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一种胎儿心磁检测探头、系统及方法
申请号	CN201610231298.6	申请日	2016-04-14	公开(公告)号	CN105785286A	公开(公告)日	2016-07-20
申请人	中国科学院上海微系统与信息技术研究所;			发明人	王永良; 徐小峰; 张树林; 谢晓明;
摘要	本发明提供一种胎儿心磁检测探头、系统及方法，包括：第一三轴磁强计、第二三轴磁强计、核心梯度计，第一三轴磁强计对核心梯度计所处的环境磁场进行检测，并驱动磁补偿线圈对环境磁场进行抑制；第二三轴磁强计对抑制后的环境磁场进行检测；核心梯度计在抑制后的环境磁场中对被测磁场进行检测，将第二三轴磁强计和核心梯度计输出信号进行合成，抵消核心梯度计输出信号中的环境磁场信号，得到被测信号。本发明可以在无屏蔽环境下实现高信噪比的微弱信号探测，不使用屏蔽室大大降低了系统成本，提高了系统的灵活性，突破了传统超导量子干涉器磁探测器的应用壁垒，进一步推动超导量子干涉器系统的应用，具有重要的经济价值。
权利要求	1.一种胎儿心磁检测探头，其特征在于，所述胎儿心磁检测探头至少包括：第一三轴磁强计、第二三轴磁强计以及核心梯度计；所述第一三轴磁强计对所述核心梯度计所处的环境磁场进行检测，用于驱动磁补偿线圈，对环境磁场进行抑制；所述第二三轴磁强计对抑制后的环境磁场进行检测；所述核心梯度计在抑制后的环境磁场中对被测磁场进行检测，通过抵消所述核心梯度计输出信号中的环境磁场信号，得到被测信号。 2.根据权利要求1所述的胎儿心磁检测探头，其特征在于：所述核心梯度计为超导差模线圈，对第一方向的磁场进行检测。 3.根据权利要求2所述的胎儿心磁检测探头，其特征在于：所述第二三轴磁强计包括三个方向的磁场拾取线圈，分别对第一方向、第二方向及第三方向的磁场进行检测，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向两两垂直。 4.根据权利要求3所述的胎儿心磁检测探头，其特征在于：所述第一三轴磁强计包括三个方向的磁场拾取线圈，分别对所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向的磁场进行检测。 5.根据权利要求2所述的胎儿心磁检测探头，其特征在于：所述核心梯度计中超导线依对称轴走线，对称轴两侧包围的环境磁场平衡区和被测信号感应区面积相等且对称分布，超导线经对称轴后交叉走线使得对称轴两侧超导线的绕线方向相反，超导线的线端在对称轴处引出，对称轴两侧包围的环境磁场平衡区和被测信号感应区耦合的磁通相互抵消。 6.根据权利要求5所述的胎儿心磁检测探头，其特征在于：所述环境磁场平衡区和所述被测信号感应区中设置有高磁导率材料，所述高磁导率材料的相对磁导率不小于10。 7.根据权利要求5所述的胎儿心磁检测探头，其特征在于：所述环境磁场平衡区和所述被测信号感应区中的高磁导率材料具有相同的介质参数。 8.根据权利要求7所述的胎儿心磁检测探头，其特征在于：所述介质参数包括磁导率、填充空间。 9.一种胎儿心磁检测系统，其特征在于，所述胎儿心磁检测系统至少包括：如权利要求1～8任意一项所述的胎儿心磁检测探头、SQUID 传感器、线圈驱动电路、磁补偿线圈以及噪声抵消电路；其中，所述第一三轴磁强计的输出端连接一组SQUID传感器后，通过一组线圈驱动电路连接至一组磁补偿线圈，磁补偿线圈产生磁信号对环境磁场进行抑制；所述第二三轴磁强计和所述核心梯度计的输出端连接另一组SQUID传感器后，连接至噪声抵消电路，所述噪声抵消电路将所述核心梯度计在抑制后的环境磁场中检测到的被测磁场信号与所述第二三轴磁强计检测到的抑制后的环境磁场进行合成，抵消所述核心梯度计输出信号中环境磁场信号，得到被测信号。 10.一种胎儿心磁检测方法，其特征在于，所述胎儿心磁检测方法至少包括：基于一三轴磁强计对胎儿心磁的环境磁场进行检测，并驱动磁补偿线圈对环境磁场的进行抑制；基于另一三轴磁强计检测得到抑制后的环境磁场；基于一核心梯度计在抑制后的环境磁场中对被测磁场进行检测，得到带有环境磁场的被测磁场信号；将带有环境磁场的被测磁场信号与抑制后的环境磁场信号合成，抵消所述核心梯度计输出信号中环境磁场信号得到被测胎儿心磁信号。
