CN110621221B - 用于医疗用途的磁力计中的传感器配置 - Google Patents

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Abstract

一种用于医疗用途的磁力计***包括用于检测时变磁场的一个或多个感应线圈。每一线圈具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比为0.9或更大，并且线圈的内径与其外径之比为0.6或更大。每一感应线圈包括磁芯。所述磁力计***进一步包括检测电路，耦合到每一线圈，并且被配置为将通过时变磁场在线圈中生成的电流或电压转换为输出信号，用于分析该时变磁场。

Description

用于医疗用途的磁力计中的传感器配置
技术领域
本文描述的技术涉及用于医疗磁力测定的方法和设备，并且特别涉及用于处理来自用于医疗用途的磁力计(例如用于用作心脏磁力计)的信号的方法和设备。
背景技术
能够测量与人体有关的磁场或由人体产生的磁场以用于诊断目的在许多医疗状况下可能是有用的。例如，心脏的磁场包含ECG(心电图)中未包含的信息，并且因此磁心电图扫描可以为常规ECG提供不同的附加诊断信息。
大多数现代的心脏磁力计都是使用超灵敏的SQUID(超导量子干涉器件)传感器制造的。但是，由于SQUID磁力计需要低温冷却，因此他们操作非常昂贵。它们关联的设备和真空室也是庞大的仪器。例如，由于成本和便携性的考虑，这限制了SQUID磁力计在医疗环境中使用。
另一种已知形式的磁力计是感应线圈磁力计。感应线圈磁力计相对于SQUID磁力计具有以下优势：不必进行低温冷却，它们相对便宜且易于制造，它们可以投入宽范围的应用，并且它们没有直流灵敏度。
然而，感应线圈磁力计尚未被广泛采用用于磁心动描记术(magnetocardiography)，因为磁心动描记术需要低场(<nT)、低频(<100Hz)感测，并且能够实现这种灵敏度的普通感应线圈磁力计设计太大而对于用作心脏探头不切实际。
申请人在其较早的申请WO2014/006387中已解决了这些问题，该申请公开了一种用于检测和分析医学上有用的磁场的方法和设备，所述方法和设备使用特定配置的一个或多个感应线圈来检测对象的磁场。
尽管如此，申请人相信，仍然存在对用于医疗用途(特别是用于心脏磁感测和/或成像)的磁力计的设计和使用进行替代布置和改进的范围。
发明内容
根据本文描述的技术的第一方面，提供了一种用于医疗用途的磁力计***，包括：
用于检测时变磁场的一个或多个感应线圈，每一线圈具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比为0.9或更大，并且线圈的内径与其外径之比为0.6或更大，其中实施例中的每一感应线圈包括磁芯；和
检测电路，耦合到每一线圈，并且被配置为将通过时变磁场在线圈中生成的电流或电压转换为用于分析该时变磁场的输出信号。
根据本文描述的技术的第二方面，提供了一种分析对象的身体的部位的磁场的方法，该方法包括：
使用一个或多个感应线圈来检测对象身体的部位的时变磁场，每一线圈具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比为0.9或更大，并且线圈的内径与其外径之比为0.6或更大，其中实施例中的每一感应线圈包括磁芯；
将由对象身体的部位的时变磁场在每一线圈中生成的电流或电压转换为输出信号；和
使用来自一个或多个线圈的一个或多个输出信号，来分析由对象身体的部位生成的磁场。
根据本文描述的技术的第三方面，提供了一种用于检测对象的身体的部位的时变磁场的线圈，该线圈包括：
感应线圈，具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比为0.9或更大，并且线圈的内径与其外径之比为0.6或更大；和
实施例中的磁芯。
本文描述的技术提供了一种用于检测和分析医学上有用的或可以用作形成医疗诊断的辅助手段的磁场的方法和设备，例如对象身体的部位(例如，对象的心脏)的磁场。然而，与现有的医学(例如，心脏)磁力计设计相反，本文描述的技术使用特定配置的一个或多个感应线圈(即，两端连接(joined)到放大器的线圈)来检测对象(例如对象的心脏)的磁场。如将在下面进一步讨论的，申请人已经发现具有本文描述的技术的特定配置的感应线圈可以用于提供医疗磁力计，该磁力计可以是便携式的、相对便宜的、可以在室温下使用并且不需要磁屏蔽，并且仍然可以提供医学有用的足够的灵敏度、准确性和分辨率。
通过将线圈的外径限制为10cm或更小，提供了具有以下总(overall)尺寸的线圈，该整体尺寸可以实现适合于医疗磁力测定(并且特别用于磁心动描记术)的空间分辨率。
将线圈的长度与其外径的比率设置为0.9或更大有效地意味着线圈对于其宽度相对较长(沿其轴线)，例如，与布鲁克斯线圈配置相比(对于布鲁克斯线圈，该比率是0.25)，并且与WO2014/006387中描述的布置相比(对于该布置，比率是0.69)。将线圈的内径与其外径的比率设置为0.6或更大意味着线圈的绕组在垂直于线圈轴线的方向上紧密压紧(packed)(即，具有在垂直于线圈轴线的方向上与线圈轴线的径向距离相对窄的分布(spread))，例如与布鲁克斯线圈配置相比(对于布鲁克斯线圈，该比率是0.5)，并且与WO2014/006387中描述的布置相比(对于该布置，比率是0.425)。
如将在下面更详细地描述的，申请人已经发现了对于感应线圈的配置的这些要求，以使得本文描述的技术的线圈对生物磁场(例如特别是心脏的磁场)特别敏感。具体地，申请人已经发现，这些要求使得在感应线圈包括软磁芯的情况下，线圈特别敏感。这与WO2014/006387中描述的布置相反，实际上针对不包括磁芯(例如，空芯的)的感应线圈对该布置进行了优化。
因此，应当理解，本文描述的技术提供了一种用于医疗用途的改进的磁力计***。
本文描述的技术的磁力计***可以用作检测对象(人(或动物)的身体)产生的任何期望磁场的***和探头。在实施例中，它被用来检测(和分析)对象身体的部位(或由其产生)的时变磁场，例如他们的膀胱、腹部、胸部或心脏、头部或脑部、(多块)肌肉、子宫或一个或多个胎儿。因此，它可以并且在实施例中用来检测与膀胱、怀孕、肌肉活动、脑部、或心脏相关的磁场。在各个实施例中，磁力计用于(和被配置用于)以下一项或多项：磁心动描记术、磁脑图描记术、膀胱状况(例如，膀胱过度活动症)的分析和检测、胎儿异常的分析和检测、以及早产的检测和分析。
在各个特定实施例中，磁力计被用作心脏磁力计，并用来检测和分析对象心脏的磁场。
因此，根据本文描述的技术的另一方面，提供了一种用于分析对象心脏的磁场的心脏磁力计***，该心脏磁力计***包括：
一个或多个感应线圈，用于检测对象心脏的时变磁场，每一线圈具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比为0.9或更大，并且线圈的内径与其外径之比为0.6或更大，其中实施例中的每一感应线圈包括磁芯；和
检测电路，其耦合到每一线圈，并且被配置为将由对象的心脏的时变磁场在线圈中产生的电流或电压转换为用于分析由对象的心脏产生的磁场的输出信号。
根据本文描述的技术的另一方面，提供了一种分析对象的心脏的磁场的方法，该方法包括：
使用一个或多个感应线圈以检测对象心脏的时变磁场，每一线圈具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比为0.9或更大，并且线圈的内径与其外径之比为0.6或更大，其中实施例中的每一感应线圈包括磁芯；
将对象心脏的时变磁场在每一线圈中产生的电流或电压转换为输出信号；和
使用来自所述一个或多个线圈的一个或多个输出信号来分析对象的心脏生成的磁场。
根据本文描述的技术的另一方面，提供了一种用来检测对象心脏的时变磁场的线圈，该线圈包括：
感应线圈，具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比为0.9或更大，并且线圈的内径与其外径之比为0.6或更大；和
实施例中的磁芯。
如本领域技术人员将理解的，在适当的情况下，本文描述的技术的这些方面可以并且在实施例中确实包括本文所述的技术的任何一个或多个或全部可选特征。
