Лазерные методы диагностики. Термография


	Загрузить архив:
	Файл: hai-0056.zip (70kb [zip], Скачиваний: 50) скачать

Лазерные методы диагностики

ОПТИЧЕСКИЕ КВАНТОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Лазеры представляют собой источники света,работающие набазе процесса вынужденного(стимулированного,индуцированного) испускания фотонов возбужденными атомами или молекулами под воздействием фотонов излучения,имеющих ту же частоту.Отличительной чертой этого процесса является то,что фотон,возникающийпри вынужденном испускании,идентичен вызвавшему его появление внешнему фотону по частоте,фазе,направлению и поляризации.Это определяетуникальные свойства квантовых генераторов: высокая когерентностьизлучения в пространстве и во времени,высокаямонохроматичность,узкая направленность пучка излучения,огромная концентрация потока мощности и способность фокусироваться в очень малые объемы.Лазеры создаются на базе различных активных сред: газообразной,жидкой или твердой.Они могут давать излучение в весьма широком диапазоне длин волн - от 100 нм (ультрафиолетовый свет) до1.2 мкм(инфракрасное излучение) - и могут работатькакв непрерывном,так и в импульсном режимах.

Лазер состоит из трех принципиально важных узлов: излучателя, системы накачки и источника питания,работа которых обеспечивается с помощью специальных вспомогательныхустройств.Упрощенная конструктивная схема гелий-неонового лазера показананарисунке ниже.

Излучатель предназначен для преобразованияэнергии накачки(перевода гелий-неоновой смеси 3 в активное состояние)влазерное излучение и содержит оптический резонатор,представляющийсобой в общемслучаесистему тщательноизготовленныхотражающих,преломляющих и фокусирующихэлементов,во внутреннемпространстве которого возбуждается и поддерживается определенный типэлектромагнитных колебаний оптического диапазона.Оптический резонатор должен иметь минимальные потери в рабочейчастиспектра, высокую точность изготовления узлов и их взаимной установки.В лазере,показанном на рисунке,оптический резонатор выполненввидедвух параллельных зеркал 1 и 5,расположенных вне активнойчастисреды 3,которая отделена от окружающей среды колбой6разрядной трубки и двумя окнами 2,4 с плоскопараллельнымиграницами,образующими с осью излучения уголБрюстера. Внешниезеркала1 и5обеспечивают многократное прохождениеизлучения черезактивнуюсреду с нарастанием мощности потока лазерного излучения.Для выхода излучения одно из зеркал (5) делается с отверстием или полупрозрачным.

Система накачки предназначена для преобразования энергии источника электрического питания 8 в энергию ионизированнойактивной среды 3 лазера.Накачка осуществляется электрическим разрядом,для чего в нем устанавливаются два электрода - катод 7 и анод 9,между которыми подается напряжение от источника питания.Атомы гелия возбуждаются при соударениях с быстрыми электронами и,сталкиваясь с атомами неона,передают им свою энергию.В некоторыхтипахлазеров применяют фокусирующие магниты или обмотки и специальныеотводные трубки для циркуляции активной среды.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И ЦЕЛИ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГОИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛАЗЕРОВ.

Современные направления медико-биологического применения лазеров могут быть разделены на две основные группы :

В нижней половине схемы сгруппированы направленияиспользования лазерного излучения в качестве инструмента исследования.Лазер здесь играет роль уникального светового источникапри спектральных исследованиях,в лазерной микроскопии,голографии и др. Вверхней половине схемы показаны основные пути использования лазеров в качестве инструмента воздействия на биологические объекты.можно выделить три типа такого воздействия.

