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設計方案和解決方案

331.png背景分析:

基于微磁傳感器陣列磁成像技術(shù)在生物醫療領(lǐng)域已得到日益廣泛應用。利用多通道心磁系統提取的陣列心磁、腦磁、胎兒心磁信號,需要對其進(jìn)行磁成像分析,實(shí)現心磁、腦磁信號、胎兒心磁醫學(xué)信息的可視化分析和指標提取,供醫生解讀。人體心臟周期性搏動(dòng)會(huì )產(chǎn)生生物電流,該電流可在胸部產(chǎn)生100pT微弱的磁場(chǎng)信號,腦部和胎兒心磁活動(dòng)可產(chǎn)生100fT的微弱信號。心磁圖是一種無(wú)創(chuàng )性記錄心臟活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)變化的技術(shù),記錄的主要是由切線(xiàn)方向產(chǎn)生的心磁信號,因此可以同時(shí)檢測交流及直流的磁場(chǎng)信號,能夠較真實(shí)的反映心臟的電生理情況。腦磁圖是通過(guò)非侵入性測量微弱的腦磁場(chǎng)信號來(lái)研究腦功能的圖像技術(shù)。一般都是采用超導量子干涉儀采集如此微弱的心磁信號和腦磁信號,并通過(guò)專(zhuān)業(yè)的軟件、算法對信號進(jìn)行處理并繪制出心磁圖、腦磁圖,來(lái)檢測病人的心臟、大腦健康狀況。雖然超導量子干涉儀精度和靈敏度很高,但需要在超低溫超導條件下才能正常工作,且設備價(jià)格昂貴、操作復雜,不便于大規模推廣使用。國創(chuàng )微磁基礎傳感器具有體積小、功耗低、高精度、高靈敏度、高性?xún)r(jià)比、高可靠性、操作方便等綜合優(yōu)勢,在進(jìn)行心磁圖和腦磁圖檢測中均具有廣泛的應用。

 

331.png功能:

與心電圖相比,人體的磁信號比電信號雖然微弱,但是更加穩定,因為人體組織是由非磁性物質(zhì)組成,不受胸壁、肋骨等介質(zhì)的干擾,所以結果更加可靠。而巨磁阻抗效應的微磁基礎傳感器理論靈敏度可達10fT(1×10-14T),所以可以測量心磁、腦磁和胎兒心磁,并且完全具有替代SQUID的潛力優(yōu)勢,將進(jìn)一步降低醫療成本,并為推廣心磁圖、腦磁圖和胎兒心磁圖的應用做出應有貢獻。

 

331.png原理:

人體中氧化還原反應的進(jìn)行引起電子的轉移或離子的移動(dòng),形成生物電流。由于運動(dòng)的電荷產(chǎn)生磁場(chǎng),所以凡產(chǎn)生生物電信號的部分均產(chǎn)生生物磁信號。心磁信號主要來(lái)源于心臟組織細胞膜間帶電離子流動(dòng)產(chǎn)生的電流,是由心臟的電活動(dòng)引發(fā)的。腦磁圖測量的磁場(chǎng)主要來(lái)源是大腦皮質(zhì)錐狀細胞樹(shù)突產(chǎn)生的突觸后電位,胎兒心磁相比成人心磁更加微弱。國創(chuàng )微磁基礎傳感器是利用巨磁阻抗效應,即磁場(chǎng)變化引起敏感材料的阻抗發(fā)生巨大變化原理,可以檢測微弱的生物磁信號。

 

331.png技術(shù)解決方案:

利用國創(chuàng )微磁基礎傳感器作多通道心磁、腦磁或胎兒心磁檢測探頭,將采集的多路心磁、腦磁信號和胎兒心磁信號,輸入專(zhuān)用軟件,進(jìn)行濾波、計算并顯示,繪制成心磁圖、腦磁圖和胎兒心磁圖,從而用于心臟、大腦和胎兒心臟的病理檢測和分析。



04心磁圖腦磁圖.jpg


331.png系統主要組成:

1、國創(chuàng )磁成像醫療設備微磁基礎傳感器陣列、通訊模塊、數字信號處理單元等組成;

2、微磁基礎傳感器陣列按照多通道形成梯度磁傳感器,從而保證對心、腦等生物弱磁信息的采集和監測;

3、相關(guān)算法包括:微磁基礎傳感器陣列標定、環(huán)境噪聲抑制、磁異常目標小信號處理等;

4、數據中心:微磁基礎傳感器陣列數據、磁異常成像信號等數據信息匯集;

5、終端控制臺:顯示國創(chuàng )磁成像系統的工作狀態(tài),磁圖信息。

民用技術(shù)解決方案1.jpg







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