Диссертация (1024691), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Чувствительность этих240показателей составляла для обследованной группы добровольцев с АГ 75%, 88%, 88%,71%, а специфичность 90%, 56%, 87%, 87%. соответственно.5. Интегральное использование четырех показателей с помощью разработанногопрограммного обеспечения повышает чувствительность и специфичность МКГ-методадля разграничения групп здоровых и больных артериальной гипертонией до значений86% и 98% соответственно. Для группы с ПИКС были получены значениячувствительности и специфичности 88% и 96%.При сравнении диагностических характеристик критериев гипертрофии левогожелудочка для магнитокардиографии и реполяризационных показателей ЭКГ-12можно заключить, что предложенные критерии превосходят известные критерии длястандартной ЭКГ.
В порядке убывания чувствительности и специфичности эти методырасполагаются следующим образом: МКГ, ДК, ЭХО-КГ, ЭКГ-12.241ГЛАВА 6МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЕ СКВИД-ИСТЕМЫ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЙ ВМАГНИТОЭНЦЕФАЛОГРАФИИ И ИССЛЕДОВАНИЯХ МАЛЫХЖИВОТНЫХ6.1 Магнитометрические системы на основе СКВИДов для применений вмагнитоэнцефалографии6.1.1 Конструкция десятиканальной магнитометрической системы на основеСКВИДов для магнитоэнцефалографических исследованийДесятиканальная магнитометрическая система для МЭГ проектировалась исоздавалась на основе концепции модульного построения биомагнитныхСКВИД-систем, по которой были разработаны и магнитокардиографическиедиагностические комплексы «МАГ-СКАН». Поэтому в ее состав вошликомпоненты, аналогичные или сходные с компонентами для МКГ-систем.Разработанная и практически реализованная десятиканальная МЭГ-системабылапредназначенадлярегистрациииисследованиянизкочастотныхэлектромагнитных сигналов, генерируемых в мозге человека в ответ наразличные виды стимуляции (зрительные, звуковые, тактильные и т.д.), ивключала в свой состав следующие основные элементы:-стеклопластиковый криостат для жидкого гелия;измерительный зонд с семью каналами регистрации МЭГ и референтным-XYZ-магнитометром;-блок СКВИД-электроники;-блок управления (согласования) с системой электронного подавленияпомех и 10-канальной системой сбора данных магнитных измерений;-соединительные кабели;242-программноеобеспечениедляуправлениярежимамиработымагнитометрической СКВИД-системы и регистрации магнитоэнцефалограмм.Блок-схема магнитометрической МЭГ-системы представлена на рисунке 6.1.Рисунок 6.1 – Кровать с пациентом – 1; стеклопластиковый криостат сизмерительным зондом – 2; СКВИД-электроника – 3; блок согласования ссистемой сбора данных и системой электронного подавления помех – 4;персональный компьютер с пакетом программ – 5В ходе разработки и практической реализации экспериментальной 10канальной МЭГ-системы, установленной в РНЦ «Курчатовский институт»,решалисьнесколькопрактическихзадач,связанныхсисследованиемсобственных характеристик СКВИД-системы, выбором размеров областирегистрации биомагнитных сигналов мозга человека, конфигурации сеткиизмеренийирасположенияизмерительногозондадлясовместногоиспользования с системой зрительной стимуляции глаза для получениявызванных ответов мозга.243В ходе проектирования МЭГ-системы были уточнены геометрические размерыприемных градиентометров второго порядка с целью оптимизации их параметровпочувствительностихарактеристикдополнительнойипространственномумагнитометрическойэкранировкивразрешению.СКВИД-системыусловияхИсследованияпроводилисьвоздействиябезиндустриальныхэлектромагнитных помех.При разработке и создании МЭГ-системы была использована конструкциякриостата с внешним хвостовиком, чтобы уменьшить диаметр его нижней частидля улучшения точности позиционирования измерительного зонда относительноголовы обследуемого добровольца и уменьшения расстояния «тепло-холод» вкриостате, т.е.