本文描述的技术的磁力计***可以包括单个线圈。在这种情况下，可以将线圈适当地定位在对象(例如，对象的胸部或对象身体的其他部位)上方，以从所讨论的对象身体的部位的合适的(单个)采样位置测取读数。或者，可将线圈移动到对象(例如，对象的胸部)上方，以从使用中的多个不同采样位置测取读数。
然而，在实施例中，该***包括多个线圈，例如，在实施例中至少为7个，例如7-500个(或更多)，在实施例中至少为16个，例如16-500个(或更多)线圈。
在磁力计***包括多个线圈的情况下，一些或所有线圈可以按照二维或三维阵列布置，例如，在实施例中至少7个、在实施例中至少16个线圈按照二维或三维阵列布置。在这种情况下，该线圈阵列或每一线圈阵列在实施例中被配置为使得：当适当地定位在对象(例如，对象的胸部、或对象身体的其他部位)上方时，该线圈阵列可以从合适的采样位置集合测取读数，而无需进一步移动对象上方的阵列。
该阵列或每一阵列可以具有任何期望的配置，例如规则或不规则阵列，六边形、矩形或圆形阵列(例如，由同心圆形成)等。
在实施例中，选择该阵列或每一阵列中的线圈的数目和/或配置，以便为所讨论的对象身体的部位提供适当数目的采样点和/或适当覆盖。
在各种实施例中，线圈阵列被配置为覆盖生物磁兴趣的部位，例如躯干或心脏。在实施例中，在将磁力计用作心脏磁力计以检测和分析对象心脏的磁场的情况下，该阵列或每一阵列包括实施例至中少7个、例如7-50个(或更多)、实施例中至少16个、例如16-50个(或更多)六边形阵列。
例如在期望以更高的分辨率测量对象心脏的时变磁场和/或期望测量对象身体除心脏之外的部位的时变磁场(例如特别是脑部)的情况下，可以提供增加数目的线圈。根据各种实施例，该阵列或每一阵列可以包括7、19、37、61、91、127、169、217、271、331、397(或更多)个线圈的六边形阵列。
磁力计***可以包括单层线圈，或者可以包括多层的一个或多个线圈，例如，在实施例中2-10(或更多)层，即一层在另一层上方。
在一个这样的实施例中，每一线圈层包括单个线圈。在这种情况下，再一次，磁力计可以适当地定位在对象(例如，对象的胸部或对象身体的其他部位)上方，以从所讨论的对象身体的部位的合适的(单个)采样位置测取读数。或者，可将磁力计移动到对象(例如，对象的胸部)上方，以从使用中的多个不同采样位置测取读数。然而，在各种实施例中，一个或多个或所有线圈层包括多个线圈，例如，所述多个线圈按照二维阵列布置，对于二维阵列布置如上所述布置一个或多个或每一阵列。
在这些实施例中，根据需要，每一线圈层中的一个或多个或每一线圈可以与一个或多个或所有其他层中的一个或多个或每一线圈或相反对准(或反对准)。
在磁力计***包括多个线圈的情况下，可以例如并联和/或串联连接一些或所有线圈。串联连接多个线圈将具有对于给定的磁场强度增加感应电压的效果。并联连接多个线圈将具有减少线圈中的热噪声(约翰逊噪声)的效果。在实施例中，串联和并联连接的组合被用来优化线圈的电压和噪声性能的平衡。
在实施例中，磁力计***中的一个或多个或每一线圈以梯度计配置布置，即，其中两个线圈同轴对准(在与其中布置每一线圈的绕组的平面正交的方向上)，并且来自每一线圈的信号相加，例如以提供空间中磁场变化的测量。
磁力计***中的该线圈或每一线圈可以包括用于检测时变磁场的任何合适的线圈。
在实施例中，该线圈或每一线圈被配置为至少对0.1Hz和1kHz之间的磁信号敏感，因为这是心脏的(大部分)相关磁信号的频率范围。该线圈或每一线圈可能对该范围之外的磁信号敏感。在实施例中，该线圈或每一线圈对在10fT-100pT范围内的磁场敏感。
在本文所述的技术中，一个或多个感应线圈(即，两端连接到放大器的线圈)被用来检测对象(例如，对象的心脏)的磁场。每一线圈应该(并且在实施例中确实)包括一个或多个绕组(例如导线)，这些绕组在例如包括多匝导线的线圈配置中布置。
任何合适的导体都可以用于(多个)线圈绕组，例如铜、铝、银、金及其合金和/或镀层等。但是，在各种特定实施例中，(多个)线圈绕组包括铝，在实施例中，覆铜铝。(多个)线圈绕组也可能包括覆银铝或覆金铝。铝的使用具有减轻线圈重量的效果，并因此减轻整个磁力计***的重量。此外，添加铜(或银或金)包层通过允许采用传统的焊接技术、无需纯铝线通常需要的侵蚀性助焊剂(fluxes)，而促进生产。
可以根据需要选择该线圈或每一线圈上的总匝数N。该线圈或每一线圈的特定匝数为1000至10,000，在实施例中为5,000。但是，该线圈或每一线圈可能具有比此更多的匝数，例如最多50,000匝，或最多100,000匝，等等。
在各种实施例中，每一线圈包括多层匝(即，而不是仅单层匝)。这样的效果是增加总匝数N，从而增加线圈的电感L，例如不增加线圈的长度l。每一线圈可包括任意多个层，例如至少2层，例如2-50(或更多)层，在实施例中至少10层，例如10-50(或更多)层，在实施例中至少20层，例如20-50(或更多)层，在实施例中约为30层匝。因此，在各种实施例中，每一线圈包括多层线圈。
每一线圈可以根据需要配置。如上所述，在本文描述的技术中仔细选择线圈的长度l、其外径D、和线圈的内径Di。
每一线圈具有10cm或更小的最大外径D，在实施例中为7cm或更小，在实施例中在1和6cm之间，在实施例中在2和5cm之间。
尽管增大线圈的外径D一般具有通过将线圈的外径限制为10cm或更小来增大线圈的电感L的效果，但是提供了具有可以实现适于医疗磁力测定(并且特别用于磁心动描记术)的空间分辨率的总尺寸的线圈。特别是，这促进使用16至50个采样位置(检测通道)来生成图像的医疗可应用诊断。(如上所述，每一采样位置的数据可以例如通过使用线圈阵列、或通过使用在胸部周围移动以收集数据的一个(或几个)线圈来收集。)
此外，将线圈的外径限制为10cm或更小限制其重量(并因此也限制磁力计***的总重量)，并确保线圈对于在磁力计***使用更实用和适合(wieldy)。
在本文描述的技术中，线圈的长度与其外径的比率l：D为0.9或更大，在实施例中为0.95或更大，在实施例1或更大。线圈的长度与其外径的比率l：D也可能≥2、≥3等。在各种实施例中，线圈的长度与其外径的比率l：D也小于3，在实施例中小于2.5，在实施例中小于2，在实施例中小于1.5。因此，在各种实施例中，线圈的长度与其外径的比率l：D在0.9至3的范围内。
将线圈的长度与其外径的比率设置为至少0.9有效地意味着，线圈对于其宽度相对较长(沿其轴线)，例如，与布鲁克斯线圈配置相比(对于布鲁克斯线圈，该比率是0.25)，并且与WO2014/006387中描述的布置相比(对于该布置，比率是0.69)。这意味着线圈可以(并且在实施例中确实)包括对于给定外径的、更多匝的导线，从而增加线圈的电感L。如下面将更详细描述的，当线圈包括磁芯时，这种布置也特别有益。
每一线圈可具有任何合适的长度l(即，(多个)线圈绕组长度)。实施例中的每一线圈具有10cm或更小的长度l，在实施例中为1和10cm之间，在实施例中为3和7cm之间，在实施例中为4和6cm之间。在特定实施例中，每一线圈具有基本上为5cm的长度l。
在这方面，申请人已经认识到，尽管增加线圈的(一个或多个绕组)的长度l意味着该线圈可以包括更多匝的线并且可以相应地增加其电感L，但是增加线圈的(一个或多个绕组)的长度的好处不会随着线圈(绕组)长度的增加而线性增加，而是会随着线圈(绕组)长度的增加而下降。这是因为关注的生物磁场相对较小，并且因为磁场强度与距对象身体的部位(例如心脏)的距离的立方成反比(1/r3)。这意味着线圈“顶部”处的匝将经受与“底部”处的匝不同的磁场强度。除此之外，较小的线圈更轻，并且对于有用的磁力计***更实用和适合。
这样，申请人已经发现，通过将线圈的(一个或多个绕组)的长度限制为10cm或更、在实施例中在1和10cm之间、在实施例中在3和7cm之间、在实施例中在4和10cm之间、在特定实施例中实质上为5厘米，提供了是对生物磁场足够敏感、并且具有能在用于医疗磁力测定(并且特别用于磁心动描记术)的实际布置中使用的总尺寸和重量的线圈。
在本文所述的技术中，线圈的内径与其外径的比率(即，(多个)绕组的内径与(多个)绕组的外径的比率)Di：D为0.6或更多。将线圈的内径与其外径的比率设置为0.6或更大意味着线圈的(多个)绕组在垂直于芯轴的方向上紧密压紧(即，具有在与线圈轴线正交的方向上与线圈轴线的径向距离相对窄的分布)，例如与布鲁克斯线圈配置相比(对于布鲁克斯线圈，该比率是0.5)，并且与WO2014/006387中描述的布置相比(对于该布置，比率是0.425)。。
