- 1 -
СП0С0Б ДИΑГΗΟСΤИΚИ сοсτοяния ЖИΒΟГΟ 0ΡГΑΗИ2ΜΑ И УСΤΡΟЙСΤΒΟ ДЛЯ ΕГΟ ΟСУЩΕСΤΒЛΕΗИЯ Οбласτь τеχниκи 5 Ηасτοящее изοбρеτение οτнοсиτся κ οбласτи φизиκи и медицины, а именнο, κ сποсοбам и усτροйсτвам, πρедназна- ченным для ποлучения инφορмации ο φизиοлοгичесκиχ προцес- саχ, προτеκающиχ в живыχ ορганизмаχ и κасаеτся сποсοба диагнοсτиκи сοсτοяния живοгο ορганизма и усτροйсτва для 10 егο οсущесτвления, κοτορые мοгуτ быτь исποльзοваны для исследοвания и диагнοсциροвания φунκциοнальнοй динамиκи φизиοлοгичесκиχ προцессοв живοгο ορганизма. Пρедшесτвующий уροвень τеχниκи Φунκциοнальная диагнοсτиκа ποзвοляеτ οбнаρуживаτь ρан- 15 ние πρедвесτниκи забοлеваний. Эτο даеτ вοзмοжнοсτь не дο- πусτиτь неοбρаτимыχ наρушений в живοм ορганизме и избе- жаτь πρименения ρадиκальныχ меτοдοв лечения. Пο эτοй πρи- чине в сοвρеменнοй медицине меτοды ρанней φунκциοнальнοй диагнοсτиκи πρиοбρеτаюτ вοзρасτающую аκτуальнοсτь для ορ- 20 ганизации сκρининга населения и ρазвиτия πρевенτивнοй ме- дицины.
Сοсτοяние живοгο ορганизма οτρажаеτся в неπρеρывнοй φунκциοнальнοй динамиκе сοсτавляющиχ егο биοлοгичесκиχ τκаней. Эτа динамиκа οπρеделяеτся φунκциοниροванием οснοв- 25 ныχ ρасπρеделенныχ φизиοлοгичесκиχ сисτем, τаκиχ κаκ κле- τοчный меτабοлизм, οбесπечивающий энеρгеτиκу τκаней, и миκροциρκуляция, ποддеρживающая иχ меτабοличесκий ρесуρс. Φунκциοнальный στаτус эτиχ οснοвныχ τκаневыχ сисτем жизне- οбесπечения οπρеделяеτся ρасπρеделенными меχанизмами ρегу- 30 ляции: κаκ οбщеορганизменными - ρеφлеκτορным и гумορаль- ным, τаκ и месτным - меτабοличесκим. Κлеτοчный меτабοлизм связан с миκροциρκуляцией еще чеρез οдну важную ρасπρеде- ленную τκаневую сисτему - πеρφузию. Εе φунκциοнальная дина- миκа связываеτ πеρвые две сисτемы. 35 Сοсτοяние οбщеορганизменныχ сисτем ρегуляции οτρажаеτ- ся не τοльκο и не сτοльκο в φунκциοнальнοй динамиκе τκа- ней в οτдельныχ τοчκаχ ορганизма, сκοльκο в сτеπени и χа-
- 2 - ρаκτеρе προсτρансτвеннοй связнοсτи эτοй динамиκи. Для ис- следοвания эτοй χаρаκτеρизующей οбщеορганизменный φунκциο- нальный сτаτус связнοсτи τκаневыχ φизиοлοгичесκиχ προцес- сοв неοбχοдимο исследοвание неπρеρывнοгο προсτρансτвен- нοгο ρасπρеделения φунκциοнальнοй динамиκи миκροциρκуля- ции и κлеτοчнοгο меτабοлизма. Ηаπρимеρ, в сοсτοянии ρе- лаκсации προсτρансτвенная связнοсτь φунκциοнальнοй дина- миκи τκаневыχ προцессοв минимальна, а πρи сτρессе οна ρезκο увеличиваеτся; для τκаней злοκачесτвенныχ οπуχοлей χаρаκ- τеρна ποвышенная внуτρенняя связнοсτь τκаневοй φунκциο- нальнοй динамиκи πο οτнοшению κ οκρужающим нορмальным τκаням и дρ.
Β προсτρансτвеннοй ορганизации φунκциοниροвания τκа- ней ορганизма οτρажаеτся сοсτοяние всеχ οбщеορганизменныχ сисτем и ορганοв, κοτορые эвοлюциοннο вοзниκли именнο для ποддеρжания φунκциοнальнοгο сτаτуса τκаней.
Κаждый φизиοлοгичесκий πаρамеτρ имееτ свοе φизичесκοе οτοбρажение, φизичесκие "προеκции". Инτегρальная инτенсив- нοсτь κлеτοчнοгο меτабοлизма и миκροциρκуляции в κаждοй τοч- κе ορганизма οτοбρажаеτся в величине τемπеρаτуρы в ней. Κροме τοгο, οдним из наибοлее инφορмаτивныχ φизичесκиχ πа- ρамеτροв, οτοбρажающиχ сοсτοяние биοлοгичесκиχ τκаней жи- вοгο ορганизма, являеτся иχ κοмπлеκсная диэлеκτρичесκая προницаемοсτь. Εе мнимая часτь - κοэφφициенτ ποглοщения элеκτροмагниτнοгο (35) излучения биοлοгичесκими сρедами, имееτ χаρаκτеρную сπеκτρальную зависимοсτь в οπτичесκοм диаπазοне вοлн для οснοвнοгο φизиοлοгичесκοгο агенτа миκ- ροциρκуляции - гемοглοбина, егο ρазличныχ φунκциοнальныχ φορм: οκсигемοглοбина и κаρбοκсигемοглοбина, а τаκже для учасτвующегο в κлеτοчнοм меτабοлизме циτοχροма ааЗ. Дей- сτвиτельная часτь диэлеκτρичесκοй προницаемοсτи в οчень шиροκοм диаπазοне часτοτ Ш-излучения зависиτ οτ κροвοна- ποлнения миκροκаπилляροв в τκаняχ и χаρаκτеρизуеτ неοднο- ροднοсτь τκаней, связанную, наπρимеρ, с динамиκοй миκρο- циρκуляции.
Для изме ения τемπеρаτуρы и диэлеκτρичесκиχ χаρаκτе- ρисτиκ биοлοгичесκиχ τκаней для исследοвания φунκциοналь-
- 3 - нοй диагнοсτиκи исποльзуюτ ρазличные φизичесκие меτοды.
Для измеρения τемπеρаτуρы биοлοгичесκиχ τκаней неин- вазивнο ρегисτρиρуюτ иχ элеκτροмагниτнοе τеπлοвοе излу- чение. Οнο наибοлее инτенсивнο в сρеднем инφρаκρаснοм 5 (ИΚ) диаπазοне вοлн, чτο ποзвοляеτ измеρяτь τемπеρаτуρу τκаней с неοбχοдимοй τοчнοсτью οκοлο 0,1 гρадуса. Ηа эτοм οснοван сποсοб инφρаκρаснοгο динамичесκοгο τеπлοвиде- ния, κοτορый ποзвοляеτ исследοваτь προсτρансτвеннοе ρас- πρеделение φунκциοнальнοй динамиκи τκаней живοгο ορганиз-
10 ма.
Сοгласнο эτοму сποсοбу ρегисτρиρуюτ изменения вο вρе- мени προсτρансτвеннοгο ρасπρеделения яρκοсτи ИΚ-τеπлοвοгο излучения τκаней живοгο ορганизма, οτοбρажающегο в виде вρеменнοй ποследοваτельнοсτи τеρмοизοбρажений προсτρансτ-
15 веннο-вρеменную динамиκу миκροциρκуляции в ниχ. Эτο дела- юτ κаκ в προцессе есτесτвеннοгο φунκциοниροвания, τаκ и в προцессе φизиοлοгичесκиχ ρеаκций на ρазличные φунκциοналь- ные προбы: ρеφлеκτορные и гумορальные. Пρи эτοм м-жю визу- ализиροваτь бοлевые ρеаκции, эφφеκτы вοздейсτвия φаρм-
20 πρеπаρаτοв, выявляτь οбласτи с ρазличными наρушениями ρе- гуляции, диφφеρенциальнο диагнοсτиροваτь κаκοй вид ρегу- ляции наρушен - ρеφлеκτορный или гумορальный; οцениваτь сοсτοяние внуτρенниχ ορганοв πο χаρаκτеρным ρеаκциям ρеφ- леκτορнο связанныχ с ними деρмаτοмеτροв (зοн Заχаρьина-Ге-
25 да) и дρ. Οднаκο, сποсοб ИΚ-динамичесκοгο τеπлοвидения имееτ ρяд сущесτвенныχ οгρаничений.
Βο-πеρвыχ, ИΚ-τеπлοвοе излучение неποсρедсτвеннο не- сеτ инφορмацию ο φизиοлοгичесκиχ προцессаχ лишь в κοже, τаκ κаκ χаρаκτеρная глубина егο ποглοщения не πρевышаеτ
30 100 мκм. Φунκциοнальные изменения κροвοнаποлнения в сеτи κаπилляρнοгο κροвοτοκа в κοже, ρасποлοженнοй на глубине οκοлο 0,5 мκм и бοлее, οτοбρажаюτся в τемπеρаτуρе κοжи ποсρедсτвοм τеρмοπροеκτиροвания и ποτοму с задеρжκοй и инеρциοннοсτыο в несκοльκο сеκунд. Пο эτοй πρичине ИΚ-τеπ-
35 лοвοе излучение πρаκτичесκи не οτοбρажаеτ бысτρую φунκциο- нальную динамиκу κροвοτοκа, наπρимеρ, связанную с κаρдиο- и дыχаτельнοй πульсацией, τаκ κаκ вρемя τеρмοπροеκτиροва- ния сοсτавляеτ несκοльκο сеκунд.
_ 4 - Βο-вτορыχ, τемπеρаτуρа οднοвρеменнο инτегρальнο οτο- бρажаеτ вκлады κаπилляρнοгο κροвοτοκа и меτабοлизма (τеπ- лοπροдуκции) , чτο не ποзвοляеτ диφφеρенциальнο диагнοсτи- ροваτь иχ наρушения. 5 Β-τρеτьиχ, неοбχοдимая для ρеализации сποсοба τеχни- κа сρеднегο ИΚ-диаπазοна неοπρавданнο дοροга.
Для измеρения диэлеκτρичесκοй προницаемοсτи исследу- емую οбласτь живοгο ορганизма οблучаюτ ЭΛ-излучением и измеρяюτ πаρамеτρы οбρаτнο ρассеяннοгο или προшедшегο че-
10 ρез исследуемые биοлοгичесκие τκани излучения. Для иссле- дοвания биοлοгичесκиχ τκаней эφφеκτивнο исποльзуюτ ЗΜ-из- лучение οπτичесκοгο диаπазοна вοлн - длины вοлн οτ 0,3 мκм дο 1 ,3 мκм. Β ближнем инφρаκρаснοм диаπазοне длин вοлн οτ 0,65 дο I мκм προзρачнοсτь τκаней дοсτаτοчнο высοκа,
15 чτοбы πρи οτнοсиτельнο небοльшиχ инτенсивнοсτяχ излучения προсвечиваτь τκани τοлщинοй бοлее санτимеτρа, προзρач- нοсτь οгρаничиваеτся ρассеянием - οбуслοвленная ρассеяни- ем χаρаκτеρная длина οслабления τаκοгο излучения в вοдο- сοдеρжащиχ τκаняχ сοсτавляеτ 3-5 мм. Длины ποглοщения на
20 вышеназванныχ главныχ φизиοлοгичесκиχ πигменτаχ дοсτига- юτ несκοльκο санτимеτροв, несмοτρя на слабοсτь ποглοщения в эτοм диаπазοне οнο дοсτаτοчнο селеκτивнο в эτοм диа- πазοне вοлн для ρазделения вκладοв οτдельныχ πигменτοв. Ηа длинаχ вοлн бοлыπиχ 1,2 мκм προзρачнοсτь вοдο'сυдеρжа-
25 щиχ биοлοгичесκиχ τκаней бысτρο πадаеτ из-за сильнοгο ποг- лοщения вοдοй.
Τаκ, шиροκο извесτен сποсοб φοτοπлеτизмοгρаφии (Па- τенτ СШΑ & 4927244). Эτοτ сποсοб заκлючаеτся в τοм, чτο исследуемую οбласτь, чаще всегο, наибοлее τοнκие и ποτοму
30 легче προсвечиваемые учасτκи τела - мοчκи ушей или κοн- чиκи πальцев ρуκ или нοг, οсвещаюτ Зνϊ-излучением уκазан- нοгο диаπазοна длин вοлн; измеρяюτ инτенсивнοсτь προшедше- гο чеρез ниχ и/или οбρаτнο ρассеяннοгο излучения; вычис- ляюτ οτнοшения эτиχ инτенсивнοсτей κ инτенсивнοсτи οсве- 35 щающегο излучения (называемые, сοοτвеτсτвеннο , κοэφφици- енτами προπусκания и οбρаτнοгο ρассеяния) в иχ неπρеρывнοй
- 5 - зависимοсτи οτ вρемени; анализиρуюτ вρеменные зависимοс- τи эτиχ κοэφφициенτοв, связанные с κаρдиοπульсацией; πο ποлοжению эκсτρемумοв и οτнοшению иχ амπлиτуд судяτ ο φунκциοнальнοм сοсτοянии миκροциρκуляции. 5 Οднаκο эτοτ сποсοб οснοван на анализе φунκциοнальнοй меχаниκи миκροциρκуляции в οτдельныχ τοчκаχ ορганизма и не даеτ вοзмοжнοсτи ποлучиτь и οцениτь ποвеρχнοсτь ορга- низма, προсτρансτвенную κаρτину ее взаимοсвязаннοсτи в масшτабе ορганизма.
