Биомагнитные измерения - Кнеппо П.
ISBN 5-283-00557-7
Скачать (прямая ссылка):
(осциллятор на кварцевом кристалле с частотой 100 кГц и делитель), сигнал
которого через регулятор фазового сдвига подается в виде импульсов
сцепления на фазочувствительный детектор и через потенциометр П и схему
формирования сигнала с частотой 50 кГц СФС в виде модуляционного сигнала
на сквид; регу-
55
лировочный источник постоянного тока, который дает возможность при помощи
прецизионного потенциометра /7/7= сдвигать рабочую точку сквида в
пределах ЗФ0; генератор тестового сигнала с частотой 100 Гц, который в
режиме настройки К1 магнитометра подключается к сквиду; управляющие
логические схемы, которые в режимах настройки К1 и К2 и измерения
блокируют и запускают генераторы коле-
*)
Рис. 1.26. Расположение испытуемого и аппаратуры при измерении магнитного
поля сердца (в) и вычислительные устройства для обработки данных (б)
56
баний с частотой 100 Гц и 50 кГц; схемы индикации, которые при настройке
магнитометра обрабатывают сигнал из фазочувствительного детектора и
подают его на измерительное устройство И\ стабилизированный источник
напряжения ±15 В, +6 В, который может питаться от сети электропитания или
от аккумуляторов с напряжением ± 24 В; источник тока с прецизионным
потенциометром /777посредством которого регулируется аттенюатор в
высокочастотной части прибора; потенциометр ПН, напряжение которого
используется для изменения емкости диода VD в целях настройки всего
резонансного контура на частоту 30 МГц.
Конструктивно прибор состоит из зонда, в котором размещен сквид-датчик,
работающий при температуре жидкого гелия (4,2 К), высокочастотного блока
и блока управления. Последние связаны многожильным кабелем длиной 5 м,
что позволяет удалить от чувствительных входных частей прибора другую
аппаратуру, обслуживающий персонал и прочие источники помех.
Основные технические данные прибора SKM-2:
Входная энергетическая чувствительность, Дж/Гц "2-10
Входная индуктивность, Гн .................'. . . . 2-КГ6
Минимальное измеримое значение спектральной среднеквадратичной магнитной
индукции для измерительной катушки с диаметром 5 см,
пТл/Гц1/2.................................... "2-КГ2
Максимальная амплитуда измеряемого магнитного потока (Ф0 =2,07-10-15 Вб)
................... ± 1000Фо
Максимальная скорость регистрации, с-1, не
менее........................................ 104 Фо
Ширина частотного спектра измеряемого сигнала, кГц . . .
.........'........................ 0-10
Внешний вид магнитометра SKM-2, измерительного и вычислительного
оборудования для исследования магнитного поля сердца показан на рис.
1.26.
Магнитометр SKM-2 используется в составе измерительно-вычислительной
системы для исследования магнитного поля сердца человека в
неэкранированном помещении (рис. 1.27). Управление экспериментом и
обработка измеренных сигналов осуществляются расположенной в отдельном
помещении малой ЭВМ, которая контролирует качество сигналов, улучшает
отношение сигнала к помехе путем осреднения измерений на заданном числе
кардиоциклов магнитокардиограм-мы и выполняет предварительную цифровую
обработку измеренных данных. Одновременно с сигналом магнитной индукции
регистрируется электрокардиографический сигнал в стандартном отведении
II, зубец R которого служит для синхронизации последовательно записанных
магнитокардиограмм. После предварительной обработки сигналы записываются
запоминающим устройством на диск для дальнейшей
57
Рис. 1.27. Структурная схема измерительно-вычислительной системы для
исследования магнитного поля сердца (Институт измерения и измерительной
техники Центра электрофизических исследований Словацкой Академии наук,
ЧССР)
цифровой обработки, которую можно выполнять в автономном режиме. Обычно
измеряют вертикальную компоненту магнитной индукции в точках фронтальной
плоскости у передней поверхности грудной клетки лежащего испытуемого.
Векторный магнитометр [137, 160, с. 13]. Векторный сквид-магнитометр,
разработанный в Тамперском технологическом университете (Тампере,
Финляндия), предназначен для измерения трех ортогональных компонент
магнитного вектора сердца. В нем применена система измерительных катушек
однопозиционного типа, состоящая из трех симметричных или асимметричных
градиометров первого порядка с круглыми катушками во всех каналах или с
круглыми катушками в вертикальном канале и прямоугольными катушками в
горизонтальных каналах. В зависимости от условий оптимизации круглые
приемные катушки имеют диаметр от 2,8 до 6 см, прямоугольные катушки -
ширину 6 и высоту 2,9 см. База градиометров равна 15 см.
Прибор работает на основе временного мультиплексирования трех каналов,
причем для управления высокочастотными сквид-датчиками и схемами фиксации
магнитного потока используется цифровая управляющая система, показанная
на рис. 1.28. Сквид-датчики контролируются поочередно при помощи
высокочастотных коммутаторов в блоке предусилителя, тогда как ток
обратной связи поддерживается непрерывным во всех каналах. Таким образом,