在这方面，申请人已经认识到，对于(多层)线圈的所有匝，每匝的电感通常将不是恒定的。这是因为，例如(多层)线圈的外层的匝比线圈的内层的匝的直径大，并因此外层的匝通常会提供更高的每匝的电感。申请人还认识到，线圈具有相对恒定的每匝的电感可以益的(这可以例如降低失真)，并且这可以通过确保线圈的内径与其外径的比率Di：D尽可能地接近一(即，通过确保这些匝具有在与线圈轴线正交的方向上与线圈轴线的径向距离尽可能窄的分布)来实现。当线圈包括磁芯时，这种布置也是特别有益的，这将在下面更详细地描述。
另一方面，如上所述，线圈应包括多层匝，并且增加匝的层数具有增加线圈的电感的效果(例如，不增加线圈的长度l)。但是，增加匝的层数会降低线圈内径与其外径的比率Di：D。
在这方面，申请人已经发现，通过提供具有0.6：1或更大的内径与外径的比率Di：D的一个或多个线圈，能在这些竞争因素之间获得特别有益的平衡，并且该布置提供了其每匝电感相对一致的适当灵敏的多层线圈。
在各种特定实施例中，线圈的内径与其外径的比率Di：D为0.625或更大，在实施例中为0.65或更大、0.675或更大、0.7或更大、0.725或更大、和/或0.75或更大。线圈的内径与其外径的比率Di：D也可以为0.8或更大，或者0.9或更大。
线圈的内径与其外径的比率Di：D也应(按定义)小于1。(该比率的上限是线圈包括单层导线的情况。)因此，线圈的内径与其外径的比率Di：D在实施例中在0.6：1至
Figure BDA0002272848800000091
1：1的范围内。在各种实施例中，线圈的内径与其外径的比率Di：D也小于0.9，在实施例中小于0.8。
在各个特定的实施例中，该线圈或每一线圈具有以下配置：
4cm≤D≤5cm；
l≈5cm；和
Figure BDA0002272848800000092
其中D是线圈的外径，l是线圈的长度，并且Di是线圈的内径。
在各种其他特定实施例中，该线圈或每一线圈具有以下配置：
4cm≤D≤5cm；
l≈5cm；和
Figure BDA0002272848800000093
其中D是线圈的外径，l是线圈的长度，并且Di是线圈的内径。
已经发现具有这些比例的线圈具有特别高的电感L、和对关注的生物磁场的敏感度。
在各个实施例中，相对较小的导线半径用于(多个)线圈绕组。这允许线圈具有更多匝数层，同时保持较高的内径与外径的比率Di：D。特定的导线半径为1mm或更小，在实施例中为0.5mm或更小，在实施例中为0.4mm或更小，在实施例中为0.3mm或更小，在实施例中为0.25mm或更小，在实施例中为0.2mm或更小，在实施例中为0.15mm或更小，在实施例中为0.1mm或更小。
此处应注意，使用相对较小的导线半径会违背增加导线半径以降低线圈的电阻和噪声的常规目标。在这方面，申请人发现，当测量相对较小的生物磁场(例如心脏的磁场)时，由于使用具有相对较高匝数N和相对较高的内径与外径的比率Di：D两者的线圈所带来的好处，可以容忍增加的噪声。
在各种实施例中，线圈被尽可能紧密地压紧，例如沿着与芯轴正交的方向和平行于芯轴的(轴向)方向两者。在实施例中，线圈尽可能地靠近层缠绕，即不分散缠绕。但是，线圈可能包括较不紧密缠绕的线圈。
在实施例中，线圈的绕组密度(绕组的横截面积与导线的横截面积的比率)在0.5至1的范围内，在特定的实施例中为1。较高的绕组密度促进相对较高的匝数N和相对较高的内径与外径的比率Di：D两者。换句话说，更紧密的绕组改善了线圈的性能(而间隙会引入损耗)。
每一线圈可以具有磁芯(即，线圈绕组可以围绕磁芯缠绕)。在各个特定实施例中，使用软磁芯。为每一线圈配备磁芯会增加线圈的电感L。因此，在各个实施例中，每一线圈包括软磁芯。
在这方面，申请人已经发现，对于本文描述的技术的感应线圈的配置的要求使得在感应线圈包括磁芯的情况下、该线圈特别敏感。这与WO2014/006387中描述的布置相反，该布置实际上针对不包括磁芯(例如，空芯)的感应线圈进行了优化。
可以使用任何合适的磁芯材料，例如铁磁材料(例如铁)、铁氧体或另一种磁性材料。在实施例中，该芯包括诸如软铁氧体的软磁性材料。
在各个特定实施例中，磁芯由具有高相对磁导率μr的材料制成，例如，该磁导率μr为至少10，在实施例中至少1,000，在实施例中至少10,000，在实施例中至少100,000。芯材的相对磁导率μr越高，线圈的电感L越高。
合适的高相对磁导率材料包括：例如，碳钢(μr≈100)、铁氧体、例如镍锌(μr≈16至640)、锰锌(μr>640)、纯铁或钢。在实施例中，磁芯由较高相对磁导率的材料制成，例如，诸如金属玻璃2714a(μr>80,000(例如，未退火)至
Figure BDA0002272848800000111
1,000,000(例如，退火))的磁性非晶态金属合金，诸如FINEMET(μr>80,000(例如未退火)至
Figure BDA0002272848800000112
200,000(例如退火))的纳米晶材料，诸如高导磁合金的镍铁合金(μr≈20,000到80,000)，钴铁合金等。这些材料可以表现出很高的磁导率，但是比其他磁性材料(例如铁粉)更轻。这可以有利地减轻磁力计***的总重量。
实施例中的每一磁芯包括(软)磁性材料的圆柱体，并且在实施例中位于线圈的(多个)绕组内。因此，在实施例中，芯的外径Dc小于或等于线圈((多个)绕组)的内径Di。
在各种特定实施例中，芯具有外径Dc，该外径Dc接近或等于线圈绕组的内径Di。因此，在实施例中，芯的外径与线圈的内径之比Dc：Di为1或尽可能接近于1，例如0.8或更大，在实施例中为0.9或更大，在实施例中为0.95或更大，在实施例中为0.99或更大。在这方面，申请人已经发现，当芯越靠近线圈的(多个)绕组时，芯增加线圈电感L的效果越大。
在特定实施例中，芯的外表面布置为与(多个)线圈绕组接触，例如在其圆周的至少一部分(在实施例中为大部分或全部)上。将芯的外表面布置为与(多个)线圈绕组接触意味着(多个)绕组尽可能靠近芯，并因此芯增加线圈电感L的效果尽可能大。应当注意，这违背了在芯和(多个)线圈绕组之间提供气隙以减小高磁场中饱和的可能性的传统教导。在这方面，申请人已经认识到，在医疗磁力测定的上下文中，饱和的风险非常低，这是因为例如生物磁场强度相对较小。
(但是，芯不必直接与绕组接触。例如，在芯和(多个)绕组之间可能存在(空气)间隙、绝缘层、粘合层或其他中的一种或多种。)
每一芯可以是实心的，例如可以包括((软)磁性材料的)实心圆柱体。然而，在各种实施例中，每一芯是至少部分中空的，例如包括((软)磁性材料的)中空圆柱体。在这方面，申请人已经发现，使用中空芯并不能显著降低线圈的电感L，但是可以显著降低线圈的重量及其成本。
在这些实施例中，可以根据需要来选择中空的(即，被孔占据的)芯的横截面面积的百分比，例如，在实施例中25％以上，在实施例中50％以上，在实施例中75％以上，在实施例中90％以上。尽管增加中空芯中的孔的尺寸可以增加饱和的风险，但是其有益地降低了线圈的总成本和重量。中空芯可具有任何合适的厚度，例如几毫米或更小，在实施例中约为1毫米或更小。
同样地，中空芯可以以任何合适的方式形成。在各种特定的实施例中，芯包括例如形成为中空圆柱体的一片或多片磁性材料。例如，可以通过卷起一片或多片材料和/或通过将多片材料层压在一起，来将一片或多片材料形成为中空圆柱体。在这些实施例中，该片或每一片可具有任何合适的厚度，例如几毫米或更小、≤1mm、≤500μm、≤100μm、≤75μm、≤50μm和/或≤25μm。在各种特定的实施例中，芯包括35μm一片的金属玻璃2714a。
中空芯可包括单层磁性材料或多层磁性材料(例如，其中一片磁性材料围绕其自身多次卷起和/或其中芯包括多个层压的磁性材料层)。在中空芯包括多层的情况下，可以使用任何合适数目的层，例如2、3、4、5或更多个磁性材料层。
因此，在各种实施例中，芯包括一个或多个(软)磁性材料的卷材。这代表了特别方便、低成本和低重量的芯布置。
如上所述，在实施例中，芯由具有高相对磁导率μr的材料制成(因为增加芯的相对磁导率会增加线圈的电感)。申请人还认识到，芯的有效磁导率μe由芯材料的相对磁导率μr和芯的几何形状两者确定。特别是，芯的有效磁导率μe由芯的长度与其直径的比率lc：Dc确定。因此，在各种实施例中，仔细选择芯的外径Dc及其长度lc。
