litceysel.ru
добавить свой файл
1
Лекция 2


СОБСТВЕНИ ФИЗИЧНИ ПОЛЕТА НА ОРГАНИЗМА


Около всяко тяло съществуват различни физични полета, които се определят от процесите, които се извършват в него. В този смисъл човекът не прави изключение. Физичните полета, които генерира организма в процеса на функционирането си, се наричат собствени физични полета на човешкия организъм.

Многобройни са физичните методи за изследване на организма на човека, които позволяват да се получи информация за процесите в организма, която не би могла да се получи по друг начин. Типичен пример за това е електрокардиографията.

През последните десетилетия интересът към тези полета се стимулираше от феномена “екстрасенси” – хората, които могат да проявяват способности за диагностика на скрити заболявания в болни и за тяхното лекуване, без да са в пряк контакт с тях, т.е. да притежават някакви свръхспособности по отношние на процесите вътре в тялото на човека. В съответствие с обикновената логика на познанието, за да се получи в режим на “диагностика” някаква информация за процесите, които се извършват вътре в човешкото тяло, това би могло да стане в следната последователност от събития: 1) съществуване на някакви различни параметри между болния и здрав орган; 2) съществува начин за предаване на информацията за тези различия от дълбочината на тялото върху повърхноста му; 3) съществува и начин за предаване на информацията вън от границите на тялото към “екстрасенса”. В режима на “лечение” следва да се очаква, че от “екстрасенсът” излиза някакво “лъчение” или някакви смущения (влияния) от околната среда, които достигат до пациента и се възприемат от него, оказвайки нужното въздействие.

Ключов проблем от гледна точка на физиката е предаването на информация извън границите на самия организъм. Най-широко популярната и използвана хипотеза е тази за съществуването на някакви “биополета”, неизвестни за науката, с помоща, на които поради пълната неопределеност на този термин, би могло да се обясни каквото и да е угодно и по всякакъв начин. В същото време научният път на познание е в това, че отначало се анализират всички съществуващи рационални хипотези и само след това , ако те не се потвърдят, се изобретява нещо по-ново. В този смисъл алтернатива за биополетата са физичните полета на биологичните обекти.

Проблемът за систематично изследване на физичните свойства на биообектите беше поставена в Института по радиотехника и електроника на Руската академия на науките Ю.В.Гуляев и Е.Е.Годик.

Нека се запознаем с различните видове физични полета на биообектите, техните източници, начини за регистрация, получаване на медико-биологична информация на тази основа.


^

2.1. Видове физични полета на човешкото тяло. Източници за тях



Около човека съществуват електромагнитни и акустични полета (гравитационното поле и елементарните частици остават извън границите на това разглеждане).

Може да се отделят 4 основни диапазона на електромагнитното лъчение и 3 диапазона на акустичното излъчване, в които се извършват съвременните научни изследвания (фиг.1).




Фиг.2.1. Схема на електромагнитните (в дясно) и акустичните (в ляво) собствени полета на човека

Електромагнитни полета: Е – електрично поле, В – магнитно поле, СВЧ – свръхвисокочестотни вълни от дециметровия диапазон, ИЧ – електромогнитни вълни от инфрачервения диапазон, видимо – оптичен диапазон на излъчване.

^ Акустични полета: НЧ – нискочестотни колебания, КАЕ – кохлеарна акустична емисия, УЗ – ултразвуково излъчване.

С цифри са означени характерните честоти на лъчения (в херци). Защтриховани са областите на топлинните излъчвания. От ляво и от дясно са дадени названията на датчиците и приборите за регистрация на съответните полета. СКВИД – свръхпроводящ квантов интерферометър, ФЕУ – фотоелектронен умножител.


^ Електромагнитни полета. Диапазонът на собственото електромагнитно лъчение е ограничен от страната на късите вълни от оптичното лъчение, по-късо вълновото излъчване – включително рентгеновото и -квантите, не е регистрирано. От страна на дългите вълни диапазонът може да се ограничи от радиовълни с дължина около 60 см. С нарастването на честотата 4-те диапазона на електромагнитното поле, представени на рис.1, включват:

  1. нискочестотно електрично (Е) и магнитно (В) полета (честоти под 103 Хц);

  2. радиовълни на свръхвисоките честоти (СВЧ) (честоти 109 – 1010 Хц и дължина на вълната извън тялото 3-60 см);

  3. инфрачервено (ИЧ) излъчване (честота 1014 Хц, дължина на вълната 3-10 мкм);

  4. оптично лъчение (честота 1015 Хц, дължина на вълната от порядъка на 0.5 мкм).

Този избор на диапазони се обусловя не от техническите възможности на съвременната електроника, а от особеностите на биологичните обекти и оценката на информативноста за различните диапазони за медицината. Характерните параметри на различните електромагнитни полета, създавани от тялото на човека са дадени в табл.1.

Източниците на електромагнитни полета са различни в различните диапазони от честоти. Нискочестотните полета основно се създават при протичане на физиологични процеси, при които има електрична активност на органите: чревният тракт ( мин), сърцето (характерното време на процесите е около 1 с), мозъкът (0.1 с), нервните влакна (10 мс). Спектърът на честотите, съответстващи на тези процеси е ограничен отгоре от стойности, които не са повече от 1 кХц.


Табл.2.1. Характеристика на електромагнитните полета, създавани от тялото на човека


Параметър

Електрично поле

Магнитно поле

Електромагнитно лъчение в СВЧ-диапазон

Инфрачервено лъчение

Видимо

Честота, Хц

0 - 103

0 - 103

109

1014

1015

Дължина на вълна

-

-

3 – 60 см

3 – 14 мкм

500 нм

Датчици

електроди

СКВИД

антени – апликатори

топловизори

ФЕУ

Начин за регистра-ция

контактен и безконтак-тен

безкон-тактен

контактен

дистанционен

дистан-ционен

Източници на полета

биопотен-циали

биотокове

топлинно

излъчване

топлинно

излъчване

хемилу-минесце-нция


СКВИД – свръхпроводящ квантов интерферометър; ФЕУ – фотоелектронен умножител


В СВЧ- и ИЧ-диапазони източник на физичните полета е топлинното електромагнитно лъчение.

За да се оцени интензивността на електромагнитното лъчение при различни дължини на вълните, човешкото тяло като излъчвател може с достатъчно висока точност да се моделира като абсолютно черно тяло, което както е известно може да поглъща цялото лъчение, което пада върху него и затова то притежава максимална излъчваща способност.

Излъчвателната способност на тялото е количеството енергия, което се изпуска от единица повърхност на тялото за единица време в единичен интервал на дължина на вълните във всички посоки. Тя зависи от дължината на вълната и абсолютната температура на тялото .

