Верба В С, Гандурін В А, Гудков А Г, Леушин В Ю, Плющев В А ВАТ «Концерн« Вега », ТОВ« Гіперіон »Кутузовський проспект, 34, Москва, 121170, Росія Тел: +7 (495) 2499096 e-mail: mail@vegasu

Анотація – Розглянуто неінвазивні методи функціональної діагностики живих тканин людини, засновані на методах пасивної та активної радіолокації в радіочастотному і оптичному діапазонах

I                                       Введення

Спостереження організму людини в різних видах полів і випромінювань дозволяють вивчати його як би через різні «вікна» У радіочастотному діапазоні стають доступні для дослідження біоенергетичні процеси (Рівень метаболізму, теплопродукція) і кровотік в глибині тканин, зокрема, в корі головного мозку, в оптичному діапазоні – зміни в сітківці ока

II                              Основна частина

до теперішнього часу розвинений метод неінвазивного вимірювання температури тканин – динамічна багатоканальна пасивна радіолокація Він заснований на реєстрації власного теплового випромінювання тканин не в інфрачервоному, а в радіочастотному діапазоні, що дозволяє вимірювати випромінювання, що виходить з глибини до декількох сантиметрів, інтенсивність якого визначається абсолютною температурою в цьому шарі тканини Знімання інформації здійснюється за допомогою контактних антен-аплікаторів, встановлених на поверхні тіла або голови людини Метод орієнтований на вимірювання не абсолютною температури, а динаміки її зміни у всій досліджуваної області Температурну інформацію знімають одночасно з декількох точок на тілі пацієнта (відповідно до числа каналів), як з поверхні тіла, так і з його глибинних структур, і отримують «радіотеплового карти» – динамічні розподілу інтенсивності радіотеплового випромінювання Для ефективного прийому сигналів антени повинні мати хороший електродинамічний контакт (Малий коефіцієнт відбиття) і бути узгодженими по импедансу (хвильовому опору) з тілом людини Так як хвильовий опір залежить від величини діелектричної проникності речовини, а тіло людини має усереднені значення діелектричної проникності 40 – 60, то розміри антен істотно зменшуються щодо розмірів для вільного простору Відповідно покращується і роздільна здатність Так, зокрема, для довжини хвилі у вільному просторі 40 см довжина хвилі в тілі людини становить 5 – 7 см При цьому можна отримати роздільну здатність 2,5 – 3,5 см

Оцінка фізіологічного стану організму проводиться за допомогою аналізу «радіотеплових карт» до функціонального навантаження (фоновий стан) та їх змін, викликаних впливом фізіологічної проби В якості однієї з таких проб застосовується Глюкозна навантаження Метод заснований на експериментально доведеною теорії підвищення вуглеводного обміну в злоякісних пухлинах Зазначений метод застосовується для досліджень в онкології [1] З його допомогою було показано, що при Глюкозна тесті відбувається значний розігрів в області, де розташована пухлина або її метастази Проведені дослідження підтвердили, що цей метод ефективний для вивчення реакцій кори головного мозку людини

До активних радіолокаційним методам дослідження та діагностики живих тканин людини можна віднести методи трехчастотние оптичної локації для візуалізації, цифрової реєстрації та діагностичного моніторингу кольорового зображення очного дна в реальному часі [2]

Аналіз картини очного дна є ефективним, а в ряді випадків і єдиним засобом ранньої діагностики цілого спектру серйозних захворювань, таких як СНІД, цукровий діабет і т д. Одним з ускладнень, повязаних з цукровим діабетом, є проліферативна діабетична ретинопатія (характеризується появою новоутворених судин на сітківці ока), яка стала однією з основних причин сліпоти і слабовидения

Повна структурна схема трехчастотние локаційної фундус-камери для візуалізації, цифрової реєстрації та діагностичного моніторингу кольорового зображення очного дна в реальному часі представлена ​​на рис1 Вона включає оптичну систему 1, що забезпечує підсвічування очного дна і реєстрацію його зображення, трьохкоординатний привід 2, що забезпечує прецизійне просторове позиціонування оптичної системи, джерело світла 3, ПЗЗ камери 4,5 і оснащений засобами збору даних і управління

6,7 високопродуктивний персональний компютер, що забезпечує автоматичне адаптивне управління оптоелектронними і електромеханічними вузлами, а також обробку, візуалізацію та реєстрацію зображення

