一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统的制作方法

本发明属于生物医学工程领域，涉及一种医疗器械，具体是一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统。

背景技术：

心磁图(magnetocardiography,mcg)是一种非接触、非侵入式的生物磁场测量手段，与心电信号相比，心磁信号包含了生理过程和病理等有价值的信息，信号传播不受生物组织电导率变化的影响，强度相对稳定，传输简单且能够精准定位磁场，同时还能给出时域相关的信息。心磁图在缺血性心脏病、心室肥厚诊断、预激综合征旁路定位、胎儿心肌肥厚和心律失常的诊断等方面具有重要的临床应用价值。

人体心磁信号非常微弱，其最大值约为几十皮特(10-¹²t)，比地磁场弱将近百万倍，一般需要在磁屏蔽环境下使用高灵敏度的传感器进行测量。早期使用超导量子干涉仪(superconductingquantuminterferencedevice,squid)探测，但是squid设备复杂，购置、运行及维护成本高，使得心磁检查难以普及。近年来出现的无自旋交换驰豫(spinexchangerelaxationfree,serf)磁强计，其测量灵敏度达到0.16ft/hz^1/2，可以与squid磁力计相媲美，甚至超越了squid，基于serf磁强计的心脑磁测量系统具有成本低、小型化、可移动、操作简便、灵敏度高等优点，将有望推动心脑磁检查的普及。

因此，提出一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统，可以使心磁图的获取更加方便、高效、可靠性高。

目前，关于心磁图测量装置的专利主要包括两类，第一类是使用超导量子干涉仪来获取心磁图，如专利“cn201410504970.5”，内容为以超导量子干涉仪替代传统的电测量传感器作为心脏弱磁信号测量探头，提高心脏弱磁信号探测灵敏度与精度，获取心磁图；第二类主要是使用原子磁强计获取心磁图，如专利“cn201811478462.9”提出了一种使用原子磁强计探测心磁图的方法。但是，前者使用的squid具有设备复杂，购置、运行及维护成本高的缺点，后者原子磁强计安装在刚性探测架上，无法贴合人体皮肤进行测量。

综上，随着心脑磁技术的发展和应用的普及，针对心磁图测量系统设计有了广阔的前景，而这方面的研究实践仍比较缺乏。本发明从总体出发，研究一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统，将为相似的心磁图测量设计提供指导和借鉴。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是：克服现有专利中心磁图测量方法的缺陷，针对存在的问题，提供一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统，它是一种具有低成本、实用性强，可用于高效测量人体心脏磁场信号的重要医疗器械或科研实验用具。

本发明的技术解决方案是：一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统，包括以下步骤：

一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统，包括：柔性衣体、气凝胶隔热层、卡扣式卡槽、极弱磁场测量传感器(精度为15ft/hz^1/2以内)，所述柔性衣体对应于心脏的位置设计有若干阵列圆孔，气凝胶隔热层置于人体皮肤与柔性衣体之间，卡扣式卡槽由基座、压环和卡扣式盖子组成，基座穿过柔性衣体上的圆孔并通过压环固定于柔性衣体上，极弱磁场测量传感器插入基座的插孔内，该插孔内空间的大小刚好可以放置极弱磁场测量传感器，卡扣式盖子可固定极弱磁场测量传感器，使极弱磁场测量传感器尽可能贴近人体皮肤也不会松动。

所述柔性衣体选用发泡橡胶材质的紧身衣，紧贴人体皮肤且具有一定弹性，不易与皮肤产生相对滑动，衣体对应于心脏位置的范围设计有若干阵列圆孔，用于放置卡扣式卡槽来固定极弱磁场测量传感器，圆孔之间的间距为1cm且相对位置不易改变，可设计若干尺寸不同的衣体以达到在多数人中适用。