Тази функция има максимум при дължина на вълната , което при температура на човешкото тяло от е аколо 10 мкм. Ето защо ИЧ-излъчване на човешкото тяло се измерва с топловизори в диапазона 3 – 10 мкм, в който то е максимално.

От рис.2 следва, че в СВЧ-диапазон, в който дължината на вълната е 104 пъти по-голяма, плътността на енергия на топлинното излъчване е на много порядъци по-малка.




Фиг.2.2. Спектрална плътност на излъчвателната способност на топлинно електромагнитно излъчване на абсолютно черно тяло като функция на дължината на вълната . Температури на черното тяло: (крива 1) и (крива 2)


За целта по двете оси на координатната система са избрани логаритмични скали, тъй като величините и се изменят на много порядъци. Неголемите видими разлики на кривите 1 и 2 съответстват на големи изменения на (до няколко пъти).


Измерването на топлинното излъчване позволява да се определи температурата на човешкото тяло, тъй като спектралната зависимост на топлинното излъчване се изменя с нарастването на температурата. В рис.2 са дадени кривите за две температури на черното тяло: (крива 1) и (крива 2). Такава голяма разлика на температурите е избрана, за да може по-силно да се изрази разликата между кривите. Вижда се, че нарастването на температурата само на 200 води до увеличаване на интензивноста на излъчване 1.5 пъти (в ИЧ-диапазон), а в другите диапазони то е значително по-малко.

^ Акустични полета. Диапазонът на собственото акустично излъчване е ограничен от страна на дългите вълни с механични колебания на повърхноста на човешкото тяло (0.01 Хц), от късите вълни с ултразвуково излъчване и от тялото на човека се регистрират сигнали с честота от порядъка на 10 МХц.

С нарастване на честотата (цифрите от табл.1) трите диапазона на акустичното поле включват: 1) нискочестотни колебания (честоти по-ниски от 103 Хц; 2) кохлеарна акустична емисия (КАЕ) – излъчване от ухото на човека (Хц); 3) ултразвуково излъчване ( МХц).

Източниците на акустични полета в различните диапазони имат различна природа. Нискочестотното излъчване се създава от физиологични процеси: дихателните движения, биенето на сърцето, протичането на кръвта по кръвоносните съдове и някои други процеси, свързани с колебания на повърхноста на човешкото тяло в диапазона приблизително 0.01 – 103 Хц. Това излъчване като колебания на повърхноста може да се регистрира с контактни или безконтактни методи, обаче е невъзможно измерването му дистанционно с помоща на микрофони. Това е свързано с това, че акустичните вълни, идващите от дълбочината на тялото практически напълно се отразяват от границана на разделяне “въздух – човешко тяло” и не излизат навън във въздуха от тялото. Коефициентът на отражение на звуковите вълни е близко до 1, тъй като плътноста на тъканите на тялото е близка до тази на водата, която е 3 пъти по-висока от плътноста на въздуха.

Обаче във всички наземни гръбначни съществува специален орган, в който се осъществява добро акустично съгласуване между въздуха и течната среда – ухото. Средното и вътрешно ухо осигуряват предаване почти без загуби на звуковите вълни от въздуха към рецепторните клетки на вътрешното ухо. По принцип е възможен и обратния процес – предаване от ухото в околната среда и това експериментално е открито с помоща на микрофон, поставен в ушния канал.

Източник на акустично излъчване в мегахерцовия диапазон е тотоплинното акустично лъчение – пълен аналог на електромагнитното лъчение. То се създава в резултат на хаотичното топлинно движение на атомите и молекулите на човешкото тяло. Интензивността на тези акустични вълни, както и електромагнитните, се определя от абсолютната температура на тялото.

Нека разгледаме отделно всяко физично поле, създавано от човешкото тяло.


^

2.2. Нискочестотни електрични и магнитни полета



Електричното поле на човека съществува върху повърхноста на тялото и вън от него.

Електричното поле вън от тялото на човека се дължи на трибозарядите, т.е. зарядите, които се създават върху повърхноста на тялото в резултат на триене на дрехите или в някакъв диелектричен предмет като на тялото се създава електричен потенциал от няколко волта. Електричното поле постоянно се изменя с времето: първо – извършва се неутрализация на трибозарядите като те се оттичат от високоомната повърхност на кожата с характерни времена от 100 – 1000 с; второ – измененията на геометрията на тялото в резултат на дихателни движения, биене на сърцето и т.н. водят до модулация на постоянното електрично поле вън от тялото.

Още един източник на електрично поле извън човешкото тяло е електричното поле на сърцето. Приближавайки два електрода към повърхноста на тялото, може безконтактно и дистанционно да се регистрира такава кардиограма като традиционната с контактния метод. Трябва да отбележим, че сигналът ще бъде многократно по-малък, отколкото полето на трибозарядите.

В медицината безконтактният метод за измерване на електричните полета, свързани с тялото на човека, намери своето приложение за измерване на нискочестотните движения на гръдната клетка.

За тази цел на тялото на пациента се подава променливо електрично напрежение с честота 10 МХц, а няколко антени-електроди се доближават до тялото на пациента на разстояние 2-5 см. Антената и тялото представляват двете плочи на кондензатор. Преместванията (движението) на гръдната клетка изменя разстоянието между тях, т.е. капацитетът на този кондензатор и съответно капацитетния ток, измерван със всяка антена. На основата на измерванията на тези токове се построява карта на преместванията на гръдната клетка по време на дихателния цикъл. В норма тя трябва да бъде симетрична относно гръдната кост. Ако симетрията бъде нарушена и от едната страна амплитудата на движение е малка, то това може да свидетелства, например, за скрито счупване на ребро, което блокира съкращаването на мускулите от съответната страна на гръдната клетка.

^ Контактните измервания на електричното поле са с най-широко приложение в медицината: в кардиологията и електроенцефалографията.

Основният прогрес при тези изследвания е свързан с прилагането на изчислителната техника, включително персоналните компютри. Това позволява да с получават така наречените електрокардиограми с високо разрешение (ЕКГ ВР).

Както е известно, амплитудата на сигнала на ЕКГ е не повече от 1 мВ, а на -сегмента е още по-малка като сигналът се маскира от електричен шум, свързан с нерегулярната мускулна активност. За да се отстрани това се прилага методът на натрупване, т.е. на сумиране на много последователно идващи сигнали на ЕКГ. За това с помоща на компютърна програма се отмества всеки следващ сигнал, така че неговият -пик да се съвмести с -пика на предходния сигнал, прибавяйки го към предходния и така за много сигнали, получени за няколко минути. При тази процедура повтарящия сигнал се увеличава, а нерегулярните шумове се гасят взаимно. С подтискането на шума при регистрация се отделя тънката структура на -комплекса, която е важна при прогноза на риска на мигновенната смърт.

