CN109589108A - 一种基于原子磁强计的心磁图系统及方法 - Google Patents

一种基于原子磁强计的心磁图系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于原子磁强计的心磁图系统及方法，包括轨道无磁床、磁屏蔽筒、原子磁强计探测器阵列探头、探测架，所述轨道无磁床与所述磁屏蔽筒搭配，所述磁屏蔽筒内安装有探测架，所述探测架安装有原子磁强计探测器阵列探头，所述原子磁强计探测器阵列探头包括限位橡胶安装块，所述限位橡胶安装块的底面上开设有若干个呈阵列排列的限位插槽，每个所述限位插槽上均分别安装有原子磁强计。该发明使用的原子磁强计无需消耗液氦，制造和运营成本显著降低。可以紧贴受试者身体，提高探测阵列灵活度。设计可移动式探测阵列，插拔相应的原子磁强计，以灵活匹配不同探测位置的需求。

Description

一种基于原子磁强计的心磁图系统及方法
技术领域
发明涉及心磁图技术领域，具体为一种基于原子磁强计的心磁图系统及方 法。
背景技术
心磁图是一种无创探测心动周期由心脏电活动产生磁场的技术。对比于心 电图，心磁图有更高的诊断灵敏度，在冠心病、心肌梗塞等心血管疾病的诊断 中具有强大优势；同时，心电图无法探测母体中胎儿的心跳电信号，而心磁图 有效记录不依赖于介质传播的磁场信号，从而有效评估新生儿心脏健康。
但是，目前的心磁图系统依然存在以下缺点：
1、现有商业心磁图利用超导器件，需要消耗液氦，制造和维护成本高， 同时需要建造庞大的磁屏蔽室，价格昂贵。
2、当前商业心磁图因为探测阵列固定在杜瓦内层，无法与身体紧密接触， 导致信号进一步降低。
3、当前心磁图无法有效同时探测胎儿心脏和母体活动，基于超导的心磁 图无法灵活调节探测位置，探测效率低下。
发明内容
发明的目的在于提供一种基于原子磁强计的心磁图系统，以解决上述背景 技术中提出的问题。
为实现上述目的，发明提供如下技术方案：一种基于原子磁强计的心磁图 系统，包括轨道无磁床、磁屏蔽筒、原子磁强计探测器阵列探头、探测架，所 述轨道无磁床与所述磁屏蔽筒搭配，所述磁屏蔽筒内安装有探测架，所述探测 架安装有原子磁强计探测器阵列探头，所述原子磁强计探测器阵列探头包括限 位橡胶安装块，所述限位橡胶安装块的底面上开设有若干个呈阵列排列的限位 插槽，每个所述限位插槽上均分别安装有原子磁强计。
优选的，所述原子磁强计探测器阵列探头上的原子磁强计为脑磁场探测的 基本元件，所述原子磁强计探测器阵列探头由若干个原子磁强计组成矩阵式探 测阵列并构成探测单元。
优选的，所述限位橡胶安装块为穹形探测罩，所述穹形探测罩上设有用于 腹部放入的穹形凹陷探测区域。
优选的，所述原子磁强计的探测端穿过所述限位插槽设置且与测试者的肚 皮贴合。
优选的，所述磁屏蔽筒为多层圆柱形磁屏蔽筒，所述磁屏蔽筒的层数为2-8 层，，所述磁屏蔽筒由铝合金、坡莫合金和树脂材料组成，所述磁屏蔽筒配合 所述轨道无磁床进行心磁信号探测。
优选的，所述基于原子磁强计的心磁图系统还包括用于负责所述原子磁强 计探测器阵列探头的工作状态控制、数据的模数转换与传输以及多通道心磁数 据的显示与记录的采集控制系统与记录系统。
与现有技术相比，发明的有益效果是：
1、该基于原子磁强计的心磁图系统，使用的原子磁强计无需消耗液氦， 制造和运营成本显著降低，同时可以通过磁屏蔽筒组成的小型屏蔽系统代替传 统磁屏蔽室，提高性能灵活性并降低成本。
