Способ определения энергоинформационного состояния биологического объекта - RU2141250C1
Код документа: RU2141250C1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к области физики и может быть использовано для определения функционального состояния биологического объекта, например, человека, животного, растения, биологической ткани.
Известны способы определения энергоинформационного состояния биологического объекта путем получения фотографических снимков; для фиксирования на снимке структуры и деталей объекта, невидимых невооруженным взглядом, а также глубинной структуры объекта, последний помещают в электрическое поле высокой частоты, фотоматериал располагают между электродом высокочастотной цепи, образующим обкладку конденсатора, и поверхностью объекта, см., например, авторское свидетельство СССР N 106401 по кл. G 03 В 41/00 от 1949 г.
С помощью этого способа можно фиксировать на фотоматериале структуру газоразрядного свечения вокруг биологического объекта и судить о его энергоинформационном состоянии в момент съемки. Недостатком данного способа является то обстоятельство, что в нем отсутствуют количественные характеристики, что не позволяет давать сравнительную оценку состояния объекта в различные моменты времени или сравнивать состояния различных объектов.
Известен способ определения энергоинформационного состояния биологического объекта, а именно человека, путем фиксации и сопоставления структуры газоразрядного свечения в электрическом поле вокруг объекта в целом или его части (кончиков пальцев) при исходном уровне (вне вегето-сосудистого криза) и в преддверии криза, см. авторское свидетельство СССР N 935076 по кл. A 61 B 6/00 от 1982 г.
В качестве эталона в данном способе может быть рассмотрен не только исходный уровень газоразрядного свечения вокруг исследуемого объекта в состоянии вне криза, но и уровень газоразрядного свечения вокруг заведомо здорового биологического объекта, который принимается в качестве эталонного.
При реализации этого способа, принятого нами в качестве прототипа настоящего изобретения, вводятся количественные критерии оценки состояния биологического объекта, что позволяет осуществлять сравнение этого состояния в различные моменты времени или сравнивать состояния различных объектов.
Недостатками такого способа являются низкие точность и достоверность определения энергоинформационного состояния биологического объекта ввиду того, что учитывается только один параметр, характеризующий структуру свечения, а именно длина газоразрядного стримера. Кроме того, следует указать, что процесс получения информации довольно трудоемкий и длительный: необходимо получить фотоснимки, произвести их измерение обычным измерительным инструментом, сопоставить результаты измерений. К числу недостатков прототипа следует также отнести то обстоятельство, что оценка состояния биологического объекта определяется только в довольно узком диапазоне изменений одномерного геометрического параметра - длины стримера (от 15 до 30% в сравнении с исходным уровнем). При этом совершенно не ясно, как оценивать состояние объекта, если изменения данного параметра выходят за указанные пределы.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания такого способа определения энергоинформационного состояния биологического объекта, который обеспечил бы более высокие точность и достоверность оценок этого состояния в широком диапазоне значений количественных параметров, характеризующих структуру газоразрядного свечения вокруг объектов в электромагнитном поле; кроме того, решаются задачи снижения трудоемкости при реализации способа и увеличения скорости получения результатов.
Согласно изобретению это достигается за счет того, что в способе определения энергоинформационного состояния биологического объекта путем фиксации и сопоставления структуры газоразрядного свечения вокруг эталонного и исследуемого объектов в электромагнитном поле, зафиксированные структуры газоразрядного свечения вокруг эталонного и исследуемого объектов преобразуют в цифровой код, определяют количественные параметры этих структур, отражающие их двумерные геометрические характеристики, определяют для эталонного и исследуемого объектов соответствующие точки в пространстве указанных параметров и по расстоянию между этими точками определяют отклонение энергоинформационного состояния исследуемого объекта от эталонного; дополнительно могут определяться количественные параметры структур газоразрядного свечения, отражающие их спектральные, яркостные и фрактальные характеристики, и указанные выше точки в многомерном пространстве определяются с учетом также и этих параметров.
Заявителю не известны какие-либо технические решения, содержащие совокупность признаков, идентичную признакам изобретения, что определяет, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию "новизна".
Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, в которых бы содержались сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие предложенного технического решения критерию "изобретательский уровень".