В електроенцефалографията, която се използва в неврохирургията, персоналните компютри позволяват да се построят моментни карти на разпределението на електричното поле на мозъка в нормално време като се използват потенциали от 16 до 32 електрода, разположени върху двете полукълба през интервали от време от порядъка на няколко мс.

Построяването на всяка карта включва четири процедури:

1)измерване на електричния потенциал във всички точки, в които са разположени електроди; 2) интерполиране (продължаване) на измерените стойности в точки, които лежат между електродите; 3) “изглаждане” на получените карти; 4) оцветяване на картите в различни цветове, съответстващи на определени стойности на потенциала. По този начин се получават ефективни цветни образи. Такова представяне в квазицветове, когато целият диапазон на стойности на полето от минимални до максимални е в съответния набор от цветове, например от виолетов до червен сега е много разпространен, тъй като силно облекчава лекарят при анализ на сложните пространствени разпределения. Като резултат се получава последователност от карти, от които се вижда как по повърхноста на мозъчната кора се преместват източниците на електрично поле.

Персоналният компютър позволява да се построяват карти не само за мигновенно разпределение на потенциала, но и за по-тънки параметри на ЕЕГ, които отдавна са апробирани в клиничната практика. Към тях е пространственото разпределение на електричната мощност на едни или други компоненти, формиращи ЕЕГ ( и -ритми) (табл.ІІІ). За построяване на такава карта в определен “прозорец” (интервал) от време се измерват потенциалите в 32 точки на скалка, след което по тези записи се определят честотните спектри и се построява пространственото разпределение на отделните спектрани компоненти.




Фиг.2.3. Електрично картиране на мозъка

а –схема на измерване на ЕЕГ в 16 точки на повърхноста на главата; б. спектър на мощноста на електричните сигнали в тези точки; в. карти на ЕЕГ на пространствените компоненти на ЕЕГ ( и -ритми). С цветна ивица отдолу е скалата на кодиране на спектралната мощност на сигналите в квазицветове.


Картите на и -ритмите силно се различават. Нарушаванетона симетрията на такива карти между дясното и ляво полукълба може да бъде диагностичен критерий в случай на раково образуване в мозъка и при някои други заболявания.

По такъв начин са разработени безконтактни методи за регистрация на електричното поле, което създава тялото на човека в околното пространство и са намерени някои приложения на тези методи в медицината. Контактните методи за измерване на електричното поле получиха нов импулс с използването на персонални компютри, а тяхното бързодействие позволява да се получат карти на електричните полета на мозъка.

^ Магнитното поле на човека се създава от токове, генерирани от клетките на сърцето и кората на главния мозък. То еизключително малко – от 10 млн до 1 млд пъти по-слабо от магнитното поле на Земята (табл.2). За неговото измерване се използва квантов магнитометър. Негов датчик е свръхпроводящия квантов магнитометър (СКВИД), а на входа му са включени приемни намотки. Този датчик измерва свръхслаб магнитен поток, преминаващ през намотките. За да работи СКВИД е необходимо да бъде охладен до температура, при която се появява свръхпроводимост, т.е. до температурата на течния хелий (). За тази цел него и приемните намотки се поставят в специален термос за запазване на течния хелий – криостат, а по-точно в неговият край, за да може той максимално близко да се поднесе към изследваното тяло на човека.

През последното десетилетие след откриването на “високотемпературната свръхпроводимост” се появяват нови типове СКВИД, които се охлаждат до температура на течния азот (). Тяхната чувствителност е достатъчна за измерване на магнитното поле на сърде и са значително по-икономично ефективни.


Табл.2.2. Индукция (В) на магнитното поле на оррганизма на човека и околната среда


^ Обект на изследване

Индукция (В) на магнитно поле, Тл

Сърце

10-11

Мозък

10-13

Поле на Земята

5.10-5

Геомагнитен шум

10-8 – 10-9

Магнит на ЯМР-томограф

1


Както се вижда от табл.2, магнитното поле, създавано от човешкия организъм на много порядъци е по-малко от магнитното поле на Земята, неговите флуктуации (геомагнитния шум) или полето на техническите средства в медицинските апаратури. Ето защо се измерва не самото магнитно поле, а неговия градиент, т.е. неговото изменение в пространството. В магнитното поле съществува сума от индукциите на полета на смущенията Всм и тази на сърцето Вс, а именно В = Всм + Вс, като ВсмВс. Полето на смущенията се формира от: Земята, металическите предмети (например, тръби за отопление, водопровод и т.н.), преминаващите автомобили по улицата и т.н. – като то бавно се изменя по пространството, докато магнитното поле на сърцето или мозъка пада бързо при отдалечаване от тялото.

По тази причина индукцията на магнитното поле на смущенията Всм1 и Всм2, измерени непосредствено на самата повърхност на тялото и на разстояние 5 см от него, практически не се различават: Всм1 = Всм2, а индукциите на полетата Вс1 и Вс2, които се създават от сърцето в тези точки се различават около 10 пъти: Вс1Вс2.

Ето защо, ако се извадят една от друга две стойности на измерваната индукция на магнитното поле В1 и В2, то тогава разликата на регистрираните сигнали В12 = Вс1с2 практически няма да съдържа дяла на смущенията, а сигналът от сърцето само слабо ще се “изкриви”. За реализация на описаната най-проста схема – градиометър от първи ред- може да се използват две паралелни една на друга намотки, които са разположени на разстояние от няколко сантиметра една от друга и са включени една срещу друга. Сега се използва по-сложна конструкция – градиометри от втори ред с датчик от повече намотки. Тези устройства позволяват да се измерват магнитоенцефалограми непосредствено в клиниката.

^ Магнитокардиограма и динамична магнитна карта на човека. Източник на магнитното поле на сърцето на човека е същият, който е за електричното – преместващата се граница на областа на възбуждане на миокарда. Различават се два начина за изследване на това поле: (1) измерване на магнитокардиограми (МКГ) и (2) построяване на динамична магнитна карта (ДМК). В първия случай измерването се извършва в някаква една точка над сърцето и в резултат се получава зависимост на стойноста на магнитното поле от времето, които често съвпадат по форма с традиционните електрокардиограми. За да се построи динамична магнитна карта е необходимо да се измери набор от МКГ в различни точки над сърцето. За тази цел пациентът, лежащ върху немагнитна кушетка се премества към неподвижния датчик. Полето се измерва в област 20 х 20 см2 в мрежа от 6 х 6 елемента, т.е. в 36 точки. Във всяка точка се записват няколко периода на сърдечния цикъл и за да се усредни записът, след което пациентът се премества така че да да се измери следващата точка. След това в определени моменти от време, които се отчитат по -пика (върха) се построяват моментни динамични магнитни карти. Всяка ДМК съответства на определена фаза на сърдечния цикъл.