说明书全文	一种胎儿心磁检测探头、系统及方法技术领域 [0001] 本发明涉及微弱磁场探测领域，特别是涉及一种胎儿心磁检测探头、系统及方法。背景技术 [0002] 基于超导量子干涉器件(Superconducting Quantum Interference Device,以下简称SQUID)的磁探测器是目前已知的噪声水平最低、最灵敏的磁探测器。广泛应用于生物磁场、地球磁场异常、极低场核磁共振等微弱磁场探测应用领域，其探测灵敏度已经达到飞特(10-15特斯拉)量级。在极微弱磁场探测、科学研究中具有很高的科研和应用价值。 [0003] 如图1所示，基于超导量子干涉器件SQUID的磁探测器主要由以下几个部分组成： [0004] 1、探测线圈，即超导拾取线圈：根据被测信号源的磁场空间分布，绕制线圈，用于耦合被测信号磁场产生的磁通。拾取线圈采用超导线绕制，并接入SQUID器件中同样是超导线绕制的输入线圈，构成一个超导环路。根据超导环路的磁通量子化效应，拾取线圈耦合的磁通将使超导环按比例产生电流Is，该电流流入SQUID器件的输入线圈再产生磁通耦合到SQUID磁通传感器中。 [0005] 2、SQUID磁通传感器由SQUID器件和其配套的SQUID读出电路构成，将SQUID感受的磁通量按比例线性转换成电压Vout。 [0006] 这样超导绕制的磁通拾取线圈和SQUID磁通传感器结合，就实现了被测磁场的捕获的磁场-电压的线性转换。形成了具有磁场检测能力的磁探测器。由于其灵敏度非常高，因此广泛应用在微弱磁信号的仪器设备中。 [0007] 超导量子干涉其微弱磁探测器中的一个重要应用领域是生物磁场探测，构建心磁图仪等高端医疗设备。其中胎儿心磁图仪具有重要的应用潜力。胎儿心脏异常的探测手段非常有限，超声只能进行结构性检测，心电方法由于母体电导问题，难以获得有效心电信号。只有心磁信号不受母体电导问题影响，可以有效反映胎儿心脏活动信息，同时完全无创检测，因此胎儿心磁探测称为胎儿心脏检测的重要手段。 [0008] 胎儿心磁信号探测仪器的核心是超导量子干涉其磁传感器，胎儿心磁信号非常微弱，最大只有几个pT(皮特斯拉，10-12特斯拉)，相比与几个微特(微特：10-6特斯拉)地球环境磁场的波动，要提取出高信噪比的信号非常困难。因此在传统SQUID磁探测器的基础上进行探头的特殊设计，才能在强大的背景干扰磁场中获取微弱胎儿心磁信号。 [0009] 基于超导量子干涉器的磁场探测器具有极高的灵敏度，磁场分辨率可达到飞特(10-15特斯拉)量级。因为其高灵敏性，该传感器的测量量程一般较小，因此在进行微弱磁信号探测时，遇到了很大的挑战，主要原因是我们所处的环境中充满了地球磁场，地球磁场的大小在50微特(微特：10-6特斯拉)左右，同时地球磁场的波动有几百纳特(纳特：10-9特斯拉)到几个微特。这个背景磁场干扰相对于SQUID磁探测器能分辨的信号是巨大的。因此在进行微弱磁信号探测时，这个背景噪声将严重影响探测信号的信噪比。 [0010] 解决上述问题，采用的技术手段有， [0011] 1)使用屏蔽室抑制环境磁场。目前使用SQUID磁探测器进行微弱磁信号探测时，需要在屏蔽室，一种具有环境磁场屏蔽的设备中进行。使用屏蔽室，占用空间大，使用不方便，同时造价非常昂贵(200万到1000万元)，严重限制了SQUID传感器的应用。 [0012] 2)使用梯度线圈抑制环境磁场。使用一阶或高阶的复杂的拾取线圈绕制方法，进行环境磁场抑制。 [0013] 如图2所示为平面梯度计，图3所示为轴向梯度计。梯度线圈绕制时形成两个磁场耦合面积，这两个面积大小相等，法线方向平行，两个面积耦合的磁通符号相反，即两个线圈的耦合的磁通量相减，因此分布均匀的磁场，同时耦合到两个线圈面积中的磁场产生的磁通相抵消，即共模信号抵消。而在两个面积上磁场分布不同的，即有梯度的磁场，在该梯度线圈上将转换成磁通，接入SQUID磁通传感器中进行电压转换。