К первому типу отнесено воздействие на тканипатологического очага импульсным или непрерывным лазерным излучением при плотности мощности, недостаточной для глубокого обезвоживания,испарения тканей и возникновения в них дефекта.Этомутипу воздействиясоответствует применение лазеров в дерматологии и онкологиидляоблучения патологических тканевых образований,которое приводитких коагуляции.Второй тип - рассечение тканей,когдапод влияниемизлучения лазера непрерывногоиличастотно-периодическогодействия часть ткани испаряется и в ней возникает дефект.В этом случае плотность мощности излучения может превосходить используемуюпри коагуляции на два порядка и более. Этому типу воздействия соответствует хирургическое применение лазеров.К третьему типу можно отнести влияние на ткани и органы низкоэнергетического излучения,обычно не вызывающего явных морфологических изменений,но приводящего к определенным биохимическим и физиологическим сдвигам ворганизме, т.е. воздействие типафизиотерапевтического. Сюда жеследует включить применение гелий-неонового лазера в целях биостимуляции при вяло текущих раневых процессах,трофических язв и др.

Несмотря на всю условность схемы (нетрудновидеть, например,что при рассечении тканей наблюдается одновременно гибельчастиклеток, т.е. реализуется и воздействие по первому типу,рассечениеи коагуляция тканей сопровождается определенными физиолого-биохимическими изменениями и др.),она дает представление о техосновных эффектах,которые достигаются с помощью лазерного облученияипрактически используются специалистами медико-биологического профиля.Задача исследований по механизму биологического действия лазерной радиации сводится к изучению тех процессов,которые лежат воснове интегральных эффектов,вызываемых облучением — коагуляциитканей,их испарения,биостимуляционных сдвигов в организме.

Лазерная диагностика в офтальмологии

АНГИОГРАФИЯ

Исследование сосудистой системы и гемодинамики глазного дна является одним из важнейших средств раннейдиагностикитяжелых патологических изменений органа зрения и, в конечномсчете, профилактики преждевременной слепоты.

Наибольшее распространение для исследованиягемодинамики в настоящее время получили флюоресцентная ангиографияиангиоскопия глазного дна. Эти методы обладают большойинформационнойемкостью.

Флюоресцентная ангиография (ФАГ) с фоторегистрацией позволяет зафиксировать результаты исследования,но нарушает целостность динамической картины кровообращения.

Перед исследователем, который работаетнад усовершенствованием и разработкой аппаратуры для исследования гемодинамики глазного дна, встают следующие задачи:

1) выбор фотоприемника, имеющего достаточновысокую чувствительность как в видимом, так и в ближнем инфракрасном диапазоне и дающего возможность оперативно регистрировать и воспроизводить в реальном времени динамическую картину кровообращения глазного дна

2) выбор соответствующего источникаосвещения глазного дна, который излучает в диапазоне возбуждения применяемых контрастирующих красителей и позволяет достаточно простым способом изменять длину волны излучения.

Желательно, чтобы источник освещения в нужном диапазоне излучения имел возможно более узкую ширину спектра, лучше всего излучение на одной линиимаксимальногопоглощения соответствующего красителя. Применение источника освещения с такойхарактеристикой исключает высокую общую засветку глаза.

Выбранный фотоприемник должен обладать как можно большей чувствительностью в рабочем диапазоне, что даст возможность снизить уровень освещенности глазного дна.

Фотоприемник должен иметь разрешающую способность, достаточную для передачи мелких деталей глазного дна, и высокое отношение сигнал-шум для воспроизведения изображения глазного дна с необходимым контрастом.

Проведенные эксперименты показали, что оптимальным с точки зрения всех требований, предъявляемых к фотоприемнику, является использование в качестве такового телевизионной передающей трубки. Телевизионный фотоприемник преобразует оптическое изображение на его мишени в последовательность электрических импульсов— телевизионный видеосигнал. Видеосигнал передается на устройстваотображения - телевизионные мониторы с экранами различного размера для непосредственной визуализации, и записывается на магнитную ленту с помощью видеомагнитофона. В видеосигнал чисто электронными методами может быть введена дополнительная информация. Наблюдение гемодинамической картины производилось в реальном масштабе времени, а регистрация сигналанавидеомагнитофонепозволяла многократно просматривать сделанную записьдля детальногодиагностического анализа. При использовании соответствующего видеомагнитофона можно просматривать запись с пониженной скоростью воспроизведенияив обратном движении, а также возможна остановка изображения.