В магнитокардиографията (МКГ) и магнитоенцефалографията (МЕГ) се използват ве основни форми за представяне на получените резултати. Традиционният начин е построяване на изолинии, т.е. начертаване на семейства от криви, които съответстват на една и съща стойност на индукцията на магнитното поле и се различават една от друга с постоянна стойност, например, 5 пТ (1пТ = 10-12 Т): 0 пТ, 5 пТ, 10 пТ и т.н.

Освовните медицински приложения за измерванията на магнитните полета на тялото на човека това е магнитокардиографията (МКГ) и магнитоенцефалографията (МЕГ). Достойнството на МКГ в сравнение с традиционната електрокардиография ЕКГ е възможноста да се локализират източниците на поле с висока точност от порядъка на 1 см. Това е свързано с това, че динамичните магнитни карти позволяват да се оценят координатите на токовия дипол.

Механизмът на формиране на магнитното поле е показан на схемата на рис.4. Под повърхноста на полето на дълбочина от нея е рад(зположен проводник, по който тече ток . Тогава се създава поле с индукция В като то от едната страна на проводника излиза от плоскоста, а в другата влиза в нея. Измерва се компонентата на полето , която е перпендикулярна на плоскоста.




Фиг.2.4. Изолинии на магнитното поле в плоскоста на измерване

Затъмнената област съответства на областа на влизащите в полето линии; с 1 е отбелязано разстоянието между екстремумите на полето по оста х.

Трябва да се отбележи, че в тялото на човека отсъстват дълги проводници, по които тече ток. Ето защо най-добра апроксимация на реалните източници на магнитно поле е моделът на токов дипол на къс участък от проводник с ток, който е ориентиран както е показано на схемата (рис.4). Създаваното поле от токовия дипол има най-голяма и най-малка стойност на същото отделяне от своята ос, което е и за дълъг проводник, обаче то бързо пада по оста на дипола в двете страни, така че изолиниите на полето в близост до екстремумите напомня на окръжност.

По такъв начин, регистрацията на магнитните полета на човека позволява да се получи нова информация, допълнителна към тази, която дава измерването на електричните полета.


^ 2.3. Инфрачервено лъчение


Най-ярка информация за разпределение на температурата по повърхноста на човешкото тяло и нейните изменения във време дава методът на динамично инфрачервено топловиждане. В техническо отношение това е пълен аналог на телевизията, само че датчикът измерва не оптично лъчение, което е отразено от обекта и се вижда от човешкото око както при телевизията, а неговото собствено невидимо с око инфрачервено лъчение. Топловизорът се състои от сканер, измерващ топлинното излъчване в диапазона на дължини на вълните от 3 до 10 мкм, устройство за събиране на данни и персонален компютър (процесор) за обработка на образа. Диапазонът 3-10 мкм е избран, защото както се вижда от рис.2, именно в този диапазон се наблюдават най-големи разлики на интензивноста на лъчението при изменение на температурата на тялото. Най-простите сканера имат следната схема: топлинното излъчване от различни участъци на тялото последователно, с помоща на колебаещи се огледала, се проекцира върху приемник на ифрачервено лъчение, който се охлажда с течен азот. Образът има формат 128 х 128 елемента или 256 х 256, т.е. този образ по ясност и разделителност малко отстъпва на познатия ни телевизионен. Топловизорите предават за 1 сек 16 кадъра. Чувствителността на топловизора при измерване на 1 кадър е от порядъка на 0.1 , обаче тя може рязко да бъде увеличена, като се използва персонален компютър за обработка на образа.

^ Особености на обработката и представянето на топловизорния образ. Топловизорният образ може да се представя в черно-бял или цветен формат. Скокообразните спадания на температурата, които трябва да бъдат измерени на термограмата, по правило са от части на градуса, а в същото време пълният сигнал съответства приблизително на 300 р т.е. изходният образ притежава малък контраст и е пнеобходимо него да обработваме. Без предварителна обработка с персонален компютър получената картина не е информативна. Изчислителната техника позволява да се извършат следните операции за обработка на образа: 1) усредняване; 2) изменение на контраста на получените образи; 3) оцветяване в квазицвят на контрастиращите образи.

Използват се два метода за усредняване: по пространство и по време (натрупване). В първия случай в получената карта вместо температура на всеки участък от изображението се записва средната температура на няколко съседни точки. Във втория случай се сумират няколко кадъра, които се снемат един след друг. В двата случая шумовете се подтискат и полезният сигнал става по-ясен и точен. Тъй като топлинните полета се изменят достатъчно бавно по време, а техните пространствени граници рядко са така рязко очертани, то тези методи на обработка на изображенията позволяват значително да се увеличи чувствителноста на топловизорите, която може да достигне до няколко хилядни части от градуса и в същото време да не се развали качеството на образа.

Контрастирането на изображението и оцветяването в квазицвят дават възможност да се усили възприемането на стойноста на топлинните контрасти. Ролята на оцветявянето на образа обсъдихме по-горе. Нека сега се спрем на контрастирането. Контрастиране се нарича намаляването на диапазона на измерваната величина, на което съответства пълен мащаб на изменение на яркоста или цветната палитра (спектър). Нека например, изображението е оцветено така, че на интервал от температури със средна стойност Т0 да съответства изменение на цвета от виолетово до червено, като при това средната стойност на температурата на изображението Т0 – условна нула – да съответства зеленият цвят. Тогава цветът на по-хладните участъци с температура от Т0 до –0.5 ще бъде отместен към виолетовия, а при по-топлите температури, съответно от Т0 до +0.5 към червения цвят. В този случай малко изменение на температурата, например с 0.05 ще се прояви в образа като отенъци на зеления цвят. Ако изображението се контрастира 4 пъти – се разтяга мащабът му така, че цялата гама от цветове да съответства не на 1 , а на 0.25 , то тогава на намаляване на температурата с 0.05 ще съответства зелено-оранжев контраст, който е добре различим от окото.

Разновидност на топловиждането, при която се изследва времевата динамика на температурните полета, понякога се нарича динамично топловиждане. Обработвайки последователни термокарти, може да се определи динамиката на температурата в някакви интересуващи ни точки, еволюцията във времето на размерите на нагрети участъци от кожата и т.н.

^ Топловизия в биологията и медицината. Най-яркият резултат от прилагането на топловизията в биологията (това е откриването и регистрацията на пространственото разпределение на температурата на кората на главния мозък на животните, което роди фактически нов раздел във физиологията – термоенцефалоскопия). За такива измервания топловизорът се доближава върху черепната кутия, от която предварително е снет скалпът.




