SU799726A1 - Устройство дл обнаружени темпе-РАТуРНыХ АНОМАлий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к медицинской технике и предназначено дл  обнаружени  температурных аномалий тела человека при диагностике заболеваний.

Известно устройство дл  обнаружени  температурных аномалий, содержащее индикатор и последовательно соединенные антенну и радиометрический приемник 1.

Недостатком известного устройства  вл етс  мала  достоверность обнаружени  малоразмерных температурных аномалий внутри тела человека.

Цель изобретени  - повышение достоверности обнаружени  малоразмерных температурных аномалий внутри- тела человека.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее индикатор , антенну и радиометрический приемник, введены два запоминак цих блока, распределитель и параллельно соединенные блок вычитани  и коммутатор . Причем выходы распределител  через первый и второй запоминаю1чие блоки подключены ко входам коммутатора , вход распределител  подключен к выходу радиометрического приемника , выходы коммутатора и блока вычитани  подключены к соответствующим входам индикатора, а антенна снабжена линзой с диэлектрической посто нной , равной диэлектрической посто нной тела человека.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства,

Устройство содержит последовательно соединенные антенну 1 и радиометрический приемник 2. Пространство между антенной и телом 3 человека заполнено линзой 4 с диэлектрической посто нной, равной диэлектрической посто нной ела человека. Выход радиометрического приемника 2 через распределитель 5 соединен с входс1ми первого 6 и второго 7 запоминающих устройств, выхо ды которых через блок 8 вычитани  и коммутатор 9 подключены соответственно к первому и второму входам индикатора 10.

Устройство работает следующим образом.

Антенну 1 путем перемещени  вдол продольной оси V фокусируют на выбранную точку, наход щуюс  внутри тела 3 человека на некотором фиксированном рассто нии R от плоскости раскрыва антенны.

Тепловое излучение, принимаемое антенной в дециметровом диапазоне волн, поступает в радиометрический приемник 2 модул ционного типа, в котором оно усиливаетс , детектируетс  и через распределитель 5 постук пает в запоминающее устройство (ЗУ) 6. Сигнал, запомненный в ЗУ б, пропорционален температуре тела человека . Заполнение пространства между антенной и телом диэлектриком с Ед, близким по величине к г позвол ет улучшить разрешаго1чую способность устройства, а именно

г- .

.11)

и тем самым существенно повысить веро тность обнаружени  малоразмерных областей с температурной аномалией внутри тела человека. Одновременно исключаютс  потери вследствие отражени  излучени  от границы воздух - тело.

Из выражени  (1) следует, что при умеренной числовой апертуре Sine 0,6, Я 20 см и fi 60, получим Sx 2,5 см. Дл  получени  температурного распределител  в объег1е всего тела антенна 1 последовательно сканирует сначала одну половину тела человека, например левую , а затем правую. Затем производитс  перефокусировка антенны на величину, равную глубине Локуса

Я .

дл  чего антенна смещаетс  вдоль продольной оси Y на величину о i и процесс сканировани  повто; р етс . Скорость сканировани  V Sj((t определ етс  разрешающей спо- собностью прибора и посто нной вре-мени радиометрического приемника ().

При сканировании одной половины тела,человека, например левой, сигнал с выхода радиометрического приемника 2 поступает на ЗУ 6, а при сканировании правой половины в ЗУ 7, Таким образом, в устройствах 6 и 7 накапливаетс  информаци  о распределении температуры дл  каждой плоскости фокусировки антенны . Записанные в ЗУ измеренные значени  температуры симметрично расположенных участков тела человека вычитаютс  в блоке 8 вычитани  и подаютс  в индикатор 10 Таким oe5-i разом, на индикаторе отображаетс  с высокой разрешающей способностью разностный сигнал, содержащий полезную информацию с температурных аномали х , возникающих в объеме тела человека и исключаетс  вли ние на результаты измерений неравномерности толщины жирового сло  (вследствие одинаковой толщины жирового сло  в симметричных точках человеческого тела), Одновременно на второй вход индикатора 10 через коммутатор 9 поступает сигнал с выхода ЗУ 6 или 7 в зависимости от того, Кака  часть тела человека исследуетс . Таким образом, разностный сигнал будет прив зан к изображению (тепловому) исследуемого участка тела человека. В качестве индикатора можно использовать, например, двухцветный электроннолучевой индикатор .

Оценим требуемую чувствительность радиометрического приемника. Дл  этого участок тела разобьем вдоль продольной оси Y на четыре области,из которых области 1, 2 и 3  вл ютс  различными ткан ми тела (мышцы, печень, легкие и т.п.) с ё Ет, / причем области 1 и 3 имеют температуру Т т а область 2 характеризуетс  аномальной температурой Т2 Т 6. Область 4 - жировой слой толщиной d , характеризуемый температурой д т

Ht ех.

Тогда, как нетрудно показать, приращение температуры на входе радиометра I вызванное локальным повышением температуры в област 2 на величину 6т, равно

()

6Т. ST

.4n4e; dl (2)

бх

(

-а

где L

bj ,U -,, и

- коэффициенты затухани  электромагнитной волны в област х 1, 2,

,3 и 4 соот-{ЕТ - NEjir ветственно; 10 :.,-zirr; 0,5- - коэффициент , ражени  волны

нь границах жирового сло  4,

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

В жировых ткан х затухание:пренебрежимо мало ( ). При ii 2 U 1 дБ/см и толщине слоев 2 и 3 6 «v 3 см из выражени  (2) получим

- STИ-г)

&Гв.

4n-fE

3)

4 г

в зависимости от толщины жирового сло  d(d О - 2,5 см) и при г 0,5 величины Бт. будет измен тьс  в пределах gf О-зЬт

5Т

Таким образом, дл  того чтобы зарегистрировать величину 8Т % l, чувствительность радиометра должна быть не хуже 0,05 К. Достижение такой чувствительности потребует использовани  радиометрического приемника на волну 20 см с параметрами: коэффициент шуМа F 3 Дб; полоса пропускани  uf 300 мГц; посто нна  врбМени D 1 с.

Такие параметры реализованы в современных радиометрических приемниках .

Claims (1)

1. Патент CTJA f 3167714, 25 кл. 325-363, опублик. 1967.