面向乳腺癌早期风险监测的可穿戴式系统设计与实现

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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。前期我们已经完成基于REIS技术的乳腺癌临床检测仪器,并在临床测试中取得了良好的效果。本文面向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。本文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。
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