А. а. вишневский,ф. в. бассин и е. ф. дриго

 

ОПИСАНИЕ 2

И ЗОБ РЕТЕ Н И Я-Союз Советскик

Сопиалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . и::.;

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28.Ч!.1966 (№ 1084462/31-16) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 08 !!.1968. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 26.IV.1968

Кл. 30а, 4/01

МПК А 61b

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 615.471:616-073.65:621.38 (088.8) Авторы изобретения 3. Б. Розенфельд, Е. А. Котырев, Б. Н. Барышев, А. А. Вишневский, Ф. В. Бассин и E. Ф. Дриго

Заявчтель

ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНФРАКРАСНОЙ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЪНОЙ ТЕРМОГРАФИИ

Известные телевизионные устройства для инфракрасной дифференциальной термографии содержат детектор инфракрасного излучения, оптико-механический узел, электронную схему усиления сигналов и измерения температуры поверхности и электроннолучевую приемную трубку.

В предложенном телевизионном устройстве

on гико-механический узел выполнен в виде зеркала, жестко связанного с генераторами опорных напряжений кадров и строк телевизио нной,развертки электроннолучевой трубки, а также в нем установлены двухканальная электронная схема с коммутатором, генераторы развертки от внешней синхронизации и редуктор. Такое выполнение устройства обеспечивает получение термографической картины исследуемой поверхности тела, измерение и сравнение температур любых двух точек поверхности, многократное воспроизведение термографической картины и регистрацию физиологических процессов, протекающих с различной скоростью.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого телевизионного устройства.

Инфракрасное излучение с поверхности ко. жи исследуемого пациента попадает на сканирующее точно изготовленное плоское металлическое зеркало 1, обработанное по высшему классу чи "тоты. Зеркало 1 сканируется одновременно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с помощью, специального механизма 2 сканирования, приводимого в действие от одного электродвигателя 8 со сту5 пенчатым механическим редуктором 4, Инфракрасные лучи, отражаясь от зеркала

1, проходят к оптическому узлу, выполненно"„у в виде эллипсоида 5 и отражателя б, принимающих и фокусирующих излучение, кото10 рое попадает на термочувствительный элемент

7 детектора инфракрасного излучения.

Термочувствительный элемент включен в одно из плеч моста 8 переменного тока, имеющего специальные элементы пер воначальной

15 установки и калибровки прибора.

Мостовая схема питается переменным током от специального генератора 9 переменного направления со строго стабилизированной амплитудой.

20 Применение переменного, а не постоянного напряжения питания моста позволяет использовать обычные усилители с разделительными конденсаторами, а не многокаскадные усилители постоянного тока, значительно более

25 сложные в настройке.

Выработанные в мостовой схеме электрические сигналы, функционально связанные с тем пературным рельефом излучаемого объекта, поступают на вход усилителя 10 сигналов

30 изображения с плавной регулировкой усиле211025

3 ния, обычно производимой перед работой с прибором.

Усиленный усилителем 10, сигнал подается для выделения огибающей температурного рельефа на диодный детектор 11.

Для,наблюдения сигналов теплового изображения, лежащих выше заданной температуры, схема диодного детектора 11 дополнена схемой 12 плачевно регулируемой отсечки.

Выделенная огибающая теплового рельефа вместе с постояной составляющей подаются на оконечный усилитель-смеситель 18 постоянного тока, работающий без переходных емкостей непосредственно на электроннолучевую трубку 14 с длительной и регулируемой памятью (от десятков минут до часа) узлом 16.

Длительная память трубки позволяет в ряде случаев избавиться от фотографирования термографических процессов и резко сократить время для диагностики заболевания.

Наблюдаемая на экране электроннолучевой трубки картина при жела нии может быть сфотографирована фото- или киноаппаратом 16.

На усилитель-смеситель 18 помимо основных сигналов изображения подаются сигналы гашения электронного луча в местах его остановки,и метки для подсвечивания мест, где измеряется температура.

Импульсы гашения луча, поступающие на усилитель-смеситель 18, вырабатываются датчиками 17 в крайних положениях сканирующего зеркала 1.

Смешение импульсов гашения луча и импульсов подсветки .мест измерения температуры осуществляется смесителем 18. Для магнитного отклонения электронного луча трубки 14 механизм 2,сканирования зеркала снабжен датчиками 19 и 20 развертки по строке и кадру, дающими изменение тока, пропорциональное углу отклонения зеркала 1.

Узлы, обозначенные на чертеже позициями с 21 по 87, относятся к схеме двухканального измерения температуры с цифровой выдачей данных о,величине температуры в одной или двух заданных точках поверхности тела и о разности температур между ними.

Напряжения с датчиков 19 и 20 разверток помимо отклоняющей системы трубки 14 подаются на схемы формирования подвижных стробимпульсов: по кадрам первого канала— на схемы 21 и 22; по кадрам второго канала — на схемы 28 и 24, по строкам первого канала — на схемы 25 и 26, по строкам второго канала — на схемы 27 и 28.

Схемы 21, 28, 26 и 27 — схемы сравнения на пряжения разверток и регулируемого уровня подвижной метки, одновременно играющей роль стробимпульса.

С того момента, когда напряжение разверток превышает напряжение регулируемого уровня, в схемах 22, 24, 26 и 28 создаются условия для выработки соответствующих стробимп льсов.

4

Выработанные строчные и кадровые стробимпульсы подаются на схемы совпадения 29 и 80 первого или второго каналов.

