[发明专利]一种用于测量人脑部磁场信号的滑道式可穿戴的脑磁帽

说明书

本发明涉及一种用于测量人脑部磁场信号的滑道式可穿戴的脑磁帽，属于生物医学工程领域，涉及一种医疗器械，其由滑道式脑磁帽体和可伸缩式卡槽构成；帽体左右两部分通过3个弧形合页连接；帽体左右两部分对称分布多个滑道，且滑道上设计有矩形孔；在人的左右耳侧上方，分别各有一个内部带有螺纹的圆柱形基座；可伸缩式卡槽由固定位置卡槽和伸缩卡槽组成；参考国际通用的10‑20标准脑电采集导联系统和人脑的生理构造及功能分区进行了滑道的分布和矩形孔的间隔设计；以人的鼻根和左右耳侧的三个短圆柱为参考建立基准坐标系完成3D数据建模；本发明是一种低检测成本、实用性强、可用于高效测量人脑部磁场信号的滑道式可穿戴的脑磁帽。

技术领域

本发明属于生物医学工程领域，涉及一种医疗器械，具体是一种用于测量人脑部磁场信号的滑道式可穿戴的脑磁帽。

背景技术

脑磁图(Magnetoencephalography，MEG)是一种能够完全无侵地直接测量大脑神经功能活动的最新医学诊断技术，与电信号不同，磁信号的传播不受生物组织的影响。MEG将被广泛应用于研究大脑的高级功能和各种神经系统疑难病症。

临床上在治疗难治性部分性癫痫时，MEG可以为颅内电极埋藏策略提供重要的参考依据，从而对颅内电极置入产生积极的指导作用，提高颅内电极脑电监测的定位准确率。

过去的几十年里，测量脑磁最常用的仪器是超导量子干涉(SQUID)磁力仪，人类的首张脑磁图就是使用SQUID磁力仪获得的。但是SQUID磁力仪必须工作在液氮冷却的条件下，每年的运行成本高达数十万美元，而且人头皮表面与传感器间的最小距离为3～6厘米，限制了该设备的使用范围。

近年来，随着激光技术的进步，基于原子与激光相互作用的光抽运原子磁力仪的灵敏度达到了飞特斯拉水平。2010年普林斯顿大学Romalis研究小组实现的无自旋交换弛豫(Spin-exchange relaxation free，SERF)原子磁强计的测量灵敏度达到基于SERF的磁强计的灵敏度几乎超越了SQUID。原子磁力仪开始进入生物磁场测量和研究的领域，而SERF原子磁强计也是目前国际上公认的下一代脑磁图仪器的发展方向。

三维(Three-Dimensional，3D)打印技术是使用连续的材料通过分层从三维模型创建物理对象的过程。3D打印技术可进行个性化定制，且生产成本低、技术实现快，其在医疗领域的应用和潜在价值正促进医学的变革。随着3D打印技术的发展和逐渐完善，医学领域开始引进这种技术。

现有脑磁帽存在的问题：相比于SQUID，SERF原子磁强计不需要体积庞大的杜瓦瓶，不需要低温工作条件，SERF原子磁强计的体积极小，可实现人头部阵列式排布检测，满足可穿戴的设计要求。目前，国内外多家原子磁强计研究机构，在进行人头部磁场测量时，多基于3D打印技术定制个性化的脑磁帽或脑磁头盔，进而完成局部或全脑区的磁场信号测量，脑磁帽的设计和制作周期长，且成本昂贵。也有研究机构采用柔性脑磁帽进行实验验证或测量，但是柔性帽体易变形，且极弱磁传感器插入柔性脑磁帽上的卡槽后，在实际测量过程中，极弱磁传感器易由于外界原因发生晃动，导致所测量的信号出现不同程度的失真。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足之处，针对现有脑磁帽存在的问题，提出一种用于测量人脑部磁场信号的滑道式可穿戴的脑磁帽，它是一种具有低检测成本、实用性强，可用于高效测量人脑部磁场信号的重要医疗器械或科研实验用具。