Тезисы докладов

Вид материала

Тезисы

Содержание Разработка датчика однородности основного магнитного поля травматологического томографа Лазерный анализ эндогенного со в выдыхаемом воздухе для определения диффузионной способности альвеолярно-капиллярной мембраны

Подобный материал:

• Тезисы докладов, 3726.96kb.
• 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.

РАЗРАБОТКА ДАТЧИКА ОДНОРОДНОСТИ ОСНОВНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТРАВМАТОЛОГИЧЕСКОГО ТОМОГРАФА

К.М.Салихов, Я.В.Фаттахов, А.Р.Фахрутдинов, В.Н.Анашкин, В.А.Шагалов, М.К.Галялтдинов, К.С.Сайкин, Н.А.Крылатых, Д.Д.Габидуллин, Н.М.Гафиятуллин

Учреждение РАН Казанский физико-технический институт

им. Е.К.Завойского Казанского научного центра РАН, Казань


Создание медицинских ЯМР-томографов сопряжено с целым рядом технических проблем. В частности, требуется магнитная сис-тема, создающая поле высокой однородности (~10^-5) в заявленном объеме. Но после монтажа основного магнита можно рассчитывать на неоднородность не лучше ~10^-3, ввиду различных неточностей сборки магнита, влияния стальных конструкций, окружающих маг-нит, и др. Улучшение однородности возможно с помощью тонкой юстировки магнита, а также путем формированием полей, компен-сирующих неоднородность. Одним из важнейших этапов процесса настройки однородности является этап измерения объёмной карты поля. Контроль однородности основного магнитного поля томографа может осуществляться с помощью датчика, разработанного в лаборатории ММФ КФТИ и, выполненного в виде жёстко закреплённых точечных контуров, расположенных на поверхности объёма однородности. Этот комплекс рассчитан на измерение однородности поля напряженностью 0.4 Тл в сфере диаметром 150 мм в зазоре постоянного магнита.

Исходя из небольших габаритов конструкции, необходимо ввести ограничение числа измерительных контуров на рабочей сфере датчика. С целью подбора оптимальной конфигурации расположения контуров на сфере проведено моделирование нескольких возможных конфигураций датчика. Для каждой конфигурации произведен анализ качества отображения сферических гармоник на сфере. Критерием качества являются коэффициенты отображения заданных гармоник датчиком.

При конструировании датчика также возникает проблема раз-вязки отдельных контуров из-за их близкого расположения друг к другу. Эта проблема решена двумя способами: 1) установкой элект-ромагнитных экранов между близко расположенными катушками, 2) ортогональным расположением катушек в случаях, когда уста-новка экранов невозможна. Дело в том, что нельзя заэкранировать контур по всем направлениям – нужно оставить «прозрачность» по направлению возбуждающего РЧ-поля. Кроме того, нельзя устанав-ливать экраны слишком близко к катушке, поскольку это приводит к потере добротности контура и, как следствие, к потере сигнала.

Другая техническая проблема связана с сопряжением самого датчика с каким-либо управляющим устройством. Как правило, задача коммутации нескольких входов на один выход решается с помощью мультиплексоров. Но в этом случае происходит шунтиро-вание контура входом мультиплексора при выборе соответству-ющего датчика. Предложенный путь решения – трансформация эквивалентного сопротивления контура к входному сопротивлению мультиплексора посредством емкостного делителя контура. В этом случае необходимо найти оптимальный баланс между потерей сигнала и влиянием входных цепей мультиплексоров.

В результате проведенной работы создан макетный образец датчика однородности магнитного поля, произведены необходимые настройки и проведены соответствующие испытания.

ЛАЗЕРНЫЙ АНАЛИЗ ЭНДОГЕННОГО СО В ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИФФУЗИОННОЙ СПОСОБНОСТИ АЛЬВЕОЛЯРНО-КАПИЛЛЯРНОЙ МЕМБРАНЫ

Е.В.Степанов, Ю.А.Шулагин, Е.В.Бабарсков

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва


Определение диффузионных свойств легочной мембраны являя-ется важным диагностическим тестом, широко используемым в пульмонологии и в общей клинической практике, например при предоперационном обследовании. Для этих целей широко применя-ются методы, основанные на определении так называемого «коэф-фициента переноса» D_LCO из воздуха легких в кровь для СО (моноокиси углерода). Для определения этой величины использую-тся различные подходы, основанные на вдыхании воздушной газовой смеси, содержащей высокие концентрации (~0.3 %) CO, и наблюдении динамики выведения СО с выдыхаемым воздухом. Наиболее распространенным является метод одиночного вдоха, предложенный еще в начале прошлого столетия и принятый в качестве «золотого стандарта» определения диффузионных харак-теристик легочной мембраны. Существенный недостаток данного подхода связан с тем, что величина D_LCO определяется не только диффузионными свойствами собственно альвеолярно-капиллярной мембраны, но и скоростью связывания СО эритроцитами. Это может приводить к неопределенности в результатах теста и затруд-нять диагностику, так как патологические изменения получаемого параметра могут быть в равной степени вызваны как патологией легочной мембраны, так и заболеваниями системы крови. Таким образом, актуальной является разработка методов, позволяющих измерять диффузионную способность собственно альвеолярно-капиллярной мембраны. Для решения проблемы дифференцировки предлагается ряд усовершенствований классического метода. Например, применение воздушных смесей СО с различным содер-жанием О₂ или добавление в дыхательную смесь помимо СО еще и NO и наблюдение динамики выведения обоих газов. Однако все это значительно усложняет диагностические приборы и методы, а также вносит дополнительное воздействие на организм, которое может приводить к ошибкам в диагностике.

Для решения проблемы нами предлагается использовать новый подход, основанный на анализе в выдыхаемом воздухе содержания эндогенного СО, продуцируемого самим организмом вследствие гемолиза гемм-содержащих белковых структур. Как показали про-веденные теоретические и экспериментальные исследования, дина-мика выделения эндогенного СО из крови в легкие определяется именно диффузионной способностью альвеолярно-капилярной мем-браны легких. Реализация данного подхода традиционными инст-рументальными методами принципиально невозможна, так как существенно возрастают требования к чувствительности и селек-тивности анализа содержания СО в выдыхаемом воздухе. Посколь-ку средний уровень относительного содержания эндогенного СО в выдыхаемом воздухе составляет ~10^-4 % , для его анализа необходи-ма чувствительность детектирования на уровне 10^-6 %. При этом должна быть обеспечена достаточно высокая селективность анализа СО в условиях высокого содержания СО₂ и паров Н₂О в выды-хаемом воздухе. Такой прецизионный и селективный анализ СО может быть реализован за счет использования методов лазерного спектрального анализа, в частности с использованием перестраива-емых диодных лазеров. Этот подход, кроме того, обеспечивает ши-рокий динамический диапазон (~6 порядков) анализа содержания СО, что позволяет в рамках единого инструментального метода обеспечить возможность анализа как эндогенного СО в выдыхаемом воздухе, так и содержание экзогенного СО, вводимого в организм при использовании классических диффузионных тестов. Используя комбинацию этих двух тестов и единый аналитический лазерный инструмент, можно определять обе составляющие, как мембранную, так и «эритроцетарную», коэффициента переноса газов из легких в кровь, полностью снимая неопределенность получаемых диагностических результатов.