CN113456049A - 一种肝脏硬化检测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种肝脏硬化检测系统，包括：电源，用于输出电流；驱动伸缩件，包括：探针和形状记忆合金丝，其中，所述形状记忆合金丝用于在电流通过的情况下进行收缩带动所述探针进行运动，所述探针用于探测待测物体的软硬程度；软件，用于控制所述电源向驱动伸缩件输出第一预定电流，获取在所述第一预定电流的作用下的所述形状记忆合金丝的第一电阻，其中，所述第一预定电流用于驱动所述探针探测第一肝脏；将所述第一电阻与预定电阻进行比较，得到所述第一电阻相对于所述预定电阻的电阻相对值，其中，所述预定电阻为使用所述肝脏硬化检测系统检测已知模量的第二肝脏在所述第一预定电流作用下的电阻；根据所述电阻相对值和所述第二肝脏的模量确定所述第一肝脏的模量。通过本申请解决了传统肝穿刺活检对病人创伤大且无法实时获得检查结果的问题。
Description
技术领域
本申请涉及到医学测量领域，具体而言，涉及一种肝脏硬化检测系统。
背景技术
在传统的肝脏硬化检测的金标准是需要进行肝穿刺活检组织病理学检查，上述检查需要将部分肝脏活检后至于实验室进行检查，该方法对病人的创伤较大且无法实时获得检查结果。
发明内容
本申请实施例提供了一种肝脏硬化检测系统，以至少解决传统肝穿刺活检对病人创伤大且无法实时获得检查结果的问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种肝脏硬化检测系统，包括：
电源，用于输出电流；
驱动伸缩件，包括：探针和形状记忆合金丝，其中，所述形状记忆合金丝用于在电流通过的情况下进行收缩带动所述探针进行运动，所述探针用于探测待测物体的软硬程度；
软件，用于控制所述电源向驱动伸缩件输出第一预定电流，获取在所述第一预定电流的作用下的所述形状记忆合金丝的第一电阻，其中，所述第一预定电流用于驱动所述探针探测第一肝脏；将所述第一电阻与预定电阻进行比较，得到所述第一电阻相对于所述预定电阻的电阻相对值，其中，所述预定电阻为使用所述肝脏硬化检测系统检测已知模量的第二肝脏在所述第一预定电流作用下的电阻；根据所述电阻相对值和所述第二肝脏的模量确定所述第一肝脏的模量。
进一步的，所述探针头部的形状为圆形。
进一步的，所述针头部的圆形的直径范围：1.5mm至3mm。
进一步的，所述形状记忆合金丝直径20到50微米。
进一步的，所述第一预定电流值的下限为20mA，峰值为60mA到120mA。
进一步的，所述软件用于：
根据所述电阻相对值确定所述第一肝脏的模量与所述第二肝脏的模量相对值；
根据所述模量相对值和所述第二肝脏的模量确定所述第一肝脏的模量。
进一步的，所述软件用于：
根据所述第一电阻和所述预定电阻计算得到所述第一肝脏对应的标签数值，其中，所述标签数值用于指示所述第一电阻和所述预定电阻在数值上的差距大小，其中，所述标签数值包括以下至少之一：所述第一电阻和所述预定电阻的差值与所述预定电阻的比例、所述第一电阻和所述预定电阻的差值。
进一步的，所述第一预定电流是随时间发生变化的电流，所述第一电阻为随时间变化的第一电阻曲线，所述预定电阻为随时间变化的第二电阻曲线。
进一步的，所述软件用于：
将所述第一电阻曲线和所述第二电阻曲线进行比较得到所述电阻相对值的变化曲线；
根据所述电阻相对值的变化曲线得到所述电阻相对值。
进一步的，所述软件还用于根据所述第一肝脏的模量确定所述第一肝脏硬化情况。
在本申请实施例中，采用了一种肝脏硬化检测系统，包括：电源，用于输出电流；驱动伸缩件，包括：探针和形状记忆合金，其中，所述形状记忆合金丝用于在电流通过的情况下进行收缩带动所述探针进行运动，所述探针用于探测待测物体的软硬程度；软件，用于控制所述电源向驱动伸缩件输出第一预定电流，获取在所述第一预定电流的作用下的所述形状记忆合金丝的第一电阻，其中，所述第一预定电流用于驱动所述探针探测第一肝脏；将所述第一电阻与预定电阻进行比较，得到所述第一电阻相对于所述预定电阻的电阻相对值，其中，所述预定电阻为使用所述肝脏硬化检测系统检测已知模量的第二肝脏在所述第一预定电流作用下的电阻；根据所述电阻相对值和所述第二肝脏的模量确定所述第一肝脏的模量。通过本申请解决了传统肝穿刺活检对病人创伤大且无法实时获得检查结果的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的肝脏硬化检测系统的结构示意图；