Необходимая разрешающая способность телевизионной трубки определяется величиной самых мелких деталей глазного дна,которые необходимо передать, и увеличением оптического канала, формирующего изображение. Если принять размер самых мелких деталей в 50 мкм, то для фундус-камеры "Opton" с увеличением фотоканала 2.5 получим необходимую разрешающую способность телевизионногофотоприемника 8 мм. Изображение участка глазного дна, создаваемое фундус-камерой, представляет собой круг диаметром 20 мм. Следовательно, если изображение занимает всю поверхность мишени, то требуется не более 200 строк разложения, чтобы обеспечить требуемое разрешение. Таким образом, стандартная телевизионная развертка позволит передавать детали мельче 50 мкм.

Проведенные исследования позволили выбрать следующую структурную схему телевизионной системы для ангиографическихисследований. В качестве источника освещенияглазногодна используется перестраиваемый лазер, длина волны которого выбирается в полосе максимального поглощения используемого красителя. При помощиспециального электронного блока оптимальным образом связанымодуляция лазерного луча и параметры разверткителевизионнойсистемы. Вид зависимости выбирается исходя из необходимости обеспечить минимальную паразитную засветку глазного дна, то есть так, чтобыполучить максимальное отношение сигнал-шум в тракте телесигнала. При этом на экране телевизионного дисплеяполучается наиболееконтрастное изображение. Применение в качестве источника света лазера позволяет получить максимальную спектральную плотность излучения в нужном участке спектра и исключить засветку глазного дна на других длинах волн, при этом отпадает необходимость в применении узкополосного фильтра с низким коэффициентом пропускания. Для регистрации видеосигнал записывается на магнитную ленту. Параллельно видеосигнал поступает на спецвычислитель, при помощи которого непосредственно во время исследования или во времявоспроизведения ранее сделанной записи могут быть определены следующие параметры: калибр сосудов в некотором выбранном сечении глазного дна; площадь занимаемая сосудами на глазном дне; доля сосудов определенного заданного калибра; распределение сосудов по калибрам; скорость распространения красителя и др.

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ГОЛОГРАФИИ

Особый интерес для голографической диагностикипредставляеторган зрения.Глаз является органом,позволяющим получать изображение его внутренних сред обычным освещением извне,так как преломляющие среды глаза являются прозрачными для излучения видимого иближнего инфракрасного диапазона.

Наибольший подъем исследований и разработок системобъемного отображения в офтальмологии связан с появлениемлазеров,когдапоявились потенциальные возможности широкого использования голографического метода.

Для голографической записиизображенияглазного днаиспользовалась стандартнаяфотографическаяфундус-камера Цейса,вкоторой ксеноновый источник света был замененлазернымисточником излучения.

Недостатком являются низкое (100 мкм) разрешениеи невысокий (2:1) контраст получаемых изображений.

Традиционные методы оптическойголографиисталкиваются спринципиальными трудностямиихпрактической реализациивофтальмологии , в первую очередь из-за низкого качестваполучаемыхобъемных изображений.

Существенного повышения качества объемных изображенийможноожидать лишь в случае использования однопроходной голографическойрегистрации,каковой являетсярегистрацияпрозрачных микрообъектов методами голографии.

Метод флюоресцентной ангиографии,состоящийв возбужждениилюминесценции красителя,введенного в кровь,и одновременнойфото-регистрации изображения глазного дна.

В результате проведенных исследований был разработанспособполучения однопроходнойголограммыглазного дна.Данныйспособпозволяет существенно улучшить качество восстановленных изображений в результате устранения когерентного шума и паразитных бликов.

Термография

Биофизические аспекты тепловидения.

В человеческом организме вследствие экзотермических биохимических процессов в клетках и тканях,а также засчет высвобождения энергии,связанной с синтезом ДНК и РНК,вырабатывается большоеколичество тепла-50-100 ккал/грамм.Это тепло распределяется внутри организма с помощью циркулирующей кровии лимфы.Кровообращение выравнивает температурные градиенты.Кровьблагодаря высокой теплопроводности,не изменяющейся отхарактерадвижения, способнаосуществлять интенсивный теплообмен между центральными и периферическими областями организма. Наиболее теплой являетсясмешаннаявенозная кровь.Она мало охлаждается в легких и,распространяясь по большому кругу кровообращения,поддерживает оптимальную температуру тканей,органов и систем.Температура крови,проходящейпо кожным сосудам,снижается на 2-3°.При патологии системакровообращения нарушается.Изменения возникают уже потому,что повышенныйметаболизм,например,в очаге воспаления увеличиваетперфузиюкровии,следовательно,теплопроводность,чтоотражается натермограммепоявлением очага гипертермии.

