Матричная тепловизионная система, интегрированная в многоканальный автоматизированный биомедицинский комплекс

Abstract

При разработке новых направлений в создании тепловизионных систем, ориентированных на применение в разнообразных научных исследованиях, следует предусматривать не только техническое совершенствование самих тепловизионных камер и детекторов ИК излучения, но также реализовывать возможность максимального использования современных аппаратных и программных средств автоматизации эксперимента. Интегрирование тепловизионного прибора в автоматизированный измерительный комплекс особенно значимо и актуально сегодня, поскольку при традиционном подходе даже самые совершенные матричные тепловизоры вплоть до настоящего времени привлекаются к экспериментальной работе преимущественно лишь в качестве инструмента, функционирующего независимо и изолированно от от других средств измерений. Это зачастую ограничивает производительность исследований, снижает достоверность и информативность полученных результатов. В настоящей работе представлены результаты, отражающие преимущества современного подхода в области инфракрасной динамической термографии. Тепловизионная камера применена здесь для биомедицинских исследований синхронно с другими диагностическими устройствами. Это позволило полноценно регистрировать и анализировать биофизические характеристики физиологических процессов в организме не в отрыве их друг от друга, а совместно, что увеличило достоверность извлекаемых биоданных. Основным узлом, обеспечивающим автоматизацию эксперимента, является сервер, основные принципы работы которого нами изложены в [1]. Включенные в измерительный комплекс устройства объединены в единую локальную сеть с помощью Ethernet маршрутизатора. Одним из основных блоков, позволяющих конвертировать аналоговые сигналы, поступающие с биодатчиков, в цифровые, служит измерительная система MP100A-CE (Biopac Systems Inc., Santa Barbara, California, USA). На рис. 1 показан пример синхронного применения устройств для измерения электрокардиограммы и пульсовой волны в лучевой артерии (область запястья) с интегрированным в эту систему матричным тепловизором ТКВр-ИФП (ИФП СО РАН, Новосибирск, Россия). С помощью тепловизионной камеры здесь измеряются не только динамические изменения температуры конечностей (на графике не показаны), но также профиль дыхания. Последний прецизионно определяется по температуре сорбционного индикатора тепловизионным методом SEIRT, описанным в [2]. Помимо упомянутых характеристик, в данной живой системе анализируются также другие, расширенный перечень которых приведен в [3].