Лазерные методы диагностики

Видео: Диагностика зрения. Лазерная коррекция зрения

Лазеры представляют собой источники света, работающие на  базе процесса вынужденного  (стимулированного, индуцированного)  испускания фотонов возбужденными атомами илимолекулами под воздействием фотонов излучения, имеющих ту же частоту. Отличительнойчертой этого процесса является то, что фотон, возникающий  привынужденном испускании, идентичен вызвавшему его появление внешнемуфотону по  частоте, фазе, направлению иполяризации. Это  определяет уникальныесвойства квантовых генераторов: высокаякогерентность излучения в пространстве и во времени, высокая  монохроматичность, узкая направленностьпучка излучения, огромная концентрация потока мощности и способность фокусироватьсяв 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) до  1.2  мкм (инфракрасное излучение) - и могутработать  как  в  непрерывном, так и вимпульсном режимах.

Лазер состоит из трех принципиально важных узлов: излучателя, системы накачки и источника питания, работа которых  обеспечивается с помощью специальных  вспомогательных  устройств. Упрощенная конструктивная схема гелий-неонового лазерапоказана  на  рисунке ниже.

Излучатель предназначен для преобразования  энергии  накачки (перевода гелий-неоновой смеси 3 в активное состояние)  влазерное излучение и содержит оптический резонатор, представляющий  собой вобщем  случае  системутщательно  изготовленных  отражающих, преломляющих и  фокусирующих  элементов, во  внутреннем  пространстве которого возбуждается иподдерживается определенный  тип электромагнитныхколебаний оптического диапазона. Оптический резонатор должен иметь минимальныепотери в  рабочей  частиспектра, высокую точность изготовления узлов и их взаимной установки. Влазере, показанном на рисунке, оптический резонатор выполнен  ввиде двух параллельных зеркал 1 и 5,расположенных вне  активнойчасти среды 3,которая отделена от окружающей среды колбой  6  разряднойтрубки и двумя окнами 2,4 сплоскопараллельными  границами, образующимис осью излучения угол  Брюстера. Внешние  зеркала1  и  5 обеспечивают многократное прохождение  излучения  через  активную среду с нарастанием мощности потокалазерного излучения. Для выхода излучения одно из зеркал (5) делается с отверстиемили полупрозрачным.

Система накачки предназначена для преобразования энергии источника электрического питания 8 в энергию ионизированной  активной среды 3 лазера. Накачкаосуществляется электрическим разрядом, для чего в нем устанавливаются два электрода- катод 7 и анод  9, между которымиподается напряжение от источника питания. Атомы гелия возбуждаются присоударениях с быстрыми электронами и, сталкиваясь с атомами неона, передают имсвою энергию. В некоторых  типах лазеровприменяют фокусирующие магниты или обмотки испециальные отводные трубки для циркуляции активной среды.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И ЦЕЛИ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО  ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛАЗЕРОВ.

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

В нижней половине схемы сгруппированы направления  использования лазерного излучения в качестве инструмента исследования. Лазерздесь играет роль уникального светового источника  при  спектральныхисследованиях, в лазерноймикроскопии, голографии и др.В верхней половине схемыпоказаны основные пути использования лазеров в качестве инструментавоздействия на биологическиеобъекты. можно выделитьтри типа такого воздействия.

К первому типу отнесено воздействие на ткани  патологического очага импульсным или непрерывным лазерным излучением при плотности мощности, недостаточной дляглубокого  обезвоживания, испарениятканей и возникновения в них дефекта. Этомутипу  воздействия соответствуетприменение лазеров в дерматологии ионкологии  для облученияпатологических тканевых образований, которое приводит  к их коагуляции. Второй тип - рассечение тканей, когда  подвлиянием излучения лазера непрерывногоили  частотно-периодического  действия часть ткани испаряется и в нейвозникает дефект. В этом случае плотность мощности излучения можетпревосходить  используемую прикоагуляции на два порядка и более. Этому типу воздействия соответствуетхирургическое применение лазеров. К третьему типу можно отнести влияние наткани и органы низкоэнергетического излучения, обычно не вызывающего явныхморфологических изменений, но приводящего к определенным биохимическим ифизиологическим сдвигам в организме, т.е. воздействие  типа  физиотерапевтического.Сюда же следует включить применение гелий-неонового лазера в целяхбиостимуляции при вяло текущих раневых процессах, трофических язв и др.

