电子鼻在环境、食品质量检测等方面都具有广泛的应用。目前,医用电子鼻尚不成熟,仍处于实验室研究阶段。本项目研究并构建了一个医用电子鼻系统,重点研究金属氧化物气体传感器的灵敏度和最低检测限。在此基础上,针对乳腺癌医用电子鼻系统,进行传感器选型和传感器阵列设计。论文从病理学的角度,对医用电子鼻的可行性进行了论证。阐述了医用电子鼻的发展现状,指出其发展中存在的问题,并对其工作原理做出详细介绍。以TGS822为代表,对金属氧化物传感器的性能进行测试,包括其工作电阻的特性、重复性、稳定性等,重点研究其灵敏度和最低检测限特性。研究表明,TGS822对乙醇气体具有较高的灵敏度,最低能够检测到61ppb的乙醇气体。研究了加热电压对TGS822灵敏度的影响,研究表明,随着加热电压由3.5V-5.5V变化,传感器灵敏度先升高后降低,存在一个最佳加热电压。对几种信号采样电路进行比较,分析了采样电路对传感器灵敏度的影响。采用了一种双传感器电路,与传统的分压法相比,传感器的灵敏度得到明显提高。论文以检测乳腺癌为目标,围绕着患者呼气中的挥发性生物标志物,进行了气体传感器的调查研究,最终选定了日本FIGARO公司的TGS822、TGS2620、TGS2602、TGS2600;日本根本公司的QS-01;韩国OGMA公司的Gsbt11;英国城市技术的4ETO等传感器构成传感器阵列。由于患者呼出气体中生物标志物的浓度通常较低(ppb-ppt级),则要求医用电子鼻的传感器具有很低的LoD(最低检测限)。但是,在目前的技术条件下,普通气体传感器都达不到这个要求,为此提出了预浓缩装置的必要性。在数据处理方面,由于传感器输出信号不平滑,因此采用滑动平均法对输出信号进行预处理,从而更有利于数据分析。