[发明专利]一种基于巨磁阻抗传感器的胃磁信号采集分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及新型医疗信号处理、采集以及分析技术，具体来说是一种基于巨磁阻抗传感器对胃磁信号进行非接触式检测和处理的采集分析系统。

背景技术

胃磁信号是伴随胃电信号产生的微弱信号通常在(20pt-100pt)，其以胃磁信号变化作为胃功能活动的客观生物电指标，能间接地反映胃的运动和机能状况，对胃的生理和病理变化规律提供了一个客观的生物电指标。

根据胃磁参数的改变对胃病患者作出参考诊断。胃磁图检测相对于传统的胃钡餐、X射线和内窥镜等形态学检测方法而言，具有无创性、操作简单和成本低廉等优点。与胃电信号相比，其不用体表贴电极进行测量，大大提高了测量的方便性。

近十多年，随着微电子技术、材料科学的发展，以及计算机技术与消化道电生理技术的紧密结合，基于巨磁阻抗材料的传感器得到了广泛的应用，以前在体表很难测量到的微弱的胃磁信号，现通过传感器的优化设计，信号采集与分析，已经可以将胃磁信号可视化。体表胃磁信号作为诊断胃功能的一个重要指标，为临床提供了一种检测胃部病变的新手段。

胃电是一种幅度小、频率低的微弱信号。人胃的胃磁慢波频率正常情况下节律与胃电信号相同是3CPM(cyclesperminute)，正常幅度在50-100uV左右，很容易受到心电、肠电、肌电等生物电信号及呼吸也各种磁信号的干扰，信噪比很低。因此，微弱生理磁信号的检测及处理一直都制约着对生物磁信号的深入研究及其应用。

现有的各种技术手段的生物磁信号获取，基本都是在低温环境下进行，比如(SQUIDS)。检测与分析功能都是类似的，但存在着很多的问题，比如实验要求比较苛刻(屏蔽与低温)，支持的通道数量有限，数据处理方法不够丰富，电路干扰信号太大，硬件的成本过高等。这些严重制约了生物磁信号的研究与应用，因此，需要一种成本低廉、支持通道较多、使用以及实验环境要求不苛刻、信号处理精确的胃磁信号采集系统。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的问题在于提供一种非接触式的、支持多通道、具有精确的信号处理能力的胃磁信号采集与处理系统。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于巨磁阻抗传感器的胃磁信号采集分析系统，包括：

胃磁信号采集模块，用于采集并放大胃磁信号；

数据转换处理模块，连接胃磁信号采集模块，用于将来自所述胃磁信号采集模块的胃磁信号从模拟信号转换成数字信号，并进行初步诊断参数的计算；

显示终端，连接数据转换处理模块，用于显示数据转换处理模块计算得到的参数。

所述胃磁信号采集模块包括顺序连接的若干路采集通道、胃磁信号选通装置、二级放大滤波电路、绝对值放大滤波电路；所述两路采集通道用于对胃磁信号的采集；所述胃磁信号选通装置用于选通所述两路采集通道中的一路采集通道；所述二级放大滤波电路用于对胃磁信号选通装置选通的信号进行放大，并去除其中的杂波；所述绝对值放大滤波电路用于完成胃磁信号的抬升以及消除基线。

所述每路采集通道包括顺序连接的巨磁阻抗传感器、前置放大器与滤波器；所述巨磁阻抗传感器用于直接防止在胃部表面，采集胃磁信号；所述前置放大器与滤波器用于对胃磁信号进行前置放大滤波以提高输入阻抗。

所述数据转换处理模块包括顺序连接微控制器和数据处理单元；所述微控制器用于将来自所述胃磁信号采集模块的胃磁信号从模拟信号转换成数字信号，并进行数字滤波；所述数据处理单元用于对所述微控制器的输出信号进行诊断参数的计算，并控制胃磁信号采集模块中胃磁信号选通装置对两路采集通道的选择。

所述数据处理单元对对所述的输出信号进行二阶滤波。

所述数据处理单元计算的诊断参数包括波形平均幅值、波形平均频率、波形主频率、正常慢波百分比、慢波频率不稳定系数、偶联百分比、餐后/餐前功率比。

所述数据处理单元通过通讯接口连接PC处理端。

还包括控制终端，连接数据转换处理模块，用于对所述显示终端的参数显示切换控制、胃磁信号的选通控制、和/或对数据转换处理模块与外部进行通讯的选择配置。

本发明具有以下优点及有益效果：

(1)本发明采用巨磁阻抗传感器，保证能够高效地完成复杂的信号胃磁信号感知。

(2)本发明采用滤波放大系统，将处于3CPM频段(0.05hz)的微弱的胃磁信号提取出来。

(3)本发明的对巨磁阻抗传感器直接进行医用胶带固定，方式简单，有利人体采集应用。