Способ и устройство для сканирования и локального воздействия на исследуемую область в биологических объектах

Использование: для сканирования и локального воздействия на исследуемую область в биологических объектах. Сущность: заключается в том, что осуществляют сканирование исследуемого объекта, содержащего 1Н ядра водорода и 14N ядра азота, методом ядерного магнитного и квадрупольного резонанса, после чего из пространственной картины исследуемого объекта выбирают область, на которую локально воздействуют резонансным радиочастотным электромагнитным полем. Технический результат: обеспечение возможности локального резонансного воздействия на исследуемую область объекта. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области применения ядерного резонанса в медицине и биологии и предназначено для комбинированного воздействия магнитного поля и радиочастотного излучения на локализованные области объекта. Изобретение может быть использовано, например, для обнаружения в биологических объектах инородных веществ и воздействия на них.

Известен «Способ комбинированного воздействия переменного магнитного поля и миллиметрового излучения на вирионы СПИДа» [патент РФ №2166968, МПК A61N 2/04, заявл. 2000.06.05, опубл. 2001.05.20] (1). Известный способ предназначен для комбинированного воздействия переменного магнитного поля и миллиметрового излучения на вирионы СПИДа. Согласно данному способу путем последовательного воздействия на вирионы вначале переменным магнитным полем с индукцией в пределах 10-40 мТл в течение 30 мин, а затем миллиметровым излучением с резонансными частотами, выбираемыми из диапазона 20-40 ГГц, и плотностью потока мощности 0,05-0,1 мВт/см2 в течение часа осуществляют полный цикл облучения. Полный цикл облучения повторяют 8 раз с периодичностью 48 ч в течение 15 дней до окончательной гибели вирионов СПИДа.

Недостатком известного способа является то, что он не предусматривает возможность обнаружения и локального резонансного воздействия на исследуемую область, а также возможность наблюдения за процессом во время эксперимента.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому являются «Способ и устройство для сканирования неметаллических объектов на наличие в них веществ, содержащих ядра с квадрупольным моментом» [патент РФ №2248560, МПК G01N 24/00, заявл. 2002.10.31, опубл. 2005.03.20] (2), взятое нами в качестве прототипа.

Известный способ сканирования объектов заключается в использовании метода ядерного квадрупольного резонанса для обнаружения и визуализации объектов. Причем сканирование осуществляют методом идентификации и определения местоположения искомого вещества с помощью ЯМР-визуализации на ядрах 1Н с использованием импульсного возбуждения 14N на частоте ЯКР.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности локального воздействия на исследуемую область объекта.

Известный способ реализуется с помощью устройства, в котором для обнаружения и визуализации водородо- и азотосодержащих соединений в среде, включающей в себя ядра водорода, применяют радиочастотное облучение с частотой, равной частоте квадрупольного резонанса ядер азота 14N и радиочастотное облучение с частотой, равной частоте магнитного резонанса ядер водорода 1Н. Пространственное сканирование с использованием специальных импульсных последовательностей осуществляют методом получения ЯМР-изображений объектов с пространственной локализацией в слабом магнитном поле, обладающем пространственным градиентом в лабораторной системе координат, как это описано в нижеуказанном источнике. [М.Лич. Получение ЯМР-изображений с пространственной локализацией. Под редакцией С.Вебба. "Физика визуализации изображений в медицине". Стр.105-231, Мир, 1991] (3). При этом детектирование возможно как на частоте ЯМР протонов 1Н, так и на частоте ЯКР 14N.

Устройство содержит передающий канал, формирующий радиочастотные импульсы, спектр которых совпадает со спектром ЯМР 1Н ядер водорода и спектром ЯКР 14N ядер азота, нагруженный на передающую антенну (катушку), приемную антенну (катушку), подключенную к входу приемного канала с аналого-цифровым квадратурным преобразованием, генератор градиента магнитного поля, микропроцессорный контроллер, управляющий генератором градиента магнитного поля, а также передающим и приемным каналами, и индикатор (дисплей).

К недостаткам известного устройства относится то, что его конструкцией не предусмотрена возможность локального резонансного воздействия на исследуемую область.

Целью создания новых способа и устройства является обеспечение возможности локального резонансного воздействия на исследуемую область объекта.

Поставленная цель достигается тем, что после сканирования объекта, содержащего 1Н ядра водорода и 14N ядра азота, из пространственной картины исследуемого объекта выбирают область, на которую локально воздействуют резонансным радиочастотным полем.

В предлагаемое устройство, предназначенное для осуществления нового способа, дополнительно введен блок пространственной локализации для выделения и запоминания параметров выбранной оператором области в исследуемом объекте.

Эти параметры - амплитуда, частота, фаза радиочастотного и напряженность магнитного полей, привязанные ко всем точкам пространства, выделенного оператором, в лабораторной системе координат, используют для последующего резонансного облучения этих точек. Оператор может управлять блоком пространственной локализации с помощью стандартной клавиатуры и манипулятора типа "мышь".

Устройство работает следующим образом (см. чертеж).

Радиочастотные (РЧ) импульсы, частота заполнения которых определяется частотой ЯКР 14N и ЯМР 1Н, формируются в передающем канале 1 и излучаются антенной 2 на анализируемый объект X. Сигналы ядерной индукции, наведенные в приемной антенне 3, усиливаются и детектируются в приемном канале 4. Амплитудные значения этих сигналов совместно с соответствующими им параметрами магнитного поля, создаваемого генератором 6, и резонансными частотами ЯМР и ЯКР фиксируются в ОЗУ микропроцессорного контроллера 5. Контроллер в свою очередь привязывает этот массив данных к лабораторной системе координат, как описано в [3], и формирует пространственную картину исследуемого объекта на дисплее 7. Таким образом, производится сканирование объекта, как это описано в [2]. С помощью блока локализации 8, связанного с контроллером 5, оператор выбирает из пространственной картины исследуемого объекта требуемую область для воздействия резонансным радиочастотным полем.