Несмотря на всю условность схемы (нетрудно  видеть, например, что при рассечении тканей наблюдается одновременно  гибель  части клеток, т.е. реализуется и воздействиепо первому типу, рассечение и коагуляция тканей сопровождается определеннымифизиолого-биохимическими изменениями и др.),она дает представление о тех  основных эффектах, которые достигаются спомощью лазерного облучения  и практическииспользуются специалистами медико-биологического профиля. Задача исследованийпо механизму биологического действия лазерной радиации сводится к изучению техпроцессов, которые лежат в основе интегральных эффектов, вызываемых облучением —коагуляции тканей, их испарения, биостимуляционных сдвигов в организме.

Лазерная диагностика в офтальмологии

АНГИОГРАФИЯ

Исследование сосудистой системы и гемодинамики глазного дна является одним из важнейших средствранней  диагностики  тяжелых патологических изменений органазрения и, в конечном  счете,профилактики преждевременной слепоты.

Наибольшее распространение для исследования  гемодинамики в настоящее время получили флюоресцентная ангиография  и  ангиоскопия глазного дна. Эти методыобладают большой  информационной  емкостью.

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

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

1) выбор фотоприемника, имеющего достаточно  высокую чувствительность как в видимом, так и в ближнем инфракрасном диапазоне и дающего возможность оперативнорегистрировать и воспроизводить в реальном времени динамическую картинукровообращения глазного дна

2) выбор соответствующего источника  освещения  глазного дна, который излучает в диапазоне возбуждения применяемыхконтрастирующих красителей и позволяет достаточно простым способом изменятьдлину волны излучения.

Желательно, чтобы источник освещения в нужном диапазоне излучения имел возможно более узкую ширину спектра, лучше всего излучение наодной линии  максимального  поглощениясоответствующего красителя. Применение источника освещения с такой  характеристикой исключает высокую общуюзасветку глаза.

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

Фотоприемник должен иметь разрешающую способность, достаточную для передачи мелких деталей глазного дна, и высокое отношениесигнал-шум для воспроизведения изображения глазного дна с необходимымконтрастом.

Проведенные эксперименты показали, что оптимальным с точки зрения всех требований, предъявляемых к фотоприемнику, является использование вкачестве такового телевизионной передающейтрубки. Телевизионный фотоприемник преобразует оптическое изображение наего мишени в последовательность электрических импульсов— телевизионныйвидеосигнал. Видеосигнал передается на устройства  отображения - телевизионные мониторы с экранами различногоразмера для непосредственной визуализации, и записывается на магнитную ленту спомощью видеомагнитофона. В видеосигнал чисто электронными методами может бытьвведена дополнительная информация. Наблюдение гемодинамической картины производилосьв реальном масштабе времени, а регистрация сигнала  на  видеомагнитофоне  позволяламногократно просматривать сделанную запись  для  детального  диагностического анализа. При использованиисоответствующего видеомагнитофона можно просматривать запись с пониженнойскоростью воспроизведения  и  в обратном движении, а также возможнаостановка изображения.

Необходимая разрешающая способность телевизионной трубки определяется величиной самых мелких деталейглазного дна,  которые необходимопередать, и увеличением оптического канала, формирующего изображение. Еслипринять размер самых мелких деталей в 50 мкм, то для фундус-камеры "Opton"с увеличением фотоканала 2.5 получим необходимую разрешающую способностьтелевизионного  фотоприемника 8 мм.Изображение участка глазного дна, создаваемое фундус-камерой, представляетсобой круг диаметром 20 мм. Следовательно, если изображение занимает всюповерхность мишени, то требуется не более 200 строк разложения, чтобыобеспечить требуемое разрешение. Такимобразом, стандартная телевизионная развертка позволит передавать деталимельче 50 мкм.

