Автореферат (1024690)
Текст из файла
На правах рукописиМасленников Юрий ВасильевичМАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ СКВИДОВ ДЛЯБИОМЕДИЦИНСКИХ ПРИМЕНЕНИЙ05.11.17 – Приборы, системы и изделия медицинского назначенияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степенидоктора технических наукМосква – 2016Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетномучреждении науки Институте земного магнетизма, ионосферы ираспространения радиоволн им. Н.В.
Пушкова Российской академии науки в Федеральном государственном бюджетном учреждении наукиИнституте радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова Российскойакадемии наук.Официальные оппоненты:Сушкова Людмила Тихоновна – доктор технических наук,профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего образования «Владимирский государственныйуниверситет имени Александра Григорьевича и Николая ГригорьевичаСтолетовых», кафедра биомедицинских и электронных средств итехнологий, заведующая кафедрой;Устинин Михаил Николаевич – доктор физико-математических наук,Институт математических проблем биологии РАН – филиал Федеральногогосударственного учреждения «Федеральный исследовательский центрИнститут прикладной математики им.
М.В. Келдыша Российской академиинаук», заместитель руководителя филиала по научной работе;Кубланов Владимир Семенович – доктор технических наук, доцент,Федеральное государственное автономное образовательное учреждениевысшего образования «Уральский федеральный университет именипервого Президента России Б.Н.
Ельцина», кафедра радиоэлектроникиинформационных систем, профессор.Ведущая организация: Федеральное государственное автономноеобразовательное учреждение высшего образования «Национальныйисследовательский университет «Московский институт электроннойтехники», г. Москва, г. Зеленоград.Защита состоится «15» февраля 2017 г. в 12:00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.141.14 при Московском государственномтехническом университете имени Н.Э. Баумана в зале Ученого Совета поадресу 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д.5, стр.1.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им.Н.Э.
Баумана и на сайте www.bmstu.ruАвтореферат разослан « ___ » __________ 2016 г.Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью,просьба направлять по адресу: 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5,стр.1, МГТУ им. Н.Э. Баумана, ученому секретарю диссертационногосовета Д 212.141.14.Ученый секретарьдиссертационного советаСамородов АндрейВладимировичОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫДиссертационная работа посвящена разработке и созданиюмагнитометрических систем на основе СКВИДов для биомедицинскихприменений. Работа выполнена в ИЗМИРАН и ИРЭ им.
В.А. КотельниковаРАН, и включает результаты исследований, выполненных в течение 19892015 гг.Актуальность темы исследования. Анализ современного состояниямедицинской техники, используемой для диагностики и лечения социальнозначимых заболеваний (сердечно-сосудистых, онкологических и др.),показывает, что одним из наиболее перспективных направлений развитияновых технологий медицинской диагностики представляется исследованиесобственных магнитных полей, генерируемых сердцем, мозгом, другимиорганами человека [1, 2].
Практическое применение таких методовисследований, как магнитокардиография (МКГ), магнитоэнцефалография(МЭГ), контроль транспорта лекарств на магнитных наночастицах, можетвывести на новый уровень качество диагностики сердечно-сосудистых,неврологических и онкологических заболеваний. В этой областиприменение магнитометрической аппаратуры на базе сверхпроводниковыхквантовых интерференционных датчиков – СКВИДов - занимаетприоритетное положение, поскольку конкурентноспособных альтернативим пока нет.В работах различных групп ученых по исследованиям магнитныхполей сердца, мозга, печени и др. были продемонстрированы достоинстваполучаемых с помощью СКВИД-систем медицинских результатов.Однако, эти результаты были получены, как правило, в условияхспециальных магнитно-экранированных камер (МЭК), имеющих высокуюстоимость и требующих определенного инженерного обеспечения.
Такжеиспользованные в исследованиях СКВИД-системы имели различнуюконструкцию регистраторов биомагнитных сигналов и методы их анализа,поэтому вопрос сопоставимости и унификации получаемых с их помощьюрезультатов остается открытым до настоящего времени. Последние дваобстоятельства – высокая стоимость аппаратуры (стоимость только МЭКсоставляет сотни тысяч долларов) и отсутствие общепринятых подходов кинтерпретации данных биомагнитных измерений – существенноограничивали потенциал их внедрения в медицинскую практику.В этой связи решение задач по разработке и созданию СКВИД-системмедицинского назначения, которые могли бы успешно функционировать вусловиях обычных клиник, и развитие методов их клиническогоиспользования для ранней диагностики и эффективного лечения социальнозначимых заболеваний, является актуальной темой научныхисследований.Степень разработанности проблемы.
