Автореферат (1024690), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Саров (две одноканальныесистемы), Forschungszentrum Jülich GmbH, г. Юлих, Германия(одноканальная система), Cryogenic Electronic Systems Corp., США(десятиканальная система), Franz-Volhard-Klinik, г. Берлин, Германия(десятиканальнаясистема),AstonUniversity,г.Бирмингем,Великобритания (двадцатидвухканальная система), SUPRACON AG, г.7Йена, Германия (двадцатидвухканальная и пятиканальная системы),Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. Н.А. Бакулева РАМН,г.
Москва (десятиканальная система), Центральная клиническая больницаРАН, г. Москва (десятиканальная система), Учебно-научный медицинскийцентр Российского технического университета им. Н.Э.Баумана, г. Москва(двенадцатиканальная система). Кроме того, был выполнен ряд заказов наразработку и создание СКВИД-систем для других применений, иотдельных комплектующих к ним.В 2001-2008 годах во Franz-Volhard-Klinik, г.
Берлин, в ЦКБ РАН, 1-йГрадской больнице департамента здравоохранения г. Москвы и ГНИИИвоенной медицины МО были выполнены предварительные клиническиеиспытания разработанных диагностических МКГ-комплексов серии«МАГ-СКАН», собрана база данных обследований более 600добровольцев. Обследования проводились для следующих группдобровольцев: практически здоровые добровольцы с целью определенияпонятия «нормы» для МКГ, группы добровольцев с артериальнойгипертонией,ишемическойболезньюсердца,постинфарктнымкардиосклерозом, с различными типами аритмий, с неизмененной ималоизмененной ЭКГ, и др.. Исследования проводились проспективно сцелью определения МКГ-параметров, специфичных и диагностическизначимыхдляконкретныхтиповзаболеваний,иоценкивоспроизводимости получаемых результатов.По разработанным комплексам и системам имеется необходимаятехническая и конструкторская документация для организации ихмелкосерийного производства.Достоверность научных выводов и положений диссертацииподтверждается теоретическим обоснованием и экспериментальнымподтверждением выдвинутых положений, физической обоснованностьюиспользованных методов расчетов и измерений, сравнением инепротиворечивостью полученных результатов с результатами научныхработ других авторов.
Экспериментальные результаты получены сиспользованием верифицированных технических средств. Доказательстваработоспособности созданных СКВИД-систем и методов их клиническогоиспользования были получены в ходе сравнительных исследований спривлечением независимых медицинских учреждений в нашей стране и зарубежом.Апробация результатов работы. Основные положения и результатыдиссертациидокладывалисьмногочисленныхнациональныхимеждународных конференциях, таких как: международная конференция поприкладной сверхпроводимости (Applied Superconductivity Conference,ASC) в 1990, 1992, 1994, 1996, 1998, 2000, 2008 и 2010 годах; европейскаяконференция по прикладной сверхпроводимости (European Conference onApplied Superconductivity, EuCAS) в 1993, 1995, 1997, 1999, 2001, 2003 и2011 годах; международная конференция по биомагнетизму (BIOMAG) в1996, 2002 и 2012 годах; международная конференция по8сверхпроводниковой электронике (International Superconducting ElectronicsConference, ISEC) в 1995, 1997 и 2011 годах; Трехстороннй РоссийскоУкраинско-ГерманскийСеминарповысокотемпературнойthсверхпроводимости в 1993, 1994 годах; 18 European Respiratory SocietyAnnual Congress (Germany, 2008), 87th Deutsche Physiologische GesellschaftAnnual Meeting (Germany, 2008), International Congress on Electrocardiology(Russia, 2008, Poland, 2009), Конференции «Функциональная диагностика»,Москва, в 2011 и 2012 годах; Троицкая конференция «Медицинскаяфизика и инновации в медицине», Москва, Троицк, в 2012 и 2014 годах, имногих других.
Основные материалы диссертационной работыдокладывались и обсуждались на заседаниях Ученых советов ИЗМИРАН иИРЭ им. В.А.Котельникова РАН.В 2008 году семейство диагностических комплексов для анализамагнитокардиосигналов «МАГ-СКАН» демонстрировалось на ярмаркевыставке «АТОММЕД-2008», и было отмечено Дипломом Победителя.Публикации. По теме диссертации опубликовано 44 научных статьии доклада, из них 25 статей в рекомендуемых ВАК изданиях, получено 3патента РФ на изобретение.
Основное содержание диссертации отражено в32 публикациях и патентах, список которых приведен в концеавтореферата.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,6 глав, заключения, и списка цитированной литературы из 188наименований.Объемдиссертациисоставляет295страницмашинописного текста, 96 рисунков, 13 таблиц.СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо Введении обоснована актуальность темы диссертационнойработы, определены цели и задачи исследований, сформулированыположения и основные результаты, выносимые на защиту, приведенаобщая характеристика работы, данные об апробации и реализациирезультатов.В Главе 1 представлен обзор современного состояния разработок вобласти магнитометрических систем на основе СКВИДов, используемыхдля биомагнитных исследований, и медицинских задач, решаемых с ихиспользованием.В разделе 1.1 дана краткая историческая справка об исследованияхбиоэлектрических и биомагнитных полей, генерируемых живымиорганизмами, и их неразрывной взаимосвязи.