气凝胶隔热层是利用高温胶带缠绕气凝胶薄片制成，高温胶带可在200℃以内正常使用，气凝胶隔热层可隔绝200℃的温度，气凝胶热导率极低，与传统保温隔热材料相比，在同等隔热效果下，气凝胶材料厚度只有传统保温隔热材料的1/2-1/5，可以实现极弱磁场测量传感器与人体皮肤之间距离尽可能短，由于气凝胶材质松散易碎，利用高温胶带包裹可避免形状改变，且两种材料均无磁性，不影响心磁图测量效果。

卡扣式卡槽由基座、压环和卡扣式盖子组成，基座由上下两部分组成，底部是一个中空的方形薄片底座，厚度为0.4mm，上部是限位插槽，上下两部分为刚性连接，限位插槽内侧尺寸与极弱磁场测量传感器尺寸一致，空间为长方体，限位插槽宽度的方向相对两位置为中空设计，方便极弱磁场测量传感器的抽取，限位卡槽长的方向相对两个侧面上各设计了一个弹片，基座穿过柔性衣体的阵列圆孔，压环为一个厚度为2mm的矩形环，内侧尺寸可套进限位插槽，按压弹片，压环继续下滑至底座，压环与底座之间为柔性衣体圆孔边缘，即可将基座固定在柔性衣体上阵列圆孔的位置，且基座限位卡槽相对位置上的两弹片可以限制压环不易上移防止脱落，可通过按压上述弹片穿脱压环，卡扣式盖子是一个厚度为2mm的中空薄片，卡扣式盖子长的方向两对侧分别设计了卡扣，通过按压在基座上，卡扣可以挂住基座上部分长的对侧的上边缘，且难以拔出，卡扣式盖子宽的一侧中部设计有一个窄缝，是为极弱磁场测量传感器放入插槽时，将导线穿过该窄缝并进入薄片中空部分，加上卡扣式盖子可以使极弱磁场测量传感器固定在限位插槽中且不会晃动，卡扣式盖子的摘去只需按压基座上部分长的两侧摘掉即可。

本发明与现有心磁图测量装置相比的优点在于：

(1)本发明的一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统，包括：柔性衣体、气凝胶隔热层、卡扣式卡槽、极弱磁场测量传感器，所述柔性衣体对应于心脏的位置设计有若干阵列圆孔，气凝胶隔热层置于人体皮肤与柔性衣体之间，卡扣式卡槽由基座、压环和卡扣式盖子组成，基座穿过柔性衣体上的圆孔并通过压环固定于柔性衣体上，极弱磁场测量传感器插入基座的插孔内，该插孔内空间的大小刚好可以放置极弱磁场测量传感器，卡扣式盖子可固定极弱磁场测量传感器，使极弱磁场测量传感器尽可能贴近人体皮肤也不会松动。通过设计若干不同尺寸的衣体实现在多数人中适用，拔插传感器位置灵活选择测量部位，是一种低成本、效率高且实用性强、可用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统。

(2)本发明的柔性衣体选用发泡橡胶材质的紧身衣，紧贴人体皮肤且具有一定弹性，不易与皮肤产生相对滑动，衣体对应于心脏位置的范围设计有若干阵列圆孔，用于放置卡扣式卡槽来固定极弱磁场测量传感器，圆孔之间的间距为1cm且相对位置不易改变，可设计若干尺寸不同的衣体以达到在多数人中适用。

(3)本发明的气凝胶隔热层是利用高温胶带缠绕气凝胶薄片制成，高温胶带可在200℃以内正常使用，气凝胶隔热层可隔绝200℃的温度，气凝胶热导率极低，与传统保温隔热材料相比，在同等隔热效果下，气凝胶材料厚度只有传统保温隔热材料的1/2-1/5，可以实现极弱磁场测量传感器与人体皮肤之间距离尽可能短，由于气凝胶材质松散易碎，利用高温胶带包裹可避免形状改变，且两种材料均无磁性，不影响心磁图测量效果。

