Устройство для обнаружения темпе-ратурных аномалий

Союз Сфаетских Сфциалистичккнк РкпубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 799726 К АВТОРСКОМУ(51)М. Кл З А 61 В 6/00 Государстаеииый комитет СССР по аеяам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ АНОМАЛИЙИзобретение относится к медицинской технике и предназначено дляобнаружения температурных аномалийтела человека при диагностикезаболеваний.Известно устройство для обнаружения температурных аномалий, содержащее индикатор и последовательносоединенные антенну и радиометричес-.кий приемник 1,Недостатком известного устройстваявляется малая достоверность обнаружения малоразмерных температурныханомалий внутри тела человека.Цель изобретения - повышениедостоверности обнаружения малоразмерных температурных аномалий внутри тела человека.Указанная цельдостигается тем,что в устройство, содержащее индикатор, антенну н радиометрическийприемник, введены два запоминающихблока, распределитель и параллельносоединеннйе блок вычитания н коммутатор, Причем выходы распределителячерез первый и второй запоминающиеблоки подключены ко входам коммутатора, вход распределителя подключенк выходу радиометрического приемни-,ка, выходы коммутатора и блока вычитания подключены к соответствующимвходам индикатора, а антенна снаб 5 жена линзой с диэлектрической постоянной, равной диэлектрической постоянной тела человека.На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого устройства.10 Устройство содержит последовательно соединенные антенну 1 и радиометрический приемник 2. Пространство между антенной и телом 3человека заполнено линзой 4 с диэлектрической постоянной, равнойдиэлектрической постоянной елачеловека, Выход радиометрическогоприемника 2 через распределитель 5соединен с входами первого 6 и втод рого 7 запоминающих устройств, выходды которых через блок 8 вычитаниян коммутатор 9 подключены соответственно к первому и второму входам индикатора 10,25 Устройство работает следующимобразом,Антенну 1 путем перемещения вдольпродольной оси т Фокусируют на выбранную точку, находящуюся внутритела 3 человека на некотором фик 799726сированном расстоянии к от плоскостираскрыва антенны,Тепловое излучение, принимаемоеантенной в:дециметровом диапазоневолн, поступает в радиометрическийприемник 2 модуляционного типа, вкотором оно усиливается, детектируется и через распределитель 5 постуьпает в запоминающее устройство (ЗУ)б. Сигнал, запомненный в ЗУ б,пропорционален температуре тела человека, Заполнение пространства между антенной и телом диэлектриком сЕЬ, близким по величине к Я, позволяет вТЬ улучшить разрешающуюспособность устройства, а именно061к Я .(1)Аи тем самым существенно повыситьвероятность обнаружения малоразмерных областей с температурной аномалией внутри тела человека. Одновременно исключаются потеривследствие отражения излучения отграницы воздух - тело,Иэ выражения (1) следует, чтопри умеренной числовой апертуре81 п 6= О,б,= 20 см иЬ = 60,получим б= 2,5 см, цля получениятемпературного распределителя вобъеме всего тела антенна 1 последовательно сканирует сначала одну половину тела человека, например ле-вую, а затем правую. Затем производится перейокусировка антенны навеличину, равную глубине ФокусаЬкдля чего антенна смещает 1 ДВся вдоль продольной оси У на величину б и процесс сканирования повторяется. Скорость сканирования Ч=.5 кь определяется разрешающей спо-собностью прибора и постоянной времени радиометрического приемника 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 7Таким образом, в устройствах б и 7 накапливается информация о распределении температуры для каждой плоскости фокусировки антен. ны. Записанные в ЗУ измеренные значения температуры симметрично расположенных участков тела человека вычитаются в блоке 8 вычитания и подаются в индикатор 101 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 (вследстЪ4" 4 2) ( 1 - гбт,=Бт -- .1 ) (-Ь 2 Екр 35 где Ь , Ь 2, Ьи Ь 4 - коэффициентызатуханияэлектромагнит -ной волны вобластях 1, 2,3 и 4 соответственно1 Ъ 0,- - коэффициент отК+Еж ражения волнына границах жи рового слоя 4,В диапазоне 20 см мышцы и другиеткани с достаточно большим содержанием воды характеризуется величинойзатухания 1 дВ/см.0 В жировых тканях затухание пренебрежимо малО ( Ь 4 1), При Ь 21 дБ/см и толщине слоев 2и 3 8 я. 3 см из выражения (2) полу- чим 40 55 ЬТ (4 г 212 Бт,4 ( 4 п 4 Ед 4-2 г 2 соЬ + г 4 3) Э60 В зависимости от толщины жирового слоя й(й = 0 - 2,5 см) и при- 0,5 величины БТ будет изме(ОЗЬ + л)няться в пределах тбТвк 4 вие одинаковой толщины жировогослоя в симметричных точках человеческого тела). Одновременно на второй вход индикатора 10 через коммутатор 9 поступает сигнал с выходаЗУ б или 7 в зависимости от того,какая часть тела человека исследуется. Таким образом, раэностныйсигнал будет привязан к изображению(тепловому) исследуемого участкатела человека, В качества индикато 1 О ра можно использовать, например,двухцветный электроннолучевой индикатор.Оценим требуемую чувствитель".ность радиометрического приемника.Для этого участок тела разобъемвдоль продольной оси 1 на четыреобласти,из которых области 1, 2и 3 являются различными тканямитела (мышцы, печень, легкие и т.п.)20 с= Етпричем области 1 и 3 имеют температуру Т 4 = Т 5 -- , а область 2 характеризуется аномальнойтемпературой Т 2= Т = 5 , Область4 - жировой слой толщиной с, характериэуемый температурой = Т4и -; =Еж,Тогда, как нетрудно показать,приращение температуры на входерадиометра БТзк, вызванное локальным псвышением температуры в области2 на величину 8 Т, равно799726 Составитель В,ОстапчукТехред И. Асталош Корректор н.Стец Редактор Е.Кинив Тираж 69.8 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 10225/3 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, для того чтобызарегистрировать величину 5 Т % 1 ф,чувствительность радиометра должнабыть 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 = 300 мГц; постоянная времени= 1 с.лТакие параметры реализованы всовременных радиометрических приемниках,Предлагаемое устройство позволяет бесконтактным образом и совершенно безвредно для человека обнаруживать незначительные температурныеаномалии внутри тела человека, чтооткрывает новые воэможности дляранней диагностики злокачественныхопухолей, воспалительных процессов, и нарушений системы кровообращенияпри расположении очага заболевания:в любом участк человеческого тела.Формула изобретенияУстройство для обнаружейия температурных аномалий, содержащее индикатор и последовательно соединен- ные антенну и радиометрический при" емник, 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 вто" рай запоминающие блоки подключены ко входам коммутатора, вход распределителя подключен к выходу радио- метрического приемника, выходы коммутатора и блока вычитания подклю чены к соответствующим входам индикатора, а антенна снабжена линзой с диэлектрической постоянной, равной диэлектрической постоянной тела человека. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе