Спосіб комп’ютерної медичної інтроскопії та комп’ютерний томограф для його здійснення
Спосіб комп'ютерної медичної інтроскопії та комп'ютерний томограф для його здійснення призначені для діагностування біологічних об'єктів за допомогою ІЧ-випромінювання. На біологічний об'єкт впливають скануючим променем лазера ближнього ІЧ-діапазону від джерела електромагнітного випромінювання. Що пройшло крізь біологічний об'єкт випромінювання вимірюється приймачами випромінювання. Математична обробка результатів вимірювання та їх відображення здійснюється за допомогою комп'ютера блоком обробки інформації. Перефокусування лазерного випромінювання проводять за допомогою оптики, що перебудовується, з примусово змінюваною кривизною перебудовує випромінювання елемента. Використання випромінювання ближнього ІЧ-діапазону в оптиці, що перебудовується, з змінюваною кривизною дозволяє фокусувати лазерний промінь всередині біологічного об'єкта без використання складних оптичних пристроїв. 2 с. та 1 з.п. ф-ли, 4 іл.
Винаходи відносяться до медичної діагностичної техніки, а саме до способів медичної інтроскопії та комп'ютерних трансмісійних томографів.
Відомий спосіб медичної інтроскопії, що полягає в тому, що здійснюють сканування об'єкта спрямованим жорстким випромінюванням (наприклад, рентгенівським), вимірюють інтенсивність об'єкту, що пройшло об'єкт випромінювання, обробляють результати вимірювань і відображають результати обробки (Технічні засоби медичної інтроскопії. / Под ред. Б.І. Леонова , М., 1989, с.167 - 172). Недоліком відомого способу інтроскопії є шкідливий вплив на організм рентгенівського випромінювання, що застосовується у відомому способі для діагностики.
Відомий комп'ютерний томограф для здійснення способу медичної інтроскопії, що містить джерело рентгенівського випромінювання, систему сканування, приймачі випромінювання, систему вимірювання таобробки сигналів, систему відображення результатів обробки (патент Японії N 59-97649, кл. A 61 B 6/03, 1989). Недоліком відомого пристрою є неможливість ефективного керування променевою конфігурацією.
Найбільш близьким способом того ж призначення до заявляється способу в групі винаходів за сукупністю ознак є спосіб раннього виявлення раку грудей з використанням проникаючого світла, що включає вплив на біологічний об'єкт скануючим променем лазера ближнього ІЧ-діапазону, вимірювання інтенсивності випромінювання, що пройшло крізь біологічної, , обробку комп'ютером результатів вимірювань та відображення їх на екрані дисплея (патент США N 4945239, кл. G 01 N 21/27; G 01 N 21/59).
До причин, що перешкоджають досягненню вказаного нижче технічного результату при використанні відомого способу, прийнятого за прототип, відноситься те, що у відомому способі визначення місця розташування області ураження біологічного об'єкта роблять шляхом послідовного багаторазового впливу на біологічний об'єкт лазером, що сканує, під кількома кутами.
Найбільш близьким пристроєм того ж призначення до пристрою в групі винаходів за сукупністю ознак є пристрій проникаючого світла для ранньої діагностики раку грудей, що включає джерело електромагнітного випромінювання у вигляді лазера, систему формування лазерного променя з можливістю сканування, приймачі випромінювання, блок обробки інформації та відображення на дисплеї (патент США N 4945239, кл. G 01 N 21/27; G 01 N 21/59).
До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного технічного результату при використанні відомого пристрою, прийнятого за прототип, відноситься те, що використовується в прототипіоптична схема для формування лазерного променя не дозволяє фокусувати лазерний промінь.
Сутність винаходу полягає у наступному.
Заявляється спосіб комп'ютерної медичної інтроскопії та комп'ютерний томограф для його здійснення спрямовані на вирішення завдання удосконалення медичної лазерної апаратури, а також методів діагностики та лікувального впливу, що виробляються за допомогою цієї апаратури.
При здійсненні заявляється групи винаходів досягається, по-перше, можливість фокусування лазерного променя всередині біологічного об'єкта, по-друге, зміна, при необхідності, конфігурації лазерного променя без використання складних оптичних пристроїв, що тягне за собою підвищення надійності в роботі всієї системи, третє, поєднання діагностичного та лікувального впливу лазерного випромінювання.
Зазначений єдиний технічний результат при здійсненні групи винаходів по об'єкту - способу досягається тим, що в способі, що заявляється комп'ютерної медичної інтроскопії впливають на біологічний об'єкт скануючим променем лазера ближнього ІЧ-діапазону, вимірюють минуле крізь біологічний об'єкт випромінювання за допомогою приймачів випромінювання, комп'ютера результати вимірювань та відображають їх на дисплеї. Особливість заявляється способу полягає в тому, що за допомогою заявляється пристрою в процесі впливу на біологічний об'єкт здійснюють перефокусування лазерного випромінювання за допомогою оптики, що перебудовується, з примусово змінюваною кривизною перебудовує випромінювання елемента.
Можливість впливу на біологічний об'єкт сфокусованим лазерним променем, а також можливість перефокусування лазерного променя на потрібну глибину дозволяє отримати більшедетальну інформацію про особливості досліджуваного органу. Крім того, можливість фокусування лазерного променя дозволяє проводити лікувальну дію на уражений орган за умови використання того ж комплексу апаратури.
