Термография в медицине. Использование термографа ТВ-03

Страницы работы

5 страниц (Word-файл)

Содержание работы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Термография в медицине

  1. Цель работы
  1. Закрепление и углубление теоретических знаний о применении термографии в медицине;
  2. Приобретение умений и навыков в практическом использовании термографа ТВ-03;
  3. Овладение навыками расшифровки термограмм, полученных с помощью термографа ТВ-03.

2. Задание

  1. Изучить теоретические положения о физиологических основах термографии и использовании термографических приборов в медицинской диагностике.
  2. Изучить оптическую и функциональные схемы термографа ТВ-03.
  3. Ознакомится с принципом работы термографа ТВ-03.
  4. Получить термограмму руки на электрохимической бумаге (ЭХБ).
  5. Произвести анализ и обработку термограммы.
  6. Определить температурный градиент и вычислить его коэффициенты.
  7. Определить термографический индекс ().
  8. Определить температуру отдельного участка термоизображения.

3. Краткая теория

3.1. Физиологические основы термографии

Известно, что организм человека можно рассматривать, как открытую термодинамическую систему, поглощающую энергию из окружающей среды и выделяющую тепло. При этом в внутри этой системы осуществляется преобразования различных видов энергии, приводящие в конечном итоге к выделению тепловой энергии.

Первичным источником энергии в организме для проведения всех видов работ является химическая энергия пищевых продуктов, выделяющаяся при их окислении. В результате протекания необратимых биохимических реакций и биофизических процессов в организме выделяется тепловая энергия.

Теплоизлучение человеческого тела описывается законом Стефана-Больцмана

.

где

 – постоянная Стефана-Больцмана, равная ;

 - излучательная способность.

Таким образом, теплоизлучение тела прежде всего связанно с температурой его кожи, которая может изменятся в широких пределах в результате физической нагрузки, умственной нагрузки и других факторов. При нормальных условиях температура кожи не ниже температуры внутренних органов тела и находится в пределах 30.5..35.5° C. Так как кожа является покровом, отделяющим внутренние органы от окружающей среды, ее температура должна изменяться в зависимости от тех процессов, которые происходят как внутри организма, так и во внешней среде. Колебания температуры кожи зависят от многих факторов: сосудистые реакции, скорость кровотока, наличие локальных или общих источников тепла внутри тела, регуляции теплообмена одеждой, испарение, конвекция. Различные патологические состояния могут оказывать влияние как на распределение, так и на интенсивность теплового излучения, что может иметь известное диагностическое и прогностическое значение. Об этом свидетельствуют многочисленные клинические исследования. Посвященные термографии в медицине.

К основным законам термографии относятся закон Стефана-Больцмана им закон Вина. Тело человека почти всегда теплее температуры окружающей среды и является источником ИК-излучения. Согласно закону Вина, максимум длинны волны излучения человека (если принять температуру кожи равной 30°C ) равен 9.6 мкм.

3.3. Термографический метод диагностики

В основе термографического метода диагностики лежит бесконтактная дистанционная регистрация ИК-излучений кожных покровов человека с помощью специальной аппаратуры. Результатом регистрации является термограмма, представляющая собой двухмерную картину распределения температуры на поверхности тела. Анализ картины позволяет дать качественную оценку характера изображения и количественные критерии температурных градиентов.

Термограмма позволяет эффективно выявить патологические процессы, сопровождающиеся усиленной теплопродукцией тканей и органов, усилением локального кровообращения и изменением моторных реакций сердечно-сосудистой системы. В настоящее время Термография находит широкое применение в онкологии, кардиологии, иммунологии, гемогиалогии, нефрологии, детской ортопедии, реконструктивной хирургии.

Большой интерес  ученых-медиков к термодиагностике вызван ее абсолютной безвредностью, высокой скоростью исследования и повышенной точностью (минимально регистрируемый градиент температур двух точек на расстоянии 1 мм составляет 0.1°C ). Также этот метод обеспечивает возможность одновременной оценки функционального состояния большого числа различных систем организма при обзорной термографии.

3.4. Термографические приборы, применяемые для диагностики

В настоящее время наиболее распространенными приборами, обеспечивающими наблюдение ИК-изображений слабо нагретых объектов, является являются термограммы с оптико-механическим сканированием. Основной элемент термографа – высокочувствительный приемник ИК-излучения. Он располагается в плоскости изображений объектива и регистрирует энергию, испускаемую элементом нагретого тела в пределах малого телесного угла, называемого мгновенным полем зрения. Последовательный анализ всего поля зрения осуществляется при помощи зеркал, призм или клиньев.

В ВНГ выпускаются медицинские термографы серий «Рубин», «Радуга», «Янтарь», быстродействующие термографы серии БТВ (ТВ-03).

За рубежом ведущим в этом направлении фирмами являются: шведская фирма «AGEMA», японские «JOEL» и «Fujitsu».

На рис. 1 представлена обобщенная функциональная схема термографа.


Рис. 1. Обобщенная функциональная схема термографа.

1-  оптическая система;

2-  анализатор изображения;

3-  приемник излучения;

4-  видеоусилитель;

5-  блок аналоговой обработки;

6-  Блок цифровой обработки;

7-  ВКУ;

8-  Блок развертки;

9-  Оператор;

10-  Атмосфера;

11-  Объект наблюдения;

12-  Фон.

3.5. Описание термографа ТВ-03

Быстродействующие термографы, работающие в реальном масштабе времени, применяются для наблюдения и регистрации нестационарных тепловых полей, а также для наблюдения и контроля тепловых объектов с ограниченной длительностью позирования в целях экспресс-диагностики.

 Одним из таких приборов является отечественный термограф ТВ-03. Прибор состоит из двух отдельных блоков: камеры и видеоконтрольного устройства. Регистрация визуального изображения осуществляется путем фотографирования с экрана ЭЛТ.

Функциональная схема тепловизора ТВ-03 («Факел») и его оптическая схема представлены на рисунках 2 и 3.

Рис. 2. Функциональная схема тепловизора «Факел».

1-  головка оптическая;

2-  блок электрохимической записи;

3-  блок электронный;

4-  два блока питания.

Рис. 3. Оптическая схема тепловизора ТВ-03 («Факел»)

Технические данные тепловизора ТВ-03:

Похожие материалы

Информация о работе