Радиотеплокация сильнопоглощающих сред

Троицкий, Роман Всеволодович

Радиотеплокация сильнопоглощающих сред тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Троицкий, Роман Всеволодович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Нижний Новгород МЕСТО ЗАЩИТЫ

1998 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Радиотеплокация сильнопоглощающих сред»

Автореферат диссертации на тему "Радиотеплокация сильнопоглощающих сред"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАДИОФИЗИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ

На правах рукописи Троицкий Роман Всеволодович

РАДИОТЕПЛОЛОКАЦИЯ СИЛМЮИОГЛОЩАЮЩИХ СРЕД

Специальность 01.04.03 Радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Нижний Новгород, 1998

Работа выполнена в научно-исследовательском радиофизическом институте

Научные руководители: доктор физико-математических наук

К. П. Гайкович

доктор физико-математических наук, профессор

К. С. Станкевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор

A. Г. Кисляков кандидат физико-математических наук

B. Д. Кротиков

Ведущая организация: Институт радиотехники и электроники РАН

Защита состоится " (ХРл^р^пЛ 1998 г. в ^ час. ¿?£?мин. на эованн ~~ ™ ■

заседании специализированного совета Д 064.05.01 при Научно-исследовательском радиофизическом институте (НИРФИ) по адресу: 603600, г. Нижний Новгород, ул. Большая Печерская, 25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИРФИ. Автореферат разослан "3 " H&fSjO1998 г.

Ученый секретарь диссертационного л,

совета, кандидат физ.-мат. наук, с.н.с /у^-2^^/ E.H. Виняйкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: В последние годы интенсивно развивается радиометрическое зондирование (радиотеплолокация) природных сред с различными поглощающими свойствами. Одной из актуальных проблем является развитие методов дистанционного зондирования сильнопогло-щающих сред, которые характеризуются значительным поглощением на расстояниях, сравнимых с длиной электромагнитной волны. Применительно к микроволновому диапазону к таким средам относятся вода, грунт и биологические ткани.

Целью дистанционного зондирования подстилающих поверхностей обычно является получение оперативной и надежной информации о динамике таких величин, как температура, степень взволнованности морской поверхности, направление и скорость приводного ветра, толщина ледяного и снежного покрова, температура, влажность и засоленность почвы, скорость прироста биомассы естественной растительности и посевов, характер растительности и лесов, наличие и локализация антропогенных загрязнений. Все перечисленное определяет и области применения дистанционного зондирования: метеорология, океанология, сельское и лесное хозяйство, экология.

В диссертационной работе исследовано восстановление подповерхностного температурного профиля, что в значительной мере расширяет возможности применения дистанционного зондирования. Так, суточная и сезонная динамика температурного профиля и глубины промерзания почвы являются важными при планировании работ в сельском хозяйстве, оценке пригодности почв для засева теми или иными культурами, прогнозировании урожая. Приповерхностная температура и ее динамика - определяющие метеорологические показатели теплообмена в системе атмосфера-збмные покровы - оказывают по современным представлениям большое влияние на формирование погодных условий. На возможность и важность радиометрического зондирования температурного профиля подстилающей поверхности было обращено внимание в работах К. Я. Кондратьева и Е. А. Шаркова, однако экспериментальных результатов получено не было из-за невозможности достаточно точного учета влияния всех факторов, определяющих радиотемпературу подстилающей поверхности и из-за сложности ее измерения с необходимой точностью.

формации о распределении температуры кожных покровов по излучению в ИК-диапазоне уже относительно давно заняло прочное место при диагностике целого ряда заболеваний. В отличие от него подповерхностное температурное зондирование позволяет в зависимости от диэлектрических свойств тканей "заглянуть" на глубину 3-7 см. С помощью радиотермометрии можно различить локальные изменения температуры внутри тела, экранированные слоями тканей с сильным кровотоком, недоступные для тепловидения.

Еще более важным представляется применение контактной радиотермометрии для контроля за процедурой терапевтической гипертермии. Гипертермия, т.е. искусственный нагрев тела человека или отдельных его участков вот уже около 20 лет активно используется для лечения ряда заболеваний, прежде всего в онкологической практике. Для достижения максимального терапевтического эффекта процедуры необходимо уложиться в весьма узкие температурные, а при локальной гипертермии и в пространственные рамки нагрева. Восстановление профиля глубинной температуры тканей теоретически изучалось в ряде работ. Однако предложенные методы позволяли получить лишь усредненные дискретные значения температуры в каждом из слоев тканей. Такой подход ограничивает применение метода в диагностике и затрудняет его использование для контроля уровня нагрева при локальной гипертермии. Вышеизложенное свидетельствует об актуальности постановки и решения задач диссертационной работы.

Цели работы:

Целями настоящего исследования являются экспериментальное обоснование, разработка и практическая реализация дистанционного радиометрического метода восстановления температурного профиля подповерхного слоя водной среды, грунта и биологических тканей.

Для достижения данных целей необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать методы устранения основных помеховых факторов в процессе измерения радиоизлучения сильнопоглощающих сред.

2. Экспериментально обосновать постановку задачи в терминах теории переноса излучения для биологических тканей

3. Выполнить экспериментальные исследования теплового микроволнового излучения исследуемых сред.

4. Получить адекватную физическую интерпретацию данных.

В соответствии с поставленными задачами исследование проводилось в нескольких направлениях. Лабораторные и натурные измерения

подстилающих поверхностей выполнены в НИРФИ и на его полигонах, а клинические испытания -на базе кафедры онкологии НГМИ и Нижегородского городского онкологического диспансера.

Научная новизна работы.

1. Разработан метод компенсации коэффициента отражения с помощью отражающего экрана.

2. Разработана методика многоволновых высокоточных измерений радиояркостной температуры водной среды с учетом особенностей калибровки по самой среде при сохранении геометрии измерений.

3. Проведены лабораторные и натурные спектральные измерения водной поверхности и промерзшего грунта в зимних условиях. По результатам измерений осуществлено восстановление температурных профилей.

4. Разработана методика и показана эффективность одноканального контроля температуры при внутриполостной гипертермии. Проведены измерения радиояркостной температуры тканей организма на трех длинах волн, на основании которых получены результаты по восстановлению температурного профиля методом А. Н. Тихонова. Разработан модельный метод восстановления температурного профиля биологической ткани.