Проведенные исследования позволили выбрать следующую структурную схему телевизионной системы для ангиографических  исследований. В качестве источника освещения  глазногодна  используется перестраиваемыйлазер, длина волны которого выбирается в полосе максимального поглощенияиспользуемого красителя. При помощиспециального электронного блока оптимальным образом связаны  модуляция лазерного луча и параметрыразвертки  телевизионной  системы. Вид зависимости выбирается исходяиз необходимости обеспечить минимальную паразитную засветку глазного дна, тоесть так, чтобы  получить максимальноеотношение сигнал-шум в тракте телесигнала. При этом на экране телевизионногодисплея  получается  наиболееконтрастное изображение. Применение в качестве источника света  лазера позволяет получить максимальнуюспектральную плотность излучения в нужном участке спектра и исключить засветкуглазного дна на других длинах волн, при этом отпадает необходимость вприменении узкополосного фильтра с низким коэффициентом пропускания. Длярегистрации видеосигнал записывается на магнитную ленту. Параллельновидеосигнал поступает на спецвычислитель, при помощи которого непосредственново время исследования или во времявоспроизведения ранее сделанной записи могут быть определены следующиепараметры: калибр сосудов в некотором выбранном сечении глазного дна- площадьзанимаемая сосудами на глазном дне- доля сосудов определенного заданногокалибра- распределение сосудов по калибрам- скорость распространения красителяи др.

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ГОЛОГРАФИИ

Особый интерес для голографической диагностики  представляет орган зрения. Глаз является органом, позволяющимполучать изображение его внутренних сред обычным освещением извне, так как преломляющие среды глазаявляются прозрачными для излучения видимого и ближнего инфракрасного диапазона.

Наибольший подъем исследований и разработок систем  объемного отображения в офтальмологии связан с появлением  лазеров, когда появились потенциальные возможности широкого использованияголографического метода.

Для голографической  записи  изображения  глазногодна  использоваласьстандартная  фотографическая  фундус-камера  Цейса, в которой ксеноновый источник света былзаменен  лазерным  источником излучения.

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

Традиционные методы  оптической  голографии  сталкиваются  с принципиальнымитрудностями  их  практической  реализации  в  офтальмологии, в первую очередь из-за низкогокачества  получаемых объемных изображений.

Существенного повышения качества объемных изображений  можно ожидать лишь в случае использованияоднопроходнойголографической  регистрации, каковой  является  регистрация  прозрачныхмикрообъектов методами голографии.


Метод флюоресцентной  ангиографии, состоящий  в возбужждении люминесценции красителя, введенногов кровь, и одновременной  фото-регистрации изображения глазного дна.

В результате проведенных исследований был разработан  способ получения однопроходнойголограммы  глазного  дна. Данный  способпозволяет существенно улучшить качество восстановленных изображений врезультате устранения когерентного шума и паразитных бликов.

Термография

Биофизические аспекты тепловидения.

В человеческом организме вследствие экзотермических биохимических процессов в клетках итканях, а также за  счетвысвобождения энергии, связаннойс синтезом ДНК и РНК, вырабатываетсябольшое количество тепла-50-100ккал/грамм. Это теплораспределяется внутри организма с помощью циркулирующей крови  илимфы. Кровообращениевыравнивает температурные градиенты. Кровь  благодарявысокой теплопроводности, неизменяющейся от  характера  движения, способна осуществлятьинтенсивный теплообмен между центральными ипериферическими областями организма.Наиболее теплой являетсясмешанная венозная кровь. Она мало охлаждается в легких и, распространяясь по большому кругукровообращения, поддерживаетоптимальную температуру тканей, органови систем. Температура крови, проходящей  по  кожным сосудам, снижается на 2-3°. При патологии система  кровообращения нарушается. Изменения возникают уже потому, что повышенный  метаболизм, например, в очагевоспаления увеличивает  перфузию  крови и, следовательно, теплопроводность, что  отражаетсяна  термограмме появлением очага гипертермии.

Температура кожи имеет  свою  вполне  определенную  топографию. Правда, уноворожденных, как показала  И.А.Архангельская, термотопография кожиотсутствует. Самую  низкуютемпературу  (23-30°) имеют дистальные  отделыконечностей, кончик  носа, ушные  раковины. Самая высокая температура подмышечной  области, в  промежности, области шеи, эпигастрия, губ, щек. Остальныеучастки имеют  температуру 31-33,5°С. Суточные колебания температуры  кожив  среднем составляют 0,3-0,1°С и зависят от физической и психическойнагрузок, а также других факторов.

