Введение
ГЛАВА 1 Аналитический обзор известных научных публикаций 28
1.1 Биомагнетизм и его возможные применения в медицине 28
1.2 Магнитометрические СКВИД-системы для биомагнитных исследований 31
1.3 Способы подавления внешних электромагнитных помех 33
1.4 Обработка биомагнитных сигналов 36
1.5 Неинвазивные методы биомагнитных исследований с использованием СКВИД-магнитометров, имеющие потенциал для применения в медицине
1.5.1 Магнитоэнцефалография 38
1.5.2 Магнитокардиография 40
1.5.3 Измерение магнитной восприимчивости печени 43
1.5.4 Магнитно-резонансная томография в слабых магнитных полях 44
1.6 Выводы к Главе 1, постановка задачи исследования 49
ГЛАВА 2 Разработка и создание немагнитных стеклопластиковых криостатов для магнитометрических сквид-систем 50
2.1 Материалы для стеклопластиковых немагнитных криостатов 51
2.1.1 Стеклопластики для оболочек криостатов 53
2.1.2 Изготовление стеклопластиковых оболочек для криостатов 61
2.1.3 Материалы для клеевых швов, экранно-вакуумной изоляции и тепловых экранов 69
2.2 Конструкции стеклопластиковых криостатов для биомагнитных СКВИД-систем 73 Стр.
2.2.1 Основные требования к конструкции и характеристикам криостатов для биомагнитных магнитометрических СКВИД-систем 73
2.2.2 Практические конструкции стеклопластиковых гелиевых криостатов для биомагнитных СКВИД-систем 77
2.2.3 Гелиевые криостаты для МЭГ- и МКГ-применений 79
2.3 Выводы к Главе 2 86
ГЛАВА 3 Конструкции измерительных зондов и блоков электроники магнитометрических сквид-систем для биомагнитных применений 88
3.1. Измерительные зонды для биомагнитных СКВИД-систем гелиевого уровня охлаждения 88
3.1.1 Особенности приема биомагнитного сигнала магнитометрической СКВИД-системой 88
3.1.2 Характеристики практических конструкций градиентометров для регистрации биомагнитных сигналов 92
3.1.3 Оценки разрешающей способности СКВИД-систем с градиентометрическими конструкциями приемных трансформаторов магнитного потока 95
3.2 Практические конструкции измерительных зондов для биомагнитных СКВИД-систем 100
3.2.1 Конструкции измерительных зондов для магнитокардиографических и магнитоэнцефалографических СКВИД-систем 100
3.2.2 Экспериментальная проверка функциональности и характеристик измерительных зондов магнитометрических СКВИД-систем 103
3.3 Электронные схемы магнитометров на основе СКВИДов 106
3.3.1 Схемы преобразования сигнала СКВИД-датчика с замкнутой обратной связью 106 Стр.
3.3.2 Электроника для магнитометрических СКВИД-систем гелиевого уровня охлаждения 110
3.3.3 Электроника для магнитометрических СКВИД-систем азотного уровня охлаждения 115
3.3.4 Блоки управления СКВИД-магнитометров для биомагнитных систем 119
3.3.5 Исследование собственных шумовых характеристик электроники магнитометрической СКВИД-системы 122
3.4. Балансировка «сигнальных» градиентометров в однородном магнитном поле 125
3.4.1 Балансировка градиентометров в биомагнитных системах гелиевого уровня охлаждения 125
3.4.2 «Электронные» градиентометры на базе магнитометрических СКВИД-систем 130
3.4.3 Практическая конструкция измерительного зонда градиентометра на основе трех ВТСП-СКВИД-магнитометров 132
3.4.4 Схемотехническая реализация «электронного» градиентометра 136
3.5 Выводы к Главе 3 141
ГЛАВА 4 Магнитометрические системы на основе сквидов для магнитокардиографических применений 143
4.1 Одноканальная СКВИД-система для магнитокардиографических применений 145
4.1.1 СКВИД-датчик для одноканальной МКГ-системы и его
основные характеристики 145
4.1.2 Измерительный зонд одноканальной МКГ-системы 151
4.1.3 СКВИД-электроника и блок управления одноканальной МКГ-системы 154
4.1.4 Стеклопластиковый криостат одноканальной МКГ-системы 156 Стр.
