Устройство для обнаружения темпе-ратурных аномалий

 

Союз Советских

С оциалистичккнк

Ркпублеис

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«>799726

К АВТОРСКОМУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 180878 (21) 2656217/28-13 с присоединением заявки М вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 300181. Бюллетень Й9 4

Дата опубликоваиия описания 300181 (51)М. КлЗ

A 61 В 6/00

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий (S3) УДК 615. 475 (088.8) (72) Авторы изобретения

Р С Мисежников М М Мухина А В. Янович и В. Б. Итейнилейгер (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРНЫХ АНОМАЛИЙ

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для обнаружения температурных аномалий тела человека при диагностике заболеваний.

Известно устройство для обнаружения температурных аномалий, содержащее индикатор и последовательно соединенные антенну и радиометричес-. кий приемник (1), Недостатком известного устройства является малая достоверность обнаружения малоразмерных температурных аномалий внутри тела человека.

Цель изобретения — повышение достоверности обнаружения малоразмерных температурных аномалий внутри тела человека.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее индикатор, антенну н радиометрический приемник, введены два запоминающих блока, распределитель и параллельно соединеннйе блок вычитания н коммутатор. Причем выходы распределителя через первый и второй запоминающие блоки подключены ко входам коммутатора, вход распределителя подключен к выходу радиометрического приемни-, ка, выходы коммутатора и блока вычитания подключены к соответствующим входам индикатора, а антенна снаб5 жена линзой с диэлектрической постоянной, равной диэлектрической постоянной тела человека.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

1Q Устройство содержит последовательно соединенные антенну 1 и радиометрический приемник 2. Пространство между антенной и телом 3 человека заполнено линзой 4 с диэлектрической постоянной, равной диэлектрической постоянной fела( человека. Выход радиометрического приемника 2 через распределитель 5 соединен с входами первого 6 и вто20 рого 7 запоминающих устройств, выход ды которых через блок 8 вычитания н коммутатор 9 подключены соответственно к первому и второму входам индикатора 10.

25 Устройство работает следующим образом.

Антенну 1 путем перемещения вдоль продольной оси т фокусируют на выбранную точку, находящуюся внутри тела 3 человека на некотором фик799726 сированном расстоянии R от плоскостц раскрыва антенны, Тепловое излучение, принимаемое антенной в:дециметровом диапазоне волн, поступает в радиометрический приемник 2 модуляционного типа, в котором оно усиливается, детектируется и через распределитель 5 постуь пает в запоминающее устройство (ЗУ)

6. Сигнал, запьмненный в ЗУ б, пропорционален температуре тела человека. Заполнение пространства между антенной и телом диэлектриком с

EA близким по величине к f,г, позволяет в 7 улучшить разрешающую способность устройства, а именно ое к, —,n e, (1)

А и тем самым существенно повысить вероятность обнаружения малоразмерных областей с температурной аномалией внутри тела человека. Одновременно исключаются потери вследствие отражения излучения от границы воздух — тело.

Иэ выражения (1) следует, что при умеренной числовой апертуре

81п6= 0,6, % = 20 см и Ь = 60, получим б „ = 2,5 см, цля получения . температурного распределителя в объеме всего тела антенна 1 последовательно сканирует сначала одну половину тела человека, например ле- вую, а затем правую. Затем производится перефокусировка антенны на величину, равную глубине Фокуса к для чего антенна смещает и ся вдоль продольной оси 1 на величину б и процесс сканирования повторяется. Скорость сканирования V

=.Sz!7ь определяется разрешающей способностью прибора и постоянной вре-. мени радиометрического приемника ь.