Основным аргументом впользу разработки новых медицинских приборов и медицинских1диагностическихтехнологийнабазетакихметодов,какмагнитокардиография или магнитоэнцефалография, является ихчрезвычайно высокая чувствительность, позволяющая регистрироватьэлектромагнитную активность в сердце и мозге человека на клеточномуровне. Это позволяет получить объективные оценки текущего состоянияих проводящей системы и сделать прогностические оценки реакции этихорганов на различного рода внешние воздействия.Исторически наиболее продвинутым в медицинскую практикуоказался метод магнитоэнцефалографии [3-5]. Миллисекундноеразрешение по времени и высокое пространственное разрешение (2-3 мм)делают ее незаменимой при обнаружении и диагностике заболеваний,связанных с нарушениями функций мозга.
Метод МЭГ и соответствующаяаппаратура прошли медицинскую сертификацию в странах СевернойАмерики, Европы и Японии, и используются в медицинских центрах рядастран, главным образом в исследовательских целях.Наиболее социально значимым представляется внедрение вклиническую практику метода магнитокардиографии [6, 7], поскольку вразвитых странах первенство по числу смертельных исходов устойчивоудерживаютсердечно-сосудистыезаболевания.МКГпозволяетрегистрировать патологические изменения в миокарде на самой раннейстадии, когда эффективность лечения наиболее высока, а процесс развитияпатологии еще является обратимым.В нашей стране большой вклад в развитие теории СКВИДов идействующих биомагнитных приборов на их основе внесли работыспециалистовИнститутарадиотехникииэлектроникиим.В.А.Котельникова РАН (А.Н Матлашов, Ю.Е.
Журавлев, М.И. Фалей, В.П.Кошелец), Института земного магнетизма, ионосферы и распространениярадиоволн Н.А. Пушкова РАН (А.Н. Козлов, С.А. Гудошников),Физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (О.В. Снигирев),Российского научного центра «Курчатовский институт» (С.П. Наурзаков,В.Л. Введенский, В.И. Ожогин), Новосибирского электротехническогоуниверситета (Б.М. Рогачевский, С.В. Моторин, Н.В.
Голышев, Я.С.Гринберг) и многих коллективов других академических и отраслевыхисследовательских организаций.Цель диссертационной работы. Целью диссертационной работыявлялась разработка научно-технических и методических основпостроения магнитометрических систем на основе СКВИДов длябиомедицинских применений, и практическая проверка возможностей ихиспользования для решения конкретных клинических задач, в частности,для использования в кардиодиагностике. При этом основной упор былсделан на разработку магнитометрических СКВИД-систем, устойчивоработающих без дополнительной магнитной экранировки, посколькуименно такие системы имеют реальные перспективы широкогоклинического применения.2Основные задачи исследования. Для достижения поставленной целирешались следующие задачи: Анализизвестныхнаучныхпубликацийвобластимагнитометрических СКВИД-систем для биомедицинских применений.Выявление особенностей основных элементов и структурной компоновкитаких систем, формулирование технических требований к отдельнымэлементаммагнитометрическихСКВИД-систем,включаяихпомехозащищенность и ресурс хранения хладагента. Разработка принципов построения и создания магнитометрическихсистем на основе СКВИДов для биомедицинских применений. Разработка конструкций и технологий создания немагнитныхстеклопластиковых криостатов, измерительных зондов и электронныхсхем для магнитометрических СКВИД-систем, экспериментальнаяпроверка их функциональности и основных характеристик. Разработка и создание действующих образцов магнитометрическихСКВИД-систем гелиевого и азотного уровней охлаждения длябиомедицинскихприменений.Экспериментальнаяпроверкаихфункциональности и основных характеристик. Анализ известных способов и алгоритмов подавления внешнихмагнитных помех в месте выполнения измерений, определение возможныхпутей решения этой задачи.
Разработка способов балансировки«сигнальных» градиентометров СКВИД-системы в однородном магнитномполе. Разработка программного обеспечения магнитометрическихСКВИД-систем для биомедицинских исследований. Выявление основных особенностей при выполнении исследованиймагнитного поля сердца и мозга человека, и создании магнитометрическихСКВИД-систем для регистрации их электромагнитной активности. Проведение экспериментальных клинических исследований порегистрации, обработке и анализу магнитокардиографической информациидля групп добровольцев с различными заболеваниями сердечнососудистой системы и условно здоровых добровольцев.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
