CN105380645A - 一种肺磁图的检测方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种肺磁图的检测方法与装置。检测装置包括宽频推挽式发射线圈对和高灵敏度接收阵列组成的检测终端,以及目标检测模块、数据处理模块、有源磁屏蔽模块和云计算模块，其中检测终端与目标检测模块相连接，目标检测模块、有源磁屏蔽模块分别与数据处理模块相连接，数据处理模块与云计算模块相连接。本发明检测方法采用有源磁屏蔽罩抵消检测点处的外部磁噪声，用宽频交变信号控制发射线圈中的电流，通过线圈在人体胸部前后主动施加交变磁场。根据电磁感应原理，通电线圈主动发射的交变磁场在金属粉尘中产生感应磁场，通过阵列信号接收、多目标磁场反演和拼接得到肺磁场的分布图，实现快速、高效和高精度的肺磁图检测。

Description

一种肺磁图的检测方法与装置

技术领域

本发明涉及尘肺病的检测技术领域，具体涉及一种肺磁图的检测方法与装置。

背景技术

肺磁图是指胸部各点肺磁场的分布图。现有的测量方法主要是利用肺部粉尘的铁磁性特性，在体外用中等强度的磁场使之磁化，去掉磁场后可在体表测得粉尘的剩余磁场。与传统的X射线、肺功能状况检测相比，具有无损害性和高灵敏度等特点，在尘肺病的早期诊断和早期预防等方面具有良好的应用价值。然而，实际应用中存在以下问题：

（1）肺磁场的平均磁感应强度约为，相对于地磁场和城市噪声数量级而言，信号相当微弱，需要极为敏感的探头并尽量屏蔽外界磁噪声。虽然低温超导量子干涉器(SQUID)生物磁图仪已经较为成熟，但是冷却费用高，屏蔽磁噪声需要昂贵的磁屏蔽室，在临床应用和临床普及中受到限制。

（2）除了铁磁性粉尘，很多非铁磁性金属的磁性会随着外磁场的消失而消失，如铅、铝、锰等金属粉尘及其化合物，故现有方法对于非铁磁性金属粉尘并不适用。

鉴于此，本发明根据电磁感应原理提出了一种主动肺磁图的检测方法与装置。本发明所述方法具有对人体无害、检测精度高、操作方便和成本低等优点，可广泛用于尘肺病早期诊断、早期预防的临床检测等领域。

发明内容

针对目前肺磁图检测的局限性、设备昂贵和使用成本高等不足，本发明目的在于提出一种肺磁图的检测方法与装置。采用有源磁屏蔽罩抵消检测点处的外部磁噪声，用宽频交变信号控制发射线圈中的电流，通过线圈在人体胸部前后主动施加交变磁场。根据电磁感应原理，通电线圈主动发射的交变磁场在金属粉尘中产生感应磁场，通过阵列信号接收、多目标磁场反演和拼接得到肺磁场的分布图，实现快速、高效和高精度的肺磁图检测。

为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种肺磁图的检测装置，包括宽频推挽式发射线圈对和一对接收阵列组成的检测终端,以及目标检测模块、数据处理模块、有源磁屏蔽模块和云计算模块；其中检测终端与目标检测模块相连接，目标检测模块、有源磁屏蔽模块分别与数据处理模块相连接，数据处理模块与云计算模块相连接；检测终端用于发射和接收超宽带检测信号；目标检测模块用于检测信号的驱动放大和对回波信号的处理；数据处理模块用于实现整个装置的检测参数设置与控制、宽频检测信号的产生、检测数据的存储、数据通信及人机交互；云计算模块用于多目标磁场反演、单点肺磁场拼接的快速实现和数据通信；检测终端的宽频推挽式发射线圈对的两个宽频推挽式发射线圈整体形状均为条形（窄细条形），二者正对着同时发射宽频磁信号，并同步旋转遍历整个检测区域；两个宽频推挽式发射线圈各自和一组接收阵列组装在一起构成检测终端，接收阵列由多个灵敏度高的磁敏传感器排列形成，对发射点周围的邻域进行接收；宽频磁波接收信号的中心频率可以根据发射信号的频段进行调整。

