Инфракрасное излучение человека

Физические основы отображения ИК-излучения

Температура тела человека уже в древнейших цивилизациях была важной информацией о состоянии здоровья. Однако, первый термометр для медицинского использования был изготовлен только в 1615 году. Знаменательным 1801 год, когда английский астроном Вильям Гершель (1738-1822г.г.) открыл инфракрасное (ИК) излучение. В 1857 г. Впервые в медицине стали использовать измерения температуры тела пациента. На большом медицинском материале было доказано высокое диагностическое значение и определена необходимая точность измерений температуры тела для установления правильного диагноза.

Перед второй мировой войной были созданы первые фотопленки с чувствительностью в ИК области (однако, чувствительность была настолько малой, что пленку нельзя было использовать для диагностики в медицине). Во время второй мировой войны были разработаны и изготовлены чувствительные устройства для видения в темноте. Для детектирования ИК-излучения в них использовали болометры и термометры, преобразующие энергию ИК-излучения в другую (более удобную для измерения) форму энергии. В 60-е годы в медицине стали использовать ИК-термометры. В настоящее время большое значение приобретает термография на различных принципах и тепловизионные системы отображения – тепловизоры.

ИК-излучение – это электромагнитное излучение, являющееся сигналом-носителем информации о первичном параметрическом поле-распределении температуры на поверхности тела человека (или другого объекта). Ик-излучение имеет спектр, граничащий в верхней части с видимым светом (750 нм), а в нижней – с миллиметровыми волнами (до нескольких мм). Вся ИК спектральная область разбита на поддиапазоны:

От 750 нм до 3 000нм (3 мкм) – ближняя ИК;

От 3 мкм до 6 мкм – средняя ИК;

От 6 мкм до 15 мкм – дальняя ИК;

От 15 мкм и ниже (1 мм) – сверхдальняя ИК.

Энергия излучения в ИК-диапазоне электромагнитного спектра может генерироваться тремя видами источников:

- люминесцентными,

- радиоисточниками и

- тепловыми.

В медицинских приложениях, как правило, рассматривают тепловые источники излучения, т.е. такие, в которых излучение возникает по причине движения молекул вещества. ИК-излучение свойственно любому телу, температура которого превышает абсолютный ноль по Кельвину (но, следует учитывать температуру окружающей среды. Обычно – воздуха. Она является источником фона, за которым может быть и неразличим исследуемый объект).

Существует теория, согласно которой человек создает вокруг себя поле ИК-излучения в виде эллипсоида диаметром от 40 до 100 см. некоторые исследователи полагают, что аура ИК-колебаний имеет у теплочувствительных людей толщину 40 см, а у людей смешанного типа – от 40 до 60 см., у людей, чувствительных к холоду, ИК-аура наибольшая – от 60 см до 150 см. Само ИК-поле изменяется в зависимости от времени года.

Температура тела человека находится в диапазоне от 31 до 42*С.

Таким образом, человек является источником ИК-излучения с диапазоном волн излучения от 4 до 50 мкм, с максимумом в области 10 мкм. Коротковолновое излучение (менее 5 мкм) составляет 1% энергии, излучение в диапазоне от 5 до мкм – 30%, в диапазоне от 9 до 16 мкм – 38%, а остаток (41%) соответствует области наибольших длин волн. Интенсивность излучения в области от 3 до 14 мкм (с поверхности кожи) достигает значений около 100мВт/см2, т.е это составляет более чем 100 Вт со всей поверхности тела.

Дата добавления: 2015-05-09