一种人工植入肝脏弹性检测装置的制作方法

1.本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种人工植入肝脏弹性检测装置。


背景技术：

2.乙肝肝纤维化是慢性乙肝发展到肝硬化的过渡阶段，肝纤维化是指肝脏细胞外基质尤其是胶原纤维的异常积累，肝纤维化不加干预可发展为肝硬化甚至肝癌。早期肝纤维化是可逆的，监测组织机械特性，对早期肝纤维化做出有效诊断，临床尽早采取干预措施提供依据，减少乙肝发展为肝硬化及肝癌。乙肝肝硬化危害极大，可引起肝癌、门静脉高压、腹水等并发症，一旦出现腹水，死亡风险明显增加。对于慢性病而言，患者的自我管理水平直接影响预后，乙肝亦不例外，定期复查是患者自我管理的基本内容。而现代快节奏生活模式，复查花费时间多导致乙肝患者自我管理难度高，因此，对患有乙肝的患者进行植入监测装置是非常必要的。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提出一种人工植入肝脏弹性检测装置，以解决上述问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种人工植入肝脏弹性检测装置，所述装置包括：
5.信号发射器,所述信号发射器植入到肝脏内部，用于产生机械横波；
6.若干个均匀布设在肝脏表面的信号接收器,用于接收机械横波，并将所述机械横波转化为电信号，并进行处理；
7.计算机，与所述信号接收器无线连接，用于根据发出机械横波到接收机械横波所用的时间及信号发射器与信号接收器之间的距离，计算出机械横波在肝脏组织中的传播速度,再使用弹性模量公式计算出肝脏的弹性模量，所述距离通过ct测量得到。
8.优选地，所述信号发射器包括球形外壳，所述球形壳体表面为多孔结构，所述球形外壳内部中心位置布设方形外壳，所述方形外壳周侧内壁上分别固定有圆柱体，所述圆柱体上缠绕有线圈，所述方形外壳的中心位置布设有磁化性能的正方体结构，所述正方体结构的每个顶点均连接一个弹簧，所述正方体结构的每个面与所述圆柱体相对设置。
9.优选地，所述球形外壳表面采用聚丙烯、聚酯或膨化聚四氟乙烯组织相容性高的材料，通过编制形成多孔结构。
10.优选地，所述球形外壳表面的多孔结构孔径的大小便于肝细胞长入，使发射器与接收器位置相对固定,孔径大小为100-300um。
11.优选地，还包括蓝牙芯片，所述信号接收器与所述计算机通过蓝牙芯片连接。
12.优选地，所述信号发射器包括第一时间芯片，用于控制信号的发射时间；
13.控制芯片，用于在指定发射时间控制线圈通电；
14.所述信号接收器包括压电换能器，用于将机械横波转换为的电信号；
15.信号转换器，用于将电信号转换为数字信号；
16.第二时间芯片，用于记录当前信号接收器的压电换能器接收到信号的时间；
17.存储器，用于存储当前接收器的编号。
18.优选地，控制线圈通电包括：
19.将正方体结构相对的面设为一组，分为上面下面、左面右面、前面后面三组，每次只选取其中的一组面与对应的线圈通电，产生变化的磁场，使正方体发成震动，形成机械横波，通电时一组中两个面交替通电。
20.本发明技术效果：使用本发明的装置能够更加方便测量肝脏弹性，除此之外，本装置的整体结构具有质量轻和体积小，便于及时测量，提高了测量效率。
附图说明
21.图1为本发明实施例的人工植入肝脏弹性检测装置的结构示意图；
22.图2为本发明实施例的信号发射器的结构示意图；
23.图3为本发明实施例的信号接收器的结构示意图；
24.其中，方形外壳1，圆柱体2，正方体结构3，弹簧4，球形外壳5，磁铁6，振动膜7，线圈8，显影金属9，外壳10，引线11，信号发射器12，贴片13。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术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技术。
26.如图1-3所示，本实施例中提供一种人工植入肝脏弹性检测装置，所述装置包括：
27.信号发射器12,所述信号发射器12植入到肝脏内部，用于产生机械横波；
28.若干个均匀布设在肝脏表面的信号接收器，用于接收机械横波，并将所述机械横波转化为电信号；本实施例中，将肝脏分为上面、下面、左面、右面、前面、后面共计6个面，每个面上设有信号接收器对应响应的信号接收器，例如1、2号信号接收器布设在肝脏的上表面，肝脏的下表面对应3、4号信号接收器；
29.计算机，与所述信号接收器无线连接，用于根据发出机械横波及接收到机械横波所用时间及信号发射器12与信号接收器之间的距离，计算出机械波在肝脏组织中的传播速度，再使用弹性模量公式计算出肝脏的弹性模量，所述距离通过ct测量得到。
