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设计方案和解决方案

331.png背景分析:

基于微磁传感器阵列磁成像技术在生物医疗领域已得到日益广泛应用。利用多通道心磁系统提取的阵列心磁脑磁胎儿心磁信号,需要对其进行磁成像分析,实现心磁脑磁信号胎儿心磁医学信息的可视化分析和指标提取,供医生解读。人体心脏周期性搏动会产生生物电流,该电流可在胸部产生100pT微弱的磁场信号,脑部和胎儿心磁活动可产生100fT的微弱信号。心磁图是一种无创性记录心脏活动时产生的电磁场变化的技术,记录的主要是由切线方向产生的心磁信号,因此可以同时检测交流及直流的磁场信号,能够较真实的反映心脏的电生理情况。脑磁图是通过非侵入性测量微弱的脑磁场信号来研究脑功能的图像技术。一般都是采用超导量子干涉仪采集如此微弱的心磁信号和脑磁信号,并通过专业的软件、算法对信号进行处理并绘制出心磁图、脑磁图来检测病人的心脏、大脑健康状况。虽然超导量子干涉仪精度和灵敏度很高,但需要在超低温超导条件下才能正常工作,且设备价格昂贵、操作复杂,不便于大规模推广使用。国创微磁基础传感器具有体积小、功耗低、高精度、高灵敏度、高性价比、高可靠性、操作方便等综合优势,在进行心磁图和脑磁图检测中均具有广泛的应用。

 

331.png功能:

与心电图相比,人体的磁信号比电信号虽然微弱,但是更加稳定,因为人体组织是由非磁性物质组成,不受胸壁、肋骨等介质的干扰,所以结果更加可靠。而巨磁阻抗效应的微磁基础传感器理论灵敏度可达10fT(1×10-14T),所以可以测量心磁脑磁和胎儿心磁,并且完全具有替代SQUID的潜力优势,将进一步降低医疗成本,并为推广心磁图脑磁图和胎儿心磁图的应用做出应有贡献。

 

331.png原理:

人体中氧化还原反应的进行引起电子的转移或离子的移动,形成生物电流。由于运动的电荷产生磁场,所以凡产生生物电信号的部分均产生生物磁信号。心磁信号主要来源于心脏组织细胞膜间带电离子流动产生的电流,是由心脏的电活动引发的。脑磁图测量的磁场主要来源是大脑皮质锥状细胞树突产生的突触后电位,胎儿心磁相比成人心磁更加微弱。国创微磁基础传感器是利用巨磁阻抗效应,即磁场变化引起敏感材料的阻抗发生巨大变化原理,可以检测微弱的生物磁信号。

 

331.png技术解决方案:

利用国创微磁基础传感器作多通道心磁脑磁或胎儿心磁检测探头,将采集的多路心磁脑磁信号和胎儿心磁信号,输入专用软件,进行滤波、计算并显示,绘制成心磁图脑磁图和胎儿心磁图,从而用于心脏大脑和胎儿心脏的病理检测和分析。



04心磁图脑磁图.jpg


331.png系统主要组成:

1、国创磁成像医疗设备微磁基础传感器阵列、通讯模块、数字信号处理单元等组成;

2、微磁基础传感器阵列按照多通道形成梯度磁传感器,从而保证对心、脑等生物弱磁信息的采集和监测;

3、相关算法包括:微磁基础传感器阵列标定、环境噪声抑制、磁异常目标小信号处理等;

4、数据中心:微磁基础传感器阵列数据、磁异常成像信号等数据信息汇集;

5、终端控制台:显示国创磁成像系统的工作状态,磁图信息。

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