Температура кожи имеетсвоювполне определеннуютопографию.Правда,у новорожденных,как показалаИ.А.Архангельская,термотопография кожиотсутствует.Самуюнизкуютемпературу (23-30°)имеют дистальныеотделыконечностей,кончикноса,ушные раковины.Самая высокая температура подмышечнойобласти,в промежности,области шеи,эпигастрия,губ,щек.Остальные участки имеюттемпературу 31-33,5°С.Суточные колебания температуры коживсреднем составляют 0,3-0,1°С и зависят от физической и психической нагрузок,а также других факторов.

При прочих равных условиях минимальные изменения температуры кожи наблюдаются вобластишеи илба,максимальные—вдистальных отделах конечностей,что объясняется влиянием высших отделов нервной системы.У женщин часто кожная температура ниже,чемумужчин.С возрастом эта температура снижается и уменьшается ее изменчивость под воздействием температуры окружающей среды.При всяком изменении постоянства соотношения температуры внутренних областей тела включаются терморегуляторныепроцессы, которыеустанавливают новый уровень равновесия температуры тела сокружающей

средой.

У здорового человекараспределениетемператур симметричноотносительно средней линии тела.Нарушение этой симметрииислужит основным критерием тепловизионной диагностики заболеваний.Количественным выражением термоасимметрии служит величина перепадатемпературы.Перечислим основные причины возникновения температурной асимметрии:

1.включая сосудистые опухоли.

2.приводящие кнарушению регуляциисосудистого тонуса.

3.с травмой,тромбозом,эмболией,склерозом сосудов.

4.ретроградный ток кровипри недостаточности клапанов вен.

5.опухоли,вызывающие местное усиление обменных процессов.

6.отеком,увеличением или уменьшением слоя подкожной жировой клетчатки.

Существуеттак называемаяфизиологическая термоасимметрия,которая отличается от патологической меньшей величинойперепада температуры для каждой отдельной части тела.Длягруди,живота и спины величина перепада температуры не превышает 1,0°С.

Терморегуляторные реакции вчеловеческоморганизме управляются гипоталамусом.

Кроме центральных,существуют и местные механизмы терморегуляции.Кожа благодаря густой сети капилляров,находящихся подконтролем вегетативной нервной системы и способных значительно расширить или полностью закрыть просвет сосудов,менять свой калибр вшироких пределах,-прекрасный теплообменный орган и регулятор температуры тела.

Температура кожи и подлежащих тканей можетиметьмозаичный характер вследствие неоднородности температур внутреннихорганов или даже отдельных участков того или иногооргана. Следуетобратить внимание на высокие термоизолирующие свойства кожного покрова,который благодаря разветвленной подкожной сосудистой сети,препятствует контактной передаче термических воздействий вглубьтела и в обратном направлении.Все этиобщие иместныемеханизмы терморегуляции оказывают влияние на физические ифизиологическиефакторы,обусловливающие в конечном счете особенности теплоизлучения кожи,аследовательно,и характер тепловизионной картины.

Такимобразом, термография—методфункциональнойдиагностики,основанный на регистрации инфракрасного излучения человеческого тела,пропорционального его температуре.Распределение иинтенсивность теплового излучения внорме определяютсяособенностьюфизиологических процессов,происходящихв организме,вчастности как в поверхностных,так и в глубоких и органах.Различныепатологические состояния характеризуютсятермоасимметриейи наличиемтемпературного градиента между зоной повышенного или пониженногоизлучения и симметричным участком тела,что отражается натермографической картине.Этот факт имеет немаловажное диагностическое ипрогностическоезначение, очемсвидетельствуютмногочисленныеклинические исследования.

