專利名稱：用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體識別與醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于肺癌早期檢測的基于微型傳感器陣列及模式識別技術(shù)的非侵入性的電子鼻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
癌癥是世界上除了心臟病發(fā)病率最高的病癥。據(jù)世界衛(wèi)生組織報道，在因癌癥導(dǎo)致的死亡案例中，肺癌患者約為18%，占主導(dǎo)地位，全世界每年約有130萬人因此去世。但癌癥早期的癥狀往往很少，發(fā)展到一定階段后才漸漸表現(xiàn)出一系列病狀和體征。有研究表明，癌癥早期診斷相比較癌癥晚期診斷5年存活率要高出60%。如果早期發(fā)現(xiàn)癌癥，在還是局部腫瘤的情況下，患者生存率可以有相當(dāng)大的改善，所以早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療是提聞癌癥生存率和降低死亡率的關(guān)鍵。肺癌病人呼出氣體中具有某些與正常人有差異的特征性揮發(fā)性有機(jī)化合物成分，這些氣體的差異通過一定的臨床試驗是可以檢測出來的。細(xì)胞生物學(xué)研究指出，腫瘤的生長往往伴隨著基因或者蛋白質(zhì)的改變，這可能會導(dǎo)致細(xì)胞膜發(fā)生過氧化反應(yīng)，進(jìn)而影響揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放。已有的氣相色譜/質(zhì)譜研究表明，一些揮發(fā)性有機(jī)化合物在癌癥患者呼氣中的濃度與健康人呼氣中的濃度相差很大，比如C4-C11或單甲基烷烴以及某些苯的衍生物，這些氣體可以作為肺癌的特征性標(biāo)志物。已知的可以作為肺癌的特異性標(biāo)志物的VOCs有甲基肼、乙醇、鄰二甲苯、苯乙烯、甲苯、氨基脲、1，3，5-環(huán)庚三烯、聯(lián)氨、4-甲基辛烷、2-乙基-1-己醇等。而目前肺癌的常規(guī)診斷方法并不適合廣泛篩查，這種檢查方法往往代價昂貴并且有可能判斷失誤。因此，操作簡單、準(zhǔn)確性高、非侵入性的肺癌診斷技術(shù)成為一個重要研究方向。國內(nèi)已有研究開始使用電子鼻進(jìn)行疾病的無創(chuàng)檢測，1997年，有關(guān)研究采用了氣體傳感器陣列診斷糖尿病。電子鼻是利用氣體傳感器陣列的響應(yīng)圖案來識別氣體的電子系統(tǒng)，涉及生物、材料、機(jī)械、計算機(jī)等多學(xué)科多領(lǐng)域。作為一種新型的分析儀器，通過對哺乳動物的感覺和嗅覺模擬而設(shè)計出的電子鼻，已經(jīng)能夠識別簡單或復(fù)雜的氣味。電子鼻系統(tǒng)一般由氣體取樣操作器、氣體傳感器陣列以及信號處理系統(tǒng)組成。電子鼻傳感器陣列中，每個組成傳感器對每個給定的有機(jī)混合物都提供一個獨特不同的反應(yīng)，每個傳感器的靈敏度不同，因而，每個有機(jī)混合物從傳感器列陣中分析產(chǎn)生一個獨特的“指紋”。結(jié)合模式識別方法對傳感陣列的響應(yīng)進(jìn)行識別分析，可以檢測出某些特征性VOCs的組分和濃度。但是目前商品化的電子鼻價格昂貴、體積龐大，且多用于食品、環(huán)境檢測領(lǐng)域，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域的電子鼻研究則較少。呼氣檢測作為一種常見的非侵入性診斷技術(shù)可以應(yīng)用到肺癌的早期診斷上。呼氣檢測的關(guān)鍵器件是氣體傳感器，它的工作基本原理是傳感器表面與氣體相互作用，引起電流變化。目前應(yīng)用較廣泛的氣體傳感器通常采取金屬氧化物作為敏感元件，氧化物半導(dǎo)體薄膜具有低維度、低成本、低功耗等特點，但是傳感器的靈敏度不夠高，且多數(shù)只適用于檢測一種氣體。而金屬納米粒子比表面大、缺陷少、吸附外界氣體的能力強、具有良好的生物相容性，吸附外界氣體時體內(nèi)載流子濃度變化大導(dǎo)致電信號變化明顯，作為氣體傳感器的敏感元件，可以大大提高氣體探測的靈敏度和抗干擾度。