Практическая значимость работы.

1. Разработанные методы компенсации отражения позволяют осуществлять высокоточное измерение радиояркостной температуры водной среды и грунта.

2. Разработанные методики измерений позволяют определять с помощью радиометрического зондирования такие важные физические величины, как профиль температуры водной поверхности и грунта, а также глубину промерзания последнего.

3. На основе полученных данных о возможностях определения градиента температуры грунта предложен способ определения мест утечек тепла в подземных теплопроводах, наиболее эффективный в зимних условиях.

4. Определение профиля температуры биологических тканей позволяет проводить раннюю диагностику ряда заболеваний, связанных с поражениями нервной системы, воспалительными процессами, нарушениями периферического кровообращения.

5. По результатам мониторинга локальной СВЧ-гипертермии выявлена необходимость регулировки дополнительного параметра управления - температуры охлаждающей жидкости- для достижения оптимального распределения температуры с учетом глуЬины залегания опухоли.

6. Показана адекватность одноканального радиометрического мониторинга температуры при внутриполостной СВЧ-гипертермии. По его результатам рекомендовано уменьшить мощность облучения.

Апробация результатов работы

1989), на I Всесоюзном симпозиуме "Гипертермия в онкологии" (Минск,

1990), на Всесоюзной конференции "Дистанционное зондирование аг-ропочвенных и водных ресурсов" (Барнаул, 1990), на XXIII и XXIV Генеральных Ассамблеях Международного Радиосоюза (URSI) (Прага, 1990, Киото, 1993), на Международном симпозиуме по наукам о Земле и дистанционному зондированию IGARSS-9I (Espoo, Finland, 1991), на 11-ой научной конференции "Применение дистанционных радиофизических методов в исследовании природной среды (Муром, 1992).

Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 21 печатной работе и трудах симпозиумов и конференций^

Объем работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения и содержит 51 страницу текста, 30 рисунков, библиографию из 118 названий. Общий объем работы -90 страниц.

Положения, выносимые на защиту.

1. Разработаны методы высокоточного измерения яркостной температуры природных сред в СВЧ-КВЧ-диапазонах, основанные на компенсации отражения и калибровке по самой среде. По одно - и многоканальным радиометрическим измерениям исследована структура приповерхностной температурной неоднородности водной среды и динамика ее теплобмена с воздухом при возникновении ветра Осуществлен радиометрический мониторинг профиля температуры температурно-стратифицированной водной среды при распространении в ней внутренних волн.

2. Предложены и апробированы методы измерения теплового радиоизлучения грунта применительно к задачам термического зондирования. По многочастотным измерениям выполнен мониторинг суточной динамики температурного профиля грунта и птока тепла через поверхность в летних условиях. На основе радиометрических измерений получены даные о динамике глубины промерзания грунта в зимних условиях, предложены методы ее дистанционог определения.

3. Разработаны методы определения температурного профиля биологических тканей. Точность модельного метода исследована на физической модели тканей и в условиях клиники по данным двухчастотных измерений яркостной температуры. Выполнены трехканальные измерения динамики яркостной температуры тканей при проведении СВЧ-гипертермии. Соответствующее распределение их нагрева по глубине восстановлено на основе решения обратной задачи методом Тихонова Доказано, что даже при одноканальном мониторинге внутриподостной гипертермии данные радиометрического измерения температуры тканей имеют преимущество по сравнению с прямыми измерениями.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы исследования, сформулированы его цели и задачи, научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе представлен обзор литературы, посвященной радиометрическому зондированию сильнопоглощающих сред и их электродинамическим свойствам, которые определяют особенности радиотепло-локации. Здесь же приводится математическая постановка задачи восстановления температурного профиля по данным многочастотной ра-

диометрии, обсуждаются методы ее решения, а также требования к точности измерений яркостной температуры.

Во второй главе рассматриваются методы повышения точности радиометрических измерений и некоторые результаты зондирования температурного профиля водной среды. В первом параграфе представлен предложенный в настоящей работе метод уменьшения влияния коэффициента отражения при радиометрических измерениях яркостной температуры поверхности воды с небольших (до метров) расстояний. Известно, что яркостная температура (Тя) плоской поверхности при измерении в среде без поглощения связана с температурой этой поверхности(То) выражением ТЯ=Т()(1-К), где Я - коэффициент отражения, описываемый формулами Френеля. Показано, что с помощью отражающего экрана, при переотражении части излучения в системе экран-поверхность величина Тя может быть увеличена до значения Тд(1-Яп). Получены количественные соотношения п с размером экрана, расстоянием между экраном и излучающей поверхностью, диаграммой направленности и длиной волны приема В экспериментах по измерению радиоизлучения воды в кювете продемонстрировано хорошее согласование результатов с теоретическим описанием. Полученные в процессе исследований значения п достигали 2-3, что фактически позволяет повысить чувствительность приемной системы к измеряемой температуре.

В п.2.2. рассмотрено моделирование вертикальных тепловых неод-нородностей водной среды в кювете и особенности многочастотного измерения ее радиояркостной температуры. Восстановленные по данным радиометрии профили температуры водной среды сравниваются с результатами прямых измерений. Для моделирования вертикальной температурной неоднородности на поверхность пресной воды в кювете наплавлялся более теплый слой воды. Прямые измерения показали высокую воспроизводимость динамики температурного профиля при наблюдении диффузии тепла в данном случае. Радиояркостная температура измерялась на длинах волн 3, 9 и 13 см.

Благодаря использованию самой перемешанной водной среды в кювете под лавсановой пленкой в качестве теплового эталона излучения и методике экранировки точность измерения радиотемпературы удалось довести до 2-3% от величины температурной неоднородности. Сравнение результатов восстановления динамики теплового профиля искусственной температурной неоднородности по радиометрическим данным с результатами прямых измерений позволило сделать вывод о высокой

достоверности радиометрического метода и приступить к исследованию естественных температурных неоднородностей.

Получен профиль приповерхностной температуры открытой водной среды в кювете (по измерениям на длинах волн 0.8, 3 и 9 см) в зависимости от наличия ветра. Выбор более коротких длин волн измерения связан с меньшей толщиной естественных температурных неоднородностей.