При сканировании одной половины тела, человека, например левой, сигнал с выхода радиометрического приемника 2 поступает на ЗУ б, а при сканировании правой половины— в ЗУ 7 ° Таким образом, в устройствах б и 7 накапливается информация о распределении температуры для каждой плоскости фокусировки антенны. Записанные в ЗУ измеренные зна.— чения температуры симметрично расположенных участков тела человека вычитаются в блоке 8 вычитания и подаются в индикатор 10< Таким об- разом, на индйкаторе отображается с высокой разрешающей способностью разностный сигнал, содержащий полезную информацию с температурных аномалиях, возникающих в объеме тела человека и исключается влияние на результаты измерений неравномерности толщины жирового слоя (вследст ъ »4 (Ы(" г . 4п E»d! (2)

<- 4" Ек Р

35 где Ь<, L <, L > и L 4 — коэффициенты затухания электромагнит— ной волны в областях 1, 2, 3 и 4 соот-à — Г ветственно.

Р- Ъ0,$- — коэффициент от Å> +4Г ражени я волны на границах жи45 рового слоя 4.

В диапазоне 20 см мышцы и другие ткани с достаточно большим содержанием воды характеризуется величиной затухания 1 дВ/см.

50 В жировых тканях затухание пренебрежимо мало (L4. 1) . При Ь 2 =

Ь g = 1 дБ/см и толщине слоев 2 и 3 8 я- 3 см из выражения (2) получим

55 - 5Т (4 г )

Бт,.„ (4п-Я (4-2v соь + г (3) h

60 В зависимости от толщины жирового слоя d(d = 0 - 2,5 см) и при — 0,5 величины БТ „будет изме(ОЗ6 —; <) няться в пределах (57 вк 4 вие одинаковой толщины жирового слоя в симметричных точках человеческого тела). Одновременно на второй вход индикатора 10 через коммутатор 9 поступает сигнал с выхода

ЗУ б или 7 в зависимости от того, какая часть тела человека исследуется. Таким образом, раэностный сигнал будет привязан к изображению (тепловому) исследуемого участка тела человека. R качества индикатоl0 ра можно использовать, например, двухцветный электроннолучевой индикатор.

Оценим требуемую чувствитель". ность радиометрического приемника.

Для этого участок тела разобъем вдоль продольной оси Y на четыре области,из которых области 1, 2 и 3 являются различными тканями тела (мышцы, печень, легкие и т.п.)

20 с = Я, причем области 1 и 3 имеют температуру Т4 = Т вЂ” —, а область 2 характеризуется аномальной температурой T2= Т = 5 >. Область

4 — жировой слой толщиной cl, характериэуемый температурой = Т

4 и .=. = E .

Тогда, как нетрудно показать, приращение температуры на входе радиометра б 1зк, вызванное локальным псвышением температуры в области

2 на величину S T, равно

799726

Составитель В.Остапчук

Техред И. Асталош Корректор H.Ñòåö

Редактор Е. Кинив

Тираж 69.8 Подписное

RHHHIIH Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10225/3

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, для того чтобы зарегистрировать величину о Т % 1, чувствительность радиометра должна быть не хуже 0,05 К. Достижение такой чувствительности потребует ис-пользования радиометриъеского приемника на волну 20 см с параметрами: коэффициент шума Р Ж 3 Дб; полоса пропускания ай = ; постоянная времени 6 = 1 с. л

Такие параметры реализованы в современных радиометрических приемниках.

Предлагаемое устройство позволяет бесконтактным образом и совершен. но безвредно для человека обнаруживать незначительные температурные аномалии внутри тела человека, что открывает новые возможности для ранней диагностики злокачественных опухолей, воспалительных процессов, и нарушений системы кровообращения при расположении очага заболевания

:в любом участк человеческого тела.

Формула изобретения

Устройство для обнаруяейия температурных аномалий, содержащее индикатор и последовательно соединен- ные антенну и радиометрический приемник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения досто верности обнаружения малоразмерных температурных аномалий внутри тела человека, в него введены два запоминающих блока, распределитель и параллельно соединенный блок вычитания и коммутатор, причем выходы распределителя через первый и второй запоминающие блоки подключены ко входам коммутатора, вход распределителя подключен к выходу радиометрического приемника, выходы коммутатора и блока вычитания подключены к соответствующим входам индикатора, а антенна снабжена линзой с диэлектрической постоянной, равной диэлектрической постоянной тела человека.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СИА Р 3167714, р5 кл. 325-363, опублик. 1967.