一種全張量心磁圖儀探頭及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]人體生命活動背后隱藏著豐富的電磁信息。心磁圖是一種通過檢測人體心臟電活動產生的空間磁場而進行成像分析的新型心臟疾病診斷方法。與傳統的心電圖類似，心磁圖反映了心臟的電生理活動，是一種功能成像方法。由于完全無創、無輻射、無接觸、受體液及骨骼等的影響較小，且能響應環形渦旋電流，心磁圖包含很多傳統心電圖無法體現的電生理信息，從而呈現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用潛力，因而具有極高的臨床研究和應用價值。
[0003]心磁圖臨床價值的體現直接依賴于心磁信號的檢測及其數據解讀。為了在強的背景磁場中檢測微弱的心磁，基于超導量子干涉器件(Superconduct ing QuantumInterference Device，SQUID)梯度計的梯度磁場檢測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一定區域內多點心磁信號，對心臟進行磁信息成像。
[0004]基于磁場的三維矢量特性，心磁的梯度是一個9分量張量，其中包含5個獨立的梯度。從信號檢測的角度看，更多的心磁數據勢必會帶來更多可供分析的信息。然而，目前心磁檢測發展的一個主流方向是基于單個SQUID梯度磁場分量的多通道集成技術。該技術通過多點掃描或同步測量的方式獲得覆蓋人體胸腔上方一定平面區域內的心磁圖數據。
[0005]針對心磁數據的解讀，目前主要有兩類，即測量平面的成像和反演體內成像。其中，一個重要的處理方式是通過磁場數據獲取心臟的電活動信息。以現有的軸向梯度數據為例，其計算和反演只能考慮電流的水平分量，勢必會丟失電流的垂直分量。考慮到磁場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及電活動信息仍然是目前心磁圖儀及其臨床面臨的一個主要問題。
【發明內容】
[0006]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發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磁強計合成一階梯度計，除了全張量一階梯度，還能夠獲取磁場的2?3個均勻分量，在有效抑制一階梯度噪聲的同時，能夠獲取更多的心磁圖的磁場及電活動信息，實用性強。
[0007]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種全張量心磁圖儀探頭，包括全張量探頭支架、檢測層SQUID磁強計和參考層SQUID磁強計;所述全張量探頭支架包括檢測層支架、參考層支架及中間連接桿，所述檢測層支架設置在所述中間連接桿的底端，所述參考層支架設置在所述中間連接桿的頂端；所述檢測層SQUID磁強計包括若干個SQUID磁強計，設置在所述檢測層支架上，用于合成五個獨立的一階梯度及所需的均勻分量;所述參考層SQUID磁強計包括三個SQUID磁強計，設置在所述參考層支架的三個正交方向上，構成三軸磁強計。
[0008]根據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]根據上述的全張量心磁圖儀探頭，其中:所述檢測層SQUID磁強計中磁強計的個數為7-12個。
[0010]根據上述的全張量心磁圖儀探頭，其中:設置所述檢測層SQUID磁強計中的SQUID磁強計時，包括以下步驟:
[0011]I)確定需要檢測的五個獨立一階梯度分量及所需的均勻分量，得到SQUID磁強計的數量和組合方式；
[0012]2)根據五個獨立的一階梯度分量，在檢測層支架的中心正交方向上固定中心磁強計；
[0013]3)根據各方向的梯度量和基線長度固定剩余的SQUID磁強計，其中，基線長度是指檢測層SQUID磁強計中同法向相鄰SQUID磁強計之間的距離。
[0014]根據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。
[0015]同時，本發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、確定需要檢測的五個獨立一階梯度分量及所需的均勻分量，得到檢測層SQUID磁強計中SQUID磁強計的數量；
[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層支架、參考層支架及中間連接桿，所述檢測層支架設置在中間連接桿的底端，所述參考層支架設置在中間連接桿的頂端；
[0018]步驟S3、根據需要檢測的五個獨立一階梯度分量及所需的均勻分量，將檢測層SQUID磁強計設置在所述檢測層支架上，合成五個獨立的一階梯度及所需的均勻分量;將參考層SQUID磁強計設置在所述參考層支架上，構成三軸磁強計。
[0019]根據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]根據上述的全張量心磁圖儀探頭的制造方法，其中:所述檢測層SQUID磁強計中磁強計的個數為7-12個。
[0021]根據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，設置所述檢測層SQUID磁強計中的SQUID磁強計時，包括以下步驟:
[0022]I)確定需要檢測的五個獨立一階梯度分量及所需的均勻分量，得到SQUID磁強計的數量和組合方式；
[0023]2)根據五個獨立的一階梯度分量，在檢測層支架的中心正交方向上固定中心磁強計；
[0024]3)根據各方向的梯度量和基線長度固定剩余的SQUID磁強計，其中，基線長度是指檢測層SQUID磁強計中同法向相鄰SQUID磁強計之間的距離。
[0025]根據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。
[0026]如上所述，本發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SQUID磁強計自由組合的方式能夠獲取5個獨立的一階梯度；
[0028](2)通過引入額外的參考層，有效地抑制了 5個獨立一階梯度的噪聲；
[0029](3)能夠獲取磁場的2?3個均勻分量；
[0030](4)能夠獲取更多的心磁圖的磁場及電活動信息。
【附圖說明】
[0031]圖1顯示為本發明的全張量心磁圖儀探頭的結構示意圖；
[0032]圖2顯示為本發明的全張量心磁圖儀探頭的制造方法的流程圖。
[0033]元件標號說明
[0034]I 全張量探頭支架
[0035]11檢測層支架
[0036]12中間連接桿
[0037]13參考層支架
[0038]2 檢測層SQUID磁強計
[0039]3 參考層SQUID磁強計
【具體實施方式】
[0040]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0041]需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0042]參照圖1，本發明的全張量心磁圖儀探頭包括全張量探頭支架1、檢測層SQUID磁強計2和參考層SQUID磁強計3。
[0043]全張量探頭支架I包括檢測層支架11、參考層支架13及中間連接桿12，檢測層支架11設置在中間連接桿12的底端，參考層支架13設置在中間連接桿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的高強度無磁材料制成。
[0045]為保證梯度及均勻磁場的可靠檢測，中間連接桿的長度，即參考層與檢測層之間的距離，應確保參考層檢測的信號量遠小于檢測層。
[0046]檢測層支架11的總體大小，根據檢測層同法向相鄰SQUID磁強計之間的距離，即基線長度來確定。
[0047]檢測層SQUID磁強計2包括若干個SQUID磁強計，設置在檢測層支架11上，用于合成五個獨立的一階梯度及所需的均勻分量。優選地，磁強計的個數為7-12個。
[0048]根據梯度的全張量特性，可自由選擇5個獨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。設置檢測層SQUID磁強計時，包括以下步驟:
[0049]I)確定需要檢測的五個獨立一階梯度分量及所需的均勻分量，得到SQUID磁強計的數量和組合方式。
[0050]2)根據五個獨立的一階梯度分量，在檢測層支架的中心正交方向上固定中心磁強計；
[0051 ] 3)根據各方向的梯度量和基線長度固定剩余的SQUID磁強計。
[0052]根據梯度的全張量特性，可自由選擇五個獨立的一階梯度及所需的均勻分量，如5個一階梯度611，671，621，627，622及所需的三個均勾分量1^，1^，1^。此種情況下，不考慮冗余設計的