Зміст
Введення
Види фізичних полів тіла людини. Їх джерела
1. Електромагнітні поля
2. Акустичні поля
3. Низькочастотні електричні й магнітні поля
4. Природа біомагнітних полів
5. Магнітокардіографія
6. Феромагнітні частки в організмі
7. Магнітні поля внутрішніх органів, шкіри, м'язів, очей
8. Нейромагнітние поля
9. Радіохвилі надвисоких частот (НВЧ)
10. Механізми зміни температури в тілі людини
11. Застосування НВЧ-радіометрії в медицині
12. Інфрачервоне випромінювання
13. Особливості обробки і представленнятепловізійного зображення
14. Теплобачення в біології та медицині
15. Оптичне випромінювання тіла людини
16. Акустичні поля людини
Висновок
Список літератури
Введення
Навколо будь-якого тіла існують різні фізичні поля,визначувані процесами, що відбуваються всередині його. Не складає в цьому сенсівиключення і людина. Фізичні поля, які генерує організм в процесіфункціонування, називають власними фізичними полями організму людини.[4]
Численні фізичні методи дослідження організмулюдини, що використовують реєстрацію власних фізичних полів людини,дозволяють отримати інформацію про процеси в організмі, яку неможливо одержатиіншими способами.
Вчених цікавлять не самі фізичні поля біологічнихоб'єктів, а можливість перенесення по цих каналах інформації, пов'язаної зроботою внутрішніх органів. Вивчення фізичних полів біооб'єктівметодологічно дуже близько до пасивного дистанційного зондування Землі,атмосфери і т.д. У застосуванні таких методів накопичений великий досвід. Немаєнеобхідності пояснювати, наскільки важливу інформацію про структуру і функціонуванняоб'єкта вони дають. Через нестаціонарності біооб'єктів необхідно реєструватисигнали по багатьох каналах одночасно, включаючи електрофізіологічний контроль.Для отримання просторової структури поля в кожному каналі необхідновикористовувати матричні або скануючі антени. Апаратура повинна бутидосить швидкодіючої, щоб встигати реєструвати сигнали в динаміці,тобто швидше, ніж змінюється стан об'єкта. Практично у всіх каналахнеобхідно ретельне екранування від перешкод.
Завдання полягає не в розробці принципово новоїапаратури, а в застосуванні сучасної техніки дистанційного зондування вцілях дослідження біологічних об'єктів і, головне, у створенні методики такихдосліджень. [1]
Так як біологічний об'єкт є складною приймальнісистемою то постає проблема вивчення фізичних полів. Вирішення цієї проблемиможливо тільки на основі тісної кооперації фізіологів, біофізиків, психологів,медиків, а також фахівців галузевих організацій, які розробляютьвимірювальну апаратуру.
Проблема систематичного дослідження фізичних полівбіооб'єктів була поставлена ​​⠲нституті радіотехніки й електроніки РАН Ю.В. Гуляєвимі Е.Е. Рочки.
Види фізичних полів тіла людини. Їх джерела
Навколо людини існують електромагнітні і акустичніполя (гравітаційне поле і елементарні частинки залишаються за межами нашогорозгляду).
Можна виділити основні 4 діапазони електромагнітноговипромінювання і 3 діапазону акустичного випромінювання, в яких нині ведутьсядослідження. [4]
1. Електромагнітні поля
Діапазон власного електромагнітного випромінювання обмеженийз боку коротких хвиль оптичним випромінюванням, більш короткохвильове випромінювання- Включаючи рентгенівське і Оі-кванти - не зареєстровано. З бокудовгих хвиль діапазон можна обмежити радіохвилями завдовжки близько 60 см. Упорядку зростання частоти чотири діапазони електромагнітного поля,представлені на ріс.12.1, включають в себе:
1) низькочастотне електричне (Е) і магнітне (В) поле (частотинижче 10 3 Гц);
2) радіохвилі надвисоких частот (НВЧ) (частоти 10 9 - 10 10 Гц і довжина хвилі поза тіла 3-60 см);
3) інфрачервоне (ІЧ) випромінювання (частота 10 14 Гц,довжина хвилі 3-10 мкм);
4) оптичне випромінювання (частота 10 15 Гц, довжинахвилі близько 0,5 мкм).
