DE19713584A1

DE19713584A1 - Measurement of cells by laser beams

Info

Publication number: DE19713584A1
Application number: DE1997113584
Authority: DE
Inventors: Gerd Prof Dipl Ing Selbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: DE19713584C2

Abstract

The processor to display the measured value parameters of continua and discontinua in solid, liquid or gas media, has a matte disc moved by a step motor along a guide bar, with a sensor. It measures the energy distribution and the photon radiation which affect the laser beam through the material structure, and the readings are passed through an amplifier to a printer.

Description

Grundlagen des Prozessors sind die Patentschriften P 30 13 546.7 und P 195 43 444.7-52 sowie die Gauß und Wiener-Theoreme zur Gaußverteilung sowie der Berechenbarkeit des Diskontinuums.The basics of the processor are the patents P 30 13 546.7 and P 195 43 444.7-52 as well as the Gauss and Wiener theorems for Gauss distribution as well as the predictability of the discontinuity.

Das Meßgerät Materialermüdung erzeugt deterministisch einen oder mehrere Meßwerte aus einer Bildschirmprojektion, welche als elektrische Größe der dem Sensor ausgesetzten Fläche der Strahlprojektion entspricht. Die Größe der Sensorfläche ist dabei Maß für die Integration der im Sensor erfaßten Projektionspunkte.The material fatigue meter deterministically generates a or several measured values from a screen projection, which as electrical Size of the area of the beam projection exposed to the sensor corresponds. The size of the sensor area is a measure of the integration of the sensor detected projection points.

Sollen die Meßwerte aber den Zustand eines Kontinuums, oder, nach dessen Deformation, eines Diskontinuums beschreiben und somit die Beurteilung der untersuchten Probe nach solchen, für jede Art von Materie gültigen Kriterien ermöglichen, dann ist die Integration der Meßwerte durch solche der Analyse zugänglichen Kollektive zu ersetzen.But should the measured values indicate the state of a continuum, or, according to it Deformation, a discontinuity and thus describe the assessment of the examined sample according to those valid for every kind of matter Enable criteria, then the integration of the measured values by such to replace collectives accessible to analysis.

Das bedingt eine Mehr-Parameter Darstellung der Meßwerte, aus denen der Zustand der Materie in Begriffen wie Ordnung oder Unordnung, gesetz mäßig oder chaotisch beschrieben werden kann.This requires a multi-parameter display of the measured values from which the state of matter in terms such as order or disorder, law can be described moderately or chaotically.

Gelingt dies, so sind die Merkmale auf wenige Grundgesetze der Physik zurückzuführen und somit zu objektivieren.If this succeeds, the characteristics are based on a few basic laws of physics attributed and thus objectified.

Bei den an der Mercator-Universität Duisburg, Fachgebiet Betriebstechnik im FB Elektrotechnik vorgenommen Untersuchungen, zeigte sich, daß ein Dünnschnitt von Krebsgewebe, als Lichtleiter verwendet und mit Laserlicht durchstrahlt, alle Merkmale eines verunreinigten Lichtleiter aufweist. Die Rückstreuung war bei einem stecknadelkopfgroßen Tumor und seinen Infiltraten signifikant verändert und die Zellverteilung, im Gegensatz zu pathologisch normalem Gewebe, chaotisch. At the at the Mercator University Duisburg, Department of Industrial Engineering Investigations carried out in the electrical engineering department showed that a Thin section of cancer tissue, used as a light guide and with laser light shines through, has all the characteristics of a contaminated light guide. The backscatter was with a pin-sized tumor and his Infiltrates changed significantly and cell distribution, in contrast too pathologically normal tissue, chaotic.

Kann nun nachgewiesen werden, daß, was zu vermuten, beispielsweise feste Werkstoffe nach Überschreiten einer bestimmten Grenze fließend, ebenfalls chaotische Strukturen annehmen, dann ist meßtechnisch die Frage der Darstellung dieser Struktur zu lösen.Can it now be demonstrated that what to suspect, for example solid materials are fluent after crossing a certain limit, also adopt chaotic structures, then is measurement technology to solve the issue of representing this structure.

Die geeignete Wahl der Meßwerte ist dann diejenige, welche eine typische chaotische Verteilung erzeugt und das ist die Rechteckverteilung, für die gilt, daß die Wahrscheinlichkeit eines jeden Merkmalsbereiches gleich ist.The suitable choice of the measured values is then that which is a typical one creates chaotic distribution and that's the rectangular distribution for which applies that the probability of each feature area is the same.

