面向乳腺癌早期风险监测的可穿戴式系统设计与实现

摘要

乳腺癌是女性中发病率最高的恶性肿瘤，并且乳腺癌患者趋于年轻化。调查数据表明，首次经医院检查确诊已病变为乳腺癌的患者中有大约63.6％处于中晚期，导致治疗延误，影响乳腺癌患者的存活率。目前，早发现、早诊断、早治疗的“三早”治疗手段被公认为乳腺癌治疗最有效的方法，且相关领域的专家也建议女性应坚持每月做一次乳房自我检查。然而日常自查对于普通女性来说，由于缺乏专业知识，存在较大的不确定性，难以达到预期效果，仍需有效的仪器检测。但现有的钼靶、超声、MRI等检测方法不仅存在对人体有害或费用昂贵等不足，而且均需要去医院就诊，并不适合日常自查。因此，开发一套可以协助女性自查的便携设备是有必要的。本研究内容更针对这一问题，基于共振频率的电阻抗频谱（REIS）技术，设计并开发了一款用于乳腺癌早期风险监测的可穿戴系统。
　　本研究面向REIS技术的可穿戴式应用进行了设计，实现乳腺癌早期风险监测的可穿戴系统。系统主要分为智能胸衣、移动终端、云服务器三个部分。智能胸衣是系统的检测部分，内部集成了电极传感器，利用REIS技术原理采集乳房的阻抗数据。移动终端是系统的人机交互部分，不仅可以连接控制智能胸衣；还拥有可以提示相关信息，反映当前测量状态的界面；更能上传测量数据。云服务器是系统的后台服务部分，可以为用户提供风险值计算和数据存储服务，保存用户每次的测量数据。经过不断的调试与优化，本文研究开发的系统基本实现了预期目标，完成了各部分的功能。智能胸衣可以很好地采集到乳腺数据，并传输给手机；移动终端使用简单、清晰、明了，可以连接胸衣和服务器，显示并控制整个测量流程；云服务器实时监听客户端的请求，接受并存储用户数据，计算并返回风险值。调试过程中，系统先后进行了模拟测试和实体测试，验证胸衣的数据采集功能。模拟测试中，系统重复测试稳定的物理电容，发现每次测的共振频率误差均未超过2%，系统稳定性良好。在医院初步的实体测试中，测量的乳房数据对被测对象的异常情况有明显反应。最后就系统实现可穿戴存在的问题和解决方案进行了分析，为系统进一步优化明确了方向，使系统可以更快地推广应用，协助女性自查，为系统在乳腺癌早期风险监测中发挥作用奠定了基础。

目录

声明

第 1 章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 智慧医疗发展概况

1.3 乳腺癌早期风险监测系统的提出

1.4 本文主要研究内容

1.5 本章小结

第 2 章 系统检测技术介绍

2.1 生物电阻抗技术介绍

2.2 REIS检测技术应用

2.3 基于REIS已完成的检测装置分析

2.4 本章小结

第 3 章 可穿戴式系统方案设计

3.1 系统整体方案设计

3.2 智能胸衣设计

3.3 移动终端设计

3.4 服务器设计

3.5本章小结

第 4 章 可穿戴式系统实现

4.1 智能胸衣实现

4.2 移动终端实现

4.3 服务器实现

4.4 系统整体工作测试

4.5 本章小结

第 5 章 系统数据采集测试与分析

5.1 测试电容阵列

5.2 数据处理方法

5.2 滤波效果图

5.3 系统工作状态测试与分析

5.4 临床数据采集与分析

5.5 本章小结

第 6 章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录1 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目

附录2 已完成装置实物图

附录3 电极重复性实验数据