Исследование и разработка магнитоэлектрического магнитокардиографа

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-25-20224

НазваниеИсследование и разработка магнитоэлектрического магнитокардиографа

Руководитель Семенов Геннадий Алексеевич, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" , Новгородская обл

Конкурс №65 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-310 - Персонифицированная медицина

Ключевые слова Магнитоэлектрический эффект, магнитокардиограф, магнитокардиография, слабые магнитные поля, сердечно-сосудистая система

Код ГРНТИ76.00.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной проблемы раннего диагностирования сердечно-сосудистых заболеваний. Проект предполагает разработку магнитоэлектрического (МЭ) магнитокардиографа на основе магнитострикционно-пьезоэлектрических структур. Предлагаемое устройство относится к области персонифицированной медицины, а именно к функциональной диагностике, кардиологии, кардиохирургии и может быть использовано для регистрации изменений во времени магнитной составляющей электродвижущей силы сердца для получения новой, расширенной клинической информации сердечной деятельности человека. Для достижения названного технического результата предлагается реализация магнитоэлектрического магнитокардиографа, обладающего необходимой чувствительностью порядка 5 пТл, способного детектировать слабые магнитные сигналы человеческого сердца. Принцип работы магнитоэлектрического магнитокардиографа заключается в детектировании сигнала магнитной составляющей сердца высокочувствительным магнитоэлектрическим элементом на основе магнитострикционно-пьезоэлектрической структуры, который в дальнейшем передается на малошумящий усилитель для усиления слабого магнитного сигнала, с дальнейшей передачей сигнала посредством беспроводной связи с помощью передающей антенны работающей от магнитоэлектрического харвестера, на блок цифровой обработки сигнала, в который входит приемная антенна, фильтр низких частот, аналогово-цифровой преобразователь и др., с дальнейшим получения изображения в интерфейсе LabView. Научная новизна состоит в разрабатываемом магнитоэлектрическом чувствительном элементе, состоящем из пьезоэлектрической фазы, пластины пьезоэлектрика (нитрид алюминия, ниобат лития) и магнитострикционной фазы из метгласа, аморфного магнито-мягкого сплава на основе железа. В связи с тем, что смертность от болезней системы кровообращения в России за 2020 год составила порядка 47% от общей смертности, что выше на 6,6%, чем за аналогичный период 2019 года и 54% от общей смертности в Новгородской области, что является основной причиной смертности и актуальной проблемой, предлагаемое решение в виде магнитоэлектрического магнитокардиографа сможет частично решить эту проблему, так как данное устройство позволит обеспечить регулярную диагностику сердечной деятельности человека.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Бичурин М.И., Соколов О.В., Иванов С.В., Леонтьев В.С., Петров Д.А., Семенов Г.А., Лобекин В.Н. Physics of Composites for Low-Frequency Magnetoelectric Devices Sensors, Sensors 2022, 22, 4818. (год публикации - 2022)
10.3390/s22134818

2. Ивашева Е.Е., Леонтьев В.С., Бичурин М.И., Коледов В.В. Применение термообработки для оптимизации магнитострикционной компоненты магнитоэлектрического композита Радиотехника и электроника (год публикации - 2023)

3. Ивашева Е.Е., Леонтьев В.С., Бичурин М.И., Коледов В.В. Application of Heat Treatment to Optimize the Magnetostrictive Component of a Magnetoelectric Composite Journal of Communications Technology and Electronics, Journal of Communications Technology and Electronics (год публикации - 2023)
10.1134/S1064226923040034

4. Бичурин М.И., Соколов О.В., Иванов С.В., Ивашева Е.Е., Леонтьев В.С., Лобекин В.Н. и Семенов Г.А. Modeling the Magnetoelectric Composites in a Wide Frequency Range Materials, Materials 2023, 16(17), 5813 (год публикации - 2023)
10.3390/ma16175813

5. Зуева Е.А. Разработка системы сбора энергии на магнитоэлектрическом эффекте МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ ВНКСФ-27 И ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ, Сборник тезисов, материалы Двадцать седьмой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-27, Екатеринбург): материалы конференции, тезисы докладов: В 1 т.Т.1 – Екатеринбург – Ростов-на-Дону: издательство АСФ России, 2023. (год публикации - 2023)

6. Ивашева Е.Е. Термомагнитная обработка аморфного сплава для магнитоэлектрических применений МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ ВНКСФ-27 И ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ, Сборник тезисов, материалы Двадцать седьмой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-27, Екатеринбург): материалы конференции, тезисы докладов: В 1 т.Т.1 – Екатеринбург – Ростов-на-Дону: издательство АСФ России, 2023. (год публикации - 2023)

7. Ивашева Е. Е., Леонтьев В. С., Коваленко Д. В., Бичурин М. И. Методы увеличения магнитоэлектрического эффекта в композитных структурах: обзор ВЕСТНИК НОВГОРОДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА, Вестник НовГУ. 2023. 3(132). 462-469 (год публикации - 2023)
10.34680/2076-8052.2023.3(132).462-469

Публикации