进一步实施地，所述的有源磁屏蔽模块包括预处理单元和有源磁屏蔽罩；有源磁屏蔽罩由多层柔性PCB电路板构成，每层柔性PCB电路板上布有多个线圈组成平面阵列，并且阵列中每个线圈阵元的信号能单独控制，通过步进电机驱动机械装置调节有源磁屏蔽罩中每个柔性PCB电路板的曲度，从而调整有源磁屏蔽罩上磁感应线圈发射磁场的方向；同时调节有源磁屏蔽罩上每个线圈阵元发射的磁信号，使得所述接收阵列处的磁噪声最小，达到局部的、主动消噪目的；在测试之前，预处理单元负责利用磁敏元件对环境磁噪声进行感知和处理；有源磁屏蔽罩通过不断调节线圈中的电流和调整有源磁屏蔽罩的曲率，使得有源磁屏蔽罩产生的磁场与磁噪声抵消，使接收阵列磁敏传感器处接收的磁噪声最小,实现磁噪声屏蔽。

进一步实施地，所述目标检测模块包括发射单元、接收单元和频率时钟，其中发射单元根据数据处理模块的设置参数对接收的宽频检测信号进行放大和D/A转换，转换后的信号用于控制发射线圈中的电流；接收单元根据选定的接收磁敏传感器检测磁场，对检测信号进行放大、A/D转换和数据缓存；频率时钟用于控制目标检测模块中发射单元的脉冲产生、增益校准、接收单元的信号接收以及时间采样的工作时序。

进一步实施地，所述数据处理模块包括宽频信号发生单元、主控制器、检测数据缓存单元、人机交互平台、存储单元和通信单元，其中宽频信号发生单元负责宽频检测信号的产生成与驱动；主控制器采用嵌入式处理器，负责整个检测装置的探测参数设置与控制、整个检测装置不同模块之间的工作调度；检测数据缓存单元负责缓存目标检测模块接收的磁信号数据；人机交互平台负责检测参数的设置和肺磁场的图形显示；存储单元负责检测参数、检测处理结果和分类特征库的存储；通信单元负责数据处理模块与云计算模块之间数据和控制信息的传递，采用有线或无线通信模式。

进一步实施地，所述云计算模块包括多目标磁场反演单元、肺磁场拼接单元和通信单元；其中多目标磁场反演单元根据磁敏传感器接收的磁信号，采取频率估计算法和几何学原理进行多目标磁场反演；肺磁图拼接单元负责对单点肺磁场的辨识结果进行拼接，得到一个描述不同位置肺磁场的分布特性；通信单元负责云计算模块和数据处理模块之间数据和控制信息的传递，采用有线或无线通信模式。

利用所述的检测装置的肺磁图检测方法，即采用有源局部磁屏蔽罩抵消检测点处的外部磁噪声，用宽频交变信号控制发射线圈中的电流，通过发射线圈在人体胸部前后主动施加交变磁场,在金属粉尘中产生感应磁场，通过阵列信号接收、多目标磁场反演和拼接得到肺磁场的分布图，实现快速、高效和高精度的肺磁图检测。

进一步实施地，所述的肺磁图检测方法包括如下步骤：

步骤1：检测装置的参数配置；设置的参数包括发射线圈参数、宽频检测信号参数、有源屏蔽信号参数、磁场反演单元参数、通信单元参数和检测结果显示参数；

步骤2：装置设备状态检测；该步骤所检测的状态包括：发射线圈的连接状态，检测终端与数据处理模块的连接状态，接收阵列的连接状态，有源屏蔽模块与数据处理模块的连接状态，数据处理模块与人机交互模块的连接状态，通信单元的连接与在线状态，检测装置电源容量状态；

步骤3：磁噪声的屏蔽；在无检测目标的状态下，启动有源磁屏蔽模块，根据磁敏元件接收到的磁噪声，不断调整有源磁屏蔽模块中发射磁屏蔽信号的参数，通过有源磁屏蔽罩中的步进电机实现机械化调整屏蔽层的曲度，使得被测区域内的磁噪声达到最小状态；

步骤4：检测前的增益校准；其中增益校准方式包括两种：手动增益与自动增益；手动增益校准方式由检测人员根据检测对象介质的特性设置增益参数；自动增益校准方式则是在从检测对象获得样本图像后，由数据处理模块自动估算检测对象介质的增益参数；

