DE3637549A1 - Messgeraet zur pruefung der dielektrischen eigenschaften biologischer gewebe - Google Patents
Messgeraet zur pruefung der dielektrischen eigenschaften biologischer gewebeInfo
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Description
Beim Auftreffen elektromagnetischer Wellen auf Haut, Schleimhaut
oder andere Organoberflächen wird ein Teil der eingestrahlten
Energie absorbiert, ein Teil wird reflektiert. Die reflektierte
Energiemenge hängt ab von den dielektrischen Eigenschaften des
untersuchten Objektes und der verwendeten Frequenzen.
Lit. hierzu:
Stüttgen G. , Flesch U.: Dermatologische Thermographie. Abb. 2.16.
Weinheim, Deerfield Beach, Florida; Basel. Edition Medizin 1984.
Bei konstanter Frequenz hängt der reflektierte Energieanteil
direkt von den dielektrischen Eigenschaften des untersuchten
Materials ab. Durch Wahl einer geeigneten Frequenz kann die Tiefe
bestimmt werden, bis zu der hin diese Dielektrizitätseigen
schaften gemessen werden sollen.
Sichtbares Licht und Infrarot sind wegen der zu geringen Ein
dringtiefe für diese Meßaufgaben nicht geeignet.
Für die Untersuchung von Organoberflächen und deren Struktur
änderungen wird daher die Verwendung des Frequenzbandes von
ca. 10 GigaHertz eingeführt.
Die Erfindung bezieht sich auf die Konstruktion eines Meßge
rätes, mit dem man unter Verwendung dieses Frequenzbandes die
Oberflächeneigenschaften und die des direkt darunter liegenden
Gewebes durch Meßung der dielektrischen Eigenschaften charak
terisiert.
Angewendet soll das Gerät in der Allergologie zur objektiven
Erfassung von Hauttestreaktionen bei Mensch und Tier, außerdem
in der Dermatologie zur Messung der Hautbeschaffenheit unter
normalen und pathologischen Bedingungen und zur Messung ihrer
pharmakologischen Beeinflussung. In der Angiologie können mit
dem Gerät Strömungsmessungen oberflächlich verlaufender Blut
gefäße durchgeführt werden. In der Ophthalmologie können mit
dem Gerät Messungen des Augeninnendrucks erfolgen, wobei die
berührungslose Messung von besonderem Vorteil ist.
Die von einem Generator gelieferten Mikrowellen werden über
einen Hohl-Leiter oder Fest-Leiter auf das zu untersuchende
Objekt gestrahlt. Ein zweiter Leiter nimmt einen definierten
Teil der reflektierten Mikrowellen auf und führt sie einem
Meßgerät zu. Da für die Meßung nur geringe Energiemengen er
forderlich sind und die Meßung berührungslos erfolgen kann,
wird das Meßobjekt durch den Meßstrahl nicht beeinflußt.
Claims (14)
1. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß elektro
magnetische Wellen im Frequenzbereich von ca 10 GHz bis
ca 100 GHz auf das zu untersuchende Gewebe gestrahlt werden
und aus der reflektierten Energie oder Teilen davon auf
die dielektrischen Eigenschaften des Gewebes geschlossen
wird.
2. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeu
gung der Mikrowellen sowohl klassische Bauelemente infrage
kommen wie auch Halbleiterbauteile, z. B. Gunn-Dioden oder
Impatt-Dioden oder ähnliche. Als Detektoren dienen Bolo
meter oder Dioden. Der Schaltungsaufbau kann konventionell
mit Fest- oder Hohl-Leitern erfolgen oder in Mikrostreifen
technik.
3. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät ein
elektrisches Ausgangssignal liefert, das einer elektronischen
Datenverarbeitungsanlage zugeführt wird, welche einmalig oder
fortlaufend Ist- und Soll-Wert vergleicht und mit weiteren
Daten verknüpft und das Ergebnis speichert und ausdruckt.
4. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät
im Bereich der Allergologie Hauttest-Reaktionen objektiv
meßbar macht.
5. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß damit bei
Wahl einer geeigneten Frequenz der Augeninnendruck berührungs
los gemessen werden kann.
6. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß durch ge
eignete Frequenzwahl Strömungsmessungen in oberflächlich
verlaufenden Blutgefäßen erfolgen können.
7. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz
des Oszillators wahlweise fest oder aber variabel eingestellt
werden kann, so daß mit einem einzigen Gerät unterschiedliche
Meßaufgaben durchgeführt werden können.
8. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften biolo
gischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieabgabe
des Oszillators durch Vorschalten eines Abschwächers regelbar
ist.
9. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßung
einmalig oder fortlaufend (dynamisch) erfolgen kann.
10. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung
aufgrund der starken Bündelung der verwendeten elektro
magnetischen Strahlung berührungslos erfolgen kann.
11. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß die geome
trische Anordnung von biologischem Gewebe, Meßstrahl und
reflektiertem Strahl fest vorgegeben werden kann oder
variabel ist.
12. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß durch
Wahl verschiedener Meßpunkte im Abtastverfahren eine
Fläche bildlich dargestellt werden kann.
13. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß durch
Wahl verschiedener Frequenzen und damit unterschiedlicher
Eindringtiefen nicht nur ein flächenhaftes, sondern auch
ein dreidimensionales Bild der untersuchten Strukturen
möglich ist.
14. Meßgerät zur Prüfung der dielektrischen Eigenschaften
biologischer Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle
der Verwendung von Hohl-Leitern der zum Empfänger führende
Hohl-Leiter vom Sende-Hohlleiter unabhängig ist oder aber
daß Sende- und Empfangs-Hohlleiter durch das elektrische
Feld gekoppelt sind.
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