CN110477898A - 一种基于弱磁检测的可穿戴医用监测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于弱磁检测的可穿戴的医用监测装置及系统，它包括：可穿戴装置、便携式设备；可穿戴装置作为弱磁传感器的载体，用于检测人体的生物磁场强度；便携式设备用于采集生物磁场数据并进行数据处理及转换，同时通过算法提取数据，绘制磁场强度波形。本发明提供的医用监测系统，实现对用户身体的无创监测，可尽早的了解身体状况。

Description

一种基于弱磁检测的可穿戴医用监测装置及系统

技术领域

本发明涉及医疗健康技术领域，特别是一种基于弱磁检测的可穿戴的医用监测装置及系统。

背景技术

弱磁检测是一种对人体完全无创性、无放射性的图像探测技术，在脑科学、生命医疗、生物技术、健康检测、疾病诊疗、人机交互、智能控制、行为组织等领域中发挥非常重要的作用。磁场传感器在各个领域都被广泛应用，最引人注目的应用是在生物磁学领域，即探测人类大脑、心脏和其他器官产生的弱磁场，从而帮助进行诊断、治疗。

人体生物磁场的信号一般为地球磁场的10^-6倍，而且，普通人的一般生活环境的电磁噪声的强度为人体生物磁场的10³倍，具有足够高灵敏度的磁传感器能够检测由生物组织或器官产生的生物磁场。人体生物磁场很弱，外界磁场过于强大，因此需要采用特殊的装置屏蔽掉外界磁场的干扰，现有技术中较为普遍的方法就是构建磁屏蔽室。

专利CN107049232A公布了一种贴附式心脏功能监测和/或干预系统，所述心脏支持装置包覆在心室和/或心房的外表面或支撑贴附于心腔内表面。

专利CN103211590A公布了一种基于GPU加速的极限学习机的心脏电功能快速成像方法，由Ensite3000和体表电位标测系统同时获取心内膜电位分布和体表电位分布的数据。

与上述专利报道不同的是，本发明的心脏功能监测装置及系统是基于弱磁检测的体外监测，无创，便携式可穿戴装置,可实时监测尽早的了解身体状况。

发明内容

本发明提供了一种基于弱磁检测的可穿戴的医用监测装置及系统，可以有效地监测用户的身体状况，提前避免病变恶化。

本发明的一种基于弱磁检测的可穿戴的医用检测装置及系统，包括：可穿戴装置、便携式设备；所述的可穿戴装置作为弱磁传感器的载体，用于检测生物磁场强度；所述的便携式设备用于采集数据并进行数据处理及转换。

作为优选的，所述的可穿戴装置内部带有若干个可拆卸的弱磁场检测传感器，传感器的连接线与便携式设备相连。

作为优选的，所述弱磁检测传感器采用碱金属原子磁场传感器，体积小、功耗低、检测精度高。

作为优选的，所述弱磁检测传感器的磁场精度3-100Hz频段<15ft/√Hz。

作为优选的，所述的可穿戴装置外型设置为马甲或绑带，松紧度可调，可完全贴合用户身体，方便用来监测身体的不同部位。

作为优选的，所述的便携式设备包括：信号采集模块、信号放大模块、数据处理模块、显示屏、保存模块；

所述信号放大模块，用于对采集的磁场进行放大；

所述的数据处理模块，用于将采集的时间段内的磁场强度处理成波形；

所述的显示屏，用于将磁场强度的波形显示；

所述的保存模块，用于将一个时间段的磁场波形进行存储。

为防止外界强大的磁场对生物磁场的干扰，本发明提供的医用监测装置需进入外界磁场屏蔽室内进行，该技术可通过检测身体极弱磁信号的变化监测用户的身体状况，可实现对用户的无创监测，可以无需医生操作，克服了传统设备线缆过多的的缺陷，监测设备可直接穿戴，测量结果直接显示在编写设备上，使产品趋于小型化、操作简便化，可使用户随时监测用户身体情况。

