感生电压测量方法及系统技术方案

本申请提供一种感生电压测量方法及系统，通过获取所述医疗仪器的温度电压关系，来计算获得所述医疗仪器的输出端在交变磁场中产生的感生电压，从而避免了采用电压测量装置通过电缆测量感生电压带来的误差，具有较高的准确性。

Measurement method and system of induced voltage

This application provides a method and system for measuring induced voltage. By acquiring the temperature-voltage relationship of the medical instrument, the induced voltage generated by the output terminal of the medical instrument in the alternating magnetic field can be calculated, thus avoiding the error caused by the voltage measuring device measuring the induced voltage through the cable, and having a higher value. Accuracy.

【技术实现步骤摘要】
感生电压测量方法及系统
本申请涉及医疗器械
，尤其涉及一种交变电磁场下感生电压量方法及系统。
技术介绍
植入式医疗仪器种类很多，如心脏起搏器和除颤器、植入式神经刺激器、植入式肌肉刺激器等。这些医疗器械通过给身体组织施加一定的电脉冲，从而达到治疗、减轻患者疾病的目的。随着技术的进步，核磁共振仪越来越成为一种常规的检测手段。例如，对于接受脑深部刺激术(deepbrainstimulation，DBS)治疗方案治疗的帕金森患者而言，术后程控参数通常需要参考电极的位置。因此，对接受DBS治疗的帕金森患者进行术后扫描核磁是非常必要的。另外，即使不用于该疾病的检查，安装有植入式医疗仪器的患者，在进行其他病症检查时，也会用到核磁扫描。由于核磁扫描过程中会有变化的磁场，对于使用植入式医疗仪器的患者，变化的磁场会引起医疗器械金属部位温度的升高，以及感应出感生电压。该温升和感生电压加载患者组织上，可能会对患者的组织造成一定的损伤。因此，对于安装有植入式医疗仪器的患者来说，核磁扫描会产生一种潜在的危险。为了消除温度升高的危险，美国材料与试验协会(ASTM)提供了体模模型标准用于模拟人体。可以将植入式医疗仪器植入所述体模，并对该体模进行核磁扫描。然后，通过体模模拟医疗器械扫描核磁测量温升，从而预判核磁扫描由温度升高带来的风险。传统技术中，可以通过示波器直接测量体模中的植入式医疗仪器的金属部位感生电压。请参见图1，为了测量脑起搏器系统在核磁下的感生电压。可以将示波器放在核磁室外，用同轴电缆的一端连接起搏器外壳或顶盖内触点，用同轴电缆的另一端连接核磁室外的示波器。然后，通过示波器来检测脑起搏器系统在核磁扫描中产生的感生电压。然而，在实际测量中，由于核磁扫描产生的交变磁场也会在同轴线缆和起搏器连接部分以及同轴线缆上产生感生电压，这部分感生电压混入最终测量结果中会引起不可控误差。另外，核磁射频场的感生电压约为64MHz(1.5T核磁)或者128MHz(3T核磁)，高频电压在传输过程中要求阻抗匹配。事实上，医疗器械发出的脉冲大多小于1KHz，在正常使用过程中不涉及射频输出，不会做阻抗匹配。综合以上考虑，传统技术直接测量植入式医疗仪器在超强交变磁场产生的感生电压的方法获得的结果是不准确的，并且误差难以估算控制。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，确有提供一种较准确可靠感生电压的测量方法及系统，以便于准确评估核磁扫描对使用植入式医疗仪器的患者的潜在风险。一种感生电压测量系统，用于测量医疗仪器在交变磁场中产生的感生电压，所述医疗仪器包括导体部件，以及与所述导体部件连接的输出端，包括：温度测量装置，用以测量所述医疗仪器处于交变磁场中时，所述输出端的第一温度增量，以及所述医疗仪器未处于交变磁场中时，所述输出端的第二温度增量；电压提供装置，用以当所述医疗仪器未处于交变磁场中时，给所述医疗仪器施加交变电压以使所述输出端升温达到所述第二温度增量，所述交变电压的脉冲包络、单位时间内脉冲个数以及脉宽与所述交变磁场的脉冲包络、单位时间内的脉冲个数以及脉宽相同；与所述温度感测装置和所述电压提供装置连接的感生电压计算装置，用以根据多个所述第二温度增量与所述多个第二温度增量对应的交变电压的电压幅值获取电压幅值与温度增量的温度电压对应关系，以及根据所述温度电压对应关系计算所述第一温度增量对应的电压幅值。