Такий вибір діапазонів обумовлений не технічнимиможливостями сучасної електроніки, а особливостями біологічних об'єктів іоцінками інформативності різних діапазонів для медицини. Характерніпараметри різних електромагнітних полів, що створюються тілом людини,наведені в табл.12.1
Джерела електромагнітних полів різні в різнихдіапазонах частот. Низькочастотні поля створюються головним чином при протіканніфізіологічних процесів, що супроводжуються електричною активністю органів: кишечником(~ 1 хв), серцем (характерний час процесів порядку 1 с), мозком (-0,1 с),нервовими волокнами (-10 мс). Спектр частот, відповідних цим процесам,обмежений зверху значеннями, не переважаючими ~ 1кГц.
В НВЧ та ІЧ-діапазонах джерелом фізичних полів єтеплове електромагнітне випромінювання.
Щоб оцінити інтенсивність електромагнітного випромінювання нарізних довжинах хвиль, тіло людини, як випромінювач, можна з достатньоюточністю моделювати абсолютно чорним тілом, яке, як відомо, поглинаєвсе падаюче на нього випромінювання і тому володіє максимальною випромінюючоїздатністю.
випромінювальна здатність тіла - кількість енергії,испускаемой одиницею поверхні тіла в одиницю часу в одиничному інтервалідовжин хвиль з усіх напрямків - залежить від довжини хвилі X і абсолютної температури тіла Т.
ІЧ-випромінювання тіла людини вимірюють тепловізорами вдіапазоні 3-10 мкм, де воно максимально.
2. Акустичні поля
Діапазон власного акустичного випромінювання обмежений зібоку довгих хвиль механічними коливаннями поверхні тіла людини (0,01Гц), з боку коротких хвиль ультразвуковим випромінюванням, зокрема, від тілалюдини реєстрували сигнали з частотою близько 10 МГц.
В порядку зростання частоти три діапазони акустичногополя включають в себе:
1) низькочастотні коливання (частоти нижче 10 3 Гц);
2) кохлеарну акустичну емісію (Кае) - випромінювання з вухалюдини (v ~ 10 3 Гц);
3) ультразвукове випромінювання (v ~1-10 МГц).
Джерела акустичних полів в різних діапазонах частотмають різну природу. Низькочастотне випромінювання створюється фізіологічнимипроцесами: дихальними рухами, биттям серця, потоком крові в кровоноснихсудинах і деякими іншими процесами, що супроводжуються коливаннямиповерхні людського тіла в діапазоні приблизно 0,01 - 10 3 Гц. Це випромінювання у вигляді коливань поверхні можна зареєструватиконтактними, або не контактними методами, однак його практично неможливовиміряти дистанційно за допомогою мікрофонів. Це пов'язано з тим, що йдуть зглибини тіла акустичні хвилі практично повністю відбиваються назад відкордону роззуй розділу "повітря-тіло людини" і не виходять назовні вповітря з тіла людини. Коефіцієнт відбиття звукових хвиль близький до одиницічерез те, що щільність тканин тіла людини близька до щільності води, якана три порядки вище щільності повітря.
У всіх наземних хребетних існує, однак, спеціальнийорган, в якому здійснюється гарне акустичне узгодження міжповітрям і рідким середовищем, - це вухо. Середнє і внутрішнє вухо забезпечуютьпередачу майже без втрат звукових хвиль з повітря до рецепторних клітинвнутрішнього вуха. Відповідно, в принципі, можливий і зворотний процес - передачаз вуха в навколишнє середовище - і він виявлений експериментально за допомогоюмікрофона, вставленого у вушний канал.
Джерелом акустичного вивчення мегагерцевого діапазонує теплове акустичне випромінювання - повний аналог відповідногоелектромагнітного випромінювання. Воно виникає внаслідок хаотичного тепловогоруху атомів і молекул людського тіла. Інтенсивність цих акустичниххвиль, як і електромагнітних, визначається абсолютною температурою тіла. [4]
3. Низькочастотні електричні й магні...