Der Bewertung der "Chaosmessung" bei der Krebsdiagnostik ist die Kenntnis der Biophotonen Emission nützlich.The assessment of the "chaos measurement" in cancer diagnosis is Knowledge of biophoton emission useful.

Jeder lebende Organismus emittiert Biophotonen, wie der russische Biologe Alexander Gurewitsch herausfand.Every living organism emits biophotons like the Russian one Biologist Alexander Gurewitsch found out.

Wird die Photonenemission durch Laserlicht angeregt, so findet das biologische System nur langsam wieder in den Ursprungszustand zurück. Das Abklingen folgt einer hyperbolischen Funktion.If the photon emission is stimulated by laser light, it finds that biological system only slowly returns to its original state. The decay follows a hyperbolic function.

Da die Photonenemission mit den elektrischen Vorgängen im Zellverband verknüpft ist, muß, und das wurde gemessen, eine dem Krebs eigentümliche chaotische Zellenanordnung sich in einer unterschiedlichen Abkling funktion ausdrücken.
(Fritz-Albert Popp, Qiao Gu, Ke-Hsue Li, International Institute of Biophysics, Opelstr. 10, 67661 Kaiserslautern).Since the photon emission is linked to the electrical processes in the cell structure, a chaotic cell arrangement peculiar to the cancer has to be expressed in a different decay function, and this has been measured.
(Fritz-Albert Popp, Qiao Gu, Ke-Hsue Li, International Institute of Biophysics, Opelstr. 10, 67661 Kaiserslautern).

In den folgenden Erläuterungen zum Aufbau des Prozessors wird auf diese Zusammenhänge kein Bezug genommen, allerdings mag ihre Kenntnis bei der Interpretation gewisser Phänomene hilfreich sein, beispielsweise der Photonenreflektion an definierenden Grenzschichten, welche Bestandteil des Prozessors sind.The following explanations on the structure of the processor refer to this Connections have no reference, but their knowledge may be helpful in interpreting certain phenomena, for example the photon reflection at defining boundary layers, which are a component of the processor.

Die Aufgabenstellung nach einer für Kontinua wie Diskontinua typischen Zustandsbeschreibung für Materie in den Aggregatzuständen fest, flüssig gasförmig, verlangt eine mehrparametrige Darstellung dieser Zustände, welche einer deterministischen Darstellung nicht zugänglich sind. The task according to one typical for continua and discontinua Description of the state of matter in the physical states solid, liquid gaseous, requires a multi-parameter representation of these states, which are not accessible to a deterministic representation.

Die Wahrscheinlichkeit eines bestimmten Merkmals ist Null, woraus folgt:
Die Lösung ist stochastisch mit Häufigkeitsverteilungen und Grundspannen innerhalb von Grenzwerten.The probability of a certain characteristic is zero, from which it follows:
The solution is stochastic with frequency distributions and basic ranges within limit values.

Die gaußverteile Energiedichte in einem Laserstrahl bietet sich dabei unmittelbar als "Normal-Referenz" an.The Gaussian distribution of energy density in a laser beam is an option immediately as a "normal reference".

Jede der ermittelten Verteilungen wird mit dieser Referenz verglichen, wobei die Abweichungen Maß für den Zustand der betrachteten Materie sind.Each of the determined distributions is compared to this reference, where the deviations are a measure of the state of the matter under consideration.

Die Typisierung in Kontinuum, Diskontinuum oder transitorische Formen zwischen beiden, ist eine der Entropie entsprechende Zustands beschreibung, welche Äquivalent von Ordnung oder "Unordnung" ist.The typing in continuum, discontinuous or transitory Shaping between the two is a state corresponding to entropy describing which equivalent of order or "clutter" is.

Die Verteilungen der Mittelwerte beliebig schiefer Verteilungen streben einer Gaußverteilung zu.The distributions of the mean values strive for arbitrarily oblique distributions a Gaussian distribution.

Überlagerungen zwischen Gauß- und Rechteckverteilungen - die transi torischen Verteilungen - weisen sich durch einen zunehmenden Rechteck einfluß bei gleichzeitiger Entfernung von der Abszisse, dem Meßweg, aus.Overlays between Gaussian and rectangular distributions - the transi toric distributions - are indicated by an increasing rectangle influence with simultaneous distance from the abscissa, the measuring path, out.