步骤5：宽频检测信号的产生；数据处理模块的宽频信号发生单元根据步骤1所设置的宽频检测信号参数产生宽频检测信号；

步骤6：通过旋转而调整发射线圈的位置，进行肺磁场的磁量，该步骤反复进行，直至获得肺部各点磁场；

步骤7：根据单点肺磁场的反演结果进行拼接和融合，得到一个描述肺部各点磁场的肺磁场分布特性；

步骤8：根据肺磁场分布特性及其频率特性进行三维成像，将成像结果在人机交互平台中显示出来；对目标检测结果进行分类处理并在人机交互平台中显示。

进一步实施地，步骤6具体步骤包括：

步骤6.1：磁波信号发射；目标检测模块负责接收数据处理模块产生的宽频检测信号，这个接收信号在发射单元中进行放大和D/A转换，然后控制发射线圈的电流；

步骤6.2：磁波信号接收；磁波接收信号在磁敏传感器中被拾取，并经过放大和A/D转换后保存在检测数据缓存单元；

步骤6.3：对调两个发射线圈中直流偏置的极性，使两个线圈产生的恒定磁场极性对调；

步骤6.4：重复步骤6.1和步骤6.2；对调前后两组数据叠加，可除去直达磁场的影响，叠加后的检测数据发送到计算模块，在磁场反演单元进行磁场反演，具体步骤包括：

步骤6.4.1：数据预处理，包括去噪声处理及频域变换、频域滤波；

步骤6.4.2：对各点肺磁场进行反演，采用阵列信号处理方法，经过反演能获得金属粉尘的位置、磁场强度及频率特征。

与现有技术相比，本发明所提出的一种肺磁图的检测方法与装置，具有以下优点：

(1)本发明通过线圈主动加载宽频交变磁场，对金属粉尘感应的磁场的进行阵列检测，采用阵列信号处理方法对人体肺部金属粉尘的属性、分布和积聚量等特征进行识别，实现无损检测。主动检测时肺磁场强度大，易于测量，不需使用非常敏感的磁探头，不需昂贵的制冷费用。

(2)本发明使用宽频信号对目标检测，与传统的窄带信号相比，低功耗、高带宽、抗干扰、接收信号信息丰富，提高了目标的检测精度和检测效果。

(3)本发明采用有源磁屏蔽机制，不需要昂贵的专用磁屏蔽室，移动性强，降低了检测代价。

(4)与传统的检测方法相比，本发明不需要强磁场或高频电磁波，采用阵列信号处理方法提高检测精度，对硬件要求不高，检测端体积不大，设备的成本可明显降低。

(5)本发明对检测工作人员的要求降低，使用自动识别代替人工判断，操作简单方便，可以在检测过程结束后即可完成检测报告，提高了尘肺检测的效率，能够快速、准确地对尘肺病进行早期诊断。

附图说明

图1是实例中的检测原理图；

图2是实例中的发射线圈沿A-A方向的正面图；

图3是实例中的有源磁屏蔽罩示意图；

图4是实例中的检测装置结构图；

图5是实例中的检测方法的工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述说明，但本发明的实施方式不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程或参数，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。

本实施例主要是根据肺磁图检测的需求，提出的一种肺磁图的检量方法与装置。

本发明的检测原理如图1所示。在人体肺部101前后设置一对窄细条形发射线圈102，其正面如图2所示，并通过有源磁屏蔽罩103去除磁噪声干扰。数据处理模块产生的宽频检测信号传送到目标检测模块的发射单元，在发射单元中经过放大和D/A转换后控制发射线圈中的电流，通过控制两个发射线圈中直流偏置的极性可在两个线圈中产生极性相反的两个恒定磁场，构成两个磁极（N极和S极）。根据安培环路定律，通电导线中的变化电流会在导线圈周围产生交变磁场。根据法拉第定理，交变磁场在金属粉尘中会产生电流，该电流在金属粉尘的周围产生感应磁场。通过在线圈周围布置磁敏传感器104接收不同位置的磁信号，该信号主要由恒定磁场、直达磁场、感应磁场组成，其中直达磁场是在磁敏传感器上接收的交变磁场。如果对调两个发射线圈中直流偏置的极性，则线圈中的极性会对调，在检测点产生的恒定磁场与改变前的极性相反，两次检测结果进行叠加后可去除恒定磁场的影响，利用频率估计算法和阵列信号处理方法可进行多目标感应磁场反演。线圈旋转到新的位置后重复进行上述检测过程，通过线圈的旋转可遍历整个检测区域，获得整个检测区域内不同检测位置的肺磁场。根据检测结果进行单点肺磁场拼接，得到肺磁场的分布图，根据频率特性分析还可对粉尘的属性、分布和含量进行判断。

本发明的有源磁屏蔽罩的工作原理如图3所示。有源磁屏蔽罩由多层柔性PCB电路板201构成。每个电路板上布有多个线圈202组成平面阵列，每个阵元的信号可以单独控制。有源磁屏蔽罩整体具有柔性，可以通过由步进电机驱动的机械装置203，调节有源磁屏蔽罩中每个柔性PCB板的曲度，从而调整有源磁屏蔽罩上磁感应线圈发射磁场的方向。在无检测物的初始状态下，开启磁敏元件接收环境的磁噪声，通过对磁噪声的分析与处理，不断调节有源磁屏蔽罩上每个线圈阵元发射的磁信号和每个柔性PCB电路板的曲度，使得磁敏接收装置处的磁噪声最小，达到局部的、主动消噪目的，为后续的肺磁检测提供条件。为保证较好的磁屏蔽效果，有源磁屏蔽罩可以由多层柔性PCB电路板构成，每一层的曲度以及每个线圈信号都可以单独控制。线圈的形状和数量排列等不限于示例图中样式，例如每层线圈可以错开排列，形状还可以为其他任意螺旋线，排列还可以为蜂窝排列等。

本发明的装置结构图如图4所示。

本发明提出的一种肺磁图的检测装置，其特征在于包括检测终端、目标检测模块、数据处理模块、有源磁屏蔽模块和计算模块；其中检测终端与目标检测模块相连接，目标检测模块、有源磁屏蔽模块分别与数据处理模块相连接，数据处理模块与计算模块相连接；检测终端用于发射和接收超宽带检测信号；目标检测模块用于检测信号的驱动、检测磁信号的增益与数字采样处理；数据处理模块用于整个装置的检测参数设置与控制、宽频检测信号的产生、检测数据的存储、数据通信及人机交互；计算模块用于多目标磁场反演的快速实现和数据通信。

该肺磁图的检测装置实施例中的检测终端包括1对发射线圈102和1对接收阵列104。其中发射线圈是窄条型的，1对发射线圈负责宽频磁信号的发射，线圈中电流的直流分量会在两个线圈中产生恒定磁场，形成极性相反的两个磁极；在两个发射线圈周围分别各设置1个接收阵列104，由多个磁敏传感器按一定的方式排列，组成一个阵列，宽频磁波接收信号的中心频率可以根据发射信号的频段进行调整，根据法拉第定律，电路中产生的感应电动势与磁通量变化率呈比例，线圈两端的电压信号体现了线圈中磁场的变化；

该肺磁图的检测装置实施例中的目标检测模块包括发射单元、接收单元和频率时钟。其中发射单元根据数据处理模块的设置参数对接收的宽频检测信号进行放大和D/A转换，转换后的信号用于控制发射线圈中的电流；接收单元根据选定的接收磁敏传感器检测磁信号，对线圈两端的电压信号进行放大、A/D转换和数据缓存；频率时钟用于控制目标检测模块中发射单元的脉冲产生、增益校准、接收单元的信号接收以及时间采样的工作时序；

该肺磁图的检测装置实施例中的所述数据处理模块包括宽频信号发生单元、主控制器、检测数据缓存单元、人机交互平台、存储单元和通信单元。其中宽频信号发生单元负责宽频检测信号的产生成与驱动，宽频检测信号的中心频率可以根据检测深度及分辨率要求综合考虑进行选择；主控制器采用嵌入式处理器，负责整个装置的探测参数设置与控制、不同模块之间的调度，以保证整个系统正常运行；检测数据缓存单元负责缓存目标检测模块接收的磁信号数据；人机交互平台负责检测参数的设置和肺磁场的图形显示；存储单元负责检测参数、检测处理结果和分类特征库的存储；通信单元负责数据处理模块与云计算模块之间数据和控制信息的传递，可采用有线/无线通信模式，无线通信方式包括但不限于：WiFi、GPRS及3G等通信方式。

