感生电场测量方法、测量系统及计算机设备技术方案

本申请涉及一种感生电场测量方法、测量系统及计算机设备，通过对所述医疗仪器施加交变磁场。获取所述交变磁场的射频脉冲包络。所述射频脉冲包络与所述交变磁场产生的感生电场的感生电场包络相同。通过所述输出端的温升变化计算所述感生电场的感生电场功率。根据所述感生电场包络和所述感生电场幅值，获得所述感生电场。所述测量方法能够准确的评估所述医疗仪器的感生电场。所述测量方法避免了采用电场测量装置通过电缆测量感生电场带来的误差，具有较高的准确性。所述测量方法测试得到所述感生电场之后可以通过重建的方式对所述感生电场的潜在风险评估。

【技术实现步骤摘要】
感生电场测量方法、测量系统及计算机设备
本申请涉及医疗器械
，尤其涉及一种感生电场测量方法、测量系统及计算机设备。
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，核磁扫描设备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。为了评估温度升高的危险，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。然而，由于核磁室内的高磁场环境，电压的测量设备无法正常工作，受限于射频磁场的耦合特性，测量容易受到干扰。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种感生电场测量方法、测量系统及计算机设备，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。一种感生电场的测量方法，用于测量医疗仪器在交变磁场中产生的感生电场，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：S10，对所述医疗仪器施加交变磁场；S20，获取所述交变磁场的射频脉冲包络，所述射频脉冲包络与所述交变磁场中产生的感生电场包络相同；S30，通过所述输出端的温升变化计算所述交变磁场中产生的感生电场功率；S40，根据所述感生电场包络和所述感生电场功率，获得所述感生电场。在一个实施例中，所述S10，对所述医疗仪器施加交变磁场的步骤包括：将所述医疗仪器置于体模中；采用核磁扫描设备对所述医疗仪器施加交变磁场。在一个实施例中，所述S20，获取所述交变磁场的射频脉冲包络的步骤具体为：解码所述核磁扫描设备的射频磁场序列，从而获得所述交变磁场产生的射频脉冲包络。在一个实施例中，所述S20，获取所述交变磁场的射频脉冲包络的步骤具体为：提供同轴线缆和示波器，并使得所述输出端、所述同轴线缆和所述示波器电连接；通过所述示波器测量得到所述核磁扫描设备的射频磁场序列。在一个实施例中，所述S30，通过所述输出端的温升变化计算所述交变磁场中产生的感生电场功率的步骤具体为：S310，获取所述输出端的温度增量，所述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；S320，将所述温度增量带入感生电场功率与温升关系模型，计算所述交变磁场中产生的感生电场功率。在一个实施例中，所述感生电场功率与温升关系模型满足：其中，T代表t时刻温度，单位℃；Tb代表血流温度，单位℃；b代表和血流相关的恒定值，在体模中值为0；Cp代表比热容，单位J/kg·℃；代表空间梯度；K代表常数；SAR代表比吸收率；ρ代表密度，单位kg/m3；σ代表体模组织电导率，单位S/m；E代表弦波形式的感生电场峰值，单位V/m。在一个实施例中，根据功率转换公式得出实际射频包络形态的感生电场幅值，所述功率转换公式满足：其中，E代表弦波形式的感生电场峰值，Ereal代表实际射频包络形态的感生电场幅值。一种感生电场测量系统，用于测量医疗仪器在交变磁场中产生的感生电场，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，还包括：交变磁场产生装置，与所述医疗仪器连接，用于产生交变磁场；感生电场包络检测装置，与所述交变磁场产生装置连接，用于解码所述交变磁场产生装置产生的射频脉冲包络，所述射频脉冲包络与所述交变磁场产生的感生电场包络相同；感生电场功率检测装置，与所述医疗仪器连接，用以通过所述输出端的温升变化计算所述交变磁场中产生的感生电场功率；以及感生电场合成装置，与所述感生电场包络检测装置和所述感生电场功率检测装置连接，用以根据所述感生电场包络和所述感生电场功率，获得所述感生电场。在一个实施例中，所述感生电场功率检测装置包括：温度测量装置，与所述医疗仪器连接，用以获取所述输出端的温度增量，所述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；模拟计算装置，与所述温度测量装置连接，用以将所述温度增量带入感生电场功率与温升关系模型，计算所述感生电场的感生电场功率。在一个实施例中，所述温度测量装置包括光纤测温仪、以及与所述光纤测温仪连接的温度显示器，所述光纤测温仪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仪的测量结果。在一个实施例中，所述感生电场测量系统还包括：同轴线缆和示波器，所述示波器通过所述同轴线缆与所述导体部件连接的输出端电连接，通过所述示波器扫描获取所述感生电场包络。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述感生电场的测量方法的步骤。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述感生电场的测量方法的步骤。本专利技术提供的感生电场测量方法、测量系统及计算机设备，通过对所述医疗仪器施加交变磁场。获取所述交变磁场的射频脉冲包络。所述射频脉冲包络与所述交变磁场产生的感生电场的感生电场包络相同。通过所述输出端的温升变化计算所述感生电场的感生电场功率。根据所述感生电场包络和所述感生电场功率，获得所述感生电场。所述测量方法能够准确的评估所述医疗仪器的感生电场。所述测量方法避免了采用电场测量装置通过电缆测量感生电场带来的误差，具有较高的准确性。所述测量方法测试得到所述感生电场之后可以通过重建的方式对所述感生电场的潜在风险评估。附图说明图1为本申请一个实施例中，所述感生电场的测量方法的流程图；图2为本申请一个实施例中，所述感生电场的测量方法的应用环境示意图；图3为本申请一个实施例中，所述感生电场测量系统的结构示意图；图4为本申请一个实施例中，所述感生电场测量系统中所述温度测量装置测量输出端温度的示意图；图5a为根据核磁扫描设备的射频扫描序列获得的交变磁场的射频脉冲包络图；图5b为所述感生电场包络检测装置获得的所述感生电场包络图；图5c为根据核磁扫描设备的射频扫描序列获得的周期性射频脉冲信号；图6为本申请一个实施例中，所述温度测量装置获得的温度所时间的变化曲线；图7为本申请一个实施例中，所述计算机设备的结构示意图。附图标号说明：感生电场测量系统10交变磁场产生装置11感生电场包络检测装置12感生电场功率检测装置13感生电场合成装置14计算机20存储器21处理器22计算机程序23体模110医疗仪器120脉冲发生器122导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感生电场的测量方法，用于测量医疗仪器在交变磁场中产生的感生电场，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，所述测量方法包括以下步骤：S10，对所述医疗仪器施加交变磁场；S20，获取所述交变磁场的射频脉冲包络，所述射频脉冲包络与所述交变磁场中产生的感生电场包络相同；S30，通过所述输出端的温升变化计算所述交变磁场中产生的感生电场功率；S40，根据所述感生电场包络和所述感生电场功率，获得所述感生电场。