在各种特定实施例中，芯的长度与其直径的比率lc：Dc>1，在实施例中>1.5，在实施例中>2。芯的长度与其直径的比率lc：Dc大于此值也是可能的，例如>3。在这方面，申请人已经认识到，通常，增加芯的长度与其直径的比率lc：Dc具有增加芯的有效磁导率μe、从而提高线圈的电感L的效果。对于具有较高相对磁导率的磁性材料(例如，如上所述)尤其如此，这些优点是高度非线性的。(相对低磁导率的材料无法从增加此纵横比中同样受益，如果有的话)。芯的长度与其直径的比率lc：Dc受实用性和尺寸考虑的限制。因此，在各种实施例中，芯的长度与其直径的比率lc：Dc也<3。
为了增加芯的长度与其直径的比率lc：Dc，可以增加芯的长度lc和/或减小芯的直径Dc。
在查方明，芯的长度lc可能小于线圈的(多个)绕组的长度l。但是，在各种实施例中，芯的长度lc大于或等于线圈的(多个)绕组的长度l。
将芯的长度lc布置为等于(多个)绕组的长度l意味着：对于给定的线圈绕组长度l，芯的长度lc尽可能长(并且芯的长度与其直径的比率lc：Dc尽可能大)，而不会增加线圈的总(总共)长度。
将芯的长度lc布置为大于(多个)绕组的长度l可以使芯的长度与其直径的比率lc：Dc进一步增加，例如，以增加线圈的总长度为代价。在这方面，申请人已经认识到，线圈的总(总共)长度(即，包括(多个)绕组和芯的长度)应该(并且在实施例中)为30cm或更小，在实施例中在1和10厘米之间。，在实施例中在3和7厘米之间，在实施例中在4和6厘米之间，在特定实施例中基本上为5厘米。这导致在磁力计***中使用的实用和适合的线圈。
因此，在实施例中，每一芯的长度lc为30cm或更小，在实施例中为1和10cm之间，在实施例中为3和7cm之间，在实施例中为4和6cm之间。在特定实施例中，每一芯基本上具有5cm的长度1c。
在此应注意，将线圈的长度与其外径之比设置为0.9或更大，即，使线圈对于其宽度相对较长(沿其轴线)(如上所述)，意味着线圈可以(并且在实施例中确实)包括磁芯，该磁芯具有相对较大的长度与其直径的比率lc：Dc(并因此具有较高的有效磁导率μe)，并且因此线圈将具有相对较高的电感L。
与增加磁芯的长度lc相反并且如以下将更详细描述的，减小磁芯的直径Dc(即增加磁芯的长度与其直径的比率lc：Dc)可能导致偏离上述其他特定参数的数目。
特别地，如上所述，优选使得线圈的内外径比Di：D相对较大(即0.6以上，在实施例中尽可能接近1)，特别是其中线圈包括磁芯的情况。如申请人认识到的，这是因为，磁芯增加线圈电感的效果通常在所有线圈匝数中都不恒定。特别是，由于芯的存在，线圈内层的匝(即比线圈外层的匝更靠近芯的匝)将比外层的匝经历每匝电感的显著更大的增加。因此，为了最大化芯的效果，线圈所有层的匝应相对靠近芯(因此，线圈的内外径比Di：D应该相对较大)。(出于同样的原因，并且如上所述，芯的外径Dc最好尽可能接近线圈的内径Di。)
然而，减小芯的外径Dc，同时保持芯的外表面与绕组的内表面紧密接近，并且同时保持较高的线圈内外径比Di：D(即，使得线圈的匝全部相对靠近芯)可能会导致芯的外径D减小。如上所述，进而将期望减小芯的外径D，以减小线圈的总电感L。
在这方面，申请人已经发现，在上述因素之间获得了特别有益的平衡，其中内外径比Di：D为0.6或更大，在实施例中为0.6和0.8之间，在实施例中为0.6和0.7之间。在特定实施例中，线圈的内外径比Di：D基本为0.625。申请人已经发现，对于包括芯的线圈，这些比例提供了特别高的电感。
因此，在各个特定实施例中，该线圈或每一线圈具有以下配置：
D≈4cm；
l≈5cm；和
Figure BDA0002272848800000141
其中D是线圈的外径，l是线圈的长度，Di是线圈的内径，并且包括具有以下配置的磁芯：
Dc≈2.5cm；和
lc≈5cm；
其中Dc是芯的外径，lc是芯的长度。已经发现具有这些比例的线圈具有特别高的电感L、并且对关注的生物磁场敏感。
如上所述，与线圈耦合并用于检测来自线圈的输出的检测电路应根据磁场在线圈中感应的电压和/或电流生成适当的输出信号用于分析。可以使用能够做到这一点的任何合适的检测电路和布置。在实施例中，检测电路将磁场在线圈中生成的电压或电流转换为用于后处理和平均化的数字信号。
在***包括多个线圈的情况下，实施例中的每一线圈具有其自己的、各自的和分离的检测电路(即，将有与线圈一样多的检测电路)。然后可以根据需要在后处理中组合来自检测电路的输出信号。
在各种实施例中，每一检测电路按照电压或电流感测模式操作(换句话说，检测和测量通过时变磁场在线圈的两端之间生成的信号)。
在各个实施例中，检测电路产生的电压被数字化，例如用于后处理、降噪和信号恢复。在检测设置中尽可能(实际)早地对输出电压进行数字化处理应优选限制放大器噪声。因此，在各种实施例中，来自一个或多个线圈的一个或多个信号例如使用一个或多个数字转换器被数字化。
该数字转换器或每一数字转换器可以包括任何合适的数字转换器，该数字转换器可操作以将从一个或多个线圈接收的模拟信号数字化(转换)为数字信号，例如用于进一步处理和平均化等。数字转换器应该(并且在实施例中确实)将通过磁场在一个或多个线圈中生成的电压或电流转换为数字信号。在各个实施例中，该数字转换器或每一数字转换器包括模数转换器(ADC)。
在各个实施例中，磁力计***包括数字转换器，该数字转换器耦合到每一线圈并且被配置为对来自线圈的信号进行数字化。在***包括多个线圈的情况下，每一线圈可以具有其自己的、各自的和单独的数字转换器(即，将存在与线圈一样多的数字转换器)，或者某些或所有线圈可以共享数字转换器。
该数字转换器或每一数字转换器可以直接连接到该线圈或每一相应的线圈，或者在实施例中，该数字转换器或每一数字转换器可以经由放大器连接到该线圈或每一相应的线圈。因此，在各种实施例中，磁力计***包括一个或多个检测放大器，在实施例中按照麦克风放大器(低阻抗放大器)的形式，连接到一个或多个或每一线圈，例如到每一线圈的两端。在实施例中，该检测放大器或每一检测放大器然后连接到一个或多个数字转换器。
该放大器或每一放大器可以被配置为具有任何合适的和期望的放大水平。该放大器或每一放大器可以例如将从该线圈或每一线圈接收的信号(包括噪声)放大大约1000倍(60dB)或更大。
在各种实施例中，磁力计***被布置为使得线圈和放大器(耦合到线圈)一起布置在传感器头或探头中，然后通过导线将其连接到磁力计***的剩余部件，以允许传感器头(探头)与使用中的磁力计***的剩余部分隔开。
在各种实施例中，例如使用平均电路在多个周期上对来自一个或多个线圈的(在实施例中数字化的、一个或多个)信号进行平均化。可以根据需要在多个周期上对一个或多个数字化信号进行平均化，并且平均电路可以包括用于在多个周期上对一个或多个数字化信号进行平均化的任何合适且期望的电路。
在实施例中，提供了触发器，该触发器用于选通(开窗)信号(即，用于将周期性或伪周期性信号标识和划分为其多个重复周期)。触发应该(并且在实施例中是)与对象身体的部位的时变磁场同步。例如，在使用磁力计分析对象心脏的磁场的情况下，在实施例中，在多个心跳上对信号求平均，并且可以将来自测试对象的ECG或Pulse Ox触发用作用于信号获取处理的检测触发。
因此，在各种实施例中，使用触发器来标识(周期性或伪周期性)信号的每一重复周期，并然后将该信号在多个所标识的周期上求平均。
当然，其他布置也是可能的。例如，可以在不使用触发的情况下标识(周期性或伪周期性)信号的每一重复周期，并且然后可以在多个所标识的周期上对信号进行平均化。
如果期望的话，来自一个或多个线圈的一个或多个(在实施例中数字化的)信号可以被滤波。
在各种实施例中，采取一个或多个步骤，以消除和/或补偿在数字化之前可能存在于(多个)信号中的任何环境噪声或磁场干扰。可以使用任何合适的这样的技术(例如，如WO2014/006387中所述)，尽管在此应当注意的是，本文中描述的技术不需要使用磁屏蔽环境。
当然，其他布置也是可能的。
还应注意，申请人已发现，尽管使用梯度或背景噪声扣除(或等效处理)将允许更快地产生有用的信号，但本文所述的技术可在不使用梯度或背景噪声扣除(或任何等效处理来补偿背景噪声)的情况下实现心跳分格敏感度。
在各种实施例中，可以在后处理中减少和/或去除任何剩余的环境噪声(如果存在)。
本文描述的技术的***和方法可以根据需要用于分析磁场，例如对象的心脏。可以从一个或多个输出信号获得心跳的波形和/或信息，例如单独心跳之间的和/或在单个心跳内的某些特征之间的一个或多个时间间隔、和/或一个或多个心跳的形状。在实施例中，采取适当的测量以允许生成心脏(或其他关注的身体部位)的适当的磁扫描图像，然后可以将该图像例如与参考图像进行比较用于诊断。本文所述的技术可用于执行用于对心脏的磁场进行成像的任何合适的处理。