图2是根据本申请实施例的肝脏硬化检测方法的流程示意图；
图3是根据本申请实施例的肝脏硬化检测系统实施时的不同模量下的电流-电阻关系示意图；
图中，各附图标记的含义如下：
约束件1、伸缩段11、固定模块12、探针2、探测行程21、驱动伸缩件3、电源4。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
一般金属材料受到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服点，就产生塑性变形，应力消除后留下永久变形。但有些材料，在发生了塑性变形后，经过合适的热过程，能够回复到变形前的形状，这种现象叫做形状记忆效应(SME)。具有形状记忆效应的金属一般是两种以上金属元素组成的合金，称为形状记忆合金(SMA)。
在本实施例利用上述形状记忆合金效应，提供一种肝脏硬化的检测系统，图1是本申请实施例的肝脏硬化检测系统的结构示意图，如图1所示，包括：
电源，用于输出电流；
驱动伸缩件，包括：探针和形状记忆合金丝，其中，所述形状记忆合金丝用于在电流通过的情况下进行收缩带动所述探针进行运动，所述探针用于探测待测物体的软硬程度；
软件，用于控制所述电源向驱动伸缩件输出第一预定电流，获取在所述第一预定电流的作用下的所述形状记忆合金丝的第一电阻，其中，所述第一预定电流用于驱动所述探针探测第一肝脏；将所述第一电阻与预定电阻进行比较，得到所述第一电阻相对于所述预定电阻的电阻相对值，其中，所述预定电阻为使用所述肝脏硬化检测系统检测已知模量的第二肝脏在所述第一预定电流作用下的电阻；根据所述电阻相对值和所述第二肝脏的模量确定所述第一肝脏的模量。
上述检测系统，利用软件控制第一预定电流作用于形状记忆合金丝上，从而带动探针探测待检测的物体，同时利用软件记录形状记忆合金丝上的电阻值，该电阻值反映的是形状记忆合金丝行程的大小，其与待检测的物体的硬度成反比，将获得的电阻值与已知的正常硬度的第二肝脏的电阻值比较获得电阻相对值，即可根据电阻相对值以及正常硬度的第二肝脏的模量获得待检测的肝脏的模量。通过上述系统，解决了传统肝穿刺活检对病人创伤大且无法实时获得检查结果的问题。
基于上述检测系统，本发明的实施例还提供了一种肝脏硬化检测方法，图2是根据本申请实施例的肝脏硬化检测方法的流程示意图，如图2所示，该方法的流程包括以下步骤：
步骤S102、向驱动伸缩件输出第一预定电流，其中，所述驱动伸缩件包括：用于在电流通过的情况下进行收缩带动探针进行运动的形状记忆合金丝，所述探针用于探测物体的软硬程度；
步骤S104、获取在所述第一预定电流的作用下的所述形状记忆合金丝的第一电阻；
步骤S106、将所述第一电阻与预定电阻进行比较，得到所述第一电阻相对于所述预定电阻的电阻相对值，其中，所述预定电阻为使用所述肝脏硬化检测系统检测已知模量的第二肝脏在所述第一预定电流作用下的电阻；
步骤S108、根据所述电阻相对值和所述第二肝脏的模量确定所述第一肝脏的模量。
上述探测过程，对不同硬度的肝脏会形成对应的力和探测行程的对应关系，再结合形状记忆合金丝本身所具有的电流-力以及电阻-行程的对应关系，可以将力和探测行程的对应关系转化成形状记忆合金丝在不同硬度的肝脏下的电流-电阻的对应关系，从而方便测量肝脏的硬度。检测过程实时，且减少了活检对患者的创伤。
作为一个可选的实施方式，为了稳定地推动探针运动和往复，上述驱动伸缩件还包括以下部件：
