СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ И ЛОКАЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ИССЛЕДУЕМУЮ ОБЛАСТЬ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ Российский патент 2009 года по МПК G01N24/00 

Описание патента на изобретение RU2353922C1

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.

Похожие патенты RU2353922C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ НА НАЛИЧИЕ В НИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХ ЯДРА С КВАДРУПОЛЬНЫМ МОМЕНТОМ 2002
  • Федотов А.В.
  • Федотов В.В.
RU2248560C2
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ НА НАЛИЧИЕ В НИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХ ЯДРА С КВАДРУПОЛЬНЫМ МОМЕНТОМ 2007
  • Федотов Владимир Владимирович
  • Литвинов Юрий Сергеевич
  • Нестерова Жанна Юрьевна
  • Федотов Алексей Владимирович
  • Корнева Ирина Павловна
RU2362150C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИНФРАКРАСНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ НА КОЛЛАГЕНОВЫЙ СЛОЙ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА С ВИЗУАЛИЗАЦИЕЙ ПРОЦЕССА 2012
  • Федотов Владимир Владимирович
  • Кондратьев Евгений Федорович
  • Нестерова Жанна Юрьевна
  • Корнева Ирина Павловна
  • Корнев Константин Петрович
  • Федотов Алексей Владимирович
RU2527318C2
Устройство для воздействия излучением лазера на участок биологического объекта с визуализацией процесса 2021
  • Федотов Владимир Владимирович
  • Нестерова Жанна Юрьевна
  • Корнева Ирина Павловна
  • Корнев Константин Петрович
  • Федотов Алексей Владимирович
  • Федотова Ольга Владимировна
RU2787356C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО И КВАДРУПОЛЬНОГО РЕЗОНАНСОВ 2015
  • Федотов Владимир Владимирович
  • Кондратьев Евгений Федорович
  • Кшевецкий Сергей Петрович
  • Федотов Алексей Владимирович
RU2602425C1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЗВРЫВЧАТЫХ И НАРКОТИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНОГО КВАДРУПОЛЬНОГО РЕЗОНАНСА 2004
  • Синявский Н.Я.
  • Коваленко С.Г.
RU2249202C1
СПОСОБ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 2005
  • Мозжухин Георгий Владимирович
  • Бодня Александр Владимирович
  • Федотов Владимир Владимирович
RU2289124C1
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НАРКОТИЧЕСКИХ И ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 1999
  • Кейсель Р.В.
  • Федотов В.В.
RU2161300C2
СПОСОБ АНАЛИЗА МОЛЕКУЛЯРНОГО СТРОЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ 1994
  • Кибрик Г.Е.
  • Поляков А.Ю.
RU2076312C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ МАГНИТНЫХ ЯДЕР В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ 1988
  • Ермолаев К.В.
  • Тарасов В.П.
  • Манелис Г.Б.
  • Ерофеев Л.Н.
RU2012874C1

Реферат патента 2009 года 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.

Формула изобретения RU 2 353 922 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2353922C1

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ НА НАЛИЧИЕ В НИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХ ЯДРА С КВАДРУПОЛЬНЫМ МОМЕНТОМ 2002
  • Федотов А.В.
  • Федотов В.В.
RU2248560C2
RU 2004117769 А, 20.11.2005
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ТРИНИТРОТОЛУОЛ-МИН В ПЛАСТИКОВЫХ КОРПУСАХ 2000
  • Гречишкин В.С.
  • Гречишкина Р.В.
RU2205386C2
Способ измерения параметров ядерных квадрупольных взаимодействий двухспиновых систем 1989
  • Бабкин Анатолий Федорович
  • Бирюков Игорь Павлович
  • Макаренко Василий Лукъянович
  • Москалев Эдуард Сергеевич
SU1728748A1
US 5159617 A, 27.10.1992
US 4166972 A, 04.09.1979
US 6291994 В1, 18.09.2001
US 4887034 А, 12.12.1989.

RU 2 353 922 C1

Авторы

Федотов Владимир Владимирович

Литвинов Юрий Сергеевич

Нестерова Жанна Юрьевна

Федотов Алексей Владимирович

Корнева Ирина Павловна

Даты

2009-04-27Публикация

2007-07-11Подача