CN102727198B - 乳腺癌早期风险评估装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乳腺癌早期风险评估装置。本发明中的扫频正弦波发生电路的输出端与电压/电流转换电路输入端连接，电压/电流转换电路的输出端与阻抗匹配电路输入端连接，阻抗匹配电路输出端与测试电极阵列连接，测试电极阵列放在测试对象乳腺组织上；幅值处理单元输入端连接到电压/电流转换电路的输出端，幅值处理单元的输出端连接到下位机的I/O口；第一电源连接扫频正弦波电路、电压/电流转换电路、测试电极阵列和下位机；第二电源连接幅值处理单元；测试电极阵列的控制口与扫频正弦波电路的控制口连接下位机的I/O口；下位机通过I/O口与上位机输入端连接完成数据传输。本发明检查方便，且装置简单，成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种预测与诊断乳腺组织病变风险程度的生物医疗装置。
背景技术
乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一。据有关部门统计，我国妇女乳腺癌的发病率目前正以每年3%-4%的增长率急剧上升，每年约有18万妇女罹患乳腺癌，1.3万多妇女死于乳腺癌，乳腺癌已经成为我国改革开放以后死亡率增长最快的癌症。
迄今为止，包括CT，MRI，超声等现有的一些医学成像技术，由于使用射线，核素，对人体有害，价格昂贵或操作困难等原因，还不能实现长时间、连续检测。电阻抗断层成像(EIT)技术虽然是一种廉价的无损伤检测技术，但EIT图像重建的过程对误差比较敏感，成像效果相对较差，EIT的结构像(空间)分辨率还有待继续提高。
医学研究表明，阻抗实部和虚部均蕴含着丰富的生理和病理信息，复阻抗的虚部信号虚弱，大约是实部信息的十分之一。人体某些组织与器官富有很好的左右对称性，如手、脚、眼、耳等，乳腺组织亦如此。不仅这些器官外表对称，其功能与结构在正常情况下也是大体上对称。两侧组织或器官同时患病的可能性非常低，即便同时患病，其与正常组织表现的特性也有极大差异。所以，不对称乳腺组织阻抗特性蕴含着极大地病理或生理信息。实验表明，乳腺癌恶性病灶组织的电容和电导要比正常组织或良性病变高50倍。
发明内容
本发明目的就是针对年轻女性避免因乳腺X射线检查有效率过低而需要频繁检查导致的辐射问题，以及乳腺磁共振成像的价格昂贵等问题，提出一种简便而且无副作用的年轻女性乳腺检测早期评估装置。
本发明采用以下技术方案：
乳腺癌早期风险评估装置，包括扫频正弦波发生电路、电压/电流转换电路、阻抗匹配电路、测试电极阵列、幅值处理单元、下位机、上位机、第一电源和第二电源。
扫频正弦波发生电路的输出端与电压/电流转换电路输入端连接，电压/电流转换电路的输出端与阻抗匹配电路输入端连接，阻抗匹配电路输出端与测试电极阵列连接，测试电极阵列放在测试对象乳腺组织上；幅值处理单元输入端连接到电压/电流转换电路的输出端，幅值处理单元的输出端连接到下位机的I/O口；第一电源连接扫频正弦波电路、电压/电流转换电路、测试电极阵列和下位机；第二电源连接幅值处理单元；测试电极阵列的控制口与扫频正弦波电路的控制口连接下位机的I/O口；下位机通过I/O口与上位机输入端连接完成数据传输。
所述的扫频正弦波发生电路由第一芯片IC1，第一晶振X1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第一电位器Re1，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7和第八电容C8组成。