在实施例中，检测多个(例如7至500个(或更多)(例如如上所述))采样位置(检测通道)，以便生成期望的扫描图像。
因此，本文描述的技术扩展到本文描述的技术的用于分析(在实施例中，用于成像)由对象的心脏(或其他身体部位)生成的磁场的磁力计***的用途、以及用于分析(在实施例中，用于成像)由对象的心脏(或其他身体部位)生成的磁场的方法，包括使用本文所述的技术的方法或***来分析(在实施例中，成像)由对象的心脏(或其他身体部位)生成的磁场。该分析、以及在实施例中生成的信息和/或图像在实施例中用于诊断(诊断)医疗状况，例如心脏异常等。
因此，根据本文描述的技术的另一方面，提供了一种诊断医疗状况的方法，包括：
使用一个或多个感应线圈来检测对象身体的部位的时变磁场，每一线圈具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比为0.9或更大，并且线圈的内径与其外径之比为0.6或更大，其中每一感应线圈包括磁芯；
使用与一个或多个线圈耦合的一个或多个检测电路将由对象身体的部位的时变磁场在每一线圈中生成的电流或电压转换为线圈的相应输出信号；
使用来自一个或多个线圈的一个或多个输出信号，来分析由对象身体的部位生成的磁场；和
使用由对象的身体部位产生的磁场的分析，来诊断所述医疗状况。
在本文描述的技术的该方面中，来自一个或多个线圈的一个或多个输出信号在实施例中用来产生代表由对象身体的部位生成的磁场的图像，并且在实施例中的方法然后包括比较获得的图像和一个或多个参考图像以诊断医疗状况。如上所述，在实施例中，医疗状况是以下之一：心脏异常、膀胱状况、早产、胎儿异常、或头部或脑部异常。
如本领域技术人员将理解的，在适当的情况下，本文描述的技术的这些方面和实施例可以并且在实施例中确实包括本文描述的技术的任何一个或多个或全部可选特征。
从上面将理解的是，本文描述的技术的特别优点在于，其可以在常规医院或手术或其他环境中使用，而不需要磁屏蔽。因此，在各种特定实施例中，本文描述的技术的方法包括使用磁力计***以在非磁屏蔽的环境中(并且不使用磁屏蔽)来检测对象的心脏(或其他身体部位)的磁场。(但是，如果需要，可能使用磁力计***在磁屏蔽的环境中(以及使用磁屏蔽)检测对象心脏(或其他身体部位)的磁场。)
对应地，本文描述的技术的特别优点在于，可以在不需要冷却这种低温冷却的情况下使用它。因此，在各种特定实施例中，本文描述的技术的方法包括使用磁力计***来检测对象的心脏(或其他身体部位)的磁场，而无需使用(例如，低温)冷却。(但是，如果需要，可能使用磁力计***以利用(例如低温)冷却来检测对象心脏(或其他身体部位)的磁场。)
如本领域技术人员将理解的，在适当时，本文描述的技术的所有方面和实施例可以并且在实施例中确实包括本文描述的技术的任何一个或多个或所有可选特征。
根据本文描述的技术的方法可以至少部分地使用软件(例如计算机程序)来实现。因此，将看到，当从其他方面考虑时，本文描述的技术提供了：计算机软件，当安装到数据处理装置上时，特别适合于执行本文描述的方法；计算机程序元素，包括当在数据处理装置上运行该计算机元素时、用于执行这里描述的方法的计算机软件代码部分；和计算机程序，包括当在数据处理装置上运行该程序时、适于执行这里描述的一种或多种方法的全部步骤的代码部件。该数据处理***可以是微处理器、可编程FPGA(现场可编程门阵列)等。
本文描述的技术还扩展到包括这样的软件的计算机软件载体，当该软件用于操作包括数据处理部件的磁力计***时，结合所述数据处理部件促使所述所述***执行本文描述的技术的方法的步骤。这种计算机软件载体可以是诸如ROM芯片、CD ROM或盘之类的物理存储介质，或者可以是诸如有线电信号、光信号或诸如卫星之类的无线电信号等。
还将理解的是，本文描述的技术的方法的并非所有步骤都需要由计算机软件执行，因此，从更广泛的方面来看，本文描述的技术提供了计算机软件以及安装在计算机软件载体上的这种软件，用于执行在此阐述的方法的至少一个步骤。
因此，本文描述的技术可以适当地实施为与计算机***一起使用的计算机程序产品。这样的实现可以包括一系列计算机可读指令，其固定在有形介质上，例如非瞬时计算机可读介质，例如盘、CD ROM、ROM或硬盘。它还可以包括可经由调制解调器或其他接口装置、通过有形介质(包括但不限于光学或模拟通信线路)、或无形使用无线技术(包括但不限于微波、红外线或其他传输技术)传输到计算机***的一系列计算机可读指令。所述一系列计算机可读指令实施本文先前描述的全部或部分功能。
本领域技术人员将理解，可以用多种编程语言来编写这样的计算机可读指令，以用于许多计算机体系结构或操作***。此外，可以使用当前或将来的任何存储技术(包括但不限于半导体、磁或光)来存储这样的指令，或者使用当前或将来的任何通信技术(包括但不限于光学、红外或微波)来传输这样的指令。可以预期，这样的计算机程序产品可以作为可移除介质分发，并带有随附的印刷或电子文档，例如，收缩包装的软件、预装有计算机***，例如，在***ROM或固定盘上，或通过网络(例如因特网或万维网)从服务器或电子布告栏分发。
附图说明
现在将仅通过示例的方式并参考附图来描述本文描述的技术的多个实施例，其中：
图1示意性地示出了用于检测对象的心脏的磁场的本文描述的技术的实施例的用途；
图2-5示出了在检测对象的心脏的磁场时、本文描述的技术的实施例的用途的进一步的示例性布置；
图6A示意性地示出了根据本文描述的技术的实施例的线圈布置，并且图6B示意性地示出了根据本文描述的技术的实施例的另一线圈布置；
图7示出了在检测对象心脏的磁场时、本文描述的技术的实施例的用途的另一示例性布置；
图8示意性地示出了布鲁克斯线圈的线圈配置；
图9说明了线圈外径对线圈电感的影响；
图10说明了芯的纵横比对其有效磁导率的影响；
图11说明了芯的纵横比对其有效磁导率的影响；
图12示意性地示出了单层线圈和多层线圈；
图13A示意性地示出了根据本文描述的技术的实施例的线圈，并且图13B示意性地示出了根据本文描述的技术的另一实施例的另一线圈；和
图14示意性地示出了根据本文描述的技术的实施例的线圈。
在附图中适当的地方，相同的附图标记用于相同的组件。
具体实施例
图1示意性示出了可以根据本文描述的技术操作的磁力计***的各种实施例的基本布置。该磁力计***打算专门用作心脏磁力计(用于检测对象心脏的磁场)。但是，相同的磁力计设计可用于检测其他身体部位产生的磁场，例如用于检测和诊断膀胱状况、早产、胎儿异常以及用于脑磁图描记术。因此，尽管本实施例是特别参考心脏磁力测定描述的，但是应当注意，本实施例(以及本文描述的技术)也扩展到其他医学用途。
磁力计***包括耦合到检测电路41的感应线圈40，该检测电路41可以包含多个组件。
检测电路41可以包括连接到线圈40的低阻抗前置放大器，例如麦克风放大器，以及一个或多个滤波器，例如一个或多个低通滤波器、一个或多个高通滤波器、一个或多个带通滤波器和/或一个或多个陷波滤波器，例如消除线路噪声(例如50或60Hz和谐波)。
从线圈40输出的电流被检测电路41处理并转换为电压，并提供给模数转换器(ADC)42，该转换器对来自线圈40的模拟信号进行数字化，并将其提供给数据获取***43。
与心跳相关的生物信号，例如来自测试对象的ECG或Pulse-Ox触发信号可用作用于数字信号获取的检测触发信号，然后由数据获取单元43将多个触发脉冲上的数字化信号合并到适当的信号仓(bin)中，并对信号仓进行叠加或求平均。然而，其他布置也是可能的。
线圈40和检测电路41可以这样布置，使得线圈40和检测电路41的前置放大器一起布置在传感器头或探头中，然后通过导线将其连接到包含该检测电路41的剩余部分的处理电路。通过有线连接传感器头(探头)和处理电路允许处理电路与使用中的传感器头(探头)间隔开。
使用该磁力计，通过将传感器头(探头)放置在感兴趣的磁场附近，传感器头(探头)将用作磁探头。
图2示出了对图1布置的改进，其特别使用梯度减法的技术来尝试补偿背景噪声。(但是，可以使用其他技术)。在这种情况下，使用逆线圈44来尝试从探头线圈40检测到的信号中减去背景噪声磁场的影响。逆线圈44将对任何背景磁场均敏感，但仅对对象的磁场弱敏感。例如，通过使用可移动的层压芯将逆线圈44精确匹配到拾波线圈40，以将逆线圈44的性能调谐为拾波线圈40的性能。
