Тезисы докладов
| Вид материала | Тезисы |
- Тезисы докладов, 4952.24kb.
- Тезисы докладов, 1225.64kb.
- Правила оформления тезисов докладов Тезисы докладов предоставляются в электронном виде, 22.59kb.
- «Симпозиум по ядерной химии высоких энергий», 1692.86kb.
- Требования к тезисам докладов, 16.83kb.
- Тезисы докладов научно-практической, 6653.64kb.
- Тезисы докладов 1 Межвузовская научно -практическая конференция студентов и молодых, 100.64kb.
- Тезисы докладов и заявки на участие, 104.97kb.
- Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 788.61kb.
- Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 1066kb.
ЯМР-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ТРАВМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО ТОМОГРАФА С ИНДУКЦИЕЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ 1.5 ТЛ
К.М.Салихов, Я.В.Фаттахов, А.Р.Фахрутдинов, В.Н.Анашкин, В.А.Шагалов, Э.Ф.Биктимиров, М.К.Галялтдинов
Казанский физико-технический институт Казанского научного центра РАН, г. Казань
Одним из ключевых блоков магнитно-резонансного томографа является ЯМР-спектрометр, во многом определяющий его диагностические возможности и технические характеристики. В ходе выполнения двух этапов работ по созданию спектрометра для травматологического магнитно-резонансного томографа был разработан и изготовлен опытный образец ЯМР-спектрометра. Конструктивно спектрометр выполнен в виде отдельного блока.
В частности, изготовлен опытный образец приемника для ЯМР-спектрометра. По результатам проведенных испытаний макета определена окончательная схема приемника. Приемник состоит из входного каскада, выполненного на современном усилителе фирмы Analog Devices AD8369, позволяющем менять усиление цифровым способом, двух фазовых детекторов на аналоговых перемножителях 174ПС1, двухканального фильтра низких частот с управляемой от компьютера частотной характеристикой, выполненного на микросхемах MAX291, и двухканального усилителя низких частот. Чувствительность приемника (без предусилителя) составляет 1 мВ, диапазон рабочих частот – 60–70 МГц, коэффициент усиления – 1000. Для управления работой приемника в составе ЯМР-спектрометра разработан интерфейс на основе микросхемы программируемой логики (ПЛИС) фирмы Altera. В ходе выполнения работ разработана прошивка ПЛИС в системе Quartus.
Рассчитан и изготовлен широкополосный импульсный усилитель мощности. В данной схеме были использованы современная элементная база и широкополосные трансформаторы на длинных линиях. Выходной каскад усилителя выполнен по двухтактной схеме на высокочастотных MOS транзисторах BLF177. Выходная мощность усилителя на нагрузке 50 Ом составила 300 Вт в диапазоне частот от 50 до 70 МГц. Усилитель работает в классе АВ и выполнен в виде отдельного независимого блока.
Разработан и изготовлен опытный образец предварительного усилителя на базе биполярных транзисторов типа КТ640А. Схема представляет собой двухкаскадный широкополосный усилитель с независимой стабилизацией режимов работы каждого каскада и стабилизацией напряжения питания. Получены следующие параметры предусилителя: чувствительность – 5 мкВ; рабочая полоса частот: 1,5 МГц – 100 МГц; коэффициент усиления по напряжению ≥ 100; входное сопротивление – 50 Ом; выходное сопротивление – 50 Ом; амплитуда выходного сигнала ≤ 1 В; рабочий диапазон температур: от +10 0С до +40 0С; напряжение питания: 10 В – 30 В; ток потребления ≤ 150 мА.
Начата работа по разработке комплекса программного обеспечения, позволяющего производить тестирование и отладку устройств радиоспектрометра, настройку аналоговых каналов. Произведена предварительная адаптация импульсных последовательностей к использованию в радиоспектрометре.
ЛАЗЕРНЫЙ АНАЛИЗАТОР ЭНДОГЕННОЙ МОНООКИСИ УГЛЕРОДА (СО) В ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ
Е.В.Степанов, П.В.Зырянов, А.Н.Глушко, Д.А.Лапшин
Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН, Москва
Моноокись углерода (СО), продуцируемая в организме в результате катаболизма гемм-содержащих структур (гемоглобин, миоглобин, цитохромы, некоторые ферменты), является одной из молекул-биомаркеров, скорость выделения которой с выдыхаемым воздухом может быть информативна для диагностики нормальных физиологических и патологических процессов в организме. Эта молекула является вторичным мессенджером для нейромедиаторов и гормонов и регулятором тонуса кровеносных сосудов, участвует в работе памяти. Она разделяет с кислородом общую систему транспорта и буферирования и темп ее выделения и накопления в клетках, тканях и крови чувствителен к химизму окружающей среды и вариациям гомеостаза.
Для продвижения исследований эндогенного СО как молекулы-биомаркера и разработки новых методов медицинской диагностики, основанных на его высокочувствительном и высокоселективном анализе в выдыхаемом воздухе, была проведена коренная модернизация существующего и успешно использовавшегося на протяжении многих лет лабораторного макета лазерного анализатора СО в выдыхаемом воздухе, ранее разработанного в ИОФАН. Новый анализатор основан на использовании перестраиваемых диодных лазеров (ПДЛ) ближнего ИК-диапазона, работающих при комнатных температурах, новой опто-механической схеме аналитического блока, новой оригинальной цифровой электронике и современном программном обеспечении.
Для анализа эндогенного СО в выдыхаемом воздухе с помощью ПДЛ, работающих при комнатных температурах, был выбран спектральный диапазон вблизи 2.35 мкм. Была проведена разработка новой оптической схемы и опто-механического блока анализатора СО. Для поддержания работы СО-анализатора и управления его параметрами использована ранее разработанная нами цифровая электронная система. Она базируется на современной микропроцессорной элементной базе, обеспечивающей высокочувствительную цифровую регистрацию, хранение и обработку лазерных спектров молекулярного поглощения. Использование для оцифровки сигнала 16-разрядного 5 МГц сигма-дельта АЦП обеспечивает время регистрации лазерных спектров от 100 мкс до нескольких минут. Высокая скорость оцифровки сигнала и обмена данными между системой регистрации и управляющим компьютером с использованием протокола USB 2.0 позволяет регистрировать без пропусков все лазерные импульсы в двух регистрирующих каналах одновременно. Регистрация формы лазерных импульсов с такими характеристиками позволяет осуществлять качественную запись контуров линий поглощения, детектируемых с помощью ПДЛ, что важно для достижения требуемых характеристик анализа содержания СО в выдыхаемом воздухе по точности, чувствительности, селективности и быстродействию. Программное обеспечение системы работает в среде WinXP/WinVista и позволяет управлять работой спектрального устройства с помощью персонального компьютера, а также проводить накопление, обработку, визуализацию и хранение регистрируемых данных.
Разработанная спектральная система обеспечивает аналитические характеристики, необходимые для анализа микросостава выдыхаемого воздуха. В частности, концентрационная чувствительность системы к СО находится на уровне 0.01 мк/м3, точность измерений – 2-3 %, селективность к содержанию CO2 и H2O – близкая к 100 %, скорость анализа – 1-5 c, объем анализируемой пробы – 0.5-1.0 л. Для достижения таких характеристик потребовалось применение двухканальной схемы регистрации излучения ПДЛ, многоходовой аналитической кюветы с длиной оптического хода ~10 метров, применение специальных алгоритмов фильтрации и подавления шумов.
Были проведены запуск лазерного СО-анализатора и его первичные испытания. Продемонстрирована возможность его применения для высокочувствительного и высокоселективного анализа эндогенного СО в выдыхаемом воздухе.