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多通道高温超导心磁图仪

文章来源:  |  发布时间:2012-10-09  |  【打印】 【关闭

项目概况:

心电图作为临床的心脏病变诊断技术,已经有近一百年的历史,目前已经成为最广泛使用的一种诊断技术。但是,由心电图技术所能得到的心脏电活动的信息很有限,估计还不到全部信息的10%。例如,心脏中的环状电流在人体体表不产生电势差,而这些被人体组织传导所湮没的信息,在原则上都不可能从心电图中获得。所以,很久以来人们就对测量由心脏电活动产生的人体体表磁场非常感兴趣,认为这将会大大提高对心脏电活动的了解,减少心脏病变的漏诊率。但是,由于心脏电活动在体表产生的磁场很微弱,通常在几个pT10-12T)到100pT之间,测量技术遇到很大困难。超导量子干涉磁强计(Superconducting Quantum Interfence DeviceSQUID)的出现可使测量磁场的灵敏度达10-15T/Hz1/2,所以,从上世纪60年代末开始,就有许多用SQUID研究心磁的工作。这些工作表明,心磁图对了解心脏的电活动、诊断心脏病变是有重要作用的。

在上世纪80年代末以前,SQUID都是采用工作于液氦温区(4.2K)的所谓低温超导器件,这对进行人体测量产生了许多困难和不便之处。尽管如此,在近十多年来也已出现了用液氦温区SQUID的心磁系统,我国也已进口了几套,每套价格都在5001000万元人民币之间。

自从液氮温区(77K)即高温超导电性发现以来,研制液氮温区的高温SQUID器件,并用于心磁测量,成为各国十分重视的课题,美、德、前苏联都做过很多工作,我国从80年代末也开展了研究。目前,我国高温SQUID器件的磁场灵敏度已达到5×10-14T/Hz1/2,能正确的探测到人体心脏的磁场、电流分布,并已经与国际先进水平一致。在此基础上,如果能按照人体测量的实际要求发展多通道的液氮温区超导心磁图仪,并能在医院临床环境下进行数据采集,发展与医学界、生理学界的合作,将对我国的医学事业有重大意义。

本项目的主要创新之处为,利用完全拥有自主知识产权的高温SQUID技术,发展形成磁场探测阵列及用于人体胸前多点心磁测量的关键技术,为心脏疾病的诊断提供新的技术手段。SQUID系统的磁场分辨率优于50fT/Hz1/2,磁通噪声优于2.07×10-5F0/Hz1/2,摆率大于1×106F0/s

国外相关研发目前所遇到的主要问题是实际的健康人和病人心磁数据很难收集,因此难以进行进一步的病理分析和研究。目前国外出售给我国的设备也负担着为国外研究机构收集数据的任务,测得的数据被加密,只有原生产厂家才能分析。我国只要能够在医院安装自主心磁图仪,就可以在数据收集方面走在世界前列。

应用状况:

本项目能够直接取代进口的低温超导心磁图仪。同时作为自主知识产权的系统,在收集病理数据上不会受到国外的限制,因此对于我国在下一代心磁图仪的发展上取得优势有重大意义。

市场化前景:

本项目的预期目标是解决研制实用化多通道心磁图仪中的关键技术问题,发展出具有自主知识产权的相关软件和硬件技术,制作多通道高温超导SQUID心磁图仪样机,同时形成心磁图仪的操控及合理的心磁数据采集、处理和表征方式的系统软件,具备便于医生收集病理心磁信号并作出相应诊断的临床应用条件。

合作方式:

技术入股

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