浙江大學(xué)王平等研制了一種基于虛擬聲表面波(SAW)氣體傳感器陣列技術(shù)，并且通過呼吸氣體檢測肺癌的電子鼻診斷模型。測試者只需對著電子鼻呼氣，把氣體吹入氣袋，儀器就能基于多種肺癌診斷的標(biāo)志性氣體在30分鐘內(nèi)查出是否患有肺癌。經(jīng)過約30例臨床測試，依據(jù)提出的診斷模型，可以達(dá)到的最好靈敏度為81. 48%，基本實現(xiàn)了對肺癌病患的識別。但是，這種電子鼻只進(jìn)行了十一烷和癸烷檢測，診斷的準(zhǔn)確率較低，只能作為早期癌癥監(jiān)測的初步依據(jù)；而且并沒有一套完整的采集一響應(yīng)一識別系統(tǒng)，后期對響應(yīng)信號的分析與篩選上，沒有相應(yīng)的電子圖譜數(shù)據(jù)庫，不能快速方便的識別多種氣體。由于肺癌的早期診斷技術(shù)尚未成熟，如果能夠設(shè)計一種基于新型微型傳感器陣列和模式識別技術(shù)的智能一體化檢測系統(tǒng)——該系統(tǒng)靈敏度高、響應(yīng)速度快，可以通過非侵入性的方法(采集呼氣)識別肺癌所表現(xiàn)出的微小癥狀一呼出氣體中攜帶的特異性氣體的異常水平，并依此判斷早期肺癌的發(fā)病風(fēng)險——將非常有利于肺癌的早期發(fā)現(xiàn)和愈后復(fù)發(fā)的監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明基于高靈敏度微型傳感器陣列的開發(fā)和肺癌特征性標(biāo)志氣體的圖譜數(shù)據(jù)庫的建立，提出了一種用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過檢測患者呼氣判斷患病風(fēng)險，進(jìn)行肺癌的早期檢測和愈后監(jiān)測，該系統(tǒng)具有靈敏度高、響應(yīng)快、成本低、便攜易操作等優(yōu)點。為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于，它包括呼出氣體采樣系統(tǒng)，用于控制氣體采集、流通和沖洗；微型傳感器陣列，用于采集氣體響應(yīng)信號，并將氣體響應(yīng)信號轉(zhuǎn)化為電信號；信號預(yù)處理模式識別系統(tǒng)，用于信號處理、轉(zhuǎn)換和氣體識別檢測；所述的呼出氣體采樣系統(tǒng)由氣體采樣裝置和氣室氣路單元組成，所述的微型傳感器陣列封裝在該氣室氣路單元的傳感器氣室中，所述的信號預(yù)處理和模式識別系統(tǒng)設(shè)置在所述傳感器氣室外部并與微型傳感器陣列連接。所述的氣體采樣裝置包括采用導(dǎo)管，該采用導(dǎo)管的一端為吹氣口，另一端與采樣氣囊連接，該采用導(dǎo)管上還設(shè)有單向通氣閥和限流器。所述的采用導(dǎo)管還與壓力計連接。所述的氣室氣路單元包括氣室進(jìn)氣口、單向通氣閥、質(zhì)量流量計、微型真空泵、廢氣排出口、傳感氣室，該進(jìn)氣口通過導(dǎo)管經(jīng)單向通氣閥、質(zhì)量流量計、微型真空泵和傳感器氣室連接，該傳感器氣室上還設(shè)有廢氣排出口。所述的微型傳感器陣列由若干個不同的交叉反應(yīng)微型氣體傳感器并聯(lián)組成，排列在聚四氟乙烯電路板上。所述的微型氣體傳感器由不同的功能化金屬納米單層薄膜沉積在多對平面叉指電極上，電極材料為惰性貴金屬材料，電極通過蒸鍍覆在硅基底的熱氧化物層上。所述的金屬納米單層薄膜由金屬納米粒子和巰基有機(jī)化合物合成的復(fù)合薄膜。
所述巰基有機(jī)化合物為十二烷硫醇、癸硫醇、1- 丁硫醇、2-乙基己硫醇、己硫醇、叔十二烷醇、4-甲氧基芐硫醇、2-巰基苯并惡唑和/或11-巰基-1-十一醇。所述的信號預(yù)處理和模式識別系統(tǒng)包括信號預(yù)處理電路、處理器。所述的信號預(yù)處理電路包括依次連接的調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。所述的處理器包括控制模塊和電子數(shù)據(jù)庫。所述的控制模塊用于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定性定量分析和結(jié)果顯示。所述的電子數(shù)據(jù)庫用于存儲對肺癌特異性標(biāo)志物有機(jī)物檢測分析中所需的模式識別數(shù)據(jù)。