图3示出了可选的梯度减法布置。在这种情况下，两个线圈40、44具有相同的取向，但是使用差分放大器45将它们各自的信号相减。再次，通过精确地匹配线圈和检测电路41的性能，来实现最佳操作。而且，可移动的层压芯可用于调谐一个线圈的性能以匹配另一线圈的性能。
图4示出了另一实施例。该电路按照与图3的布置相同的原理操作，但是使用了更复杂的场抵消和无源线圈匹配的方法。特别地，已知的全局磁场44被引入到两个线圈40、44，以试图消除背景磁场干扰。
在该电路中，来自检测电路41的输出在提供给差分放大器45之前，分别经过相应的放大器47、48。放大器47、48中的至少一个是可调谐的。在使用中，由信号发生器49施加的诸如50或60Hz(和谐波)线噪声之类的已知全局场46、或诸如1kHz信号之类的信号被引入到两个线圈40、44中。在差分放大器45的输出端上存在该频率上的信号(例如可以使用示波器50观察到)将指示线圈40、44不匹配。然后可以使用放大器控制器51来调谐可调谐压控放大器48，以去除差分放大器45的输出上的全局噪声，从而适当地匹配来自两个线圈的输出。
在该布置的特定实施例中，将大约1kHz的已知全局场施加到两个线圈，以便实现用于梯度减法的适当的线圈匹配，而且也将消除50或60Hz(和谐波)噪声的滤波器应用于输出信号。
图5显示了图4布置的另一种变化，但在这种情况下使用了有源线圈匹配。因此，在这种布置中，线圈40、44的输出再次被引导至适当的检测电路41，然后被引导至相应的放大器47、48，其中至少一个是可调谐的。然而，可调谐放大器48在这种布置中被调谐，以使用放大器52或类似的电压控制器的锁定来去除共模噪声，该放大器适当地耦合至差分放大器45和信号发生器49的输出。
本文描述的技术的以上实施例示出了其中存在单个拾波线圈的布置，该拾波线圈可以用于检测对象心脏的磁场。在这些布置中，为了然后对由对象的心脏生成的磁场进行诊断扫描，可以将单个拾波线圈在对象的胸部上适当地移动，以在对象的胸部上方的适当空间位置处测取读数。然后可以收集读数并将其用于编辑对象心脏的适当磁场扫描。
还可能在阵列中布置多个线圈和检测电路布置(如图1所示的形式)，并然后使用这样的阵列对对象心脏生成的磁场进行测量。在这种情况下，线圈阵列可以用于同时从对象胸部上方的多个位置测取读数，从而例如避免或减少在对象胸部上方不同位置使用相同线圈测取读数的需要。
图6A和6B示出了具有16个检测线圈61的阵列60的合适的线圈阵列布置，然后可以将其放置在对象的胸部上方，以在对象的胸部上方的16个采样位置处测量对象心脏的磁场。图6A示出规则的矩形阵列，图6B示出规则的六边形阵列。在这些情况下，阵列60的每一线圈61应如上所述配置并连接到它自己的各自的检测电路(即，每一单独的线圈61将被布置并具有如图1所示的与其连接的检测电路)。然后，来自各个线圈61的输出信号可以被组合并且被适当地用于生成对象的心脏的磁扫描。
如果需要，可以使用其他阵列布置，例如圆形阵列、不规则阵列等。
可以在阵列中提供更多(或更少)的线圈，例如最多50个线圈、或多于50个线圈。例如，在期望测量对象的身体的不同部位(即，除了心脏之外)的磁场的情况下，可以提供增加数目的线圈，以便提供用于讨论的对象身体部位的适当数目的采样点和适当的空间覆盖范围。
在这种布置中，也可能使用一些线圈61来检测背景磁场，用于减去背景噪声的目的，而不是用于检测对象心脏的想要的场。例如，阵列的外线圈62可以用作背景场检测器，然后从阵列的剩余线圈检测到的信号中适当减去由那些线圈检测到的信号。当然，用于背景噪声扣除的其他布置也是可能的。
如果需要，也可能具有图6所示形式的多层阵列。在这种情况下，例如，可能存在两个这样的阵列，一个在另一个的上边，使用更靠近对象胸部的阵列来检测对象心脏生成的磁场，并且使用稍远的阵列用于背景噪声检测的目的。
为了测量由心脏生成的磁场，上述布置可以用于通过在对象的胸部上间隔地收集磁场测量值，来编辑对象的心脏的磁场扫描。然后，例如可以为心跳的任何部分编辑伪彩色图像，然后例如通过与已知参考图像进行比较来使用这些扫描以诊断各种心脏状况。而且，与现有的心脏磁力测定装置相比，可以在安装和持续的运行成本两方面显著降低成本。
图7示出了磁力计的示例性布置，如设想的那样，其可以例如在医院中使用。磁力计30是便携式装置，其可以被推到患者的床边31，然后在此处用来对患者的心脏进行扫描(例如)。不需要任何磁屏蔽、低温冷却等。磁力计30可以在普通病房环境中使用。(但是，如果需要，可以提供磁屏蔽和/或冷却。)
在本文所述的技术中，每一线圈61的长度l、其外径D和其内径Di都经过仔细选择，以便提高线圈61对生物磁场的敏感度。
按照其最简单的形式，感应线圈是一种电子组件，它通过产生与产生电动势(EMF或电压差)的场相反(根据伦兹定律)的电动势(EMF或电压差)，来响应磁场的变化。根据该感应电势差(电压)，电流将流过线圈。
数学上已经表明，对于给定长度的导线、具有空心的线圈的最大可能电感是布鲁克斯线圈。
图8说明了常规布鲁克斯线圈的设计。此处，绕组横截面为正方形，线圈的总直径的宽度为正方形四面之一的4倍。布鲁克斯线圈的电感L由下式给出：
Figure BDA0002272848800000232
其中，h是方形绕组横截面的一边的高度或长度，N是匝数的总数，μ0是自由空间的磁导率，H是磁场强度。这也可以用线圈的平均绕组半径(rmean)来表示：
Figure BDA0002272848800000233
H也可以表示为BA，代表磁通密度B乘以线圈的横截面积A：
Figure BDA0002272848800000231
从这些方程式可以看出，为了增大空心线圈的电感L，必须增大线圈的半径rmean或匝数N。但是，这两者都会增加线圈的电阻。
图9说明了线圈外径D对线圈电感L的影响。在图9中，实线(下方)显示了测量电感L随不带磁芯的线圈的直径D的变化，而虚线(上方)显示了具有软磁芯的线圈的测量电感L随直径D的变化。图9中测量的每一线圈都有固定的(30)匝。图9显示，软磁芯的存在改善了线圈的电感。而且，图9显示，对于固定的匝数，(单层)线圈的电感L随着其直径(和横截面积)的增加而增加，这允许其切割更多的磁通线。
大多数传统的线圈设计均基于布鲁克斯线圈和绕组横截面。通常使用空心线圈，因为它们不容易饱和并且经历低损耗，尤其是在较高频率处。通常有意将气隙引入某些电感器以降低芯饱和度。内外径比通常较小。选择大规格的导线以减少电阻/噪声，这导致物理上大而重的线圈。
在不增加电阻的情况下增加感应线圈灵敏度的另一种方式是将软磁(亚铁(ferrous))材料(芯)引入线圈中心。
亚铁芯是具有高磁导率的材料，可用于引导和限制磁场。当引入感应线圈时，它们可以极大地增强磁场强度。亚铁芯充当线圈内的磁通集中器，其将磁场线吸引到自身，大大增加了线圈的电感。
具有亚铁芯的单层线圈的电感由下式给出：
L＝μeμ0N2BA
在此，μe是指中心的亚铁材料的有效磁导率(在空气中等于1)。
图9显示了引入软磁材料芯后每一线圈的电感增加。可以看出，直径为10mm的带有芯的线圈与直径为50mm的没有芯的线圈具有等效感应，尽管其横截面积减小了25倍(并且电阻明显降低)。
然而，磁芯并非没有缺点，因为它们可能主要通过磁滞和涡流引入损耗。仅高磁导率不足以将材料选择为磁芯。一般而言，具有低矫顽力的材料是优选的，因为这允许它们以较低的损耗响应变化的(AC)场(具有高矫顽力的材料可以视为永磁体)。
现在将讨论使用磁芯并且根据实施例配置的多个线圈。
增大线圈的电感具有很多积极的效果，包括增加线圈对磁场的敏感度，以及增加电压上升时间的时间常数，从而将线圈的频率响应转变到较低的频率(这对于生物信号更典型)，并充当高频噪声源的扼流圈。
根据各种实施例，使用无定形金属合金(有时称为金属玻璃或玻璃状金属)芯，例如代替传统的压制铁粉芯。这些材料与传统的金属材料和合金的不同之处在于，它们具有高度无序的原子结构，而不是常规的晶体或多晶格，因此具有许多或独特的属性。
通过与某些磁性材料(例如铁、钴和镍)合金化，非常高的磁导率和磁化率材料是可能的，例如金属玻璃2714a或FINEMET。当经受交变磁场时，它们的高电阻降低了涡流损耗；它们的低矫顽力也减少了损耗。
这样，可以使用例如金属玻璃2714a、纳米晶体材料(即，具有非常小的晶粒尺寸的多晶材料，它们之间的空间填满非晶材料)、或MuMetal的芯。