Фиг.2.5. Термокарти на мозъка на плъх при зрителна стимулация на ляво око с кратка светкавица от страни, показано със стрелка на карта 1


Челни области – в дясно, задтилни – отляво. 1 – след1.3 с след кратка светкавица; 2 – след 2.6 с; 3 – 3.8 с; 5 – 9 с; 6 – 10.2 с.

Награвяване – червени области; охлаждане – синьо-виолетови.


В табл.V (фиг.2.5) са дадени термокарти на мозъка на плъх при зрителна стимулация на лявото око с кратка светкавица. Падането на температурата е от 0.1. Вижда се, че след 2.6 с от началото на стимулацията се появяват огнища на топлина в дясното и лявото полукълба. Първото огнище интензивно се нагрява и увеличава размерите си. След 7-8 с започва и нагряването на рявото огнище. След 10 с възбуждането обхваща голяма част от повърхноста на кората на главния мозък.

Термоенфалоскопията позволява да се “видят” вълни, които се разпространяват по повърхноста на кората на главния мозък. Един от тези типове вълни е върната на разпространяващата се депресия (РД), която възниква при инжектиране на разтвор на и се движи със скорост 3-5 мм/мин. Оказва се, че вълната РД, която преди това се регистрираше само в отделни точки на кората на главния мозък с помоща на електроди, се съпровожда с интензивна топлинна вълна. Последната се вижда като локално повишаване на температурата (до ) и продължава значително по-дълго, отколкото електричната вълна и предизвиква генерация на топлина в клетките на кората на мозъка.

За съжаление такива топлинни карти на мозъка на човека може да се получат само при неврохирургически операции при открит мозък, тъй като скалпът и дебелата черепна кутия имат силно поглъщане на ИЧ-лъчение и по този начин са непреодолима преграда за сигнали от мозъка.

Инфрачервената топловизия на тялото на човека дава информация за температурата на горните слоеве с обща дебелина около 100 мкм, тъй като експерименти показват, че електромагнитните вълни от ИЧ-диапазон затихват при преминаване в биологични тъкани на разстояние от 100 мкм. Температурата на този слой се определя от баланса на топлина за сметка на отдаването му в околната среда и притокът му от кръвта, протичаща от топлинното ядро на организма. Ето защо ИЧ-топловизия е начин да се оцени кръвотока на кожата в различни участъци на тялото.

Най-широко разпространение има приложението на ИЧ-топловизия в медицината за визуализация на кръвоснабдяването на долните крайници. Ако тяхното кръвообръщение е нарушено, то температурата на дисталните участъци е понижена. Регистрирайки такива области с понижена температура, може да се определи степента на изразеност на заболяването, а така също ефективноста на терапевтичните мероприятия.

Динамичната топловизия позволява да се проследят измененията на температурата на тялото при различни дозирани въздействия – функционални проби. Например, след снемане на дрехите кожата на пациента се оказва в друг температурен режим и се извършва продължителна (15-20 мин) адаптация. Динамиката на измерване на температурата на тялото в този период служи като критерий за нормалното функциониране на системата на терморегулация. Плавното монотонно изменение на температурата е обикновена нормална реакция, а отсъствието на динамика – свидетелство за неблогополучие. По такъв начин, например, се контролира болеста на Рейно, при която се нарушава терморегулацията: понижаването на температурата в стая предизвиква закономерно понижаване на температурата на кожата на здрави хора и не оказва въздействие при болни от тази болест. Отсъствието на динамика при такава проба е характерно за болни с увредена в резултат на травма инервация на крайниците.

Методът на динамична топловизия открива възможности да се визуализира реакцията на организма в зоните на Захарин-Гед. В 19 век руският лекар Захарин и австрийския учен Гед откриват, че определени участъци от повърхноста на тялото сигнализират за неблагополучие в съответен вътрешен орган. В частност, при сърдечна недостатъчностболка се усеща от лявата страна и се разпространява в лявата ръка. Обаче границите на тези области много грудно може да се определят, тъй като те се очертават по субективните реакции на пациентите. Използването на топловизията се основава на това, че при болева реакция на някакъв орган при функционална проба възниква съдова реакция в съответната зона на Захарин-Гед и тава води до изменение на локалната температура на кожата.


^ 2.4. Електромагнитни вълни на СВЧ-диапазон


Интензивността на излъчване на вълни от СВЧ-диапазон поради топлинно движение е нищожно малка. Както е възможно да се пресметне от данните на рис.2. или непосредствено от формулата на Планк, при изменение на температурата относно околната среда с тя е само 2.10-13 Вт/м2. Както отбелязва Ю.В.Гуляев, по своята интензивност това съответства на интензивноста на светлината на свещ, която е на разстояние повече от 10 км.

Тези вълни в тялото на човека затихват по-слабо, отколкото ИЧ-излъчване. Ето защо с помоща на прибори за измерване на слаби електромагнитни полета от този честотен диапазон, така наречените СВЧ-радиометри, е възможно да се измери температурата в дълбочината на човешкото тяло.

Вълните от тялото на човека се приемат чрез контактна антена – апликатор. Дистанционните измервания в този диапазон за съжаление са невъзможни, тъй като вълните, излизащи от тялото, силно се отразяват от границата тяло-въздух.

Главната трудност при анализа на измерванията на температурата в дълбочина по радиотоплинното излъчване върху повърхноста е в това, че е трудно да се локализирадълбочината на източника на температура. За ИЧ-лъчение този проблем не възниква: лъчението се поглъща на дълбочина от 100 мкм, така че негов източник еднозначно е повърхноста на кожата. Радиовълните от СВЧ-диапазон се поглъщат на разстояние от няколко см.

Средната дълбочина, с която се измерва температурата, се определя от дълбочината на проникване . Тя зависи от дължината на вълната и типа на дадената тъкан (рис.6). Колкото повече вода (електролит) има в тъканта, толкова с по-малка дълбочина може да се измери температурата: в мастна тъкан с ниско съдържание на вода = 4-8 см, а в мускулна тъкан (с високо съдържание на вода) тази величина се намалява до стойности = 1.5-2 см.




Фиг.2.6. Зависимост на дълбочината на проникване на дециметровите вълни от дължината на вълната в свободно пространство за тъкани, съдържащи много електролит (мускули) и малко (мастна тъкан)


Оптимални за измерване на дълбочинната температура са радиометрите с дължина на вълната в свободното пространство = 20-40 см: при по-късовълновите устройства дълбочината на проникване се намалява до няколко мм, т.е. те фактически както и ИЧ-топловизори измерват температурата на кожата, а при по-дълговълновите радиометри ( = 60 см) е много голям размерът на антената и малка тяхната пространствената разрешаваща способност.