微型傳感陣列的響應(yīng)通過調(diào)理電路轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號，并經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換之后送入處理器，運用通用模式識別的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法定性測量，運用誤差反向傳播訓(xùn)練算法定量分析，氣體的響應(yīng)模式被定量的提取、映射，從而形成模式響應(yīng)面，通過訪問讀取電子數(shù)據(jù)庫的模式識別數(shù)據(jù)，識別氣體組分和濃度等信息，并給出判斷結(jié)果。所述調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路均是現(xiàn)有技術(shù)電路容易實現(xiàn)的。所述電子數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)過程是對預(yù)先已知組分和濃度的氣體試樣的傳感陣列響應(yīng)信號進(jìn)行分析，利用反向傳播人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練將傳感器響應(yīng)信號與氣體組分和濃度的關(guān)系量化成數(shù)字響應(yīng)矩陣并存儲，從而建立肺癌的特異性標(biāo)志物氣體的電子數(shù)據(jù)庫。所述數(shù)據(jù)庫可以作為肺癌檢測初步診斷的數(shù)據(jù)憑證，該數(shù)據(jù)庫的規(guī)模，即肺癌特異性標(biāo)志物一揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的種類和數(shù)量不限定，可以增加和擴(kuò)充。所述肺癌特異性標(biāo)志物是肺癌患者呼氣中氣體濃度異于健康人的VOCs，通過固相微萃取結(jié)合GC-MS方法，對肺癌人群和健康人群進(jìn)行呼氣檢測，分析兩類人群呼氣中VOCs的水平差異點，針對這些差異點確定所述特異性標(biāo)志物。本發(fā)明提出了一種新的通過檢測呼出氣體診斷肺癌的電子鼻系統(tǒng)，以肺癌細(xì)胞代謝產(chǎn)生的特異性揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)作為檢測的特征性標(biāo)志物，通過健康人群和癌癥患者的呼氣中VOCs水平的差異點辨別，基于氣體傳感器和模式識別技術(shù)識別氣體的組分與濃度，診斷肺癌是否發(fā)生。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點操作簡單，設(shè)備便攜；微型傳感器陣列采用了新型功能化金屬納米薄膜作為敏感元件，傳感器靈敏度高、抗干擾性較強，呼氣樣本不需要除濕濃縮等處理，而且可以檢測多種肺癌的特異性VOCs水平，診斷準(zhǔn)確度較高；本系統(tǒng)集成了模式識別系統(tǒng)和電子圖譜數(shù)據(jù)庫，形成一套完備的肺癌檢測診斷系統(tǒng)，提高了檢測效率，且數(shù)據(jù)庫的規(guī)模可以增加和擴(kuò)充。


圖1是本發(fā)明用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)組成框圖。圖2是本發(fā)明中氣體采樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明電子鼻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖4是微型傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。1-呼出氣體采樣系統(tǒng)；2_微型傳感器陣列；3_信號預(yù)處理與模式識別系統(tǒng)；4_吹氣口 ；5-單向通氣閥；6_壓力計；7_限流器；8_采用導(dǎo)管；9_采樣氣囊；10_氣室進(jìn)氣口 ；11_單向通氣閥；12_質(zhì)量流量計；13_微型真空泵；14_廢氣排出口 ；15_傳感器氣室；16-微型傳感器陣列；17_信號預(yù)處理電路；18_處理器(電腦);19_平面叉指電極；20_硅基底；21_硅基底上的熱氧化物層。