В п.2.3. исследовались возможности наблюдения динамики температурного профиля водной среды при распространении в ней внутренних волн. Последние возбуждались волнопродуктором в температурно-стратифицированной пресной водной среде. Измерения осуществлялись на длинах волн 9, 18 и 30 см с помощью контактных антенн и прямыми методами на фиксированной глубине. Сравнение показало хорошее совпадение результатов. Наблюдалось увеличение периода колебательного изменения температуры по мере остывания воды в кювете. Оценки величины периода Брента-Вяйсяля показывают, что период колебаний температуры воды в процессе распространения внутренних волн превышает критический, как и предписывает теория. Величина погрешностей при интерпретации величины радиояркостной температуры при этих измерениях на 20-30% выше, чем в п.2.2, однако возможность радиометрического мониторинга внутренних волн показана достаточно убедительно.

В п.2.4 изучалась динамика теплообмена по измерениям в диапазоне 5 мм и контактным измерениям. Получены данные о величине теплового потока и профиля температуры в модели диффузного теплопереноса в тонком приповерхностном слое воды.

Наблюдалось изменение характера теплообмена (переход от диффузного к конвективному) при турбулизации воздуха над поверхностью воды.

В третьей главе рассматривается температурное зондирование почв и грунтов. В п.3.1 описываются особенности калибровки приемной аппаратуры при радиометрическом зондировании этих объектов. В отличие от водной среды калибровка по объекту измерения здесь невозможна из-за сложностей, связанных с необходимостью его однородного прогрева. Использование для калибровки черных тел приводит к некоторому увеличению погрешностей по сравнению с главой 2.

В п.3.2 описаны измерения радиотемпературы сухих почв в летних условиях и результаты восстановления профилей их температур. Измерения проводились на Карадагском полигоне НИРФИ на длинах волн 0.8, 3, 9 и 13 см. Полученные профили сравнивались с данными, полученными из решения уравнения теплопроводности при известной исто-

рии температуры поверхности. Наблюдалось хорошее согласование профилей. В результате непрерывных измерений удалось отследить особенности суточной динамики профиля температур, в частности ночное радиационное выхолаживание и дневной солнечный прогрев.

В п.3.3 исследованы возможности восстановления профиля температуры почв и грунтов в зимних условиях. Поскольку величина поглощения и ее вариации здесь существенно меньше, чем в случае сухих почв, глубина зондирования доходит до 1 м, что позволяет определить величину промерзания. Рассмотрены одноволновый и двухволновый методы определения промерзания и проведено сравнение их точностей. Приводятся реальные восстановленные профили температуры вместе с данными прямых измерний.

В главе 4 рассмотрены результаты, связанные с радиотермометрией живых биологических тканей. В п.4.1 на физической модели проведено исследование применимости методов восстановления температурного профиля при измерениях радиотемпературы с помощью контактных антенн. Описывается установка, созданная для моделирования кусочно-однородного профиля температуры, в которой биологические ткани заменяются близкими к ним по поглощающим свойствам водой (моделирующей кожно-жировые ткани) и физиологическим раствором (моделирующим мышцы). Получены зависимости радиояркостной температуры на длинах волн 9 и 30 см от температуры второго (физиологический раствор) слоя. Вместе с зависимостями радиояркостной температуры от толщины первого слоя (вода) эти данные позволяют сделать вывод о возможности интерпретирующих измерений радиотемпературы тканей

В п.4.2 разработан модельный метод восстановления температурного профиля биологических тканей. Профиль при этом предполагается известной функцией двух-трех неизвестных параметров. По измерениям температуры поверхности и радиотемпературы на двух длинах волн параметры далее определяются в модели двух- трехслойной по диэлектрическим параметрам среды. Изучено влияние точности определения величины поглощения и толщины слоя на точность восстановления рапаметров. Проведены экспериментальные исследования по восстановлению глубинного профиля температуры у кошки и человека (в условиях клиники). Отмечается хорошее согласование восстановленных профилей с данными одновременных прямых измерений.

В п.4.3 исследуются возможности восстановления более сложных немонотонных профилей температуры биологических тканей, возникающих, например, при их искусственном нагреве - гипертермии. Ком-

пьютерное моделирование восстановления методом Тихонова показало, что в этом случае необходимо увеличение колическтва длин волн измерения по крайней мере до трех.

Экспериментальные исследования на длинах волн 9, 30 и 60 см проводились в условиях клиники во время процедуры локальной электромагнитной гипертермии злокачественных новообразований. По результатам измерений выработаны некоторые практические рекомендации по режимам проведения гипертермии.

В п.4.4 описано применение радиометрического мониторинга температуры при внутриполостной гипертермии. Произведено исследование электромагнитной совместимости штыревой антенны установки для локальной гипертермии "Плот", работающей в диапазоне 915 мГц (Х=32 см) с приемной антенной радиометра на длину волны 9 см. Учтены поправки к измеряемой этим радиометром яркостной температуре, связанные с поглощением в слое охлаждающей жидкости антенны. Результаты радиометрического измерения температуры во время гипертермии оказались на несколько градусов выше данных прямых измерений, проводившихся в доступных точках. Однако последующие наблюдения за больными показали, что именно радиояркостная температура отражала действие гипертермии более точно, это объясняется усиленным по сравнению с опухолью кровотоком тканей в доступных для прямых измерений точках. В этой связи рекомендовано понизить мощность излучения при проведении гипертермии, а контроль температуры осуществлять, по возможности, методом радиометрии.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

1. Разработан и проверен метод высокоточного определения яркостной температуры собственного теплового излучения водной среды и грунта, основанный на исключении влияния отражения и стабилизации фонового излучения с помощью измерений под плоским металлическим экраном с использованием самой водной среды в качестве калибровочного тела. По измерениям с помощью этого метода яркостной температуры водной среды в диапазонах 0,5; 0,8; 3; 9; 13; 30см, показана его применимость для решения ряда задач дистанционного зондирова-ния.Осуществлено зондирование профиля температуры в тонком ( до 1см) приповерхностном слое воды.В лабораторных условиях проведен мониторинг внутренних волн в температурно стратифицированной вод-

ной среде.Определены показатели динамики ее энергообмена с воздухом при возникновении ветра.

