Диссертация (1024691), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Принцип работы подобныхпрограммно-аппаратных комплексов заключается в том, что магнитометрическаяСКВИД-системаследитзадинамикойраспределениямагнитныхконтрастирующих материалов или носителей с лекарствами, а программное14обеспечение дает возможность восстановить пространственное распределениемагнитных наночастиц в организме человека, причем с точностью, в десятки разпревышающей результаты использования традиционных методов и аппаратуры[16]. Адекватные величина и градиент магнитного поля, созданные управляемымисточником магнитного поля (магнитным аппликатором), используются дляудержания введенных внутривенно магнитных носителей с иммобилизованнымилекарствами в нужном месте, и пролонгирования их действия. Таким образом,подобные комплексы могут быть использованы и для ранней диагностики, и дляконтроля терапии онкологических заболеваний.Вышеперечисленные достоинства методов тонких магнитных измерений имагнитометрической аппаратуры на платформе СКВИД-технологий, а такжепоявление в последнее время магнитометрических систем на основе лазернойнакачки с уровнями чувствительности фемтотеслового диапазона [17], открываютширокие возможности по созданию новейших медицинских приборов длярегистрации собственных или искусственно созданных в организме человекамагнитных полей, и развития на данной основе новых высокотехнологичныхметодов ранней диагностики различных заболеваний, и скорейшего внедренияэтих методик и аппаратуры в клиническую практику.В диссертации были использованы наработки и развиты идеи российских изарубежных авторов относительно конструкций биомагнитных СКВИД-систем иметодов их клинических применений.
Также в ходе выполнения работыпроводились дискуссии с теми российскими и зарубежными учеными, которыезаняты исследованиями в области биомагнетизма и биомедицины.В нашей стране большой вклад в развитие теории СКВИДов и действующихбиомагнитных приборов на их основе внесли работы специалистов Институтарадиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН (А.Н Матлашов, Ю.Е.Журавлев, М.И. Фалей, В.П. Кошелец), Института земного магнетизма,ионосферы и распространения радиоволн Н.А. Пушкова РАН (А.Н. Козлов, С.А.Гудошников), Физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (О.В.15Снигирев), 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) имногих коллективов других академических и отраслевых исследовательскихорганизаций.Основываясь на этих фундаментальных результатах, получили практическуюнаправленностьсозданныевРоссийскойФедерациимагнитометрическиеСКВИД-системы для исследования электрических процессов в сердце и мозгечеловека, для изучения магнитной восприимчивости различных материалов, длярегистрации и анализа низкочастотных вариаций магнитного поля Земли.Связьработыснаучнымипрограммами,планами,темами.Диссертационная работа выполнена в рамках следующих тем и программ:Государственнаянаучно-техническаяпрограмма«Высокотемпературнаясверхпроводимость», ГКНТ СССР, Проект №: 91176, «MКГ», 1992 г.Программа«Актуальныепроблемыфизикиконденсированныхсред»направления «Сверхпроводимость», ГКНТ РФ, Министерство науки и технологийРФ, Проект №: 92169, «БиоСКВИД», 1994 г.Программа«Актуальныепроблемыфизикиконденсированныхсред»направления «Сверхпроводимость», Министерство науки и технологий РФ,Проект №: 95035, «Биосквид-2», 1998 г.ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развитиянауки и техники» на 2002-2006 годы, Министерство промышленности, науки итехнологий РФ, Госконтракт № 40.012.1.1.11.46 по теме «Развитие магнитныхметодов измерений с использованием систем на основе НТСП и ВТСПСКВИДов», 2002 г.Госконтракт № 02.434.11.7111 по теме «Разработка и создание измерительныхсистем на основе ВТСП-СКВИДов», Федеральное агентство по науке иинновациям, 2005 г.16Госконтракт № 162-К по теме: «Создание уникального стенда для картированиямагнитоэнцефалографической и магнитокардиологической активности головногомозгаисердца»,Национальныйпроект«Образование»,Министерствообразования и науки РФ, 2006 - 2007 гг.Госконтрактформирования№02.512.12.2049изображениявпотемезрительной«Исследованиеобластимеханизмовголовногомозгасиспользованием сверхпроводниковых квантовых магнитометров», Федеральноеагентство по науке и инновациям, 2009 -2011 гг.ПрограммаПрезидиумаРАН«Фундаментальныенауки–медицине»:Госконтракт № 004 по теме: «Создание магнитокардиографа для ЦКБ РАН», 2006г.;проектпотеме«Исследованиедиагностическизначимыхмагнитокардиографических (МКГ) параметров, характеризующих состояниесердечно-сосудистой системы в норме и при различных заболеваниях»; 2008-2009гг., проект по теме «Разработка новых медицинских технологий раннейкардиодиагностики на основе метода магнитокардиографии», 2010-2011 гг.Концепция, цели и задачи диссертации.Концепция, как «основнойзамысел» данной диссертационной работы состоит в экспертном анализе исозданиинаегоосновеновыхфизическиобоснованныхрешений,обеспечивающих разработку и реализацию перспективных магнитометрическихСКВИД-систем, и связанных с ними методов регистрации и анализа магнитныхсигналов, генерируемых биообъектами.