附图说明

图1为实施例一基于弱磁检测的马甲式的监测装置示意图。

图2为实施例二基于弱磁检测的绑带式的监测装置示意图。

图3 为弱磁检测的可穿戴的医用监测装置系统示意图。

图4是本发明实施例中监测设备的使用效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本说明作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例中使用的弱磁传感器采用碱金属原子磁场传感器，具有体积小、功耗低、灵敏度高等显著特点。弱磁检测传感器的磁场精度3-100Hz频段<15ft/√Hz。而所述的可穿戴装置是作为弱磁传感器的载体，用于检测生物磁场强度，可穿戴装置可设置成紧密与用户的肌肤接触。可穿戴装置内部带有若干个可拆卸的弱磁场检测传感器，传感器的连接线与便携式设备相连。图3 是弱磁检测的可穿戴医用监测装置系统示意图，该系统包括信号采集模块、信号放大模块、过滤模块、数据处理模块、保存模块和显示模块，这些模块均设置在便携式设备中，信息放大模块对从弱磁传感器352采集到的弱磁场信号强度放大；过滤模块对传递来的弱磁场强度过滤，过滤掉外界对心脏磁场的干扰；由于传感器收集到的磁场是某个时间段内某个时间点的磁场强度（用户可自行设置检测密度），本发明中的数据处理模块用来将一个个点形成曲线的形式；保存模块用来保存时间点的磁场强度值，每次检测的磁场强度波形会被存储以便以后的对比分析。

实施例一：

图1 是基于弱磁检测的马甲式的监测装置示意图，马甲300与用户的皮肤接触，采用舒服的纯棉面料，马甲上面一边的纽扣与另一边的连接可设置成伸缩式，保证马甲内部的弱磁传感器可以近距离的贴合于用户需要监测的部位；马甲式的医用监测功能检测装置包括弱磁检测传感器351若干，设置在马甲内侧，排列摆放；体外便携式设备355可被放置在马甲的右侧口袋，与弱磁检测传感器351通过导联线353机械式连接，以便传感器检测的磁信号被体外便携式设备采集并处理；弱磁传感器351的位置可根据患者的需要放置在需要监测的位置320。在本实施例中，马甲是极弱磁传感器的载体，马甲的内测可设置多处位置放置传感器，目的是方便更换监测位置，方便监测多处脏器的健康状况，如心脏、肾脏等。例如，检测心磁，人的心脏周期性地收缩舒张,为血液流动提供压力,把血液运送到身体各个部分，心脏的收缩活动是由于心肌受到动作电位的刺激而发生的,心肌发生动作电位就会产生电流流动,心脏产生的电信号可以产生相应的磁场，心脏产生的磁场强度较强，因此会很容易被传感器检测到。心脏若发生病变，磁场强度及频率会相应的发生变化。

实施例二：

图2是基于弱磁检测的绑带式的监测装置示意图，绑带的内部同样设置多个放置弱磁传感器的口袋。带有弱磁传感器的绑带可应用腹部、腿部等部位的监测。腹部也可用于检测胎儿的心磁，胎儿在母体子宫内,胎儿的ECG 无法直接通过接触胎儿来探测,即使在母体表面可探测的胎儿电信号,其信号也极其微弱,这是由于胎儿心脏距离母体表面较远,且胎儿表面有种蜡状物质,阻碍了胎儿心脏的电信号向母体表面的传递,所以母体表面探测到的信号也只是母体本身的电信号，但是胎儿的心磁可以在母体表面测得，Stinstra J ，Golbach E ，Van L P等人在2002年报道一篇Multicentre study of fetal cardiac timeintervals using magnetocardiography。对于腿部等肌肉磁场型号的监测，人体的神经细胞或肌细胞受到刺激后,产生生化反应,发生电子传递,而电子转移或离子移动均可形成生物电流,进而会产生微弱的磁场。神经疼痛是因为神经异常放电引起的疼痛，异常放电会产生异常的磁场。

