[發明專利]一種基于巨磁阻抗傳感器的胃磁信號采集分析系統

在審

• 申請號: 201410294875.7
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN105212894A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 繆磊;徐保磊;秦書嘉;李洪誼
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 徐麗;周秀梅

技術領域

本發明涉及新型醫療信號處理、采集以及分析技術，具體來說是一種基于巨磁阻抗傳感器對胃磁信號進行非接觸式檢測和處理的采集分析系統。

背景技術

胃磁信號是伴隨胃電信號產生的微弱信號通常在(20pt-100pt)，其以胃磁信號變化作為胃功能活動的客觀生物電指標，能間接地反映胃的運動和機能狀況，對胃的生理和病理變化規律提供了一個客觀的生物電指標。

根據胃磁參數的改變對胃病患者作出參考診斷。胃磁圖檢測相對于傳統的胃鋇餐、X射線和內窺鏡等形態學檢測方法而言，具有無創性、操作簡單和成本低廉等優點。與胃電信號相比，其不用體表貼電極進行測量，大大提高了測量的方便性。

近十多年，隨著微電子技術、材料科學的發展，以及計算機技術與消化道電生理技術的緊密結合，基于巨磁阻抗材料的傳感器得到了廣泛的應用，以前在體表很難測量到的微弱的胃磁信號，現通過傳感器的優化設計，信號采集與分析，已經可以將胃磁信號可視化。體表胃磁信號作為診斷胃功能的一個重要指標，為臨床提供了一種檢測胃部病變的新手段。

胃電是一種幅度小、頻率低的微弱信號。人胃的胃磁慢波頻率正常情況下節律與胃電信號相同是3CPM(cyclesperminute)，正常幅度在50-100uV左右，很容易受到心電、腸電、肌電等生物電信號及呼吸也各種磁信號的干擾，信噪比很低。因此，微弱生理磁信號的檢測及處理一直都制約著對生物磁信號的深入研究及其應用。

現有的各種技術手段的生物磁信號獲取，基本都是在低溫環境下進行，比如(SQUIDS)。檢測與分析功能都是類似的，但存在著很多的問題，比如實驗要求比較苛刻(屏蔽與低溫)，支持的通道數量有限，數據處理方法不夠豐富，電路干擾信號太大，硬件的成本過高等。這些嚴重制約了生物磁信號的研究與應用，因此，需要一種成本低廉、支持通道較多、使用以及實驗環境要求不苛刻、信號處理精確的胃磁信號采集系統。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明要解決的問題在于提供一種非接觸式的、支持多通道、具有精確的信號處理能力的胃磁信號采集與處理系統。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種基于巨磁阻抗傳感器的胃磁信號采集分析系統，包括：

胃磁信號采集模塊，用于采集并放大胃磁信號；

數據轉換處理模塊，連接胃磁信號采集模塊，用于將來自所述胃磁信號采集模塊的胃磁信號從模擬信號轉換成數字信號，并進行初步診斷參數的計算；

顯示終端，連接數據轉換處理模塊，用于顯示數據轉換處理模塊計算得到的參數。

所述胃磁信號采集模塊包括順序連接的若干路采集通道、胃磁信號選通裝置、二級放大濾波電路、絕對值放大濾波電路；所述兩路采集通道用于對胃磁信號的采集；所述胃磁信號選通裝置用于選通所述兩路采集通道中的一路采集通道；所述二級放大濾波電路用于對胃磁信號選通裝置選通的信號進行放大，并去除其中的雜波；所述絕對值放大濾波電路用于完成胃磁信號的抬升以及消除基線。

所述每路采集通道包括順序連接的巨磁阻抗傳感器、前置放大器與濾波器；所述巨磁阻抗傳感器用于直接防止在胃部表面，采集胃磁信號；所述前置放大器與濾波器用于對胃磁信號進行前置放大濾波以提高輸入阻抗。

所述數據轉換處理模塊包括順序連接微控制器和數據處理單元；所述微控制器用于將來自所述胃磁信號采集模塊的胃磁信號從模擬信號轉換成數字信號，并進行數字濾波；所述數據處理單元用于對所述微控制器的輸出信號進行診斷參數的計算，并控制胃磁信號采集模塊中胃磁信號選通裝置對兩路采集通道的選擇。

所述數據處理單元對對所述的輸出信號進行二階濾波。

所述數據處理單元計算的診斷參數包括波形平均幅值、波形平均頻率、波形主頻率、正常慢波百分比、慢波頻率不穩定系數、偶聯百分比、餐后/餐前功率比。

所述數據處理單元通過通訊接口連接PC處理端。

還包括控制終端，連接數據轉換處理模塊，用于對所述顯示終端的參數顯示切換控制、胃磁信號的選通控制、和/或對數據轉換處理模塊與外部進行通訊的選擇配置。

本發明具有以下優點及有益效果：

(1)本發明采用巨磁阻抗傳感器，保證能夠高效地完成復雜的信號胃磁信號感知。

(2)本發明采用濾波放大系統，將處于3CPM頻段(0.05hz)的微弱的胃磁信號提取出來。

(3)本發明的對巨磁阻抗傳感器直接進行醫用膠帶固定，方式簡單，有利人體采集應用。