Способи оцінки тепловізійної картини

Існують візуальний і кількісний способи оцінки тепловізійної картини. Візуальна (якісна) оцінка термографії дозволяє визначити розташування, розміри, форму і структуру вогнищ підвищеного випромінювання, а також орієнтовно оцінювати величину інфрачервоної радіації. Проте при візуальній оцінці неможливе точне вимірювання температури. Крім того, сам підйом температури, в термографі опиняється залежним від швидкості розгортки і величини поля. Утруднення для клінічної оцінки результатів термографії полягають в тому, що під'йом температури на невеликій за площею ділянці виявляється малопомітним. В результаті, невелике за розмірами патологічне вогнище може не виявлятися.

Радіометричний підхід вельми перспективний. Він припускає використання найсучаснішої техніки і може знайти застосування для проведення масового профілактичного обстеження, отримання кількісної інформації про патологічні процеси в досліджуваних ділянках, а також для оцінки ефективності термографії.

Покази для діагностики за допомогою теплобачення:

• Оцінка венозного і артеріального кровоплину, що дає розпізнавання варикозного розширення вен.

• Захворювання щитоподібної залози.

• Холецистит.

• Гастрит, виразкова хвороба.

• Дисбактеріоз кишківника.

• Осеохондроз.

• Захворювання периферичних нервів (там де безсилі КТ, МЯР).

Вогнищева патологія головного мозку погано візуалізується за допомогою теплобачення, адже волосся екранує інфрачервоні хвилі.

Підготовка пацієнта

Підготовка пацієнта, фактично, є не потрібна. Вимагають: звільнити від одягу відповідні ділянки шкірного покриву за 5-7 хв до обстеження. Перш ніж приступати до тепловізійного дослідження, людину необхідно адаптувати до температури навколишнього середовища. Для людини за оптимальний час адаптації вважають 20 хв.

Підсумок

Максимум випромінювання доводиться на довжину хвиль 9.5 мкм. За законом Стефана-Больцмана. кількість випромінюваної енергії пропорційна четвертому ступеню абсолютної температури: W=P.

Інфрачервоне випромінювання шкіри не залежить від расової приналежності, ступеня пігментації і інших індивідуальних особливостей. Температура поверхні тіла залежить від 3 основних чинників: особливостей васкуляризації, рівня метаболічних процесів і відмінностей в теплопровідності.

До теперішнього часу використовують 3 модифікації реєстрації інфрачервоного випромінювання організму.

Термографія фіксує термогенез самих поверхневих шарів шкіри (0.5- 1.5 мм) . Інфрачервона радіометрія в сантиметровому і дециметровому діапазоні (довжина хвиль 17 см із смугою частот 1,5-2,0 КГц) дозволяє отримувати інформацію про глибинні структури організму.

Контактна (рідкокристалічна) термографія

Окрім безконтактної термографії, що виконується за допомогою термографів, існує контактна (рідкокристалічна) термографія, яку проводять за допомогою рідких кристалів, що володіють оптичною анізотропією і що змінюють колір залежно від температури, а зміну їх забарвлення зіставляють з таблицями–індикаторами.

Плівкова термографія з використанням контактних рідкокристалічних смужок реєструє теплове випромінювання зовнішніх шарів шкіри завтовшки 0,3-0.8 мм.

Тепловізор «Радуга»

Технічні дані тепловізора

• Порогова чутливість до перепаду температур на рівні: +30º С, не більше .

• Діапазон температур досліджуваних об’єктів від 0º до + 200 º С.

• Зображення теплового поля реєструється на екрані кольорової електронно-променевої трубки і може бути сфотографованим. Зображення теплового поля відтворюється в десяти кольорах і п’яти чорно-білих градаціях, або в десяти чорно-білих градаціях і п’яти кольорах одночасно.

• На екрані відтворюються шкали: з десяти кольорів і п’яти чорно-білих градацій, або з десяти чорно-білих градацій та п’яти кольорів.

• Час готовності приладу до роботи з моменту заливки приймача випромінювання рідким азотом і включення живлення не більше 30 хвилин.

• Тривалість безперервної роботи з періодичною заправкою не рідше, ніж через 2 години – не менше 8 годин.

• Електроживлення від сітки змінного струму напругою 220 В + 10 %, частотою сітки (50+0,5) Гц.

Склад виробу

• Оптична голівка (ОГ).

• Блок перетворення стандартів розгортки (БПСР).

• Блок відображення інформації (БВІ).

• Блок виносних ІЧ-випрмінювачів (БВІЧВ).

• Візок.

• Штатив.

• Кабель з’єднувальний ОГ- БПСР (сигнальний).

• Кабель з’єднувальний ОГ- БПСР (силовий).

• Кабель з’єднувальний БПСР-БВІ (сигнальний).

• Кабель з’єднувальний БПСР-БВІ (силовий).

• Кабель сітьовий.

• Шнур сітьовий з заземленим контактом.