该肺磁图的检测装置实施例中的有源磁屏蔽模块包括预处理单元和有源磁屏蔽罩。在测试之前，预处理单元负责利用磁敏元件对环境磁噪声进行感知和处理；有源磁屏蔽罩通过不断调节线圈中的电流和调整有源磁屏蔽罩的曲率，使得有源磁屏蔽罩产生的磁场与磁噪声抵消，使磁敏传感器处接收的磁噪声最小,实现磁噪声屏蔽。

该肺磁图的检测装置实施例中的云计算模块包括多目标磁场反演单元、肺磁图拼接单元和通信单元。其中多目标磁场反演单元根据磁敏传感器接收的磁信号，采取频率估计算法和阵列信号处理方法进行多目标磁场反演，获得胸部各点肺磁场；肺磁图拼接单元负责对单点肺磁场的辨识结果进行拼接，得到描述不同位置肺磁场的分布特性函数；通信单元负责计算模块和数据处理模块之间数据和控制信息的传递，可采用有线/无线通信模式，无线通信方式包括但不限于：WiFi、GPRS及3G等通信方式。

本实例提出一种肺磁图的检测方法如图5所示，具体实现步骤包括：

步骤1：检测装置的参数设置。检测过程中，需要设置的参数包括：发射线圈参数设置，包括发射驱动方式选择；宽频检测信号参数设置，包括检测信号波形，信号强度，中心频率，信号带宽，信号复用模式、重复频率与发射信号初始相位；有源磁屏蔽信号参数设置，包括屏蔽信号的初始频率，幅度，有源磁屏蔽罩的初始曲度；接收磁敏传感器参数设置，包括磁波信号带宽，频率偏移值，采样频率，采样点数目；磁场反演单元参数设置，包括滤波器的阶数；通信单元参数的选择，包括无线传输单元网络连接方式与网络地址；检测结果显示参数设置，包括显示模式，坐标轴显示坐标与范围，图像显示对比度，对比度大小。

步骤2：装置设备状态检测。该步骤所检测的状态包括：发射线圈的连接状态，检测终端与数据处理模块的连接状态，接收磁敏传感器阵列的连接状态，有源磁屏蔽模块与数据处理模块的连接状态，数据处理模块与人机交互模块的连接状态，通信单元的连接与在线状态，检测装置电源容量状态；其中只有在上述装置设备状态均为正常运行的情况下，才能够进行下一步的操作；如有设备出现故障错误状态，则在人机交互平台提示错误信息，结束当前检测工作流程。

步骤3：磁噪声的屏蔽。在无检测目标的状态下，启动有源磁屏蔽模块，模块根据磁敏元件接收到的磁噪声，不断调整有源磁屏蔽模块中发射屏蔽信号参数，通过模块中的步进电机实现机械化调整屏蔽层的曲度，使得被测区域内的磁噪声达到最小状态。

步骤4：检测前的增益校准。其中增益校准方式包括两种：手动增益与自动增益；手动增益校准方式由检测人员根据检测对象介质的特性设置增益参数；自动增益校准方式则是在检测对象获得一定的样本图像后，由数据处理模块自动估算检测对象介质的增益参数；其中增益参数包括磁导率，各个频率点的增益大小，带通滤波频率带宽，对比度大小；

步骤5：宽频检测信号的产生。数据处理模块的宽频信号发生单元根据步骤1所设置的宽频检测信号参数产生宽频检测信号。

步骤6：通过旋转而调整发射线圈的位置，进行肺磁场的磁量，该步骤反复进行，直至获得肺部各点磁场，具体步骤包括：

步骤6.1：磁波信号发射。目标检测模块负责接收数据处理模块产生的宽频检测信号，这个接收信号在发射单元中进行放大和D/A转换，然后控制发射线圈的电流，该发射线圈是根据步骤1中线圈通道选择参数选择确定的，此选定线圈中的交变电流信号会在线圈周围产生交变磁场，实现磁波信号的发射。