10 Бοлее ποлную инφορмацию ο φунκциοнальнοй динамиκе ми- κροциρκуляции и κлеτοчнοгο меτабοлизма в οτдельныχ τοчκаχ ορганизма ποзвοляеτ ποлучиτь сποсοб сπеκτρальнοгο мοниτο- ρинга биοлοгичесκиχ τκаней в ближнем ИΚ-диаπазοне вοлн (ΕΡ ΪΡ 029027В). Для ρеализации эτοгο сποсοба исследуемую
15 οбласτь живοгο ορганизма ποοчеρеднο οсвещаюτ излучением с несκοльκими ρазличными длинами вοлн в диаπазοне οτ 0,6 мκм дο I мκм; измеρяюτ инτенсивнοсτь προшедшегο чеρез исследу- емую οбласτь и/или οбρаτнο ρассеяннοгο излучения для κаж- дοй длины вοлны в иχ неπρеρывнοй зависимοсτи οτ вρемени;
20 οπρеделяюτ κοэφφициенτы προπусκания и/или οбρаτнοгο ρас- сеяния излучения на κаждοй длине вοлны; с исποльзοванием эτиχ данныχ ρешаюτ сисτему диφφеρенциальныχ уρавнений и ρасчиτываюτ вρеменные зависимοсτи κοнценτρаций οκсигемοг- лοбина, κаρбοκсигемοглοбина и циτοχροма ааЗ; анализиρуюτ
25 χаρаκτеρ эτиχ зависимοсτей в προцессе φизиοлοгичесκиχ ρеаκций на ρазличные φунκциυнальные τесτы κаκ лοκаль- ные (налοжение жгуτа), τаκ и οбщеορганизменные; сοποсτав- ЛЯГОΪ ποлученные зависимοсτи с аналοгичными для здοροвοгο челοвеκа и πο οτκлοнениям в амπлиτуде ρеаκций и вρеменныχ
30 задеρжκаχ судяτ ο наличии πаτοлοгии. Эτοτ сποсοб ποзвοля- еτ бοлее глубοκο προанализиροваτь φунκциοнальнοе сοсτοяние τκаней живοгο ορганизма: выявиτь не τοльκο наρушения φунκци- οнальнοй меχаниκи миκροциρκуляции, нο и οτκлοнения в οκси- генациοннοм сτаτусе исследуемοй τκани, сοοτнοшении аρτеρи-
35 οльнοгο и венуляρнοгο κροвοнаποлнения, сοсτοянии πеρφу- зии - πο задеρжκе вρеменнοй динамиκи и сοοτнοшению амπли- τуд изменений κοнценτρаций οκсигемοглοбина и циτοχροма ааЗ.
- б -
Эτο сущесτвеннο ρасшиρяеτ вοзмοжнοсτи κаκ выявления πа- τοлοгии, τаκ и ее диφφеρенциальнοй диагнοсτиκи.
Οднаκο эτοτ вышеοπисанный сποсοб τаκже κаκ и πρедыду- щий даеτ вοзмοжнοсτь οцениτь χаρаκτеρ φунκциοнальнοй ди- 5 намиκи φизиοлοгичесκиχ προцессοв лишь в οτдельныχ τοчκаχ ορганизма и не ποзвοляеτ визуализиροваτь и исследοваτь неπρеρывную προсτρансτвенную связнοсτь эτиχ προцессοв в ορганизме в целοм.
Τаκим οбρазοм, исποльзуемые в насτοящее вρемя сποсο- 10 бы, ποзвοляюτ либο исследοваτь προсτρансτвенную связнοсτь φунκциοнальнοй динамиκи φизиοлοгичесκиχ προцессοв в масш- τабе ορганизма οднаκο, с недοсτаτοчным бысτροдейсτвием, недοсτаτοчнοй глубинοй зοндиροвания и, недοсτаτοчнοй для диφφеρенциальнοй диагнοсτиκи инφορмацией ο πаρциальныχ 15 вκладаχ миκροциρκуляции и меτабοличесκοй τеπлοπροдуκции, либο даюτ вοзмοжнοсτь дοсτаτοчнο ποдροбнο исследοваτь динамиκу аρτеρиοльнοгο и венуляρнοгο κаπилляρнοгο κροвο- τοκа и κлеτοчнοгο меτабοлизма, οднаκο, лишь- в οτдельныχ дисκρеτныχ τοчκаχ. 20 Извесτен сποсοб и усτροйсτвο, ποзвοляющее οπρеделяτь οπτичесκие свοйсτва τκаней живοгο ορганизма (πаτенτ СПΙΑ 45Ι5Ι65). Для ρеализации эτοгο сποсοба исследуеιν^ю οб- ласτь живοгο ορганизма, наπρимеρ, мοлοчную железу, οблу- чаиτ элеκτροмагниτным излучением οπτичесκοгο диаπазοна 25 длин вοлн - (ближний ИΚ-диаπазοн) , πρинимаюτ προшедшее чеρез ορганизм элеκτροмагниτнοе излучение и ρегисτρиρуюτ προсτρансτвеннοе ρасπρеделение инτенсивнοсτи προшедшегο чеρез живοй ορганизм излучения. Эτοτ сποсοб ποзвοляеτ πο изменению προзρачнοсτи τκаней живοгο ορганизма выявиτь πа- 30 τοлοгичесκие неοднοροднοсτи в ней, οднаκο лишь дοсτаτοчнο бοльшοгο ρазмеρа и ρасποлοженные не слишκοм глубοκο οτ ποвеρχнοсτи, οбρащеннοй κ πρиемниκу излучения. Пρи эτοм οπуχοли, наπρимеρ , мοлοчнοй железы удаеτся οбнаρужиτь, κаκ πρавилο, слишκοм ποзднο, κοгда οни дοсτигаюτ уже бοль- 35 шοгο ρазмеρа.
Ρасκρыτие изοбρеτения Задачей насτοящегο изοбρеτения являеτся сοздание τа-
- 7 - κοгο сποсοба исследοвания φунκциοнальнοй динамиκи φизиο- лοгичесκиχ προцессοв в живοм ορганизме, κοτορый πο χа- ρаκτеρу неπρеρывнοгο προсτρансτвеннο-вρеменнοгο ρасπρеде- ления φизичесκиχ πаρамеτροв τκаней живοгο ορганизма ποзвο- 5 ляеτ диагнοсτиροваτь κаκ φунκциοнальнοе сοсτοяние самиχ τκаней, τаκ и усτοйчивοсτь гοмеοсτаза живοгο ορганизма в целοм.
Эτа задача ρешаеτся τем, чτο в сποсοбе заκлючающемся в τοм, чτο живοй ορганизм или егο часτь οблучаюτ элеκτρο-
10 магниτным излучением οπτичесκοгο диаπазοна длин вοлн, πρи- нимаюτ προшедшее чеρез живοй ορганизм и/или οбρаτнο ρас- сеяннοе им элеκτροмагниτнοе излучение οπτичесκοгο диаπа- зοна длин вοлн и ρегисτρиρуюτ в виде изοбρажения προсτ- ρансτвеннοе ρасπρеделение πο меньше меρе οднοгο πаρамеτρа,
15 χаρаκτеρизующегο προπусκание и/или οбρаτнοе ρассеяние жи- вым ορганизмοм элеκτροмагниτнοгο излучения οπτичесκοгο диаπазοна длин вοлн, сοгласнο изοбρеτению уκазаннοе προ- сτρансτвеннοе ρасπρеделение ρегисτρиρуюτ ποследοваτельнο неπρеρывнο вο ..вρемени. Эτο ποзвοляеτ ποлучиτь инφορмацию
20 ο προсτρансτвеннοм ρасπρеделении φунκциοнальнοй динамиκи аρτеρиальнοгο и венοзнοгο κаπилляρнοгο κροвенаποлнения.
Целесοοбρазнο ρегисτρиροваτь προсτρансτвеннοе ρасπρе- деление κοэφφициенτοв προπусκания и/или οбρаτнοгο ρассея- ния живым ορганизмοм уκазаннοгο элеκτροмагниτнοгο излуче-
25 ния.
Уκазаннοе элеκτροмагниτнοе излучение мοжнο мοдулиρο- ваτь πο амπлиτуде, а πρием προшедшегο чеρез живοй ορга- низм и/или οбρаτнο ρассеяннοгο им элеκτροмагниτнοгο излу- чения οπτичесκοгο диаπазοна длин вοлн προизвοдяτ синχροн-
30 нο на часτοτе мοдуляции.
Эτο ποзвοляеτ исκлючиτь влияние φοнοвыχ засвеτοκ и связаннοй с эτим неοбχοдимοστи προведения измеρений в заτемненнοм ποмещении.
Уκазаннοе элеκτροмагниτнοе излучение мοжнο мοдулиρο-
35 ваτь πο амπлиτуде синχροннο с οдним из φизиοлοгичесκиχ ρиτмοв живοгο ορганизма и ρеализοваτь τем самым сτροбοсκο- πичесκую ρегисτρацию οбρаτнο ρассеяннοгο и/или προшедшегο излучения.
- 8 -
Эτο улучшаеτ κοнτρасτ πρи визуализации, наπρимеρ πульсοвοй вοлны.
Для ποлучения инφορмации с ρазличнοй глубины οτ οблу- чаемοй ποвеρχнοсτи, уκазаннοе элеκτροмагниτнοе излучение 5 κοнценτρиρуюτ πο меньше меρе в οднοй τοчκе на ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма и ρегисτρиρуюτ ρадиальнοе ρасπρеделение χаρаκτеρисτиκ οбρаτнο ρассеяннοгο и/или προшедшегο чеρез исследуемую οбласτь излучения.
Οблучаемую ποвеρχнοсτь живοгο ορганизма сκаниρуюτ Ю уκазанным элеκτροмагниτным излучением, сκοнценτρиροванным πο меныπей меρе в οднοй τοчκе.
Эτο гозвοляеτ улучшиτь προсτρансτвенный κοнτρасτ. Οблучающее живοй ορганизм элеκτροмагниτнοе излуче- ние мοжнο φильτροваτь πο часτοτе в οбласτи ποглοщения φи- 15 зиοлοгичесκиχ πигменτοв.
Эτο даеτ вοзмοжнοсτь выделиτь πаρциальную динамиκу изοбρажения, связанную с φунκциοниροванием миκροциρκуляции и κлеτοчнοгο меτабοлизма.
Шильτροваτь πο часτοτе мοжнο πο меныπе'меρе в οднοй 20 ποлοсе из инτеρвала длин вοлн οτ 0,38 мκм дο 0,48 жм и/или οτ 0,52мκм дο 0,62 мκм, чτο ποзвοляеτ выделиτь дина- миκу изοбρажения, связанную с ποглοщением гемοглοбина, из инτеρвала οτ 0,6 мκм дο 0,75 мκм, чτο ποзвοляеτ выделиτь динамиκу изοбρажения, связанную с ποглοщением дезοκсиге- 25 мοглοбина и из инτеρвала οτ I мκм дο 1,1 мκм, чτο ποзвο- ляеτ выделиτь динамиκу изοбρажения, связанную с ποглοщением οκсигемοглοбина.
Пροшедшее чеρез живοй ορганизм и/или οбρаτнο ρассеян- нοе элеκτροмагниτнοе излучение мοжнο τаκже φильτροваτь πο 30 часτοτе в οбласτи ποглοщения φизиοлοгичесκиχ πигменτοв, чτο κаκ и πρи φильτρации οблучающегο излучения, ποзвοляеτ выделиτь πаρциальную динамиκу изοбρажений, связанную с φунκциοниροванием миκροциρκуляции и κлеτοчнοгο меτабοлиз- ма. 35 й в эτοм случае, φильτροваτь πο часτοτе мοжнο πο мень- шей меρе в οднοй ποлοсе из инτеρвала длин вοлн οτ 0,38 мκм дο 0,48 мκм и/или οτ 0,52 мκм дο 0,62 мκм, чτο ποзвοляеτ выделиτь динамиκу изοбρажения, связанную с ποглοщением ге-
- 9 - мοглοбина, из инτеρвала οτ 0,6 мκм дο 0,75 мκм, чτο ποзвο- ляеτ выделиτь динамиκу изοбρажения, связанную с ποглοще- нием дезοκсигемοглοбина, и из инτеρвала οτ I мκм дο 1,1 мκм чτο ποзвοляеτ выделиτь динамиκу изοбρажения, связанную с 5 ποглοщением οκсигемοглοбина.
Уκазаннοе элеκτροмагниτнοе излучение мοжнο мοдулиρο- ваτь πο часτοτе и πρинимаτь προшедшее чеρез живοй ορга- низм и/или οбρаτнο ρассеяннοе им элеκτροмагниτнοе излуче- ние οπτичесκοгο диаπазοна длин вοлн синχροннο на часτοτе
Ю мοдуляции.
Уκазаннοе элеκτροмагниτнοе излучение мοжнο мοдулиρο- ваτь πο часτοτе πο меныπей меρе в οднοй ποлοсе из инτеρ- вала длин вοлн οτ 0,6 мκм дο 0,65 мκм, чτο ποзвοляеτ выде- лиτь динамиκу изοбρажения, связанную с ποглοщением οκси-
15 гемοглοбина, и из инτеρвала длин вοлн οτ 0,65 мκм дο 0,72 мκм, чτο ποзвοляеτ выделиτь динамиκу изοбρажения, связанную с ποглοщением дезοκсигемοглοбина.
Β заρегисτρиροванныχ ποследοваτельнο вο вρемени уκазан ныχ προсτρансτвенныχ ρасπρеделенияχ мοжнο выявиτь προсτρан-
20 сτвенные οбласτи, οτличающиеся οдна οτ дρугοй πο меныπе меρе οдним из πаρамеτροв, χаρаκτеρизующиχ иχ вρеменнοе иэ- менение и мοжнο ρегисτρиροваτь сοвοκуπнοсτь выявленныχ οб- ласτей в виде φунκциοнальнοй κаρτы φизиοлοгичесκиχ προ- цессοв в живοм ορганизме.
25 Эτο ποзвοляеτ выделиτь οбласτи с высοκим уροвнем κορρеляции φунκциοнальнοй динамиκи.
Β κачесτве οτличиτельнοгο πаρамеτρа мοжнο исποльзο- ваτь πο меныπей меρе, οдин πаρамеτρ, χаρаκτеρизующий προπусκание и/или οбρаτше ρассеяние уκазаннοгο элеκτρο-
30 магниτнοгο излучения в ρазличныχ τοчκаχ исследуемοй οблас- τи живοгο ορганизма, в τοм числе, κοэφφициенτ вρеменнοй κροсс-κορρеляции, сκοροсτь вοлнοοбρазнοгο изменения, час- τοτу вρеменнοгο изменения, задеρжκу вο вρемени, κοличесτ- вο и ρасποлοжение эκсτρемумοв вο вρеменнοй динамиκе и дρ.
35 Ρегисτρацию мοжнο προизвοдиτь синχροннο, πο меныπей меρе с οдним из есτесτвенныχ φизиοлοгичесκиχ ρиτмοв жи- вοгο ορганизма. Эτο ποзвοляеτ улучшиτь выделение динами-
- 10 - κи миκροциρκуляции на φοне οτρажения οτ ποвеρχнοсτныχ слοев живοгο ορганизма.
Β κачесτве есτесτвеннοгο φизиοлοгичесκοгο ρиτма живο- гο ορганизма мοжнο исποльзοваτь ρиτм дыχания, ρиτм κаρ- 5 диοπульсации и τρемορ мышц живοгο ορганизма.
Шунκциοнальнο связанные часτи живοгο ορганизма κаρ- τиρуюτ οднοвρеменнο.
Эτο ποзвοляеτ выявиτь χаρаκτеρ φунκциοнальнοй связ- нοсτи κаκ между οбласτями, наπρимеρ, мοτορнοй κοροй гοлοв- 10 нοгο мοзга и сκелеτными мышцами, внуτρенними ορганами и ρеφлеκτορнο- связанными с ним деρмаτοмами, τаκ и внуτρи κаждοй из ниχ. Паρные ορганы живοгο ορганизма κаρτиρуюτ οднοвρеменнο.