2、该基于原子磁强计的心磁图系统，设置的原子磁强计探测器阵列探头 的组合可以紧贴受试者身体，提高探测阵列灵活度。
3、该基于原子磁强计的心磁图系统，针对成人心磁、胎儿心磁的变化性， 设计可移动式探测阵列，插拔相应的原子磁强计，以灵活匹配不同探测位置的 需求。
附图说明
图1为一种基于原子磁强计的心磁图系统的结构示意图；
图2为一种基于原子磁强计的心磁图系统的原子磁强计探测器阵列探头结 构示意图；
图3为一种基于原子磁强计的心磁图系统的原子磁强计探测器阵列探头结 构示意图；
图4为一种基于原子磁强计的心磁图系统的弧形阵列展效果示意图。
图中：1-轨道无磁床；2-磁屏蔽筒；3-原子磁强计探测器阵列探头；31-限 位橡胶安装块；32-限位插槽；33-原子磁强计；4-探测架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4所示，发明提供一种技术方案：一种基于原子磁强计的 心磁图系统，包括轨道无磁床1、磁屏蔽筒2、原子磁强计探测器阵列探头3、 探测架4，所述轨道无磁床1与所述磁屏蔽筒2搭配，所述磁屏蔽筒2内安装 有探测架4，所述探测架4安装有原子磁强计探测器阵列探头3，所述原子磁 强计探测器阵列探头3包括限位橡胶安装块31，所述限位橡胶安装块31的底 面上开设有若干个呈阵列排列的限位插槽32，每个所述限位插槽32上均分别 安装有原子磁强计33。
所述原子磁强计探测器阵列探头3上的原子磁强计33为脑磁场探测的基 本元件，所述原子磁强计探测器阵列探头3由若干个原子磁强计组成矩阵式探 测阵列并构成探测单元。
所述限位橡胶安装块31为穹形探测罩，所述穹形探测罩上设有用于腹部 放入的穹形凹陷探测区域。
所述原子磁强计33的探测端穿过所述限位插槽32设置且与测试者的肚皮 贴合。
所述磁屏蔽筒2为多层圆柱形磁屏蔽筒，所述磁屏蔽筒2的层数为2-8层，， 所述磁屏蔽筒2由铝合金、坡莫合金和树脂材料组成，所述磁屏蔽筒2配合所 述轨道无磁床1进行心磁信号探测。
所述基于原子磁强计的心磁图系统还包括用于负责所述原子磁强计探测 器阵列探头3的工作状态控制、数据的模数转换与传输以及多通道心磁数据的 显示与记录的采集控制系统与记录系统。
工作原理：对于胎儿的心磁检测，使用带有插槽的限位橡胶安装块31，其 中的限位橡胶安装块31为穹形探测罩作为多通道的原子磁强计33的空间阵列 支撑。装置采用一体化设计，孕妇趴卧在轨道无磁床1上，腹部放入穹形探测 罩上的穹形凹陷探测区域中，穹形探测罩上的限位插槽32匹配原子磁强计33 的尺寸可供原子磁强计33的探测端沿着限位插槽32紧密接触待测者腹部。为 适应个体腹部轮廓，穹形探测罩做成稍大的通用化形状，原子磁强计33的探 测端可以从限位插槽32中透过内平面直接贴合肚皮。对于成人的心磁检测， 使用带限位插槽32的穹形探测罩组成可三维立体移动的弧形探测板作为多通 道的原子磁强计33的探测端的空间阵列支撑。待测者仰卧在轨道无磁床1上， 探测阵列移动到心脏对应的胸腔外部，原子磁强计33的探测端可以从限位插 槽32中透过内平面紧贴胸腔。使用多层磁屏蔽筒2配合轨道无磁床1进行心 磁信号探测，磁屏蔽筒2主要材料为铝合金、坡莫合金和树脂材料，为2-8层 结构。磁屏蔽筒2为圆柱形，供受试者躺在无磁床上进入筒内进行信号探测。 使用空间鉴别技术，利用通电线圈制成梯度仪来抵消地磁场的干扰。采集控制 系统与记录系统主要负责原子磁强计33的工作状态控制、数据的模数转换与 传输以及多通考虑两种形式：成人优先用仰卧姿势，探测器由一个架子顺着床 滑动到个体的胸部探测；孕妇优先用俯卧姿势，由床上的凹槽放置孕妇胎儿， 母体和胎儿位置都有探测器同步探测。两种姿势只是有限级不同，希望同时保 护。