МЕТОДИКИ ТЕПЛОВИЗИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Колебания температуры кожи зависят отряда факторов. К ним относятся: сосудистые реакции, скорость кровотока, наличие локальных или общих источников тепла внутри тела, регуляция теплообмена одеждой, испарением. Кроме того, возможны погрешности в измерении температуры за счет воздействия излучающих предметов окружающей среды. Пока влияние всех этих факторовне исключеноилине учитываетсяпри окончательномопределениирезультата измерения, до тех пор невозможно объективно судить о температуре человеческого тела после единичного измерения температуры. Порасчетам Г. Рудовского разница между истинной и кажущейся температурой чаще всего составляет 1-3 градуса.

Точность исследования возрастает, если снятьс исследуемого одежду, а из помещения удалить объекты, более теплые или болеехолодные, чем воздух в комнате. Оптимальной для исследования считается температура воздуха 22 градуса.

Перед проведением тепловизионного исследования больнойдолжен адаптироватьсяктемпературе окружающейсреды. По мнению В.Ф. Сухарева и В.М. Курышевой, оптимальным и достаточнымявляется 20-минутный период адаптации. Эти авторы выделили три типа адаптации у людей:

·группе, вначалеотмечается небольшое падение температуры на 0.3-0.5 С приестественном охлаждениии быстрое восстановление температуры кожи до первоначального уровня.

·приэтом несколько понижена и наблюдается замедленное восстановление температуры кожи.

·сосудистой системы без клинических проявлений. Температура несколько стабилизируется к 40-60-й минуте периода адаптации, оставаясь пониженной.

У больных с патологией сосудов отмечаютсярезкие нарушения адаптационных процессов.

Выбор расстояния от больного доэкрана тепловизора зависит от технических возможностей прибора.

Оптимальное расстояние от тепловизора до объектасоставляет 2-4 метра.

В литературе описывается несколькометодовтепловизионных исследований. Выделяют два основных вида термографии:

1.Контактная холестерическая термография.

2.Телетермография.

Телетермография основана на преобразовании инфракрасного излучения тела человека в электрический сигнал, которыйвизуализируется на экране тепловизора.

Контактная холестерическая термография опирается на оптические свойства холестерических жидких кристаллов, которые проявляются изменением окраски в радужные цвета при нанесении ихна термоизлучающие поверхности. Наиболее холоднымучасткам соответствует красныйцвет, наиболеегорячим—синий. Нанесенныена кожу композициижидкихкристаллов, обладаятермочувствительностьюв пределах 0.001 С, реагируют на тепловойпотокпутем перестройки молекулярной структуры. Падающий на кристаллырассеянный дневной свет разделяется на две компоненты, у одной из которых электрический вектор поворачивается по часовой стрелке, а другой—против.

После рассмотрения различныхметодовтепловидения встает вопрос о способах интерпретации термографического изображения. Существуют визуальный и количественный способы оценкитепловизионной картины.

Визуальная (качественная) оценка термографии позволяет определить расположение, размеры, форму и структуру очаговповышенного излучения, а также ориентировочно оценивать величинуинфракрасной радиации. Однако при визуальной оценке невозможноточное измерение температуры. Кроме того, сам подъемкажущейсятемпературы в термографе оказывается зависимым от скорости развертки и величины поля. Затруднения для клинической оценки результатовтермографии заключаются в том, что подъем температуры на небольшом по площади участке оказывается малозаметным. В результатенебольшой по размерам патологический очаг может не обнаруживаться.

Радиометрический подход весьма перспективен. Онпредполагает использование самой современной техники и может найти применениедля проведения массового профилактического обследования, получения количественной информации о патологических процессах в исследуемых участках, а также для оценки эффективности—термографии.

ТЕПЛОВИЗИОННАЯ ТЕХНИКА И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

Успехи медицинской науки во многом зависят от качестваиспользуемой медицинской аппаратуры. Тепловизоры, применяемые сейчас в тепловизионной диагностике, представляют собойсканирующиеустройства, состоящие из систем зеркал, фокусирующих инфракрасноеизлучение от поверхности тела на чувствительный приемник.Такойприемник требует охлаждения, котороеобеспечиваетвысокую чувствительность. Вприборетепловое излучение последовательнопреобразуется в электрический сигнал, усиливающийсяирегистрирующийся как полутоновое изображение.