一种感生电压的测量方法，用于测量医疗仪器在交变磁场中产生的感生电压，所述医疗仪器包括导体部件、以及与所述导体部件连接的输出端，所述测量方法包括以下步骤：给所述医疗仪器施加交变磁场，获取所述输出端的第一温度增量，所述第一温度增量为所述输出端在所述交变磁场中达到稳定状态时的温度与所述医疗仪器未处于所述交变磁场中时的温度的差值；关闭施加在所述医疗仪器的交变磁场，给所述医疗仪器施加交变电压以使所述输出端升温，所述交变电压的脉冲包络、单位时间内的脉冲个数及脉宽与所述交变磁场相同；获取所述交变电压的不同电压幅值对应的所述输出端的多个第二温度增量；根据所述多个第二温度增量以及所述不同电压幅值获得所述第二温度增量与所述电压幅值的温度电压对应关系，并根据所述温度电压对应关系计算所述第一温度增量对应的电压幅值。本申请提供的感生电压测量系统以及感生电压的测量方法，通过获取所述医疗仪器的温度电压关系，来计算获得所述医疗仪器的输出端在交变磁场中产生的感生电压，从而避免了采用电压测量装置通过电缆测量感生电压带来的误差，具有较高的准确性。附图说明图1为传统技术中测量医疗仪器在核磁共振中产生的感生电压的方法示意图；图2为本申请一个实施例中的感生电压测量系统的应用环境示意图；图3为本申请一个实施例中感生电压测量系统的结构示意图；图4为本申请一个实施例中感生电压测量系统的温度测量装置测量输出端温度的示意图；图5为本申请一个实施例中感生电压测量系统的电压提供装置给医疗仪器施加电压的示意图；图6为根据核磁共振扫描仪的核磁共振扫描序列获得的交变磁场的射频脉冲包络图；图7为本申请一个实施例中感生电压测量系统的电压测量装置测量所述医疗仪器的原始感生电压的示意图；图8为本申请实施例中感生电压测量方法的流程图；图9为本申请实施例中第二温度增量和感生电压幅值关系曲线图。元件符号说明感生电压测量系统10体模110医疗仪器120脉冲发生器122导体部件124输出端126温度测量装置130光纤测温器132温度显示器134光纤136电压测量装置140示波器142同轴电缆144电压提供装置150信号发生器152功率放大器154感生电压计算装置160具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的感生电压测量方法及系统进行描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。请参见图2-4，本申请实施例提供一种感生电压测量系统10，用于测量医疗仪器120在交变磁场中产生的感生电压。所述医疗仪器120包括导体部件124，以及与所述导体部件连接的输出端126。所述感生电压测量系统10包括：温度测量装置130，用于测量所述医疗仪器120处于交变磁场中时，所述输出端126的第一温度增量，以及所述医疗仪器120未处于交变磁场中时，所述输出端126的第二温度增量；电压提供装置150，用于当所述医疗仪器120未处于交变磁场中时，给所述医疗仪器120施加交变电压以使所述输出端126升温达到所述第二温度增量，所述交变电压的脉冲包络、单位时间内脉冲个数以及脉宽与所述交变磁场的脉冲包络、单位时间内的脉冲个数以及脉宽相同；与所述温度感测装置130和所述电压提供装置150连接的感生电压计算装置160，用于根据多个所述第二温度增量与所述多个第二温度增量对应的交变电压的电压幅值获取电压幅值与温度增量的温度电压对应关系，以及根据所述温度电压对应关系计算所述第一温度增量对应的电压幅值。所述医疗仪器120可以是各种植入人体的植入式医疗仪器，包括且不限于心脏起搏器和除颤器、植入式神经刺激器、以及植入式肌肉刺激器。所述交变磁场可以是由核磁共振扫描仪进行核磁扫描时产生的超强交变磁场。所述医疗仪器120包括脉冲发生器122、导体部件124以及输出端126。所述导体部件124与所述脉冲发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感生电压测量系统，用于测量医疗仪器在交变磁场中产生的感生电压，所述医疗仪器包括导体部件，以及与所述导体部件连接的输出端，其特征在于，包括：温度测量装置，用以测量所述医疗仪器处于交变磁场中时，所述输出端的第一温度增量，以及所述医疗仪器未处于交变磁场中时，所述输出端的第二温度增量；电压提供装置，用以当所述医疗仪器未处于交变磁场中时，给所述医疗仪器施加交变电压以使所述输出端升温达到所述第二温度增量，所述交变电压的脉冲包络、单位时间内脉冲个数以及脉宽与所述交变磁场的脉冲包络、单位时间内的脉冲个数以及脉宽相同；与所述温度感测装置和所述电压提供装置连接的感生电压计算装置，用以根据多个所述第二温度增量与所述多个第二温度增量对应的交变电压的电压幅值获取电压幅值与温度增量的温度电压对应关系，以及根据所述温度电压对应关系计算所述第一温度增量对应的电压幅值。