在扫频正弦波发生电路中，第一芯片IC1的5脚、10脚、19脚和24脚连接到地；第一芯片IC1的6脚、11脚、18脚和23脚连接到电源；第一芯片的4脚、3脚、2脚、1脚、28脚、27脚、26脚、25脚八个数据引脚依次连接下位机的8个I/O口；第一芯片IC1的7脚、8脚和22脚三个控制引脚分别连接下位机的3个I/O口；第一芯片的9脚连接第一晶振X1的第3引脚；第一晶振X1的第2引脚连接到地；第一晶振X1的第4引脚连接到电源；第一芯片IC1的12脚连接第一电阻R1的一端；第一电阻R1的另一端连接到地；第一芯片IC1的21脚连接第二电阻R2的一端、第二电容C2的一端、第五电容C5的一端和第一电感L1的一端；第二电容C2 另一端连接第一电感L1的另一端、第三电容C3的一端、第二电感L2的一端和第六电容C6的一端；第三电容C3的另一端连接第二电感L2的另一端、第四电容C4的一端、第三电感L3的一端和第七电容C7的一端；第四电容C4的另一端连接第三电感L3的另一端、第八电容C8的一端、第三电阻R3的一端和第一芯片IC1的16脚；第一芯片IC1的16脚为扫频正弦波发生电路的输出端SIA；第二电阻R2的另一端、第五电容C5的另一端、第六电容C6的另一端、第七电容C7的另一端、第八电容C8的另一端和第三电阻R3的另一端连接到地；第一芯片IC1的15脚连接第一电容C1的一端和第一电位器Re1的2端；第一电容C1的另一端连接到地；第一电位器Re1的1端连接电源，3端连接到地；第一芯片IC1的其它引脚悬空；所述的第一芯片IC1型号为AD9850。
电压/电流转换电路由第二芯片IC2，第一运放A1，第二运放A2，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7和第九电容C9，第十电容C10，第十一电容C11，第十二电容C12组成。
在电压/电流转换电路中，输入端SIA连接第二芯片IC2的1脚和第九电容C9的一端；第九电容C9的另一端连接第二芯片IC2的3脚、第一运放A1的同相输入端、第十一电容C11的一端和第六电阻R6的一端；第一芯片IC1的2脚连接第一运放A1的输出端、第十电容C10的一端、第七电阻R7的一端；第一运放A1的反向输入端连接第十电容C10的另一端、第七电阻R7的另一端和第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端、第十一电容C11的另一端连接到地；第六电阻R6的另一端同时连接第二运放A2的反相输入端和输出端；第二芯片IC2的5脚和4脚短接并连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第二运放A2的同相输入端和第十二电容C12的一端，第十二电容C12的另一端为电压/电流转换电路的输出端Iout，第二芯片IC2的其它脚悬空；所述的第二芯片IC2型号为AD830。
阻抗匹配电路由第四电感L4，第五电感L5，第六电感L6，第七电感L7，第八电感L8和第九电感L9组成。
在阻抗匹配电路中，第四电感L4的一端为阻抗匹配电路输入端；第四电感L4的另一端连接第五电感L5的一端；第五电感L5的另一端连接第六电感L6的一端；第六电感L6的另一端连接第七电感L7的一端；第七电感L7的另一端连接第八电感L8的一端；第八电感L8的另一端连接第九电感L9的一端；第九电感L9的另一端为阻抗匹配电路的输出端。
幅值处理单元由第三芯片IC3，第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10，第十三电容C13组成。
在幅值处理单元中，电路输入端PeakIn连接第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端连接第三芯片IC3的5脚、第九电阻R9的一端；第九电阻R9的另一端连接第三芯片IC3的9脚和3脚；第十电阻R10的一端连接第三芯片IC3的6脚；第十电阻R10的另一端连接到地；第三芯片IC3的4脚连接第十三电容C13的一端；第十三电容C13的另一端连接到地；第三芯片IC3的8脚接地；第三芯片IC3的1脚和14脚分别连接到下位机的两个I/O口；第三芯片IC3的3脚为幅值处理单元的输出端；所述的第三芯片IC3的型号为PKD01。
测试电极阵列电路包括第四芯片IC4、第五芯片IC5、第十一电阻R11，第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、中心电极P0和均匀分布在其外侧的六个铜电极P1，P2，P3，P4，P5，P6。