2. Предложены и апробированы в натурных условиях методы изме--рения-тепловаго-радиоизлучения-грунта-для-решения^адач-термическо-го зондирования, По измерениям на длинах волн 0,8; 3; 9; 13 см осуществлен мониторинг суточной динамики температурного профиля подповерхностного слоя грунта и потока тепла через поверхность. По результатам зондирования промерзшего грунта предложен радиометрический метод определения глубины промерзания.

3. Разработан модельный метод определения температурного профиля биологических тканей по данным радиометрических измерений с применением контактных антенн. Точность метода исследована на физической модели двуслойных тканей и в клинических условиях при измерениях на длинах волн 9 и 30 см.Показано,что данные зондирования в диапазонах 9, 30, 60 см позволяют с хорошей точностью восстанавливать температурные профили в тканях при их СВЧ гипертермии.

4. Предложен метод мониторинга температуры нагреваемых тканей при проведении внутриполостной гипертермии. Исследована совместимость антенной системы гипертермической установки, работающей в диапазоне 33 см с приемной радиометрической аппаратурой на длину волны 9 см. В клинических условиях показано преимущество однока-нального радиометрического контроля за гипертермией по сравнению с прямыми измерениями. По полученным данным существенно скорректирована методика ее проведения.

Основным итогом работы автор считает разработку совокупности методов измерения теплового излучения сильнопоглощающих сред, которые составили основу нового, перспективного направления подповерхностной радиотермометрии, некоторые результаты которой также представлены в диссертационной работе.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации

1. Густов A.B., Сизьмина Л.К., Рахлин В.Л., Троицкий Р.В. Методы, аппаратура и перспективы неинвазивного измерения глубинной температуры биологических объектов // Тез.докл.Всесоюзной конференции "Тепловидение в медицине". Киев.1984. с.10.

2. Плечков В.М., Пугачев В.Ф., Боровикова И.В., Оладышкина А.И., Селивановский С.М., Троицкий Р.В. Радиотермометрия злокачественных опухолей при их СВЧ-гипертермии // Сб.докл. Всесоюзной конфе-

ренции "Методические вопросы определения температуры биологических объектов радиофизическими методами". М.: Изд-во ИРЭ АН СССР. 1985. С. 56-60.

3. Троицкий B.C., Аранжереев В.А., Густов A.B., Оладышкина А.И., Сизьмина Л.К., Троицкий Р.В., Цейтлина В.Н. Измерение глубинного профиля биообъектов по их собственному тепловому излучению // Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1986. № 1. С. 62-68.

4. Троицкий B.C., Густов A.B., Рахлин B.J1., Сизьмина Л.К., Плеч-ков В.М., Троицкий Р.В. СВЧ-термография, состояние и перспективы // "Вопросы медицинской электроники". Таганрог, 1986. Вып. 6. С. 117119.

5. Гайкович К.П., Резник А.Н., Сумин М.И., Троицкий Р.В. Определение температурной стратификации поверхностного слоя воды по его радиоизлучению в СВЧ-диапазоне // Тез. докл. II Всесоюзной школы-симпозиума по распространению миллиметровых и субмиллиметровых волн в атмосфере, воде и грунте. Фрунзе: Илим., 1986. С.123-126.

6. Пугачев В.Ф., Базанов B.C., Белов И.Ф., Плечков В.М., Румянцев А.Б., Троицкий Р.В. Радиотермометрия при внутриполостной гипертермии // Медицинская радиология. 1987. С. 77-78.

7. Гайкович К.П., Резник А.Н., Сумин М.И., Тройцкий Р.В. Определение профиля температуры поверхностного слоя воды по его радиоизлучению в СВЧ-диапазоне // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1987. №7. С. 761-768.

8. Гайкович К.П., Троицкий Р.В. Определение глубинного профиля тела человека методом много частотной радиотермометрии // Тез. докл. IV Всесоюзной конференции "Тепловизионная мед. аппаратура и практика ее применения". ТЕМП-88. Л., 1988. Ч. 2. С. 128-130.

9. Гайкович К.П., Сумин М.И., Троицкий Р.В., Определение глубинного профиля теапературы методом многочастотной радиотермометрии в медицинских приложениях // Изв. ВУЗов "Радиофизика". 1988. № 9. С. 1104-1112.

10. Гайкович К.П., Резник А.Н., Троицкий Р.В. Подповерхностное СВЧ-зондирование почвогрунтов // Тез. докл. школы-семинара "Непериодические быстропротекающие явления в окружающией среде. Томск, 1988. Ч.З. С. 146-148.

11. Гайкович К.П., Резник А.Н., Троицкий Р.В. Радиометрический метод определения подповерхностного профиля температуры и глубины промерзания грунта// Изв. ВУЗов. "Радиофизика". 1989. № 12. С. 1467-1474.

12. Гайкович К.П., Резник А.Н., Троицкий Р.В. Наблюдение внутренних волн в стратифицированной водной среде по многочастотным измерениям ее радиоизлучения // Тез. докл. III Всесоюзной школы-семинара Методы гидрофизических исследованшГтКалинград, 1У8У. Ч. ¿. (J. '¿Т.

13. Гайкович К.П., Резник А.Н., Троицкий Р.В. Подповерхностная радиометрия почвогрунтов // Тез. докл. III Всесоюзной школы-семинара по распространению миллиметровых и субмиллиметровых волн в атмосфере. Харьков. Изд-во ИРЭ АН УССР, 1989. С. 107-108.

14. Плечков В.М., Троицкий Р.В. Радиотермометрический мониторинг гипертермии // Тез. докл. II Всесоюзного симпозиума с международным участием "Гипертермия в онкологии". Минск, 1990. Ч. 2. С. 72-73.

15. Гайкович К.П., Резник А.Н., Троицкий Р.В. Определение подповерхностного профиля температуры почвы радиометрическим методом // Тез. докл. Всесоюзной конференции "Дистанционное зондирование агропочвенных и водных ресурсов". Барнаул. Изд-во Алтайского университета. 1990. С. 56-57.

16. Гайкович К.П., Резник А.Н., Станкевич К.С., Троицкий Р.В. Устройство для обнаружения мест утечки тепла в подземном теплопроводе // A.c. СССР. № 16349947. Бюллетень изобретений. 1991. № 10.