Ее содержание должно представлятьсобой совокупность обоснованно сформулированных задач, новых техническихрешений, экспертный анализ и рекомендации по реализации и применениюполученных в работе результатов в различных областях знаний.Целью проведения исследований являлись разработка и создание комплексапрограммно-инструментальных средств на основе СКВИДов для регистрации ианализапространственнойструктурымагнитныхполей,созданныхвокружающем пространстве биологическими объектами или их органами, длябесконтактной диагностики в медицине (кардиология), биологии (исследование17малых животных) и других областях, а также их экспериментальная проверка прирешении важных практических задач в медицине. При этом основной упор былсделаннаразработкимагнитометрическихСКВИД-систем,устойчивоработающих в условиях высоких уровней внешних электромагнитных помехбольших городов без дополнительной магнитной экранировки, поскольку именнотакие системы имеют реальные перспективы широких клинических применений.Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:1.
Анализ информации о существующих магнитометрических системах наоснове СКВИДов для биомедицинских применений. Выявление особенностей иструктурной компоновки основных компонентов таких систем, формулированиеосновных требований к отдельным элементам магнитометрических СКВИДсистем, включая их помехозащищенность и ресурс хранения хладагента.2. Разработка принципов построения магнитометрических систем на основеСКВИДов для биомедицинских применений и технологических подходов для ихпрактического создания.3. Разработкаконструкцийитехнологийсозданиянемагнитныхстеклопластиковых криостатов, измерительных зондов и электронных схем длямагнитометрическихСКВИД-систем,экспериментальнаяпроверкаихфункциональности и основных характеристик.4.Разработка и создание действующих образцов магнитометрическихСКВИД-систем гелиевого и азотного уровней охлаждения для биомедицинскихприменений.
Экспериментальная проверка их функциональности и основныххарактеристик.5. Анализ известных способов и алгоритмов подавления внешних магнитныхпомех в месте выполнения измерений и развитие возможных практическихспособов решения этой задачи. Разработка способа «электронной» балансировки«сигнальных» градиентометров СКВИД-систем в однородном магнитном поле.6. Разработка программного обеспечения магнитометрических СКВИД-системдля биомагнитных исследований.187. Выявление основных особенностей при выполнении экспериментальныхисследованиймагнитногополясердцаимозгачеловека,исозданиимагнитометрических СКВИД-систем для регистрации их электромагнитнойактивности.8. Выполнениеэкспериментальныхклиническихисследованийпорегистрации, обработке и анализу магнитокардиографической информации длягрупп добровольцев с различными заболеваниями сердечно-сосудистой системы иусловно здоровых добровольцев.
Формулирование основных подходов кмедицинской интерпретации данных МКГ-исследований.Объектом диссертационной работы являлись магнитометрические системы наосновесверхпроводниковыхквантовыхинтерференционныхдатчиков–СКВИДов.Предмет исследований заключался в разработке и создании действующихобразцов магнитометрических СКВИД-систем для применений в медицине,разработке методов регистрации, обработки и анализа магнитных сигналов,генерируемых биообъектами и их отдельными органами (сердцем, мозгом т.д.)Научная новизна результатов работы заключается в развитии научных основ иновых технических подходов к разработке магнитометрических СКВИД-системдля исследования биомагнитных сигналов человека.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
