Диссертация (1025404), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Бурденко [119].Работы по созданию и совершенствованию аппаратно-программныхкомплексов для неинвазивного выявления патологий живых тканей человека наоснове многоканального радиотермографирования проводились Институтомрадиоэлектроники РАН, ОАО «Концерн «Вега и ОАО «МКНТ» [147, 149, 161,179, 212] и ООО «Конструкторское бюро «Экологическая и медицинскаяаппаратура»[178].радиотермографыВрезультате«Раскат»ибылиразработанымногоканальныеМРТРС.Техническиехарактеристикирадиотермографов (число каналов, диапазон анализируемого излучения,флуктуационная чувствительность, время формирования кадра радиотепловогоизображения) практически одинаковы. Отличаются они конструктивнымирешениями: прием и первичная обработка сигналов в радиотермографе «Раскат»выполняется в стационарной электромагнитной кабине, в радиофизическомкомплексе МРТРС – в передвижной.
Кроме того, в комплексе МРТРСодновременно с измерением собственного ЭМИ можно регистрироватьизменениясердечногоритма,атакжедругихэлектрографическихбиомедицинских сигналов, позволяющих в едином временном пространствеполучатьинформациюомеханизмах,функциональныхпроцессоввметаболической,вегетативнойтканяхиучаствующихголовногонейрогуморальноймозг,ворганизацииопределяемыхрегуляцией[161].Структурная схема многоканального радиофизического комплекса МРТРСприведена на Рис. Рис.1.3:30Персональный компьютерУсилительнопреобразовательныйблокМногоканальныйСВЧ-радиометрБлокэлектродовБлокантеннШлюзПриточновытяжнаявентиляцияБлок проходных СВЧ-фильтровИспытуемый пациентНосилкиРис.1.3.
Структурная схема радиофизического комплекса МРТРС1.3.4.ИзмерениефлуктуацийрадиояркостнойтемпературыИспользование флуктуаций собственного ЭМИ для исследованияинформационных характеристик функциональных процессов головного мозгапредложено В.С. Кублановым. В [156] по результатам теоретических иэкспериментальных исследований впервые показано, что флуктуации мощностиизлучения мозга преимущественно отражают процесс тканевой гидродинамики,а их пространственная корреляция количественно характеризует этот процесс.Впоследующихинформационнуюработахсвязьполученысобственногоданные,ЭМИкоторыеголовногоотражаютмозгаиэлектрофизических характеристик протекающих в них физиологическихпроцессов.
Так в [168, 192] приводится доказательная база, позволяющаяинтерпретировать флуктуации собственного электромагнитного излученияголовного мозга человека как изменения определенных физических констант: вдиапазоне частот от 0,15 до 0,025 Гц эти флуктуации преимущественноотражают динамику транспорта жидкости в межклеточных и внутриклеточных31пространствах тканей головного мозга, а в области частот менее 0,025 Гц –термодинамические изменения в них. Этот вывод относится к излучению вполосе частот от 650 до 850 МГц и базируется на результатах анализафеноменологических моделей собственного излучения тканей мозга итермодинамических процессов в них, а также экспериментальных данных,полученных с помощью радиофизического комплекса МРТРС [168].Дальнейшие исследования показали, что множество частотно-временныхпризнаков флуктуацийсобственногоЭМИ головногомозга содержитинформацию не только об энергетике излучения, но и о нарушенияхрегуляторных процессов в организме человека [154,168,162,192,15,206].
В [154]показано, что для периодов флуктуаций (10-20) сек и (60-70) сек существуетвозможность разделения в признаковом пространстве практически здоровыхпациентовипациентов,страдающихартериальнойгипертензиейивегетососудистой дистонией.Для улучшения качества частотно-временных характеристик флуктуацийсобственного ЭМИ в [169,206,203] предлагаются некоторые техническиерешения, направленные на обеспечение инвариантности оценок радиояркостнойтемпературы в условиях достаточно длительного мониторирования прифункциональных исследованиях.
Как правило, в известных контактных СВЧрадиометрах,например,вмедицинскомрадиотермометреРТ-17,радиотермометре РТМ-01-РЭС и т.д., антенна-аппликатор и входные СВЧэлементы радиометрического приемника выполнены в виде конструктивногомодуля, в котором линии, соединяющие элементы схемы термобаланса, имеютминимальную длину. Такое техническое решение не вызывает каких-либопроблем при исследованиях, в которых требуются мгновенные оценкирадиояркостныхтемпературтела.Придлительныхфункциональныхисследованиях использование подобных решений неприемлемо: во-первых,достаточно большие габариты конструктивного модуля в дециметровомдиапазоне длин волн не позволяют обеспечить многоканальное картированиеголовного мозга; во-вторых, при жесткой фиксации головы относительно модуля32невозможно исключить нарушения микроциркуляторного кровотока в местеустановки антенн, формирования «парникового» эффекта и т.д.
