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专利号: 2021105597610
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于磁感应相位移的生物组织血流实时监测系统,其特征在于:包括信号源、激励线圈单元、接收线圈单元、数字化仪、上位机PC;

所述信号源输出两个频率和相位相同的正弦信号,所述信号源设置有第一端口和第二端口,所述第一端口与激励线圈单元连接,用于生成激励信号,所述第二端口与数字化仪连接,用于生成参考信号;

所述激励线圈单元、接收线圈单元之间设置于待检测生物组织部位;

所述接收线圈单元与数字化仪连接,所述接收线圈单元用于采集由激励线圈单元发出的并经过待检测生物组织部位后在接收线圈单元中生成的输出信号,所述输出信号传输到数字化仪中;

所述参考信号和输出信号通过数字化仪传输到上位机中,所述上位机根据参考信号和输出信号进行分析处理得到待检测生物组织部位的血液实时状态;

所述激励线圈单元、接收线圈单元采用PCB螺旋线圈传感器,所述激励线圈单元和接收线圈单元构建成激励接收单元;

所述上位机PC机通过快速傅立叶变换FFT计算接收的输出信号与参考信号之间的磁感应相位移MIPS数据;

所述上位机PC机通过快速傅立叶变换计算接收信号与参考信号之间的磁感应相位移MIPS数据;

所述磁感应相位移MIPS数据按照以下步骤进行计算:获取MIPS测量信号,对MIPS测量信号进行小波分解,得到MIPS测量信号的时域信号和频率信号;

对时域信号和频率信号依次通过低通滤波和高通滤波处理得到MIPS信号;

对MIPS信号进行分析得到待检测部位的分析结果;

所述待检测生物组织为MCA大脑中动脉;

所述激励线圈单元、接收线圈单元固定在MCA模型中的M1段位置;

所述MIPS信号的平均值与流量之间的关系通过以下公式线性拟合得到:‑3

MIPS=1.71e vflow+110.71987;

其中,Vflow表示流量;

所述流量Vflow满足以下公式:

vflow/fp=1000。

2.如权利要求1所述的基于磁感应相位移的生物组织血流实时监测系统,其特征在于:所述MIPS信号的分析是按照以下方式进行计算:按照以下公式计算接收线圈中的电压的相位变化;

计算接收线圈中的总信号ΔV+V;

计算总信号与参考信号之间的角度 所述角度 为磁感应相位移;

其中,P为被测物的几何参数,ω为激励信号的角频率,σ为被测物体的电导率,B为主磁场,ΔB为二级磁场,V为主磁场的感应电压,ΔV为二级磁场的感应电压,μ0表示真空磁导率。

3.基于磁感应相位移的生物组织血流模拟监测系统,其特征在于:包括信号源、激励线圈单元、接收线圈单元、数字化仪、上位机PC和血流模拟装置;

所述信号源输出两个频率和相位相同的正弦信号,所述信号源设置有第一端口和第二端口,所述第一端口与激励线圈单元连接,用于生成激励信号,所述第二端口与数字化仪连接,用于生成参考信号;

所述血流模拟装置设置于激励线圈单元、接收线圈单元之间;

所述接收线圈单元与数字化仪连接,所述接收线圈单元用于采集由激励线圈单元发出的并经过血流模拟装置后在接收线圈单元中生成的输出信号,所述输出信号传输到数字化仪中;

所述参考信号和输出信号通过数字化仪传输到上位机中,所述上位机根据参考信号和输出信号进行分析处理得到血流模拟装置的血液实时状态;

所述血流模拟装置为脑部血流模拟装置;所述脑部血流模拟装置包括硅胶管、模拟脑幻体、盛有生理盐水的容器和水泵;

所述硅胶管一端与模拟脑幻体连接,另一端通过水泵与容器连接,通过水泵将容器的生理盐水输送到模拟脑幻体中循环流动,用于模拟脑部血流状态;

所述脑部血流模拟装置满足以下公式:

N=fp*3600          (3)2

V=π*(Dinner/2) *L*N    (4)其中,N表示脑部血流模拟装置中的进料泵在1小时内挤压次数;fp表示脉动频率;V表示泵送体积;Dinner表示硅胶管内径;L表示油泵齿轮的总长度;

所述上位机PC机通过快速傅立叶变换FFT计算接收的输出信号与参考信号之间的磁感应相位移MIPS数据;

所述磁感应相位移MIPS数据按照以下步骤进行计算:获取MIPS测量信号,对MIPS测量信号进行小波分解,得到MIPS测量信号的时域信号和频率信号;

对时域信号和频率信号依次通过低通滤波和高通滤波处理得到MIPS信号;

对MIPS信号进行分析得到待检测部位的分析结果;

所述激励线圈单元、接收线圈单元固定在MCA模型中的M1段位置;

所述MIPS信号的平均值与流量之间的关系通过以下公式线性拟合得到:‑3

MIPS=1.71e vflow+110.71987;

其中,Vflow表示流量;所述流量Vflow满足以下公式:vflow/fp=1000。

4.如权利要求3所述的基于磁感应相位移的生物组织血流模拟监测系统,其特征在于:所述激励线圈单元、接收线圈单元采用PCB螺旋线圈传感器,所述激励线圈单元和接收线圈单元构建成激励接收单元。