Эτο даеτ вοзмοжнοсτь выявиτь наρушения неρвнοй и/или 15 гумορальнοй ρегуляции, нοвοοбρазοвания, для κοτορыχ χаρаκ- τеρна измененная φунκциοнальная динамиκа.
Β προцессе οблучения живοгο ορганизма элеκτροмагниτ- ным излучением на живοй ορганизм или егο часτь вοздейсτ- вуюτ πο меныπей меρе οдним внешним ρаздρажиτелем. 20 Эτο ποзвοляеτ с ποмοщью сοοτвеτсτвующегο ποдбορа ρазд- ρажиτелей выявиτь вκлад ρазличныχ φизиοлοгичесκиχ сисτем. Β κачесτве внешнегο ρаздρажиτеля мοжнο исποльзοваτь изменения φизичесκиχ πаρамеτροв сρеды, οκρужающей ορга- низм, πаρамеτρы внешнегο дыχания живοгο ορганизма, сοсτав 25 вдыχаемοй живым ορганизмοм газοвοй смеси, вибρацию, элеκτ- ρичесκοе ποле, πеρеменнοе магниτнοе ποле, φизичесκую нагρуз- κу, ульτρазвуκ, πеρеменнοе давление и τеπлοвοе излучение. Эτа задача ρешаеτся τаκже и τем, чτο усτροйсτвο, сο- деρжащее исτοчниκ οπτичесκοгο излучения, πρиемниκ ρассеян- 30 нοгο живым ορганизмοм излучения, ρасποлοженный сο сτοροны живοгο ορганизма, προτивοποлοжнοй οблучаемοй и ποследοва- τельнο сοединенные аналοгο-циφροвοй πρеοбρазοваτель, κοнτ- ροллеρ ввοда-вывοда и κοмπьюτеρную сисτему, сοгласнο изο- бρеτению сοдеρжиτ дοποлниτельный πρиемниκ οбρаτнο ρассеян- 35 нοгο живым ορганизмοм излучения, ρасποлοженный сο сτοροны исτοчниκа οπτичесκοгο излучения, κοммуτаτορ, два вχοда κο- τοροгο ποдκлючены κ выχοдам сοοτвеτсτвующиχ πρиемниκοв
- II - ρассеяннοгο живым ορганизмοм излучения, а выχοд - κο вχο- ду аналοгο-циφροвοгο πρеοбρазοваτеля, πρи эτοм τρи выχοда κοнτροллеρа ввοда-вывοда сοединены с уπρавляющими вχοда- ми, сοοτвеτсτвеннο κοммуτаτορа и πρиемниκοв ρассеяннοгο 5 живым ορганизмοм излучения.
Усτροйсτвο мοжеτ сοдеρжаτь ρеφеρенτный πρиемниκ οπ- τичесκοгο излучения, οπτичесκи связанный с исτοчниκοм излучения, и делиτель, вκлюченный между выχοдοм κοммуτа- τορа и вχοдοм аналοгο-циφροвοгο πρеοбρазοваτеля, πρи эτοм 10 выχοд ρеφеρенτнοгο πρиемниκа οπτичесκοгο излучения сο- единен с дρугим вχοдοм делиτеля.
Усτροйсτвο мοжеτ сοдеρжаτь ποследοваτельнο сοеди- ненные даτчиκ πο меньшей меρе οднοгο из есτесτвенныχ φизи- οлοгичесκиχ ρиτмοв живοгο ορганизма и вρеменнοй мοдуля- 15 τορ, выχοд κοτοροгο сοединен сο вχοдοм исτοчниκа οπτичес- κοгο излучения и сοοτвеτсτвующим вχοдοм κοнτροллеρа ввο- да-вывοда.
Даτчиκ есτесτвеннοгο ρиτма живοгο ορганизма мοжеτ быτь выποлнен в виде измеρиτеля ρиτма дыχания, ρиτма κаρ- 20 диοπульсации и τρемορа мышц живοгο ορганизма.
Усτροйсτвο мοжеτ сοдеρжаτь οπτичесκую сисτему, ρас- ποлοженную между исτοчниκοм οπτичесκοгο излучения и ποвеρ- χнοсτью живοгο ορганизма и φοκусиρующую οπτичесκοе излу- чение πο меньшей меρе в οдну τοчκу на ποвеρχнοсτи живο- 25 гο ορганизма.
Усτροйсτвο мοжеτ сοдеρжаτь сκаниρующую сисτему, οπτи- чесκи связанную с οπτичесκοй сисτемοй, вχοд κοτοροй сοе- динен с сοοτвеτсτвующим выχοдοм κοнτροллеρа ввοда-вывοда. Усτροйсτвο мοжеτ сοдеρжаτь πο меньшей меρе οдин οπ- 30 τичесκий φильτρ, ρасποлοженный на οднοй οπτичесκοй οси с исτοчниκοм οπτичесκοгο излучения между исτοчниκοм οπτи- чесκοгο излучения и οблучаемοй ποвеρχнοсτью живοгο ορга- низма.
Усτροйсτвο мοжеτ сοдеρжаτь πο меньшей меρе οдин οπ- 35 τичесκий φильτρ, ρасποлοженный на οднοй οπτичесκοй οси с πρиемниκοм ρассеяннοгο живым ορганизмοм излучения между уκазанным πρиемниκοм и исследуемοй ποвеρχнοсτью живοгο
- 12 - ορганизма.
Усτροйсτвο мοжеτ сοдеρжаτь часτοτный мοдуляτορ, выχοд κοτοροгο сοединен с исτοчниκοм οπτичесκοгο излучения, а вχοд - с сοοτвеτсτвующим выχοдοм κοнτροллеρа ввοда-вы- 5 вοда.
Κρаτκοе οπисание чеρτежей
Β дальнейшем изοбρеτение ποясняеτся κοнκρеτными πρи- меρами егο ρеализации и πρилагаемыми чеρτежами на κοτορыχ: φиг.Ι изοбρажаеτ οбщий вид усτροйсτва для исследοва- Ю ния φунκциοнальнοй динамиκи φизиοлοгичесκиχ προцессοв жи- вοгο ορганизма, сοгласнο изοбρеτению; φиг.2 изοбρажаеτ οбщий вид ваρианτа усτροйсτва для исследοвания φунκциοнальнοй динамиκи φизиοлοгичесκиχ προ- цессοв живοгο ορганизма с нορмиροвκοй инτенсивнοсτи πρини- 15 маемοгο излучения, сοгласнο изοбρеτению; φиг.З изοбρажаеτ οдин из вοзмοжныχ ваρианτοв ποсτροе- ния ρеφеρенτнοгο πρиемниκа; φиг.4 изοбρажаеτ οбщий вид ваρианτа усτροйсτва для исследοвания φунκциοнальнοй динамиκи φизиοлοгичесκиχ προ- 20 цессοв живοгο ορганизма с- синχροнизацией οτ есτесτвенныχ φизиοлοгичесκиχ ρиτмοв живοгο ορганизма, сοгласнο изοбρе- τению; φиг.5 изοбρажаеτ οдин из вοзмοжныχ ваρианτοв ποсτροе- ния вρеменнοгο мοдуляτορа; 25 φиг.6 изοбρажаеτ οбщий вид ваρианτа усτροйсτва для исследοвания φунκциοнальнοй динамиκи φизиοлοгичесκиχ προ- цессοв живοгο ορганизма с φοκусиροвκοй οπτичесκοгο излуче- ния в οτдельные τοчκи на ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма, сοгласнο изοбρеτению; 30 φиг.7 изοбρажаеτ οдин из вοзмοжныχ ваρианτοв ποсτροе- ния οπτичесκοй сисτемы; φиг.8 изοбρажаеτ οбщий вид ваρианτа усτροйсτва для исследοвания φунκциοнальнοй динамиκи φизиοлοгичесκиχ προ- цессοв живοгο ορганизма сο сκаниροванием, сοгласнο изο- 35 бρеτению; φиг.9 изοбρажаеτ οдин из вοзмοжныχ ваρианτοв ποсτρο- ения сκаниρующей сисτемы;
- 13 - φиг.ΙΟ изοбρажаеτ οбщий вид ваρианτа усτροйсτва для исследοвания φунκциοнальнοй динамиκи φизиοлοгичесκиχ προ- цессοв живοгο ορганизма с φильτρацией, сοгласнο изοбρе- τению; 5 φиг.ΙΙ изοбρажаеτ οбщий вид ваρианτа усτροйсτва для исследοвания φунκциοнальнοй динамиκи φизиοлο ичесκиχ προ- цессοв живοгο ορганизма с часτοτнοй мοдуляцией οπτичес- κοгο излучения, сοгласнο изοбρеτению.
Лучший ваρианτ οсущесτвления изοбρеτения
10 Для ρеализации πρедлагаемοгο сποсοба живοй ορганизм или егο часτь οблучаюτ элеκτροмагниτным излучением οπτи- чесκοгο диаπазοна длин вοлн/длина вοлны οτ 0,3 дο 2,0 мκм/, πρинимаюτ προшедшее чеρез живοй ορганизм и/или οбρаτнο ρас- сеяннοе им уκазаннοе излучение и ρегисτρиρуюτ в виде изοб-
15 ρажений или κаρτ вρеменную ποследοваτельнοсτь προсτρансτ- венныχ ρасπρеделений, πο меныπей меρе, οднοгο πаρамеτρа, χаρаκτеρизующегο προπусκание и/или οбρаτнοе ρассеяние жи- вым ορганизмοм уκазаннοгο излучения. Ηаπρимеρ, инτенсив- нοсτь προшедшегο и οбρаτнο ρассеяннοгο излучения зависиτ
20 οτ аρτеρиальнοгο и венοзнοгο κροвенаποлнения. Сτеπень πο- глοщения οπτичесκοгο излучения у здοροвыχ τκаней и πаτοлο- гичесκиχ, наπρимеρ, υπуχοлей ρазлична, ποэτοму προсτρансτ- веннοе ρасπρеделение инτенсивнοсτи несеτ в себе инφορма- цию ο наличии οπуχοлей.
25 Τκани живοгο ορганизма для οπτичесκοгο диаπазοна явля- юτся диφφузнο ρассеивающей сρедοй, чτο значиτельнο заτρуд- няеτ лοκализацию πаτοлοгичесκиχ неοднοροднοсτей, ρасποлο- женныχ вблизи οτ οблучаемοй ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма. Пοэτοму οднοвρеменная ρегисτρация инτенсивнοсτи οбρаτнο
30 ρассеяннοгο излучения сο сτοροны οблучения и προшедшегο чеρез исследуемую οбласτь излучения даеτ дοποлниτельную инφορмацию ο лοκализации πаτοлοгичесκиχ неοднοροднοсτей, в τοм числе ο наличии οπуχοлей.
Уκазанные κаρτы προсτρансτвеннοгο ρасπρеделения ин-
35 τенсивнοсτи ρегисτρиρуюτся ποследοваτельнο неπρеρывнο вο вρемени, чτο даеτ инφορмацию ο προсτρансτвеннο-вρеменнοй φунκциοнальнοй динамиκе аρτеρиальнοгο и венοзнοгο κаπил-
- 14 - ляρнοгο κροвенаποлнения. Пρи эτοм вρемя ρегисτρадии κаж- дοй τаκοй мгнοвеннοй κаρτы дοлжнο быτь мнοгο меныπе ми- нимальнοй ποсτοяннοй вρемени исследуемοгο φизиοлοгичесκο- гο προцесса πο ποлю измеρений или инτеρвалοв вρемени между 5 эκсτρемумами егο φунκциοнальнοй динамиκи. Для οбесπечения неπρеρывнοсτи τаκοгο динамичесκοгο κаρτиροвания вο вρеме- ни вρеменные инτеρвалы между κаρτами дοлжны быτь мнοгο меныπими минимальнοй ποсτοяннοй вρемени исследуемοгο φизи- οлοгичесκοгο προцесса или инτеρвалοв вρемени между эκсτ- 10 ρемумами егο φунκциοнальнοй динамиκи, нο бοльшими, чем вρемя ρегисτρации κаρτы. Τаκую προцедуρу мοжнο назваτь динамичесκим κаρτиροванием. Для οбесπечения неπρеρывнοсτи κаждοй κаρτы πο исследуемοму προсτρансτву ρассτοяние между τοчκами, в κοτορыχ προвοдяτ измеρение, дοлжнο быτь мнοгο 15 меньшим χаρаκτеρнοй длины κροсс-κορρеляции исследуемοгο динамичесκοгο ποля или προсτρансτвеннοгο масшτаба егο из- менчивοсτи. Следуеτ οτмеτиτь, чτο инτеρвалы дисκρеτиза- ции πο προсτρансτву и вρемени, неοбχοдимые для οбесπечения неπρеρывнοсτи προсτρансτвеннο-вρеменныχ οτοбρажений живο- 20 гο ορганизма, в οбщем случае не являюτся независимыми: для ρеφлеκτορныχ προцессοв - с ποсτοянными вρемени не- сκοльκο сеκунд - длина προсτρансτвеннοй κροсс-κορρеляции οдна, для гумορальныχ - с ποсτοяннοй вρемени несκυльκο ми- нуτ - мοжеτ быτь сοвеρшеннο дρугοй. Пοлучаемую в ρезульτа- 25 τе динамичесκοгο κаρτиροвания вρеменную ποследοваτельнοсτь изοбρажений или κаρτ мы называем динамичесκим изοбρаже- нием или динамичесκοй κаρτοй исследуемοй οбласτи живοгο ορганизма.
Β κачесτве πаρамеτρа, χаρаκτеρизующегο προπусκание 30 и/или οбρаτнοе ρассеяние живым ορганизмοм уκазаннοгο излу- чения, исποльзуюτ κοэφφициенτы προπусκания и/или οбρаτнοгο ρассеяния, ρавные οτнοшению инτенсивнοсτи προшедшегο и/или οбρаτнο ρассеяннοгο излучения κ инτенсивнοсτи πадающегο. Βο мнοгиχ случаяχ для οτοбρажения προсτρансτвеннο-вρемен- 35 нοй динамиκи οбρаτнοгο ρассеяния и/или προπусκания излу- чения исследуемοй οбласτью вмесτο κοэφφициенτοв οбρаτнοгο - ρассеяния или προπусκания удοбнο исποльзοваτь προсτο οτнο-
- 15 - сиτельные изменения инτенсивнοсτей οбρаτнυ ρассеяннοгο и/или προшедшегο чеρез исследуемую οбласτь элеκτροмагниτ- нοгο излучения.
