрируемого сигнала. Кроме этого введен фильтр вторичного сигнала, что вместе с изменением алгоритма измерения, позволило снизить влияние переходных и межканальных помех на результаты измерений и, соответственно, на информативность реконструируемого изображения; Для снижения влияния погрешности источников вторичных напряжений в приборе применены специализированные для медицинских целей DC-DC преобразователи, имеющие высокую стабильность выдаваемых значений и малый уровень флуктуации выходных напряжений и наилучшее соотношение сигнал/шум;The separation of the channels of the injected and recorded signals by placing them on separate boards, led to a decrease in the level of spurious components of the recorded signal. In addition, a secondary signal filter was introduced, which, together with a change in the measurement algorithm, allowed us to reduce the effect of transient and inter-channel interference on the measurement results and, accordingly, on the information content of the reconstructed image; To reduce the influence of the error of the sources of secondary voltages, the device uses DC-DC converters specialized for medical purposes, which have high stability of the output values and a low level of fluctuation of the output voltages and the best signal-to-noise ratio;
Сверх яркий светодиод прототипа заменен на маломощный красный лазер - визир. Это позволило точно фиксировать матрицу электродов, что немаловажно при диагностике молочных желез большого размера и необходимости производить больше одного позиционирования микропроцессорного датчика на груди.The super bright LED of the prototype has been replaced by a low-power red laser - a sight. This made it possible to accurately fix the matrix of electrodes, which is important for the diagnosis of large mammary glands and the need to produce more than one positioning of a microprocessor sensor on the chest.
Кроме того, создана, зарегистрирована и использована новая компьютерная программа обработки данных, полученных в результате измерения, что позволило с помощью математической обработки сигнала выделить информативную часть как активной, так и реактивной составляющих электрического сигнала, что повышает в целом информативность, стабильность и воспроизводимость электроимпедансных изображений молочной железы (Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ NQ 2007610436 от 11.01.2007 г.).In addition, a new computer program for processing the data obtained as a result of measurement was created, registered and used, which allowed using mathematical processing of the signal to isolate the informative part of both the active and reactive components of the electric signal, which increases the overall information content, stability and reproducibility of electrical impedance images breast (Certificate of registration of a computer program N Q 2007610436 dated January 11, 2007).
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Заявляемое изобретение применяется в области медицинской техники и может быть использовано для диагностики как патологических, так и непатологических изменений в тканях молочной железы, для контроля за процессом лечения, а также для скрининга (предварительной диагностики с выделением «гpyппы pиcкa»).The claimed invention is used in the field of medical technology and can be used to diagnose both pathological and non-pathological changes in the tissues of the mammary gland, to monitor the treatment process, as well as for screening (preliminary diagnostics with the highlight of the "risk list").
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить разрешающую способность изображений (маммограм) при реконструкции и визуализации распределения электропроводности внутри биологических тканей, снизить уровень шумов в регистрируемых электрических сигналах, изменить алгоритм обработки сигналов и использовать для работы программу, позволяющую проводить диагностику по полученным трехмерным изображениям. Thus, the proposed technical solution allows to increase the resolution of images (mammograms) during reconstruction and visualization of the electrical conductivity distribution inside biological tissues, reduce the noise level in the recorded electrical signals, change the signal processing algorithm and use a program that allows diagnostics to be performed on the obtained three-dimensional images.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Электроимпедансный компьютерный маммограф, содержащий корпус, на наружной поверхности которого расположены измерительные электроды, а внутри корпуса расположен соединенный с персональным компьютером управляющий микропроцессор, на платах которого расположены инжектирующий и измерительный каналы, соединенные линиями связи с дешифратором адреса и с выносными электродами инжектирующего и измерительного каналов, отличающийся тем, что инжектирующий и измерительный каналы расположены на двух отдельных платах микропроцессора, соединенных между собой наподобие сэндвича, а все токопроводящие части измерительного канала покрыты одинаковым металлом.1. An electric impedance computer mammograph containing a housing, on the outer surface of which there are measuring electrodes, and inside the housing there is a control microprocessor connected to a personal computer, on the boards of which there are injection and measuring channels connected by communication lines to an address decoder and with remote electrodes of injection and measuring channels, characterized in that the injection and measuring channels are located on two separate microprocessor boards, connected interconnected like a sandwich, and all the conductive parts of the measuring channel are coated with the same metal.
2. Электроимпедансный компьютерный маммограф по п. 1 , отличающийся тем, что инжектирующий канал содержит источник вторичного напряжения, инжектирующие мультиплексоры, пороговый детектор, генератор переменного тока и цифро-аналоговый преобразователь. 2. The electric impedance computer mammograph according to claim 1, characterized in that the injection channel contains a secondary voltage source, injection multiplexers, a threshold detector, an alternator and a digital-to-analog converter.
3. Электроимпедансный компьютерный маммограф по п. 1 , отличающийся тем, что измерительный канал содержит источник вторичного напряжения, измерительные мультиплексоры, схему фильтрации, измеритель разности потенциалов и аналого-цифровой преобразователь.3. An electric impedance computer mammograph according to claim 1, characterized in that the measuring channel comprises a secondary voltage source, measuring multiplexers, a filtering circuit, a potential difference meter and an analog-to-digital converter.
4. Электроимпедансный компьютерный маммограф по п. 2 или п. 3, отличающийся тем, что источник вторичного напряжения выполнен в виде DC-DC преобразователя.4. The electric impedance computer mammograph according to claim 2 or claim 3, characterized in that the secondary voltage source is made in the form of a DC-DC converter.
5. Электроимпедансный компьютерный маммограф по п. 1 или по п. 3, отличающийся тем, что он снабжен фильтром вторичного сигнала.5. An electrical impedance computer mammograph according to claim 1 or claim 3, characterized in that it is equipped with a secondary signal filter.
6. Электроимпедансный компьютерный маммограф по п. 1 , отличающийся тем, что каждый измерительный электрод выполнен в виде закрепленной внутри корпуса втулки с установленным в ней с возможностью перемещения подпружиненным стержнем.6. The electric impedance computer mammograph according to claim 1, characterized in that each measuring electrode is made in the form of a sleeve fixed inside the body of the sleeve with a spring-loaded rod that can be moved with it.
7. Электроимпедансный компьютерный маммограф по п. 1 , отличающийся тем, что выносные электроды выполнены контактными гелиевыми. 7. The electric impedance computer mammograph according to claim 1, characterized in that the remote electrodes are made of helium contact.
PCT/RU2007/000651 2007-07-05 2007-11-21 Electroimpedance computer mammograph WO2009005392A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200900233A EA200900233A1 (en) 2007-07-05 2007-11-21 ELECTROIMPEDANCE COMPUTER MAMMOGRAPH
CN2007800422853A CN101534709B (en) 2007-07-05 2007-11-21 Electroimpedance computer mammograph

