Біофізика і біомеханіка - В. С. Антонюк - 2012

Розділ 5. БІОСФЕРА ТА ФІЗИЧНІ ПОЛЯ ЖИВОГО ОРГАНІЗМУ

5.2.Поняття про фізичні поля організму людини

5.2.6.Теплове поле

Теплове випромінювання з поверхні тіла людини відіграє велику роль у тепловіддачі. Види тепловіддачі: теплопровідність (кондукція), конвекція, випромінювання, випаровування. Залежно від умов, у яких опиняється людина, кожен з цих видів може мати домінуючу значущість (так, наприклад, за дуже високих температур середовища провідна роль належить випаровуванню, а в холодній воді - кондукції, причому температура води 15 °С є смертельним середовищем для голої людини - через 2...4 год настає непритомність і летальний кінець унаслідок переохолодження мозку). Частка випромінювання в загальній тепловіддачі може становити від 75.25 %, у нормальних умовах - близько 50 % у разі фізіологічного спокою.

Фізичні основи термографії. Тепловізори. Термографія, або теплобачення - це метод функціональної діагностики, що ґрунтується на реєстрації інфрачервоного випромінення тіла людини.

Є два різновиди термографії: контактна холестерична термографія і телетермографія.

Контактна холестерична термографія: ґрунтується на оптичних властивостях холестеричних рідких кристалів (багатокомпонентних сумішей складних ефірів та інших похідних холестерину). Такі речовини вибірково відображають різні довжини хвиль, що дає змогу створити на плівках цих речовин зображення теплового поля поверхні тіла людини. На плівку напрямляють потік білого світу. Різні довжини хвиль по- різному відбиваються від плівки залежно від температури поверхні, на яку нанесено холестерик.

Під дією температури холестерики можуть змінювати колір від червоного до фіолетового. В результаті формується кольорове зображення теплового поля тіла людини, яке легко розшифрувати, знаючи залежність температура-колір. У деяких холестериках фіксується різниця температур 0,1 К. Так, можна визначити межі запального процесу, осередку запальної інфільтрації на різних стадіях її розвитку.

В онкології термографія дозволяє виявити метастатичні вузли діаметром 1,5…2 мм у молочній залозі, шкірі, щитоподібній залозі; в ортопедії і травматології оцінити кровопостачання кожного сегмента кінцівки, наприклад, перед ампутацією, випередити глибину опіку тощо; у кардіології та ангіології виявити порушення нормального функціонування, порушення кровообігу в разі вібраційної хвороби, запалення і закупорення судин; розширення вен тощо; у нейрохірургії визначити розміщення осередку пошкодження провідності нерва, підтвердити місце нейропараліча, спричиненого апоплексією; в акушерстві та гінекології визначити вагітність, локалізацію дитячого місця; діагностувати широкий спектр запальних процесів.

Телетермографія - ґрунтується на перетворенні інфрачервоного випромінення тіла людини на електричні сигнали, які реєструються на екрані тепловізора або іншому записувальному пристрої. Метод - безконтактний.

Інфрачервоне випромінення сприймається системою дзеркал, після чого інфрачервоні промені спрямовуються на приймач, основною частиною якого є детектор (фотоопір, металевий або напівпровідниковий болометр, термоелемент, фотохімічний індикатор, електронно-оптичний перетворювач, п’єзоелектричні детектори і т. ін.).

Електричні сигнали від приймача передаються на підсилювач, а потім - на керувальний пристрій, призначений для переміщення дзеркал (сканування об’єкта), розігрівання точкового джерела світла (пропорційно тепловому випромінюванню), рухомості фотоплівки. Щоразу плівка засвічується і визначається відповідно до температури тіла в місці дослідження.