При прочих равных условиях минимальные изменениятемпературы кожи наблюдаютсяв  области  шеии  лба, максимальные—в  дистальных отделах конечностей, что объясняется влиянием высших отделовнервной системы. У женщин частокожная температура ниже, чем  у мужчин. С возрастом эта температура снижается иуменьшается ее изменчивость под воздействием температуры окружающей среды. При всяком изменении постоянствасоотношения температуры внутреннихобластей тела включаются терморегуляторные  процессы, которые  устанавливают новый уровень равновесиятемпературы тела с  окружающей средой.

У здорового человека  распределение  температурсимметрично относительносредней линии тела. Нарушение этойсимметрии  и  служит основным критерием тепловизионной диагностики заболеваний. Количественным выражением термоасимметриислужит величина  перепада температуры. Перечислим основные причины возникновения температурнойасимметрии:

1.Врожденная сосудистая патология, включаясосудистые опухоли.

2.Вегетативные расстройства, приводящие к  нарушениюрегуляции  сосудистого тонуса.

3.Нарушения кровообращения в связи  с  травмой,тромбозом, эмболией, склерозом сосудов.

4.Венозный застой, ретроградный токкрови  при  недостаточности клапанов вен.

5.Воспалительные процессы, опухоли, вызывающие местное  усиление обменных процессов.

6.Изменения теплопроводности тканей в связи сотеком, увеличением илиуменьшением слоя подкожной жировой клетчатки.

Существует  так  называемая  физиологическая   термоасимметрия, которая отличается от патологической меньшей величиной  перепада температуры для каждой отдельнойчасти тела. Для  груди,живота и спины величина перепада температуры не превышает 1,0°С.

Терморегуляторные реакции вчеловеческом  организме  управляются гипоталамусом.

Кроме центральных, существуют и местные механизмы  терморегуляции. Кожаблагодаря густой сети капилляров, находящихсяпод  контролем вегетативной нервнойсистемы и способных значительнорасширить или полностью закрыть просвет сосудов, менять свой калибр в широкихпределах, -прекрасныйтеплообменный орган и регулятор температуры тела.

Температура кожи и подлежащих тканей может  иметь  мозаичный характер вследствие неоднородности температур внутренних  органовили даже отдельных участков того или иного  органа. Следует  обратить внимание на высокие термоизолирующиесвойства кожного покрова, которыйблагодаря разветвленной подкожной сосудистой сети, препятствует контактной передаче термических воздействийвглубь  тела и в обратном направлении. Все эти  общие  и  местныемеханизмы терморегуляцииоказывают влияние на физические ифизиологические факторы, обусловливающие в конечном счетеособенности теплоизлучения кожи, а следовательно, и характер тепловизионной картины.

Таким  образом, термография—метод  функциональной  диагностики, основанныйна регистрации инфракрасного излучения человеческого тела, пропорционального его температуре. Распределение и  интенсивность теплового излучения в  нормеопределяются  особенностью физиологических процессов, происходящих  в  организме, вчастности как вповерхностных, так и в глубоких иорганах. Различные  патологические состоянияхарактеризуются  термоасимметрией  иналичием температурногоградиента между зоной повышенного илипониженного излучения исимметричным участком тела, чтоотражается на  термографической картине. Этот факт имеет немаловажноедиагностическое и прогностическое  значение, о  чем  свидетельствуют  многочисленные клиническиеисследования.

МЕТОДИКИ ТЕПЛОВИЗИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Колебания температуры кожи зависят от  ряда  факторов. К ним относятся: сосудистыереакции, скорость кровотока, наличие локальных или общих источниковтепла внутри тела, регуляция теплообмена одеждой, испарением. Кроме того, возможныпогрешности в измерении температуры за счет воздействия излучающих предметовокружающей среды. Пока влияние всех этих факторов  не  исключено  илине учитывается  при  окончательном  определении  результата  измерения, до тех пор невозможно объективносудить о температуре человеческого тела после единичного измерения  температуры. По  расчетам Г. Рудовского разница между истинной и кажущейсятемпературой  чаще всего составляет 1-3градуса.