от приемных градиентометров до источника сигнала в мозге.Система была достаточно компактна, что позволяло в случае необходимостилегко транспортировать ее в место проведения экспериментов. Общий видкриостата,измерительногозондаиэлектронныхблоковМЭГ-системыпредставлен на рисунке 6.2.СтеклопластиковыйкриостатдесятиканальнойМЭГ-системыследующими характеристиками:D1 – диаметр наружной колбы (мм)257L1- длина криостата (мм)740D3 – диаметр горловины (мм)120D4 – диаметр внутренней колбы (мм)190D2 – диаметр внешнего хвостовика (мм)150L2- длина внешнего хвостовика (мм)150D5 – диаметр внутреннего хвостовика (мм)90H – расстояние «тепло – холод» (мм)12Ресурс работы (час.)> 170Объем криостата (литр)9,5Вес пустого криостата (кг)12обладал244Рисунок 6.2 – Стеклопластиковый криостат, измерительный зонд иэлектроника десятиканальной СКВИД-системы длямагнитоэнцефалографических исследованийСтеклопластиковый криостат был укомплектован цилиндрической пробкой,состоящей из нескольких секций пенопласта, разделенных дисками изфольгированного текстолита, с верхним фланцем, содержащим элементы длякрепления и фиксации измерительного зонда, патрубок для заливки жидкогогелия и патрубок для отвода газа.Магнитометрическая часть созданной СКВИД-системы конструироваласьтакимобразом,чтобыобеспечитьрегистрациюмагнитоэнцефалограмм,245имеющих амплитуды в диапазоне 0.05 – 1 пикоТесла в частотной полосе от долейГерца до 1 килоГерца.В Главе 3 было отмечено, что чувствительность СКВИД-магнитометра кмагнитному полю и возможность работы при наличии помех определяется рядомфакторов, в первую очередь, таких, как конструкция входного трансформаторамагнитного потока, величина его индуктивной связи с интерферометромСКВИДа и уровнем собственных шумов СКВИД-датчика.Для работы в лабораторных условиях без дополнительной магнитнойэкранировки, как и в МКГ-системах, в измерительном зонде МЭГ-системы былииспользованы аксиальные градиентометры второго порядка, обладающие болеевысокими свойствами пространственной фильтрации магнитных сигналов отудаленных источников по сравнению с другими типами трансформаторовмагнитного потока.Как уже отмечалось ранее, использование градиентометров второго и болеевысоких порядков приводит к частичной потере и полезного сигнала, поэтомупри выборе геометрических размеров приемных петель градиентометранеобходимобылообеспечитькаксохранениевысокогоразрешенияградиентометрических каналов по магнитному полю, так и их пространственногоразрешения.
В этом случае была необходима оптимизация размеров петельтрансформатора магнитного потока, так как увеличение их диаметра приводит содной стороны к увеличению чувствительности по магнитному полю, а с другойстороны - к ухудшению пространственного разрешения источников сигнала. Политературным данным, для обеспечения пространственного разрешения 3-5 мм вМЭГ-системах различные авторы использовали градиентометры с размерамиприемных петель от 5 до 20 мм и величиной базы градиентометра от 30 до 60 мм[3-6].В ходе проектирования измерительного зонда магнитометрической СКВИДсистемы для МЭГ были использованы теоретические оценки эквивалентнойчувствительности магнитометрических каналов МКГ-систем для конфигурациивходноготрансформаторамагнитногопотокавформеаксиального246симметричного градиентометра второго порядка типа «1:2:1» с диаметромприемных петель 19,8 мм и величиной базы 55 мм, и аксиального симметричногоградиентометра второго порядка типа «2:4:2» с диаметром приемных петель 8 мми величиной базы 35 мм, а также практические результаты локализации спомощью таких градиентометров положения точечных магнитных диполей(витков с током).
При оценке чувствительности градиентометрических каналовиспользовались паспортные характеристики интегральных СКВИД-датчиковмоделей «CЕ2blue» и «CSblue» производства фирмы SUPRACON AG, Германия.Оба варианта измерительных зондов с такими градиентометрами былисконструированыводноканальномварианте.Далеебылипроведеныпрактические исследования их сигнальных и шумовых характеристик, а такжеоценки их пространственного разрешения при локализации точечного источникасигнала. В ходе измерений сигналов, генерируемых точечными магнитнымидиполями, было экспериментально установлено, что при более высокойчувствительности градиентометр с размером приемной петли 19,8 мм имел болеенизкое пространственное разрешение по сравнению с градиентометром сдиаметром приемных витков 8 мм.
В свою очередь, градиентометр с диаметромприемных витков 8 мм имел более низкую чувствительность. Более подробнопроцедура этого теста будет описана в разделе 6.2.Наоснованииградиентометровполученныхбылирезультатовскорректированы,игеометрическиеразмерыввариантесозданномдесятиканальной СКВИД-системы для МЭГ были реализованы аксиальныеградиентометры с промежуточными размерами приемных витков, что позволилосохранить пространственное разрешение градиентометров без существенногоснижения их чувствительности.
Для оценок параметров градиентометровиспользовалась методика, изложенная в Главе 3.Созданный измерительный зонд магнитометрической СКВИД-системы имелсемьградиентометрическихканаловрегистрациисигналовмозга,расположенных в узлах гексагональной решетки с одним каналом в центре, иреферентный XYZ-магнитометр, используемый для регистрации сигналов247внешних помех с целью их последующего вычитания из полезного сигнала.
Вкачествеприемныхтрансформаторовмагнитногопотокаиспользовалисьградиентометры второго порядка конфигурации «1:2:1», намотанные изсверхпроводящего провода NbTi диаметром 0.05 мм на цилиндрическихграфитовыхоснованиях.Диаметрыприемныхпетельградиентометровсоставляли 15,8 мм, база градиентометра составляла 55 мм, и расстояние междуцентрами градиентометров было выбрано 30 мм. Все градиентометрическиеканалы и референтный магнитометр были смонтированы на единой криогеннойвставке. Таким образом, измерительный зонд СКВИД-системы представлялсобой целостную конструкцию, с одной стороны которой располагалисьприемные трансформаторы магнитного потока и СКВИД-датчики, а с другой –выходные разъемы для соединения зонда с электроникой системы.В разработанной СКВИД-системе для МЭГ были использованы блок СКВИДэлектроники и блок управления (согласования), аналогичные блокам МКГ-системсерии «МАГ-СКАН».Программное обеспечение созданной магнитоэнцефалографической СКВИДсистемы обеспечивало:1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
