內(nèi)探式生物組織磁分布圖測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于醫(yī)學(xué)磁檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)探式生物組織磁分布圖測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]生物體的細(xì)胞、組織或器官，比如心、腦、肌、胃、視網(wǎng)膜等，會(huì)產(chǎn)生生物電信號(hào)，包括靜息電位和動(dòng)作電位。細(xì)胞在安靜的狀態(tài)下，存在于細(xì)胞膜內(nèi)外的帶電離子分布不均勻，形成電位差，稱為靜息電位。當(dāng)細(xì)胞受刺激時(shí)，膜內(nèi)外的離子會(huì)作出反應(yīng)，電位會(huì)發(fā)生變化，形成動(dòng)作電位。上述電位變化時(shí)會(huì)形成生物電流，生物電流會(huì)產(chǎn)生生物磁場(chǎng)。當(dāng)人體某個(gè)部位發(fā)生病變時(shí)，體內(nèi)生物電流和人體磁場(chǎng)就會(huì)發(fā)生變化，比如，正常生物組織和癌組織的磁圖不同；正常心磁圖、腦磁圖、肌磁圖與患病時(shí)的磁圖也不同?？傊?，在人體不同器官或者組織采集的磁信號(hào)，可以協(xié)助醫(yī)生診斷病因，具有較高的臨床參考價(jià)值。例如，心磁圖可以用于鑒別診斷發(fā)現(xiàn)心肌缺血、證實(shí)冠心病、證實(shí)心肌壞死等，胃磁圖可以用于診斷腸胃消化動(dòng)力、診斷潰瘍以及觀測(cè)藥物對(duì)胃功能性疾病的治療效果。
[0003]在很多醫(yī)療診斷中，磁圖比電流圖所含的信息更精確、更全面。以心電圖和心磁圖為例，心電圖是從體表記錄心臟每一心動(dòng)周期所產(chǎn)生的電活動(dòng)，而心磁圖是記錄心電電流所產(chǎn)生的磁信號(hào)。對(duì)比兩者，有以下特點(diǎn):首先，心電圖測(cè)量的是貼在人體體表兩個(gè)電極片之間的電位差，該電位差是心電信號(hào)經(jīng)過了人體傳導(dǎo)、發(fā)生了非線性變化得到的，不能準(zhǔn)確推算出體內(nèi)心電電流的分布，而心磁信號(hào)經(jīng)人體各組織傳播后產(chǎn)生的非線性變化較小，所測(cè)得的心磁圖能直接反應(yīng)心電電流產(chǎn)生的磁信號(hào)。其次，心電圖只能測(cè)量交變的電流信號(hào)，不能測(cè)量直流的電流信號(hào)，而心磁圖卻能同時(shí)測(cè)量交變和直流電流信號(hào)引起的磁場(chǎng)信號(hào)。此外，心電圖測(cè)量需要將電極片貼在人體體表，記錄的是二維信號(hào)，而電磁圖的測(cè)量裝置不需要接觸人體表面，因此磁測(cè)量裝置可以在三維空間中移動(dòng)得到三維的磁圖，所包含的信息更豐富。與心電圖相比，心磁圖能更好地反應(yīng)心臟機(jī)能及其變化。
[0004]由于生物電位信號(hào)在mV級(jí)，由其產(chǎn)生的生物磁信號(hào)較小。根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，磁場(chǎng)的強(qiáng)度和距離(指檢測(cè)點(diǎn)與磁場(chǎng)源的距離)的三次方成反比，經(jīng)過了人體的傳輸后，生物磁信號(hào)大幅衰減，極其微弱，比如心磁場(chǎng)強(qiáng)度約為10—1()T，與地磁場(chǎng)強(qiáng)度約為10—4T相比，其強(qiáng)度大約是地球磁場(chǎng)的百萬分之一，因此對(duì)它的檢測(cè)非常困難。目前應(yīng)用于生物體外進(jìn)行如此微弱的生物磁檢測(cè)的設(shè)備有超導(dǎo)量子干擾儀，它是一種能測(cè)量微弱磁信號(hào)的設(shè)備，主要原理是將磁通轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，主要應(yīng)用于心磁和腦磁等生物磁測(cè)量中，但是現(xiàn)在投入使用的超導(dǎo)量子干擾儀需要配套磁屏蔽室和使用液氮冷卻，使用不方便且費(fèi)用較高。在生物磁檢測(cè)的很多領(lǐng)域，比如胃、腸、食管、鼻腔等的磁檢測(cè)中，磁測(cè)量尚未廣泛應(yīng)用于臨床。主要原因是因?yàn)轶w外檢測(cè)儀器使用成本過高，精度有限。