Der Meßwert, eine elektrische Größe, wird in Ordinatenrichtung abgesetzt. Damit zeigen sich die Verteilungen als gauß, gaußdominant, rechteck- oder rechteckdominant.The measured value, an electrical quantity, is offset in the ordinate direction. The distributions thus show themselves as Gaussian, Gaussian dominant, rectangular or dominant rectangle.

Dementsprechend entwickelt sich der Abstand der Verteilung von der Abszisse in Richtung der Ordinate, d. h. die Extremwerte der Erstreckung einer Gaußverteilung streben in Ordinatenrichtung dem ursprünglichen Zentralwert zu, wobei sich die Grundspanne vergrößert.Accordingly, the distance between the distribution and the Abscissa in the direction of the ordinate, d. H. the extreme values of the extension a Gaussian distribution strive for the original in the ordinate direction Central value, whereby the basic range increases.

Erfindungsgemäß werden die für die Darstellung der Struktur von fest, flüssig und gasförmiger Materie, ebenso wie amorpher Materie verschiedener Protonenabsorption mit den Kriterien: Verteilungsform, Grundspanne, Maxima und Minima durch einen Prozessor gelöst, welcher die auf der Mattscheibe MS - P 195 43 444.7-52 - erzeugten Konfigurationen schrittweise abtastet, in elektrische Werte umsetzt, variabel verstärkt und auf einen laufenden Stromschreiber ausgibt.According to the invention for the representation of the structure of fixed, liquid and gaseous matter, as well as amorphous matter of various Proton absorption with the criteria: distribution form, basic span, Maxima and Minima solved by a processor, which on the Screen MS - P 195 43 444.7-52 - generated configurations step by step scanned, converted into electrical values, variably amplified and opened issues a running tachograph.

Der Vermessung flüssiger, gasförmiger und amorpher Materie, wie auch von Körpergewebe dient eine planparallele Glas- oder Kunststoffplatte, welche als reflektierender Grenzschichtbildner, Laserstrahl einerseits, Materie andererseits, die Komparatorfunktion zwischen eintretender Verteilung und der, der Materie eigentümlichen, durch unterschiedliche Reflektion/Ab sorption bedingte Austrittsverteilung übernimmt.The measurement of liquid, gaseous and amorphous matter, as well a plane-parallel glass or plastic plate is used for body tissue, which as a reflecting boundary layer former, laser beam on the one hand, Matter, on the other hand, the comparator function between the incoming distribution and that, peculiar to matter, through different reflection / Ab sorption-related outlet distribution takes over.

Der schrittweisen Abtastung dient ein Schrittmotor mit variabler Inter vallsteuerung wie auch ein Sensor mit einer Schlitzblende quer zur Abtastrichtung.A step motor with variable inter is used for step-by-step scanning vall control as well as a sensor with a slit diaphragm across Scanning direction.

Die Weite der Schlitzblende kann bis zu 0.03 mm betragen, so daß extreme Auflösungen der Konfiguration auf der Mattscheibe, mit 25000 : 1, der elektronischen Verstärkung in beliebiger Höhe zur Verfügung stehen.The width of the slit diaphragm can be up to 0.03 mm, so that extreme Resolutions of the configuration on the focusing screen, with 25000: 1, the electronic amplification are available in any amount.

Das Meßgerät Materialermüdung - P 195 43 444.7-52 - bestehend aus Diodenlaser DL, Optik O, dem Excenter EX, dem Sensor S und der Mattscheibe MS, zusammengefaßt im Gehäuse G erzeugt Lichtbänder, abhängig von der Struktur der zu prüfenden Materie.The material fatigue measuring instrument - P 195 43 444.7-52 - consists of Diode laser DL, Optik O, the Excenter EX, the sensor S and the focusing screen MS, combined in the housing G generates light strips, depending on the Structure of the subject to be tested.

Der Prozessor ersetzt die um den Excenter drehende Mattscheibe MS durch eine schienengeführte Anordnung L, welche durch den Schrittmotor SM aktiviert wird.The processor replaces the focusing screen MS rotating around the eccentric by a rail-guided arrangement L, which is by the stepper motor SM is activated.

