Диссертация (1024691), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Совокупность проведенных вработе исследований и основанных на их результатах практических разработокпозволили создать в рамках единой концепции различные варианты действующихобразцоввысокочувствительныхмагнитометрическихсистемнаосновеСКВИДов медицинского назначения, и связанных с ними методов регистрации ианализа пространственно-временной структуры сверхслабых магнитных полей,создаваемых в окружающем пространстве биообъектами, а их внедрение вклиническую практику -получить новые научные знания об электрическихпроцессах в живых организмах.1.
Впервые разработано семейство диагностических комплексов для анализамагнитокардиосигналов «МАГ-СКАН» на базе магнитометрических СКВИД-19системдлянеинвазивногоДиагностическиекомплексыисследованиясерииэлектрофизиологии«МАГ-СКАН»миокарда.зарегистрированывРосздравнадзоре Российской федерации в качестве изделий медицинскогоназначения (Регистрационное удостоверение № ФСР 2009∕04298 от 16 февраля2009 г.). Практически созданы, экспериментально проверены и испытаны вусловиях реальных клиник варианты СКВИД-систем с одним, четырьмя, семью,девятью и девятнадцатью каналами регистрации МКГ-сигнала. Испытание системв клинических условиях продемонстрировало их высокую помехоустойчивость инадежную работу без специальной магнитной экранировки.2. Разработана методика выполнения МКГ-исследований групп добровольцевс различными патологиями миокарда, и сравнения результатов анализамагнитокардиосигналовинструментальнымисданными,методамимагнитокардиографическихполученнымиизвестнымикардиодиагностики.диагностическихкомплексовИспользованиеистатистическихметодов обработки данных магнитных измерений продемонстрировало болеевысокий уровень чувствительности и специфичности МКГ по сравнению страдиционными диагностическими методами.
На ряде патологий проводящейсистемымиокарданайденныепараметрыпродемонстрировалиуровничувствительности и специфичности от 85 до 98 %, что существенно превышаетзначения, полученные традиционными методами кардиодиагностики.3. Разработан способ изготовления стеклопластиковых оболочек диаметром до500 мм, вакуумноплотных по гелию, отличающийся от известных новойтехнологиейподготовкипрепрегадлянамоткитрубипараметрамитехнологических режимов их формирования. Использование разработаннойтехнологии изготовления стеклопластиковых оболочек (труб) позволило болеечем на порядок снизить их газопроницаемость по гелию в сравнении сизвестными аналогами. Сформированные таким способом оболочки былииспользованы для создания стеклопластиковых немагнитных криостатов дляжидкого гелия и азота с уникальными характеристиками по ресурсу хранения20хладагента и уровню собственных шумов, существенно превышающимихарактеристики известных зарубежных и отечественных аналогов.4.
Разработанастеклопластиковыхипрактическинемагнитныхреализованакриостатовс(создана)исключительнолинейканизкимизначениями скорости испарения жидкого гелия и уровня собственных шумов дляиспользования в биомагнитных системах на основе СКВИДов. Так, криостаты,разработанные для использования в магнитокардиографических диагностическихкомплексах серии «МАГ-СКАН», при расстоянии «тепло-холод» менее 15 мм идиаметрах горловины 150 мм, имели величину скорости испарения гелия порядка1.1 литра в сутки, при диаметрах горловины до 300 мм – менее 2,6 литров в сутки.Уровень собственных шумов созданных криостатов не превышал величины 1фТл/Гц1/2.
Указанные значения параметров были получены для серийныхобразцов и являются лучшими в мире среди стеклопластиковых криостатов саналогичными геометрическими размерами.5. Разработан и практически реализован ряд аксиальных градиентометроввторого порядка на основе низкотемпературных СКВИДов с параметрами,оптимизированными для использования в биомагнитных магнитометрическихСКВИД-системах. Созданные градиентометры имели уровень собственныхшумов, эквивалентный величинам менее 5 фТл/Гц1/2, степень небаланса менее0.1% и, в совокупности с использованием систем «электронного» подавленияпомех, обеспечивали в неэкранированном пространстве результирующий уровеньшума выходного напряжения градиентометрических каналов, эквивалентныйуровню входного магнитного поля менее 50 фТл/Гц1/2 на частотах выше 3 Гц.
Этопозволяло осуществлять надежную регистрацию биомагнитных сигналов сердцачеловека и малых животных в условиях обычной клиники с требуемымизначениями соотношения «сигнал-шум».6. Разработан и практически реализован способ подавления внешнихмагнитных помех, использующий балансировку градиентометрических каналовСКВИД-системы в однородном магнитном поле посредством подачи сигналов21референтного XYZ-магнитометра в их цепи отрицательной обратной связи. Приработе в неэкранированном пространстве использование данного способапозволило снизить величины результирующего уровня шума в выходныхсигналах градиентометрических каналов на 20 ÷ 40 дБ в зависимости от характераокружающей помеховой обстановки.Косновнымпроблемы,результатам,составляющимполученным впервыерешениеи выносимымсформулированнойна защиту, относятсяследующие:1.
