[发明专利]内探式生物组织磁分布图测量装置

说明书

本发明提供内探式生物组织磁分布图测量装置及方法。所述装置包括磁接收前端和数据处理后台。磁接收前端的磁敏传感器阵列安置在内探软管底部。根据数据处理后台给出的磁敏传感器阵列移动位置信息，由控制模块控制、电机带动，将磁敏传感器阵列伸入到被探测生物组织中，接收生物磁信号。数据处理后台分析和处理接收到的生物磁信号，结合磁敏传感器阵列移动位置信息，对被探测生物组织成像。本发明的测量方法将磁敏传感器阵列伸入到人体被探测生物组织的内部采集生物磁信号并成像。本发明装置可以简化现有生物磁检测设备，降低使用成本，并提高检测精度。

技术领域

本发明属于医学磁检测领域，具体涉及一种内探式生物组织磁分布图测量方法与装置。

背景技术

生物体的细胞、组织或器官，比如心、脑、肌、胃、视网膜等，会产生生物电信号，包括静息电位和动作电位。细胞在安静的状态下，存在于细胞膜内外的带电离子分布不均匀，形成电位差，称为静息电位。当细胞受刺激时，膜内外的离子会作出反应，电位会发生变化，形成动作电位。上述电位变化时会形成生物电流，生物电流会产生生物磁场。当人体某个部位发生病变时，体内生物电流和人体磁场就会发生变化，比如，正常生物组织和癌组织的磁图不同；正常心磁图、脑磁图、肌磁图与患病时的磁图也不同。总之，在人体不同器官或者组织采集的磁信号，可以协助医生诊断病因，具有较高的临床参考价值。例如，心磁图可以用于鉴别诊断发现心肌缺血、证实冠心病、证实心肌坏死等，胃磁图可以用于诊断肠胃消化动力、诊断溃疡以及观测药物对胃功能性疾病的治疗效果。

在很多医疗诊断中，磁图比电流图所含的信息更精确、更全面。以心电图和心磁图为例，心电图是从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动，而心磁图是记录心电电流所产生的磁信号。对比两者，有以下特点：首先，心电图测量的是贴在人体体表两个电极片之间的电位差，该电位差是心电信号经过了人体传导、发生了非线性变化得到的，不能准确推算出体内心电电流的分布，而心磁信号经人体各组织传播后产生的非线性变化较小，所测得的心磁图能直接反应心电电流产生的磁信号。其次，心电图只能测量交变的电流信号，不能测量直流的电流信号，而心磁图却能同时测量交变和直流电流信号引起的磁场信号。此外，心电图测量需要将电极片贴在人体体表，记录的是二维信号，而电磁图的测量装置不需要接触人体表面，因此磁测量装置可以在三维空间中移动得到三维的磁图，所包含的信息更丰富。与心电图相比，心磁图能更好地反应心脏机能及其变化。

由于生物电位信号在mV级，由其产生的生物磁信号较小。根据毕奥-萨伐尔定律，磁场的强度和距离（指检测点与磁场源的距离）的三次方成反比，经过了人体的传输后，生物磁信号大幅衰减，极其微弱，比如心磁场强度约为10-10T，与地磁场强度约为10-4T相比，其强度大约是地球磁场的百万分之一，因此对它的检测非常困难。目前应用于生物体外进行如此微弱的生物磁检测的设备有超导量子干扰仪，它是一种能测量微弱磁信号的设备，主要原理是将磁通转换为电压信号，主要应用于心磁和脑磁等生物磁测量中，但是现在投入使用的超导量子干扰仪需要配套磁屏蔽室和使用液氮冷却，使用不方便且费用较高。在生物磁检测的很多领域，比如胃、肠、食管、鼻腔等的磁检测中，磁测量尚未广泛应用于临床。主要原因是因为体外检测仪器使用成本过高，精度有限。

如果可以将磁接收装置伸入到人体被探测生物组织的内部，则可以有效缩短生物磁信号到磁接收装置的距离，大幅提高磁信号的强度，提高信噪比，因此可以提高磁分布图的检测精度，也可以简化检测生物磁信号的仪器和使用复杂度。然而，将磁接收装置伸入到人体组织中，会在检查过程中给患者带来一定的不适，但是这种内探式的医学检查已有先例，比如起源于1795年、在上个世纪开始得到推广和广泛应用的内窥镜，检查时需要将光学仪器内窥镜伸入到患者体内，并将影像传回，这些检查虽然会给患者带来一些不适，但是它提高了许多重大疾病的早期检出率，因此具有重要的临床意义。

发明内容

为克服现有的体外磁探测设备探测生物磁信号时使用要求高且不方便、费用较高等问题，本发明提出内探式生物组织磁分布图测量装置及方法。