在测试电极阵列电路中，阻抗匹配电路的输出端Lout连接第四芯片IC4的6脚、第五芯片IC5的1脚、3脚、5脚、9脚、11脚、13脚和第十一电阻R11的一端；第十一电阻R11的另一端接地；第四芯片IC4的14脚连接第十二电阻R12的一端、第十四电容C14的一端、第一电极P1；第四芯片IC4的15脚连接第十三电阻R13的一端、第十五电容C15的一端、第二电极P2；第四芯片IC4的12脚连接第十四电阻R14的一端、第十六电容C16的一端、第三电极P3；第四芯片IC4的1脚连接第十五电阻R15的一端、第十七电容C17的一端、第四电极P4；第四芯片IC4的5脚连接第十六电阻R16的一端、第十八电容C18的一端、第五电极P5；第四芯片IC4的2脚连接第十七电阻R17的一端、第十九电容C19的一端、第六电极P6；第十二电阻R12的另一端连接第五芯片IC5的12脚；第十三电阻R13的另一端连接第五芯片IC5的10脚；第十四电阻R14的另一端连接第五芯片IC5的8脚；第十五电阻R15的另一端连接第五芯片IC5的6脚；第十六电阻R16的另一端连接第五芯片IC5的4脚；第十七电阻R17的另一端连接第五芯片IC5的2脚；第四芯片IC4的三个通道选择控制引脚11脚、10脚、9脚分别连接下位机的3个I/O口；第十四电容C14的另一端、第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的另一端、第十七电容C17的另一端、第十八电容C18的另一端、第十九电容C19的另一端相连到地；所述的第四芯片IC4型号为CD4051，第五芯片IC5的型号为CD4069。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
这是一种便携式的检测装置，这种检测方法对人体无害，无特殊工作环境要求，检查方便，且装置简单，成本低廉，能方便的预测乳腺组织发生病变的风险程度。
附图说明
图1是生物组织内单个细胞等效电路模型；
图2是生物组织的简化等效电路模型；
图3是本发明电路结构示意图；
图4是扫频正弦波发生电路图；
图5是电压/电流转换电路图；
图6是阻抗匹配电路图；
图7是幅值处理单元电路图；
图8是测试电极阵列电路图；
图9是上位机接收数据流程图；
图10是下位机发送数据流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
研究表明，生物组织是由大量细胞组成的，细胞与细胞之间存在的细胞外液。其中溶解着大量离态的离子，因而细胞外液具有良好的导电性。经证实，细胞内液也具有良好的导电性，由早期一些科学家理论最终提出了等效模型的概念。其中包括如图1所示生物组织内单个细胞等效电路模型。图中，Re是细胞外液电阻，Ce是细胞外液并联电容；Rm是细胞膜的电阻，Cm是细胞膜并联电容；Ri是细胞内液电阻，Ci是细胞内液并联电容。在低频情况下（<1MHz）,细胞膜的漏电阻Rm很大，可视为开路；而内外液的并联电容Ci，Ce很小，也可视为开路。这样就得出了图2所示的生物组织的简化等效电路模型。只是此时的Ri，Re，Cm已不再是代表某个细胞内、外液电阻和细胞膜电容，而是代表整个生物组织的等效内、外液电阻和膜电容，这就是所谓的三元件模型。
本发明提供了一套采用共振频率方法的乳腺癌早期风险评估装置。该装置原理是，对两侧乳腺组织施加相同的扫频交变电流信号，通过数据采集装置采集一系列电压信号，将其形成一组电压曲线。对这一组电压信号曲线进行特征提取及分析，来评估乳腺组织是否异常。该方法不仅能测出乳腺组织的阻抗特性，而且能通过谐振频率点的扫描方式方便地区分该乳腺组织患乳腺癌的风险是低于平均水平还是高于平均水平。
如图3所示，乳腺癌早期风险评估装置，包括扫频正弦波发生电路1、电压/电流转换电路2、阻抗匹配电路3、测试电极阵列4、幅值处理单元5、下位机6、上位机7、第一电源8和第二电源9。
扫频正弦波发生电路的输出端与电压/电流转换电路输入端连接，电压/电流转换电路的输出端与阻抗匹配电路输入端连接，阻抗匹配电路输出端与测试电极阵列连接，测试电极阵列放在测试对象乳腺组织上；幅值处理单元输入端连接到电压/电流转换电路的输出端，幅值处理单元的输出端连接到下位机的I/O口；第一电源连接扫频正弦波电路、电压/电流转换电路、测试电极阵列和下位机；第二电源连接幅值处理单元；测试电极阵列的控制口与扫频正弦波电路的控制口连接下位机的I/O口；下位机通过I/O口与上位机输入端连接完成数据传输。