实施例三：

弱磁检测的监测装置可设置成鞋子的形式，鞋子的内部同样设置多个弱磁传感器。带有弱磁传感器的鞋子主要监测糖尿病患者的糖尿病足的发病状况，提前预防。1972年Callerall明确对糖尿病足的定义:糖尿病患者因神经病变而失去感觉或因缺血而失去活动能力,合并感染所致的足部疾患。所有糖尿病患者一旦确诊,均应进行糖尿病足危险因素筛查,并坚持每年进行至少1次全面足检查,了解有无神经病变、血管疾病和肌肉骨骼病变等。足部若发生神经病变、血管病变或骨骼肌病变，生物微磁场强度和频率会发生相应的异常变化，被弱磁检测的监测装置采集到。

实施例四：

基于弱磁检测的监测装置可设置成头盔式，头盔的内部同样设置多个弱磁传感器，通过无创伤性的方法探测大脑生物电流所产生的磁场变化。大脑皮质内锥状细胞排列规则，由细胞体向皮质伸出的树突平行排列，当神经元同步活动时，形成集合电流，产生在颅外可以探测到的磁场，脑磁图即是记录神经元活动时所产生的磁场。对轻度创伤性颅脑损伤患者可以通过弱磁检测发现异常低频磁活动(ALFMA),随着ALFMA信号是否消失判断是否是可逆性脑损伤；在脑缺血早期发现明显的 ALFMA，ALFMA 可以作为脑缺血的早期预警信号。

综上所述的实施例，需要检测的生物磁场很弱，外界磁场过于强大，因此一切的弱磁检测需屏蔽外界强大的磁场，在本发明实施例中所有的可穿戴弱磁检测设备均需要进入磁屏蔽室进行操作。如图4所示，磁屏蔽室采用多层坡墨合金制作而成，使用多层屏蔽材料可以增大屏蔽因子，提高磁屏蔽性能，减小外界磁场对生物磁场的干扰，每层坡墨合金之间有磁补偿线圈，磁补偿线圈可以通过改变流经线圈的电流产生补偿磁场，实现高精度的剩磁补偿。在本实施例中，不同部位的弱磁场强度不同，产生病变的部位磁场会与正常情况下的磁场不同，此对比需要建立在强大的数据库之上。

凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于弱磁检测的可穿戴的医用检测装置及系统，其特征在于，包括：可穿戴装置、便携式设备；

所述的可穿戴装置作为弱磁传感器的载体，用于检测生物磁场强度；

所述的便携式设备用于采集数据并进行数据处理及转换。

2.根据权利要求书1所述的一种基于弱磁检测的可穿戴的医用检测装置及系统，其特征在于，所述的可穿戴装置内部带有若干个可拆卸的弱磁场检测传感器，传感器的连接线与便携式设备相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于弱磁检测的可穿戴的医用检测装置及系统，其特征在于，所述的可穿戴装置外型设计为马甲、绑带、鞋子或头盔式等，松紧可调，可完全贴合人体。

4.根据权利要求书2所述的可穿戴装置，其特征在于，所述弱磁检测传感器采用碱金属原子磁场传感器。

5.根据权利要求书2所述的可穿戴装置，其特征在于，所述弱磁检测传感器的磁场精度3-100Hz频段<15ft/√Hz。

6.根据权利要求书1所述的检测装置，其特征在于，所述的便携式设备包括：信号采集模块、信号放大模块、数据处理模块、显示屏、保存模块；

所述的信号采集模块，用于采集传感器检测到的生物磁场；

所述的信号放大模块，用于对采集的磁场进行放大；

所述的数据处理模块，用于将采集的时间段内的磁场强度处理成波形；

所述的显示屏，用于将磁场强度的波形显示；

所述的保存模块，用于将一个时间段的磁场波形进行存储。