У режимі локації до компютера подкпючается ПЗС камера 5, а на червоний, зелений і блакитний світлодіоди джерела світла 3 під управлінням компютера черзі подаються короткі, синхронізовані з кадровим синхросигналом ПЗС, імпульси харчування Світлові імпульси світлодіодів за допомогою обєктивів Οι та Ог проходять через зіницю ока і висвітлюють очне дно А розсіяний на очному дні світло проходить через зіницю, обєктиви Οι, Огі Озі реєструється ПЗС камерою 5 у вигляді зображення ділянки очного дна Таким чином, ПЗС камера 5 реєструє і передає в компютер три кадри одного і того ж ділянки очі, зняті при освітленні червоним, зеленим і блакитним світлом За цими трьома кадрам програмно синтезується кольорове зображення Розрахунковий час локації фрагмента -01 с

Рис 1 Структурна схема трехчастотние локаційної фундус-камери

Fig 1 Block-diagram of three-frequency location fundus-camera

Після локації фрагмента зображення точка фокусу (і кутова позиція очі пацієнта) переміщається в наступне положення і виробляється локації наступної ділянки, який частково перекривається З попереднім Таким чином, зображення всього ПОЛЯ очного дна фіксується в компютері у вигляді серії знімків різних ділянок На завершальному етапі знімки різних ділянок зшиваються в ОДНЕ загальне зображення Розрахункова час локації ділянок зображення очного дна з полем> 90 ° І дозволом ~ 5 і їх зшивання в загальне зображення – приблизно 15 хв

III                                    Висновок

Пасивна радіолокація в дециметровому діапазоні довжини хвиль дозволяє спостерігати за змінами теплових полів внутрішніх органів і головного мозку, а при використанні глюкозной навантаження дає істотну додаткову інформацію про характер наявної патології

Дослідження очного дна хворих із застосуванням активних радіолокаційних методів в оптичному діапазоні забезпечують:

– ранню діагностику і профілактичне лікування широкого спектру офтальмологічних та ендокринологічних захворювань і, в порівнянні з іншими методами, підвищити їх ефективність

– проведення обстеження без попередньої медикаментозної підготовки пацієнта (штучного розширення зіниці), оскільки мають в десять разів меншу площа робочої апертури

– отримання спектрально селективну візуалізацію результату обстеження, що дозволяє ставити і / або уточнювати діагноз без додаткового обстеження пацієнта, що підвищує ефективність проведення лікувальних процедур в післяопераційному періоді, амбліопії, ретинопатії і т д.

– Можливості в повному обсязі реалізувати функції телемедицини, що різко підвищує ефективність використання дорогої апаратури І зменшує необхідну кількість висококваліфікованих фахівців

[1] Богдасаров Ю Б, Каплан М А та ін Попередні результати досліджень онкологічних хворих з використанням термографічної апаратури ІЧ-і радіодіапазонів – В зб праць Всесоюзної конференції «Методичні питання визначення температури біологічних обєктів радіофізичними методами»-М, 1985, с61

[2] Гуляєв Ю В, Верба В С, Гандурін В А та ін Пасивні та активні радіолокаційні методи дослідження та діагностики живих тканин людини – Матеріали Другого Московського наукового форуму «Московська наука – проблеми та перспективи (VI науково-практична конференція) Книга 2 М,, 2005, С 544 – 555

APPLICATION OF RADIOLOCATION METHODS IN RADIO FREQUENCY AND OPTICAL BANDS TO DETECT HUMAN LIVING TISSUE PATHOLOGIES

Verba V S, Gandurin V A, Gudkov A G, Leushin V Yu, Plushev V A

Joint Stock Company «Corporation «Vega», HYPERION LTD

34 Kutuzsovsky Avenue, 121170, Moscow, Russia Phone: +7(495) 2499096 E-mail: mail@vegasu

Abstract – Noninvasive methods of functional diagnostics of the human living tissues based on passive and active radiolocation procedures in radio frequency and optical bands are considered

I                                        Introduction

Application possibilities of passive and active radiolocation methods of researches and diagnostics of human living tissues are considered in radio wave and optical bands respectively

II                                       Main Part

Methods based on the receiving of information from selfradiation of main life support systems both in natural dynamics and in response to different physiological tests relate to passive radiolocation methods of researches and diagnostics of human living tissues

Methods of three-frequency optical location for visualization, digital registration and diagnostic monitoring of eye grounds color picture in real time may be referred to active radiolocation methods of researches and diagnostics of human living tissues Eye ground picture analysis is effective, and in some cases it is the only way to diagnose a wide range of serious diseases, such as AIDS, diabetes mellitus and etc at an early stage

III                                      Conclusion

Passive radiolocation in UHF band allows observing viscera and encephalon heat field changes and while applying glucose load provides with essential additional information of the available pathology character

Patients’ eye ground researches with application of active radiolocation methods in optical range provide spectral selective visualization of examination result, which allows to make and/or to define more exactly diagnosis without additional examination ofthe patient

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р