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了具體的實施方法，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。參照附圖1，為電子鼻肺癌診斷系統(tǒng)的組成框圖，其中包括用于控制氣體采集、流通和沖洗的呼出氣體采樣系統(tǒng)I ;用于采集氣體響應(yīng)信號，將氣體信號轉(zhuǎn)化為電信號的微型傳感器陣列2 ;用于信號處理、轉(zhuǎn)換和氣體識別檢測的信號預(yù)處理和模式識別系統(tǒng)3。
圖2是本發(fā)明中氣體采樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括吹氣口 4、單向通氣閥5、壓力計
6、限流器7、采用導(dǎo)管8、采樣氣囊9，采樣氣囊的材料為聚酯薄膜，采樣時無需對待測氣體進(jìn)行除濕和濃縮等預(yù)處理，氣體通過進(jìn)氣口沿限流器、導(dǎo)管進(jìn)入采樣氣囊，限流器保證一定的呼氣壓力，以去除通過鼻腔呼吸夾帶的外源性揮發(fā)性有機(jī)化合物。采樣完畢后采樣氣囊9可以從采用導(dǎo)管8上單獨取下，以用于連接氣室氣路單元的氣室進(jìn)氣口 10。圖3是本發(fā)明電子鼻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖，如圖所示，所述的氣室氣路單元，包括氣室進(jìn)氣口 10、單向通氣閥11、質(zhì)量流量計12、微型真空泵13、廢氣排出口 14以及傳感器氣室15，氣體采樣完成后，將采樣氣囊連接到氣室進(jìn)氣口，通過控制通氣閥和泵的狀態(tài)來完成實現(xiàn)采氣和沖洗等過程。其中采樣氣囊、導(dǎo)管和氣室由聚四氟乙烯材料制成，極大減少了有機(jī)氣體在導(dǎo)管壁和氣室內(nèi)壁的吸附，提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。所述的呼出氣體采樣系統(tǒng)I由氣體采樣裝置和氣室氣路單元組成，所述的微型傳感器陣列16封裝在該氣室氣路單元的傳感器氣室15中，所述的信號預(yù)處理和模式識別系統(tǒng)3設(shè)置在所述傳感器氣室外部并與微型傳感器陣列連接。本發(fā)明所述的微型傳感器陣列，包括9個并聯(lián)的不同種類氣體傳感器，傳感器排列在聚四氟乙烯電路板上，并封裝在傳感器氣室15內(nèi)。這些傳感器主要用于提取特異性揮發(fā)性有機(jī)化合物的“指紋”信息，并將信息傳遞給所述信號預(yù)處理電路17。其中的特異性揮發(fā)性有機(jī)化合物是肺癌細(xì)胞的主要代謝產(chǎn)物，比如甲基肼、乙醇、鄰二甲苯、苯乙烯、甲苯、氨基脲等，它們在患者呼氣中的含量與健康人的水平相比往往高或低很多。目前已知可作為肺癌的特異性標(biāo)志物的VOCs在肺癌和健康人群中的相對濃度差異可以通過上述技術(shù)確定，同時利用固相微萃取結(jié)合GC-MS技術(shù)肺癌標(biāo)志物的數(shù)量和范圍還可以繼續(xù)擴(kuò)展。參照附圖3，本發(fā)明所述的微型氣體傳感器的敏感元件可以為功能化金納米粒子，所述的金納米粒子沉積在平面叉指電極19上，其中金電極蒸鍍在硅基底20的熱氧化物層21上，所述的平面叉指電極19是由電子束薄膜蒸發(fā)沉積系統(tǒng)被沉積在覆有熱氧化物的硅片上的平面叉指金電極，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計后采用的圓形電極的最大外徑為3000 μ m，10對電極本身的寬度和相鄰兩電極間的距離均為20 μ m。所述的功能化金納米粒子采用Krust法合成，選取的9種巰基化合物包括十二烷硫醇、癸硫醇、1- 丁硫醇、2-乙基己硫醇、己硫醇、叔十二烷醇、4-甲氧基芐硫醇、2-巰基苯并惡唑和11-巰基-1-1^一醇。本發(fā)明所述的信號預(yù)處理和模式識別系統(tǒng)包含信號預(yù)處理電路17、處理器18，數(shù)據(jù)處理流程如下每個傳感器都連接到信號預(yù)處理電路，可以采用已有型號的集成調(diào)理電路芯片(MAX1450)進(jìn)行信號采集、預(yù)處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換，所得數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)輸入，通過通信接口連接處理器18，獲取的標(biāo)準(zhǔn)多維數(shù)據(jù)空間利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式算法，進(jìn)行分析、判斷與顯