17. Гайкович К.П., Резник А.Н., Троицкий Р.В. Радиометрия динамики профиля температуры водной среды при прохождении внутренних волн // Изв. ВУЗов "Радиофизика". 1993. № 3-4. С. 216-222.

18. Gaikovich K.P., Reznik A.N., Troitsky R.V. Microwave Thermography in Medicine // The XXIII General Assambly of URSI. Abstracts. Prague. Chekhoslovakia. 1990. V. 1. P. 71.

19. Aleshin V.l., Plechkov V.M., Troitsky R.V. Microwave Radiometry for Temperature Imaging // The XXIV General Assambly of URSI. Abstracts - Kyoto. Japan. 1993. P. 534.

20. Троицкий A.B., Троицкий Р.В. Определение температуры поверхностной пленки воды по радиометрическим измерениям в линиях поглощения атмосферных газов // Тез. докл. II научной конференции "Применение дистанционных методов в исследованиях природной среды", Муром, 1992. Изд-во ИРЭ РАН. С. 43-44.

21. Gaikovich K.P., Troitsky R.V. // Dynamics of Temperature Profile, Heat and Mass Exchange through Air-Water Interface Measurements of Thermal Radioemission Evolution at 60 GHz.- IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing. 1998. V. 36. PP. 341-343.

Подписано в печать 21.10.1998. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Уел печ. л. 0,7. Заказ 1291. Тираж 100 экз.

Типография ННГУ. Н. Новгород, ул. Б. Покровская, 37.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Троицкий, Роман Всеволодович

Введение

Глава 1. Радиофизические свойства сильнопоглощающих сред и обенности формирования теплового излучения в СВЧ-диапазоне.

1.1 Общие особенности формирования теплового радиоизлучения сплошных сред.?

1.2 Радиофизические свойства водной среды

1.3 Радиофизические свойства грунта.

1.4 Электродинамические свойства биологических тканей.

1.5 Постановка задачи термического подповерхностного зондирования сильнопоглощающих сред и методы ее решения.

Глава 2 Температурное зондирование водной поверхности.

2.1 Методы компенсации влияния коэффициента отражения при измерениях радиоизлучения среды на малых расстояниях от границы раздела.

2.2 Лабораторное моделирование тепловых пленок на водной поверхности и восстановление их температурного профиля по многочастотНым измерениям яркостной температуры.

2.3 Радиометрические измерения динамики профиля температуры водной прохождении внутренних волн 2.4 Дийймикд. теп^опереноса через поверхность вода-воздухпо измерениям ее теплового излучения.

Глава 3. Измерение радиотемпературы грунтов и восстановление их температурного профиля.

3.1 Методические особенности измерений и решения обратной задачи.

3.2 Измерение суточной динамики профиля температуры сухих почв в условиях лета .».

3.3 Определение глубины промерзания почвы и подповерхностное температурное зондирование в зимних условиях

Глава 4 Радиотермометрия биологических тканей

4.1 Экспериментальное обоснование возможности определения профиля температуры в биологических тканях.

4.2 Восстановление температурного профиля в биологических тканях. Модельный подход.

4.3 Многочастотная радиотермометрия

4.4 Радиотермометрия при внутриполостной гипертермии.

Введение диссертация по физике, на тему "Радиотеплокация сильнопоглощающих сред"

В последние годы интенсивно развивается радиометрическое зондирование (радиотеплолокация) природных сред с различными поглощающими свойствами. Одной из актуальных проблем является развитие методов дистанционного зондирования сильнопоглощающих сред, которые характеризуются значительным поглощением на расстояниях, сравнимых с длиной электромагнитной волны. Применительно к микроволновому диапазону к таким средам относятся вода, грунт и биологические ткани. Именно они являются объектами исследования в данной работе.

Целью дистанционного зондирования подстилающих поверхностей обычно является получение оперативной и надежной информации о динамике таких величин, как температура [17], степень взволнованности морской поверхности, направление и скорость приводного ветра[2,8,103], толщина ледяного и снежного покрова [15], температура, влажность и засоленность почвы [79], скорость прироста биомассы естественной растительности и посевов [97], характер растительности и лесов [105,107], наличие и локализация антропогенных загрязнений [10]. Все перечисленное определяет и области применения дистанционного зондирования: метеорология, океанология, сельское и лесное хозяйство, экология [41].

В диссертационной работе исследовано восстановление подповерхностного температурного профиля, что в значительной мере расширяет возможности применения дистанционного зондирования. Так, суточная и сезонная динамика температурного профиля и глубины промерзания почвы являются важными при планировании работ в сельском хозяйстве, оценке пригодности почв для засева теми или иными культурами, прогнозировании урожая. Приповерхностная температура и ее динамика -определяющие метеорологические показатели теплообмена в системе атмосфера-земные покровы - оказывают по современным представлениям большое влияние на формирование погодных условий [41]. На важность зондирования температурного профиля подстилающей поверхности было обращено внимание в работах [46,77], однако экспериментальных результатов получено не было из-за невозможности достаточно точного учета влияния всех факторов, определяющих радиотемпературу подстилающей поверхности и из-за сложности ее измерения с необходимой точностью.

Вторым направлением исследования в настоящей работе является контактная радиотермометрия - получение информации о подповерхностной температуре тканей живых организмов, прежде всего человека по их собственному радиоизлучению. Тепловидение, т.е. получение информации о распределении температуры кожных покровов по излучению в ИК-диапазоне уже относительно давно заняло прочное место при диагностике целого ряда заболеваний [52]. В отличие от него подповерхностное температурное зондирование позволяет в зависимости от диэлектрических свойств тканей "заглянуть" на глубину 3-7 см [73,87]. С помощью радиотермометрии можно различить локальные изменения температуры внутри тела, экранированные слоями тканей с сильным кровотоком, недоступные для тепловидения.

Еще более важным представляется применение контактной радиотермометрии для контроля за процедурой терапевтической гипертермии [56]. Гипертермия, т.е. искусственный нагрев тела человека или отдельных его участков вот уже около 20 лет активно используется для лечения ряда заболеваний, прежде всего в онкологической практике [1,90]. Для достижения максимального терапевтического эффекта процедуры необходимо уложиться в весьма узкие температурные, а при локальной гипертермии и в пространственные рамки нагрева.