Концепция модульного построения магнитометрических систем на основеСКВИДов для биомедицинских применений, таких, как магнитокардиография,магнитоэнцефалография, контроль транспорта лекарств на магнитных наночастицах,магнитно-резонансная томография в слабых магнитных полях.2. Семейство диагностических комплексов для анализа магнитокардиосигналов«МАГ-СКАН» на базе магнитометрических СКВИД-систем.
Комплексы «МАГСКАН»предназначеныдляраннейдиагностикисердечно-сосудистыхзаболеваний на основе результатов неинвазивного электрофизиологическогоисследования сердца и зарегистрированы в Росздравнадзоре РФ в качествеизделий медицинской техники.3. Конструкции стеклопластиковых немагнитных криостатов для жидкого гелия иазота с предельно низкими значениями скорости испарения хладагента и уровнясобственных шумов, используемые в биомагнитных СКВИД-системах.4. Конструкции измерительных зондов и электронных блоков магнитометрическихСКВИД-систем для биомедицинских применений, позволяющиеобеспечитьнеобходимые технические характеристики при заданных ограничениях работы бездополнительной магнитной экранировки в условиях обычной клиники за счетоптимальноговыборасхемотехническихрешенийосновныхузловираспределения выполняемых функций между аппаратными и программнымимодулями.5.
Способ формирования стеклопластиковых оболочек, вакуумноплотных по22гелию,длясозданиямагнитометрическихнемагнитныхСКВИД-системахкриостатов,«гелиевого»ииспользуемых«азотного»вуровняохлаждения.6. Результаты магнитокардиографических исследований групп добровольцев сразличными патологиями сердца с использованием созданных диагностическихкомплексовдляанализамагнитокардиосигналовсерии«МАГ-СКАН»,позволивших выявить ряд диагностически значимых МКГ-параметров созначениями чувствительности и специфичности от 85 до 98%, что существеннопревышаетаналогичные,полученныетрадиционнымиметодамикардиодиагностики.7.
Действующие прототипы магнитометрических СКВИД-системнабазеплатформы «МАГ-СКАН» для исследований функционального состояния мозгачеловека, и исследований магнитокардиосигналов малых животных.Более 40 научных работ соискателя приоритетно опубликованы в российских изарубежных научных изданиях, материалах конференций и симпозиумов.Полученныетеоретическиерезультатыпроверенынапрактикевходенезависимых клинических испытаний диагностических комплексов серии «МАГСКАН» в кардиологических клиниках (Franz-Volhard–Klinik, Берлин, Германия;Клиника университета г.
Тюбинген, Германия, ЦКБ РАН, Москва; ГКБ № 1 им.Н.И. Пирогова, Москва). С одной стороны, это позволило оптимизироватьэлементы магнитометрических СКВИД-систем и программные средства длярешения конкретных практических задач, а с другой - повысить эффективностьработымагнитометрическихдиагностическихкомплексовиполучитьпрактические результаты при решении важных кардиологических задач, которыепревосходят известные.Теоретическая и практическая значимость диссертационной работы.Комплекспроведенныхтеоретическихрасчетовисследованийиоценокпозволил:-параметровразработатьиметодыхарактеристик23магнитометрическихсистем на основе СКВИДов; - создать линейку реальнодействующих медицинских приборов, внедренных в клиническую практику; разработать методики проведения магнитокардиографических исследований исоздать базы МКГ-данных, которые могут быть использованы в качестве основыдля дальнейших разработок новых медицинских технологий ранней диагностикиэлектрофизиологического состояния миокарда.Часть научных результатов диссертационной работы была получена иреализована в виде создания действующих образцов магнитометрическихСКВИД-систем и комплектующих к ним при выполнении более 100 Контрактов иЗаказов государственных и коммерческих организаций, наиболее значительнымииз которых являются:- Контракт с фирмой Cryogenic Electronic Systems Corp., США, разработку,изготовление,ипоставкуопытногообразцадесятиканальноймагнитокардиографической системы, 1997 г.- Договор с НЦССХ им.
А.Н. Бакулева РАМН, на разработку, изготовление, ипоставку опытного образца десятиканальной магнитокардиографической системыMCG-6073-G, 2000 г.-КонтрактсFranz-Volhard-Klinik(Берлин,Германия)напоставкудесятиканальной магнитокардиографической системы MCG-6073-G, 2002 г.- Контракт с фирмой SUPRACON AG (Йена, Германия) на поставку частей ипринадлежностей к двадцатидвухканальной МКГ-системе MCG-6193-G, 2003 г.- Договор с ФГУ РНЦ «Курчатовский институт» на выполнение НИР по теме«Разработка и изготовление макета магнитометрической СКВИД-системы дляпроведения МЭГ-исследований», 2009 г.- Контракт с фирмой SENIOR SCIENTIFIC LLC, США, на разработку,изготовление, и поставку опытного образца двенадцатиканальной СКВИДсистемы для контроля транспорта лекарств на магнитных наночастицах, 2013 г.- Соглашение № МГ15/14 от 16.04.2014 г. о предоставлении минигрантаФондом развития Центра разработки и коммерциализации новых технологий24(Фонд «Сколково») по теме «Разработка новых диагностических технологий дляраннего выявления нарушений электрофизиологических свойств миокарда наоснове метода магнитокардиографии».Кроме того, был выполнен ряд Заказов других организаций (Российскийфедеральный ядерный центр, г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