В настоящее время применяются тепловизорысоптико-механическим сканированием, в которых за счет пространственнойразвертки изображенияосуществляетсяпоследовательноепреобразованиеинфракрасного излучения в видимое.

В термовизионной аппаратуре видимое изображение высвечивается на экране ЭЛТ поэлементно, т.е. кадр изображенияформируется,как в телевидении, путем перемещения луча по горизонтали и вертикали. Получение поэлементной развертки обеспечиваетоптико-механическое сканирование. Врезультатенавыходепреобразователяформируется видеосигнал, подобный телевизионному. Поскольку спектральный состав части излучения, которая вызывает сигнал на выходе преобразователя, определяется областью пропускания оптической

системы и спектральной характеристикой преобразователя,термовизионная аппаратура имеет более широкую область спектральнойчувствительности, чем та, которая построена на базе электронно-оптического преобразователя.

Упрощенная функциональная схема термовизора приведена на рисунке

Тепловое излучение от объекта проходит через фильтр Ф,пропускающий необходимуючасть излученияизадерживающийзначительную частьвидимого света,назеркально-линзовыйобъектив(ЗЛО). Там с помощью системы зеркал и линз обеспечиваетсясканирование по горизонтали и вертикали. Далее излучениепопадаетнаохлаждаемый преобразователь (П). Для изменения направленияходалучей установлено зеркало З. Преобразователь подключен кбалансно-усилительному блоку БУ, с помощью которого производится настройка термовизора по температурномудиапазонуи почувствительности к температуре. ПомимоэтогоБУ производитпредварительное усиление видеосигнала, что влияние электромагнитных помех.

Основное усиление сигнала осуществляетсялинейным усилителем У, выходные сигналы с которого поступают на сумматор СМ1.Надругой вход сумматора подается серияпилообразных импульсовотблока формирования шкалы температур ШТ. Помимо этого дляполучения сложных синтезированных изображений на сумматор могутподаваться сигналы и с других устройств и блоков. Таким образомСМ1формирует видеосигнал, обеспечивающий получение основного изображения с яркостной отметкой, где наибольшая плотность потока излучения соответствует наиболее яркому свечению экрана ЭЛТ (позитивное изображение). Результирующий сигнал, заполняющийвсевремякадра, с выхода СМ1 поступает на блок формирования изотермИТина сумматор СМ2 (в положении 1 переключателя ПР).

При анализе негативного изображения сигнал с выхода СМ1 передается к СМ2 через инвертор И (положение 2переключателя ПР),который изменяет знак выходного сигнала сумматора СМ1 на противоположный.

Термовизоры в простейшем вариантеимеютдва крупныхконструктивных блока: блок сканирования БС, гдеразмещеныэлементы оптической системы, устройства сканирования, преобразователь, балансно—усилительный блок, устройства для создания запускающих импульсов развертки, и электронно-осциллографический блок, содержащий основную массу электронных устройств, блокипитанияиЭЛТ.Электронно-осциллографический блок в последнее время часто совмещается с микропроцессорной системой или с мини-ЭВМ. Блок сканирования размещается на механизме установки МУв видестойкиилитреноги с устройствами для поворота и наклона,чтобынаправить его на контролируемый объект, и часто делается переносным.

Изображение, получаемое термовизором, может быть зафиксировано и обработано с помощью средств вычислительной техники,например, как это показано на рис.4

От термовизора к блоку управления БУ подводитсявидеосигнализображения и импульсы синхронизации (точки 1, 2 и 3 нарис.3ирис 4). БУ организует работу всей системы обработкиинформации,задаваемую оператором с пульта управления ПУ. Видеосигналтермовизора преобразуется аналого-цифровым преобразователем АЦП в цифровую форму с помощью интерфейса ИНТ, связывающегоАЦПсобщейшиной ОШ, после чего цифровые сигналы поступаютвизмерительныймагнитофон МГ и в память ЭВМ. Обработку информации может производить микропроцессор МКП или мини-ЭВМ, которые используют при этомпостоянное запоминающее устройство ПЗУ. Сформированныеизображения и другаяполученная информацияотображаютсяна видеоконтрольных устройствах ВКУ1 и ВКУ2.