【技术特征摘要】
1.一种感生电场的测量方法，用于测量医疗仪器在交变磁场中产生的感生电场，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，所述测量方法包括以下步骤：S10，对所述医疗仪器施加交变磁场；S20，获取所述交变磁场的射频脉冲包络，所述射频脉冲包络与所述交变磁场中产生的感生电场包络相同；S30，通过所述输出端的温升变化计算所述交变磁场中产生的感生电场功率；S40，根据所述感生电场包络和所述感生电场功率，获得所述感生电场。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述S10，对所述医疗仪器施加交变磁场的步骤包括：将所述医疗仪器置于体模中；采用核磁扫描设备对所述医疗仪器施加交变磁场。3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述S20，获取所述交变磁场的射频脉冲包络的步骤具体为：解码所述核磁扫描设备的射频磁场序列，从而获得所述交变磁场产生的射频脉冲包络。4.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述S20，获取所述交变磁场的射频脉冲包络的步骤具体为：提供同轴线缆和示波器，并使得所述输出端、所述同轴线缆和所述示波器电连接；通过所述示波器测量得到所述核磁扫描设备的射频磁场序列。5.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述S30，通过所述输出端的温升变化计算所述交变磁场中产生的感生电场功率的步骤具体为：S310，获取所述输出端的温度增量，所述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；S320，将所述温度增量带入感生电场功率与温升关系模型，计算所述交变磁场中产生的感生电场功率。6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述感生电场功率与温升关系模型满足：其中，T代表t时刻温度，单位℃；Tb代表血流温度，单位℃；b代表和血流相关的恒定值，在所述体模中值为0；Cp代表比热容，单位J/kg·℃；代表空间梯度；K代表常数；SAR代表比吸收率；ρ代表密度，单位kg/m3；σ代表所述体模的组织电导率，单位S/m；E代表弦波形式的感生电场幅值，单位V/m。7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，根据功率转换公式得出实际射频包络形态...

【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