4.1.5 Регистрация и обработка магнитокардиосигналов с использованием одноканальной МКГ-системы 158
4.2 Десятиканальная СКВИД-система для МКГ- применений 160
4.2.1 Стеклопластиковый криостат десятиканальной МКГ-системы 161
4.2.2 Измерительные зонды десятиканальной МКГ-системы 162
4.2.3 Электронные блоки десятиканальной МКГ-системы 164
4.2.4 Проведение МКГ-обследований с использованием десятиканальной СКВИД-системы 166
4.3 Диагностические комплексы анализа магнитокардиосигналов серии «МАГ-СКАН» 168
4.3.1 Криостаты МКГ-комплексов серии «МАГ-СКАН» 171
4.3.2 Измерительные зонды МКГ-комплексов серии «МАГ-СКАН» 172
4.3.3 Электронные блоки управления СКВИД-датчиками и регистрацией агнитокардиосигналов в МКГ-комплексах «МАГ-СКАН» 174
4.4 Выводы к Главе 4 181
ГЛАВА 5 Программное обеспечение мкг-комплексов серии «маг-скан» и результаты клинических исследований с их использованием 183
5.1 Особенности программного обеспечения для
магнитокардиографических исследований 183
5.2 Пакет начальной обработки МКГ 187
5.2.1 Программа ввода и регистрации МКГ 187
5.2.2 База данных МКГ-исследований 189
5.2.3 Предобработка МКГ-сигналов 191
5.2.4 Контурный анализ ЭКГ 193
5.2.5 Фильтрация МКГ-записей 195
5.2.6 Усреднение магнитокардиографических QRS-комплексов 197
5.3 Исследование пространственно-временных характеристик магнитного поля сердца, анализ и оценка источников кардиомагнитного сигнала 197
5.3.1 Исследование усредненных магнитокардиографических кардиокомплексов 198
5.3.2 Исследование гомогенности процесса реполяризации желудочковой системы сердца 200
5.2.1 Локализация источника биомагнитного сигнала 205
5.2.4 Пространственно-временной анализ электрической активности миокарда: обратная задача магнитостатики для источника поля в виде плоской системы токов 215
5.2.5 Исследование групп пациентов: применение методов мультивариантной статистики 219
5.3 Результаты испытаний магнитометрических СКВИД-систем серии «МАГ-СКАН» при проведении МКГ-исследований в клинических условиях 221
5.3.1 Условия проведения клинических испытаний диагностических комплексов серии «МАГ-СКАН» 221
5.4.1 Процедура проведения МКГ-обследования испытуемых 223
5.4.2 Регистрация магнитокардиосигналов (ввод МКГ-данных) 224
5.4.3 Результаты клинических обследований различных групп добровольцев с использованием МКГ-комплексов серии «МАГ-СКАН» 227
5.5 Выводы к Главе 5 238
ГЛАВА 6 Магнитометрические сквид-истемы для применений в магнитоэнцефалографии и исследованиях малых животных 241
6.1 Магнитометрические системы на основе СКВИДов для применений в магнитоэнцефалографии. 241 Стр.
6.1.1 Конструкция десятиканальной магнитометрической системы на основе СКВИДов для магнитоэнцефалографических исследований 241
6.1.2 Сигнальные и шумовые характеристики 10-канальной магнитометрической СКВИД-системы для регистрации МЭГ-сигналов 248
6.1.3 Конструкция 22-канальной магнитометрической системы на основе СКВИДов для магнитоэнцефалографических исследований 256
6.1.4 Магнитометрическая система на основе ВТСП-СКВИДов 262
6.2 Магнитометрическая СКВИД-система для исследования МКГ малых животных 263
6.2.1 Особенности регистрации и обработки магнитных сигналов при исследовании МКГ малых животных 263
6.2.2 Магнитометрическая СКВИД-система для регистрации и исследования магнитокардиосигналов малых животных 265
6.3 Выводы к Главе 6 272
Заключение 272
Список литературы