磁屏蔽的形状一般就可以设为圆柱形，即磁屏蔽筒，人的胸口在筒内磁场 均匀区位置处，分为两端开口的敞口式和一端开口两种形式，人能够从开口处 滑进磁屏蔽内部均匀区。
仰卧位所用的探测器阵列即可为如图2和图3给出的矩形平面排列阵列， 胎儿的俯卧位置探测阵列需要是弧形阵列以配合母亲肚子如图4所示。
发明的有益效果是：该基于原子磁强计的心磁图系统，使用的原子磁强计 33无需消耗液氦，制造和运营成本显著降低，同时可以通过磁屏蔽筒2组成的 小型屏蔽系统代替传统磁屏蔽室，提高性能灵活性并降低成本。该基于原子磁 强计的心磁图系统，设置的原子磁强计探测器阵列探头3的组合可以紧贴受试 者身体，提高探测阵列灵活度。该基于原子磁强计的心磁图系统，针对成人心 磁、胎儿心磁的变化性，设计可移动式探测阵列，插拔相应的原子磁强计33， 以灵活匹配不同探测位置的需求。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种基于原子磁强计的心磁图系统，其特征在于：包括轨道无磁床(1)、磁屏蔽筒(2)、原子磁强计探测器阵列探头(3)、探测架(4)，所述轨道无磁床(1)与所述磁屏蔽筒(2)搭配，所述磁屏蔽筒(2)内安装有探测架(4)，所述探测架(4)安装有原子磁强计探测器阵列探头(3)，所述原子磁强计探测器阵列探头(3)包括限位橡胶安装块(31)，所述限位橡胶安装块(31)的底面上开设有若干个呈阵列排列的限位插槽(32)，每个所述限位插槽(32)上均分别安装有原子磁强计(33)。
2.如权利要求1所述的一种基于原子磁强计的心磁图系统，其特征在于：所述原子磁强计探测器阵列探头(3)上的原子磁强计(33)为脑磁场探测的基本元件，所述原子磁强计探测器阵列探头(3)由若干个原子磁强计组成矩阵式探测阵列并构成探测单元。
3.如权利要求1所述的一种基于原子磁强计的心磁图系统，其特征在于：所述限位橡胶安装块(31)为穹形探测罩，所述穹形探测罩上还设有用于孕妇腹部放入的穹形凹陷探测区域。
4.如权利要求1所述的一种基于原子磁强计的心磁图系统，其特征在于：所述原子磁强计(33)的探测端穿过所述限位插槽(32)设置且与测试者的肚皮贴合。
5.如权利要求1所述的一种基于原子磁强计的心磁图系统，其特征在于：所述磁屏蔽筒(2)为多层圆柱形磁屏蔽筒，所述磁屏蔽筒(2)的层数为2-8层，所述磁屏蔽筒(2)由铝合金、坡莫合金和树脂材料组成，所述磁屏蔽筒(2)配合所述轨道无磁床(1)进行心磁信号探测。
6.如权利要求1所述的一种基于原子磁强计的心磁图系统，其特征在于：所述基于原子磁强计的心磁图系统还包括用于负责所述原子磁强计探测器阵列探头(3)的工作状态控制、数据的模数转换与传输以及多通道心磁数据的显示与记录的采集控制系统与记录系统。
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