Въпреки че методът на СВЧ-радиометрия измерва средната температура по дълбочина в човешкото тяло, в настоящия момент е известно кои органи могат да изменят температурата си и затова може еднозначно да се се свързва изменението на температурата с тези органи. Например, изменението на температурата по време на работа на мускулите (физично натоварване) е свързано с мускулната тъкан, измененията на дълбочинната температура на главния мозък достигат до 1-2 и се определят от кората му.

^ Механизми на изменение на температурата в тялото на човека. Топлинният баланс на всеки участък от тялото се поддържа от три фактора: 1)генерация на топлина от метаболизма; 2) обмен на топлина от съседни участъци в резултат на термодифузия; 3) конвективен топлообмен чрез кръвообръщение, т.е. от притока и оттока на топлина с кръвта. Поради конвективния топлообмен едни тъкани могат да се нагряват, а други да се охлаждат. Температурата на кръвта, която протича по артериитев различните органи се определя от температурата на “топлинното ядро” на тялото (фактически гръдната клетка) и е 370 С.

Кръвта, която идва към мускулите в покой (тяхната температура е 35.50 С) води до нагряването им. Напротив, температурата на мозъка поради активната работа на невроните е по-близко до 380 С, т.е. идващата кръв в мозъка го охлажда. Поради тази разлика временното спиране на кръвообръщението води до охлаждане на мускулите и обратно, до нагряване на мозъка.

Като пример за физиологични изследвания ще посочим зависимоста на дълбочинната гемпература на мускула прод действие на мускулна работа (физическо натоварване) от времето (рис.7). Дълбочинната температура на бицепса на човека в покой е 35.50С, но след началото на извършване на мускулна работа температурата не започва да расте веднага (крива 1, рис.7), а след някакво задържане – латентен период от 20-30 с. Повишаването на температурата е свързано с увеличаване на кръвообръщението и ветаболизма в мускула и продължава след завършването на работата.




Фиг.2.7. Зависимост на температурата в дълбочина на бицепса на човека след началото на извършена работа по периодично вдигане на товар с маса от няколко кг с честота 1 път в секунда (крива 1) (времето, в продължение, на което се е извършвала работа, е показано отдолу с черта). Крива 2 е същото, но при сложена гумена тръба и спряно кръвообръщение


Съществено е, че това повишаване на температурата не се прекратява в момента на завършване на работата, а продължава още някакакво време, след което се наблюдава бавно спадане. Ако предварително на ръката се сложи гумена тръба за спиране на кръвообръщението, то и при този случай при работа температурата на бицепса нараства, но значително по-бавно. От тези данни могат да се направят важни изводи за работата на мускулите на човека. Първо, съкратителната система на мускулите – миофибрилите, имат висок коефициент на полезно действие (кпд). Това се потвърждава от отсъствието на повишаване на температурата по време на латентния период, когато мускулът използва готовият запас от макроергични източници: АТР и креатинфосфат. Второ, главното повишаване на температурата е свързано не с извършването на работа, а с топлопродукция, свързана с енергетичното осигуряване на синтезата на АТР в работещия мускул и след завършване на работа. Това е равно отговорно както за нарастването на температурата, така и за повишаване на кръвообръщението.

^ Използване на СВЧ-радиометри в медицината. Основни сфери за практическото приложение на СВЧ-радиометрия са диагностицирането на злокачествените образования на различни органи: млечна жлеза, мозък, бели дробове; метастази, а така също функционалното състояние на кората на главния мозък. При това се използват функционални проби: въздействия, предизвикващи известен отговор от организма. Например, глюкозна проба – пациентът приема няколко грама глюкозен разтвор, след което започва да се измерва вътрешната температура с антени, които са разположени в няколко точки по повърхноста на тялото около изследвания орган. Ако има злокачествени образования или метастази, то след глюкозната проба се вижда увеличаване на дълбочинната температура на тялото в тези области.

Възможният биофизичен механизъм на повишаване на температурата е свързан с това, че глюкозата активно се усвоява от клетките. Ефективността на преобразуване на глюкозата в АТР в раковите клетки е значително по-ниска, отколкото в здравите: от една молекула глюкоза в раковите клетки се синтезират 2 молекули АТР, а в здравите – 38. Ето защо е необходимо раковите клетки да преработват значително по-голямо количество глюкоза. Тъй като кпд на този процес не е по-висок от 50%, то раковите клетки сибно се нагряват. Това загряване чрез физиологичните механизми индуцира повишаване на температурата и в близко лежащите тъкани. Сумарното повишаване на температурата се регистрира с СВЧ-радиометър.




Фиг.2.8. Резултати от изследване на болен със СВЧ-радиометрия

Оляво – термокарта, от дясно – динамика на изменение на температурата


В таблицата на рис.8 са дадени резултатите по изследване на болен със заболяване на главния мозък. Температурата се измерва с 12-антени, а тяхното разположение е показано схематично отляво. Динамиката на изменението на температурата в една от точките е показана отдясно. След 4 мин от началото на измерване (цифра 2 в квадратчето отдясно) започва хипервентилационната проба, т.е. по команда болният започва често и дълбоко да диша. След 1.5 мин пробата завършва (цифра3). Както се вижда от таблицата, по време на пробата отляво в теменната област (антена №6) се наблюдава нарастване на температурата с , а след свършване на пробата се сменя с рязко спадане. Отляво в таблица е дадена температурната карта, която е построена в момента на завършване на пробата и е очевидва рязката нееднородност на температурата на кората. Подобни силни изменения на температурата в здрави изследвани хора не се наблюдават. По такъв начин СВЧ-радиометрия открива тънките изменения на функционалните особености на главния мозък.


^ 2.5. Оптично излъчване от тялото на човека


Оптичното лъчение от човешкото тяло с висока надежност се регистрира с помоща на съвременна техника за броене на фотони. В тези устройства се използват високочувствителни фотоелектронни умножители (ФЕУ), които са способни да регистрират единични кванти светлина и да дават на изхода кратковременни токови импулси, които след това се броят с помоща на специални електронни броячи.

Измерванията, извършени в редица лаборатории, показват че 1 см2 от кожата на човека за 1 с излъчва спонтанно във всички страни 6-60 кванта, основно в синьо-зелената област на видимия спектър. Светимостта на различните участъци на кожата се различават – най-силно излъчване се регистрира от края на пръстите, значително по-слабо от корема и предната част на ръката (от китката до лакътя).Това излъчване не е свързано с нналичието на замръсители върху кожата и зависи от функционалното състояние на пациента като се намалява в покой и повишава с нарастване на неговата активност.