Точность исследования возрастает, если снять  с  исследуемого одежду, а из помещения удалить объекты, более теплые илиболее  холодные, чем воздух в комнате.Оптимальной для исследования считается температура воздуха 22 градуса.

Перед проведением тепловизионного исследования больной  должен  адаптироваться  к  температуреокружающей  среды. По мнению В.Ф.Сухарева и В.М. Курышевой, оптимальным идостаточным  является 20-минутныйпериод адаптации. Эти авторы выделили три типа адаптации у людей:

·Первый—устойчивый. Характеризуется высокой степенью адаптации. У людей, относящихся к этой  группе, вначале  отмечается  небольшоепадение температуры на 0.3-0.5 С приестественном  охлаждении  и быстрое восстановление температуры кожи допервоначального уровня.

·Второй—уравновешенный. Степень адаптации  при  этом  несколько понижена инаблюдается замедленное восстановление температуры кожи.

·Третий—неустойчивый. В этом случае имеют место нарушения физической терморегуляции или функциональныерасстройства  сосудистой системы безклинических проявлений. Температура несколько стабилизируется к 40-60-й минутепериода адаптации, оставаясь пониженной.

У больных с патологией сосудов отмечаются  резкие  нарушения адаптационных процессов.

Выбор расстояния от  больного до  экрана тепловизоразависит от технических возможностей прибора.

Оптимальное расстояние от тепловизора до объекта  составляет 2-4 метра.

В литературе описывается  несколько  методов  тепловизионных исследований. Выделяют дваосновных вида термографии:

1.Контактная холестерическая термография.

2.Телетермография.


Телетермография основана на преобразовании инфракрасного излучения тела человека в электрическийсигнал, который  визуализируетсяна экране тепловизора.

Контактная холестерическая термография опирается на оптические свойства холестерических жидких кристаллов, которые проявляютсяизменением окраски в радужные цвета при нанесении их  на  термоизлучающиеповерхности. Наиболее  холодным  участкамсоответствует красный  цвет,наиболее  горячим—синий. Нанесенные  накожу композиции  жидких  кристаллов, обладая  термочувствительностью  в пределах 0.001 С, реагируют натепловой  поток  путемперестройки молекулярной структуры. Падающий на кристаллы  рассеянныйдневной свет разделяется на две компоненты, у одной из которыхэлектрический вектор поворачивается по часовой стрелке, а другой—против.

После рассмотрения  различных  методов  тепловидения  встает вопрос о способах интерпретации термографическогоизображения. Существуют визуальный и количественный способы оценки  тепловизионной картины.

Визуальная (качественная) оценка термографии позволяет определить расположение, размеры, форму и структуру очагов  повышенного излучения, а также ориентировочнооценивать величину  инфракраснойрадиации. Однако при визуальной оценке невозможно  точное  измерениетемпературы. Кроме того, самподъем  кажущейся  температуры в термографе оказываетсязависимым от скорости развертки ивеличины поля. Затруднения для клинической оценки результатов  термографии заключаются в том, что подъемтемпературы на небольшом по площади участке оказывается малозаметным. Врезультате  небольшой  по размерам патологический очаг может необнаруживаться.

Радиометрический подход весьма перспективен. Он  предполагает  использование самой современной техники и может найти применение  для  проведения массового профилактического  обследования, получения  количественной информации о патологическихпроцессах в исследуемых участках, а также для оценки эффективности—термографии.

ТЕПЛОВИЗИОННАЯ ТЕХНИКА И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

Успехи медицинской науки во многом зависят откачества  используемоймедицинской аппаратуры. Тепловизоры, применяемые  сейчас в тепловизионной диагностике, представляют собой  сканирующие устройства, состоящие из систем зеркал, фокусирующихинфракрасное излучение отповерхности тела на чувствительныйприемник.  Такой приемник требует охлаждения,которое  обеспечивает  высокуючувствительность. В  приборе  тепловоеизлучение    последовательно преобразуется в электрический сигнал,усиливающийся  и  регистрирующийся как полутоновое изображение.

В настоящее время применяются тепловизоры  с  оптико-механическим сканированием, в которыхза счет пространственной  разверткиизображения  осуществляется  последовательное  преобразование инфракрасногоизлучения в видимое.