• Комплект ЗИП.

• Комплект тари.

• Пристосування для заливки рідкого азоту.

Будова та принцип дії тепловізора «Радуга»

Тепловізор відноситься до оптико-електронних приладів пасивного типу, які для своєї роботи використовують інфрачервоне випромінювання об’єктів і представляє собою скануючий інфрачервоний радіометр.

Принцип дії

Обєкти, які мають температуру поверхні близьку до нормальних умов, є джерелами електромагнітного випромінювання з максимумом у інфрачервоній області спектру. Випромінювання сприймається приймачем випромінювання, вихідний сигнал якого є пропорційним до інтенсивності випромінювання, що попадає на чутливу до випромінювання площадку. В області температур, які близькі до кімнатної, вихідний сигнал приймача є пропорційним до різниці температур об’єкту і температури фонового випромінювання попадаючого на приймач випромінювання. Для підвищення чутливості приймач випромінювання охолоджується рідким азотом.

В результаті сканування на приймач випромінювання послідовно попадає випромінювання від кожної точки об’єкту і на його виході утворюється відеосигнал, який керує яскравістю променя, що переміщається по екрану електронно-променевої трубки у відповідності до закону сканування. Яскраві ділянки зображення, що отримують при цьому, відповідають переважно великим температурам, а темні – меншим.

З метою збільшення розрішуючої здатності тепловізора, температурне зображення може бути відображеним у умовних кольорах. Таким чином, відбувається візуалізація теплового поля на поверхні об’єктів, що дозволяє оператору за отриманим зображенням спостерігати і оцінювати перепади температур на об’єкті.

В тепловізорі є знімний опорний випромінювач з температурою 35º С. Випромінювання від нього послідовно вводиться в оптичний канал тепловізора в моменти часу, коли в об’єктив не попадає випромінювання від об’єкту, а приймач сканує поверхню знімальних фонових випромінювачів, що мають стабільну температуру і розміщені перед вхідним вікном тепловізора з метою перекриття випромінювання від об’єктів, що розміщені поза полем зору.

В момент вводу випромінювання опорного випромінювача здійснюється автоматична «прив’язка» відеосигналу до рівня «чорного», яка слугує для відновлення постійної складової відеосигналу, який пройшов через попередні підсилювачі (змінного струму). Таким чином рівень опорного випромінювання у відеосигналі після прив’язки завжди має один і той же потенціал незалежно від його температури і вмістимого зображення.

Тепловізор укомплектовано блоком виносних ІЧ-випромінювачів, за якими відбувається періодичне калібрування шкали АЦП в тракті обробки відеосигналу.

Наприклад, вибравши діапазон досліджуваних температур 10º С, рівень підрахунку СЕ – 30 і встановивши в поле зору блок виносних ІЧ-випромінювачів з температурами кювет Т1=СЕ=30ºС і Т2=СЕ+dЕ=40ºС, оператор здійснює калібрування шляхом налаштування потенціометрів калібрування: СЕ і dЕ, осі яких виведені під шліц, таким чином, щоб рівень чорного відповідав температурі +30ºС, а рівень білого – 40ºС.

Для отримання об’єктивних даних про температуру в будь-якій точці об’єкта, після калібрування, здійснюється цифрове вимірювання рівня відеосигналу у вибраній точці об’єкта (помічається на екрані міткою – перехрестям), результати якого безпосередньо в С виводяться на екран. Таким чином, калібрування можна здійснювати за показами результатів вимірювання температури.

Блок виносних ІЧ-випромінювачів при пересуваннях тепловізора і в неробочому його стані може бути встановлений на нижню поличку візочка.

Оптична голівка, призначена для оптико-механічного сканування, перетворення випромінювання в електричний сигнал і його попереднього підсилення, і містить: сканер, приймач випромінювання, блок передусилювачів, формувач синхроімпульсів. В оптичній голівці містяться фотодавачі.

Блок перетворення стандартів розкладання, призначений для перетворення складного растра в прозорий растр на основі цифрового запам’ятовування з запам’ятовуванням кадру. В ньому, також, здійснюється аналогово-цифрова обробка відеосигналу, введення службової інформації і формування повного відеосигналу і синхронізуючих імпульсів.

Блок перетворення стандартів розкладання містить: аналоговий комутатор, АЦП, оперативні запам’ятовуючі пристрої ОЗП, блок синхронізації, обробки даних і формування службової інформації і розприділювач виведення інформації.

Блок відображення інформації призначений для відображення на екрані кольорової ЕПТ інформації про теплове поле об’єкта і службової інформації. Він складається з ЕПТ з блоком розгорток, перетворювача коду, блока відеопідсилювачів і високовольтного стабілізатора.

Блок виносних ІЧ-випромінювачів призначений для періодичного калібрування вимірювального каналу тепловізора перед проведенням вимірювання температур. Містить двохканальний регулятор температури нагрівальних елементів з встановленням температури перемикачами.