Диссертация (1025404), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Полякова, В.Л. Рахлина,В.С. Кубланова, А.Н. Резника, А.Г. Сельского, А.В. Вайсблата, С.Г. Веснина идр. [70, 69, 71, 137, 133, 135, 138, 151-141, 144, 146-193, 152, 154-156, 168-162,167, 182-183, 189, 195-198, 210-211].Для измерения радиояркостной температуры биологических тканейприменяются контактные СВЧ радиометры, в которых в отличие от24дистанционных методов измерения наилучшим образом сочетается наилучшеепространственное разрешение и глубина тканей, формирующих собственноеЭМИ [169].Вобщемслучае,изуравнения(1.5)следует,радиояркостной температуры биологических тканейих термодинамической температурычтоизмененияdТязависят от измененияdtddТи коэффициента поглощения,dtdtкоторый определяется диэлектрической проницаемостью тканей и существеннозависят от содержания в ней воды, а также от полосы частот f , в которойисследуется собственное ЭМИ.Эти особенности излучения определили следующие направления научнотехнических решений, развиваемых в настоящее время:1.измерение абсолютных значений радиояркостной температуры Т я  Тизм ;2.восстановлениевертикальногопрофиляизменениярадиояркостнойтемпературы с помощью анализа излучения в разных полосах частотсобственного ЭМИ биологических тканях3. f d  t dТяf;dt d t   f  var iableдинамическое функциональное картирование d T я  х, у , t  Tf ,dtгде х и у –пространственные координаты исследуемого биологического объекта;4.измерение флуктуаций радиояркостной температуры в биологическихdТ d t  d Т t  тканях d tя  f  d t ; d t .  f  constСледует отметить, что работ, в которых приведены результатыисследования функциональных изменений в тканях головного мозга сприменением СВЧ радиометрии сравнительно немного.

Однако анализ опытаиспользованиятеорииинформационныхитехникихарактеристикСВЧрадиометриисобственногоЭМИдляприизучениядругих25патофизиологических нарушениях является полезным для выбора наиболеерациональных решений в настоящей работе.1.3.1 Измерение абсолютных значений радиояркостной температурыПервое из указанных выше направлений, по существу, обеспечивает оценкуустановившихсязначенийрадиояркостнойтемпературынаинтерваленаблюдения.

Этот метод применяется для обнаружения онкологическихобразований и воспалительных процессов в биологических тканях, а такжеконтроля температуры биологических тканей при гипер- и гипотермии.Наиболееуспешноэтиработывыполнялисьдляобнаруженияонкологических образований. Одним из пионеров в этой области быламериканскийрадиофизиквозможность примененияA.H.Barrett,метода СВЧкоторыйрадиометриипродемонстрировалдляобнаруженияонкологических образований молочной железы.

Им и его коллегами в 70-х годахпрошлого столетия для обследования более 5 000 женщин были примененырадиометры диапазонов частот 1,3 и 3,3 ГГц (здесь и далее диапазон частотрадиометров соответствует значению средней частоты его приемного тракта. Врезультате были выявлены 39 больных, у которых клинически подтвержден ракмолочной железы [5, 90, 91].Обнадеживающие результаты получены в работах других исследователей.В [35, 34, 104] приведены примеры обнаружения злокачественных образованийв тканях головного мозга, молочной железе и воспалительных процессов всуставах с помощью радиометров сантиметрового и миллиметрового диапазоновдлин волн.

В [56] описаны результаты обнаружения отека в легких; в [144]показано, что по данным радиометрических измерений радиояркостнаятемпература периферического ракового узла в легком в среднем на 0,5 К вышепо сравнению с неизмененной легочной тканью и на (0,6-0,9) К ниже в случаедоброкачественного шаровидного образования (туберкулемы, гамартомы); в[107]– существует реакция на невнутривенный прием психоактивных веществ26(extravasation of drugs); в [38] – возможно обнаружение внутренних кровотеченийв тканях мозга (measurement of blood flow); в [76] – возможна идентификациявоспалительного артрита.Отметим разработку радиотермометра РТМ-01-РЭС, выполненную подруководством Веснина С.Г.

[138]. В настоящее время диагностическийкомпьютеризированный интегральной глубинной температуры мягких икостных тканей РТМ-01-РЭС по ТУ 9441-001-39549185-2007 производства ООО«Фирма РЭС» прошел технические и клинические испытания в ведущихнаучных медицинских центрах России и разрешен к производству, продаже иприменению на территории РФ (регистрационное удостоверение № ФСР2007/01307 от 03 декабря 2007 г.). Радиотермометр РТМ-01-РЭС являетсяединственным в мире серийно выпускаемым аппаратом такого класса.