步骤6.2：磁波信号接收。根据步骤1设置的接收线圈参数拾取宽频磁波接收信号，它在磁敏传感器中产生的电压信号经过放大和D/A转换后保存在检测数据缓存单元。

步骤6.3：对调两个发射线圈中直流偏置的极性，使两个线圈产生的恒定磁场极性对调，重复步骤6.1和步骤6.2。

步骤6.4：对调前后两组数据叠加，可除去直达波的影响，叠加后的检测数据发送到计算模块，在磁场反演单元进行磁场反演。具体步骤包括：

步骤6.4.1：数据预处理，包括去噪声处理及频域变换、频域滤波；

步骤6.4.2：对各点肺磁场进行反演，采用阵列信号处理方法，经过反演可获得金属粉尘的位置、磁场强度及频率特征。

步骤7：根据单点肺磁场的反演结果进行拼接和融合，得到一个描述肺部各点磁场的肺磁场分布特性。

步骤8：根据肺磁场分布特性及其频率特性进行三维成像，将成像结果在人机交互平台中显示出来；对目标检测结果进行分类处理并在人机交互平台中显示，其中检测结果分为以下三类进行分别处理：

(1)疑似肺尘病的肺磁图。此类图像具有肺尘病特征，为符合检测图像数据库特征信息的图像，即金属粉尘的吸入量及其分布相似度较大的图像数据，检测数据将保留在存储单元的肺尘病肺磁图的特征库中；

(2)无肺尘病的肺磁图。此类图像不具有肺尘病特征，将不存储于存储单元中，直接丢弃存储单元中整幅肺磁图的数据；

(3)可疑肺磁图。此类图像无法确诊是否具有肺尘病，该类图像数据先存储于存储单元中，等待检测数据处理模块空闲或检测完成之后由检测人员选择是否进行重复检测以及是否进行进一步精确的数据处理。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种肺磁图的检测装置，其特征在于包括一对宽频推挽式发射线圈对和两组接收阵列组成的检测终端,以及目标检测模块、数据处理模块、有源磁屏蔽模块和云计算模块；其中检测终端与目标检测模块相连接，目标检测模块、有源磁屏蔽模块分别与数据处理模块相连接，数据处理模块与云计算模块相连接；检测终端用于发射和接收超宽带检测信号；目标检测模块用于检测信号的驱动放大和对回波信号的处理；数据处理模块用于实现整个装置的检测参数设置与控制、宽频检测信号的产生、检测数据的存储、数据通信及人机交互；云计算模块用于多目标磁场反演、单点肺磁场拼接的快速实现和数据通信；宽频推挽式发射线圈整体形状均为条形，两个宽频推挽式发射线圈正对着同时发射宽频磁信号，并同步旋转遍历整个检测区域；两个宽频推挽式发射线圈各自和一组接收阵列组装在一起构成检测终端，接收阵列由多个灵敏度高的磁敏传感器排列形成，对发射点周围的邻域进行接收。

2.根据权利要求1所述的一种肺磁图的检测装置，其特征是所述的有源磁屏蔽模块包括预处理单元和有源磁屏蔽罩；有源磁屏蔽罩由多层柔性PCB电路板构成，每层柔性PCB电路板上布有多个线圈组成平面阵列，并且阵列中每个线圈阵元的信号能单独控制，通过步进电机驱动机械装置调节有源磁屏蔽罩中每个柔性PCB电路板的曲度，从而调整有源磁屏蔽罩上磁感应线圈发射磁场的方向；同时调节有源磁屏蔽罩上每个线圈阵元发射的磁信号，使得所述接收阵列处的磁噪声最小，达到局部的、主动消噪目的；在测试之前，预处理单元负责利用磁敏元件对环境磁噪声进行感知和处理。

3.根据权利要求1所述的一种肺磁图的检测装置，其特征是所述目标检测模块包括发射单元、接收单元和频率时钟，其中发射单元根据数据处理模块的设置参数对接收的宽频检测信号进行放大和D/A转换，转换后的信号用于控制发射线圈中的电流；接收单元根据选定的接收磁敏传感器检测磁场，对检测信号进行放大、A/D转换和数据缓存；频率时钟用于控制目标检测模块中发射单元的脉冲产生、增益校准、接收单元的信号接收以及时间采样的工作时序。

