一種全張量心磁圖儀探頭及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種探頭及其制造方法，特別是涉及一種全張量心磁圖儀探頭及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人體生命活動(dòng)背后隱藏著豐富的電磁信息。心磁圖是一種通過(guò)檢測(cè)人體心臟電活動(dòng)產(chǎn)生的空間磁場(chǎng)而進(jìn)行成像分析的新型心臟疾病診斷方法。與傳統(tǒng)的心電圖類(lèi)似，心磁圖反映了心臟的電生理活動(dòng)，是一種功能成像方法。由于完全無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、無(wú)接觸、受體液及骨骼等的影響較小，且能響應(yīng)環(huán)形渦旋電流，心磁圖包含很多傳統(tǒng)心電圖無(wú)法體現(xiàn)的電生理信息，從而呈現(xiàn)出更好的靈敏度和早期診斷能力。臨床研究顯示，心磁圖在冠心病、心肌缺血等方面具有良好的應(yīng)用潛力，因而具有極高的臨床研究和應(yīng)用價(jià)值。
[0003]心磁圖臨床價(jià)值的體現(xiàn)直接依賴(lài)于心磁信號(hào)的檢測(cè)及其數(shù)據(jù)解讀。為了在強(qiáng)的背景磁場(chǎng)中檢測(cè)微弱的心磁，基于超導(dǎo)量子干涉器件(Superconduct ing QuantumInterference Device，SQUID)梯度計(jì)的梯度磁場(chǎng)檢測(cè)方法得到了廣泛的使用。其中，SQUID作為磁傳感器，掃描人體心臟上方平面內(nèi)一定區(qū)域內(nèi)多點(diǎn)心磁信號(hào)，對(duì)心臟進(jìn)行磁信息成像。
[0004]基于磁場(chǎng)的三維矢量特性，心磁的梯度是一個(gè)9分量張量，其中包含5個(gè)獨(dú)立的梯度。從信號(hào)檢測(cè)的角度看，更多的心磁數(shù)據(jù)勢(shì)必會(huì)帶來(lái)更多可供分析的信息。然而，目前心磁檢測(cè)發(fā)展的一個(gè)主流方向是基于單個(gè)SQUID梯度磁場(chǎng)分量的多通道集成技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)多點(diǎn)掃描或同步測(cè)量的方式獲得覆蓋人體胸腔上方一定平面區(qū)域內(nèi)的心磁圖數(shù)據(jù)。
[0005]針對(duì)心磁數(shù)據(jù)的解讀，目前主要有兩類(lèi)，即測(cè)量平面的成像和反演體內(nèi)成像。其中，一個(gè)重要的處理方式是通過(guò)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)獲取心臟的電活動(dòng)信息。以現(xiàn)有的軸向梯度數(shù)據(jù)為例，其計(jì)算和反演只能考慮電流的水平分量，勢(shì)必會(huì)丟失電流的垂直分量?？紤]到磁場(chǎng)及電流的三維矢量特性，如何更加全面地獲得心磁圖的磁場(chǎng)及電活動(dòng)信息仍然是目前心磁圖儀及其臨床面臨的一個(gè)主要問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種全張量心磁圖儀探頭及其制造方法，利用SQUID磁強(qiáng)計(jì)合成一階梯度計(jì)，除了全張量一階梯度，還能夠獲取磁場(chǎng)的2?3個(gè)均勻分量，在有效抑制一階梯度噪聲的同時(shí)，能夠獲取更多的心磁圖的磁場(chǎng)及電活動(dòng)信息，實(shí)用性強(qiáng)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種全張量心磁圖儀探頭，包括全張量探頭支架、檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)和參考層SQUID磁強(qiáng)計(jì);所述全張量探頭支架包括檢測(cè)層支架、參考層支架及中間連接桿，所述檢測(cè)層支架設(shè)置在所述中間連接桿的底端，所述參考層支架設(shè)置在所述中間連接桿的頂端；所述檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)包括若干個(gè)SQUID磁強(qiáng)計(jì)，設(shè)置在所述檢測(cè)層支架上，用于合成五個(gè)獨(dú)立的一階梯度及所需的均勻分量;所述參考層SQUID磁強(qiáng)計(jì)包括三個(gè)SQUID磁強(qiáng)計(jì)，設(shè)置在所述參考層支架的三個(gè)正交方向上，構(gòu)成三軸磁強(qiáng)計(jì)。