【技术特征摘要】
1.一种感生电压测量系统，用于测量医疗仪器在交变磁场中产生的感生电压，所述医疗仪器包括导体部件，以及与所述导体部件连接的输出端，其特征在于，包括：温度测量装置，用以测量所述医疗仪器处于交变磁场中时，所述输出端的第一温度增量，以及所述医疗仪器未处于交变磁场中时，所述输出端的第二温度增量；电压提供装置，用以当所述医疗仪器未处于交变磁场中时，给所述医疗仪器施加交变电压以使所述输出端升温达到所述第二温度增量，所述交变电压的脉冲包络、单位时间内脉冲个数以及脉宽与所述交变磁场的脉冲包络、单位时间内的脉冲个数以及脉宽相同；与所述温度感测装置和所述电压提供装置连接的感生电压计算装置，用以根据多个所述第二温度增量与所述多个第二温度增量对应的交变电压的电压幅值获取电压幅值与温度增量的温度电压对应关系，以及根据所述温度电压对应关系计算所述第一温度增量对应的电压幅值。2.如权利要求1所述的感生电压测量系统，其特征在于，所述温度测量装置包括光纤测温器、以及与所述光纤维测温器连接的温度显示器，所述光纤测温器通过光纤测量所述输出端的温度，所述温度显示器用于显示所述光纤测温器的测量结果。3.如权利要求1所述的感生电压测量系统，其特征在于，所述电压提供装置包括信号发生器、与所述信号发生器连接的功率放大器，所述功率放大器通过导线给所述医疗仪器施加所述交变电压。4.如权利要求1所述感生电压测量系统，其特征在于，进一步包括电压测量装置，所述电压测量装置用于测量所述医疗仪器以及与所述医疗仪器相连的同轴电缆在所述交变磁场中产生的原始感生电压，所述原始感生电压的频率、脉冲包络、单位时间内脉冲个数以及脉宽与所述交变磁场的频率、脉冲包络、单位之间的脉冲个数以及脉宽相同。5.如权利要求1所述的感生电压测量系统，其特征在于，所述交变电压的频率与所述交变磁场的频率不同时，所述感生电压计算装置还用于根据所述感生电压的频率下所述输出端的阻抗与所述电压提供装置施加的交变电压的频率下所述输出端的阻抗的比值计算曲线修正系数，并且根据所述曲线修正系数修正所述温度电压对应关系。6.一种感生电压的测量方法，用于测量医疗仪器在交变磁场中产生的感生电压，所述医疗仪器包括导...

【专利技术属性】
技术研发人员：万森，李路明，姜长青，白冰，莫晓龙，申伦豪，张锋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11