4.根据权利要求1所述的一种肺磁图的检测装置，其特征是所述数据处理模块包括宽频信号发生单元、主控制器、检测数据缓存单元、人机交互平台、存储单元和通信单元，其中宽频信号发生单元负责宽频检测信号的产生成与驱动；主控制器采用嵌入式处理器，负责整个检测装置的探测参数设置与控制、整个检测装置不同模块之间的工作调度；检测数据缓存单元负责缓存目标检测模块接收的磁信号数据；人机交互平台负责检测参数的设置和肺磁场的图形显示；存储单元负责检测参数、检测处理结果和分类特征库的存储；通信单元负责数据处理模块与云计算模块之间数据和控制信息的传递，采用有线或无线通信模式。

5.根据权利要求1所述的一种肺磁图的检测装置，其特征是所述云计算模块包括多目标磁场反演单元、肺磁场拼接单元和通信单元；其中多目标磁场反演单元根据磁敏传感器接收的磁信号，采取频率估计算法和几何学原理进行多目标磁场反演；肺磁图拼接单元负责对单点肺磁场的辨识结果进行拼接，得到一个描述不同位置肺磁场的分布特性；通信单元负责云计算模块和数据处理模块之间数据和控制信息的传递，采用有线或无线通信模式。

6.利用权利要求1所述的检测装置的肺磁图检测方法，其特征在于采用有源局部磁屏蔽罩抵消检测点处的外部磁噪声，用宽频交变信号控制发射线圈中的电流，通过发射线圈在人体胸部前后主动施加交变磁场,在金属粉尘中产生感应磁场，通过阵列信号接收、多目标磁场反演和拼接得到肺磁场的分布图，实现肺磁图检测。

7.根据权利要求6所述的肺磁图检测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：检测装置的参数配置；设置的参数包括发射线圈参数、宽频检测信号参数、有源屏蔽信号参数、磁场反演单元参数、通信单元参数和检测结果显示参数；

步骤2：装置设备状态检测；该步骤所检测的状态包括：发射线圈的连接状态，检测终端与数据处理模块的连接状态，接收阵列的连接状态，有源屏蔽模块与数据处理模块的连接状态，数据处理模块与人机交互模块的连接状态，通信单元的连接与在线状态，检测装置电源容量状态；

步骤3：磁噪声的屏蔽；在无检测目标的状态下，启动有源磁屏蔽模块，根据磁敏元件接收到的磁噪声，不断调整有源磁屏蔽模块中发射磁屏蔽信号的参数，通过有源磁屏蔽罩中的步进电机实现机械化调整屏蔽层的曲度，使得被测区域内的磁噪声达到最小状态；

步骤4：检测前的增益校准；其中增益校准方式包括两种：手动增益与自动增益；手动增益校准方式由检测人员根据检测对象介质的特性设置增益参数；自动增益校准方式则是在从检测对象获得样本图像后，由数据处理模块自动估算检测对象介质的增益参数；

步骤5：宽频检测信号的产生；数据处理模块的宽频信号发生单元根据步骤1所设置的宽频检测信号参数产生宽频检测信号；

步骤6：通过旋转而调整发射线圈的位置，进行肺磁场的磁量，该步骤反复进行，直至获得肺部各点磁场；

步骤7：根据单点肺磁场的反演结果进行拼接和融合，得到一个描述肺部各点磁场的肺磁场分布特性；

步骤8：根据肺磁场分布特性及其频率特性进行三维成像，将成像结果在人机交互平台中显示出来；对目标检测结果进行分类处理并在人机交互平台中显示。

8.据权利要求6所述的肺磁图检测方法，其特征在于步骤6具体步骤包括：

步骤6.1：磁波信号发射；目标检测模块负责接收数据处理模块产生的宽频检测信号，这个接收信号在发射单元中进行放大和D/A转换，然后控制发射线圈的电流；

步骤6.2：磁波信号接收；磁波接收信号在磁敏传感器中被拾取，并经过放大和A/D转换后保存在检测数据缓存单元；

步骤6.3：对调两个发射线圈中直流偏置的极性，使两个线圈产生的恒定磁场极性对调；

步骤6.4：重复步骤6.1和步骤6.2；对调前后两组数据叠加，可除去直达磁场的影响，叠加后的检测数据发送到计算模块，在磁场反演单元进行磁场反演，具体步骤包括：

步骤6.4.1：数据预处理，包括去噪声处理及频域变换、频域滤波；

步骤6.4.2：对各点肺磁场进行反演，采用阵列信号处理方法，经过反演能获得金属粉尘的位置、磁场强度及频率特征。