/Jn ο所述的電子數(shù)據(jù)庫可以利用以下方法優(yōu)化訓(xùn)練一組已知濃度氣體樣本做訓(xùn)練集，訓(xùn)練人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，并將參變量和各傳感器響應(yīng)對已知濃度的權(quán)重等函數(shù)關(guān)系記憶在網(wǎng)絡(luò)中，建立健康人和肺癌患者呼氣中特異性標(biāo)志物水平差異點的數(shù)據(jù)庫，用另一組已知濃度氣體樣本做檢驗集，反復(fù)訓(xùn)練直到人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)可以準(zhǔn)確地預(yù)報檢驗集的濃度值。下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，將有助于對本發(fā)明的理解。通過固相微萃取結(jié)合GC-MS方法進(jìn)行對肺癌人群和普通人群間VOCs水平差異點進(jìn)行分析，針對這些差異點，生成特定的金納米顆粒序列，利用特定的金納米顆粒序列檢測VOCs水平異常點，可以作出初步診斷的數(shù)據(jù)憑證。通過長期的臨床數(shù)據(jù)收集，逐步調(diào)整不同的VOC水平，可以形成龐大的數(shù)據(jù)庫，不斷完善數(shù)據(jù)庫逐漸逼近真實的肺癌VOCs水平，以提高電子鼻系統(tǒng)在信號處理單元的準(zhǔn)確性，建立電子鼻肺癌診斷模型。具體實施時，首先使用流動的高純氮氣清洗采樣氣囊5分鐘，同時待測者采取舒適的坐姿，舌頭保持合適的高度和位置，通過可去除99%以上外源性VOCs的特殊濾嘴(購自EcoMedics)，反復(fù)吸氣至肺總?cè)萘课患s5分鐘以清洗肺部，排除上呼吸道和外源性揮發(fā)性有機(jī)化合物的干擾；肺部清洗完畢后，不要憋氣，立即以固定流速對準(zhǔn)濾嘴緩慢呼氣，將氣體采集到采樣氣囊中，濾嘴中的限流器可以維持呼氣壓力在5-10cmH20，幫助軟腭閉合；封閉在氣室中的傳感器陣列也用高純氮氣沖洗，進(jìn)行初始化；接著，呼出氣體由采樣氣囊經(jīng)過質(zhì)量流量計、微型真空泵進(jìn)入氣室，使得已經(jīng)初始化的傳感器陣列暴露到氣體樣本中，當(dāng)VOCs與傳感器表面敏感元件接觸時,產(chǎn)生瞬時響應(yīng),這種響應(yīng)被記錄并傳送到信號預(yù)處理單元進(jìn)行調(diào)理、轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號后，輸入處理器利用模式識別算法，與數(shù)據(jù)庫中存儲的大量VOCs “指紋”圖案進(jìn)行比較、鑒別，以確定氣體類型，結(jié)果和判斷可在結(jié)果顯示器的可視面板上顯示，可以完成對肺癌的檢測診斷；檢測結(jié)束后用流動的高純氮氣沖洗傳感器活性材料表面以去除測量結(jié)束的氣體混合物，每次重新測量前傳感器也需用高純氮氣清洗，以達(dá)到基準(zhǔn)狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于，它包括 呼出氣體采樣系統(tǒng)(1)，用于控制氣體采集、流通和沖洗； 微型傳感器陣列(2)，用于采集氣體響應(yīng)信號，并將氣體響應(yīng)信號轉(zhuǎn)化為電信號； 信號預(yù)處理模式識別系統(tǒng)(3)，用于信號處理、轉(zhuǎn)換和氣體識別檢測； 