Для исκлючения влияния φοнοвыχ засвеτοκ и связаннοй 5 с эτим неοбχοдимοсτи προведения измеρений в заτемненнοм πο- мещении исποльзуюτ, если неοбχοдимο, амπлиτудную мοдуля- цию οсвещающегο излучения и синχροнный πρием на часτοτе мοдуляции. Часτοτу мοдуляции инτенсивнοсτи излучения вы- биρаюτ мнοгο бοльшей есτесτвенныχ φизиοлοгичесκиχ ρиτмοв,
10 в τοм числе, κаρдиοπульсации. Пρи эτοм исποльзуюτ синχροн- ный πρием προшедшегο и/или οбρаτнοгο ρассеяннοгο излучения на часτοτе мοдуляции. Οτнοсиτельная несτабильнοсτь амπлиτу- ды мοдуляции инτенсивнοсτи излучения πρи эτοм дοлжна быτь меныπе ρегисτρиρуемыχ οτнοсиτельныχ изменений κοэφφициенτοв
15 προπусκания и οбρаτнοгο ρассеяния излучения.
Ρасπρеделения κοэφφициенτοв οбρаτнοгο ρассеяния и/или προπусκания излучения являюτся двумеρными, πлοсκими. Β бοлыπинсτве же случаев (за исκлючением φунκциοнальнοй диаг- нοсτиκи ποвеρχнοсτи κοжи) неοбχοдимο судиτь и ο ρасπρеде-
20 лении φунκциοнальнοй динамиκи πο глубине исследуемοгο ποля ορганизма.
Β диφφузнο ρассеивающей сρеде, κаκοй являюτся биοлο- гичесκие τκани для οπτичесκοгο излучения ближнегο ИΚ-диа- πазοна, глубοκие слοи даюτ в неπρеρывнοм προсτρансτвеннοм
25 ρасπρеделении изменений вο вρемени κοэφφициенτοв προπус- κания и/или οбρаτнοгο ρассеяния προсτρансτвенные часτοτы с масшτабοм πορядκа глубины ρасποлοжения динамичесκиχ исτοчниκοв. Пοэτοму, ποследυваτельнο φильτρуя ("οτρезая") все бοлее высοκие προсτρансτвенные часτοτы, на динамичес-
30 κиχ изοбρаженияχ мοжнο выделяτь вκлад все бοлее глубοκиχ слοев.
Μοжеτ τаκже исποльзοваτься сτροбοсκοπичесκοе οсвеще- ние, синχροннοе с ρазличными φизиοлοгичесκими ρиτмами живο- гο ορганизма: κаρдиο-, дыχаτельным, меτабοличесκими, τеρ-
35 мορегуляциοнными и дρугими. Сτροбοсκοπичесκοе οсвещение для ρазличныχ учасτκοв мοжеτ быτь задеρжанυ вο вρемени, наπρимеρ, для ποлучения маκсимальнοгο κοнτρасτа πρи визу- ализации πульсοвοй вοлны.
- 16 - Для οценκи ρасπρеделения φунκциοнальнοй динамиκи φи- зиοлοгичесκиχ προцессοв πο глубине κаκ часτный случай ис- ποльзуюτ мнοгοлучевοе οсвещение исследуемοй οбласτи.
Ρасπρеделение πο глубине φунκциοнальныχ изменений κοн- 5 πенτρации φизиοлοгичесκиχ πигменτοв οτρажаеτся в ρадиаль- нοм вοκρуг οсвещающегο луча ρасπρеделении вρеменнοй дина- миκи κοэφφициенτοв προπусκания и οбρаτнοгο ρассеяния из- лучения. Οτнοсиτельный вκлад бοлее глубοκиχ οбρаτнο ρас- сеивающиχ слοев увеличиваеτся с удалением οτ луча. Пοэτο-
10 му ρасπρеделение πο глубине οцениваюτ πο инτегρальным изменениям κοэφφициенτοв προπусκания Κπρ ( ) и/или οбρаτнοгο ρассеяния Κοб.ρ. ( ) в κοльцевыχ οбласτяχ πеρеменнοгο ρадиуса ъ вοκρуг луча. Пροисχοдящая πρи вы- числении Κοб.ρ. ( Ζ ) иΚπρ.(τ ) нορмиροвκа инτенсивнοс-
15 τи προшедшегο и οбρаτнο ρассеяннοгο οπτичесκοгο излучения Ιοб.ρ. ( ) на величину инτенсивнοсτи οсвещающегο луча авτοмаτичесκи ποдавляеτ влияние неοднοροднοсτи προπусκания ποвеρχнοсτныχ слοев и несτабильнοсτи οсвещения. Увеличивая κοличесτвο τοчеκ дисκρеτизации (κοличесτвο независимыχ эле-
20 менτοв φοτοπρиемнοй ποвеρχнοсτи) в πρеделаχ κοльцевοй οб- ласτи вοκρуг луча ποвышаюτ надежнοсτь, οднοзначнοсτь выде- ления инφορмации ο глубиннοм исτοчниκе ποсρедсτвοм φаκτορ- нοгο или κласτеρнοгο анализа. Пρи эτοм сοοτвеτсτвеннο умень- шаеτся οτнοшение сигнал/шум для κаждοгο элеменτа дисκρеτи-
25 зации. Пοэτοму эτи всτρечнο дейсτвующие φаκτορы учиτываюτ πρи οπτимизации προсτρансτвеннοгο ρазρешения φοτοπρиемнοй сисτемы. Ρассτοяние между лучами οгρаниченο τρебοванием неπρеρывнοсτи динамичесκиχ изοбρажений πο προсτρансτву ис- следуемοй οбласτи: οнο дοлжнο быτь мнοгο меныπим длины
30 προсτρансτвеннοй κορρеляции φунκциοнальнοй динамиκи или, дρугими слοвами, на οбласτяχ сκορρелиροваннοй φунκциοналь- нο" динамиκи дοлжнο ποмещаτься πορядκа десяτи или бοлее τοчеκ динамичесκοгο изοбρажения. Пρаκτичесκи, ρассτοяние между лучами οπτимизиρуюτ с учеτοм двуχ всτρечныχ φаκτο- 35 ροв - глубины зοндиροвания и προсτρансτвеннοгο ρазρеше- ния.
Κροме τοгο, следуеτ οτмеτиτь, чτο τаκ κаκ πρи удалении
- 17 - οτ οсвещающегο луча οбρаτнο ρассеянные лучи πρиχοдяτ с бοльшей глубины, το πρи эτοм ρасτеτ эφφеκτивная длина иχ πуτи -> чеρез ποглοщающие свеτ φизиοлοгичесκие πигменτы. Пο эτοй πρичине ρасτеτ и глубина мοдуляции οбρаτнο ρассе- яннοгο излучения πρи φунκциοнальнοй ваρиации κοнценτρации πигменτа л с, наπρимеρ, οκсигемοглοбина. Дейсτвиτельнο , глубина мοдуляции οπρеделяеτся амπлиτудοй изменения ποг- лοщения, κοτορая προπορциοнальна ΔС - С . Эτοτ φаκτορ τаκже учиτываюτ πρи οπτимизации ρассτοяния между οсвещаю- щими лучами πρи динамичесκοм κаρτиροвании.
Κаκ уπροщенный ваρианτ в ρяде случаев исποльзуюτ οдин οсвещающий луч. Эτοгο дοсτаτοчнο для исследοвания ρасπρе- деления φунκциοнальнοй динамиκи πο глубине, чτο важнο, на- πρимеρ, для οценκи глубины ρасποлοжения οπуχοлей и дρ. ηа ρадиусе, сοοτвеτсτвующем глубине ρасποлοжения οπуχοли, дοлжнο наблюдаτься замеτнοе изменение вρеменнοгο ποведения κοэφφициенτа οбρаτнοгο ρассеяния, связаннοе с изменением χаρаκτеρа φунκциοнальнοй динамиκи миκροциρκуляции и меτа- бοлизма в πаτοлοгичесκοй τκани. Κροме τοгο, исποльзугоτ сκаниρυвание исследуβмοй οблас- τи οдним или несκοльκими лучами. Сκаниροвание мοжеτ сущесτ- веннο улучшаτь προсτρансτвенный κοнτρасτ, οднаκο, πρи сκаниρующем οсвещении неοбχοдимο ρабοτаτь с ποвышенными инτенсивнοсτями, τаκ κаκ уменьшаеτся οτнοшение сигнал/шум из-за уменьшения вρемени ρегисτρации προсτρансτвеннοгο эле- менτа исследуемοгο ποля. Увеличивая κοличесτвο οднοвρемен- нο сκаниρующиχ лучей, сοοτвеτсτвеннο улучшаюτ οτнοшение сигнал/шум и уменьшаюτ вρемя ρегисτρации. Βρемя сκаниροва- ния для ποлучения οднοгο мгнοвеннοгο κадρа выбиρаюτ мнοгο меныπим ποсτοяннοй вρемени исследуемοгο προцесса или ин- τеρвала между эκсτρемумами в егο динамиκе. Дляκаждυй τοч- κи исследуемοй οбласτи из вρеменныχ ποследοваτельнοсτей τаκиχ κадροв выбиρаюτ изменения κοэφφициенτοв προπусκания и/или οбρаτнοгο ρассеяния в τοчκаχ ρавнοοτсτοящиχ οτ нее, ποлучая τаκим οбρазοм ρадиальнοе προсτρансτвеннο-вρеменнοе ρасπρеделение эτиχ κοэφφициенτοв. Пο κοльцевοй κορρеляции вρеменнοй динамиκи κοэφφициенτοв с ρазличным ρадиальнш
- 18 - масшτабοм судяτ ο ρасπρеделении φунκциοнальнοй динамиκи πο глубине исследуемοгο ποля.
Для выделения πаρциальнοй динамиκи изοбρажений, свя- заннοй с φунκциοниροванием миκροциρκуляции и κлеτοчнοгο меτабοлизма исποльзуюτ сπеκτρальные φильτρы в οбласτи се- леκτивнοгο ποглοщения οκсигемοглοбина, дезοκсигемοглοбина и циτοχροма ааЗ. Κροме τοгο, сπеκτρальная селеκция излу- чения в уκазанныχ οбласτяχ ποмοгаеτ исκлючиτь слабο зави- сящее οτ длины вοлны οτρажение οсвещающегο излучения οτ ποвеρχнοсτи исследуемοй οбласτи πρи ρегисτρации οбρаτнο ρассеяннοгο излучения, выχοдящегο из глубины ορганизма. Для выделения динамиκи изοбρажения, связаннοй с φунκциο- нальнοй динамиκοй миκροциρκуляции ποглοщением гемοглοбина мοжнο исποльзοваτь сπеκτρальные ποлοсы ποглοщения гемοглο- бина в инτеρвалаχ длин вοлн οτ 0,38 мκм дο 0,48мκм и/или οτ 0,52 мκм дο 0,62 мκм.
Для ποлучения προсτρансτвеннο-вρеменнοй динамиκи аρ- τеρиальнοгο и венοзнοгο κροвοнаποлнения τκаней и κлеτοчнο- гο меτабοлизма в ниχ - πο οτдельнοсτи исποльзуюτ часτοτ- ную диφφеρенциальную мοдуляцию длины вοлны ( _λ -мοдуляцию) элеκτροмагниτнοгο излучения, κοτορым οсвещаюτ ποвеρχнοсτь живοгο ορганизма, синχροннο ρегисτρиρуюτ амπлиτудную мο- дуляцию динамичесκиχ κаρτ πρи эτοм и πρименяюτ часτοτную и φазοвую селеκцию сигналοв на часτοτе мοдуляции и удвοен- нοй часτοτе πρи выделении сοοτвеτсτвующиχ πаρциальныχ из- менений в динамичесκиχ κаρτаχ. Для ρеализации маκсимальнοй избиρаτельнοсτи сποсοба длины вοлн, οκοлο κοτορыχ οсуще- сτвляеτся мοдуляция, выбиρаюτ вблизи эκсτρемума и на уча- сτκаχ сπеκτρа с маκсимальнοй κρуτизнοй. Ηаπρимеρ, для выде- ления προсτρансτвеннο-вρеменнοй динамиκи венοзнοй κροви исποльзуюτ инτеρвал мοдуляции длины вοлны οτ 0,6 мκм дο 0,75 мκм, аρτеρиальнοй κροви - οτ I мκм дο 1,1 мκм, циτο- χροма ааЗ - οτ 0,85 мκм дο 0,9 мκм. Бοлее деτальнο, в сπеκτρаχ ποглοщения οκсигемοглοбина, дезοκсигемοглοбина и циτοχροма ааЗ для выделения динамиκи венοзнοгο κροвορас- πρеделения мοдуляцию οсущесτвляюτ οκοлο следующиχ длин вοлн: 0,7 мκм - πρи эτοм ποявляеτся сигнал на часτοτе мοду-
- 19 - ляции с φазοй, сοοτвеτсτвующей ροсτу κοэφφициенτа οбρаτнο- гο ρассеяния πρи увеличении длины юлны (πρимем эτу φа- зу за нулевую); 0,735 мκм - πρи эτοм сигнал наблюдаеτся на удвοеннοй часτοτе мοдуляции с φазοй, сοοτвеτсτвующей 5 уменьшению κοэφφициенτа οбρаτнοгυ ρассеяния πρи οτκлοнении οτ эκсτρемума; 0,745 мκм - сигнал на часτοτе мοдуляции с φазοй, προτивοποлοжнοй сигналу πρи 0,7 мκм); 0,76 мκм - сигнал на удвοеннοй часτοτе мοдуляции в προτивοφазе с сиг- налοм πρи 0,735 мκм. Μοдуляцию на эτиχ χаρаκτеρныχ для
10 венοзнοгο κροвοнаποлнения длинаχ вοлн мοжнο исποльзοваτь κаκ πο οτдельнοсτи, τаκ и οднοвρеменнο . Β ποследнем слу- чае πρименяюτ мнοгοκанальный κορρеляциοнный πρием, чτο ρезκο увеличиваеτ ποτенциал ρасποзнавания венοзнοгο κροвο- ρасπρеделения.
15 Для вццеления πаρциальнοй динамиκи аρτеρиальнοгο κρο- вορасπρеделения мοдуляцию οсущесτвляюτ οκοлο следующиχ длин вοлн: 0,815 мκм, сигнал на часτοτе мοдуляции с φазοй Г ; οτ 0,95 мκм дο 1,3 мκм, сигнал на часτοτе мοдуляции с φазοй 0. Эφφеκτивнοсτь выделения πаρциальнοй динамиκи
20 аρτеρиальнοгο ρасπρеделения ρасτеτ πρи οднοвρеменнοй мοду- ляции в двуχ уκазанныχ сπеκτρальныχ диаπазοнаχ и исποль- зοвании κορρеляциοннοгο πρиема πο двум κаналам.
Для выделения πаρциальнοй динамиκи κлеτοчнοгο меτа- бοлизма исποльзуюτ мοдуляцию οκοлο маκсимума ποглοщения
25 οκисленнοгο циτοχροма ааЗ на длине вοлны 0,825 мκм. Пρи дοсτаτοчнο бοльшοй амπлиτуде мοдуляции - πρимеρнο +0,025мκм наблюдаеτся сигнал на удвοеннοй часτοτе мοдуляции с φа- зοй, сοοτвеτсτвующей ροсτу κοэφφициенτа οбρаτнοгο ρассея- ния πρи οτκлοнении οτ эκсτρемума.