因此梯度线圈实现了梯度信号的探测，而对均匀磁场信号进行了抑制。即，梯度线圈具有磁场的共模抑制能力。 [0014] 但由于线圈的绕制不是理想的对称的，两个线圈面积存在误差，其共模抑制比只4 能做到10 左右，仍不足以将强大的背景磁场抑制到小于被测微弱磁场的水平。用传统梯度线圈的传感器输出中仍引入较大的环境干扰磁场信号，信号探测的信噪比仍无法满足无屏蔽环境下胎儿心磁信号检测的要求。发明内容 [0015] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种胎儿心磁检测探头、系统及方法，用于解决现有技术中环境磁场对被测微弱磁场产生干扰的问题。 [0016] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种胎儿心磁检测探头，所述胎儿心磁检测探头至少包括： [0017] 第一三轴磁强计、第二三轴磁强计以及核心梯度计； [0018] 所述第一三轴磁强计对所述核心梯度计所处的环境磁场进行检测，用于驱动磁补偿线圈，对环境磁场进行抑制； [0019] 所述第二三轴磁强计对抑制后的环境磁场进行检测； [0020] 所述核心梯度计在抑制后的环境磁场中对被测磁场进行检测，通过抵消所述核心梯度计输出信号中的环境磁场信号，得到被测信号。 [0021] 优选地，所述核心梯度计为超导差模线圈，对第一方向的磁场进行检测。 [0022] 更优选地，所述第二三轴磁强计包括三个方向的磁场拾取线圈，分别对第一方向、第二方向及第三方向的磁场进行检测，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向两两垂直。 [0023] 更优选地，所述第一三轴磁强计包括三个方向的磁场拾取线圈，分别对所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向的磁场进行检测。 [0024] 更优选地，所述核心梯度计中超导线依对称轴走线，对称轴两侧包围的环境磁场平衡区和被测信号感应区面积相等且对称分布，超导线经对称轴后交叉走线使得对称轴两侧超导线的绕线方向相反，超导线的线端在对称轴处引出，对称轴两侧包围的环境磁场平衡区和被测信号感应区耦合的磁通相互抵消。 [0025] 更优选地，所述环境磁场平衡区和所述被测信号感应区中设置有高磁导率材料，所述高磁导率材料的相对磁导率不小于10。 [0026] 更优选地，所述环境磁场平衡区和所述被测信号感应区中的高磁导率材料具有相同的介质参数。 [0027] 更优选地，所述介质参数包括磁导率、填充空间。 [0028] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种胎儿心磁检测系统，所述胎儿心磁检测系统至少包括：上述胎儿心磁检测探头、SQUID传感器、线圈驱动电路、磁补偿线圈以及噪声抵消电路；其中， [0029] 所述第一三轴磁强计的输出端连接一组SQUID传感器后，通过一组线圈驱动电路连接至一组磁补偿线圈，磁补偿线圈产生磁信号对环境磁场进行抑制； [0030] 所述第二三轴磁强计和所述核心梯度计的输出端连接另一组SQUID传感器后，连接至噪声抵消电路，所述噪声抵消电路将所述核心梯度计在抑制后的环境磁场中检测到的被测磁场信号与所述第二三轴磁强计检测到的抑制后的环境磁场进行合成，抵消所述核心梯度计输出信号中环境磁场信号，得到被测信号。 [0031] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种胎儿心磁检测方法，所述胎儿心磁检测方法至少包括： [0032] 基于一三轴磁强计对胎儿心磁的环境磁场进行检测，并驱动磁补偿线圈对环境磁场的进行抑制；基于另一三轴磁强计检测得到抑制后的环境磁场；基于一核心梯度计在抑制后的环境磁场中对被测磁场进行检测，得到带有环境磁场的被测磁场信号；将带有环境磁场的被测磁场信号与抑制后的环境磁场信号合成，抵消所述核心梯度计输出信号中环境磁场信号得到被测胎儿心磁信号。 [0033] 如上所述，本发明的胎儿心磁检测探头、系统及方法，具有以下有益效果： [0034] 本发明的胎儿心磁检测探头、系统及方法可以在无屏蔽环境下实现高信噪比的微弱信号探测，不使用屏蔽室大大降低了系统成本，提高了系统的灵活性，突破了传统超导量子干涉器磁探测器的应用壁垒，进一步推动超导量子干涉器系统的应用，具有重要的经济价值。 [0035] 同时，本发明方案适用于工作在4.2K液氦温区的低温SQUID传感器及超导线圈，也适用于工作在77K液氮温区的高温超导SQUID传感器及超导线圈。附图说明 [0036] 图1显示为现有技术中的基于超导量子干涉器件SQUID的磁探测器示意图。 [0037] 图2显示为现有技术中的平面梯度计示意图。 [0038] 图3显示为现有技术中的轴向梯度计示意图。 [0039] 图4显示为本发明的胎儿心磁检测探头正视图。 [0040] 图5显示为本发明的核心梯度计结构示意图。 [0041] 图6显示为本发明的胎儿心磁检测探头连接SQUID器件及传感器电路后的侧视图。 [0042] 图7显示为本发明的胎儿心磁检测探头连接SQUID器件及传感器电路后的顶视图。 [0043] 图8显示为本发明的胎儿心磁检测系统示意图。 [0044] 图9显示为本发明的胎儿心磁检测系统的具体实施方式示意图。 [0045] 元件标号说明 [0046] 1 胎儿心磁检测探头 [0047] 21～23 SQUID传感器 [0048] 3 驱动电路 [0049] 4 噪声抵消电路具体实施方式 [0050] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。 [0051] 请参阅图4～图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。 [0052] 如图4～图7所示，本发明提供一种胎儿心磁检测探头1，所述胎儿心磁检测探头1至少包括： [0053] 第一三轴磁强计、第二三轴磁强计以及核心梯度计； [0054] 所述第一三轴磁强计对所述核心梯度计所处的环境磁场进行检测，用于驱动磁补偿线圈，对环境磁场进行抑制； [0055] 所述第二三轴磁强计对抑制后的环境磁场进行检测； [0056] 所述核心梯度计在抑制后的环境磁场中对被测磁场进行检测，通过抵消所述核心梯度计输出信号中的环境磁场信号，得到被测信号。 [0057] 具体地，所述第一三轴磁强计包括三个方向的磁场拾取线圈，分别对第一方向、第二方向及第三方向的磁场进行检测。如图4所示，在本实施例中，定义为对X方向的磁场进行检测的拾取线圈X1，其磁通耦合面积的法线方向与X轴平行；对Y方向的磁场进行检测的拾取线圈Y1，其磁通耦合面积的法线方向与Y轴平行；以及对Z方向的磁场进行检测的拾取线圈Z1，其磁通耦合面积的法线方向与Z轴平行。其中，X方向、Y方向及Z方向两两垂直，构成一三维空间。 [0058] 具体地，所述第二三轴磁强计包括三个方向的磁场拾取线圈，分别对第一方向、第二方向及第三方向的磁场进行检测。如图4所示，在本实施例中，定义为对X方向的磁场进行检测的拾取线圈X2，其磁通耦合面积的法线方向与X轴平行；对Y方向的磁场进行检测的拾取线圈Y2，其磁通耦合面积的法线方向与Y轴平行；以及对Z方向的磁场进行检测的拾取线圈Z2，其磁通耦合面积的法线方向与Z轴平行。 [0059] 具体地，所述核心梯度计G1为超导差模线圈，对第一方向的磁场进行检测。如图4所示，在本实施例中，定义为对X方向的磁场进行检测。如图5所示，所述超导差模线圈为平面线圈，即所述超导差模线圈在一个平面上布线，超导线依对称轴走线，在本实施例中，所述对称轴为环境磁场平衡区和被测信号感应区中心连线的垂线，对称轴两侧包围的环境磁场平衡区和被测信号感应区面积相等且对称分布。在本实施例中，所述环境磁场平衡区和被测信号感应区的形状为圆形，其他各种形状均适用于本发明的超导差模线圈，不以本实施例为限。