Автореферат (1024690), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Эти характеристики являются рекордными длякриостатов с подобными геометрическими размерами.Измерительный зонд комплекса «МАГ-СКАН-09» представлял собойконструкцию, выполненную в виде моновставки, на которой былиразмещены девять аксиальных градиентометров второго порядка сдиаметром приемных петель около 20 мм и базой 55 мм, а такжереферентный XYZ-магнитометр, используемый в системе «электронного»подавленияпомех.В«сигнальных»каналахиспользовалисьусовершенствованные, полностью тонкопленочные, СКВИД-датчикимодели CE2Blue фирмы SUPRACON AG (Германия) с уровнемсобственных шумов порядка ФN ~ 3-4 мк0/Гц1/2, и значениемкоэффициента преобразования входного тока в магнитный поток вСКВИДе около 0,26 мкА/0.
Использование подобных СКВИД-датчиковобеспечило значения коэффициента преобразования измеряемогомагнитного поля в магнитный поток в СКВИДе на уровне 0,8 нТл/0, исоответствовало уровню эквивалентной чувствительности каналоврегистрации МКГ по магнитному полю BN менее 4 фТл/Гц1/2.16Блок СКВИД-электроники комплекса включал в свой составдвенадцать независимых каналов аналоговой обработки выходногонапряжения с девяти «сигнальных» и трех референтных СКВИД-датчиков.Блок имел микропроцессорное управление для настройки рабочихпараметров СКВИД-датчиков, переключения дополнительных фильтров иусилителей, а также управления режимами работы СКВИД-электроникивсех каналов.Рисунок 4. Фотографии 12-канального диагностического МКГ–комплекса «МАГ-СКАН-09» с девятью каналами регистрации МКГ иреферентным XYZ-магнитометром (в клинике университета г.
Тюбинген,Германия)Блок управления комплекса имел в своем составе стабилизированныеисточники питания всех электронных схем, систему «электронного»подавления помех и систему сбора данных, используемую для оцифровкии ввода данных магнитных измерений в компьютер. Было показано, чтоиспользование 24-битных АЦП с частотой сбора данных порядка 4килоГерц обеспечивает регистрацию входных МКГ-сигналов во всемдинамическом диапазоне их изменения без применения дополнительногомасштабирования.
Отмечено, что использование индивидуальных АЦПпозволяет проводить регистрацию МКГ одновременно во всех каналах, итаким образом исключить временные сдвиги, возникающие прииспользовании для оцифровки МКГ одного АЦП с мультиплексором навходе.Комплексы «МАГ-СКАН-09» были практически испытаны вПоликлинике №3 ЦКБ РАН, ГКБ № 1 им. Н.И. Пирогова г. Москвы иклинике университета г. Тюбинген, Германия, где продемонстрировалиустойчивую работу без дополнительной магнитной экранировки,обеспечивая требуемый уровень отношения «сигнал-шум» каналоврегистрации МКГ.17В разделе 4.4 Главы 4 сформулированы краткие выводы овозможностиуспешногоприменениясозданныхмагнитокардиографических комплексов на основе СКВИДов вклинической практике.Глава 5 посвящена программному обеспечению, использованному вдиагностических комплексах серии «МАГ-СКАН» для регистрации,обработки и анализа магнитокардиосигналов.Управление комплексом и регистрация данных магнитных измеренийосуществлялись с помощью программного модуля «9MCG.exe».
Дляобработки и анализа данных измерений был использован программныйкомплекс «SoftMAG», разработанный коллективом специалистов подруководством доктора технических наук М.А. Примина [12]. Всоответствии с основными функциями регистрации, обработки и анализамагнитокардиосигналов программный комплекс реализован в виде группынезависимых ЕХЕ-модулей. Каждый из этих модулей представляет собойотдельную законченную программу, реализующую одну или несколькофункций и этапов обработки МКГ.
Модуль «SoftMAG.exe» являетсяпрограммой-менеджером пакета, осуществляет управление всем пакетом ипоследовательностью выполняемых этапов первичной обработки ипространственно-временного анализа данных магнитных измерений.В разделе 5.1 рассмотрены особенности регистрации МКГ и ЭКГ приисследованиях электрической активности миокарда. Отмечено, что вданных ЭКГ нет информации о форме элементов тока источника поля,потенциалы которого регистрируют на поверхности тела, в то время, какМКГ-данные содержат информацию о пространственной конфигурацииионных токов в сердце. Поскольку магнитное поле - величина векторная,(т.е.
кроме амплитуды имеет еще и направление), и магнитные сигналы неискажены тканями человеческого тела, а разность потенциалов – величинаскалярная (имеет только амплитуду), МКГ содержит дополнительнуюинформацию, отсутствующую в стандартной ЭКГ. Таким образом, МКГ,чувствительная, главным образом, к внутри- и внеклеточным ионнымтокам в сердце, может давать более полную диагностическуюинформацию,чемизвестные«потенциальные»методыэлектрокардиография и картирование поверхностных потенциалов тела, иможет таким образом использоваться для раннего выявления нарушенийэлектрофизиологических свойств миокарда.В разделе 5.2.