[0005]如果可以將磁接收裝置伸入到人體被探測(cè)生物組織的內(nèi)部，則可以有效縮短生物磁信號(hào)到磁接收裝置的距離，大幅提高磁信號(hào)的強(qiáng)度，提高信噪比，因此可以提高磁分布圖的檢測(cè)精度，也可以簡(jiǎn)化檢測(cè)生物磁信號(hào)的儀器和使用復(fù)雜度。然而，將磁接收裝置伸入到人體組織中，會(huì)在檢查過程中給患者帶來一定的不適，但是這種內(nèi)探式的醫(yī)學(xué)檢查已有先例，比如起源于1795年、在上個(gè)世紀(jì)開始得到推廣和廣泛應(yīng)用的內(nèi)窺鏡，檢查時(shí)需要將光學(xué)儀器內(nèi)窺鏡伸入到患者體內(nèi)，并將影像傳回，這些檢查雖然會(huì)給患者帶來一些不適，但是它提高了許多重大疾病的早期檢出率，因此具有重要的臨床意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為克服現(xiàn)有的體外磁探測(cè)設(shè)備探測(cè)生物磁信號(hào)時(shí)使用要求高且不方便、費(fèi)用較高等問題，本實(shí)用新型提出內(nèi)探式生物組織磁分布圖測(cè)量裝置。
[0007]本實(shí)用新型的目的至少通過如下技術(shù)方案之一實(shí)現(xiàn)。
[0008]內(nèi)探式生物組織磁分布圖測(cè)量裝置，包括磁接收前端和數(shù)據(jù)處理后臺(tái)；磁接收前端與數(shù)據(jù)處理后臺(tái)以有線或者無線的方式進(jìn)行通信;磁接收前端用于采集生物組織內(nèi)部的生物磁信號(hào)，包含磁敏傳感器陣列、內(nèi)探軟管和控制模塊;磁敏傳感器陣列安置在內(nèi)探軟管的底部;控制模塊在生物體體外，內(nèi)探軟管和磁敏傳感器陣列用于伸入到被探測(cè)的生物體組織中采集生物磁信號(hào)；數(shù)據(jù)處理后臺(tái)用于對(duì)磁接收前端進(jìn)行控制、處理接收到的生物磁信號(hào)并顯示檢測(cè)結(jié)果，數(shù)據(jù)處理后臺(tái)給出磁敏傳感器陣列移動(dòng)位置信息;在每一個(gè)位置，磁敏傳感器陣列采集生物磁信號(hào)，并發(fā)送到數(shù)據(jù)處理后臺(tái)，數(shù)據(jù)處理后臺(tái)根據(jù)磁敏傳感器移動(dòng)位置信息和接收到的生物磁信號(hào)進(jìn)行處理和分析，生成被探測(cè)生物組織的磁分布圖。
[0009]進(jìn)一步地，所述磁敏傳感器陣列由多個(gè)磁敏傳感器排列成陣列，并用不影響磁場(chǎng)的非金屬材質(zhì)支架固定;磁敏傳感器陣列將采集到的生物磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并經(jīng)過一根導(dǎo)線傳輸?shù)娇刂颇K，所述導(dǎo)線內(nèi)置于內(nèi)探軟管中。
[0010]進(jìn)一步地，所述磁接收前端的控制模塊包含控制單元、存儲(chǔ)單元、通信單元和電機(jī);控制單元用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)內(nèi)探軟管在生物組織內(nèi)移動(dòng)和旋轉(zhuǎn);磁敏傳感器陣列在內(nèi)探軟管的帶動(dòng)下，沿著被探測(cè)生物組織移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，以得到不同位置、不同方向的生物磁信號(hào);磁敏傳感器陣列移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的軌跡為能夠得到被探測(cè)生物組織完整的磁分布圖的軌跡，比如呈螺旋線移動(dòng