申请人已经认识到，磁芯的有效磁导率(μe)将不仅取决于磁性材料的相对磁导率(μr)，而且还取决于芯的几何形状。特别是，有效磁导率(μe)取决于芯的取决于几何形状的退磁因子Ndemag：
Figure BDA0002272848800000251
其中：
Figure BDA0002272848800000252
此处，DC和1C是磁芯的直径和长度。
对于足够大的相对磁导率，有效磁芯磁导率几乎与材料属性无关，因为该公式简化为：
Figure BDA0002272848800000253
图10说明了芯的纵横比对其有效磁导率μe的影响。从图10可以看出，当芯的长度和直径相等时，相对磁导率10,000的材料可具有有效磁导率4，或者当芯比其宽度长100倍时，相对磁导率10,000的材料可具有有效磁导率>1000。
通过重新绘制来自空心线圈的数据(图9中所示)、并将电感相对于不存在芯的线圈的电感定标，可以更容易地看到这一点。这在图11中示出。在这里，增加了固定的芯长度(50.8mm)，但芯直径却有所变化(x轴)，对于同一电阻线圈，看到明显不同的电感值。芯直径为5毫米(纵横比为10：1)的线圈呈现了测量电感的～17倍增加，而芯直径为50毫米(纵横比为～1：1)的线圈仅呈现了～17倍增加。
将这一见解推向逻辑极限，最敏感的线圈具有高磁导率磁芯，许多匝，具有大横截面积并保持高纵横比。不幸的是，物理限制意味着生产大于某一长度的线圈是不切实际的，因此必须做出折衷。
在这方面，线圈的外径D应限制在约10cm或更小，以便提供具有可以实现适合于医疗磁力测定(特别是用于磁心动描记术)的总尺寸的线圈。
线圈的长度与其外径之比应相对较大(即0.9或更大)，以使线圈对于其宽度相对长(沿其轴线)。这意味着线圈可以包含磁芯，该磁芯具有相对大的长径比lc：Dc(并因此具有高的有效磁导率μe)，因此该线圈将具有相对较高的电感L。
但是，磁场强度与1/r3成比例地下降，因此，距离磁场源两倍的匝经受降低因数8的场强度。因此，例如，距磁场源(例如心脏的顶部或中部等)10cm的匝将经受距该源5cm处经受的强度的12.5％的磁场强度；距源15cm的匝将经受5cm处经受的强度的3.7％、和10cm处经受的强度的29％的磁场强度；并且距源20cm的匝将经受5cm处经受的强度的1.56％、10cm处经受的强度的12.5％、和15cm处经受的强度的42％的磁场强度。
这意味着线圈顶部和底部的匝会经受非常不同的场强。这继而意味着尽管由于纵横比而有所改进，但设计非常长的线圈并没有任何好处。根据这些考虑，可以确定最佳线圈长度l为
Figure BDA0002272848800000261
50mm。超过此长度，心脏的场会明显减弱和发散，并且磁力计装置将变得不实用且笨拙。
此外，申请人已经认识到，线圈的内径与其外径的比率(即，(多个)绕组的内径与(多个)绕组的外径的比率)Di：D应为：相对较大，即0.6或更大。这意味着线圈的(多个)绕组在垂直于芯轴线的方向上相对紧密地压紧(即，在垂直于线圈轴线的方向上，距线圈轴线的径向距离的相对较窄的分布)。这进而意味着线圈每一层的匝将相对靠近芯。
另外，将芯的外表面布置为与(多个)线圈绕组接触意味着：绕组尽可能地靠近芯。与芯直接接触或紧密接触的线圈匝得到其测量的电感值的大大提升，但对于外匝，该影响几乎可以忽略不计。
另一方面，每一线圈应包含多层匝，因为增加匝的层数具有增加线圈的电感的效果(例如，不增加线圈长度l)。但是，增加匝的层数会降低线圈内径与其外径的比率Di：D。
这可以通过使用较小规格和相应小横截面积的导线在某种程度上解决，因此可以在相同的体积中添加更多匝(并因此增加导线长度)，或者可以紧密靠近芯放置相同数目的匝。这如图12所示。
这种变化是以增加的电阻为代价的，因为它与截面积(A)成正比：
Figure BDA0002272848800000262
但是，如果电阻太高，则约翰逊-奈奎斯特噪声可能会成为问题(这可能会增加所需的平均循环次数并延长扫描时间，或者会增大最小可检测特征的尺寸)，并且需要适当修改放大电子设备以确保足够的电流流动。尽管可以降低温度以最大程度地降低噪声级，但低温制冷剂(例如液氮或氦气)并不实用，例如在成本和安全控制方面。
在设计用于用于医疗磁力测定的线圈时，必须仔细权衡上述因素。在这方面，申请人已经发现，通过提供具有以下配置的一个或多个线圈，可以在上述竞争因素之间找到特别的平衡：
D≈4.7cm；
l≈5cm；和
Figure BDA0002272848800000271
其中D是线圈的外径，l是线圈的长度，Di是线圈的内径。在图13B中描绘了这种布置。已经发现具有这些比例的线圈具有相对较高的电感L。
在各种其他特定实施例中，该线圈或每一线圈具有以下配置：
D≈4cm；
l≈5cm；和
Figure BDA0002272848800000272
其中D是线圈的外径，l是线圈的长度，Di是线圈的内径。在图13A中描绘了这种布置。已经发现具有这些比例的线圈具有更高的电感L。
申请人还发现，只要保持芯的总维度，就不必具有完全实心的芯。实际上，将金属玻璃2714a箔的薄条或薄带(例如<35μm厚)卷成中空圆柱体(或形成为中空圆柱体的层压叠层)并置于线圈中，可以产生与相同总体维度的铁氧体棒相似的(甚至更大的)的线圈电感增加，因为其相对磁导率(μr)高。这导致材料成本和线圈重量两者的显著降低。使用箔的多个层压层可以获得类似的益处。
申请人还发现，对于这些高纵横比的芯形状，重要的是使芯材料与绕组直接接触(或接近)。这使得泄漏电感的可能性最小化，并部分用作扼流圈，以滤除不希望的高频噪声。这样，线圈可以包括自支撑的粘结线圈(即，代替缠绕到线轴上，并在芯和线之间引入“空气”间隙)。
所使用的导线为0.25毫米铜或覆铜铝。通过减少线规并增加线圈的长度，能够缠绕更多匝，这显著增加线圈的电感。通过使用覆铜铝，线圈的重量显著减小(例如，与铜相比)。如果线圈的重量变得太大，则将其安全地固定在患者上方的成本和工程挑战将增加。覆铜铝可以以增加电阻为代价来提供显著的(>50％)重量减轻。
与WO2014/006387中描述的线圈相比，根据各种实施例的线圈的电阻约高10倍，因此表现出高约3倍的热噪声。但是，电感大约高出11倍，因此信噪比提高了大于3的因数。
尽管如图13所示，线圈61的芯70可以与绕组71具有相同的长度，但是如图14所示，芯70也可能比绕组71的长度更长。这可以增加芯70的纵横比，从而增加其有效磁导率。(应注意，图14仅出于说明目的，并未按比例绘制。)
磁芯的存在显著增加了线圈的电感。使用具有本文描述的配置的中空线圈来检测感兴趣的生物磁场将需要显著增加的扫描时间，以便获得相同的信噪比。
从以上可以看出，本文所述的技术，至少在其实施例中，提供了一种磁成像装置，该磁成像装置可以从医学和成本两者的角度有效地部署在广泛的临床环境中，例如用于当检测心脏生成的磁场时。磁力计特别是在其成本、其在临床环境中使用的实用性、以及其迅速部署以用于附近患者诊断和用于广泛应用的能力方面具有优势。它是非接触式的、可穿衣服工作、快速、紧凑、便携且价格合理。在片刻的信号记录之后，可以以高分辨率恢复图像，并且有可能实现绝对的“单拍”灵敏度。通过适当的数据处理，轻微的患者运动不会使得图像显著降级。
至少在本文描述的技术的实施例中，这是通过使用检测线圈的改进设计来实现的，该检测线圈具有特定的配置并且被配置为检测(例如)心脏的时变磁性。

Claims (20)

1.一种用于医疗用途的磁力计***，包括：
用于检测时变磁场的一个或多个感应线圈，每一线圈具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比在0.9至3的范围中，并且线圈的内径与其外径之比在0.6至1的范围中，其中每一感应线圈包括磁芯；和
检测电路，耦合到每一线圈，并且被配置为将通过时变磁场在线圈中生成的电流或电压转换为用于分析该时变磁场的输出信号。
2.根据权利要求1所述的磁力计***，包括按照一个或多个二维或三维阵列布置的多个感应线圈。
3.根据权利要求1或2所述的磁力计***，其中每一感应线圈包括多层匝。
4.根据权利要求1或2所述的磁力计***，其中每一感应线圈具有10cm或更小的线圈长度。
5.根据权利要求1或2所述的磁力计***，其中每一感应线圈具有配置，使得线圈的长度与其外径之比在1至1.5的范围中。
6.根据权利要求1或2所述的磁力计***，其中每一感应线圈包括半径小于0.2mm的导线。
7.根据权利要求1或2所述的磁力计***，其中每一磁芯包括相对磁导率μr至少为1000的材料。
