一种新型检测肿瘤组织特征的等效电容测量系统的优化设计和可行性分析.pdf

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1、生物医学工程研究20l4JoumalofBiomedicalEngineeringResearch⋯r，I33(2)：’76～81l一种新型检测肿瘤组织特征的等效电容测量系统的优化设计和可行性分析术赵伟杰△，林兴建，刘晓娟，厉力华，郑斌(1．杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院，杭州I310018；2．俄克拉荷马州立大学电气与计算机工程学院，斯帝尔沃特，0K74078)摘要：不同阶段的癌细胞和正常细胞有明显的容抗特性差异，为寻找一种廉价、非介入式的、可连续实时检测的癌组织早期诊断方法，设计了并验证一套高分辨率的容抗测量系统。采用DDS扫频技

2、术、电压电流转换电路、匹配电感以及模拟乳腺容抗负载构成交变电流激励的Lc谐振系统，测量谐振频率计算生物组织等效电容值，不同的电容值会反映病理阶段信息。在100～1000pF的模拟电容负载测量中，测得该系统的电容分辨率达到8pF。该系统可初步用于人体组织等效容抗测量，为癌组织的早期风险预警提供一种新的方法。关键词：癌组织检测；等效电容；谐振；电容测量；分辨率中图分类号：R318文献标识码：A文章编号：1672-6278(2014)02-0076-06AnOptimizedDesignofNewFeaturestoDetectTumorTissu

3、eEquivalentApacitanceMeasurementSystemandFeasibilityAnalysisZHAOWeijie，LINXingjian，L1UXiaojuan，LILihua，ZHENGBin(1．CollegeofZinformationscience&instrumentengineering，HangzhoudianziUniversity，Hangzhou310018，China；2．SchoolofElectricalandComputerEngineering，OklahomaStateUnivers

4、ity，Stillwater，OK74078，USA)Abstract：Differentstagesofcancercellsandnormalcellshavesignificantdifferenceincapacitance．Lookingforaninexpensive，non—invasivemethodforearlydiagnosisofcancer．ahigh—resolutionbio—tissuecapacitancemeasurementsystemwasdesigned．ThesystemconsistedofDDS

5、module，vohage—currentconversioncircuit，matchinginductorandsimulationcapacitiveandpeakdetectioncircuit．Whenthesystemwasdrivenbyalternatingcurrent，thecircuitwouldresonate．Thebreastequivalentcapacitancecouldbecal—culatedbymatchinginductorandresonant~equency．Differentequivalent

6、capacitorvalueswouldreflectthepathologicalstage．Whenthesimulationcapacitancewas100～1000pF．thesystemcapacitanceresolutionwas8pF．Thesystemcanbeusedforbio—tissuee—quivalentcapacitancemeasurements，providinganewdiagnosisofcancerearlywarning．Keywords：Cancerwarning；Equivalentcapac

7、itance；Resonance；Capacitancemeasurement；Resolution过各种手段，延长生存时间。研究表明，癌症治疗关1引言键是早发现、早诊断。对一些癌症，如果发现的足够癌症是影响人类健康的最为严重的疾病。对于早，是可能治愈的，如乳腺癌、甲状腺癌，宫颈癌等。大部分癌症，特别是晚期癌症，如肝癌，肺癌，胰腺癌因此，科学家们在癌症的早期诊断方面做了不懈的等恶性肿瘤，人类目前还没找到治愈的方法，只能通努力，世界上许多国家都针对本国国情开展了许多国家自然科学基金资助项目(61271063)；浙江省教育厅科研计划资助项目(Y2

8、01223324)；浙江省科技计划公益项目(2013C33164)。△通信作者Email：zwj@hdu．edu．cn第2期赵伟杰，等：一种新型检测肿瘤组织特征的等