约束件1，所述约束件1包括有伸缩段11及位于所述伸缩段11两端的固定模块12；所述探针2一端与所述约束件1一端的固定模块12相连接，所述探针2另一端贯穿所述约束件1另一端的固定模块12；所述形状记忆合金丝的两端分别与所述约束件1两端的固定模块12相连接，所述形状记忆合金丝外接电源4，用于通过收缩带动伸缩段收缩，从而使探针2伸出探测待测物体。其中所述伸缩段11为弹簧。通过上述方式，探针2在形状记忆合金丝和弹簧的共同的力的作用下，在固定模块12的导向下运动。
上述过程中，形状记忆合金丝在电驱动下提供可控推力F，形状记忆合金丝的推力F与驱动电流I有关，在一定范围内为非线性正相关；利用弹簧作为回复部分的提供的阻力为F'，F'与弹簧的形变有关；探针阻力f：与受测物体模量、探针针尖形状有关。上述各个力满足F＝F'+f。因此，在第一电流和探针形状确定的情况下，待测的第一肝脏硬度越大，则形状记忆合金丝的行程越小，即反映在检测到的形状记忆合金丝的电阻越小。
进一步的，在上述可选的实施例中，所述驱动伸缩件的外接电源为脉冲电。所述脉冲电用于对形状记忆合金丝进行加热，所述驱动伸缩件在外接电源停电降温后松弛，在伸缩段的带动下回伸，从而使探针恢复原状。
优选的，由于肝脏组织的模量较小，其中健康的肝脏组织的模量在10kpa左右，病变肝脏组织的一般在25kpa～35kpa左右，因此探针较容易刺入，故优选所述探针头部的形状为圆形。所述探针在本实施例中优选为高模量高强度材料，包括但不限于合金或陶瓷或碳化硅材质。
探针的球头较小，则在同样力的情况下对物体施加的压强较大，可以获得的有效行程较大；反之，探针的球头较大，则在同样力的情况下对物体施加的压强较小，只有在探测模量较小的物体时才可以获得的可观的有效行程。具体的，针对肝脏的模量，优选所述探针头部的圆形的直径范围：1.5mm至3mm。
作为优选的实施方式，为确保高频率和高测试精度，所述形状记忆合金丝的直径为20微米到50微米。
作为优选的实施方式，为了获得有效的行程，所述第一预定电流值的下限为20mA，峰值为60mA到120mA。在其余条件不变的情况下，电流峰值越大，则探针的驱动力越大，行程越大。因此，当选择的探针头部的圆形直径越大时，为了获得有效的行程，需提供越大的峰值电流。
作为优选的实施方式，为了获得第一肝脏的模量，所述软件用于：
根据所述电阻相对值确定所述第一肝脏的模量与所述第二肝脏的模量相对值；
根据所述模量相对值和所述第二肝脏的模量确定所述第一肝脏的模量。
更为具体的，第一肝脏的绝对模量需要通过与健康肝脏进行比较获得，上述结果间接通过比较获得第一电阻和预定电阻之间的相对值进行，因此所述软件还用于：
根据所述第一电阻和所述预定电阻计算得到所述第一肝脏对应的标签数值，其中，所述标签数值用于指示所述第一电阻和所述预定电阻在数值上的差距大小，其中，所述标签数值包括以下至少之一：所述第一电阻和所述预定电阻的差值与所述预定电阻的比例、所述第一电阻和所述预定电阻的差值。
通过上述比例关系和/或差值等反映第一电阻和预定电阻之间的相对值，最终通过相对值结合健康肝脏的模量获得待检测的第一肝脏的模量。
作为优选的实施方式，为便捷地进行比较第一肝脏和第二肝脏的电流-电阻曲线，所述第一预定电流是随时间发生变化的电流，所述第一电阻为随时间变化的第一电阻曲线，所述预定电阻为随时间变化的第二电阻曲线。如图3所示，为根据本申请实施例的肝脏硬化检测系统实施时的不同模量下的电流-电阻关系示意图。不同的硬度的肝脏对应的电流-电阻关系图具有不同的曲线位置，其中模量1、模量2和模量3依次减小。通过上述电流-电阻曲线，可以方便地将测得的目标肝脏与健康肝脏的硬度情况进行比较。
具体的，在上述电流-电阻曲线的比较过程中，所述软件用于：
将所述第一电阻曲线和所述第二电阻曲线进行比较得到所述电阻相对值的变化曲线；
根据所述电阻相对值的变化曲线得到所述电阻相对值。
作为优选的实施方式，所述模量与硬度之间有明确的关系，通过肝脏的模量越大则硬度越大，因此所述软件还用于根据所述第一肝脏的模量确定所述第一肝脏硬化情况。