Die vom Sensor S aufgenommene Strahlung wird im Verstärker V in elektrische Größen, vorzugsweise Milliampère, umgesetzt und auf den Stromschreiber A übertragen.The radiation picked up by the sensor S is converted into electrical in the amplifier V. Sizes, preferably milliamps, implemented and on the current recorder A transfer.

Der Komparator K bildet zwei Echos ab, das Eintrittsecho aus der Teil reflektion an der Grenzschicht zum Laser, das Austrittsecho nach der Reflektion/Absorption auf der Grenzschicht Konparator-Materie. Der Messung der Komparatorverluste - offline - dient ein Oberflächen spiegel OSP mit 99.7% Reflektivität.The comparator K depicts two echoes, the entry echo from the part reflection at the boundary layer to the laser, the exit echo after the Reflection / absorption on the boundary layer between comparator and matter. A surface is used to measure the comparator losses - offline mirror OSP with 99.7% reflectivity.

Beide Echos werden von der Sensorabtastung erfaßt und auf dem Strom schreiber A gegenübergestellt. Both echoes are detected by the sensor scan and on the stream clerk A compared.

Folgende Einsatzgebiete wurden ermittelt:
Messung der Materialermüdung an Materialien mit Hook'scher Kurve. Ergebnis: Die strenge Gaußverteilung bis zur Streckgrenze flacht bis zum Kurvenscheitelpunkt ab und geht dann, synchron mit der Einschnürung, in eine Rechteckverteilung über.The following areas of application were identified:
Measurement of material fatigue on materials with Hook's curve. Result: The strict Gaussian distribution up to the yield point flattens down to the apex of the curve and then changes into a rectangular distribution in synchronism with the constriction.

Messung der Materialhärten weich, halbhart, hart bei Walzmaterial. Ergebnis: Die Gaußverteilung bleibt erhalten, verschiebt aber den Zentralwert der Stromstärke auffällig.Measurement of material hardness soft, semi-hard, hard for rolled material. Result: The Gaussian distribution remains, but shifts the Central value of the current is noticeable.

Messung: Struktur von Zellstoff und Papier - weiß. Ergebnis: Gaußverteilung in beiden Fällen, aber unterschiedliche Stromstärken in Übereinstimmung mit der unterschiedlichen Absorption.Measurement: structure of pulp and paper - white. Result: Gaussian distribution in both cases, but different Currents in accordance with the different absorption.

Messung an krebsig entartetem und pathologisch normalem Gewebe, Dünnschnitt.Measurement of cancerous and pathologically normal tissue, Thin section.

Ergebnis: Krebsiges Gewebe zeigt eine chaotische Zellverteilung im Gegensatz zu pathologisch normalem Gewebe. Die Strahlenabsorption ist dramatisch verändert.Result: Cancerous tissue shows a chaotic cell distribution in the Contrary to pathologically normal tissue. The radiation absorption is changed dramatically.

Die Verwesung zerstört mit der Zeit die Kennung der Probe, was bei lebendem Gewebe nicht eintritt.Over time, the putrefaction destroys the identifier of the sample, which at living tissue does not occur.

Es ist zu vermuten, daß auch andere Anomalien, wie z. B. Schwermetall- und Medikamentenwirkung auf die Zellstrukturen, ebenfalls meßbar sind.It is suspected that other anomalies, such as. B. heavy metal and Drug effect on the cell structures, are also measurable.

Claims

1. Processor for the representation of the measured value parameters of continua and discontinua from solid, liquid and gaseous matter, characterized in that a running on a guide bar, activated by a stepper motor, provided with a sensor, the energy distribution of the photon radiation through the material structure Influenced laser beam measures and outputs to a writing instrument via amplifier.

2. According to claim 1, characterized in that the distribution standard as Gaussian, the undisturbed laser beam accordingly, through a surface mirror on the ground glass projected, measured and on the writing instrument as a comparison distribution is issued.

3. According to claim 1, characterized in that a plane-parallel glass plate as a comparator the energy distribution depicted at two boundary layers, the illustration comparing to the Projected screen and thus the structures of non-solid matter makes Gaussian measurable.

4. According to claim 3, characterized in that the comparator losses by means of a, on the material-side limit layer of applied surface mirror, in the projection onto the matt disk made measurable and transferred to the writing instrument.

5. According to claim 1, characterized in that the resolution of the energy distribution by the distance between the focusing screen from the focal point, the slot width of the sensor aperture and the electronic Amplifiers are intended.