Восстановление профиля глубинной температуры тканей теоретически изучалось в ряде работ [20,94]. Однако предложенные методы позволяли получить лишь усредненные дискретные значения температуры в каждом из слоев тканей. Такой подход ограничивает применение метода в диагностике и затрудняет его использование для контроля уровня нагрева при локальной гипертермии. Вышеизложенное свидетельствует об актуальности постановки и решения задач диссертационной работы.

Цели работы:

Для достижения данных целей необходимо было решить следующие задачи:

3. Выполнить экспериментальные исследования теплового микроволнового излучения исследуемых сред.

4. Получить адекватную физическую интерпретацию данных.

В соответствии с поставленными задачами исследование проводилось в нескольких направлениях. Лабораторные и натурные измерения подстилающих поверхностей выполнены в НИРФИ и на его полигонах, а клинические испытания -на базе кафедры онкологии НГМИ и Нижегородского городского онкологического диспансера.

Научная новизна работы.

1. Разработан метод компенсации коэффициента отражения с помощью отражающего экрана.

4. Разработана методика и показана эффективность одноканального контроля температуры при внутриполостной гипертермии. Проведены измерения радиояркостной температуры тканей организма на трех длинах волн, на основании которых получены результаты по восстановлению температурного профиля методом А.Н.Тихонова. Разработан модельный метод восстановления температурного профиля биологической ткани.

Практическая значимость работы.

5. По результатам мониторинга локальной СВЧ-гипертермии выявлена необходимость регулировки дополнительного параметра управления температуры охлаждающей жидкости- для достижения оптимального распределения температуры с учетом глубины залегания опухоли. 6. Показана адекватность одноканального радиометрического мониторинга температуры при внутриполостной СВЧ-гипертермии. По его результатам рекомендовано уменьшить мощность облучения.

Апробация результатов исследования.

Результаты исследования доложены и обсуждены на следующих научных конференциях и симпозиумах: на Всесоюзной конференции "Методические вопросы определения температуры биологических объектов радиофизическими методами" (Звенигород, 1984), на Всесоюзной конференции "Тепловидение в медицине" (Киев, 1984), на И-ой и Ш-ей Всесоюзных школах по распространению миллиметровых и субмиллиметровых волн в атмосфере (Фрунзе, 1986, Харьков, 1988), на IV Всесоюзной конференции "Тепловизионная медицинская аппаратура и практика ее применения" (Ленинград, 1988),на Ш-ей Всесоюзной школе-семинаре "Методы гидрофизических исследований" (Светлогорск, 1989), на I Всесоюзном симпозиуме "Гипертермия в онкологии" (Минск, 1990), на Всесоюзной конференции "Дистанционное зондирование агропочвенных и водных ресурсов" (Барнаул, 1990), на XXIII и XXIV Генеральных Ассамблеях Международного Радиосоюза (URSI) (Прага, 1990, Киото, 1993), на Международном симпозиуме по наукам о Земле и дистанционному зондированию IGARSS-91 (Espoo, Finland, 1991), на Пой научной конференции "Применение дистанционных радиофизических методов в исследовании природной среды (Муром, 1992).

Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 21 печатной работе. Объем работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения и содержит 52 страницы текста, 30 рисунков, библиографию из 118 названий. Общий объем работы 90 страница.

Заключение диссертации по теме "Радиофизика"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В работе предложены и экспериментально проверены высокоточные методы измерения яркостной температуры теплового радиоизлучения сильнопоглощающих сред в микроволновом диапазоне, основанные на различных способах компенсации коэффициента отражения, котрые обеспечивают получение информации о распределении внутренней температуры этих сред. Способы компенсации разрабатывались с учетом конкретной специфики анализируемых сред: биологической, водной и грунта.

Решение проблемы измерений собственного теплового излучения для однородных по диэлектрическим параметрам сред (водной среды и грунта) позволило существенно расширить круг решаемых задач дистанционного зондирования. Для водной среды это в первую очередь мониторинг термической пленки на ее поверхности и процессов тепло- и массообмена с атмосферой. Для грунта - динамика температурного профиля и теплообмена, а также контроль внутренних тепловых возмущений, связанных с естественными и антропогенными факторами (вулканическая деятельность, разрывы трубопроводов и т.п.)

В случае более сложных биологических тканей, являющихся многослойными, интерференция многократно переотраженного от их границ радиоизлучения существенно усложняет задачу профильного термического зондирования. Здесь также удалось показать возможности восстановления профиля и даже его мониторинга при терапевтической гипертермии на основе прямых верифицирующих измерений.

Сформулируем результаты работы.

I. Разработан и проверен метод высокоточного определения яркостной температуры собственного теплового излучения водной среды и грунта, основанный на исключении влияния отражения и стабилизации фонового излучения с помощью измерений под плоским металлическим экраном с использованием самой водной среды в качестве калибровочного тела. По измерениям с помощью этого метода яркостной температуры водной среды в диапазонах 0,5; 0,8; 3; 9; 13; 30 см показана его применимость для решения ряда задач дистанционного зондирования. Осуществлено зондирование профиля температуры в тонком (до 1см) приповерхностном слое воды.В лабораторных условиях проведен мониторинг внутренних волн в температурно стратифицированной водной среде. Определены показатели динамики ее энергообмена с воздухом при возникновении ветра.

2. Предложены и апробированы в натурных условиях методы измерения теплового радиоизлучения грунта для решения задач термического зондирования, По измерениям на длинах волн 0,8; 3; 9; 13 см осуществлен мониторинг суточной динамики температурного профиля подповерхностного слоя грунта и потока тепла через поверхность. По результатам зондирования промерзшего грунта предложен радиометрический метод определения глубины промерзания.

4. Предложен метод мониторинга температуры нагреваемых тканей при проведении внутриполостной гипертермии. Исследована совместимость антенной системы гипертермической установки,работающей в диапазоне 33 см с приемной радиометрической аппаратурой на длину волны 9 см. В клинических условиях показано преимущество одноканального радиометрического контроля за гипертермией по сравнению с прямыми измерениями.По полученным данным существенно скорректирована методика ее проведения.