如图4所示，所述的扫频正弦波发生电路输出为不同频率的电压正弦波。该电路由第一芯片IC1，第一晶振X1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第一电位器Re1，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7和第八电容C8组成。
在扫频正弦波发生电路中，第一芯片IC1的5脚、10脚、19脚和24脚连接到地；第一芯片IC1的6脚、11脚、18脚和23脚连接到电源；第一芯片的4脚、3脚、2脚、1脚、28脚、27脚、26脚、25脚八个数据引脚依次连接下位机的8个I/O口；第一芯片IC1的7脚、8脚和22脚三个控制引脚分别连接下位机的3个I/O口；第一芯片的9脚连接第一晶振X1的第3引脚；第一晶振X1的第2引脚连接到地；第一晶振X1的第4引脚连接到电源；第一芯片IC1的12脚连接第一电阻R1的一端；第一电阻R1的另一端连接到地；第一芯片IC1的21脚连接第二电阻R2的一端、第二电容C2的一端、第五电容C5的一端和第一电感L1的一端；第二电容C2 另一端连接第一电感L1的另一端、第三电容C3的一端、第二电感L2的一端和第六电容C6的一端；第三电容C3的另一端连接第二电感L2的另一端、第四电容C4的一端、第三电感L3的一端和第七电容C7的一端；第四电容C4的另一端连接第三电感L3的另一端、第八电容C8的一端、第三电阻R3的一端和第一芯片IC1的16脚；第一芯片IC1的16脚为扫频正弦波发生电路的输出端SIA；第二电阻R2的另一端、第五电容C5的另一端、第六电容C6的另一端、第七电容C7的另一端、第八电容C8的另一端和第三电阻R3的另一端连接到地；第一芯片IC1的15脚连接第一电容C1的一端和第一电位器Re1的2端；第一电容C1的另一端连接到地；第一电位器Re1的1端连接电源，3端连接到地；第一芯片IC1的其它引脚悬空；所述的第一芯片IC1采用先进直接数字频率合成技术生产的高集成度产品DDS芯片AD9850。
如图5所示，电压/电流转换电路输入连接扫频正弦波发生电路的输出，将扫频正弦波发生电路输出的电压转化为恒定电流输出。该电路由第二芯片IC2，第一运放A1，第二运放A2，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7和第九电容C9，第十电容C10，第十一电容C11，第十二电容C12组成。
在电压/电流转换电路中，输入端SIA连接第二芯片IC2的1脚和第九电容C9的一端；第九电容C9的另一端连接第二芯片IC2的3脚、第一运放A1的同相输入端、第十一电容C11的一端和第六电阻R6的一端；第一芯片IC1的2脚连接第一运放A1的输出端、第十电容C10的一端、第七电阻R7的一端；第一运放A1的反向输入端连接第十电容C10的另一端、第七电阻R7的另一端和第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端、第十一电容C11的另一端连接到地；第六电阻R6的另一端同时连接第二运放A2的反相输入端和输出端；第二芯片IC2的5脚和4脚短接并连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第二运放A2的同相输入端和第十二电容C12的一端，第十二电容C12的另一端为电压/电流转换电路的输出端Iout，第二芯片IC2的其它脚悬空；所述的第二芯片IC2采用AD公司生产的高速度、视频差分放大器芯片AD830。
如图6所示，阻抗匹配电路的输入连接电压/电流转换电路的输出，用来与乳腺组织等效的容性阻抗匹配，从而能在特定频率下发生谐振，电压取得最小值；该电路由第四电感L4，第五电感L5，第六电感L6，第七电感L7，第八电感L8和第九电感L9组成。
在阻抗匹配电路中，第四电感L4的一端为阻抗匹配电路输入端；第四电感L4的另一端连接第五电感L5的一端；第五电感L5的另一端连接第六电感L6的一端；第六电感L6的另一端连接第七电感L7的一端；第七电感L7的另一端连接第八电感L8的一端；第八电感L8的另一端连接第九电感L9的一端；第九电感L9的另一端为阻抗匹配电路的输出端。