Дляприменения радиотермометра РТМ-01-РЭС в зарубежных странах ООО «ФирмаРЭС» получила сертификат в Словакии ЕС (EC CERTIFICATE No. 09 0918QS/NB от 29 декабря 2009 г.).ИнтересныеРТМ-01-РЭСрезультаты[137].Вполучены[122]спомощьюпредставленырадиотермометраданныеоприменениирадиотермометра РТМ-01-РЭС в диагностике заболеваний щитовидной железы.Представленные результаты исследования 373 пациентов показали высокуючувствительность метода при обнаружении рака щитовидной железы.

Посравнению с результатами измерения температуры кожи данные, полученные спомощью радиотермометра, являются более информативными.Есть публикации об использовании радиотермометра РТМ-01-РЭС дляоценки активности течения воспалительных процессов внутренних органов[220].

В работе [137] показано, что повышенное радиотепловое излучения вобласти сонных артерий может быть связано с атеросклерозом сосудов ивысоким риском инсульта.Применение СВЧ радиометрии активно начало развиваться при внедрениимедицинских методик, основанных на принципах гипертермии и гипотермии.Лечебная гипертермия – это метод лечения онкологических заболеваний, при27котором тело или его локальные участки нагреваются до температуры (44-45) 0Сс помощью специализированных генераторов ЭМИ. В настоящее время вонкологической практике используются излучения в диапазоне частот от 40 до2450 МГц [51, 152, 207].Результатом лечебной гипертермии могут быть или существенноеувеличение чувствительности раковых клеток к ионизирующему облучению и кнекоторым противоопухолевым лекарственным средствам, или разрушениеопухолевой ткани (абляция опухоли).

Для управления процессом гипертермииприменяютсяСВЧрадиотермометры,обеспечивающиеизмерениерадиояркостной температуры облучаемых тканей. В [22-24, 32, 40, 59, 92-94, 110]описаны результаты клинической апробации технологий лечебной гипертермии.Терапевтическая гипотермия применяется при острых нарушенияхмозгового кровообращения как перспективный метод защиты нейронов отвторичных повреждений [150]. Измерение радиояркостной температурыголовного мозга проводят в этом случае с целью контроля и управленияпроцессами охлаждения тканей головного мозга и вывода из этого состояния[184]. Использование СВЧ радиотермографии при мониторинге температурытканей во время процедуры гипертермии рассматривается в [17, 22].1.3.2 Восстановление вертикального профиля изменения радиояркостнойтемпературыПриреализациирадиояркостнойпроцедурытемпературывосстановлениявозможныдвапрофиляподхода:измененияиспользованиерезультатов радиометрических измерений в разных частотных диапазонахсобственного ЭМИ и методов ближнепольной локации.Суть первого подхода изложена в работе [141] и заключается в решенииобратной задачи для сред с многослойной диэлектрической структурой.

Методне получил широкого распространения, хотя результаты его примененияприведены в [3, 83, 85, 98, 151-141].28Метод ближнепольной локации основан на эффекте ближнего поля,который обнаружен в собственном ЭМИ поглощающей среды и заключается втом, что эффективная глубина формирования принимаемого излученияоказывается меньше, чем толщина скин-слоя и зависит от размера D приемнойантенны и ее высоты h над поверхностью среды. Зависимостьбылаполучена в результате измерений излучения температурно-стратифицированнойводной среды на длине волны 31 см с использованием специально разработаннойэлектрически малой антенны. При реализации эффекта ближнепольной локацииприменяется метод восстановления подповерхностного профиля температуры[90]. Метод получил развитие в работах нижегородской школы радиофизиков[151-139].Следует отметить, что для восстановления глубинного профиля и в том, ив другом случае необходимо достаточно точное априорное знание характеристиктканей излучающего слоя, таких как коэффициенты поглощения и отражения награницах различных тканей в многослойной структуре.1.3.3ДинамическоефункциональноекартированиерадиояркостнойтемпературыМетод предложен и впервые реализован в работах академика Ю.В.

Гуляеваи профессора Э.Э. Годика [96]. Суть метода заключается в измерениипространственного распределения радиояркостной температуры и полученияинформации о ее пространственно-временной динамике [147].Дляконтактныхрадиояркостнойрадиотермографы,измеренийтемпературыкоторыепространственногоприменяютсяимеютраспределениямногоканальныеспецифическиеСВЧконструктивныеипрограммно-алгоритмические особенности при функциональных исследованияхголовного мозга. Один из первых таких комплексов был разработан в 1986 г.разработан совместно Институтом радиоэлектроники АН СССР и коллективом29Уральского проектно-конструкторского бюро «Деталь» и прошел апробацию вНИИ нейрохирургии имени академика Н.Н.

Характеристики

Список файлов диссертации