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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在生物醫療領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,需要對其進行磁成像分析,實現心磁、腦磁信號、胎兒心磁醫學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會產生生物電流,該電流可在胸部產生100pT微弱的磁場信號,腦部和胎兒心磁活動可產生100fT的微弱信號。心磁圖是一種無創性記錄心臟活動時產生的電磁場變化的技術,記錄的主要是由切線方向產生的心磁信號,因此可以同時檢測交流及直流的磁場信號,能夠較真實的反映心臟的電生理情況。腦磁圖是通過非侵入性測量微弱的腦磁場信號來研究腦功能的圖像技術。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,并通過專業的軟件、算法對信號進行處理并繪制出心磁圖、腦磁圖,來檢測病人的心臟、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,且設備價格昂貴、操作復雜,不便于大規模推廣使用。國創微磁基礎傳感器具有體積小、功耗低、高精度、高靈敏度、高性價比、高可靠性、操作方便等綜合優勢,在進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組成,不受胸壁、肋骨等介質的干擾,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的潛力優勢,將進一步降低醫療成本,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行引起電子的轉移或離子的移動,形成生物電流。由于運動的電荷產生磁場,所以凡產生生物電信號的部分均產生生物磁信號。心磁信號主要來源于心臟組織細胞膜間帶電離子流動產生的電流,是由心臟的電活動引發的。腦磁圖測量的磁場主要來源是大腦皮質錐狀細胞樹突產生的突觸后電位,胎兒心磁相比成人心磁更加微弱。國創微磁基礎傳感器是利用巨磁阻抗效應,即磁場變化引起敏感材料的阻抗發生巨大變化原理,可以檢測微弱的生物磁信號。

         

        331.png技術解決方案:

        利用國創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,輸入專用軟件,進行濾波、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。



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        331.png系統主要組成:

        1、國創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、相關算法包括:微磁基礎傳感器陣列標定、環境噪聲抑制、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:顯示國創磁成像系統的工作狀態,磁圖信息。

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