Общим недостатком существующих тепловизоров является необходимость их охлаждения до температуры жидкого азота, чтообусловливает их ограниченное применение. В 1982 году ученые предложилиновый тип инфракрасного радиометра. В его основе - пленочный термоэлемент, работающий при комнатной температуре и обладающий постоянной чувствительностью в широком диапазоне длинволн.Недостатком термоэлемента является низкая чувствительностьибольшая инерционность. С целью увеличения выходного сигналаи повышениячувствительности в радиометре используется термобатарея, состоящая из 70-80 соединенных последовательно и сжатых вплотный пакет термоэлементов. При этом резко уменьшаются потери за счет излучения и конвекции воздуха, что в конечном счете приводит кповышению чувствительности примерно на порядок.Послеоптимизациивысоты батареи, которой прямопропорциональначувствительностьприбора, точность измерения температуры достигла примерно 0.1С.В настоящее время радиометр проходит клинические испытания.

Особенного внимания заслуживают тепловизионные приборы,работающие в миллиметровых диапазонах длин волн. Сконструированоииспытано два новых типа тепловизоров, чувствительных кмиллиметровым электромагнитным волнам. Эти аппараты улавливаютволнынатри порядка длиннее, чем инфракрасные. Такие волны проникаютнабольшую глубину по сравнению с теми, которыеулавливаетобычный инфракрасный тепловизор. Приборы могут различать колебания температуры до доли градуса в тканях, расположенных на несколькомиллиметров внутрь от поверхности кожи. Обычный же тепловизор регистрирует излучение только с поверхности тела.

Радиотермографы, работающие в диапазонеММВ,предназначеныдля обнаружения злокачественных образований молочных желез, щитовидной железы и некоторых областей головного мозга. Они незаменимы для обнаружения опухолей и воспалений неглубокогозалегания,потому что позволяют обеспечить наиболее высокую разрешающую способность и усреднение температуры по наименьшему объему. Это особенно ценно для выявления опухолей в начальной стадии, когда различие их температуры с окружающей средой невелико.

Подводя итог обзору современной тепловизионной техники, нужно указать на основные пути и перспективыеесовершенствования.Это, во-первых, повышение уровня четкости и степениконтрастности тепловизионныхизображений,создание видеоконтрольныхустройств, дающих увеличенное воспроизведениетепловогоизображения, а также дальнейшая автоматизация исследованийиприменениеЭВМ. Во-вторых, совершенствование методики тепловизионныхисследований различных видов заболеваний. Тепловизор должен давать информацию о площади кожного участка сизмененной температуройикоординатах фиксированного тепловогополя. Предполагаетсясоздать аппараты, вкоторыхможно произвольноменятьувеличениеизображения, фиксировать амплитудное распределение температуры погоризонтальным и вертикальным осям. Кроме того, необходимосконструировать прибор, способный интенсифицировать развитие исследований механизма теплопередачи и корреляции наблюдаемыхтепловыхполей с источниками тепла внутри тела человека. Это позволит разработать унифицированныеметодикитепловизионнойдиагностики.В-третьих, следует продолжить поиск новых принципов работы тепловизоров, работающих в более длинноволновыхобластяхспектра сцелью регистрации максимума теплового излучения тела. В перспективе также возможно совершенствованиеаппаратуры длясверхчувствительного приема электромагнитных колебаний дециметровых, сантиметровых и миллиметровых диапазонов.

Литература

1.: Медицина, 1982, 191 с.

3.: 1988 г., 126 с.

4.: Наука и техника, 1986 г., 231 с.

6.: Медицина, 1981 г., 399 с.

7.: Медицина, 1989, 254 с.

8."Медтехника" ,1995 г.-№3; 1996 г.-№4

10.