[0008]根據(jù)上述的全張量心磁圖儀探頭，其中:所述全張量探頭支架采用陶瓷、石英或玻璃鋼制成。
[0009]根據(jù)上述的全張量心磁圖儀探頭，其中:所述檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)中磁強(qiáng)計(jì)的個(gè)數(shù)為7-12個(gè)。
[0010]根據(jù)上述的全張量心磁圖儀探頭，其中:設(shè)置所述檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)中的SQUID磁強(qiáng)計(jì)時(shí)，包括以下步驟:
[0011]I)確定需要檢測(cè)的五個(gè)獨(dú)立一階梯度分量及所需的均勻分量，得到SQUID磁強(qiáng)計(jì)的數(shù)量和組合方式；
[0012]2)根據(jù)五個(gè)獨(dú)立的一階梯度分量，在檢測(cè)層支架的中心正交方向上固定中心磁強(qiáng)計(jì)；
[0013]3)根據(jù)各方向的梯度量和基線長(zhǎng)度固定剩余的SQUID磁強(qiáng)計(jì)，其中，基線長(zhǎng)度是指檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)中同法向相鄰SQUID磁強(qiáng)計(jì)之間的距離。
[0014]根據(jù)上述的全張量心磁圖儀探頭，其中:所需的均勻分量為2-3個(gè)。
[0015]同時(shí)，本發(fā)明還提供一種全張量心磁圖儀探頭的制造方法，包括以下步驟:
[0016]步驟S1、確定需要檢測(cè)的五個(gè)獨(dú)立一階梯度分量及所需的均勻分量，得到檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)中SQUID磁強(qiáng)計(jì)的數(shù)量；
[0017]步驟S2、搭建全張量探頭支架;所述全張量探頭支架包括檢測(cè)層支架、參考層支架及中間連接桿，所述檢測(cè)層支架設(shè)置在中間連接桿的底端，所述參考層支架設(shè)置在中間連接桿的頂端；
[0018]步驟S3、根據(jù)需要檢測(cè)的五個(gè)獨(dú)立一階梯度分量及所需的均勻分量，將檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)設(shè)置在所述檢測(cè)層支架上，合成五個(gè)獨(dú)立的一階梯度及所需的均勻分量;將參考層SQUID磁強(qiáng)計(jì)設(shè)置在所述參考層支架上，構(gòu)成三軸磁強(qiáng)計(jì)。
[0019]根據(jù)上述的全張量心磁圖儀探頭的制造方法，其中:所述全張量探頭支架采用陶瓷、石英或玻璃鋼制成。
[0020]根據(jù)上述的全張量心磁圖儀探頭的制造方法，其中:所述檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)中磁強(qiáng)計(jì)的個(gè)數(shù)為7-12個(gè)。
[0021]根據(jù)上述的全張量心磁圖儀探頭的制造方法，其中:所述步驟S3中，設(shè)置所述檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)中的SQUID磁強(qiáng)計(jì)時(shí)，包括以下步驟:
[0022]I)確定需要檢測(cè)的五個(gè)獨(dú)立一階梯度分量及所需的均勻分量，得到SQUID磁強(qiáng)計(jì)的數(shù)量和組合方式；
[0023]2)根據(jù)五個(gè)獨(dú)立的一階梯度分量，在檢測(cè)層支架的中心正交方向上固定中心磁強(qiáng)計(jì)；
[0024]3)根據(jù)各方向的梯度量和基線長(zhǎng)度固定剩余的SQUID磁強(qiáng)計(jì)，其中，基線長(zhǎng)度是指檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)中同法向相鄰SQUID磁強(qiáng)計(jì)之間的距離。