Основным итогом работы автор считает разработку совокупности методов измерения теплового излучения сильнопоглощающих сред, которые составили основу нового перспективного направления подповерхностной радиотермометрии, некоторые результаты которой также представлены в диссертационной работе.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Троицкий, Роман Всеволодович, Нижний Новгород

1. Александров H.H. и.др.//Применение гипертермии и гипергликемии при лечении злокачественных опухолей. -М.-Медицина.- 1980г.- 124 с.

2. Александрова Т.В.,Баркан Т.Е., Бубукин И.Т. //Радиационно-ветровые характеристики морской поверхности по данным измерений в центральной части Атлантического океана. Радиофизика.-1988г.- т.31 - с.1133.

3. АнтипычевМ.А., Шутко А.М. //Экспериментальное исследование влияния ряби на характеристики СВЧ-излучения морской поверхности. Радиотехника и электроника. -1981г.- т.26 - с.2291.

4. Апресян Л.А., Кравцов Ю.А. //Теория переноса излучения. М.-Наука,-1983г.-216 с.

5. Башаринов А.Е., Гурвич A.C., Егоров С.Т. //Радиоизлучение Земли как планеты. -М. -Наука. -1974г. 188 с.

6. Башаринов А.Е., Тучков Л.Т., Поляков В.М., Ананов Н.И. //Измерение радиотепловых и плазменных излучений. М.- Сов.радио.-1968г. - 390 с.

7. Беспалова Е.А.,Веселов В.М. и др. //Исследование анизотропии ветрового волнения по вариациям поляризованного теплового излучения. ДАН СССР.-1979г.- т. 246.- с. 1482.

8. Барабанов А.П., Резник А.Н., Станкевич К.С. //Радиометрический метод измерения балльности морского волнения. Радиофизика.- 1986г.- t.29.-N5.-с.511-518.

9. Беспалова Е.А., Веселов В.М., Воляев И. и др. //Экспериментальные исследования загрязнений морской поверхности нефтепродуктами с помощью методов активной и пассивной СВЧ-локации. Водные ресурсы. -1983г. - N1, с. 154-162.

10. Березовский В.А., Колотилов H.H. //Биофизические характеристики тканей человека. Киев.- Наукова думка. - 1990 г.- 224 с.

11. Боярский Д.А., Тихонов В.В. //Модель диэлектрической проницаемости влажных и мерзлых почв в СВЧ-диапазоне. Радиотехника и электроника. -1995г.- т.40 - с.914-917.

12. Белов И.Ф., Дивакова Е.К., Добрынина Т.Н. // Устройство для определения глубинного температурного профиля полупроводящей среды. A.c. СССР N 1387671 приор, от 8.12.87.

13. Бирчак Дж.Р., Гарднер К.Б., Хипп А.Е., Виктор Н.М. //Определение влажности грунта с помощью СВЧ-датчиков из диэлектрика с большой диэлектрической проницаемостью. ТИИЭР.- 1974г.- т.64.- N1 .-с. 115-121.

14. Богородский В., Бентли Ч., Гудмансен П. //Радиогляциология.-Л.-Гидрометеоиздат. 1983 г. - 312с.

15. Бубукин И.Т., Станкевич К.С., Иванов В.П., Агафонов М.И. //Поляризационные исследования флуктуаций излучения морской поверхности.-Радиоэлектроника т.40 - с. 1368-1379.

16. Бычкова И.А., Викторов С.В., Виноградов В.В. //Дистанционное определение температуры моря. Л. - Гидрометеоиздат.-1988 г.- 223 с.

17. Бубукин И.Т. II Автореф. дисс.канд.ф.-м.н. -Горький.- 1992 г.

18. Бреховских Л.М. //Волны в слоистых средах. Изд.АН СССР - М. -.1957 г. -502 с.

19. Винокурова С.И., Павлова Л.С. //Использование метода статистической регуляризации для восстановления температурного профиля в биологических тканях. Изв. ВУЗов "Радиофизика",- 1986г.- т.29. - N3.- с.302-306.

20. Горелик А.Г.,Домбковская Е.П., Озеркина В.В. и др. //Микроволновые поляризационные измерения на спутнике "Метеор". Метеорология и гидрология.- 1975г. - N7.- с.36.

21. Густов A.B., Троицкий B.C. //Дециметровая радиотермометрия и ее применение в диагностике заболеваний нервной системы.- Препринт НИРФИ -N201.-Горький.- 1985г.

22. Гинзбург Л.И., Коган Е.А., Яшунская H.H. //Радиотериометрия в дифференциальной диагностике периферического рака легкого. Мед.радиология.-1991 г. N4.- с. 14-16.

23. Гайкович К. П. //Проблемы радиометрической и рефрактометрическойдиагностики стратифицированных сред. Дисс.докт. ф.-м. н.- Н.Новогород.1994г.

24. Гайкович К.П., Резник А.Н. Станкевич К.С., Троицкий Р.В. // Устройство для обнаружения мест утечки тепла в подземном теплопроводе. Авт. свидетельство СССР N 1634947.- Бюлл. изобретений N 10.- 1991г.

25. Гайкович К.П. //Определение распределения температуры однородного полупространства по тепловому радиоизлучению на основе решения термоэволюционных уравнений. Изв.ВУЗов "Радиофизика" .-1993.-N 1.-е. 16-24.

26. Гайкович К.П., Резник А.Н., Троицкий Р.В //Радиометрия динамики профиля температуры водной среды при прохождении внутренних волн Изв.ВУЗов "Радиофизика".- 1993г.-N3-4. - с.216-222.

27. Гайкович К.П. //Определение источников тепла по тепловому излучению полупространства со стационарным распределением температуры.- Изв.ВУЗов "Радиофизика".- 1991.-N4.- с.381-385.

28. Гайкович К.П. //Радиометрическое определение динамики температуры, теплового потока и параметров земной поверхности на основе решения термоэволюционных уравнений. Исследование Земли из космоса.- 1990. - N6.-с.71-78.

29. Гайкович К.П., Резник А.Н., Троицкий Р.В. //Радиометрический метод определения подповерхностного профиля температуры и глубины промерзания грунта Изв.ВУЗов -"Радиофизика".- 1989г.- N12.- с. 1467-1474.