(4)本发明中的卡扣式卡槽由基座、压环和卡扣式盖子组成，基座由上下两部分组成，底部是一个中空的方形薄片底座，厚度为0.4mm，上部是限位插槽，上下两部分为刚性连接，限位插槽内侧尺寸与极弱磁场测量传感器尺寸一致，空间为长方体，限位插槽宽度的方向相对两位置为中空设计，方便极弱磁场传感器的抽取，限位插槽长的方向相对两个侧面上各设计了一个弹片，基座穿过柔性衣体的阵列圆孔，压环为一个厚度为2mm的矩形环，内侧尺寸可套进限位插槽，按压弹片，压环继续下滑至底座，压环与底座之间为柔性衣体圆孔边缘，即可将基座固定在柔性衣体上阵列圆孔的位置，且基座限位卡槽相对位置上的的两弹片可以限制压环不易上移防止脱落，可通过按压上述弹片穿脱压环，卡扣式盖子是一个厚度为2mm的中空薄片，卡扣式盖子长的方向两对侧长的对侧分别设计了卡扣，通过按压在基座上，卡扣可以挂住基座上部分长的对侧的上边缘，且难以拔出，卡扣式盖子宽的一侧中部设计有一个窄缝，是为极弱磁场测量传感器放入插槽时，将导线穿过该窄缝并进入薄片中空部分，加上卡扣式盖子可以使极弱磁场测量传感器固定在限位插槽中且不会晃动，卡扣式盖子的摘去只需按压基座上部分长的两侧摘掉即可。利用卡扣式卡槽可以方便极弱磁场测量传感器的固定，不仅可以使极弱磁场传感器尽可能紧贴人体，又不易掉落，方便拔插改变测量点位置。

综上，本发明提出一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统，在保证稳定获取高保真有效信号的基础上，采用柔性衣体可使极弱磁场测量传感器紧贴皮肤测量且不易产生相对移动，尽可能提高所获信号的信噪比，设计若干不同尺寸的衣体可达到多数人中适用；采用气凝胶隔热层可以隔离极弱磁场测量传感器产生的热量，防止对人体皮肤造成灼伤；采用卡扣式卡槽的设计，不仅可以固定极弱磁场测量传感器位置，使其紧贴皮肤却不易松动，而且可以通过拔插灵活选择测量位点。

为使本发明公开的上述内容、特点和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明具体实施方式和现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，都属于本发明保护的范围。

图1为一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统的具体实施方式结构图，图(a)为卡扣式隔热可穿戴系统工作示意图，图(b)为衣体卡槽阵列示意图；

图2为一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统的卡扣式卡槽组装设计图，(a)为卡扣式卡槽俯视图，(b)为卡扣式卡槽左视图，(c)为卡扣式卡槽正视图，(d)为卡扣式卡槽立体图；

图3-图5分别为卡扣式卡槽的基座、压环和卡扣式盖子的如同以上所示的几个视角的(a)、(b)、(c)、(d)图。

图中：柔性衣体1、气凝胶隔热层2、卡扣式卡槽3、传感器4、基座5、压环6、卡扣式盖子7。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地表述，显然，所描述地实施例为本发明地一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统，由柔性衣体、卡扣式卡槽、隔热层和极弱磁场测量传感器构成；衣体为发泡橡胶材质，紧贴皮肤且各部分不易产生相对滑动，对应于心脏位置的衣体设计有阵列分布的圆孔；卡槽由基座、压环、卡扣式盖子组成，基座穿过衣体圆孔，利用压环固定于衣体，卡扣式盖子用于固定极弱磁场测量传感器；采用一定面积的气凝胶隔热层置于衣体与人体皮肤之间，防止过热对人体皮肤造成伤害。本发明通过设计若干不同尺寸的衣体实现在多数人中适用，拔插传感器位置灵活选择测量部位，是一种低成本、效率高且实用性强、可用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统。

实施例1：

图1为一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统的具体实施方式结构图，(a)为卡扣式隔热可穿戴系统工作示意图，(b)为衣体卡槽阵列示意图。

