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心磁图仪:另辟蹊径查“心病”

静夜思网2024-03-28 20:47:07【综合】3人已围观

简介科技日报实习记者 李诏宇   心脏就像人体的发动机,维持血液循环,不断为身体提供氧气和营养。与此同时,不断跳动的心脏也面临着各种疾病的困扰。长期以来,以心电图仪

科技日报实习记者 李诏宇   

心脏就像人体的心病发动机,维持血液循环,心磁不断为身体提供氧气和营养。图仪与此同时,辟蹊不断跳动的径查心脏也面临着各种疾病的困扰。长期以来,心病以心电图仪为代表的心磁心脏检测仪器不仅给患者带来了便利,而且存在一些不足——无法满足多样化、图仪高质量的辟蹊检测需求。在此背景下,径查心磁图仪诞生,心病为心脏检查提供了新的心磁选择。

近日,图仪高灵敏度心磁图仪学术研讨会暨产品发布会在上海成功举行。辟蹊《科技日报》记者从相关专家那里了解到,径查中国的心磁图仪在技术上取得了新的突破,并逐渐成为一种新的有效的心脏病检测仪器。

能敏锐捕捉心脏细微异常。

心跳过程中心肌的活动会产生电。上海市第六人民医院教授沈成兴说:“因此,长期以来,心电图一般用于评估患者是否存在心肌缺血、心律失常等问题。”。

电和磁是相伴而生的,有电就有磁。既然心跳会产生电,也会形成磁性。沈成兴指出,心肌细胞内离子流形成的电流产生的磁场是心磁。“如果能用高灵敏度的磁信号检测设备记录心动周期的心磁变化,必然会更敏锐地捕捉到心电图无法探测到的一些特殊信号,解释一些过去无法解释的临床问题。沈成兴说。与心电信号相比,心磁信号的传输不会受到人体组织的干扰,可以反映一些心电图无法反映的心脏的细微变化和异常,从而帮助医生诊断心血管系统的早期病变。心磁图检查不仅可以确定人是否生病,还可以相对准确地确定病变的位置,为心血管疾病提供更准确的诊断。

然而,心磁学并不像心电图那样明显和容易检测。此外,周围环境的磁场也会对检测造成很大的干扰。“一般来说,心磁信号极其微弱,是每天地球磁场的百万分之一,这给心磁检测带来了极大的困难。漫迪医学总经理、中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员张树林说:“因此,在日常环境中完全提取甚至恢复心磁信号之前,必须有非常敏感的检测设备和抗噪技术。仅仅依靠传统的设备或手段是很难实现的。”。

据张树林介绍,心磁图仪是一种功能学检测设备,利用极高灵敏度的磁探测器收集人体心脏磁场信号并进行分析。

心磁图仪用于描述心磁图,用敏感的多通道传感器阵列记录胸部上方心脏周期中的磁场,可对心肌缺血、冠状动脉微循环障碍心肌病进行功能诊断和预后研究。

采用心磁图仪进行检查,无创、无辐射,适用于包括孕妇在内的广大人群。不对人体施加任何物理场,只对心脏发出的磁场信号进行被动检测,检查过程不超过10分钟,无噪音,无患者接触。

中国科学院院士、中国医师协会心血管医师分会会长葛俊波表示,心磁图检查具有信号高度保真、对局部电流高度敏感的技术特点,在心血管疾病早期筛查、诊断评估、长期监测等方面具有良好的应用前景。

提高“软硬兼施”的检测能力。

心磁图仪的发展与其它医疗仪器一样,经历了漫长的演变过程。

“在40多年的发展过程中,心磁图仪的检测手段不断提高,检测结果越来越准确。张树林说:“目前,心磁图仪可分为线圈心磁图仪、磁阻心磁图仪、原子磁强计心磁图仪和超导量子干涉仪,可分为全封闭、半开放和开放式。”。

张树林指出,去除心磁探测性能和环境噪声的能力是提高心磁图仪性能的重要因素。

据了解,超导量子干涉仪是目前心磁探测综合性能最好的。超导量子干涉仪具有5飞特级扫描精度,可在50微特斯拉(UT)环境正常运行,响应频率可达1万赫兹(Hz)以上,灵敏度和动态响应都非常出色。“例如,超导量子干涉仪的工作能力相当于测量北京到广州2000公里内任何物体的长度变化,每秒测量1000次。张树林说。

此外,梯度采集和八维降噪方法可以有效降低心磁图仪在运行过程中的环境噪声,最大限度地避免环境干扰。

然而,仅仅完成心磁信号的收集是不够的,其分析和判断是检测心脏病的关键。“记录心磁信号采集只是第一步。心磁图仪收集的心磁信号是一个动态的二维图谱,包含大量的信息,很难通过传统的人工解释。“目前,利用计算机和人工智能技术,研究人员可以完成心磁图中30多个特征参数的自动提取,并根据建立的数据库解释心磁图。”。

目前,心磁图检查已在美国、日本、中国、欧盟等国家或地区完成10多万例临床应用;在科学研究方面,在《循环》、《欧洲心脏杂志》等权威心血管期刊上发表了100多篇心磁图论文。

心磁图仪主要针对缺血性心脏病的准确诊断市场。中国每年有1000多万冠心病患者和100多万介入治疗患者是心磁图仪的目标应用对象。

记者了解到,目前我国部分医院已应用心磁图仪。

促进国内临床应用。

张树林说:“目前,心脏检查,特别是在治疗后的随访阶段,缺乏敏感、快速、无创、无辐射的检查项目,方便医生对患者心脏进行功能评价。而心磁图仪正好可以弥补这一空白,具有良好的应用前景。”。

近年来,随着材料技术、磁场传感技术和人工智能的发展,磁阻、磁门计、原子磁强度计等磁传感技术已经验证,目前正在进行商业化和产品迭代。

中国科学院上海微系统与信息技术研究所所长谢晓明承认,医疗设备的性能和临床价值挖掘是一个长期持续的过程,对医务人员的密切合作提出了更高的要求。“心磁技术的发展需要更多的临床医院和专家加入,共同打造中国创新产品和解决方案,”谢晓明说。”。

张树林表示,从技术上讲,国内心磁图仪技术与国外技术并驾齐驱,处于快速发展阶段。“在美国,心磁图仪已获得美国食品药品监督管理局的称号(FDA)突破性医疗器械认证。张树林说:“下一步,我们应该努力研发重要部件的本地化,并在临床应用中建立与心磁图相关的标准和系统。目前,基于国内创新心磁图仪的冠状动脉微循环障碍临床诊断解决方案研究是促进国内心磁图仪临床应用的重要组成部分。”。

据了解,无论是超导量子干涉仪还是原子磁强计心磁图仪,除了广泛应用于成人心磁探测外,还可应用于脑磁、神经磁、胃肠磁等领域。

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