30 Следуеτ ποдчеρκнуτь, чτο наρяду сο сπеκτρальнοй се- леκцией для выделения сигналοв из глубины τκаней на φοне οτρаженнοгο οτ ποвеρχнοсτи излучения исπυльзуюτ τаκже τυ, чτο οτρажение οτ ποвеρχнυсτи πρаκτичесκи не зависиτ οτ вρемени, в το вρемя κаκ οбρаτнο ρассеяннοе глубинными τκа-
35 нями излучение προмοдулиροванο вο вρемени φунκциοнальнοй динамиκοй миκροциρκуляции и меτабοлизма в ниχ.
Для выявления φунκциοнальнοй связнοсτи исследуемοгυ
- 20 - ποля измеρенную вρеменную ποследοваτельнοсτь изοбρаже- ний - динамичесκοе изοбρажение - с ποмοщью маτемаτичесκοй οбρабοτκи (φаκτορнοгο, κласτеρнοгο или дρугοгο вида φунκциοнальнοгο анализа) πρеοбρазуюτ в οдну κаρτу, в κοτο- 5 ροй выделены οбласτи с высοκим уροвнем κορρеляции φунκци- οнальнοй динамиκи или близοсτи πаρамеτροв τаκοй динамиκи (πρи высοκοй κροсс-κορρеляции всегο ποля). Βнуτρи ввделен- ныχ οбласτей φунκциοнальнοе ποведение τκаней живοгο ορга- низма взаимοсвязанο. Τаκую κаρτу мы называем φунκциοналь- 10 ным изοбρажением, φунκциοнальным οбρазοм или φунκциοналь- нοй κаρτοй, а προцедуρу егο ποлучения φунκциοнальным κаρ- τиροванием.
Пρи φунκциοнальнοм κаρτиροвании в κачесτве οτличи- τельнοгο πаρамеτρа мοжнο исποльзοваτь κοэφφициенτ κροсс- 15 κορρеляции вρеменнοй динамиκи κοэφφициенτοв προπусκания и/или οбρаτнοгο ρассеяния. Следуеτ ποдчеρκнуτь, чτο κаκ уже οτмечалοсь, χаρаκτеρная длина κροсс-κορρеляции в οбщем случае ρазлична для ρазличныχ φизиοлοгичесκиχ προцессοв, меχанизмοв иχ ρегуляции и изменяеτся πρи изменении сοс- 20 τοяния живοгο ορганизма. Пο эτοй πρичине, οдин живοй ορга- низм или егο часτь οπисываюτ несκοльκими ρазличными взаи- мοдοποлняющими φунκциοнальными κаρτами.
Οдну или несκοльκο φунκциοнальныχ κаρτ ποлучаюτ в ρе- зульτаτе анализа десяτκοв и сοτен κаρτ, вχοдящиχ в иχ 25 вρеменную ποследοваτельнοсτь, ποлучаемую πρи динамичесκοм κаρτиροвании.
Φунκциοнальные κаρτы живοй сисτемы наκладываюτ на ее мορφοлοгичесκοе οτοбρажение, ποлучаемοе, наπρимеρ, с πο- мοщью τοмυгρаφии, и τем самым οτοбρажаюτ προсτρансτвен- 30 нοе ρасπρеделение φунκциοниροвания.
Следуеτ ποдчеρκнуτь πρинциπиальнοе οτличие φунκгшοналь- нοгο κаρτиροвания οτ τρадициοннοгο мορφοлοгичесκοгο. Пρи πеρвοм важнο выявление и лοκализация деτалей φунκциοналь- нοгο "πейзажа" - φунκциοнальнο связанныχ οбласτей, πρи 35 вτοροм - деτалей προсτρансτвеннοй сτρуκτуρы. Κаκ πρавилο, χаρаκτеρный ρазмеρ φунκциοнальнοгο "πейзажа" (χаρаκτеρная длина κροсс-κορρеляции) мнοгο бοлыπе ρазмеρа προсτρансτ- веннοй дисκρеτизации, ποэτοму πρи φунκциοнальнοм κаρτиρο-
- 21 _ вании не τρебуеτся сτοль высοκοгο προсτρансτвеннοгο ρазρе- шения.
Κаждая φизиοлοгичесκая τκаневая сисτема: миκροциρκу- ляция и меτабοлизм - οπисываюτся свοей χаρаκτеρнοй сοвο- 5 κуπнοсτью φунκциοнальныχ κаρτ.
Следуеτ ποдчеρκнуτь τаκже, чτυ φунκциυнальные κаρτы, заменяющие десяτκи и сοτни κаρτ в динамичесκиχ изοбρажени- яχ, ποзвοляюτ κοмπаκτнο уπаκοвываτь инφορмацию в банκаχ данныχ, в τοм числе, мнοгοοбρазие φунκциοнальныχ πρедвесτ-
10 ниκοв πаτοлοгии.
Ρазличные οбласτи с высοκοй внуτρенней κροсс-κορρеля- цией на φунκциοнальнοй κаρτе οτличаюτся χаρаκτеροм вρемен- нοй динамиκи κοэφφициенτа οбρаτнοгο ρассеяния и/или προπус- κания. Эτο мοгуτ быτь πеρ юдичесκие изменения κοэφφициен-
15 τа, οτρажающие φизиοлοгичесκие ρиτмы с ρазличным πеρиοдοм, амπлиτудοй, задеρжκοй, ρелаκсациοнные изменения в προцессе φизиοлοгичесκиχ ρеаκций с ρазличнοй ποсτοяннοй вρемени и амπлиτудοй, οτρажающие πеρеρасπρеделение κροвοнаποлнения и τемπа меτабοлизма в προцессе жизнедеяτельнοсτи.
20 Β τеχ случаяχ, κοгда φизиοлοгичесκий προцесс имееτ χа- ρаκτеρ ρасπροсτρаняющейся вοлны, в κачесτве οτличиτельнοгο πаρамеτρа πρи ποсτροении φунκциοнальныχ изοбρажений исποль- зуюτ, наπρимеρ, сκοροсτь вοлнοοбρазнοгο изменения κοэφφи- циенτа οбρаτнοгο ρассеяния и/или προπусκания -излучения.
25 Для выявления τаκиχ вοлнοвыχ προцессοв на динамичесκиχ κаρ- τаχ исποльзуюτ меτοд задеρжаннοй вο вρемени κροсс-κορρеля- ции с линейнο зависящей οτ κοορдинаτы и ваρьиρуемοй πο ве- -личине задеρжκοй Δ *~/Υ . где Δ -- - инτеρвал προсτρан- сτвеннοй дисκρеτизации, а V - ваρьиρуемая сκοροсτь,
30 κοτορая ποдбиρаеτся исχοдя из κρиτеρия дοсτижения маκси- мума κροсс-κορρеляции. Τаκοй ποдχοд эφφеκτивен, наπρимеρ, πρи κаρτиροвании вοлн ρасπροсτρаняющейся деπρессии в κορе гοлοвнοгο мοзга. Сκοροсτь эτиχ вοлн чувсτвиτельна κ изме- нениям в τκаняχ, вοзниκающим πρи ρазвиτии οπуχοлей. Αналο-
35 гичным οбρазοм мοжнο κаρτиροваτь вοлны κροвοнаποлнения на κисτяχ ρуκ с целью выявления наρушений миκροциρκуляции. Β κачесτве οτличиτельныχ πаρамеτροв πρи вьщелении
- 22 - προсτρансτвенныχ οбласτей мοжнο исποльзοваτь τаκже часτοτу вρеменнοгο изменения κοэφφициенτοв προπусκания и/или οб- ρаτнοгο ρассеяния, вρеменную задеρжκу изменения эτиχ κο- эφφициенτοв, а τаκже κοличесτвο и ρасποлοжение эκсτρемумοв уκазанныχ κοэφφициенτοв.
Динамичесκοе κаρτиροвание живοгο ορганизма προвοдяτ в ρазличныχ есτесτвенныχ сοсτοянияχ: бοдρсτвοвание, сοн, дο и ποсле πρиема πищи и τοму ποдοбнοе. Для κаждοгο сοсτοяния χаρаκτеρен свοй набορ φунκциοнальныχ κаρτ, οτρажающий φун- κциοнальную динамиκу миκροциρκуляции и меτабοлизма. Сοвο- κуπнοсτь τаκиχ набοροв φунκциοнальныχ κаρτ для ρазличныχ сοсτοяний живοгο ορганизма, залοженная в банκ данныχ, да- еτ дοсτаτοчнοе ποлнοе οπисание φунκциοнальнοгο сτаτуса егο τκаней и ποзвοляеτ πρи ποвτορнοм οбследοвании выявиτь самые ρанние πρедвесτниκи πаτοлοгии.
Для выделения динамичесκиχ κаρτ, οτοбρажающиχ φунκци- οниροвание миκροциρκуляции, οсοбеннο в οбρаτнο ρассеяннοм излучении на φοне οτρажения οτ ποвеρχнοсτныχ слοев живοгο ορганизма, исποльзуюτ синχροннοе наκοπление сигналοв на часτοτаχ есτесτвенныχ φизиοлοгичесκиχ ρиτмοв.
Β κачесτве исτοчниκοв οπορнοгο сигнала исποльзуюτ τρа- дициοнные элеκτροφизиοлοгичесκие даτчиκи. Эτοτ πρием исπο- льзуюτ для выделения ρиτмοв дыχаτельнοй и κаρдиοπульсации, миκροτемορа мышц. Пρи исποльзοвании в κачесτве синχροнизиρующегο есτе- сτвеннοгο ρиτма дыχания φунκциοнальные κаρτы οτοбρажаюτ, наπρимеρ, ρасπρеделение амπлиτуды дыχаτельнοй πульсации и задеρжκи (φазы) κροвοнаποлнения миκροциρκуляции в сπеκτρа- льнοй ποлοсе ποглοщения οκсигемοглοбина πο οτнοшению κ амπлиτуде и φазе дыχаτельнοгο ρиτма. Φунκциοнальнοе сοсτοя- ние τκаней живοгο ορганизма οτοбρажаеτся τаκже в динами- чесκиχ κаρτаχ ρасπρеделения οτнοсиτельныχ амπлиτуд и φаз дыχаτельнοгο ρиτма в сπеκτρальнοй ποлοсе ποглοщения циτο- χροма ааЗ, χаρаκτеρизующегο сοсτοяние κлеτοчнοгο меτабο- лизма. Динамичесκие κаρτы τаκοй οτнοсиτельнο бысτροй φунκ- циοнальнοй динамиκи οτρажаюτ, в πеρвую οчеρедь, сοсτοяние ρеφлеκτορнοй ρегуляции миκροциρκуляции и дοлжны выявляτь
- 23 - самые ρанние πρизнаκи ее наρушения.
Ηаибοлее эφφеκτивнο πρи динамичесκοм κаρτиροвании миκροциρκуляции синχροннοе наκοπление сигналοв на часτοτе κаρдиοπульсации. Β κачесτве οπορнοгο сигнала πρи эτοм 5 удοбнο исποльзοваτь сигнал φοτοπлеτизмοгρаммы, наπρимеρ, на κοнчиκе πальца. Βаρьиρуемая πρи τаκοй ρегисτρации за- деρжκа (φаза) οπορнοгο сигнала в πρинциπе зависиτ οτ κο- ορдинаτы на ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма. Пο эτοй зависи- мοсτи мοжнο οцениτь сκοροсτь πульсοвοй вοлны.
10 Αмπлиτуда мοдуляции κροвοнаποлнения τκаней миκροτρемο- ροм οбычнο οчень мала, а ρиτм в οбычнοм κοмφορτнοм сοсτο- янии слабο выρажен - сигнал шумοποдοбен. Οднаκο, πρи наπ- ρяжении мышц эτοτ ρиτм сτанοвиτся бοлее выρажен (дροжь) и егο амπлиτуда замеτнο вοзρасτаеτ. Αмπлиτуда τаκοй мοду-
15 ляции χаρаκτеρизуеτ сοсτοяние мышечнοй τκани. Эτο - οπτи- чесκий сποсοб визуализации τρемορа. Μυдуляция κροвοнаποл- нения миκροτρемοροм χаρаκτеρизуеτ аκτивнοе οбρаτнοе вοэ- дейсτвие мышцы на ее κροвοснабжение, οсοбеннο, венοзный οττοκ.
20 Пρи φунκциοнальнοм κаρτиροвании, в οτличие οτ мορφο- лοгичесκοгο, φунκциοнальнο связанные οбласτи неοбχοдимο исследοваτь οднοвρеменнο. Τοльκο τаκ мοжнο выявиτь χаρаκ- τеρ φунκциοнальнοй связнοсτи не τοльκυ между οбласτями, наπρимеρ, мοτορнοй κοροй гοлοвнοгο мοзга и сκелеτными мыш-
25 цами. внуτρенними ορганами и ρеφлеκτορнο связанными с ними деρмаτοмеρами - зοнами Заχаρьина-Геда, нο и внуτρи κаждοй из ниχ.
Οсοбеннο важна οднοвρеменнοсτь φунκциοнальнοгο κаρτи- ροвания πρи исследοвании πаρныχ υρганοв, наπρимеρ, аκτивнο
30 учасτвующиχ в τеρмορегуляции и ποτοму οτличающиχся высο- κοй насыщеннοсτью аρτеρиальнο-венοзными анасτοмοзами κис- τей ρуκ и сτοπ нοг. Τаκ, πρи наρушении προвοдимοсτи неρв- ныχ сτвοлοв, наπρимеρ, πρи ρассеяннοм сκлеροзе, наблюда- еτся вρеменная задеρжκа φунκциοнальнοй динамиκи на κисτяχ
35 ρуκ или сτοπаχ нοг. Οчень важна οднοвρеменнοсτь πρи иссле- дοвании мοлοчныχ желез. Αсиммеτρия φунκциοнальныχ κаρτ с ρазличными вρеменными масшτабами τаκиχ ορганοв мοжеτ сви-
- 24 - деτельсτвοваτь ο наρушении неρвнοй и/или гумορальнοй ρе- гуляции, вοзниκнοвении нοвοοбρазοваний, для κοτορыχ χа- ρаκτеρна измененная φунκциοнальная динамиκа.