В термовизионной аппаратуре видимое изображение высвечивается на экране ЭЛТ поэлементно, т.е.кадр изображения  формируется, как в телевидении, путем перемещениялуча по горизонтали и вертикали. Получение поэлементной разверткиобеспечивает  оптико-механическоесканирование. В  результате  навыходе  преобразователя формируется видеосигнал, подобныйтелевизионному. Поскольку спектральный состав части излучения, которая вызываетсигнал на выходе преобразователя, определяется областью пропускания  оптической

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

Тепловое излучение от объекта проходит через фильтр Ф,  пропускающий необходимую  частьизлучения  и  задерживающий  значительную частьвидимого  света,  назеркально-линзовый  объектив (ЗЛО). Там с помощью системы зеркали линз обеспечивается  сканированиепо горизонтали и вертикали. Далее излучение  попадает  на охлаждаемый преобразователь (П).Для изменения  направления  ходалучей установлено зеркало З. Преобразователь подключен к  балансно-усилительному блоку БУ, с помощьюкоторого производится  настройкатермовизора по  температурному  диапазону  и  по  чувствительности к температуре.Помимо  этого  БУпроизводит  предварительноеусиление видеосигнала, что снижает влияние электромагнитных помех.

Основное усиление сигнала осуществляется  линейным  усилителем У, выходные сигналы с которого поступают на сумматорСМ1.  На другой вход сумматора подается серия  пилообразныхимпульсов  от блока формирования шкалы температур ШТ.Помимо этого для  получения сложныхсинтезированных изображений на сумматормогут  подаваться сигналы и сдругих устройств и блоков. Такимобразом  СМ1 формирует видеосигнал, обеспечивающийполучение основного изображения с яркостной отметкой, где наибольшая плотностьпотока излучения соответствует наиболее яркому свечению экрана ЭЛТ (позитивноеизображение). Результирующий сигнал,заполняющий  все  время кадра,с выхода СМ1 поступает на блок формирования изотерм  ИТ  и на сумматор СМ2 (в положении 1переключателя ПР).

При анализе негативного изображения сигнал с выхода СМ1передается к СМ2 через инвертор И (положение 2  переключателя  ПР), который изменяет знак выходного сигналасумматора СМ1 на противоположный.

Термовизоры в простейшем варианте  имеют  двакрупных  конструктивных блока:блок сканирования БС, гдеразмещены  элементы оптической системы, устройствасканирования, преобразователь, балансно—усилительный блок, устройства для создания запускающих импульсовразвертки, и электронно-осциллографический блок, содержащий основную массуэлектронных устройств, блокипитания  и  ЭЛТ. Электронно-осциллографическийблок в последнее время часто совмещается с микропроцессорной системой или смини-ЭВМ. Блок сканирования размещается на механизме установки МУ  ввиде  стойки  или треногис устройствами для поворота инаклона,  чтобы  направить его на контролируемый объект, и часто делается переносным.

От термовизора к блоку управления БУ подводится  видеосигнал изображения и импульсы синхронизации (точки 1, 2 и 3 на  рис. 3  и рис 4). БУ организует работу всей системыобработки  информации, задаваемую оператором с пультауправления ПУ. Видеосигнал  термовизорапреобразуется аналого-цифровым преобразователем АЦП в цифровую форму с помощьюинтерфейса ИНТ, связывающего  АЦП  с  общей шиной ОШ, после чего цифровые сигналыпоступают  в  измерительный магнитофонМГ и в память ЭВМ. Обработку информации может производить микропроцессор МКПили мини-ЭВМ, которые используют при этомпостоянное запоминающее устройство ПЗУ. Сформированные  изображения и другая  полученнаяинформация  отображаются  навидеоконтрольных устройствах ВКУ1 и ВКУ2.

