Модуляційна оптична радіометрія в медико-біологічних застосуваннях

Introduction. Radiometric methods and devices of the radio frequency spectrum that are characterized by highsensitivity, are increasingly used in various fields of science and technology for measuring, monitoring and evaluating the parameters of weak signals. To a lesser extent, radiometry is used in optics, despite its significant potential capabilities. The purpose of this study is to create affordable high-sensitivity optical modulation radiometers (OMR) and to consider possible options for their application in medicine, biological research and materials science.Main part. In the article the possibilities of modulation-switching transformation for construction of high-sensitivity radiometric devices of optical range and variants of their use in medicine, biological researches and materials science are considered. The original schemes of optical modulation radiometers (OMR) in combination with light therapy devices are developed, which extends their capabilities and improves the efficiency of treatment technologies. The scheme of the photometric radar meter for the location of poorly transparent materials is considered and the results of experimental studies of samples of biological tissues of plant and animal origin, as well as the interaction of the light flux of different wavelengths with the human body tissues (hand) are given.Conclusions. The possibilities of switching-modulation transformation for construction of circuits of optical radiometers provide:1. Significant simplification of structural schemes and the process of measuring the intensity of optical signals, in connection with the use of optoelectronic elements and absence of optical-mechanical components of the measuring path.2. Extension of the functional capabilities of radiometric equipment in the field of light therapy and medical-biological studies of poorly transparent materials.Рассмотрены возможности модуляционно-коммутационного преобразования для построения высокочувствительных радиометрических устройств оптического диапазона и варианты их использования в медицине, биологических исследованиях и материаловедении.Приводятся оригинальные схемы оптических модуляционных радиометров (ОР) в сочетании с устройствами для светотерапии, что расширяет их возможности и повышает эффективность технологий лечения.Рассмотренная схема фотометрического радарного измерителя для локации слабо прозрачных материалов и приводятся результаты экспериментальных исследований образцов тканей растительного и животного происхождения, а также взаимодействие светового потока различной длины волн с тканью руки человека.Модуляційна радіометрія широко використовується в радіотехнічних вимірюваннях, забезпечуючи високу чутливість визначення інтенсивності, яка для шумових сигналів може сягати 1∙10─21─1∙10─22 Вт/Гц. В статті приводяться відомості щодо використання низькоінтенсивних оптичних сигналів, з інтегральною потужністю 1∙10─9─3∙10─12 Вт для терапії, діагностики та поглиблених медико-біологічних досліджень. Авторами розглянуто можливості модуляційно-комутаційного перетворення для побудови високочутливих радіометричних пристроїв оптичного діапазону та варіанти їх використання. Розглянуто схему оптичного радіометра та алгоритм перетворення сигналів з компенсацією шумів радіометричного каналу. Приводяться оригінальні схеми оптичних модуляційних радіометрів (ОМР) в поєднанні із пристроями для світлотерапії, що розширює їх можливості та підвищує ефективність технологій лікування, в тому числі пристрій для визначення дози поглинутої енергії в процесі проведення світлотерапії й автоматизована радіометрична система із оцінкою поглинання світлового потоку та використанням зворотного зв’язку з об’єктом опромінення. Розглянуто схему фотометричного радарного вимірювача (спектроаналізатора) для локації слабко прозорих матеріалів, приведено результати експериментальних досліджень зразків біотканини рослинного і тваринного  походження, а також взаємодію світлового потоку різної довжини хвиль з тканиною руки людини. Авторські технічні рішення затверджені патентами України. Експериментально показано, яким чином наявність кольорового пігменту в зразках біотканини змінює форму оптичної спектрограми, що може використовуватися для побудови нових методів та засобів фотоаналізу та діагностики