根据本申请的再一个方面，提供一种处理器，用于执行软件，所述软件用于执行所述的一种肝脏硬化检测方法。
根据本申请的又一个方面，提供一种存储器，用于存储软件，所述软件用于执行所述的一种肝脏硬化检测方法。
需要说明的是，上述软件执行的一种肝脏硬化检测方法与前面的介绍的一种肝脏硬化检测方法相同，在此不再赘述。
在本实施例中，提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行以上实施例中的方法。
这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤，对应与不同的步骤可以通过不同的模块来实现。
上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在存储器中(或称为计算机可读介质)，计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种肝脏硬化检测系统，其特征在于，包括：
电源，用于输出电流；
驱动伸缩件，包括：探针和形状记忆合金丝，其中，所述形状记忆合金丝用于在电流通过的情况下进行收缩带动所述探针进行运动，所述探针用于探测待测物体的软硬程度；
软件，用于控制所述电源向驱动伸缩件输出第一预定电流，获取在所述第一预定电流的作用下的所述形状记忆合金丝的第一电阻，其中，所述第一预定电流用于驱动所述探针探测第一肝脏；将所述第一电阻与预定电阻进行比较，得到所述第一电阻相对于所述预定电阻的电阻相对值，其中，所述预定电阻为使用所述肝脏硬化检测系统检测已知模量的第二肝脏在所述第一预定电流作用下的电阻；根据所述电阻相对值和所述第二肝脏的模量确定所述第一肝脏的模量。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述探针头部的形状为圆形。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述探针头部的圆形的直径范围：1.5mm至3mm。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述形状记忆合金丝直径20到50微米。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一预定电流值的下限为20mA，峰值为60mA到120mA。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述软件用于：
根据所述电阻相对值确定所述第一肝脏的模量与所述第二肝脏的模量相对值；
根据所述模量相对值和所述第二肝脏的模量确定所述第一肝脏的模量。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述软件用于：
根据所述第一电阻和所述预定电阻计算得到所述第一肝脏对应的标签数值，其中，所述标签数值用于指示所述第一电阻和所述预定电阻在数值上的差距大小，其中，所述标签数值包括以下至少之一：所述第一电阻和所述预定电阻的差值与所述预定电阻的比例、所述第一电阻和所述预定电阻的差值。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一预定电流是随时间发生变化的电流，所述第一电阻为随时间变化的第一电阻曲线，所述预定电阻为随时间变化的第二电阻曲线。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述软件用于：
将所述第一电阻曲线和所述第二电阻曲线进行比较得到所述电阻相对值的变化曲线；
根据所述电阻相对值的变化曲线得到所述电阻相对值。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述软件还用于根据所述第一肝脏的模量确定所述第一肝脏硬化情况。
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