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007125413 2007-07-05
RU2007125413 2007-07-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009005392A1 true WO2009005392A1 (en) 2009-01-08

Family

ID=40226286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2007/000651 WO2009005392A1 (en) 2007-07-05 2007-11-21 Electroimpedance computer mammograph

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN101534709B (en)
EA (1) EA200900233A1 (en)
WO (1) WO2009005392A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU202356U1 (en) * 2020-10-12 2021-02-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" Device for detecting neoplasms in the mammary gland

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5588429A (en) * 1991-07-09 1996-12-31 Rensselaer Polytechnic Institute Process for producing optimal current patterns for electrical impedance tomography
RU2127075C1 (en) * 1996-12-11 1999-03-10 Корженевский Александр Владимирович Method for producing tomographic image of body and electrical-impedance tomographic scanner
RU2141134C1 (en) * 1992-11-24 1999-11-10 Стивен И. МакТэггарт Device for combination of audio and video messages
US6167300A (en) * 1999-03-08 2000-12-26 Tci Incorporated Electric mammograph

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5588429A (en) * 1991-07-09 1996-12-31 Rensselaer Polytechnic Institute Process for producing optimal current patterns for electrical impedance tomography
RU2141134C1 (en) * 1992-11-24 1999-11-10 Стивен И. МакТэггарт Device for combination of audio and video messages
RU2127075C1 (en) * 1996-12-11 1999-03-10 Корженевский Александр Владимирович Method for producing tomographic image of body and electrical-impedance tomographic scanner
US6167300A (en) * 1999-03-08 2000-12-26 Tci Incorporated Electric mammograph

Also Published As

Publication number Publication date
CN101534709A (en) 2009-09-16
CN101534709B (en) 2012-10-10
EA012006B1 (en) 2009-06-30
EA200900233A1 (en) 2009-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2127075C1 (en) Method for producing tomographic image of body and electrical-impedance tomographic scanner
US6167300A (en) Electric mammograph
Zou et al. A review of electrical impedance techniques for breast cancer detection
Halter et al. A broadband high-frequency electrical impedance tomography system for breast imaging
CA2684324C (en) Monitoring system and probe
US20040243018A1 (en) Apparatus and method for determining adequacy of electrode-to-skin contact and electrode quality for bioelectrical measurements
CA2615845A1 (en) Index determination
US20070055123A1 (en) Measuring apparatus and its method
Singh et al. A low-cost portable wireless multi-frequency electrical impedance tomography system
CA3063914A1 (en) Needle impedance electromyography and electrical impedance imaging for enhanced muscle diagnostics
Mosquera et al. Implementation of a low cost prototype for electrical impedance tomography based on the integrated circuit for body composition measurement AFE4300
RU66932U1 (en) ELECTRIC IMPEDANCE COMPUTER MAMMOGRAPH
RU2153285C1 (en) Electric mammograph device
Ohmine et al. Basic study of new diagnostic modality according to noninvasive measurement of the electrical conductivity of tissues
WO2009005392A1 (en) Electroimpedance computer mammograph
RU109394U1 (en) ELECTRIC IMPEDANCE TOMOGRAPH
KR20130016204A (en) Method and apparatus for non-invasive analysing the structure and chemical composition of bone tissue eliminating the influence of surrounding tissues
WO2014137246A1 (en) Method for detecting neoplasms in the mammary gland and mammography unit
Kumar et al. Analysis and validation of medical application through electrical impedance based system
Kanti Bera et al. Common ground method of current injection in electrical impedance tomography
Miao et al. A new symmetric semi-parallel electrical impedance tomography (EIT) system-II: The performance
RU212641U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE ELECTRICAL CONDUCTIVITY OF THE SKIN
Singh et al. Smart & assistive electrical impedance tomographic tool for clinical imaging
RU2387373C2 (en) Method of obtaining tomographic body image
Yampilov et al. Development of an electrode unit for a bioimpedance spectrometry device

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780042285.3

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200900233

Country of ref document: EA

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07866938

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07866938

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1