)或者折線移動(dòng)，磁敏傳感器陣列移動(dòng)的具體位置由數(shù)據(jù)處理后臺(tái)給出；通信單元用于與數(shù)據(jù)處理后臺(tái)通信，包括接收來自于數(shù)據(jù)處理后臺(tái)的磁敏傳感器陣列移動(dòng)位置信息，并將磁敏傳感器陣列采集到的經(jīng)導(dǎo)線傳輸?shù)娇刂颇K的生物磁信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理后臺(tái)；通信單元所采用的通信技術(shù)為已有的有線或者無線通信技術(shù)；存儲(chǔ)單元用于緩存磁敏傳感器陣列移動(dòng)位置信息以及采集到的生物磁信號(hào)。
[0011 ] 進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理后臺(tái)包含信號(hào)處理單元、人機(jī)交互單元和通信單元;人機(jī)交互單元包含顯示器、鍵盤，使用者通過人機(jī)交互單元輸入磁檢測(cè)的參數(shù)，磁檢測(cè)的參數(shù)包括生物磁檢測(cè)的范圍坐標(biāo)、檢測(cè)軌跡，還能通過人機(jī)交互單元查看檢測(cè)結(jié)果;數(shù)據(jù)處理后臺(tái)的信號(hào)處理單元用于控制整個(gè)裝置的工作、產(chǎn)生磁敏傳感器陣列移動(dòng)位置信息并對(duì)接收到的生物磁信號(hào)進(jìn)行處理和分析、成像得到生物組織磁分布圖；數(shù)據(jù)處理后臺(tái)的通信單元用于將產(chǎn)生的磁敏傳感器陣列移動(dòng)位置信息發(fā)送給磁接收前端，并接收來自于磁接收前端的生物磁信號(hào)。
[0012]進(jìn)一步地，所述磁敏傳感器為磁阻元件、線圈或霍爾元件;磁敏傳感器陣列的外部用柔軟的、且不影響磁場(chǎng)的材料包裹。
[0013]所述的磁接收前端的內(nèi)探軟管是用不影響磁場(chǎng)的材料制成，可彎曲，可伸縮，可伸入到生物組織中，且不會(huì)刺傷生物組織。磁敏傳感器的個(gè)數(shù)和排列方式由具體應(yīng)用而定。磁敏傳感器陣列的外部用柔軟的、且不影響磁場(chǎng)的材料包裹，使得磁敏傳感器陣列在生物組織內(nèi)部移動(dòng)時(shí)，不會(huì)刺傷生物組織。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]1、本實(shí)用新型裝置可以簡(jiǎn)化現(xiàn)有生物磁檢測(cè)設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，并提高了檢測(cè)精度。
[0016]2、內(nèi)探式磁接收探頭接收精度高。生物磁信號(hào)的強(qiáng)度與距離(檢測(cè)點(diǎn)與磁場(chǎng)源的距離)的三次方成反比，將磁敏傳感器陣列伸入到待檢測(cè)生物組織中，減小了磁信號(hào)的衰減，大幅提尚接收磁?目號(hào)的?目噪比，提尚檢測(cè)精度。
[0017]3、磁敏傳感器陣列具有精確位置信息，成像拼接效果好。磁敏傳感器陣列在控制模塊的控制下移動(dòng)，其位置精確已知且可控。因此為數(shù)據(jù)處理后臺(tái)的拼接成像提供精確的位置信息，可提高圖像拼接的成像精度。
【附圖說明】
[0018]圖1是實(shí)例中內(nèi)探式生物組織磁分布圖測(cè)量裝置的磁接收前端示意圖；
[0019]圖2是實(shí)例中所述的磁接收前端的磁敏傳感器陣列的示意圖；
[0020]圖3是實(shí)例中實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理后臺(tái)的框圖；
[0021 ]圖4是實(shí)例中實(shí)施例的探測(cè)成像步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施不限于此，需指出的是，以下若有未特別詳細(xì)說明之過程如成像過程，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用或根據(jù)