[發明專利]基于磁珠濃度和模擬病變體形狀的巨磁阻抗效應生物磁測裝置

有效

• 申請號: 201911291834.1
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110967396B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 劉景順;劉瑞;曹貫宇;李澤;王旭峰
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: G01N27/72
• 分類號: G01N27/72;G01N27/74;G01R33/09;G01R33/12
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王立普

本發明公開了基于磁珠濃度和模擬病變體形狀的GMI生物磁測裝置，包括阻抗分析儀、亥姆霍茲線圈、金屬纖維、磁通門單軸磁力計、直流電源、電流換向器、數據采集卡、計算機、磁珠濃度可調平臺和模擬病變體形狀平臺，金屬纖維固定放置于磁珠濃度可調平臺或模擬病變體形狀平臺上，金屬纖維的兩端與磁珠濃度可調平臺或模擬病變體形狀平臺的接線端子電連接再與阻抗分析儀的輸入端電連接，阻抗分析儀的輸出端與計算機電連接，磁珠濃度可調平臺或模擬病變體形狀平臺放置于亥姆霍茲線圈的內部，磁通門單軸磁力計的探頭設置在亥姆霍茲線圈的內部，探頭、金屬纖維和亥姆霍茲線圈共軸線。本發明能實現基于金屬纖維GMI效應對磁珠濃度和模擬病變體形狀的探測。

技術領域

本發明涉及生物磁測設備技術領域，特別是涉及基于磁珠濃度和模擬病變體形狀的巨磁阻抗效應生物磁測裝置。

背景技術

磁性金屬纖維，因其尺寸和微結構表現出的磁學特性，尤以巨磁阻抗效應(Giantmagnetoimpedance，GMI)而受到學術界關注，且與非晶薄帶、磁性薄膜和電沉積復合絲相比，其具有長程無序的非晶態結構、良好的幾何對稱性、較小的磁滯損耗、近零磁致伸縮系數和高磁導率等優點，更適用于GMI傳感器用的新型磁敏感材料。

目前，基于GMI效應在生物醫學方面的傳感器已被開發并應用，如腫瘤傳感器、磁粉塵檢測傳感器等，且國內外的研究熱點聚焦在生物醫學領域并不斷探索高性能敏感材料及其微磁檢測機理等基礎問題上，但基于磁性金屬纖維GMI效應的生物磁測傳感器還未涉及研究，結合磁性金屬纖維自身的性能優勢，在生物磁測傳感器方面具有重要的開發和應用前景，但通常生物體內磁場感應源的磁場強度極小，因此借助PM3-020磁珠作為標志物，來實現基體內微弱磁場的精確探測，同時，不同的磁珠濃度和病變體形狀均將直接影響GMI生物傳感器對機體內磁場變化的探測，針對此問題選擇合適的磁珠濃度并模擬可探測病變體形狀變化范圍。

發明內容

本發明的目的是提供基于磁珠濃度和模擬病變體形狀的巨磁阻抗效應生物磁測裝置，以解決上述現有技術存在的問題，實現基于金屬纖維GMI效應對磁珠濃度和模擬病變體形狀改變的探測。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了基于磁珠濃度和模擬病變體形狀的巨磁阻抗效應生物磁測裝置，包括阻抗分析儀、亥姆霍茲線圈、金屬纖維、磁通門單軸磁力計、直流電源、電流換向器、數據采集卡、計算機、磁珠濃度可調平臺和具有若干種曲率半徑的模擬病變體形狀平臺，所述磁珠濃度可調平臺或所述模擬病變體形狀平臺用于盛放磁珠模擬生物液，所述金屬纖維固定放置于所述磁珠濃度可調平臺或所述模擬病變體形狀平臺上，所述金屬纖維的兩端與所述磁珠濃度可調平臺或所述模擬病變體形狀平臺的接線端子電連接再與所述阻抗分析儀的輸入端電連接，所述阻抗分析儀的輸出端與所述計算機電連接，所述磁珠濃度可調平臺或所述模擬病變體形狀平臺放置于所述亥姆霍茲線圈的內部，所述磁通門單軸磁力計的探頭設置在所述亥姆霍茲線圈的內部均勻磁場區，所述探頭、所述金屬纖維和所述亥姆霍茲線圈共軸線，所述磁通門單軸磁力計與所述計算機電連接，所述亥姆霍茲線圈、所述直流電源、所述電流換向器、所述數據采集卡和所述計算機依次電連接；所述磁珠濃度可調平臺和所述模擬病變體形狀平臺均包括滑臺，所述滑臺上開設有凹槽，所述金屬纖維固定在所述凹槽中，所述接線端子均設置在所述滑臺上，所述磁珠濃度可調平臺的所述凹槽中用于注入所述磁珠模擬生物液，所述模擬病變體形狀平臺的所述導管可拆卸連接有可調控磁珠箱體，所述可調控磁珠箱體中用于盛放所述磁珠模擬生物液，所述可調控磁珠箱體為U型管結構，若干個所述可調控磁珠箱體的曲率半徑均不相同。

優選的，所述磁珠濃度可調平臺和所述模擬病變體形狀平臺上的所述接線端子均設有四個，所述磁珠濃度可調平臺或所述模擬病變體形狀平臺與所述阻抗分析儀分別實現四端法連接。