Обсуждаются преимуществаи недостатки «потенциальных» и «магнитных» методов исследований исоответствующей аппаратуры.Представлены достоинства магнитных методов исследований,обусловленные тем, что ткани тела человека практически не искажаютмагнитное поле, и полной неинвазивностью процедур регистрациимагнитных полей обследуемых. Отмечено, что практических применений9биомагнитных методов исследований может быть множество:биомедицинские,электрофизиологическиеипсихологическиеисследования,функциональнаяианатомическаямедицинскиедиагностики, включая визуализацию, неинвазивный мониторингфармакологическойтерапии,предоперационнаялокализация,иммуноанализ и другие.Сделан вывод о том, что наиболее подходящими инструментами дляисследования магнитных полей биообъектов являются многоканальныемагнитометрические системы на основе СКВИДов.
Именно такаяаппаратура и методы имеют реальные перспективы внедрения вклиническую практику.В разделе 1.2 обсуждаются состав магнитометрических систем наоснове СКВИДов, функциональное назначение отдельных элементовсистем – СКВИД-датчиков, криогенных систем охлаждения СКВИДов(криостатов, криокулеров), а также систем подавления внешнихэлектромагнитных помех и программного обеспечения для анализа иобработки данных магнитных измерений.Раздел 1.3 посвящен различным аспектам подавления внешнихэлектромагнитных помех при работе со СКВИД-системами.
Отмечено, чтодля борьбы с ними имеется три категории способов: а) пассивное иактивное магнитное и электромагнитное экранирование; б) магнитнаяградиентометрия; в) фильтрация, усреднение и другие, более сложныематематические методы разделения сигналов от источников с различнойлокализацией в пространстве. Во многих случаях требуется комбинациявсех трех или, по крайней мере, двух из выше перечисленных способов,чтобы получить полезный сигнал с требуемым отношением «сигнал-шум».Обсуждаются различные типы приемных трансформаторовмагнитного потока в форме градиентометров, включая «электронные» ипрограммно формируемые, поскольку именно данный тип приемных цепейСКВИД-магнитометров имеет перспективу для практического примененияпри работе в неэкранированном пространстве.В разделе 1.4 более подробно обсуждаются вопросы обработкибиомагнитных сигналов.
Отмечена важность для достижениямаксимальных значений «сигнал-шум» таких методов, как аналоговая ицифровая фильтрация, усреднение сигналов, различные математическиеалгоритмы, которые могут быть использованы для выделения полезногосигнала из помех, и для разделения сигналов от пространственноразнесенных источников, включая соседние источники в одном и том жеорганизме.Приведено сравнение методов решения прямой и обратной задач припроведении анализа биомагнитных сигналов и восстановлениихарактеристик электрических источников в живых организмах по данныммагнитных измерений.Раздел 1.5 посвящен неинвазивным методам биомагнитныхисследований с использованием СКВИД-систем, имеющим потенциал для10применения в медицине.
В разделе даны характеристики таким методам,как магнитоэнцефалография [3-5], магнитокардиография [6, 7], контрольтранспорта лекарств с использованием суперпарамагнитных наномаркеров[8], магнитно-резонансная томография в слабых магнитных полях [9, 10],измерение магнитной восприимчивости печени [11].Подчеркивается,чтосредивсехбиомагнитныхметодовмагнитокардиография может дать наибольший социально-экономическийэффект при внедрении в клиническую практику, поскольку она предлагаетполностью неинвазивный, высокоточный и быстрый тест основныхзаболеваний сердца и связанных с ними рисков, включая инфарктмиокарда.
МКГ также идеально подходит для массового скрининганаселения и неинвазивного мониторинга медикаментозной терапии.Большинство текущих клинических исследований с использованием МКГсвязано с изучением различных аспектов заболеваний коронарных артерий- ишемической болезни сердца (ИБС), исследованием природы различныхаритмий и медикаментозной терапией. Поиск и клиническая проверкадиагностически значимых МКГ-параметров являются основной цельюэтих исследований.В разделе отмечена важность и перспективность новых направленийбиомедицинских применений СКВИД-систем, таких, как системыконтроля транспорта лекарств с использованием магнитных наночастиц, исистемы для магнитно-резонансной томографии в слабых магнитныхполях. В научной литературе появились статьи с успешными результатамиработ по обнаружению онкологических новообразований с применениемуказанных технологий и соответствующей магнитометрическойаппаратуры.В выводах к Главе 1 дается краткое обобщение уже имеющейсяинформации по использованию СКВИД-магнитометров в биомедицинскихисследованиях, обоснование выбранному направлению исследований ипостановке задач, сформулированных во введении.Глава 2 посвящена разработке немагнитных стеклопластиковыхкриостатов для жидкого гелия и азота, и исследованию их характеристик.В разделе 2.1 описаны методы изготовления стеклопластиковых оболочекдля криостатов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
