Аустико-оптические методы исследования биообъектов

Тепловые процессы в биологических объектах.

Рассмотрим тепловые процессы на границе биообъекта и воздуха. Как и во всяком физическом объекте  в тканях тела тепло распространяется от более теплых к более холодным областям.

                                                          

Рисунок 1.

На рисунке 1 изображены процессы теплопередачи от внутренних слоев  тела к коже и далее в окружающее пространство при отсутствии внутренних температурных аномалий. Тепловое излучение  от внутренних слоев ткани в радиодиапазоне может быть измерено непосредственно, а в инфракрасном диапазоне –  температура кожного покрова, которая  связана с внутренней температурой лишь косвенно.

 У человека, как и  у других теплокровных организмов, существуют области внутри организма,  где поддерживается стабильная  температура, примерно соответствующая   температурам, получаемым при измерениях  ртутным термометром(36.5-37.0 °С).

 При комфортной окружающей  температуре воздуха 20-25°С кожа охлаждается примерно до температуры 32-33°С и имеется температурная разница между внутренними тканями и кожей. Распределение температур носит строго индивидуальный характер, и определяется множеством причин, но в усреднённом виде может быть представлено на рисунке 2.

Рисунок 2.

 Температура зависит  от многих причин, в частности  от теплопроводности ткани, степени  её кровоснабжения, а также от  температуры и подвижности окружающего  воздуха. Проводить исследования  рекомендуется при температуре  около 21°С при полном отсутствии сквозняков. На рисунке 3 показано поле внутренних температур шейного отдела позвоночника сделанное с помочью радиотермографа.

Рисунок 3.

 

   б) Компьютерно-оптическая томография. Оптико-топографические методы обследования позвоночника получили широкое распространение в 70-х годах прошлого века, особенно в области диагностики искривлений позвоночника. Все эти методы основаны на аналитической обработке фотографий спины пациента, сделанных под различным углом при специальном освещении. В дальнейшем для обработки снимков стали использоваться специальные компьютерные программы, что было положено в основу метода компьютерно-оптической диагностики (сокращенно – КОД). Для обработки используются фотографии спины пациента в нескольких позах, освещенной вертикальными полосами света под определенным углом. Компьютерная обработка этих снимков позволяет определить объем и напряженность мышц позвоночника, выявить отклонения в расположении костей, например, величину сколиотических дуг. Все эти данные в дальнейшем могут быть эффективно использованы специалистами для постановки точного диагноза и назначения соответствующего лечения. К основным преимуществам данное метода диагностики относятся, прежде всего, его полная безвредность (сопоставима с обычной фотографией), а также высокая точность и содержательность данных (сопоставима с рентгеновским снимком).  
   При проведение обследования по методу компьютерно-оптической диагностики пациент помещается на установочную платформу спиной к фотокамере, при этом верхняя часть туловища должна быть обнажена. Затем производиться несколько фотоснимков: в естественной позе (с расслабленной спиной), в «активной» позе (с «выпрямленной» усилием спиной), при необходимости специалисты могут сделать снимки в других позах. После обработки данных в компьютере результаты выводятся в виде графического представления поверхности спины в соответствующих плоскостях (см. рис. 3).

                                                                   Рисунок 3

Вывод.

   Оптические и акустические методы исследования имею большое преимущество перед всеми остальными. Практически все из них являются неинвазивными, практически безвредными для организма и чрезвычайно перспективными. Эта отрасль науки имеет большое значение и должна развиваться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Использованные  источники.

1. Ремизов А. Н. Медицинская и биологическая физика – 4-е издание, «ДРОФА» 2003.
2. Антонов В. Ф. Биофизика – 1-е издание, «ВЛАДОС» 2001.
3. Вайсблат А. В. Радиотермография – 2000.
4. Большая советская энциклопеия.
5. Википедия.