описана работа пакета начальной обработки МКГ.Программный модуль «9MCG.exe», осуществляет управление СКВИДсистемой, регистрацию МКГ-сигналов и ввод их в персональныйкомпьютер. Программа обеспечивает настройку рабочих параметровСВКИД-датчиковградиентометрическихканаловиСКВИДовреферентного XYZ-магнитометра. С ее помощью осуществляется выборвремени регистрации МКГ, включение и отключение дополнительныхфильтров и усилителей в электронике комплекса, визуализация и18масштабирование МКГ и ЭКГ сигналов в процессе регистрации,оцифровка сигналов и ввод их в персональный компьютер.Программный модуль «MAGic.exe» обеспечивает ведение картотекипациентов и базы данных МКГ-исследований.
Модуль производиткомпьютерный морфологический анализ синхронизирующих ЭКГ-записейдля каждой пространственной позиции пациента относительноизмерительной СКВИД-системы (для комплекса «МАГ-СКАН-09» ихчетыре), и определяет положения и параметры отдельных элементов всехP-QRS-T комплексов в ЭКГ. Данные анализа, как и сами ЭКГ, графическиотображаются на экране, и их можно корректировать вручную с помощьюмыши.
Программа выполняет этап первичной обработки МКГ-сигналов,связанный с выделением полезного сигнала сердца на фоне внешнихпомех. Данный этап включает цифровую ФНЧ-, ФВЧ- и узкополоснуюфильтрацию МКГ-сигналов, а также адаптивное подавление помех спомощью сигналов референтного XYZ-магнитометра. Модуль производитусреднение кардиоциклов МКГ и ЭКГ, формирует выходной бинарныйфайл с усредненными P-QRS-T комплексами и выполняет процедуруинтерполяции значений МКГ-сигнала между узлами сетки регистрацииМКГ.В разделе 5.3 представлены программные модули для исследованияпространственно-временных характеристик магнитного поля сердца,анализа и оценки источников кардиомагнитного сигнала.Модуль «Projbma.exe» является программой для работынепосредственно с файлами усредненных данных МКГ-исследований.Результаты МКГ-измерений отображаются в виде усредненногокардиоцикла в каждой из 36 точек сетки регистрации МКГ. В качествеопорного канала используются усредненные кардиокомплексы ЭКГсигнала.
Используются пять временных референтных плоскостей: текущая(T0) – для просмотра пользователем текущих значений МКГ; изолинии(T1, T2) – для выбора временного интервала, где предполагаетсяотсутствие МКГ-сигнала; временной интервал для исследований (T3, T4).Модуль «Spcwin.exe» является программой пространственновременного исследования карт распределения магнитного поля сердца ианализа гомогенности процесса реполяризации желудочковой системысердца (интервал ST-T). Результаты МКГ-измерений отображаются в видепространственного спектра с его численными оценками (выполняются поспециальным алгоритмам); параметрами, характеризующими направлениеволны возбуждения; графическими и числовыми данными по анализуотношения максимального и минимального значения МКГ-сигнала вграницах области измерений для заданного момента времени кардиоцикла,а также – графической и числовой информацией по анализу коэффициентакорреляции между измеренным распределением магнитного поля ивычисленным дипольным распределением (для каждого момента времени).В разделе представлено описание работы модуля «Maploc.exe»,который является программой исследования и анализа МКГ на19произвольно выбранном временном интервале кардиоцикла ипредполагает решение обратной задачи магнитостатики - определениеместоположения и других параметров источника кардиомагнитногосигнала в сердце - для «точечных» (фокусных) патологий.
Результатыработы программы отображаются на экране монитора компьютера в виде:карт магнитного поля, координат местоположения вектора магнитногомомента дипольного источника; в виде графической и числовойинформации для анализа отношения максимального и минимальногозначения МКГ-сигнала на заданном интервале кардиоцикла; графическихи числовых данных по анализу коэффициента корреляции междуизмеренным распределением магнитного поля и вычисленным дипольнымраспределением (для каждого момента времени) и пространственнойтраектории; набора точек расположения эффективного дипольногоисточника на выбранном интервале исследований кардиоцикла.Программный модуль «Сurwin.exe» представляет собой блокпрограмм для исследования электрической активности миокарда напроизвольно выбранном временном интервале кардиоцикла, ипредполагает решение обратной задачи магнитостатики для источникамагнитокардиосигнала в виде системы токов, распределенной в плоскости,параллельной плоскости измерений.Результаты работы программ блока при исследовании и анализеданных МКГ отображаются на экране монитора компьютера в видеграфической и числовой информации, а, при необходимости, числовыеданные могут быть сохранены и записаны в специальные файлыдиагностических параметров для использования их при решении задачклассификации групп пациентов.
Пошаговый режим работы блокапрограмм позволяет выполнить анализ динамической последовательностикарт распределения вектора плотности токов для каждого из заданныхмоментов времени кардиоцикла; оценить и выполнить анализ числовой играфической информации о пространственном распределении вектораплотности источника кардиомагнитного сигнала для характерных зонплоскости решений обратной задачи (эта плоскость параллельна плоскостиизмерений и является секущей для сердца); выполнить анализ и получитьграфическое отображение набор N усредненных векторов плотности тока,где количество векторов, их местоположение, относительная мощность инаправление определяются по пространственной конфигурации токовойсистемы для каждого момента времени. Примеры отображения на экранемонитора результатов работы программ пакета «SoftMAG» представленына рисунке 5.Формирование, печать и сохранение в виде файла отчета орезультатахпространственно-временногоанализаМКГ-сигналаобеспечивает программа «MCGreport.exe».20Рисунок 5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