и другиефизиологические артефакты из-за относительно большой массы этого модуля нафункциональные процессы в организме (для частоты 750 МГц масса модуляодного канала радиометрического приемника не менее 350 грамм иопределяется, в основном, массой циркулятора). Отметим также, что врассмотренныхвышерешенияхусловияинвариантностиизмеренийрадиояркостной температуры тела выполняются при достаточно большихограничениях на шумовые характеристики элементов схемы термобаланса.Поэтомуактуальностьразработкиновыхсхемо-техническихрешениймногоканальных СВЧ радиотермографов, предназначенных для длительногомониторирования функциональных процессов головного мозга, очевидна.Эти решения основаны на использовании следующих принципов [169,203]:1.АА должна соединяться со входом радиометрического приемника (блокомтермобаланса БТ МРТ40) с помощью коаксиального кабеля;2.для обеспечения условий инвариантности измерения радиояркостнойтемпературы при изменениях коэффициента отражения АА с телом и потерь вэлементах входного тракта радиометрического приемника предложены новыеструктурные схемы нулевых радиометров, в которых условия инвариантностиреализуются с помощью:формирования двухилиболее режимов авторегулирования, дляреализации которых применяется перестройка структурной схемы;формирования двухили более режимов авторегулирования, дляреализации которых применяется управление потерями в элементах схемытермобаланса;параметрической компенсация потерь в элементах схемы термобаланса.Первых двух схемах реализация условий инвариантности достаточносложна [169].
Третья схема требует усовершенствования, так как качествопараметрической компенсации определяется, в первую очередь, долговременной33стабильностью потерь в фидере, соединяющим антенну-аппликатор со входомрадиометрического приемника, и кабеля опорного канала этого приемника иреализация этого условия в настоящее время проблематична вследствие того, чтопервый и второй кабели работают в разных условиях: первый постоянноподвергается механическим воздействиям при установке АА на голову пациента,а второй подобным нагрузкам не подвергается.Общим недостатком рассмотренных в этом разделе технических решенийСВЧ радиотермографов является то, что в них не анализируется влияние нахарактеристики радиояркостной температуры Тх (параметров вектораэлектрического поля диаграммы поглощения системы антенна-аппликаторткани головного мозга) схемно-технических решений АА.1.4 Анализ вариабельности сердечного ритма и методы получения данныхо функциональном состоянии организма человека.АнализВСРявляетсядостаточнопопулярнойметодикойприисследовании состояния вегетативной регуляции кровообращения и оценкифункциональногосостоянияорганизмачеловека.Многолетнийопытотечественных и зарубежных исследований в данной области обобщен вметодических рекомендациях Европейского кардиологического и СевероАмериканского электрофизиологического обществ [48] и российских экспертов[117].
Данные рекомендации распространяются только на кратковременныезаписи сердечного ритма в течение нескольких минут, в том числе при 5минутных исследованиях, широко распространенных в клинической практике[136].Процесс формирования сердечного ритма определяется взаимодействиемсистемы кровообращения с многочисленными регуляторными механизмами,зависимыми от состояния вегетативной и центральной нервных систем,гормональных, гуморальных и рефлекторных процессов. Причем в этоймногоконтурной, иерархически организованной системе доминирующая роль34отдельных звеньев определяется текущими потребностями организма.
Даннаясистема является сложной: наиболее очевидная особенность ее, как и любойбиологической системы, заключается в способности к самоорганизации ипроявлению черт детерминированного хаоса.В соответствии с указанными выше методическими рекомендациями, прианализе ВСР применяются, в основном, статистические методы, вариационнаяпульсометрия, автокорреляционный анализ, скатерография и спектральныеметоды. Однако эти методы не позволяют оценивать сложность динамическиххарактеристик сердечного ритма, которые можно рассматривать в качествепараметров адаптационного резерва человека и мониторировать в ходелечебного процесса [163]Необходимо также отметить, что в последнее время определеннуюпопулярность получают работы, в которых рассматриваются возможностиметодов нелинейной динамики для анализа временных рядов ВСР: показателяХерста, корреляционной и фрактальной размерности, аппроксимированной имультимасштабной энтропии [11, 27, 61,103].
Теоретическими основами этихработ являются методы нелинейной динамики, разработанные Таккенсом [117],Грассбергером и Прокаччиа [45], Херстом [50], Мандельбротом [82] и другими.ОднакостатистическидлякратковременныхустойчивыхоценоквременныхрядовкорреляционнойВСРиполучениефрактальнойразмерностей, показателей Ляпунова и энтропии встречает определенныепроблемы, обусловленные недостаточной длины ряда и зашумленностьюсигнала ВСР [121].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
