[发明专利]基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种脑磁图检测装置，特别是一种基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，主要用于脑科学、生命医疗、生物技术、健康检测、疾病诊疗、人机交互、智能控制、行为组织等领域中的脑磁场检测。

背景技术

脑磁图(Magnetoencephalography，简称MEG)，是集生物工程、电子工程、医学工程等尖端科学技术于一体，是无创伤性地探测大脑电磁生理信号的一种脑功能检测技术。脑磁图检测装置是一种对人体完全无创性、无放射性的脑功能图像探测技术，在脑科学、生命医疗、生物技术、健康检测、疾病诊疗、人机交互、智能控制、行为组织等领域中发挥非常重要的作用。例如，在医学领域，检测装置得到的脑磁图可以应用到癫痫诊断和致痫灶的手术前定位、神经外科手术前大脑功能区定位、缺血性脑血管病预测和诊断、精神病和心理障碍疾病的诊断、外伤后大脑功能的评估和鉴定、司法鉴定和测谎应用、语言、视觉、听觉、体感诱发等的研究，主要适应症涉及各种类型的癫痫、脑良性或恶性肿瘤、脑血管病(中风)、帕金森病、老年性痴呆、偏头痛、幻听、幻视、脑外伤、精神分裂症、强迫症、抑郁症、自闭症、植物人等等，目前对高性能的脑磁图检测装置需求紧迫。

在先技术中，存在脑磁图检测装置，总部在瑞典的跨国公司Elekta公司是脑磁图检测装置领先者，生产Elekta Neuromag TRIUX型号脑磁图仪；总部在美国的Tristan公司，生产MagView型号脑磁图仪，在脑磁图仪市场占有相当份额，技术可以参见美国专利，专利名称为high-reslution magenetoencephalography system, components and methods,专利号为US7197352B2，专利授权时间为2007年3月27日。在先技术具有相当的优点，但是，仍然存在一些本质不足：1）检测脑磁场装置所基于的原理为超导量子干涉器件检测磁场，以磁通量量子化和约瑟夫森隧穿效应两种物理现象为检测原理，必需低温制冷系统，通常采用液氮或液氦制冷，系统结构复杂；2）检测装置检测灵敏度受限于检测原理和系统构建复杂度，针对脑磁图检测的灵活性差；3）装置体积大，无法实现小型化，构建成本高，检测磁场空间分辨率有限，影响使用范围和受益群体体量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术的不足，提供一种基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，具有无需低温制冷系统、系统结构简单、便于构建、灵敏度高、检测信息量大、空间分辨率高、灵活性好、体积小、可实现小型化、功能易于扩充、应用范围广等特点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于矢量漩涡光束的脑磁图检测装置，包括柔性头戴结构、原子磁力计探针、信号传输线层、信号总线、分析控制部件，其特征在于：所述信号传输线层、信号总线、分析控制部件均设置在柔性头戴结构外侧；所述原子磁力计探针构成阵列设置在柔性头戴结构中，并且每个原子磁力计探针的磁场探测头朝向柔性头戴结构内测，所述原子磁力计探针构成阵列通过信号传输线层与信号总线连接，信号总线与分析控制部件连接，信号总线将所接收数据传输给分析控制部件；所述原子磁力计探针采用光泵浦光检测碱金属原子气体，结合矢量光场与物质相互作用来发挥漩涡光场特性，形成面检测的基于量子效应的矢量漩涡光束原子磁力计探针，通过原子磁力计探针阵列检测脑磁场的不同区域磁场，每个原子磁力计探针检测本区域磁场空间分布，通过漩涡光场奇点进行相对坐标定位，通过矢量光场构建非均匀局域偏振态分布探测光束，进行高分辨率磁场空间分布检测，脑磁场信息通过分析控制部件进行总体信息拼接与融合，得到所需脑磁场分布及信息。