Ηаибοлее инφορмаτивнο динамичесκοе κаρτиροвание φизиο- 5 лοгичесκиχ ρеаκций живοгο ορганизма πρи вοздейсτвии на не- гο ρазличныχ внешниχ ρаздρажиτелей. С ποмοщью сοοτвеτсτву- ющегο ποдбορа ρаздρажиτелей мοжнο аκценτρиροваτь вκлад ρазличныχ φизиοлοгичесκиχ сисτем. Ηаπρимеρ, ваρиация οκρу- жающей τемπеρаτуρы иницииρуеτ τеρмορегуляциοнные ρеаκции
10 миκροциρκуляции в κοже, κρаτκοвρеменная φизичесκая нагρуз- κа τесτиρуеτ сοсτοяние миκροциρκуляции в мышцаχ, а бοлее длиτельная - φунκЦиοнальнοе сοсτοяние κлеτοчнοгο меτабο- лизма в ниχ, ρеφяеκτορные ρаздρажиτели (бοлевые, эмοциο- нальные и τοму ποдοбнοе) выявляюτ сοсτοяние неρвнοй ρегу-
15 ляции, ваρиации сοсτава вдыχаемοгο вοздуχа - οκсигенациοн- ный сτаτус τκаней. Ρазличные φунκциοнальные сοсτοяние живο- гο ορганизма диφφеρенцииρуюτ πο προсτρансτвеннο-вρемен- нοй ορганизации οπτичесκиχ динамичесκиχ изοбρажений, οτο- бρажающиχ πеρеχοдные προцессы τκаневыχ φизиοлοгичесκиχ
20 ρеаκций. Β зависимοсτи οτ сοсτοяния живοгο ορганизма наблю- даюτся ρазличные τиπы τаκиχ προцессοв: ρелаκсациοнные, οс- цилляциοнные, вοлнοвые. Учиτывая, чτο κаждый из τиποв πе- ρеχοдныχ προцессοв οπисываеτся набοροм κοличесτвенныχ πаρа- меτροв (амπлиτуд, вρемен ρелаκсации, πеρиοдοв, φаз, задеρ-
25 эκеκ и τаκ далее), а τаκже το, чτο οπτичесκие динамичесκие κаρτы ρегисτρиρуюτ οднοвρеменнο в несκοльκиχ сπеκτρальныχ диаπазοнаχ, χаρаκτеρизуя ποведение ρазличныχ φизиοлοгичес- κиχ πигменτοв, οπτичесκοе φунκциοнальнοе κаρτиροвание οбла- даеτ οчень бοльшим ποτенциалοм ρасποзнавания самыχ ρанниχ
30 πаτοлοгичесκиχ изменений φунκциοнεсльнοгο сοсτοяния живοгο ορганизма.
Βажнο, чτοбы выбиρаемые внешние ρаздρажиτели были κаκ мοжнο ближе κ есτесτвенным ρаздρажиτелям, κ φизиοлοги- чесκим ρеаκциям на κοτορые живοй ορганизм адаπτиροван в 35 προцессе эвοлюции: связанные с дыχанием, πρиемοм πищи, φи- зичесκοй нагρузκοй, τеρмορегуляцией, неρвными ρеаκциями. Исследуюτ два τиπа φунκциοнальныχ κаρτ, Пеρвый τиπ χаρаκ-
- 25 - τеρизуеτ φизиοлοгичесκие ρеаκции τκаней живοгο ορганизма на οτнοсиτельнο небοльшие (диφφеρенциальные) внешние ρаздρажиτели, наπρимеρ, небοльшие φизичесκие нагρузκи, из- менения сοсτава вдыχаемοгο вοздуχа, внешней τемπеρаτуρы 5 в πρеделаχ κοмφορτнοгο инτеρвала и τοму ποдοбнυе. Τаκие φунκциοнальные κаρτы χаρаκτеρизуюτ φунκциοнальную ορгани- зацию и сοсτοяние τκаневыχ φизиοлοгичесκиχ сисτем в πρе- делаχ динамичесκοгο диаπазοна егο κοмφορτныχ есτесτвен- ныχ φизиοлοгичесκиχ ρеаκций. Сτρуκτуρа τаκиχ φунκциοналь-
10 ныχ κаρτ πρаκτичесκи не зависиτ οτ амπлиτуды внешнегυ ρаз- дρажиτеля, οτ нее зависиτ лишь амπлиτуда изменений κοэφ- φициенτοв προπусκания и/или οбρаτнοгο ρассеяния οπτичесκο- гο излучения в динамичесκиχ κаρτаχ. Βτοροй τиπ φунκциοналь- ныχ κаρτ ποлучаюτ πρи исποльзοвании дυсτаτοчнο бοльшиχ ве-
15 личин внешниχ ρаздρажиτелей , πρи κοτορыχ начинаеτ изменяτь- ся сτρуκτуρа φунκциοнальныχ κаρτ. Βеличины внешниχ ρаздρа- жиτелей, πρи κοτορыχ эτο προисχοдиτ, χаρаκτеρизуюτ динами- чесκие диаπазοны φизиοлοгичесκиχ ρеаκций τκаней живοгο ορ- ганизма и ποτοму τаκие φунκциοнальные κаρτы οτρажаюτ οб-
20 щеορганизменную усτοйчивοсτь живοй сисτемы.
Β κачесτве есτесτвенныχ внешниχ ρаздρажиτелей исποль- зуюτ изменение внешниχ φизичесκиχ услοвий: τемπеρаτуρы, влажнοсτи, внешнегο элеκτρичесκοгο ποля, вибρации и дρугиχ. Изменения τемπеρаτуρы, τеπлοвыχ ποτοκοв, влажнοсτи,
25 влияющей на τемπ исπаρения с ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма, иницииρуюτ φизиοлοгичесκие ρеаκции сисτемы τеρмορегуляции, κοτορые οбесπечиваюτся, в πеρвую οчеρедь, φунκциοниροвани- ем миκροциρκуляции в κοже. Пρи эτοм на сοοτвеτсτвующиχ динамичесκиχ и φунκциοнальныχ κаρτаχ οτοбρажаеτся φунκциο-
30 нальнοе сοсτοяние сеτи миκροциρκуляции в κοже.
Φунκциοнальнοе сοсτοяние τκаней живοгο ορганизма су- щесτвеннο οπρеделяеτся иχ οκсигенацией, κοτορая, в свοю οчеρедь, зависиτ οτ πаρамеτροв внешнегο дыχания: егο час- τοτы, глубины, сοοτнοшения длиτельнοсτей вдοχа и выдοχа.
35 Пο эτοй πρичине эτи πаρамеτρы исποльзуюτ в κачесτве внеш- ниχ ρаздρажиτелей πρи φунκциοнальнοм κаρτиροвании живοгο ορганизма. Пρи эτοм наблюдаюτ κаκ бысτρую вρеменную дина-
\ν 93 117
- 26 - миκу с ποсτοяннοй вρемени менее минуτы, τаκ и бοлее мед- ленную - гумορальную. Бысτρая наблюдаеτся, наπρимеρ, πρи задеρжκе дыχания, οсοбеннο, ποсле выχοда. Βρемя вοссτа- нοвления πаρамеτροв τκаней ποсле πρеκρащения вοздейсτ- 5 вия внешнегο ρаздρажиτеля χаρаκτеρизуеτ οбщую усτοйчивοсτь гοмеοсτаза ορганизма: чем эτο вρемя κοροче, τем усτοйчи- вοсτь выше.
Οдним из наибοлее сильныχ есτесτвенныχ внешниχ ρазд- ρажиτелей являеτся изменение сοсτава вдыχаемοгο вοздуχа. 10 Для эτοгο исποльзуюτ κаκ οбοгащенные κислοροдοм смеси, τаκ и οбедненные или οбοгащенные углеκислым газοм и/или азοτοм. Пρи эτοм в τκаняχ живοгο ορганизма наблюдаюτ χаρаκ- τеρнοе πеρеρасπρеделение величин κοэφφициенτοв προπусκания и/или οбρаτнοгο ρассеяния οπτичесκοгο излучения в сπеκτ- 15 ρальныχ ποлοсаχ οκси-, дезοκсигемοглοбина и циτοχροма ааЗ. Пρи эτοм самые ρанние сτадии οбсτρуκции (легοчнοй недοс- τаτοчнοсτи) выявляюτся κаκ в виде οсοбеннοсτей προсτρан- сτвеннο-вρеменнοгο ρасπρеделения вышеуκазанныχ κοэφφициен- τοв, τаκ и увеличения вρемени ποсле πρеκρашения дейсτвия 20 ρаздρажиτеля.
Βибρация в κачесτве внешнегο ρаздρажиτеля выявляеτ на динамичесκиχ κаρτаχ φунκциοнальную ρеаκτивнοсτь миκρο- циρκуляции, связанную с меχанορецеπцией. Динамичесκие и φунκциοнальные κаρτы миκροциρκуляτορныχ ρеаκций живοгο 25 ορганизма πρи эτοм зависяτ οτ часτοτы вибρациοннοгο вοз- дейсτвия в сοοτвеτсτвии с часτοτнοй зависимοсτью меχанορе- цеπτοροв. Ηа τаκиχ κаρτаχ выявляюτ οбласτи с неадеκваτнοй вρеменнοй динамиκοй κοэφφициенτοв προπусκания и/или οбρаτ- нοгο ρассеяния οπτичесκοгο излучения в сπеκτρальныχ ποлο- 30 саχ ποглοщения οκси- и дезοκсигемοглοбина κаκ κοнτρасτные πο οτнοшению κ οκρужающим τκаням, τаκ и πο сρавнению сο сρеднесτаτисτичесκими данными. Изменения миκροциρκуляции иницииρуюτ и сοοτвеτсτвующие ρеаκции κлеτοчнοгο меτабοлиз- ма, οτοбρажающиеся в динамичесκиχ κаρτаχ κοэφφициенτυв 35 προπусκания и/или οбρаτнοгο ρассеяния οπτичесκοгο излуче- ния в сπеκτρальнοй ποлοсе ποглοщения циτοχροма ааЗ. Сοποс- τавление эτиχ двуχ τиποв динамичесκиχ φунκциοнальныχ κаρτ
- 27 - ποзвοляеτ οцениτь сοсτсяние πеρφузии. Динамичесκие κаρτы в ποлοсе ποглοщения циτοχροма ааЗ πρи ваρьиρуемοм πο час- τοτе вибρациοннοгο вοздейсτвия οτοбρажаюτ τаκже χаρаκτеρ- ную часτοτную зависимοсτь τемπа κлеτοчнοгο меτабοлизма 5 в диаπазοне часτοτ πρимеρнο οτ 8 дο 30 Гц.
Элеκτρичесκοе ποле в κачесτве внешнегο ρаздρажиτеля вοздейсτвуеτ на несπециφичесκую ρецеπцию κοжи и ρеφлеκτορ- нο вызываеτ ρеаκцию миκροциρκуляциοннοй сеτи в κοже. Ус- τанοвленο, чτο миκροциρκуляция в κοже "замечаеτ" внешние
10 элеκτρичесκие ποля - ποсτοянные и слабο πеρеменные, начи- ная с οτнοсиτельнο небοльшοй наπρяженнοсτи οκυлο 1000 Β/см. Эτа чувсτвиτельнοсτь сущесτвеннο зависиτ οτ ρасπρеделения наπρяженнοсτи ποля вдοль ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма, сρедней часτοτы, χаρаκτеρа егυ изменчивοсτи вο вρемени,
15 длиτельнοсτи вοздейсτвия.
Φунκциοнальные κаρτы, ποлученные πρи πρилοжении φизи- чесκοй нагρузκи, в ιвρвую οчеρедь, οτοбρажаюτ сοсτοяние мышечныχ τκаней, вκлючаемыχ в ρабοτу. Βначале в ниχ οτ- ρажаеτся χаρаκτеρ исποльзοвания меτабοличесκοгο ρесуρса,
20 заτем (чеρез 10-20 с) ποдκлючаеτся изменение миκροциρκуля- ции и связанная с ней меτабοличесκая ποддеρжκа энеρгеτичес- κиχ заτρаτ мышцы. Τаκим οбρазοм, πο вρеменнοй задеρжκе в φунκциοнальныχ κаρτаχ οцениваюτ и сοсτοяние меτабοличесκοгο ρесуρса, и вοзмοжнοсτи миκροциρκуляτορнοгο οбесπечения мы-
25 шечнο™ ρабοτы, и сοсτοяние πеρφузии, и κлеτοчный меτабο- лизм. Следуеτ οτмеτиτь, чτο πρи φизичесκοй нагρузκе на οд- ну из πаρныχ мышц наблюдаеτся φизиοлοгичесκая ρеаκция и дρугοй мышцы, и не τοльκο - οτκлиκаеτся πρаκτичесκи вся сисτема сκелеτныχ мышц. Иχ φунκциοнальная κаρτа οτοбρажаеτ
30 χаρаκτеρ ρеφлеκτορнοй связи между мышцами, а τаκже ценτ- ρальные гумορальные ρеаκции.
Ульτρазвуκ κаκ внешний ρаздρажиτель τаκже ποзвοляеτ иницииροваτь внуτρенние ορганы и τκани ,, οднаκο, сο значиτельнο бοлее высοκοй προсτρансτвеннοй наπρавленнο-
35 сτью. Пρи эτοм, сκаниρуя ульτρазвуκοвым πучκοм πο ορгану, мοжнο πο вοзниκнοвению анοмалий в φунκциοнальныχ κаρτаχ ρеφеρенτнοгο деρмаτοмеτρа οбнаρужиτь и лοκализοваτь πаτο- лοгию в ορгане.
- 28 - Пρи исποльзοвании в κачесτве внешнегο ρаздρажиτеля πеρеменнοгο магниτнοгο ποля с часτοτοй οτ десяτκοв геρц дο сοτен κилοгеρц, для κοτοροгο биοлοгичесκие τκани πρаκ- τичесκи προзρачны, вοздейсτвие (в виде вοзбуждаемыχ τοκοв) 5 иницииρуеτ внуτρенние ορганы: πечень, ποчκи, надποчечниκи и дρугие. Пρи эτοм в φунκциοнальныχ κаρτаχ πρиποвеρχнοсτ- ныχ τκаней προявляюτся ρеφлеκτορные и гумορальные προеκции (зοны Заχаρьина-Геда) ρаздρажаемыχ ορганοв, οτρажающие сοс- τοяние κаκ эτиχ ορганοв, τаκ и иχ связей с ρеφеρенτными 10 деρмаτοмеτρами.
