Биофизические характеристики тканей человека - Березовский В.А.
ISBN 5-12-001374-0
Скачать (прямая ссылка):
Электроокулография — метод регистрации корнеоретинального потенциала, вызываемого движением глазного яблока. Один из наиболее простых методов регистрации движений глаз, который обеспечивает угловую точность записи движения до Г. Диапазон частот потенциала — 0—3,5 Гц при амплитудах сигнала 20—200 мкВ [66].
Регистрация кожио-гальваиического рефлекса по Тарханову основана на измерении потенциалов кожи, вызываемых секреторной деятельностью потовых желез. Используется при исследовании эмоциональной деятельности человека. Частотный диапазон 0—10 Гц, уровень сигнала 0,1—
2 мВ [17, 66].
2.3. Электрические и электромагнитные поля (диапазон 10~2—1012 Гц)
В диапазоне от 10—2— 104 Гц на расстояниях от 1 мм до 1 м от поверхности тела человека регистрируются электрические поля, источником которых является биоэлектрическая деятельность соответствующих органов и тканей человека [8, 61]. Так, над грудной клеткой бесконтактно регистрируется ЭКГ (рис. 2.14), иад областью желудка —ЭГГ [61].
Достоверные данные об электромагнитных излучениях в диапазоне Ю4—Ю8 Гц отсутствуют. С частот порядка Ю9—Ю10 Гц начинается собственное тепловое сверхвысокочастотное радиоизлучение тела человека.
Теоретические исследования показывают возможность генерации излучений в диапазоне 1011—1012 Гц за счет когерентных переходов в мембранных каналах между энергетическими уровнями, возникающими в электрическом поле мембранного потенциала. Ожидаемая мощность излучения 10—7 Вт/мг [40]. Также предполагается генерация электромагнитных волн частотой 1011 Гц за счет эффекта Джозефсона у клеточных белков [70]. Несмотря на широкое и успешное применение методов регистрации биоэлектрической активности тканей и органов человека для прикладных задач медицины и биологии, механизмы генерации биопотенциалов и электромагнитных полей остаются пока до конца неясными.
2.4. Инфракрасное излучение (диапазон 1012—10'4 Гц)
Любое нагретое тело излучает электромагнитные волны за счет преобразования энергии теплового движения частиц тела в энергию излучения. Поверхность тела человека, его органы и ткани, имеющие температуру жизнедеятельности 28—42 °С, испускают тепловое излучение в инфракрасном диапазоне. Максимум излучения (если считать температуру кожи 30 °С) лежит при длине волны 9,6 мкм [7]. Точнее можно охарактеризовать распределение энергии, испускаемой телом человека в инфракрасном диапазоне, следующими цифрами [7]: на область длин воли 0,8—5 мкм приходится всего 1 % излучения, 5—9 мкм — 20, 9—16 мкм — 38 и от 16 мкм и выше — 41 %. По другим данным [61] спектральное распределение энергии таково: диапазон 3—6 мкм — 4 %, 6—12 мкм — 37, 12—24 мкм — 41, 24—50 мкм — 14%.
В длинноволновой области спектра (5—25 мкм) кожа человека излучает практически как абсолютно черное тело, имеющее температуру 27 СС, независимо от расовой принадлежности, степени пигментации и других индивидуальных анатомо-физиологических особенностей [7, 61]. Абсолютно черным телом называется тело, поглощающее полностью все падающие на него электромагнитные волны при любой собственной температуре [7, 61, 78J, Реальные тела не являются абсолютно черными, однако некоторые из
них по оптическим свойствам близки к таковым — сажа, платиновая чернь, черный бархат в области видимого света [7, 61, 78].
В среднем 1 сма кожного покрова человека или живой ткани организма излучает около 40 Вт энергии [45]. Инфракрасное излучение различных участков поверхности тела определяется тремя факторами: особенностями васкуляризации поверхностных тканей, уровнем метаболических процессов в иих и различиями в теплопроводности. Последние обусловлены в осиовиом разным развитием жировой клетчатки [7].
При соблюдении стандартных методических условий регистрируемая топография излучения характерна для данного человека и воспроизводится от наблюдения к наблюдению. Топография излучения для всех здоровых людей имеет много общего. Наиболее существенной чертой является симметрия излучения поверхности тела срединной линии.
Нарушения инфракрасного излучения могут наблюдаться в следующих случаях [7, 61]:
1) необычные структурные соотношения сосудистой сети — врожденные аномалии, сосудистые опухоли;
2) изменения тонуса сосудов — нарушения вегетативной иннервации, рефлекторные изменения тонуса;
3) местные расстройства кровообращения — травмы, тромбоз, склероз сосудов;
4) нарушения венозного кровотока — еастой, обратный ток крови при недостаточности клапанов вей;
5) локальные изменения теплопродукции — воспалительные очаги, опухоли, ревматический артрит;
6) изменения теплопроводности тканей — отек, уплотнения тканей, изменения содержания жира.
2.5. Излучение в видимой и ультрафиолетовой областях спектра
Практически в основе всех излучений тканей организма в видимой и ультрафиолетовой областях спектра лежит та или иная разновидность люминесценции (рис. 2.32). Люминесценция — излучение света атомами и молекулами вещества, переведенными предварительно в некоторое возбужденное состояние достаточной продолжительности (обычно 10—9—10-8 с). Излучение света происходит порциями — квантами, при этом атомы, молекулы «скачком» переходят из возбужденного состояния в исходное, отдавая энергию возбуждения кванту (фотону).
