У літературі описується декілька методів тепловізіонних досліджень. Виділяють два основні види термографії:

1.Контактна холестерічеськая термографія.

2.Телетермография.

Телетермография заснована на перетворенні інфрачервоного випромінювання тіла людини в електричний сигнал, який візуалізується на екрані тепловізора.

Контактна холестерічеськая термографія спирається на оптичні властивості холестерічеськіх рідких кристалів, які виявляються зміною забарвлення у веселкові кольори при нанесенні їх на термоїзлучающие поверхні. Найхолоднішим ділянкам відповідає червоний колір, найбільш горячим—синій. Нанесені на шкіру композиції рідких кристалів, володіючи термочувствітельностью в межах 0.001 З, реагують на тепловий потік шляхом перебудови молекулярної структури. Падаюче на кристали розсіяне денне світло розділяється на дві компоненти, у однієї з яких електричний вектор повертається за годинниковою стрілкою, а другой—протів.

Після розгляду різних методів тепловіденія встає питання про способи інтерпретації термографічеського зображення. Існують візуальний і кількісний способи оцінки тепловізіонной 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 уявної температури в термографі опиняється залежним від швидкості розгортки і величини поля. Утруднення для клінічної оцінки результатів термографії полягають у тому, що підйом температури на невеликій за площею ділянці виявляється малопомітним. В результаті невеликий за розмірами патологічний осередок може не виявлятися.

Радіометричний підхід вельми перспективний. Він припускає використовування 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.

ТЕПЛОВІЗІОННАЯ ТЕХНІКА І ПЕРСПЕКТИВИ ЇЇ ВДОСКОНАЛЕННЯ

Успіхи медичної науки багато в чому залежать від якості використовуваної медичної апаратури. Тепловізори, вживані зараз в тепловізіонной діагностиці, є скануючими пристроями, що складаються з систем дзеркал, що фокусують інфрачервоне випромінювання від поверхні тіла на чутливий приймач. Такий приймач вимагає охолоджування, яке забезпечує високу чутливість. У приладі теплове випромінювання послідовно перетвориться в електричний сигнал, що посилюється і реєструється як півтонове зображення.

В даний час застосовуються тепловізори з оптико-механічним скануванням, в яких за рахунок просторової розгортки зображення здійснюється послідовне перетворення інфрачервоного випромінювання у видиме.

У термовізіонной апаратурі видиме зображення висвічується на екрані ЕЛТ поелементно, тобто кадр зображення формується, як в телебаченні, шляхом переміщення променя по горизонталі і вертикалі. Отримання поелементної розгортки забезпечує оптико-механічне сканування. В результаті на виході перетворювача формується відеосигнал, подібний телевізійному. Оскільки спектральний склад частини випромінювання, яка викликає сигнал на виході перетворювача, визначається областю пропускання оптичної

системи і спектральною характеристикою перетворювача, термовізіонная апаратура має ширшу область спектральної чутливості, ніж та, яка побудована на базі електронно-оптичного перетворювача.

Спрощена функціональна схема термовізора приведена на малюнку

Основне посилення сигналу здійснюється лінійним підсилювачем У, вихідні сигнали з якого поступають на суматор СМ1. На інший вхід суматора подається серія пилкоподібних імпульсів від блоку формування шкали температур Шт. Крім цього для отримання складних синтезованих зображень на суматор можуть подаватися сигнали і з інших пристроїв і блоків. Таким чином СМ1 формує відеосигнал, що забезпечує отримання основного зображення з відміткою яскравості, де найбільша густина потоку випромінювання відповідає найяскравішому свіченню екрану ЕЛТ (позитивне зображення). Результуючий сигнал, що заповнює весь час кадру, з виходу СМ1 поступає на блок формування ізотерм ІТ і на суматор СМ2 (у положенні 1 перемикача ПР).

При аналізі негативного зображення сигнал з виходу СМ1 передається до СМ2 через інвертування І (положення 2 перемикачі ПР), який змінює знак вихідного сигналу суматора СМ1 на протилежний.

Термовізори в простому варіанті мають два крупні конструктивні блоки: блок сканування БС, де розміщені елементи оптичної системи, пристрої сканування, перетворювач, балансно—підсилювальний блок, пристрої для створення запускаючих імпульсів розгортки, і електронно-осцилографічний блок, що містить основну масу електронних пристроїв, блоки живлення і ЕЛТ. Електронно-осцилографічний блок останнім часом часто поєднується з мікропроцесорною системою або з МІНІ-ЕОМ. Блок сканування розміщується на механізмі установки МУ у вигляді стійки або треноги з пристроями для повороту і нахилу, щоб направити його на контрольований об'єкт, і часто робиться переносним.

Зображення, одержуване термовізором, може бути зафіксоване і оброблене за допомогою засобів обчислювальної техніки, наприклад, як це показано на мал. 4

Від термовізора до блоку управління БУ підводиться відеосигнал зображення і імпульси синхронізації (крапки 1, 2 і 3 на мал. 3 і рис 4). БУ організовує роботу всієї системи обробки інформації, що задається оператором з пульта управління ПУ. Відеосигнал термовізора перетвориться аналого-цифровим перетворювачем АЦП в цифрову форму за допомогою інтерфейсу ІНТ, що зв'язує АЦП із загальною шиною ОШ, після чого цифрові сигнали поступають у вимірювальний магнітофон МІЛІГРАМ і в пам'ять ЕОМ. Обробку інформації може виробляти мікропроцесор МКП або МІНІ-ЕОМ, які використовують при цьому постійний пристрій ПЗП, що запам'ятовує. Сформовані зображення і інша одержана інформація відображаються на відеоконтрольних пристроях ВКУ1 і ВКУ2.

Загальним недоліком існуючих тепловізоров є необхідність їх охолоджування до температури рідкого азоту, що обумовлює їх обмежене застосування. У 1982 році учені запропонували новий тип інфрачервоного радіометра. У його основі - плівковий термоелемент, що працює при кімнатній температурі і володіє постійною чутливістю в широкому діапазоні довжин хвиль. Недоліком термоелемента є низька чутливість і велика інерційність. З метою збільшення вихідного сигналу і підвищення чутливості в радіометрі використовується термобатарея, що складається з 70-80 сполучених послідовно і стислих в щільний пакет термоелементів. При цьому різко зменшуються втрати за рахунок випромінювання і конвекції повітря, що кінець кінцем приводить до підвищення чутливості приблизно на порядок. Після оптимізації висоти батареї, якій