所述的呼出氣體采樣系統(tǒng)由氣體采樣裝置和氣室氣路單元組成，所述的微型傳感器陣列封裝在該氣室氣路單元的傳感器氣室(15)中，所述的信號預(yù)處理和模式識別系統(tǒng)(3)設(shè)置在所述傳感器氣室外部并與微型傳感器陣列連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣體采樣裝置包括采用導(dǎo)管(8)，該采用導(dǎo)管(8)的一端為吹氣口(4)，另一端與采樣氣囊(9)連接，該采用導(dǎo)管(8)上還設(shè)有單向通氣閥(5)和限流器(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于，所述的采用導(dǎo)管(8)還與壓力計(6)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣室氣路單元包括氣室進(jìn)氣口( 10)、單向通氣閥(11 )、質(zhì)量流量計(12)、微型真空泵(13)、廢氣排出口( 14)、傳感氣室(15)，該進(jìn)氣口( 10)通過導(dǎo)管經(jīng)單向通氣閥(11 )、質(zhì)量流量計(12)、微型真空泵(13)和傳感器氣室(15)連接，該傳感器氣室(15)上還設(shè)有廢氣排出口( 14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于，所述的微型傳感器陣列由若干個不同的交叉反應(yīng)微型氣體傳感器并聯(lián)組成，排列在聚四氟乙烯電路板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于，所述的微型氣體傳感器由不同的功能化金屬納米單層薄膜沉積在多對平面叉指電極(19)上，電極材料為惰性貴金屬材料，電極通過蒸鍍覆在硅基底(20)的熱氧化物層(21)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于所述的金屬納米單層薄膜由金屬納米粒子和巰基有機(jī)化合物合成的復(fù)合薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于所述巰基有機(jī)化合物為十二烷硫醇、癸硫醇、1- 丁硫醇、2-乙基己硫醇、己硫醇、叔十二烷醇、4-甲氧基芐硫醇、2-巰基苯并惡唑和/或11-巰基-1-1^一醇。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號預(yù)處理和模式識別系統(tǒng)包括信號預(yù)處理電路(17)和處理器(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號預(yù)處理電路(17)包括依次連接的調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述的處理器(18)包括控制模塊和電子數(shù)據(jù)庫。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制模塊用于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定性定量分析和結(jié)果顯示，所述的電子數(shù)據(jù)庫用于存儲對肺癌特異性標(biāo)志物有機(jī)物檢測分析中所需的模式識別數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種用于肺癌早期檢測的電子鼻系統(tǒng)，包括呼出氣體采樣系統(tǒng)，用于控制氣體采集、流通和沖洗；微型傳感器陣列，用于采集氣體響應(yīng)信號，并將氣體響應(yīng)信號轉(zhuǎn)化為電信號；信號預(yù)處理模式識別系統(tǒng)，用于信號處理、轉(zhuǎn)換和氣體識別檢測；所述的呼出氣體采樣系統(tǒng)由氣體采樣裝置和氣室氣路單元組成，所述的微型傳感器陣列封裝在該氣室氣路單元的傳感器氣室中，所述的信號預(yù)處理和模式識別系統(tǒng)設(shè)置在所述傳感器氣室外部并與微型傳感器陣列連接。本發(fā)明，具有靈敏度高、響應(yīng)快、成本低、便攜易操作的優(yōu)點，且數(shù)據(jù)庫具備良好的可擴(kuò)充性，可廣泛應(yīng)用于肺癌的早期檢測、愈后監(jiān)測和高危人群篩查中。
文檔編號G01N1/24GK103018282SQ201210563428
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者張文光, 孫曉文, 吳棟棟, 李正偉 申請人:上海交通大學(xué)