基于微磁基础传感器阵列金属异物检测新方案获重大进展(三)

金属异物检测广泛应用于食品、卫生、医药、矿山、塑料、橡胶、木材、造纸等生产与制造行业,为提高产品的质量或加工设备的安全提供有力保障。但是,食品掺杂金属异物事故、搅拌桶浆料掺杂金属异物事故、手术后人体遗留金属异物事故、金属异物划伤矿用输送带事故等时有发生,这些安全事故归因于现有金属异物检测技术设备难以完成高精度检测。随着利用地磁探测方式、基于微磁基础传感器的技术设备的研发和应用的进一步发展,基于微磁基础传感器阵列的金属异物检测装置的应用研发取得重大进展。

基于微磁基础传感器阵列金属异物检测新方案获重大进展(三)

基于微磁基础传感器阵列的金属异物检测原理

磁异常目标含有铁磁性特征(如铁、钴、镍等)材料或电流等,磁场强度大小与目标距离立方呈反比关系。磁异常探测理论认为,当磁探测传感器位置与铁磁性目标的距离大于3倍目标几何尺寸时,可以把铁磁性目标简化成磁偶极子模型,不考虑地磁背景场情况下,磁场总强度B大小可以由下列公式计算出来。

基于微磁基础传感器阵列金属异物检测新方案获重大进展(三)

微磁基础传感器的工作原理基于磁异常探测理论,利用微磁基础传感器阵列探测铁磁性目标引起的磁异常信息,根据相应的模型算法,可以判断该铁磁性目标的相关特征信息。金属异物磁监测装置主要由微磁基础传感器阵列组成,可以实时在线监测食品、工业生产原料中是否掺杂铁磁性金属杂质,手术后体内是否遗留金属异物等,并及时发出预警。

基于微磁基础传感器核心技术的金属异物监测方案属于国内首创的新方案,打破了传统金属异物监测装置原理的固有局限。经过数年研究和应用开发,现在已经取得重大进展。

传统金属异物检测原理

通常的金属异物检测采取了多种原理路径。其中,普遍使用的一种原理,如平衡式电磁场相位检测原理。采用平衡式电磁场相位检测方法的装置基于交变电磁场中的信号分析,以此检测金属异物。另外,还有的金属异物检测装置利用电磁感应原理,比如采用中断感应式电源供应器的一个供电线圈的驱动以获得该线圈信号的衰减状态,以此判断感应式电源供应器的电力发送范围内是否存在金属异物。此外,还有的金属异物检测装置利用电磁原理并与其他原理结合,比如与光学原理结合采用电磁加热、红外线温度检测等方法进行金属异物检测。

术后异物遗留病患体腔预防不力危害大

医疗手术的成功包括术后无异物遗留体腔。然而,外科手术及有创检查操作中医疗差错发生率较高,术后异物遗留时有发生,对患者伤害巨大,严重影响医生、医院信誉。

2011年2月一位患者称,脾分流手术时发现右腹部有血管组织包裹的长100´60mm的异物。2011年12月一位患者称,14年前因为事故导致椎管挤压变型做解压手术,2011年做核磁共振时患处检查出异物。2016年5月,曾有港媒报道,广东湛江一名孕妇剖腹产后,医生缝合伤口时竟把一根两厘米长的手术针遗留在她体内,需要转院治疗并取出。

以上事故都是因为术中、术后物品清点出现差错,医疗事故预防不力。以往医院进行手术过程中,由器械护士提前上台,独自整理手术器械台,整理完毕后,由巡回护士和洗手护士共同按照手术安全核查规定清点术中用物。但是由于手术复杂程度不断提高,医生对手术用物的要求也越来越高,因此术中用物众多,易出现用物摆放不到位、洗手护士独自整理后找不到用物的情况,这大大增加了手术用时,也加大了手术用物遗留体腔的风险。

近年来医院普遍采用“原位清点法”,对手术台上一切物品进行清点,对比以往的清点方法,“原位清点法”不仅减轻了巡回护士的负担,也在一定程度上预防了术后异物遗留体腔。尽管如此,“原位清点法”仍然存在不足之处:人力清点可能存在失误,仍然存在术后异物遗留的风险;清点耗费时间,不利于及时结束手术,造成患者更大痛苦。

国创智能术后异物探测仪监测术后腹部金属异物遗留

国创智能致力于基于微磁基础传感器技术的金属异物检测新方案的应用开发。以微磁基础传感器阵列为核心元件的金属异物监测装置研发获得重大进展,一种结合传统金属异物检测装置的功能与优势、具有检测环境适应性的金属异物检测装置已经具备应用基础。

当前术后异物遗留并未完全杜绝。因此,在手术医疗过程中,快速高效监测患者体内是否遗留异物就显得尤为重要。而采用国创智能微磁基础传感器阵列研制的术后金属异物探测仪,就可以快速检测有无金属异物遗留在患者体内。

采用国创智能高分辨率微磁基础传感器为探头研制的术后异物探测仪,基于巨磁阻抗效应和轴向采集原理,即感知含有铁磁性材料产生的磁异常信息。根据相应的模型算法,可以判断该铁磁性目标的有无及位置等信息。所有铁磁性手术物品均可在地磁场中被磁化,产生磁异常。在缝合前,用国创智能术后异物探测仪在患者手术部位及腹腔部位进行扫描,连一根细小的手术针都可以探测到,确保无异物遗留。

国创智能术后异物探测系统由微磁基础传感器阵列、数字信号处理单元等组成。相关算法包括:微磁基础传感器阵列标定、环境噪声抑制、磁异常目标小信号处理等。将微磁基础传感器阵列数据、磁异常预警定位信号等数据进行信息汇集,最后显示在终端控制器上,如发现异物即刻报警。

国创智能作为一家集科研、生产于一体的高技术企业,从事微磁基础传感器自主研发及生产,不断进行科技创新,致力于微磁基础传感器及相关技术设备国产化。基于微磁基础传感器阵列金属异物检测新方案可以应用于诸如人体手术后金属异物检测、工业生产原料搅拌桶金属异物检测、食品金属异物检测、矿用输送带金属异物检测等领域。以国创智能高精度微磁基础传感器技术为核心研发的其他系统和仪器可以广泛应用于金属无损探伤(管道、桥梁、钢丝绳、钢轨等)、组合定位导航、应力监测、航道管理、医疗检测、地震前兆监测、水下搜救等诸多行业领域,保障生产和生活领域安全,助力经济社会发展。

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