超导线经对称轴后交叉走线使得对称轴两侧超导线的绕线方向相反，对称轴两侧包围的环境磁场平衡区和被测信号感应区的法线方向与X轴平行，即在保持环境磁场平衡区和被测信号感应区的线圈所围图形完全对称的情况下，线路的绕向是相反的，用电流来说明就是，当线圈中流过电流时，其在所述对称轴两侧对称区域所产生的磁场分布对称，大小相等、但方向相反，所谓对称的是线圈绕制形成的耦合面积大小相等，对称分布。线路绕制相反，用电磁感应现象来分析，即在均匀分布的磁场下，梯度计对称轴两边线圈耦合的磁通量相等。两个线圈耦合磁通产生的感应电流在线圈中相互抵消。由于电流相互抵消，因此在均匀磁场下，该梯度线圈不会产生感生电流。只有分布不均匀的磁场下，也就是有梯度的磁场下，对称轴两边线圈耦合的磁通量不同，因此产生的感生电流不同，两个线圈的感生电流相减产生的电流就反映了磁场梯度的信号。 [0060] 超导线的线端在对称轴处引出，环境磁场平衡区和被测信号感应区耦合的磁通相互抵消，形成梯度输出。 [0061] 更具体地，所述环境磁场平衡区和所述被测信号感应区中设置有高磁导率材料，磁导率(magnetic permeability)是表征磁介质磁性的物理量，表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后、产生磁通的阻力、或者是其在磁场中导通磁力线的能力。磁导率的公式为μ＝B/H，其中H为磁场强度、B为磁感应强度，常用符号μ表示，μ为介质的磁导率，或称绝对磁导率。本发明中所说的磁导率是指相对磁导率μr，其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比，即μr＝μ/μ0。一般而言：空气或者非磁性材料的相对磁导率是1，铁磁性等顺磁性的材料的磁导率>1，本发明中的高磁导率材料指相对磁导率μr不小于10的导磁材料，在本实施例中，采用高磁导率材料的磁棒作为填充物。常见的高磁导率材料为铁磁性材料，如软铁，铁氧体等，其中，铸铁为200～400；硅钢片为7000～10000；镍锌铁氧体为10～1000。由于软铁等金属材料有导电性，容易引起涡流，不作为首选材料，因此，在本实施例中，以铁氧体作为高磁导率材料的首选，常见的如镍锌铁氧体材料或锰锌铁氧体材料。所述环境磁场平衡区和所述被测信号感应区设置的高磁导率材料具有相同的介质参数。所述介质参数包括磁导率、填充空间。 [0062] 在本实施例中，所述第一三轴磁强计及所述第二三轴磁强计相对于所述核心梯度计G1相对设置，对X方向的磁场进行检测的拾取线圈X1和X2相对于所述核心梯度计G1的长度方向对称分布；对Y方向的磁场进行检测的拾取线圈Y1和Y2相对于所述核心梯度计G1的长度方向对称分布；对Z方向的磁场进行检测的拾取线圈Z1和Z2相对于所述核心梯度计G1的对称轴对称分布。 [0063] 如图6所示为本发明的胎儿心磁检测探头1与SQUID器件、传感器电路连接后的侧视图；如图7所示为本发明的胎儿心磁检测探头1与SQUID器件、传感器电路连接后的顶视图。 [0064] 如图8～图9所示，本发明还提供一种胎儿心磁检测系统，所述胎儿心磁检测系统至少包括： [0065] 上述胎儿心磁检测探头1、SQUID传感器、驱动电路以及噪声抵消电路；其中，[0066] 所述第一三轴磁强计的输出端连接一组SQUID传感器后，通过驱动电路3产生磁信号对环境磁场进行抑制。 [0067] 具体地，如图8～图9所示，所述第一三轴磁强计包括拾取线圈X1、Y1及Z1，分别连接第一SQUID传感器21，所述第一SQUID传感器21包括SQUID器件及SQUID读出电路。所述第一SQUID传感器21的输出端连接驱动电路3，所述驱动电路3包括线圈驱动电路以及磁补偿线圈。所述第一三轴磁强计检测到X、Y、Z方向的环境磁场并通过磁补偿线圈产生三个方向的抵消磁场BCX、BCY及BCZ，对环境磁场BEX、BEY及BEZ进行抑制。 [0068] 所述第二三轴磁强计和所述核心梯度计的输出端连接另一组SQUID传感器后，连接至噪声抵消电路，所述噪声抵消电路将所述核心梯度计在抑制后的环境磁场中检测到的被测磁场信号与所述第二三轴磁强计检测到的抑制后的环境磁场进行合成，抵消所述核心梯度计输出信号中环境磁场信号，得到被测信号。 [0069] 具体地，如图8～图9所示，所述第二三轴磁强计包括拾取线圈X2、Y2及Z2，分别连接第二SQUID传感器22，所述第二SQUID传感器22包括SQUID器件及SQUID读出电路。所述第二SQUID传感器22的输出端连接噪声抵消电路4，在本实施例中，所述噪声抵消电路4为信号合成器。所述第二三轴磁强计检测到被抑制后的X、Y、Z方向的环境磁场并输出到信号合成器。如图8～图9所示，所述核心梯度计G1连接第三SQUID传感器23，所述第三SQUID传感器23包括SQUID器件及SQUID读出电路。所述第三SQUID传感器23的输出端连接噪声抵消电路4，在本实施例中，所述噪声抵消电路4为信号合成器。所述核心梯度计G1在抑制后的环境磁场中对被测磁场进行检测并输出到信号合成器。所述信号合成器将所述核心梯度计G1在抑制后的环境磁场中检测到的被测磁场信号与所述第二三轴磁强计检测到的抑制后的环境磁场进行合成，抵消所述核心梯度计G1输出信号中环境磁场信号，得到干净的被测信号，信噪比大大提高。 [0070] 本发明还提供一种胎儿心磁检测方法，基于一三轴磁强计对胎儿心磁的环境磁场进行检测，并驱动磁补偿线圈对环境磁场的进行抑制；基于另一三轴磁强计检测得到抑制后的环境磁场；基于一核心梯度计在抑制后的环境磁场中对被测磁场进行检测，得到带有环境磁场的被测磁场信号；将带有环境磁场的被测磁场信号与抑制后的环境磁场信号合成，抵消所述核心梯度计输出信号中环境磁场信号得到被测胎儿心磁信号。 [0071] 如上所述，本发明的胎儿心磁检测探头、系统及方法，具有以下有益效果： [0072] 本发明的胎儿心磁检测探头、系统及方法可以在无屏蔽环境下实现高信噪比的微弱信号探测，不使用屏蔽室大大降低了系统成本，提高了系统的灵活性，突破了传统超导量子干涉器磁探测器的应用壁垒，进一步推动超导量子干涉器系统的应用，具有重要的经济价值。 [0073] 同时，本发明方案适用于工作在4.2K液氦温区的低温SQUID传感器及超导线圈，也适用于工作在77K液氮温区的高温超导SQUID传感器及超导线圈。 [0074] 综上所述，本发明提供一种胎儿心磁检测探头，包括：第一三轴磁强计、第二三轴磁强计以及核心梯度计；所述第一三轴磁强计对所述核心梯度计所处的环境磁场进行检测，用于驱动磁补偿线圈，对环境磁场进行抑制；所述第二三轴磁强计对抑制后的环境磁场进行检测；所述核心梯度计在抑制后的环境磁场中对被测磁场进行检测，通过抵消所述核心梯度计输出信号中的环境磁场信号，得到被测信号。还提供一种胎儿心磁检测系统，包括胎儿心磁检测探头、SQUID传感器、线圈驱动电路、磁补偿线圈以及噪声抵消电路；其中，所述第一三轴磁强计的输出端连接一组SQUID传感器后，通过一组线圈驱动电路连接至一组磁补偿线圈，磁补偿线圈产生磁信号对环境磁场进行抑制；所述第二三轴磁强计和所述核心梯度计的输出端连接另一组SQUID传感器后，连接至噪声抵消电路，所述噪声抵消电路将所述核心梯度计在抑制后的环境磁场中检测到的被测磁场信号与所述第二三轴磁强计检测到的抑制后的环境磁场进行合成，抵消所述核心梯度计输出信号中环境磁场信号，得到被测信号。以及一种胎儿心磁检测方法，包括基于一三轴磁强计对胎儿心磁的环境磁场进行检测，并驱动磁补偿线圈对环境磁场的进行抑制；基于另一三轴磁强计检测得到抑制后的环境磁场；基于一核心梯度计在抑制后的环境磁场中对被测磁场进行检测，得到带有环境磁场的被测磁场信号；将带有环境磁场的被测磁场信号与抑制后的环境磁场信号合成，抵消所述核心梯度计输出信号中环境磁场信号得到被测胎儿心磁信号。本发明的胎儿心磁检测探头、系统及方法可以在无屏蔽环境下实现高信噪比的微弱信号探测，不使用屏蔽室大大降低了系统成本，提高了系统的灵活性，突破了传统超导量子干涉器磁探测器的应用壁垒，进一步推动超导量子干涉器系统的应用，具有重要的经济价值。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。 [0075] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。