在本实施例中，如图1中的(a)所示，被试人员平躺在磁屏蔽房(桶)内的实验台上，穿着卡扣式隔热可穿戴系统。由柔性衣体1、气凝胶隔热层2、卡扣式卡槽3、精度为15ft/hz^1/2以内的极弱磁场测量传感器4组成，所述柔性衣体1对应于心脏的位置设计有若干阵列圆孔，气凝胶隔热层2置于人体皮肤与柔性衣体1之间，卡扣式卡槽由基座5、压环6和卡扣式盖子7组成，基座穿过柔性衣体1上的圆孔并通过压环6固定于柔性衣体1上，极弱磁场测量传感器4插入基座5的插孔内，该插孔内空间的大小刚好可以放置极弱磁场测量传感器4，卡扣式盖子7可固定极弱磁场测量传感器4，使极弱磁场测量传感器4尽可能贴近人体皮肤也不会松动。如图1中的(b)所示，为被试人员穿着柔性衣体的正视示意图，极弱磁场测量传感器4安插在卡扣式卡槽3上以阵列式分布。

实施例2：

柔性衣体1选用发泡橡胶材质的紧身衣，紧贴人体皮肤且具有一定弹性，不易与皮肤产生相对滑动，衣体对应于心脏位置的范围设计有若干阵列圆孔，用于放置卡扣式卡槽3来固定极弱磁场测量传感器4，圆孔之间的间距为1cm且相对位置不易改变，可设计若干尺寸不同的衣体以达到在多数人中适用。

实施例3：

气凝胶隔热层2是利用高温胶带缠绕气凝胶薄片制成，高温胶带可在200℃以内正常使用，气凝胶隔热层2可隔绝200℃的温度，气凝胶热导率极低，与传统保温隔热材料相比，在同等隔热效果下，气凝胶材料厚度只有传统保温隔热材料的1/2-1/5，可以实现极弱磁场测量传感器4与人体皮肤之间距离尽可能短，由于气凝胶材质松散易碎，利用高温胶带包裹可避免形状改变，且两种材料均无磁性，不影响心磁图测量效果。

实施例4：

图2为一种用于人体心磁图测量的卡扣式隔热可穿戴系统的卡扣式卡槽组装设计图，(a)为卡扣式卡槽俯视图，(b)为卡扣式卡槽左视图，(c)为卡扣式卡槽正视图，(d)为卡扣式卡槽立体图。图3-图5分别为卡扣式卡槽的基座、压环和卡扣式盖子的如同以上所示的几个视角的(a)、(b)、(c)、(d)图。卡扣式卡槽3由基座5、压环6和卡扣式盖子7组成，基座5由上下两部分组成，底部是一个中空的方形薄片底座，厚度为0.4mm，上部是限位插槽，上下两部分为刚性连接，限位插槽内侧尺寸与极弱磁场测量传感器4尺寸一致，空间为长方体，限位插槽宽度的方向相对两位置为中空设计，方便极弱磁场测量传感器4的抽取，限位插槽长的方向相对两个侧面上各设计了一个弹片，基座5穿过柔性衣体1的阵列圆孔，压环6为一个厚度为2mm的矩形环，内侧尺寸可套进限位插槽，按压弹片，压环6继续下滑至底座，压环与底座之间为柔性衣体1圆孔边缘，即可将基座5固定在柔性衣体1上阵列圆孔的位置，且基座5限位卡槽相对位置上的的两弹片可以限制压环6不易上移防止脱落，可通过按压上述弹片穿脱压环6，卡扣式盖子7是一个厚度为2mm的中空薄片，卡扣式盖子长的方向两对侧长的对侧分别设计了卡扣，通过按压在基座5上，卡扣可以挂住基座5上部分长的对侧的上边缘，且难以拔出，卡扣式盖子宽的一侧中部设计有一个窄缝，是为极弱磁场测量传感器4放入插槽时，将导线穿过该窄缝并进入薄片中空部分，加上卡扣式盖子7可以使极弱磁场测量传感器4固定在限位插槽中且不会晃动，卡扣式盖子7的摘去只需按压基座5上部分长的两侧摘掉即可。

提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。