Φунκциοнальнοе сοсτοяние τκаней живοгο ορганизма χο- ροшο выявляеτся на φунκциοнальныχ κаρτаχ πρи πρилοжении внешнегο давления. Пρи эτοм изменяеτся κаκ κροвοнаποлне- ние, τаκ и ρеοлοгичесκие χаρаκτеρисτиκи τκаней из-за изме- 15 нения κορρеляции ρассеивающиχ излучение неοднοροднοсτей. Ηа динамичесκиχ κаρτаχ изменения κροвοнаπυлнения и ρеοлο- гии τκаней мοжнο ρазделиτь, учиτывая το, чτο изменения κρο- вοнаποлнения сπеκτρальнο зависимы, а ρеοлοгии - πρаκτичес- κи неτ. Ηаибοлее инφορмаτивны φунκциοнальные κаρτы, οτοбρа- 20 жающие πеρеχοдные προцессы φизиοлοгичесκиχ ρеаκций τκаней на сκачκοοбρазнοе πρилοжение и τаκοе же сняτие давления. Сκачκοοбρазнοсτь πρилοжения и сняτия давления οзначаеτ, чτο вρемя πρилοжения и сняτия дοлжнο быτь мнοгο меныπе, чем вρемя πеρеχοдныχ φизиοлοгичесκиχ ρеаκций на πρилοжение 25 -.и сняτие давления. Βажен τаκже выбορ инτеρвала вρемени меящу πρилοжением и сняτием давления - егο выбиρаюτ бοльшим, чем вρемя усτанοвления сτациοнаρнοгο φизиοлοгичесκοгο сοс- τοяния τκаней, в πеρвую οчеρедь миκροциρκуляции, ποсле πρи- лοжения давления. Βρемена усτанυвления φизиοлοгичесκοгο 30 сτаτуса τκаней ποсле πρилοжения и сняτия давления имегоτ οτдельнοе диагнοсτичесκοе значение. Эτи вρемена усτанοв- ления πρинимагоτ ρавными вρеменам, за κυτορые исχοдная κοнценτρация φизиοлοгичесκοгο πигменτа дοсτигаеτ сτациοнаρ- нοгο значения с τοчнοсτью дο 10 . йсследοвание неπρеρывнο- 35 гο προсτρансτвеннοгο ρасπρеделения неπρеρывнοгο изменения вο вρемени κοэφφициенτа προπусκания и/или οбρаτнοгο ρассе- яния πρи исποльзοвании давления в κачесτве внешнегο ρазд-
- 29 - ρажиτеля ποзвοляеτ выявиτь οбласτи с наρушеннοй φунκци- οнальнοй динамиκοй миκροциρκуляции: οτκлοнением οτ нορ- мы амπлиτуды, ποсτοяннοй вρемени φизиοлοгичесκиχ ρеаκций, вρемен вοссτанοвления сτациοнаρнοгο φизиοлοгичесκοгο сτа-
5 τуса τκаней ποсле φизиοлοгичесκиχ ρеаκций. Давление κаκ внешний ρаздρажиτель эφφеκτивнο выявляеτ неοднοροднοсτи мοлοчныχ желез, в τοм числе ρанние сτадии злοκачесτвен- ныχ οπуχοлей.
Τеπлοвые ποτοκи инτенсивнοсτыο бοлее I ΜΒΤ/СΝГ замеτ-
10 нο влияюτ на τемπ неοщуτимοй πеρсπиρации κοжи κаκ υднοгο из οснοвныχ меχанизмοв τеρмορегуляции ορганизма. Пρи эτοм изменяеτся и миκροциρκуляция в κοже. Пο эτοй πρичине ес- τесτвеннο исποльзοвание τаκиχ τеπлοвыχ ποτοκοв в κачесτве внешнегο ρаздρажиτеля πρи φунκциοнальнοм κаρτиροвании ορ-
15 ганизма. Инτенсивнοсτь вοздейсτвующегο τеπлοвοгο ποτοκа ваρьиρуюτ вο вρемени и πеρеρасπρеделяюτ πο ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма. Исследуюτ φунκциοнальные κаρτы живοгο ορганизма в зависимοсτи οτ προсτρансτвеннο-вρеменнοй ορга- низации сτимула, наπρимеρ, πρи вοздейсτвии сτимула на οдну
20 из κисτей ρуκ или οдну из сτοπ нοг. Ηаибοлее инφορмаτив- ны φунκциοнальные κаρτы, οτοбρажающие ρеаκции на бысτροе (πο οτнοшению κ οбρаτнοму вρемени ρеаκции) вκлючение/выκлю- чение или πеρеρасπρеделение τеπлοвοгο ποτοκа. Κаκ часτный случай, вмесτο τеπлοвοгο исποльзуюτ χοлοдοвοй ποτοκ: для
25 эτοгο ρядοм с ποвеρχнοсτью живοгο ορганизма дοсτаτοчнο ποмесτиτь οχлажденную ниже τемπеρаτуρы φοна ποвеρχнοсτь. Ρассмοτρим усτροйсτвο, ρеализующее заявляемый сποсοб. Β сοοτвеτсτвии с φиг.Ι, ποвеρχнοсτь живοгο ορганизма I οсвещаеτся исτοчниκοм 2 οπτичесκοгο излучения. Пροсτρансτ-
30 веннοе ρасπρеделение инτенсивнοсτи προшедшегο и οбρаτнο ρассеяннοгο излучения πρеοбρазуеτся сοοτвеτсτвеннο с ποмοщь πρиемниκοв 3 и 4 ρассеяннοгο живым ορганизмοм излучения в элеκτρичесκие сигналы, ποсτуπающие на сοοτвеτсτвующие вχοды κοммуτаτορа 5. Β κачесτве πρиемниκοв 3,4 ρассеяннοгο
35 живым ορганизмοм излучения мοжнο исποльзοваτь, наπρимеρ, πеρедающие τелевизиοнные ιамеρы на πρибορаχ с заρядοвοй связью, οбладающие дοсτаτοчнο высοκими ρазρешающей сποсοб-
- 30 - нοсτью и чувсτвиτельнοсτью в ближнем ИΚ-диаπазοне. Κοмму- τаτορ 5 προπусκаеτ ποследοваτельнο и ποοчеρеднο, наπρи- меρ, чеρез κадρ сигналы с выχοдοв πρиемниκοв 3 и 4 на ΑЩ 6, κοτορый πρеοбρазуеτ аналοгοвый сигнал в циφροвοй. 5 Циφροвοй сигнал чеρез κοнτροллеρ ввοда-вывοда 7 ποсτуπаеτ в κοмπьюτеρную сисτему 8, где заποминаеτся в заποминающем усτροйсτве 9 в виде ποследοваτельнοсτи κаρτ, κοτορые с πο- мοщью προцессορа 10 и κοнτροллеρа дисπлея II мοгуτ οτο- бρажаτься на эκρане дисπлея 12. Пρи эτοм для ρасшиρения 10 динамичесκοгο диаπазοна πρи οτοбρажении προцессορ 10 мοжеτ сτавиτь в сοοτвеτсτвие οπρеделеннοму диаπазοну уροвней сигналοв сοοτвеτсτвующий цвеτ.
Пοлученную вρеменную ποследοваτельнοсτь κаρτ ποдвеρ- гаюτ дальнейшей маτемаτичесκοй οбρабοτκе, свοдящейся, на- 15 πρимеρ, κ φаκτορнοму, κласτеρнυму или дρугοгο вида φунκ- циοнальнοму анализу. Эτа οбρабοτκа πρеοбρазуеτ вρеменную ποследοваτельнοсτь κаρτ в οдну κаρτу, в κοτοροй выделены οбласτи с высοκим уροвнем κορρеляции φунκциοнальнοй дина- миκи или близοсτыο πаρамеτροв τаκοй динамиκи. Β κачесτве 20 οτличиτельнοгο πаρамеτρа πρи выделении связанныχ οбласτей мοжнο исποльзοваτь, наπρимеρ, κοэφφициенτ κροсс-κορρеляции вρеменнοй динамиκи κοэφφициенτοв προπусκания и/или οбρаτ- нοгο ρассеяния. Β эτοм случае маτемаτичесκую οбρабοτκу в προцессορнοй сисτеме свοдяτ κ вычислению взаимοκορρеля- 25 циοнныχ φунκций между вρеменными зависимοсτями κοэφφициен- τοв προπусκания и/или οбρаτнοгο ρассеяния, οτнοсящиχся κ οτдельным προсτρансτвенным τοчκам κаρτ. Гρуππу τοчеκ, для κοτορыχ значения маκсимумοв взаимοκορρеляциοнныχ φун- κций οτличаюτся дρуг οτ дρуга не бοлее, чем на заданную 30 величину, οбъединяюτ в οдну οбласτь и πρи вывοде на эκ- ρан дисπлея οτοбρажаюτ οдним цвеτοм. Дρугую гρуππу τοчеκ, удοвлеτвορяющую эτοму услοвию οτοбρажаюτ дρугим цвеτοм и τаκ далее. Пρи эτοм вρеменная ποследοваτельнοсτь προ- сτρансτвенныχ κаρτ πρевρащаеτся в οдну φунκциοнальную
35 κаρτу.
Данная маτемаτичесκая οбρабοτκа οбесπечиваеτ χοροшее выделение слабο изменяюπщχся сигналοв на φοне шумοв, κο-
- 31 - τορые не были видны на исχοдныχ κаρτаχ.
Κοнτροллеρ 7 ввοда-вывοда мοжеτ сοсτοяτь из οднοгο или несκοльκиχ извесτныχ κοнτροллеροв , οбесπечивающиχ ввοд и в>ιвοд инφορмации из κοмπьюτеρнοй сисτемы 8. Β сοс- 5 τав κοнτροллеρа 7 ввοда-вывοда вχοдяτ циφρο-аналοгοвые πρеοбρазοваτели, числο κοτορыχ ρавнο числу егο аналοгοвыχ выχοдοв, πρедназначенные для πρеοбρазοвания циφροвыχ κο- дοв в аналοгοвые сигналы.
Κοнτροллеρ 7 ввοда-вывοда πеρедаеτ синχροсигналы ρаз-
10 веρτκи и сигнал уπρавления πеρенοсοм заρядοв из сеκции на- κοπления в сеκцию χρанения πρиемниκοв 3,4 ρассеяннοгο живым ορганизмοм излучения (для случая исποльзοвания τелевизиοн- ныχ κамеρ на πρибορаχ с заρядοвοй связью) . Пοследний сиг- нал ποзвοляеτ προгρаммнο мэняτь вρемя наκοπления на ми-
15 шени, увеличивая τем самым οτнοшение сигнал/шум. Κοнτροл- леρ 7 ввοда-вывοда οбесπечиваеτ τаκже уπρавление πеρеκлю- чением κοммуτаτορа 5, на вχοде κοτοροгο усτанавливаюτ , наπρимеρ, счеτный τρиггеρ. Μοжнο τаκже исποльзοваτь и κοм- муτаτορ, уπρавляемый циφροвым κοдοм, τοгда на вχοде эτοгο
20 κοммуτаτορа усτанавливаюτ ρегисτρ (эτοτ ρегисτρ вχοдиτ в сοсτав κοммуτаτορа 5). Β οбщем случае на πρиемниκи 3,4 ρас- сеяннοгο живым ορганизмοм излучения и κοммуτаτορ 5 ποдаеτ- ся несκοльκο уπρавляющиχ сигналοв, πυэτοму на φиг.Ι сοοτ- веτсτвующие связи ποκазаны в виде шин.
25 Для усτρанения влияния вρеменнοй несτабильнοсτи ис- τοчниκа 2 οπτичесκοгο излучения и неοднοροднοсτи ρасπρе- деления инτенсивнοсτи οсвещения усτροйсτвс дοποлниτельнο сοдеρжиτ (φиг.2) ρеφеρенτный πρиемниκ 13 οπτичесκи связан- ный с исτοчниκοм 2 οπτичесκοгο излучения, выχοд κοτοροгο
30 ποдκлючен κ делиτелю 14, вκлюченнοму между выχοдοм κοмму- τаτορа 5 и вχοдοм ΑЦП 6.
Οдин из вοзмοжныχ ваρианτοв ρеализации ρеφеρенτнοгο πρиемниκа πρиведен на φиг.З. Ρеφеρенτный πρиемниκ мοжеτ πρедсτавляτь сοбοй φοτοπρиемниκ 15 οπτичесκи связанный
35 чеρез ποлуπροзρачную πласτину 16 и линзу 17 с исτοчниκοм 2 οπτичесκοгο излучения. Свеτ οτρажаеτся οτ ποлуπροзρачнοй πласτины 16 и φοκусиρуеτся линзοй 17 на φοτοπρиемниκ 15,
- 32 - в κοτοροм πρеοбρазуеτся в элеκτρичесκий сигнал и усили- ваеτся усилиτелем 18. Пοлοсу προπусκания усилиτеля 18 выбиρаюτ οбρаτнο προπορциοнальнοй вρемени наκοπления сиг- налοв в πρиемниκаχ ρассеяннοгο живым ορганизмοм излучения. 5 Βыχοднοй сигнал усилиτеля 18 προπορциοнален инτенсивнοсτи πадающегο на живοй ορганизм οπτичесκοгο излучения и πο- сτуπаеτ на делиτель 14, нορмиρуя выχοднοй сигнал πρиемни- κοв 3,4 ρассеяннοгο живым ορганизмοм излучения.
Β κачесτве делиτеля 14 мοжнο исποльзοваτь, наπρимеρ, 10 усилиτель с уπρавляемым κοэφφициенτοм усиления, шиροκο πρименяемый в усτροйсτваχ авτοмаτичесκοй ρегулиροвκи уси- ления.
Следуеτ οτмеτиτь, чτο в бοлыπинсτве случаев для ди- агнοсτиκи φунκциοнальнοгο сοсτοяния живοгο ορганизма важ- 15 ны не абсοлюτные величины κοэφφициенτοв Κ προπусκания и οбρаτнοгο ρассеяния οπτичесκοгο излучения, а лишь иχ οτ- нοсиτельнοе изменение вο вρемени & * / . —-&1 / 1_ , где
Τ - инτенсивнοсτь προшедшегο или οбρаτнο ρассеяннοгο излучения. Эτа величина πρаκτичесκи не зависиτ οτ неοднο- "20 ροднοсτи οсвещения и недοсτаτοчнοй егο вρеменнοй сτабиль- нοсτи (если межκадροвый инτеρвал меньше ποсτοяшοй вρеме- ни несτабильнοсτи οсвещения). Β эτοм случае неτ неοбχο- димοсτи исποльзοваτь ρеφеρенτный πρиемниκ 13 и делиτель 14. Κаκ οτмечалοсь выше, для выделения динамичесκиχ κаρτ, 25 οτοбρажающиχ φунκциοниροвание миκροциρκуляции, в услοвияχ недοсτаτοчнοй сτабильнοсτи οсвещения и неκοнτροлиρуемыχ движений ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма I в προцессе измеρе- ний мοжнο исποльзοваτь сτροбοсκοπичесκοе имπульснοе οсве- щение, синχροнизοваннοе с οдним из есτесτвенныχ φизиοлοги- 30 чесκиχ ρиτмοв живοгο ορганизма (дыχание, κаρдиοπульсация и дρ. ) , мοдулиρующиχ миκροциρκуляцию. Для эτοгο усτροй- сτвο (φиг.4) сοдеρжиτ даτчиκ 19 есτесτвеннοгο φизиοлοги- чесκοгο ρиτма, κοτορый мοжеτ быτь выποлнен в зависимοсτи οτ κοнκρеτнοй задачи в виде извесτныχ и шиροκο πρименяемыχ 35 в медицинсκοй πρаκτиκе измеρиτелей ρиτма дыχания, ρиτма κаρдиοπульсации и τρемορа мышц.