С выхода схем совпадения 29 и 80 снимают ся импульсы, соответствующие одному моменту действия строчных и кадровых стробимпульсов. Эти импульсы с одной стороны через омеситель 81 импульсов совпадения, смеситель

18 и смеситель-усилитель 18 поступают на модуляцию iso яркости трубки 14, а с другой стороны, стробимпульсы поступают на схемы ссвпадения 82 и 88 цифрового измерителя 84 температуры через запоминающие цепи 88 и 86.

На схемы совпадения 82,и 38 подаются ранее полученные импульсы совпадения со схем совпадения 29 и 80 и сигналы теплового изображения со схемы 12 регулируемой отсечки через корректор 87.

На выходе схем совпадения 82 и 83 выделяются электрические сигналы, соответствующие выбранным участкам поверхности тела для измерения температуры.

Импульсные сигналы со схем совпадения

82 и 88 подаются на соответствующие каналы цепей 85 и 86 запоминания амплитуды.

Напряжения амплитуд запоминания цепями

86 и 86 могут подаваться на цифровой измеритель 84 одновременно или раздельно, В первом случае цифровой измеритель выдает информацию о перепаде температур между двумя выбранными участка ми излучающей поверхности кожи пациента, во втором случае — о температуре одного из выбранных участков кожи.

Для сброса данных в цепях 86 .и 86 при переходе к новому измерению служит цепь 88 сброса данных.

В ряде случаев весьма желательно полученное тепловое изображение просматривать .многократно в динамике (например при наблюдении температурной реакции пациента при введении ему ка ких-либо лекарственных препаратов) и сеансами, разделенными длительными промежутками времени.

Для этого в предлагаемом устройстве одновременно с другими способами регистрации теплового изображения предусматривается магнитная запись сигналов изображения на обычную магнитную ленту с помощью обычного стереомагнитофона 89.

При просматривании на электроннолучевой трубке 14 магнитной записи работают специальные генераторы развертки 40 и 41, запускаемые .с блока 42 разделения синхронизирующих им пульсов (в данном случае роль синхронизирующих импульсов играют импульсы гашения электронного луча в момент его остановки на краях кадра).

Управление прибором при калибровке и измерениях осуществляется со специального пульта.

Работа с предлагаемым телевизионным устройством проводится в следующем порядке.

211025

Первоначально устройство калибруется и з эталону в виде модели излучающего объекта, имеющего характеристики излучения, весьма близкие к характеристикам излучения поверхности кожи человека при одной температуре.

Для этого излучающая модель помещается на место реального объекта.

Предварительно точно устанавливается номинальная величина переменного напряжения на схеме моста 8. При экранировке, высшего излучения мост балансирует, когда входное окно устройства закрыто экраном.

Таким образом, прибор балансируют при данной комнатной температуре. При дальнейших манипуляциях экран входного окна убирают.

Инфракрасное излучение падает в детектор инфракрасного излучения и нагревает его, появляется разбаланс моста 8, и на экране электроннолучевой трубки 14 будет видна «горячая» точка, соответствующая изображению эталона калибровки.

Совместив на экране трубки 14 каждую из меток измерения температуры с «горячей» точкой, замеряют ее температуру vo цифровому прибору и сравнивают с известной температурой этой точки.

При,расхождении результата измерения с известной тем пературой регулируют усиление усилителя 12, так, чтобы наблюдалось полное совпадение результата измерения и известной температуры эталона, Такую калибровку приводят для нескольких температур внутри диапазона предстоящих измерений.

Некоторые расхождения выравнивают путем настройки корректора 87.

После проделанных выше операций устройство готово к измерениям и визуализации.

Предмет изобретения

l. Телевизионное устройство для инфракрасной дифференциальной термографии, содержащее детектор пнфракрасно o излучсн!I i, О!!т!!КО-механический узел, электроннуio сх;:.у у силения с!!гналов и измерения температур pli

ПОВЕРХНОСтн И ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВУЮ ПРИЕХ!11 ю труоку, Отличающееся тем, что, с целью iioлучения термографическои картины исследуемой поверхности тела человека и упрощен!!!! системы развертки путем совмещения электромеханической и электронной разверток, оптп—

Iio-il1Px 3kI kI Секи и jj3! 5 Bbili o JIH QH B BII1Te мех »нически сканирующего зеркала, жестко связанного с генераторами опорных напряжений кадров и строк телевизионнои р" çâåðòêè электроннолучевой трубки.

2. Устройство го п. 1, отлича!Ощееся тем, ITo, с целью измерений абсолютных температур любых двух точек исследуемой поверхности и разности,их температур, характеризующих нормальное или патологическое состояние исследуемого, В нем установлена элстронная схема, включающая два качала ооразования подвижных страбон по кадрам и строкам, два канала запоминания уровней напряжения, пропорциональных температуре выбранных точек, li коммуTQTop цифрового pL rècòð атор а.

3. Устройство по п. 1, Отличающееся тем, что, с целью обеспечения многократного вос— произведения изобр ажения, записанного:-га одну из дорожек магнитофонной ленты, бе искажений и в точном соответствии,первичноп записи, а также существенного упрощения электронной схемы воспроизведения, в нем утановлены генераторы развертки по кадрам и строкам, управляемые синхроимпульсами, записанными во время первичной записи считываемыми со В1 Орой дорожки маl ни! Hdi! ленты.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 4р что, с целью обеспечения регистрации физ!!Ологических процессов, протекающих с различными скоростями, привод Оптико-механичсс!оого узла выполнен в виде электродвигателя со ступенчатым механическим редукторо;1.