8.根据权利要求1或2所述的磁力计***，其中每一磁芯包括磁性非晶态金属合金、纳米晶体材料、镍铁合金或钴铁合金。
9.根据权利要求1或2所述的磁力计***，其中每一磁芯的外径与线圈的内径之比Dc：Di为0.8或更大。
10.根据权利要求9所述的磁力计***，其中每一磁芯的外径与线圈的内径之比Dc：Di为0.9或更大。
11.根据权利要求1或2所述的磁力计***，其中每一磁芯的长度与其直径之比lc：Dc为至少1。
12.根据权利要求1或2所述的磁力计***，其中每一磁芯是空心的。
13.一种用于分析对象身体的部位的磁场的心脏磁力计***，包括根据前述权利要求中任一项所述的磁力计***。
14.一种用于检测对象身体的部位的时变磁场的线圈，该线圈包括：
感应线圈，具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比在0.9至3的范围中，并且线圈的内径与其外径之比在0.6至1的范围中；和
磁芯。
15.一种用于分析对象身体的部位的磁场的方法，该方法包括：
使用一个或多个感应线圈来检测对象身体的部位的时变磁场，每一线圈具有10cm或更小的最大外径，并且具有配置，使得线圈的长度与其外径之比在0.9至3的范围中，并且线圈的内径与其外径之比在0.6至1的范围中，其中每一感应线圈包括磁芯；
将由对象身体的部位的时变磁场在每一线圈中生成的电流或电压转换为输出信号；和
使用来自一个或多个线圈的一个或多个输出信号，来分析由对象身体的部位生成的磁场。
16.根据权利要求15所述的方法，包括在非磁屏蔽环境中使用所述感应线圈来检测对象身体的部位的磁场。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中其磁场被分析的对象身体的部位包括以下之一：腹部、膀胱、心脏、头部、胸部、子宫、一个或多个胎儿、或肌肉。
18.根据权利要求15或16所述的方法，其中其磁场被分析的对象身体的部位包括脑部。
19.一种用于分析对象的心脏的磁场的方法，该方法包括：
使用根据权利要求15至18中任一项的方法来分析对象心脏的时变磁场。
20.一种根据权利要求1至12中任一项所述的磁力计***的用途，用于分析由对象身体的部位生成的磁场。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111973172B (zh) * 2020-08-28 2021-10-08 北京航空航天大学 一种基于mcg和ecg融合的心脏结构成像***及方法
CN112587116A (zh) * 2020-12-25 2021-04-02 苏州益舒缘科技有限公司 一种适用于耳部位置的心率检测装置及其检测方法
CN112842343B (zh) * 2021-02-01 2022-02-22 北京航空航天大学 一种基于serf原子磁强计的心磁三维源位置估计方法
CN113520399B (zh) * 2021-07-12 2023-03-14 北京航空航天大学 一种基于亥姆霍兹线圈阵列的心脏磁场模拟***
DE102022201697A1 (de) 2022-02-18 2023-08-24 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Sensoreinheit und Verfahren zur Erfassung von hirnstrominduzierten Magnetfeldern

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006296829A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Meisei Electric Co Ltd 生体磁気計測装置用の磁力計
JP2008154922A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Admetech:Kk 磁場発生アプリケータ、及び、磁場発生装置
JP2011107126A (ja) * 2009-09-01 2011-06-02 Adidas Ag 磁力計の場における干渉を抑制するための方法及びシステム
CN104427931A (zh) * 2012-07-02 2015-03-18 利兹大学 医用磁强计
CN105308472A (zh) * 2013-06-17 2016-02-03 皇家飞利浦有限公司 磁共振成像梯度线圈
WO2017109484A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 The University Of Sheffield Apparatus and methods for determining electrical conductivity of tissue

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011005764A1 (de) * 2011-03-18 2012-09-20 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Messen von Magnetfeldern
CN109640807A (zh) 2016-04-25 2019-04-16 克里沃医疗技术有限公司 医用磁力计

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006296829A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Meisei Electric Co Ltd 生体磁気計測装置用の磁力計
JP2008154922A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Admetech:Kk 磁場発生アプリケータ、及び、磁場発生装置
JP2011107126A (ja) * 2009-09-01 2011-06-02 Adidas Ag 磁力計の場における干渉を抑制するための方法及びシステム
CN104427931A (zh) * 2012-07-02 2015-03-18 利兹大学 医用磁强计
CN105308472A (zh) * 2013-06-17 2016-02-03 皇家飞利浦有限公司 磁共振成像梯度线圈
WO2017109484A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 The University Of Sheffield Apparatus and methods for determining electrical conductivity of tissue

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Compact broadband gradiometric induction magnetometer system;R.J. Prance等;《Sensors and Actuators》;19991231;第117-121页 *

Also Published As

Publication number Publication date
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EA201991859A1 (ru) 2020-03-27
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JP6899055B2 (ja) 2021-07-07
CN110621221A (zh) 2019-12-27
GB201719876D0 (en) 2018-01-10
EP3585260C0 (en) 2024-01-24
GB2570761B (en) 2020-07-01
GB2570761B8 (en) 2023-06-07
WO2019106365A1 (en) 2019-06-06

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