Зазначений єдиний технічний результат при здійсненні групи винаходів по об'єкту - пристрою досягається тим, що пристрій для здійснення медичної комп'ютерної інтроскопії включає джерело електромагнітного випромінювання у вигляді лазера, систему формування лазерного променя з можливістю сканування, приймачі випромінювання, блок обробки інформації та відображення на дисплеї. Особливість заявляється пристрою полягає в тому, що система формування лазерного променя виконана у вигляді оптики, що перебудовується, з примусово змінюваною кривизною перебудовує випромінювання елемента, блоком управління і приводом. Зокрема, зазначена оптика, що перебудовується, з примусово змінюваною кривизною перебудовує випромінювання елемента виконана у вигляді дзеркала.
На фіг. 1 умовно показаний біологічний об'єкт 1, розсічений трьома взаємно перпендикулярними площинами 2, 3 та 4, щодо яких відбувається орієнтування лазерного променя 5 під час процесу сканування; тут умовно показаний деякий внутрішній орган 6, що є об'єктом дослідження.
На фіг. 2 показаний внутрішній орган 6, який зазнав дослідження шляхом сканування лазерним променем 5, сфокусованим у точках 8 і 9 за допомогою елемента 7 перебудови випромінювання, виконаного у вигляді дзеркала, кривизна якого регулюється блоком 10 управління.
На фіг. 3 показана схема розгортки вихідного плоского лазерного променя 5, вироблена за допомогою елемента 7 перебудови випромінювання, виконаного у вигляді дзеркала, зверненого опуклістю до падаючого променя.На схемі представлений стіл 11 розміщення досліджуваного об'єкта.
На фіг. 4 показана принципова схема лазерного комп'ютерного томографа, на якій представлений джерело 12 лазерного випромінювання, оптична система формування 13 лазерного променя, приймачі 14, 18 випромінювання, блок 15 запам'ятовування сигналів, блок 16 обробки інформації, блок 17 відображення результатів обробки інформації, сигнали, що надходять на приймачі 19, 21 випромінювання, точка 20 дослідження.
Використання описуваного пристрою, в якому система формування лазерного променя виконана у вигляді оптики, що перебудовується, з примусово змінюваною кривизною перебудовує випромінювання елемента і блоку управління, дозволяє, з одного боку, зробити розгортку паралельного лазерного променя і тим самим досягти ефекту сканування досліджуваного шару біологічного об'єкта без використання оптичної системи. При необхідності здійснення цієї операції оптика, що перебудовується, може бути виконана у вигляді дзеркала, якому надається опукла форма. З іншого боку, за допомогою того ж дзеркала паралельний лазерний промінь може бути сфокусований на глибині досліджуваного шару всередині біологічного об'єкта. Для цього дзеркалу за допомогою блоку управління надається увігнута форма. Крім того, зміна радіусу кривизни дзеркала дозволяє проводити необхідне перефокусування лазерного променя.
Використання дзеркала як оптична схема для формування лазерного променя дозволяє також конструктивно спростити всю систему і підвищити її надійність.
Заявляється спосіб реалізується в такий спосіб. Лазерне випромінювання входить у досліджуване тіло, що містить об'єкт детального дослідження. Випромінювання, що пройшло безпосередньо через об'єкт, а також розсіяне, але що вийшло з тіла,фіксується приймачами. Змінюючи напрям вихідного лазерного променя і виробляючи відповідні вимірювання випромінювання, що вийшло з тіла, в результаті відповідної математичної обробки отриманих сигналів можна реконструювати структуру об'єкта і візуалізувати отриману двовимірну і тривимірну картину на екрані дисплея. Під час проведення діагностичного на об'єкт дослідження лазерним випромінюванням проводять фокусування і багаторазове перефокусування променя. При проведенні лікувального впливу лазерним випромінюванням багаторазово впливають на уражений орган променем, сфокусованим у певній точці.
Заявляється пристрій реалізується в такий спосіб. Для здійснення послідовного віялоподібного сканування об'єкта, що досліджується, лазерним променем системою формування лазерного випромінювання створюється плоский промінь, товщина якого відповідає товщині діагнозованого шару, а ширина променя перевищує його товщину. Промінь, відбиваючись від опуклого дзеркала, що має одновимірну кривизну, розходиться з необхідним кутом розкриття. Для реалізації фокусування лазерного випромінювання на необхідній глибині об'єкта плоский лазерний промінь спрямовується на увігнуте гнучке дзеркало, кривизна якого регулюється блоком управління.
Таким чином, здійснення винаходу дозволяє спростити конструкцію і підвищити надійність лазерних медичних томографів, а також виробляти як діагностичний, так і лікувальний вплив сфокусованим лазерним випромінюванням.
1. Спосіб комп'ютерної медичної інтроскопії, що полягає у впливі на біологічний об'єкт скануючим променем лазера ближнього ІЧ діапазону, вимірі пройшов крізь біологічний об'єкт випромінювання за допомогою приймачів випромінювання, математичної обробки за допомогоюкомп'ютера результатів вимірювань і відображенні їх на дисплеї, який відрізняється тим, що в процесі впливу на біологічний об'єкт здійснюють перефокусування лазерного випромінювання за допомогою оптики, що перебудовується, з примусово змінюваною кривизною перебудовує випромінювання елемента.
2. Комп'ютерний томограф для медичної інтроскопії, що включає джерело електромагнітного випромінювання у вигляді лазера, систему формування лазерного променя з можливістю сканування, приймачі випромінювання, блок обробки інформації та відображення на дисплеї, який відрізняється тим, що система формування лазерного променя виконана у вигляді оптики, що перебудовується, з примусово змінюваної кривизною елемента, що перебудовує випромінювання, блоком управління і приводом.
3. Комп'ютерний томограф за п. 2, який відрізняється тим, що оптика, що перебудовується, з примусово змінюваною кривизною перебудовує випромінювання елемента виконана у вигляді дзеркала.