[0025]根據(jù)上述的全張量心磁圖儀探頭的制造方法，其中:所需的均勻分量為2-3個(gè)。
[0026]如上所述，本發(fā)明的全張量心磁圖儀探頭及其制造方法，具有以下有益效果:
[0027](I)通過(guò)SQUID磁強(qiáng)計(jì)自由組合的方式能夠獲取5個(gè)獨(dú)立的一階梯度；
[0028](2)通過(guò)引入額外的參考層，有效地抑制了 5個(gè)獨(dú)立一階梯度的噪聲；
[0029](3)能夠獲取磁場(chǎng)的2?3個(gè)均勻分量；
[0030](4)能夠獲取更多的心磁圖的磁場(chǎng)及電活動(dòng)信息。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1顯示為本發(fā)明的全張量心磁圖儀探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2顯示為本發(fā)明的全張量心磁圖儀探頭的制造方法的流程圖。
[0033]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0034]I 全張量探頭支架
[0035]11檢測(cè)層支架
[0036]12中間連接桿
[0037]13參考層支架
[0038]2 檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)
[0039]3 參考層SQUID磁強(qiáng)計(jì)
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0041]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0042]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的全張量心磁圖儀探頭包括全張量探頭支架1、檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)2和參考層SQUID磁強(qiáng)計(jì)3。
[0043]全張量探頭支架I包括檢測(cè)層支架11、參考層支架13及中間連接桿12，檢測(cè)層支架11設(shè)置在中間連接桿12的底端，參考層支架13設(shè)置在中間連接桿12的頂端。
[0044]其中，全張量探頭支架I采用陶瓷、石英、玻璃鋼等低熱膨脹系數(shù)的高強(qiáng)度無(wú)磁材料制成。
[0045]為保證梯度及均勻磁場(chǎng)的可靠檢測(cè)，中間連接桿的長(zhǎng)度，即參考層與檢測(cè)層之間的距離，應(yīng)確保參考層檢測(cè)的信號(hào)量遠(yuǎn)小于檢測(cè)層。
[0046]檢測(cè)層支架11的總體大小，根據(jù)檢測(cè)層同法向相鄰SQUID磁強(qiáng)計(jì)之間的距離，即基線長(zhǎng)度來(lái)確定。
[0047]檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)2包括若干個(gè)SQUID磁強(qiáng)計(jì)，設(shè)置在檢測(cè)層支架11上，用于合成五個(gè)獨(dú)立的一階梯度及所需的均勻分量。優(yōu)選地，磁強(qiáng)計(jì)的個(gè)數(shù)為7-12個(gè)。
[0048]根據(jù)梯度的全張量特性，可自由選擇5個(gè)獨(dú)立的一階梯度及所需的均勻分量。其中，所需的均勻分量為2-3個(gè)。設(shè)置檢測(cè)層SQUID磁強(qiáng)計(jì)時(shí)，包括以下步驟:
[0049]I)確定需要檢測(cè)的五個(gè)獨(dú)立一階梯度分量及所需的均勻分量，得到SQUID磁強(qiáng)計(jì)的數(shù)量和組合方式。
[0050]2)根據(jù)五個(gè)獨(dú)立的一階梯度分量，在檢測(cè)層支架的中心正交方向上固定中心磁強(qiáng)計(jì)；
[0051 ] 3)根據(jù)各方向的梯度量和基線長(zhǎng)度固定剩余的SQUID磁強(qiáng)計(jì)。
[0052]根據(jù)梯度的全張量特性，可自由選擇五個(gè)獨(dú)立的一階梯度及所需的均勻分量，如5個(gè)一階梯度611，671，621，627，622及所需的三個(gè)均勾分量1^，1^，1^。此種情況下，不考慮冗余設(shè)計(jì)的