如图7所示，幅值处理单元的输入连接阻抗匹配电路的输入，用来检测阻抗匹配电路与乳腺组织串联的输出电压。幅值处理单元由第三芯片IC3，第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10，第十三电容C13组成。
在幅值处理单元中，电路输入端PeakIn连接第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端连接第三芯片IC3的5脚、第九电阻R9的一端；第九电阻R9的另一端连接第三芯片IC3的9脚和3脚；第十电阻R10的一端连接第三芯片IC3的6脚；第十电阻R10的另一端连接到地；第三芯片IC3的4脚连接第十三电容C13的一端；第十三电容C13的另一端连接到地；第三芯片IC3的8脚接地；第三芯片IC3的1脚和14脚分别连接到下位机的两个I/O口；第三芯片IC3的3脚为幅值处理单元的输出端；所述的第三芯片IC3采用AD公司生产的单片峰值探测器PKD01。
如图8所示，测试电极阵列放置在测试对象的乳腺组织上，电路用来选通放置在乳腺组织上的电极通道。测试电极阵列电路包括第四芯片IC4、第五芯片IC5、第十一电阻R11，第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、中心电极P0和均匀分布在其外侧的六个铜电极P1，P2，P3，P4，P5，P6。
在测试电极阵列电路中，阻抗匹配电路的输出端Lout连接第四芯片IC4的6脚、第五芯片IC5的1脚、3脚、5脚、9脚、11脚、13脚和第十一电阻R11的一端；第十一电阻R11的另一端接地；第四芯片IC4的14脚连接第十二电阻R12的一端、第十四电容C14的一端、第一电极P1；第四芯片IC4的15脚连接第十三电阻R13的一端、第十五电容C15的一端、第二电极P2；第四芯片IC4的12脚连接第十四电阻R14的一端、第十六电容C16的一端、第三电极P3；第四芯片IC4的1脚连接第十五电阻R15的一端、第十七电容C17的一端、第四电极P4；第四芯片IC4的5脚连接第十六电阻R16的一端、第十八电容C18的一端、第五电极P5；第四芯片IC4的2脚连接第十七电阻R17的一端、第十九电容C19的一端、第六电极P6；第十二电阻R12的另一端连接第五芯片IC5的12脚；第十三电阻R13的另一端连接第五芯片IC5的10脚；第十四电阻R14的另一端连接第五芯片IC5的8脚；第十五电阻R15的另一端连接第五芯片IC5的6脚；第十六电阻R16的另一端连接第五芯片IC5的4脚；第十七电阻R17的另一端连接第五芯片IC5的2脚；第四芯片IC4的三个通道选择控制引脚11脚、10脚、9脚分别连接下位机的3个I/O口；第十四电容C14的另一端、第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的另一端、第十七电容C17的另一端、第十八电容C18的另一端、第十九电容C19的另一端相连到地；所述的第四芯片IC4型号选用8通道数字控制模拟电子开关芯片CD4051，第五芯片IC5选用由六个COS/MOS反相器电路组成的芯片CD4069。
如图9和图10所示，上位机部分的串口数据接收、显示和存储是由VC++编写与制作。本***可实时接收多路模拟开关控制的电极的实时电压值，并将其存储等待处理。
显示部分主要显示病人编号，病人姓名，电极编号，扫描开始时间，扫描结束时5，***编号，谐振频率，扫描输出信号。
通信协议：上下位机的通信通过设置相应的软件协议进行通信，软件协议内容包括：数据帧头、串口选择、数据格式、各路电极的数据信号、数据存储方式等。上位机始终打开串口查询下位机接收缓冲区是否有数据，当下位机中有AD转换的电压数据后，发生串口中断向上位机发送一帧完整数据，上位机收到数据传送到文档中并存储起来等待处理。
