Приветствую коллег !
Есть необходимость измерять температуру в глубинных слоях кожи.
Проникающее вмешательство исключенно. Только дистанционно.
Думаю в сторону пирометров, но есть немало вопросов по этой теме.
Очевидно, что необходимо подобрать сенсор или фильтр, настроенный на длину волны с наибольшим проникновением в ткани тела.
Если не ошибаюсь, что то около 2µm. Это уточню.
Но тут же возникает вопрос, как отсечь или уменьшить влияние излучения поверхности кожи ?
Оптическая фокусировка ?

Какие есть идеи или возможно уже опробованные варианты на эту тему ?

Считаю эту затею абсолютно утопичной. Никакие фильтры тут не помогут. Представьте себе нагретое тело, которое Вы можете наблюдать со стороны. Всё что Вам доступно для восприятия - температура поверхности. Как собираетесь узнать о температуре внутри?

Насколько помню - использование СВЧ-излучения см и дм диапазонов.

"Созданный в НИРФИ радиотермометр на волну 30 см уже несколько лет используется в клиниках Горьковского медицинского института им. С.М.Кирова для медико-диагностических исследований."
Это еще в те годы.
Поновее:
http://www.library.biophys.msu.ru/gettext?Serial=76374

TSerg , уже что то, благодарю.
Правда технической информации по способу сканирования ничтожно мало.

Если речь идет об относительных измерениях, то думается, применимо УЗИ. Температура заметно влияет на скорость распространения ультразвука.

Точнее, нет совсем. О какой бы длине волны излучения ни шла речь, я совершенно не представляю, как можно определить, с какой глубины тела оно испускается.
Если бы мы имели некую неравномерно нагретую поверхность, покрытую изолятором, то по интенсивности излучения, пробившегося через этот изолятор, можно было бы говорить о профиле температур на той самой двумерной плоскости. Но если профиль на внешней, видимой поверхности - иной, только его мы и можем наблюдать. И нет никаких волн, характерных своим глубинам.

Это же элементарно, эффект Доплера никто не отменял. Чем глубже находится источник излучения, тем сильнее оно (излучение) будет промодулировано кровеносными пульсациями по сосудам тела, Фурье-анализ рулит.

Куда он рулит? Причём тут кровеносные пульсации? Речь идёт об измерении температуры на разной глубине. Предложите рабочий способ по анализу излучения. Вот есть точка на поверхности, есть под ней, скажем, на глубине 1мм, и третья - на глубине 2мм. Даже если между второй и третьей проходит кровеносный сосуд - какой Доплер нам тут поможет?

Кому надо - вполне может обратиться по ссылке в ИРЭ РАН.

Как мне кажется, если точки на глубине 0, 1 и 2 мм имеют разную температуру, то между ними должен начаться теплообмен, который приведет к выравниванию температур.

Верно, но речь идет о некой квазистатической ситауции, когда есть градиент температуры, поддерживаемый разными источниками. Автору видимо этот градиент и нужно просканировать.

Вероятно, речь шла об акустотермографии. Для определения пространственного распределения температур, используют решетки датчиков

Я поясню, цель сабжа.
Кожа облучается инфракрасным лазерным излучением, такой длинной волны, которая проникает в глубь тела, с целью прогрева. Фокус оптической системы находится на 2-3мм ниже уровня поверхности кожи.
Излучение непрерывное, но допустим раз в секунду, излучение прерывается на какое то время для измерения температуры.
Облучение ведётся на площади примерно 5х10смю Оптика формирует поле из спотов (d 5mm) с сеткой примерно 10мм
Я размышлял, по поводу принципа измерений, радиочастотный представляется мне достаточно сложным, как по реализации, так и по эффективности, применительно к ничтожной глубине требуемого измерения.
Думаю можно измерить разницу температур основываясь на интенсивности свечения нагретого тела на разных длинах волн.
Та длинна волны, что не проводится тканями тела - температура поверхности, та, которая проникает - температура тканей. Представляется затруднительным сужение "окна" длин волн регистрируемого излучения пирометром.
Как то так. Покритикуйте.

зы. Опыт работы с пирометрами есть, правда в достаточно простых, с точки зрения применяемых технологий, измерений.

Да, еще одно не маловажное дополнение. Оптическая часть закрыта кристалом сапфира, прилегающим напрямую к коже пациента.
Он будет охлажден до температуры приблезительно 15 град. Цельсия. Это необходимо для получения нужного терапевтического эффекта.
Так что, можно сказать температура непосредственно поверхности известна.

Вам уже ответили - пирометр видит распределение температур излучающей поверхности. Результаты Ваших экспериментов свидетельствуют об обратном?
Сапфир непрозрачен в дальней ИК области. Там обычно применяют германий или кремний. Насколько знаю, биологические ткани, в оптической области, имеют окно прозрачности 0,65 - 1,2 мкм. Более длинноволновое излучение поглощается водой, присутствующей в тканях.

Экспериментов пока не проводил. Интересуют теоретические рассуждения и существующие решения. Если они есть конечно.

Может быть, просто наложить на кожу теплоизоляционный материал, чтобы температура ее поверхности уровнялась с подкожной температурой? Ведь кожа не сама же себя согревает, а за счет теплоты внутренних тканей. А, значит, если испарение+конвекцию+излучение от кожного покрова прекратить, изолировав его от внешней среды, то его температура станет точно такой же, как и в подкожном слое. А дальше измеряется обычными средствами, даже медицинским градусником.

В статье, ссылку на которую привел ранее, фигурирует работа аналогичной тематики- detection of thermal acoustic radiation from laser-heated deep tissue


Припоминаю нечто похожее- пленка жидкокристаллического термоиндикатора. К примеру
Известны еще со времен СССР.

Xenia, SNGNL, Весь вопрос в методе совместимом с описанным в этом посте процессе.

Смутило "acoustic", я нашел несколько вариантов основанных на УЗИ технологиях. Громоздко и технически трудносовместимо с головкой лазерного прогрева.

Что касается прозрачности сапфира, то в принципе перед датчиком можно сделать вставку из любого материала. Для оптики пирометра.
Думаю надо поексперементировать. Ведь облучить на нужную глубину я могу, значит чисто логически возможно и обратное считывание.

А если всю полусферу над поверхностью ограничить тонкой оболочкой для ограничения массопереноса воздуха (сапфир тоже будет этой оболочкой) по этой полусфере разместить термодатчики и решить обратную задачу (по времени естественно) теплопереноса? ИМХО, если я правильно понимаю постановку, задача решаемая, так как одна моя аспирантка похожие задачи лет 10 назад решала.

ТС: Адиль, я твой телефон посеял, так бы позвонил бы пообсуждал бы, сам меня наберешь, если мой помнишь? Или в личку пиши, созвонимся.

Привет Ильгиз, обязательно позвоню, спасибо ))