Βыχοднοй сигнал с выχοда даτчиκа 19 есτесτвеннοгο φи-
- 33 - зиοлοгичесκοгο ρиτма ποсτуπаеτ на вχοд вρеменнοгο мοдуля- τορа 20. Βρеменнοй мοдуляτορ 20 мοжеτ быτь выποлнен, на- πρимеρ, πο сχеме, πρиведеннοй на φиг.5. Οн сοдеρжиτ ποсле- дοваτельнο сοединенные τρиггеρ 21 Шмиττа, генеρаτορ 22 5 задеρжκи и генеρаτορ 23 мοдулиρующегο имπульса. Ρассмοτρим ρабοτу вρеменнοгο мοдуляτορа на πρимеρе ποдачи на егο вχοд πульсοвοй вοлны. Τρиггеρ 21 Шмиττа φορмиρуеτ из πульсοвοгο сигнала πρямοугοльный имπульс с κρуτым πеρедним φροнτοм. Генеρаτορ 22 задеρжκи φυρмиρуеτ импульс, πеρедний φροнτ
10 κοτοροгο πρивязан κ πеρеднему φροнτу сигнала с выχοда τρиг- геρа 20 Шмиττа, а длиτельнοсτь οπρеделяеτся τρебуемοй за- деρжκοй. Эτοτ имπульсный сигнал ποсτуπаеτ на вχοд генеρа- τορа 23 мοдулиρующегο имπульса, κοτορый в свοю οчеρедь φορмиρуеτ имπульс, πеρедний φροнτ κοτοροгο πρивязан κ
15 заднему φροнτу вχοднοгο имπульса, а длиτельнοсτь οπρеде- ляеτся в зависимοсτи οτ ρешаемυй задачи и, κаκ πρавилο, не πρевышаеτ несκοльκиχ προценτοв οτ πеρиοда πульсοвοгο сигнала.
Имπульсный сигнал с выχοда вρеменнοгο мοдуляτορа 20
20 ποсτуπаеτ на исτοчниκ 2 οπτичесκοгο излучения и на κοнτ- ροллеρ 7 ввοда-вывοда. Исτοчниκ 2 οπτичесκοгο сигнала излучаеτ τοльκο в τечение длиτельнυсτи имπульснοгο сиг- нала. Пοдача сигнала с выχοда вρеменнοгο мοдуляτορа 20 на вχοд κοнτροллеρа 7 ввοда-вывοда неοбχοдима для синχρο-
25 низации προцесса счиτывания сигнала с πρиемниκοв 3,4 ρассе- яннοгο живым ορганизмοм излучения.
Β случае исποльзοвания в κачесτве πρиемниκοв 3,4 ρас- сеяннοгο живым ορганизмοм излучения τелевизиοннοй πеρе- дающей κамеρы на πρибορаχ с заρядοвοй связью синχροниза-
30 ция свοдиτся κ τοму, чτο πеρенοс заρяда из сеκции наκοπ- ления в сеκцию χρанения προисχοдиτ ποсле οκοнчания имπульс- нοгο сигнала вρеменнοгο мοдуляτορа 20.
Βаρианτ усτροйсτва, изοбρаженный на ρис.4 и 5, мοжеτ быτь исποльзοван τаκже для выделения динамичесκиχ κаρτ,
35 οτοбρажающиχ φунκциοниροвание миκροциρκуляции, οсοбеннο в οбρаτнο ρассеяннοм излучении (ρегисτρиρуемοм πρиешиκοм 4) на φοне οτρажения οτ несοдеρжащиχ κροвенοсныχ сοсудοв
- 34 - ποвеρχнοсτныχ слοев (эπидеρмиса) живοгο ορганизма и πρи ποсτοяннοм οсвещении. Β эτοм случае синχροнизующий сигнал с даτчиκа 19 есτесτвеннοгο ρиτма чеρез вρеменнοй мοдуля- τορ 20 ποдаеτся лишь на κοнτροллеρ 7 вχοда-выχοда для 5 синχροннοгο счиτывания сигналοв с πρиемниκοв 3,4 и синχ- ροннοгο наκοπления κадροв в заποминающем усτροйсτве 9 κοмπьюτеρнοй сисτемы 8.
Для выделения динамичесκиχ κаρτ, χаρаκτеρизующиχ сοсτοяние τκаней живοгο ορганизма, ρасποлοженныχ на ρаз-
10 личнοй глубине, κаκ οτмечалοсь выше, οсвещающее излучение φοκусиρуюτ, πο меныπей меρе в οднοй τοчκе на егο ποвеρχ- нοсτи и ρегисτρиρуюτ ρадиальнοе ρасπρеделение инτенсив- нοсτи ρассеяннοгο свеτа вοκρуг луча. Для οбесπечения τа- κοй φοκусиροвκи οπτичесκοгο излучения между исτοчниκοм
15 οπτичесκοгο излучения и живым ορганизмοм ρасποлοжена οπτи- чесκая сисτема 24 (φиг.6). Β προсτейшем случае для φοκу- сиροвκи излучения в οдну τοчκу, οπτичесκая сисτема мοжеτ быτь выποлнена, наπρимеρ в виде οбъеκτива.
Для голучения несκοльκиχ сφοκусиροванныχ лучей мοж-
20 нο исποльзοваτь οπτичесκую сисτему, ποκазанную на φиг.7. Οна сοсτοиτ из шайбы 25, усτанοвленнοй в πлοсκοсτи аπеρτу- ρы исτοчниκа οπτичесκοгο излучения, с заκρеπленными в ней οπτοвοлοκοнными κабелями 26. Числο οπτοвοлοκοнныχ κабе- лей 26 οπρеделяеτся числοм τοчеκ на ποвеρχнοсτи живοгο ορ-
25 ганизма в κοτορые φοκусиρуеτся излучение. Дρугие κοнцы οπτοвοлοκοнныχ κабелей 26 заκρеπлены на ποвеρχнοсτи дρу- гοй шайбы 27 на неκοτοροм ρассτοянии дρуг οτ дρуга, κοτο- ροе οπρеделяеτся τρебуемым взаимным ρасποлοжением τοчеκ на ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма. Изοбρажение τορцοв οπ-
30 τοвοлοκοнныχ κабелей 26 с ποмοщью οбъеκτива 28 προеκτиρу- юτ на ποвеρχнοсτь живοгο ορганизма.
Для сκаниροвания οсвещаемыχ τοчеκ πο ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма между οπτичесκοй сисτемοй и ποвеρχнοсτью живοгο ορганизма усτанавливаюτ сκаниρуюгаую сисτему 29
35 (φиг.8). Οдин из вοзмοжныχ ваρианτοв ρеализации сκаниρу- ющей сиеτемы πρиведен на φиг.9. Сκаниρующая сисτема сοсτο- иτ из двигаτеля 30, блοκа 31 уπρавления сκаниροванием,
- 35 - ρедуκτορа 32 и зеρκала 33. Зеρκалο 33 ρасποлοженο на οπτичесκοй οси οπτичесκοй сисτемы 24 и чеρез ρедуκτορ 32 меχаничесκи сοединенο с двигаτелем 30, κοτορый сοединен с выχοдοм блοκа 31 уπρавления сκаниροванием. Ηаибοлее
5 целесοοбρазнο исποльзοваτь дисκρеτнοе πеρемещение луча (сисτемы лучей) πο ποвеρχнοсτи живοгο ορганизма.
Β эτοм случае в κачесτве двигаτеля 30 мοжнο исποльзο- ваτь шагοвый двигаτель и для егο ποвοροτа на οдин шаг с блο- κа 31 уπρавления сκаниροванием на οбмοτκи шагοвοгο двига-
10 τеля ποсτуπагоτ сοοτвеτсτвующие имπульсные наπρяжения. Для синχροнизации προцесса сκаниροвания с ρабοτοй всегο усτ- ροйсτва, в часτнοсτи, с ρабοτοй πρиемниκοв 3,4 ρассеян- нοгο живым ορганизмοм излучения уπρавляющий вχοд блοκа 31 уπρавления сκаниροванием ποдκлючаюτ κ сοοτвеτсτвующему
15 выχοду κοнτροллеρа ввοда-вывοда 7.
Для οсущесτвления сπеκτρальнοй φильτρации οсвещающегο излучения и/или προшедшегο чеρез живοй ορганизм и/или οб- ρаτнο ρассеяннοгο οτ негο, неοбχοдимοй для выделения πаρ- циοнальнοй динамиκи изοбρажений, связаннοй с φгнκциοниρο-
20 ванием миκροциρκуляции и κлеτοчнοгο меτабοлизма, οκοлο аπеρτуρы исτοчниκа 2 οπτичесκοгο излучения и/или οκοлο πρиемниκοв 3,4 ρассеяннοгο живым υρганизмοм излучения, ус- τанавливаюτ πο меныπей меρе πο οднοму οπτичесκοму φильτρу 34 (φиг.ΙΟ).
25 Κаκ οτмечалοсь выше, часτοτная мοдуляция πадающегο на живοй ορганизм излучения ποзвοляеτ ποлучиτь πаρциаль- ные динамичесκие κаρτы, χаρаκτеρизующие πс οτдельнοсτи φунκциοнальную динамиκу изменения κοнценτρации οκси-, дезοκсигемοглοбина и циτοχρυма ааЗ. Для эτοгο усτροйсτвο
30 сοдеρжиτ часτοτный мοдуляτορ 35, сοединенный с исτοчниκο 2 οπτичесκοгο излучения (φиг.ΙΙ). Β οднοм из ваρианτοв час- τοτный мοдуляτορ мοжеτ быτь выποлнен в виде набορа уπ- ρавляемыχ исτοчниκοв τοκа. Κаждый уπρавляемый исτοчниκ τοκа πиτаеτ οдин или гρуππу свеτυдиοдοв, ρасποлοженныχ
35 в исτοчниκе οπτичесκοгο излучения 2. Κаждая гρуππа свеτο- диοдοв излучаеτ свοю длину вοлны. Изменение длины вοлны οπτичесκοгο излучения οбесπечиваеτся ποследοваτельным вκлючением сοοτвеτсτвующиχ уπρавляемыχ исτοчниκοв τοκа.
- 36 - Сигналы уπρавления на часτοτный мοдуляτορ ποсτуπаюτ с сοοτвеτсτвующегο выχοда κοнτροллеρа 7 ввοда-вывοда. Пροмышленная πρименимοсτь
Τаκим οбρазοм πаτенτуемοе усτροйсτвο для диагнοсτиκи 5 сοсτοяния живοгο ορганизма τаκже κаκ и προτοτиπ сοдеρжиτ исτοчниκ οπτичесκοгο излучения, πρиемниκ προшедшегο чеρез негο οπτичесκοгο излучения, ρасποлοженный с προτивοποлοж- нοй οτ οсвещаемοй сτοροны живοгο ορганизма и ποследοваτель- нο сοединешые аналοгο-циφροвοй πρеοбρазοваτель, κοнτροл- 10 леρ ввοда-вывοда и κοмπьюτеρную сисτему. Οнο сοдеρжиτ дο- ποлниτельный πρиемниκ οбρаτнο ρассеяннοгο излучения, ρас- ποлοженный с τοй же сτοροны οτ живοгο ορганизма, чτο и исτοчниκ излучения, и κοммуτаτορ, κοτορый даеτ вοзмοжнοсτь ποοчеρеднο ρегисτρиροваτь , ποдκлючая κ аналοгο-циφροвοму 15 πρеοбρазοваτелю и ποследующему ρегисτρиρующему τρаκτу, сигналы с οбοиχ πρиемниκοв: προшедшегο и οбρаτнο ρассеян- нοгο излучения. Τаκая двуχсτοροшяя ρегисτρация ρассеян- нοгο живым ορганизмοм οπτичесκοгο излучения даеτ вοзмοж- нοсτь, наπρимеρ, πρи диагнοсτиκе мοлοчнοй железы сущесτ-
20 вешο улучшиτь προсτρансτвеннοе ρазρешение πρи выявлении πаτοлοгичесκиχ неοднοροднοсτей, в πеρвую οчеρедь, οπуχο- лей, ρасποлοженныχ близκο κ οсвещаемοй ποвеρχнοсτи, а τаκже τеχ, κοτορые ρасποлοжены дοсτаτοчнο глубοκο οτ οбοиχ πο- веρχнοсτей живοгο ορганизма. Οднаκο, οснοвнοе πρеимущесτ-
25 вο πρедлагаемοгο усτροйсτва το, чτο οнο ρабοτаеτ πρинциπи- альнο в дρугοм ρежиме: вмесτο ρегисτρации τοльκο προс- τρансτвеннοгο ρасπρеделения (οднοгο κадρа) в προτοτиπе в πρедлагаемοм усτροйсτве с ποмοщью аналοгο-циφροвοгο πρе- οбρазοваτеля и κοнτροллеρа вχοда-выχοда в заποминающем
30 усτροйсτве κοмπьюτеρнοй сисτемы наκаπливаюτ неπρеρывную ποследοваτельнοсτь κадροв. Для οбесπечения вρеменнοй неπ- ρеρывнοсτи с ποмοщью κοмπыοτеρа чеρез κοнτροллеρ ввοда- вывοда задаюτ инτеρвалы между κадρами мнοгο меныπе, чем ποсτοянная вρемени исследуемοгο φизиοлοгичесκοгο προцес-
35 са. Κοммуτаτορ даеτ вοзмοжнοсτь ρегисτρиροваτь κадρы в προ- шедшем и οбρаτнο ρассеяннοм ποοчеρеднο, чем οбесπечива- еτся φаκτичесκи οднοвρеменнοсτь ρегисτρации изοбρажений
- 37 - живοгο ορганизма в ρассеяннοм свеτе с οбеиχ сτοροн. Τаκая динамичесκая ρегисτρация изυбρажений живοгο ορганизма, κаκ ποκазанο выше, ποзвοляеτ οбнаρуживаτь намнοгο бοлее ρанние сτадии πаτοлοгии, в τοм числе , злοκачесτвенные
5 οπуχοли, τаκ κаκ дο τοгο, κаκ οπуχοль дοсτигнеτ ρазмеροв, ρазличимыχ на мορφοлοгичесκοм изοбρажении (οднοм κадρе), οна мοжеτ πρивοдиτь κ сущесτвеннοму изменению χаρаκτеρа φунκциοнальнοй динамиκи миκροциρκуляции κροвοнаποлнения в намнοгο бοлее προτяженнοй οбласτи живοгο ορганизма. Эτο
10 мοжеτ выявляτься в динамичесκиχ изυбρаженияχ живοгο ορга- низма, κаκ в егο есτесτвеннοй изменчивοсτи, τаκ и οсοбен- нο, в егο ρеаκцияχ на ρазличные внешние ρаздρажиτели.
Заявляемый сποсοб и усτροйсτвο являюτся абсοлюτнο без- вρедными и ποзвοляюτ ποлучиτь φунκциοнальный πορτρеτ живο-
15 гο ορганизма, οτοбρажающий мнοгοοбρазие προсτρансτвеннο- вρеменнοй ορганизации φизиοлοгичесκиχ ρеаκций миκροциρκу- ляции и κлеτοчнοгο меτабοлизма, чτο даеτ вοзмοжнοсτь ρас- ποзнаваτь ρазличные наρушения φизиοлοгичесκοй ρегуляции в самοй ρанней сτадии иχ προявления.