Разработанный магнитокардиометр представляет собой систему, состоящую из нескольких блоков: прибора, что измеряет магнитное поле сердца, и программного обеспечения. Внутрь прибора, что выглядит как маленькая коробка, вшиты датчик магнитного поля, малошумящий усилитель и модуль беспроводной связи для передачи информации. Он устанавливается на грудину пациента, считывает магнитное поле и передаёт полученные данные по wi-fi или bluetooth в специальный софт на компьютер, где их уже видит оператор.
Преимущество этого устройства заключается в том, что оно чувствует слабые магнитные поля (~100 пТл) на очень низкой частоте (~1Гц). Благодаря этому врачи смогут получать магнитную кардиограмму, которая наряду с электрокардиограммой предоставит более полную картину о состоянии сердца пациента.
Таких функциональных возможностей удалось добиться за счёт магнитоэлектрического датчика, что использован в магнитокардиометре. Он измеряет сверхмалые магнитные поля за счёт магнитоэлектрического эффекта в слоистой магнитострикционно-пьезоэлектрической структуре. Именно она эффективно преобразовывает слабые магнитные поля в доступный электрический сигнал, по которому рассчитывается величина поля.
В отличие от других разработок такой магнитоэлектрический датчик обладает более высокой надёжностью и чувствительностью в сравнении с полупроводниковыми измерительными приборами магнитного поля (например, датчиком Холла или магниторезистивным).
Как добавили разработчики, серийного производства подобных магнитокардиометров в мире пока нет. Однако подобные разработки уже не первый год ведутся в России, США, Китае, Японии. Кроме того, разработанное устройство можно будет использовать не только в медицине, но и в других областях науки, общества и промышленности. Например, в геофизике для поиска магнитных пород на больших глубинах. В транспортной системе для измерения шумовых сигналов. Или в электротехнике для создания высокоточных измерителей тока или магнитного поля.
На данный момент созданы блоки прототипа магнитокардиометра, ведётся работа по их тестированию и отладке отдельных узлов. Разработчики также планируют спроектировать и разработать магнитоэнцефалометр для измерения сверхслабых низкочастотных магнитных полей, создаваемых головным мозгом человека.
— Наша научная группа давно занимается разработкой магнитоэлектрических датчиков тока и магнитных полей в широком диапазоне частот и величин полей. Так что задел на момент разработки магнитокардиометра у нас уже был. Этот прибор сегодня очень востребован в медицине, так как с диагностикой сероечно-сосудистых заболеваний не всегда справляются ЭКГ и УЗИ. А вместе с магнитокардиограммой, причём отражающей даже слабые изменения или нарушения в работе сердца, у врачей будет более полная и объективная картина для принятия решений, — прокомментировал один из авторов проекта, ведущий научный сотрудник научной группы кафедры проектирования и технологии радиоаппаратуры Политехнического института НовГУ Олег Соколов.
Разработка является продолжением исследований, которые учёные Новгородского университета начали в 2022-2023 годах на средства гранта РНФ по проекту «Исследование и разработка магнитоэлектрического магнитокардиографа».
Данный материал подготовлен при грантовой поддержке Минобрнауки России в рамках «Десятилетия науки и технологий».