Реализация способа
поясняется с помощью графических материалов:
на фиг. 1
представлена общая схема, иллюстрирующая осуществление способа;
на фиг. 2 - газоразрядное свечение вокруг эталонного объекта
после компьютерной обработки, представленное на экране монитора;
на фиг. 3 - газоразрядное свечение вокруг исследуемого объекта после компьютерной обработки, представленное на экране
монитора;
на фиг. 4 - точки в многомерном пространстве
количественных параметров структур газоразрядного свечения вокруг эталонного и исследуемого объектов, отражающие их характеристики.
Способ осуществляется следующим образом.
С помощью генератора 1 электронных импульсов с амплитудой 10-20 кВ, длительностью 10 мкс, скважностью 1000 Гц, подающихся пачками длительностью 0,5 сек, посредством электрода 2, выполненного в виде слоя оптически прозрачного материала, (в данном случае - тонкого слоя SnO2 толщиной 200 мкм), создают электромагнитное поле с напряженностью 106-108 В/см на поверхности стеклянной пластины 3. В конкретном примере применен генератор электрических импульсов "Корона", выпускаемый российской фирмой ЗАО "Кирлионикс Технолоджис Интернейшнл" (Санкт- Петербург).
Эталонный биологический объект 4, в конкретном примере палец здорового человека, контактирует с поверхностью стеклянной пластины 3. Электромагнитное поле вызывает газоразрядное свечение вокруг эталонного биологического объекта 4. Это свечение посредством объектива 5 переносится на оптоэлектронный цифровой преобразователь 6, в котором преобразуется в цифровой код. В данном случае преобразователь 6 представляет собой матричную структуру, выполненную на основе прибора с зарядовой связью (так называемую ПЗС-структуру). С выхода оптоэлектронного цифрового преобразователя 6 сигнал поступает на вход компьютера 7, где определяются количественные параметры структуры газоразрядного свечения вокруг эталонного биологического объекта 4. В конкретном примере определяются параметры, отражающие двумерные геометрические характеристики структур свечения, а также яркостные характеристики. На мониторе 8 компьютера 7 газоразрядное свечение вокруг эталонного объекта может быть представлено в виде двумерного цветного изображения (фиг. 2).
Далее в компьютере 7 совокупность количественных параметров определяется в виде точки в пространстве. В конкретном примере (фиг. 4) оси P1 и P2 соответствуют количественным параметрам структур свечения, отражающим их двумерные геометрические характеристики, ось P3 соответствует количественным параметрам, отражающим яркостные характеристики структур свечения, ось P4 отражает спектральные, а ось P5 - фрактальные характеристики. Точка 10 в многомерном пространстве осей P1, P2, P3, P4, P5 соответствует эталонному объекту.
Таким же образом представляется газоразрядное свечение вокруг исследуемого объекта (фиг. 3) и определяется точка 11 в многомерном пространстве, соответствующая исследуемому объекту. По расстоянию L между точками 10 и 11 определяют отклонение энергоинформационного состояния исследуемого объекта от эталонного.
Для реализации данного способа применены известные конструкционные материалы и промышленное оборудование, изготовляемое в заводских условиях. В связи с этим обстоятельством можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".
Реферат
При определении энергоинформационного состояния фиксируют структуры газоразрядного свечения вокруг эталонного и исследуемого объектов в электромагнитном поле. Преобразуют структуры газоразрядного свечения в цифровой код. Определяют количественные параметры этих структур свечения, отражающие их двумерные геометрические характеристики. Определяют для эталонного и исследуемого объектов соответствующие точки в пространстве указанных параметров и по расстоянию между этими точками определяют отклонение энергоинформационного состояния исследуемого объекта от эталонного. Дополнительно можно определить количественные параметры структур газоразрядного свечения эталонного и исследуемого объектов, отражающие их яркостные, спектральные и фрактальные характеристики. Вводят соответствующие дополнительные оси в пространстве параметров и определяют точки, соответствующие эталонному и исследуемому объектам. Обеспечивается повышение точности и достоверности, снижается трудоемкость и повышается скорость получения результатов. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.