Общим недостатком существующих тепловизоров является необходимость их охлаждения дотемпературы жидкого азота, чтообусловливает их ограниченное применение. В 1982 году ученые  предложили новый тип инфракрасного радиометра. В его основе - пленочныйтермоэлемент, работающий при комнатной температуре и обладающий постояннойчувствительностью в широком диапазоне длинволн.  Недостатком термоэлементаявляется низкая чувствительность  и  большаяинерционность. С целью увеличения выходного сигнала  иповышения чувствительностив радиометре используется термобатарея,состоящая из 70-80 соединенных последовательно и сжатых в  плотныйпакет термоэлементов. При этом резко уменьшаются потери за счетизлучения и конвекции воздуха, что в конечном счете приводит к  повышению чувствительности примерно напорядок.  После  оптимизации высоты батареи, которойпрямо  пропорциональна  чувствительность прибора, точность измерения температуры достигла примерно0.1  С. В настоящее время радиометр проходит клинические испытания.

Особенного внимания заслуживают тепловизионные приборы, работающие в миллиметровых диапазонах длин волн.Сконструировано  и испытано два новых типа тепловизоров,чувствительных к  миллиметровымэлектромагнитным волнам. Эти аппараты улавливают  волны  на три порядка длиннее, чем инфракрасные.Такие волны  проникают  на большуюглубину по сравнению с теми, которыеулавливает  обычный инфракрасный тепловизор. Приборы могутразличать колебания температуры до доли градуса в тканях, расположенных нанесколько  миллиметров внутрь отповерхности кожи. Обычный же тепловизор регистрирует излучение только с поверхноститела.

Радиотермографы, работающие в диапазоне  ММВ,  предназначены для обнаружения злокачественных образований молочных желез,щитовидной железы и некоторых областей головного мозга. Они незаменимы дляобнаружения опухолей и воспаленийнеглубокого  залегания, потому что позволяют обеспечитьнаиболее высокую разрешающую способность и усреднение температуры понаименьшему объему. Это особенно ценно для выявления опухолей в начальнойстадии, когда различие их температуры с окружающей средой невелико.

Подводя итог обзору современной тепловизионной техники, нужно указать на основные пути иперспективы  ее  совершенствования. Это, во-первых, повышение уровня четкости и степени  контрастности  тепловизионныхизображений,  создание  видеоконтрольных  устройств, дающих увеличенное воспроизведение  тепловогоизображения, а также дальнейшая автоматизация исследований  иприменение ЭВМ. Во-вторых,совершенствование методики тепловизионныхисследований различных видов заболеваний. Тепловизор должен даватьинформацию о площади кожного участка сизмененной  температурой  и координатахфиксированного теплового  поля.  Предполагается  создать аппараты, вкоторых  можно  произвольноменять  увеличение изображения, фиксировать амплитудноераспределение температуры по горизонтальными вертикальным осям. Кроме того, необходимосконструировать прибор, способный интенсифицировать развитиеисследований механизма теплопередачи и корреляции  наблюдаемых  тепловых полей с источниками тепла внутри телачеловека. Это позволит разработатьунифицированные  методики  тепловизионной  диагностики. В-третьих,следует продолжить поиск новых принципов работы тепловизоров, работающих вболее  длинноволновых  областяхспектра  с целью регистрации максимума теплового излучения тела. В  перспективе также возможносовершенствование  аппаратуры  длясверхчувствительного приема электромагнитных колебаний дециметровых,сантиметровых и миллиметровых диапазонов.

Литература

1.Дударев А.Л. Лучевая терапия, Л.: Медицина,1982, 191 с.

2.Лазерная и магнитно-лазерная терапия в медицине, Тюмень, 1984, 144 с.

3.Современные методы лазерной терапии, Отв. Ред. Б.И. Хубутия, - Рязань.: 1988 г., 126 с.

4.Терапевтическая эффективность низкоинтенсивного лазерного излучения., А.С. Крюк, В.А.Мостовников и др., - Минск.:Наука и техника, 1986 г., 231 с.

5.Лазерные методы лечения и ангиографические исследования в офтальмологии, Сб. науч. тр. Под ред.С.Н. Федорова, 1983 г., 284 с.

6.Лазеры в клинической медицине, Н. Д. Девятков, - М.:Медицина, 1981 г., 399 с.

7.Лазеры в хирургии. Под ред. О.К. Скобелкина .- М .:Медицина, 1989, 254 с.

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

9.Госсорг Ж. Инфракрасная термография, 1988 г.,

10.Воробьев Тепловидение в медицине, 1985 г., 63 с.


Внимание, только СЕГОДНЯ!
Похожее