Може да се индуцира светене на кожата с помоща на обработка с водородни прекиси или с въздействие върху кожата с предварително осветяване с мощен поток от светлина. В резултат се наблюдава фосфоресценция с излъчване при дължина на вълната нм, което съответства на пика на поглъщане на ДНК. Предварителното осветяване предизвиква нарастване на светенето до 1000 пъти, което след това спада с времето по сложна кинетична крива с няколко времеви константи от единици до десетки минути.

Оптичното излъчване на кожата не е топлинно по своята природа. Интензивността на топлинното излъчване в оптичния диапазон е нищожна – кожата може средно да излъчи за много секунди само 1 квант от 1 см2.

Най-вероятният механизъм за това спонтанно светене е хемилуминесценцията, която е в резултат на процесите на прекисно окисление на липидите, при което се образуват свободни радикали, т.е. молекули във възбудено състояние. При взаимодействие на такива молекули в определен (малък) процент от случаи се извършва излъчване на светлина. При индуцирано светене са възможни и други механизми, например, измерено е лъчение при активация на определени кръвни клетки – неутрофилите, което е свързано с генерацията на активни форми на кислорода.


^ 2.6. Акустични полета на човека


Повърхността на човешкото тяло постоянно се колебае. Тези колебания носят информация за много процеси вътре в организма: дихателни движения, биене на сърцето и температура на вътрешните органи.

^ Нискочестотните механични колебания с честота под няколко килохерца дават информация за работата на белите дробове, сърцето, нервната система. Регистрирането на движението на повърхноста на човешкото тяло може да се извърши с помоща на дистанционни или контактни датчици в зависимост от решаваната задача. Например във фонокардиографията за измерване на акустични шумове, които се създават от сърцето, се използват микрофони, които се поставят върху повърхноста на тялото. Електричните сигнали от датчиците се усилват и подават към регистриращо устройство или персонален компютър и по тяхната форма и стойност се правят изводи за движението на едни или други участъци на тялото.

^ Кохлеарна акустична емиси. От ухото на животните и човека могат да се излъчват звуци – това явление се нарича кохлеарна акустична емисия, тъй като техният източник е локализиран в охлюва (вътрешната част на слуховия орган) (). Тези звуци могат да се регистрират с микрофон, който е разположен в ушния канал. Открити са различни видове кохлеарна акустична емисия, между които се отделят спонтанната емисия и акустичното ехо.

Спонтанна емисия е самопроизволно непрекъснато излъчване на звук от ушите на човека. Нивото на звуковото налягане достига до 20 дБ, т.е. то е 10 пъти по-високо от праговата стойност от 2.10-5 Па, която може да възприема човешкото ухо при честота 1 кХц. Честотата на емисия за различни лица се различава и лежи в диапазона 0.5-5 кХц като излъчването има висока монохроматичност. Емисия се наблюдава средно при 25% от мъжете и в 50% от жените. Спонтанната емисия няма никакво отношение към “звънене в ушите”, което е субективно усещане с чисто нервен произход.

Кохлеарната акустична емисия е свързана с дейноста на така наречените външни косъмни клетки, които са разположени в кортиевия орган на ухото. В отговор на идващата звукова вълна те променят размерите си и предизвикват във вътрешното ухо механични колебания, кото са способни да се разпространяват в обратна посока, излизайки навън през средното ухо. Биофизичният механизъм на бързите изменения на геометрията на клетките не е ясен, а неговото бързодействие е 100 пъти по-високо от това в мускулите.

От всички видове кохлеарна акустична емисия приложение в медицината е намерило явлението акустично ехо – излъчване на звуци от ухото след известно време след подаване в ухото на кратък звуков сигнал. То се използва при диагностика на слуха на новородените в първите няколко дни от живота, когато е невъзможно да се използват обикновените методи в аудиометрията. Отсъствието на ехо е тревожен симптом не само за глухота, но и често за свързани с нея поражения на други дялове на централната нервна система. Ранната диагностика позволява вече от първите дни на живота да се приемат активни мерки и в значителна степен да се намалят неблагоприятните последствия на този недъг.

^ Акустично лъчение на ултразвуковия диапазон. Тялото на човека е източник на топлинно звуково лъчение с различни честоти. Обикновено акустичните вълни идват от дълбочината на тялото, отразяват се в неговата повърхност и заминават обратно, обаче пиезодатчик, който контактира с тялото, може да ги регистрира. Особеност на акустичните вълни, които се разпространяват в човешкото тяло е, че колкото е по-висока тяхната честота, толкова по-силно те затихват. Ето защо от дълбочината на тялото от разстояния 1-10 см могат да достигнат само топлинни ултразвукови вълни от мегахерцовия диапазон с честоти не по-големи от 0.5-10 МХц. Интензивността на тези вълни е пропорционална на абсолютната температура на тялото. За измерване на интензивноста на топлинното акустично лъчение се използва акустотермометър. С помоща на този прибор може да се измери, например, температурата на тяло на човек, което е потопено във вода.

Съществена област за използване на акустотермографията ще стане измерването на дълбочинната температура в онкологията при процедури, които са свързани с нагряване на раковите образования в дълбочината на тялото с помоща на различни методи: ултрависоки и свръхвисоки честоти, ултразвук, лазерно лъчение. Акустотермографията е потенциално единственният неинвазивен метод, който е способен да осигури високо пространствено разрешение за приемливо време на измерване от порядъка на една минута.

^ Физични полета и екстрасенси. Изучаването на физичните полета на организма на човека позволява да се отговори на редица въпроси, възникващи при обясняване на механизмите на въздействие на екстрасенсите, въпреки че получените данни за физичните полета на човека позволяват не толкова да се получи обяснение на наблюдаваните феномени, колкото да се покажат трудностите при това обяснение.

При режим на “диагностика” се проследява верига от събития, в резултат, на която екстрасенсът би могъл да получи информация за болния орган на пациента, може да се отбележи следното:

1. Болният орган се различава от здравия както по своите физични характеристики, например, температура, така и по физиологичните си параметри – сигнали, които постъпват от него в нервната система.

2. Информация за различните състояния на органа може да постъпи в повърхноста на тялото от дълбочина или непосредствено в съответствие с физичните закони за пренасяне на енергията или чрез “физиологично” проектиране. В първия случай това не може да се извърши чрез непосредствено топлопредаване, за което са необходими големи времена; възможни са начини за предаване с помоща на топлинно свръхвисокочестотно електромагнитно лъчение или мегахерцово акустично лъчение. Тези лъчения позволяват да се “извадят” източници на топлина от върху повърхноста на тялото от дълбочина от няколко сантиметра. “Физиологичното” проектиране може да се осъществи по пътя на нервните механизми, например в зоната на Захарин-Гед.