30.进一步优化方案，所述信号发射器12包括球形外壳5，球形壳体是密封的，表面为多孔结构，所述球形外壳5内部中心位置布设方形外壳1，所述方形外壳1周侧内壁上分别固定有圆柱体2，所述圆柱体2上缠绕有线圈，所述方形外壳1的中心位置布设有磁化性能的正方体结构3，能在磁场中表现出磁性，所述正方体结构3的每个顶点均连接一个弹簧4，所述正方体结构3的每个面与所述圆柱体2相对设置。本发明是通过交替变化的磁场使磁化性能的正方体结构产生振动，从而使动球形外壳震动，本实施例中，球形外壳5的直径尽量小，其直径远远小于机械横波的半波长的距离，以便于机械横波作为球面波进行传播。
31.线圈在不通电状态下，与正方体结构3处于悬空静止状态，线圈在通电状态下，对每组线圈分别进行间歇式通电，例如若对上下这组线圈进行操作时，只对上面的线圈通电，产生磁场，对磁性材料有吸引力，因此会吸引所述正方体结构3，使正方体产生向上的运动，此时根据冲量守恒方形壳体产生向下的运动，若只对下面的线圈通电，方形壳体则产生向上的运动。
32.进一步优化方案，所述球形外壳5表面采用聚丙烯、聚酯或膨化聚四氟乙烯组织相容性高的材料，通过编制形成多孔结构。
33.进一步优化方案，所述球形外壳表面的多孔结构孔径的大小便于肝细胞长入，使发射器与接收器位置相对固定,所述孔径大小为100-300um。
34.进一步优化方案，本装置还包括蓝牙芯片，所述信号处理装置与所述计算机通过蓝牙芯片连接。
35.进一步优化方案，所述信号发射器包括第一时间芯片，用于控制信号的发射时间；
36.控制芯片，用于在指定发射时间控制线圈通电；本实施例中，控制芯片连接有电源，构成自动电流脉冲发生器。
37.所述信号接收器包括压电换能器，用于将机械横波转换为的电信号；
38.信号转换器，用于将电信号转换为数字信号；
39.第二时间芯片，用于记录当前信号接收器的压电换能器接收到信号的时间；
40.存储器，用于存储当前接收器的编号。
41.进一步优化方案，所述信号接收器还包括判断单元，所述判断单元与所述信号转换器、存储器连接，用于判断当前信号经过信号转换后与信号发射器发出的机械横波的频率是否相同，若相同，则将该信号传输至存储器，否则存储器不存储该信号，避免人体运动过程产生肝组织振动干扰正常测量。
42.进一步优化方案，控制线圈通电包括：
43.将正方体结构3相对的面设为一组，分为上面下面、左面右面、前面后面三组，每次只选取其中的一组面与对应的线圈通电，产生变化的磁场，使正方体发成震动，形成机械横波，通电时一组中两个面交替通电。
44.例如，设置好固定的时间点，上午8：00仅信号发射器12中的上下面作用产生机械横波振动，此时信号采集装置只存储设置好的上下的接收器的时间，上午9：00仅信号发射器12的左右面作用产生机械横波振动，此时信号采集装置只存储设置好的左右的接收器的时间。
45.进一步优化方案，所述信号接收器固定在贴片13上，所述贴片13缝在肝脏表面，所述贴片13由丝状材料编织而成，可采用聚丙烯、聚酯或膨化聚四氟乙烯补片等组织相容性高的材料，设置贴片孔100μm-300μm,以便结缔组织长入，贴片13不从肝脏表面脱落。
46.进一步优化方案，信号接收器包括外壳10，外壳10上安装有振动膜7，外壳10与振动膜7形成空腔，空腔内安装有磁铁6,磁铁6外周有线圈8,线圈8与外壳10固定，磁铁6与振动膜7固定连接，线圈8连接有引线11，引线11与数据采集装置连接，振动膜7上涂有显影金属9，振动膜7上可以预制数字的显影结构，作为该信号接收器的编号，通过ct扫描即可得到该信号接收器的编号，机械横波传到肝脏表面就会挤压震动膜产生震动，震动膜带动磁铁运动，从而在线圈8上产生电流，电流通过引线11传输到信号采集装置上。
47.显影金属9的选取：选取与人的组织、信号接收器中的器件等有密度差的即可。
48.工作过程为：通过手术将信号发射器12植入肝脏中心，将贴片13均匀缝合在肝脏表面，术后进行肝脏ct扫描，获取各编号信号接收器所在位置，及各编信号接收器号距离信号发射器的距离，即接收器距离机械横波发射器球心距离-球半径距离，将上述信息存储至体外计算机，计算机根据发出信号与接收信号的时间差及信号发射器与接收器的距离，测
出该机械横波的速度c，根据弹性模量公式：e＝3ρc2，其中e为弹性模量，c为机械横波在肝脏组织中的传播速度，ρ为肝脏组织密度,计算出该信号发射器到信号接收器上肝脏组织的弹性，如果计算所得弹性模量较前增大，则提示肝脏弹性减低，推荐及时就医，其中ρ通过ct测量获得，ct值是测定人体某一局部组织或器官密度大小的一种计量单位，用来表述ct图像上组织结构的相对密度，通常称亨氏单位(hounsfield unit，hu)，在ct图像中测量机械横波传播途径上的平均hu值，根据公式ρ＝47 1.122*hu得到机械横波传播途径上肝脏组织的平均密度。
49.当肝脏发生萎缩时，可导致实际的机械横波传播距离比记录值短，从而导致计算的弹性模量增大，当计算所得弹性模量出现明显变化时，应当进行ct扫描复查，并与之前的ct扫描图像进行对比，若发生肝脏萎缩，则应将肝脏萎缩情况报道给医生，并重新测量各接收器距离信号发生器的距离，修正距离后得到实际的弹性模量。
50.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。