Контроллер в свою очередь вырабатывает управляющие сигналы для формирования магнитных и радиочастотных полей.

Источники информации

1. Патент РФ №2166968, МКИ 7 A61N 2/04, 5/02. Способ комбинированного воздействия переменного магнитного поля и миллиметрового излучения на вирионы СПИДа. Заявл. 05.06.2000.

2. Патент РФ №2248560, МКИ G01N 24/00. Способ и устройство для сканирования неметаллических объектов на наличие в них веществ, содержащих ядра с квадрупольным моментом. Заявл. 31.10.2002.

3. М.Лич. Получение ЯМР-изображений с пространственной локализацией. Под редакцией С.Вебба. "Физика визуализации изображений в медицине". Стр.105-231, Мир, 1991.

1. Способ сканирования и локального воздействия на исследуемую область в биологических объектах, заключающийся в использовании метода ядерного магнитного и квадрупольного резонанса, отличающийся тем, что после сканирования объекта, содержащего 1Н ядра водорода и 14N ядра азота, из пространственной картины исследуемого объекта выбирают область, на которую локально воздействуют резонансным радиочастотным полем.

2. Устройство для сканирования и локального воздействия на исследуемую область в биологических объектах, содержащее передающий канал, формирующий радиочастотные импульсы, спектр которых совпадает со спектром ЯМР 1Н ядер водорода и спектром ЯКР 14N ядер азота, нагруженный на передающую антенну (катушку), приемную антенну (катушку), подключенную к входу приемного канала, выход которого соединен с входом микропроцессорного контроллера, который управляет генератором градиента магнитного поля, передающим и приемным каналами и выводит данные на индикатор (дисплей), отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено блоком пространственной локализации для выделения и запоминания таких параметров, как амплитуда, частота, фаза радиочастотного и напряженность магнитного полей, привязанных ко всем точкам пространства, выделенного оператором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области эксплуатации нефтяных месторождений, конкретно - к области информационно-аналитического контроля и оптимизации разработки залежей нефти на основе промыслово-геофизических исследований пластовых флюидов методикой/техникой ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Изобретение относится к области радиоспектроскопии и может быть использовано для определения реологических параметров жидких кристаллов, растворов полимеров и других анизотропных жидкостей.

Изобретение относится к области анализа материалов с использованием облучения их различными видами излучений, в частности рентгеновским, нейтронным и электромагнитным излучением, вызывающим ядерный квадрупольный резонанс, и преимущественно может быть использовано для обнаружения взрывчатых веществ в контролируемых предметах без вскрытия последних.

Изобретение относится к физическим измерениям, использующим магнитный резонанс для поиска и обнаружения преимущественно наркотиков и взрывчатых веществ. .

Изобретение относится к области геологии, геохимии, нефтепереработке и нефтехимии, а именно к определению содержания парафинов и асфальтенов в нефти, и может быть особенно полезно для анализа тяжелых нефтей и битумов.

Изобретение относится к радиоспектроскопии и может быть использовано как в импульсных спектрометрах ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР), предназначенных для фундаментальных научных исследований, так и в аппаратуре для дистанционного обнаружения взрывчатых веществ (ВВ) и наркотиков.

Изобретение относится к области медицины и касается области фармации, а именно идентификации, оценки качества и безопасности оригинальных и воспроизведенных лекарственных средств.

Изобретение относится к способам измерения концентрации путем неразрушающего контроля состава вещества на основе явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и предназначено для бесконтактного непрерывного измерения концентрации компонентов как в подвижных, так и в текущих дисперсных системах.

Изобретение относится к области практического применения импульсных ЯМР-спектрометров для экспрессного определения содержания масла и воды в жмыхах и шротах, которые являются продуктами переработки семян масличных культур

Изобретение относится к области магнитных измерений, а именно к способам измерения намагниченности коллоидных парамагнитных растворов (магнитных жидкостей) с использованием метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР), и может быть использовано для контроля качества магнитных жидкостей при их производстве и в процессе их эксплуатации

Изобретение относится к области применения ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) для обнаружения веществ, содержащих атомы, ядра которых обладают квадрупольным моментом

Изобретение относится к области практического применения импульсных ЯМР-спектрометров для эскпрессного определения показателей качества семян масличных культур

Изобретение относится к способам определения прочностных характеристик твердых углеродсодержащих веществ, в частности металлургического кокса, полученного в коксовых печах в промышленных условиях при температуре 1000-1100°С

Изобретение относится к области применения ядерного магнитного (ЯМР) и ядерного квадрупольного (ЯКР) резонансов для обнаружения веществ, содержащих атомы, ядра которых обладают квадрупольным моментом

Изобретение относится к радиотехническим средствам, использующим магнитный резонанс для поиска и обнаружения преимущественно наркотиков и взрывчатых веществ в составе предъявленных для исследования предметов, а также поляризационную селекцию и фазовый анализ для поиска и обнаружения наркотиков, упакованных в неметаллическую оболочку и находящихся в укрывающих средах, например в брюшной полости человека, используемого для транспортировки наркотических средств, багаже, чемоданах, дипломатах, сумках и т.п., и может найти применение в аэропортах, таможенных терминалах, блокпостах, автопарковках и т.п

Изобретение относится к области геологии, геохимии, нефтепереработке и нефтехимии, а именно к определению содержания жидкофазных и твердотельных компонент в смеси углеводородов
Наверх