СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА Российский патент 1999 года по МПК A61B5/05 

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".

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.

1. Способ определения энергоинформационного состояния биологического объекта путем фиксации и сопоставления структуры газоразрядного свечения вокруг эталонного и исследуемого объектов в электромагнитном поле, отличающийся тем, что зафиксированные структуры газоразрядного свечения вокруг эталонного и исследуемого объектов преобразуют 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. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно определяют количественные параметры структур газоразрядного свечения, отражающие их яркостные характеристики. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно определяют количественные параметры структур газоразрядного свечения, отражающие их спектральные и фрактальные характеристики.