本发明装置的工作原理：在这套***中，在两个***上执行相同的扫描程序、测量与记录数据过程。上位机接收下位机发送的由两侧***上各电极的200KHz-800KHz的扫频幅值响应电压信号，可由此绘制两组，每组由六条扫频幅值响应电压信号曲线组成。基于阻抗匹配电路与乳腺组织发生共振原理，对两组曲线中与对称性相关的特征进行提取，采用人工神经网络(ANN)分类，支持向量机(SVM)分类等方法对乳腺癌风险分层，即“高危”人群与“低风险”人群。通过这几种方法的分类结果，与临床诊断结果分析比较，并绘制一组受试者工作特性曲线（ROC曲线）。ROC曲线是反映敏感性和特异性连续变量的综合指标，它是以真阳性率（灵敏度）为纵坐标，假阴性率（1-特异性）为横坐标绘制的曲线。
通过AUC（指ROC曲线下的面积），评判此装置的诊断价值。比较大的AUC值，靠近左上角的ROC曲线所代表的受试者工作最准确，所以AUC越大，诊断准确性越高。
其它元器件选型：下位机选用宏晶科技生产的STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机。第一运放A1和第二运放A2选用的都是BB公司生产的高性能运算放大器OPA452。
Claims (1)
1.乳腺癌早期风险评估装置，包括扫频正弦波发生电路、电压/电流转换电路、阻抗匹配电路、测试电极阵列、幅值处理单元、下位机、上位机、第一电源和第二电源，其特征在于：
扫频正弦波发生电路的输出端与电压/电流转换电路输入端连接，电压/电流转换电路的输出端与阻抗匹配电路输入端连接，阻抗匹配电路输出端与测试电极阵列连接，测试电极阵列放在测试对象乳腺组织上；幅值处理单元输入端连接到电压/电流转换电路的输出端，幅值处理单元的输出端连接到下位机的I/O口；第一电源连接扫频正弦波发生电路、电压/电流转换电路、测试电极阵列和下位机；第二电源连接幅值处理单元；测试电极阵列的控制口与扫频正弦波发生电路的控制口连接下位机的I/O口；下位机通过I/O口与上位机输入端连接完成数据传输；
所述的扫频正弦波发生电路由第一芯片IC1，第一晶振X1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第一电位器Re1，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7和第八电容C8组成；
在扫频正弦波发生电路中，第一芯片IC1的5脚、10脚、19脚和24脚连接到地；第一芯片IC1的6脚、11脚、18脚和23脚连接到电源；第一芯片的4脚、3脚、2脚、1脚、28脚、27脚、26脚、25脚八个数据引脚依次连接下位机的8个I/O口；第一芯片IC1的7脚、8脚和22脚三个控制引脚分别连接下位机的3个I/O口；第一芯片的9脚连接第一晶振X1的第3引脚；第一晶振X1的第2引脚连接到地；第一晶振X1的第4引脚连接到电源；第一芯片IC1的12脚连接第一电阻R1的一端；第一电阻R1的另一端连接到地；第一芯片IC1的21脚连接第二电阻R2的一端、第二电容C2的一端、第五电容C5的一端和第一电感L1的一端；第二电容C2 另一端连接第一电感L1的另一端、第三电容C3的一端、第二电感L2的一端和第六电容C6的一端；第三电容C3的另一端连接第二电感L2的另一端、第四电容C4的一端、第三电感L3的一端和第七电容C7的一端；第四电容C4的另一端连接第三电感L3的另一端、第八电容C8的一端、第三电阻R3的一端和第一芯片IC1的16脚；第一芯片IC1的16脚为扫频正弦波发生电路的输出端SIA；第二电阻R2的另一端、第五电容C5的另一端、第六电容C6的另一端、第七电容C7的另一端、第八电容C8的另一端和第三电阻R3的另一端连接到地；第一芯片IC1的15脚连接第一电容C1的一端和第一电位器Re1的2端；第一电容C1的另一端连接到地；第一电位器Re1的1端连接电源，3端连接到地；第一芯片IC1的其它引脚悬空；所述的第一芯片IC1型号为AD9850；
电压/电流转换电路由第二芯片IC2，第一运放A1，第二运放A2，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7和第九电容C9，第十电容C10，第十一电容C11，第十二电容C12组成；