3. Дистанционното предаване на информация за болния орган може да се осъществи само с помоща на електромагнитни полета, тъй като предаването на акустичното лъчение изисква непосредствен контакт с тялото на пациента. Възможността да се използва един или друг диапазон на електромагнитното лъчение се определя от интензивноста на съответното лъчение и чувствителноста към него на рецепторите на ръката на екстрасенса. Съществуващите данни позволяват да се изключи нискочестотно електрично и магнитно поле, а така също и вълни от СВЧ-диапазон, тъй като човекът е нечувствителен към известните слаби полета. Лъчението от оптичния диапазон също не може да бъде такъв агент, тъй като интензивността на собствено светене на кожата е милион пъти по-малка от тази на Слънцето или изкуственото осветяване в стая. По такъв начин като най-вероятен преносител на информация в режим на “диагностика” е електромагнитното излъчване на тялото в инфрачервения или в близки до него честоти.

При режим на “лечение” главният проблем е в неяснота за механизма на пренасяне на информация от екстрасенса към пациента. По данни на Института по радиотехника и електроника на Руската Академия на науките, в екстрасенсите (при изключение само в един от изследваните) не се отбелязват някакви разлики на физичните полета от полетата изследваните: няма нито мощно оптическо, нито инфрачервено, нито СВЧ-лъчение от дециметровия диапазон. В същото време ИЧ-топловизия проследява редица случаи на изменение на повърхностната температура в изследваните в резултат на безконтактно въздейдействие от екстрасенса върху изследваните доброволци.

Механизмът на безконтактно въздействие или на така наречения безконтактен масаж все още не са изяснени. Съществуват данни, че топлинното инфрачервено лъчение може да играе съществена роля по следния начин. В ИЧ-диапазон е огромна мощността на това лъчение, така че топлинното равновесие на кожата на изследвания в значителна степен се определя от разликата на мощностите, излъчвани от кожата и поглъщани от нея от стените на стаята. Тъй като температурата на кожата и тази на стените на стаята се различават с няколко градуса, то съществува непрекъснато отдаване на мощности от тялото на човека. Ако срещу някакъв участък на кожата на изследвания се окаже ръката на екстрасенса, чиято температура е по-висока, отколкото тази в стаята, то този участък започва да отдава по-малко топлина, а в резултат на това температурата се повишава, на което могат да отреагират терморецепторите на кожата. Основната трудност за обяснение за следващата реакция на кожата на изследвания е в това, че съответното повишаване на температурата на кожата е значително малко – не по-голямо от няколко десетки части от , а терморепторите на кожата имат значително ниска чувствителност. Възможно е, че в зоните на кожна проекция, които съответстват на “болните” органи чувстнителноста на терморецепторите да е по-висока. В този случай може да се разбере, защо чувствителноста на кожата на изследвания е достатъчна за реакция при поднасяне в близост на ръката на екстрасенса и защо въздействието се оказва специфично. Изясняването на тези механизми изисква физични и физиологични изследвания.

Трябва да се отбележи, че в съответствие с това механизмът на описания по-горе “безконтактен масаж” изисква достатъчно близко поднасяне на ръката на екстрасенса към тялото на изследвания, тъй като интензивността на топлинното ИЧ-лъчение на ръката и стените на помещението са достатъчно близки.

Отдавна се изказват предположения, че така нареченото “екстрасензорно” възприятие е свързано с електромагнитно лъчение от крайно високи честоти (милиметровите вълни) с дължина на вълната в свободното пространство 2-8 мм, като интензивността на такова лъчение е забележимо по-висока от интензивноста на топлинното лъчение. Досега няма преки експериментални данни за сравнителни измервания на интензивности на подобно лъчение в екстрасенси и обикновени хора.

Като цяло съществуващите данни по физичните полета на организма на човека и по механизмите на чувствителност на неговите рецепторни системи не позволяват да се даде последователно физично описание на екстрасенсорното въздействие. Възможно е такова въздействие да бъде някаква разновидност на психотерапията. За проверка на тази хипотеза са необходими опити със сензорна изолация на пациентите от екстрасенса и отсъствието на ефекти в този случай ще бъде аргумент в нейна полза.

Физичните полета на човека сега са един от разделите на медицинската и биологична физика. Най-важно е тяхното приложение – изследването на състоянието на различните органи на човека с помоща на пасивна регистрация на електромагнитното или акустично излъчване непосредствено на този орган или на някакви други участъци на тялото, които са свързани с изследвания орган с нервни или хуморални връзки.


^ КОНТРОЛНИ ВЪПРОСИ И ЗАДАЧИ


  1. Какви са видовете и източниците на физичните полета на човешкото тяло?

  2. В чакви честотни диапазони тялото на човека излъчва електромагнитни вълни?

  3. Какво е кохлеарна акустична емисия?

  4. Какви физични прибори измерват електричните и магнитни полета на човешкото тяло?

  5. Какви физични прибори измерват лъчението на тялото на човека в СВЧ-диапазон, а така също неговото излъчване в инфрачервения и оптични диапазони?

  6. Как може да се построи карта на електричната активност на главния мозък на човека?

  7. Избройте начините за обработка на изображенията (образите) на физичните полета, които се създават от тялото на човека!

  8. Как може да е построи динамична магнитна карта (ДМК) на сърцето на човека? Какви са начинте за представяне на ДМК?

  9. Как се изменят термокартите на мозъка с времето? Какви са основните приложения на метода на динамична топловизия?

  10. Как се измерва електромагнитното излъчване на човешкото тяло в СВЧ-диапазон? На каква дълбочина се регистрира лъчението, какво е пространственото разрешаване на метода?

  11. Посочете примери за приложение на метода на СВЧ-радиометрия във физиологията и медицината!



^ Типови тестове за текущ контрол


  1. Инфрачервеното лъчение на човека носи информация за:

а. температурата на кожата

б. движението на кръвта по капилярите на вътрешните органи

в. електричната активност на вътрешните органи


  1. Магнитокардиограмата се създава от:

а. механично движение на клапите на сърцето

б. разпространяване на електричната вълна на възбуждане

в. удебеляване на стените на камерите при систола


  1. Магнитното поле на сърцето е

а. по-голямо от магнитното поле на Земята

б. по-малко от магнитното поле на Земята

в. от един порядък с магнитното поле на Земята


  1. Максималната спектрална плътност на електромагнитното излъчване на човешкото тяло се намира в диапазона на:

а. радиовълните

б. ИЧ-лъчение

в. рентгеновото лъчение

г. излъчването на свръхвисоки честоти


  1. Инфрачервеното лъчение излиза от тялото на човека от дълбочина :

а. 100 мкм

б. 1 см

в. 10 см


  1. Микровълновото лъчение излиза от меките тъкани на тялото на човека от дълбочини до :

а. 100 мкм

б. 2 см

в. 20 см