在电压/电流转换电路中，输入端SIA连接第二芯片IC2的1脚和第九电容C9的一端；第九电容C9的另一端连接第二芯片IC2的3脚、第一运放A1的同相输入端、第十一电容C11的一端和第六电阻R6的一端；第二芯片IC2的2脚连接第一运放A1的输出端、第十电容C10的一端、第七电阻R7的一端；第一运放A1的反向输入端连接第十电容C10的另一端、第七电阻R7的另一端和第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端、第十一电容C11的另一端连接到地；第六电阻R6的另一端同时连接第二运放A2的反相输入端和输出端；第二芯片IC2的5脚和4脚短接并连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第二运放A2的同相输入端和第十二电容C12的一端，第十二电容C12的另一端为电压/电流转换电路的输出端Iout，第二芯片IC2的其它脚悬空；所述的第二芯片IC2型号为AD830；
阻抗匹配电路由第四电感L4，第五电感L5，第六电感L6，第七电感L7，第八电感L8和第九电感L9组成；
在阻抗匹配电路中，第四电感L4的一端为阻抗匹配电路输入端；第四电感L4的另一端连接第五电感L5的一端；第五电感L5的另一端连接第六电感L6的一端；第六电感L6的另一端连接第七电感L7的一端；第七电感L7的另一端连接第八电感L8的一端；第八电感L8的另一端连接第九电感L9的一端；第九电感L9的另一端为阻抗匹配电路的输出端；
幅值处理单元由第三芯片IC3，第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10，第十三电容C13组成；
在幅值处理单元中，电路输入端PeakIn连接第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端连接第三芯片IC3的5脚、第九电阻R9的一端；第九电阻R9的另一端连接第三芯片IC3的9脚和3脚；第十电阻R10的一端连接第三芯片IC3的6脚；第十电阻R10的另一端连接到地；第三芯片IC3的4脚连接第十三电容C13的一端；第十三电容C13的另一端连接到地；第三芯片IC3的8脚接地；第三芯片IC3的1脚和14脚分别连接到下位机的两个I/O口；第三芯片IC3的3脚为幅值处理单元的输出端；所述的第三芯片IC3的型号为PKD01；
测试电极阵列包括第四芯片IC4、第五芯片IC5、第十一电阻R11，第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、中心电极P0和均匀分布在其外侧的六个铜电极P1，P2，P3，P4，P5，P6；
在测试电极阵列电路中，阻抗匹配电路的输出端Lout连接第四芯片IC4的6脚、第五芯片IC5的1脚、3脚、5脚、9脚、11脚、13脚和第十一电阻R11的一端；第十一电阻R11的另一端接地；第四芯片IC4的14脚连接第十二电阻R12的一端、第十四电容C14的一端、第一电极P1；第四芯片IC4的15脚连接第十三电阻R13的一端、第十五电容C15的一端、第二电极P2；第四芯片IC4的12脚连接第十四电阻R14的一端、第十六电容C16的一端、第三电极P3；第四芯片IC4的1脚连接第十五电阻R15的一端、第十七电容C17的一端、第四电极P4；第四芯片IC4的5脚连接第十六电阻R16的一端、第十八电容C18的一端、第五电极P5；第四芯片IC4的2脚连接第十七电阻R17的一端、第十九电容C19的一端、第六电极P6；第十二电阻R12的另一端连接第五芯片IC5的12脚；第十三电阻R13的另一端连接第五芯片IC5的10脚；第十四电阻R14的另一端连接第五芯片IC5的8脚；第十五电阻R15的另一端连接第五芯片IC5的6脚；第十六电阻R16的另一端连接第五芯片IC5的4脚；第十七电阻R17的另一端连接第五芯片IC5的2脚；第四芯片IC4的三个通道选择控制引脚11脚、10脚、9脚分别连接下位机的3个I/O口；第十四电容C14的另一端、第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的另一端、第十七电容C17的另一端、第十八电容C18的另一端、第十九电容C19的另一端相连到地；所述的第四芯片IC4型号为CD4051，第五芯片IC5的型号为CD4069。
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