30. Гайкович К.П.,Резник А.И. //Восстановление тепловой истории поверхности среды по спектру ее теплового радиоизлучения.- Изв.ВУЗов "Радиофизика".-1989r.-Nl 1. с. 1343-1350.

31. Гайкович К.П., Сумин М.И., Троицкий Р.В. // Определение глубинного профиля температуры методом многочастотной радиотермометрии в медицинских приложениях.- Изв.ВУЗов "Радиофизика".- 1988г.- N9. с. 1104-1112.

32. Гайкович К.П., Резник А.Н., Сумин М.И., Троицкий Р.В. //Определение профиля температуры поверхностного слоя воды по его радиоизлучению в СВЧ-диапазоне.-Изв.АН СССР "Физика атмосферы и океана".- 1987.- N7.- с.761-768.

33. Домбровский Л.А. //Расчет теплового радиоизлучения пены на поверхности моря.-Изв. АН СССР"Физика атмосферы и океана".- 1979.-N3.- с.282.

34. Девятков Н.Д., Гельвич Э.А., Давыдова И.Б., и др.//Аппаратура и методы СВЧ- и ВЧ-нагрева для применения в онкологии.-Успехи физических наук.-1981.-N 1.-е. 158-163.

35. Джонсон К.К, Гай A.B. // Воздействие неионизирующего излучения на биологические среды и системы.-ТИИЭР,- 1972r.-N6.- с.49-81.

36. Дмитриев В.Н.,Солонцова Л.В., Гаврилов Л.Р. // Мед.радиология.-1987г.- N1.-с.82-86.

37. Ильин В.А., Сосновский Ю.М. И Лабораторные исследования влияния степени засоленности на диэлектрические свойства песка в СВЧ-диапазоне.- Радиотехника и электроника.- 1995r.-Nl.-c.48-54.

38. Ильин В.А., Слободчикова С.В. /Лабораторные исследования излучательных характеристик мерзлых песчаных почв.- Там же,-1994.-N5.-c.800-806.

39. Иванов В.А., Лукъянчиков Г.С. // О возможности реализации температурного максимума в глубине тела человека (возможное направление в терапии рака).-Журнал технической физики.- 1988г. N 1.-е. 144-151.

40. Израэль Ю.А. //Экология и контроль состояния природной среды.-Л.-Гидрометеоиздат.-1979.-376 с.

41. Краус Дж. // Радиоастрономия.-М.- Сов.радио.- 1973г.- 456 с.

42. Клепиков И.Н., Шарков И.А. //Теоретические исследования собственного излучения резконеоднородных неизотермических сред. Исследование Земли из космоса.- 1992г.- N6.- с.316.

43. Комаров С.А., Миронов В.Л., Романов H.A., Клещенко В.Н. //Влияние влажности и засоленности на радиоизлучение мерзлых почв в СВЧ-диапазоне.-Исследование Земли из космоса.- 1995г.- N2.- с.22-30.

44. Кротиков В.Д. // Некоторые электрические характеристики земных пород и их сравнение с характеристиками поверхностного слоя Луны Изв.ВУЗов "Радиофизика".- 1962.- т.5,- с. 1057.

45. Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М., Шульгина В.М. //О возможностях определения характеристик поверхностного слоя почвы по его тепловому радиоизлучению.- ДАН СССР.- 1970г.- N6.- с. 1313-1315.

46. Кудрявцев Ю.С.,Колмыков A.B. // Теоретическое моделирование распределения температуры при электромагнитной гипертермии опухолей.-Мед.радиология.-1990г.- N2.- с.3-9.

47. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. // Теоретическая физика.- т.б.Гидродинамика.- М.-Наука.- 1988г.- 736 с.

48. Левин Л.М., Рытов С.М. // Теория равновесных тепловых флуктуаций в электродинамике.- М.- Наука.- 1967г.- 307с.

49. Малыгин A.A., Терентьева H.A.,Карев И.Д // Радиотермометрия в комплексной диагностике заболеваний молочной железы.- Мед.радиология.-1992г.-N3-4.-с.34-35.

50. Мирошников М.М., Алипов В.И., Гершанович М.А .// Тепловидение и его применение.-М.-.- 1981г.

51. Макаров H.A., Рахлин В.Л. // Радиотермометрия и ее применение в диагностике облитерирующего атеросклероза аорты и артерий нижних конечностей.-Препринт НИРФИ N 226.- Горький.- 1987.- 51с.

52. Плечков В.М., Троицкий Р.В. // Радиотермометрический мониторинг гипертермии. Сб. докл. II Всесоюзного симпозиума "Гипертермия в онкологии" -Минск. - 1991г. - т.2. - с.72-73.

53. Пугачев В.Ф., Базанов B.C., Белов И.Ф., Плечков В.М., Румянцев А.Б., Троицкий Р.В. // Радиотермометрия при внутриполостной гипертермии. -Мед.радиология.- 1987.- N1. с.77-78.

54. Павлова Л.С., Поляков В.М. // Точность измерения интегральных глубинных температур объектов методами СВЧ-радиометрии.- Изв.ВУЗов "Радиофизика".-1987r.-N3.-c.435.

55. Разин В.А., Цейтлин Н.М. // К вопросу об измерении радиоизлучения атмосферы и Земли. Изв.ВУЗов "Радиофизика".-1962г.- N3.-c.21.

56. Рахлин В.Л., Алова Г.Е. // Радиотермометрия в диагностике патологии молочных желез, гениталий, предстательной железы и позвоночника. Препринт НИРФИ N253.- Горький.- 1988г.- 52 с.

57. Рахлин В.Л. // Дециметровая радиотермометрия в медицинской диагностике.-Препринт НИРФИ N369.- Н.Новгород.- 1993г.- 55 с.

58. Резник А.Н. // Квазистационарное поле теплового излучения в теории контактной радиотермометрии.-Изв ВУЗов "Радиофизика".- 1991г.- N5.- с.512-518.

59. Резник А.Н. // Радиотеплолокационное определение температуры поверхности моря с термической пленкой.- Изв.РАН "Физика атмосферы и океана".- 1992г.-N10-11,- с. 1100-1103.

60. Сахацкий В.Д., Павлов В.Ф .// О возможности локального нагрева внутренних участков тела человека серией радиоимпульсов.-Изв.ВУЗов "Радиофизика".-1989r.-N6.-c.701.

61. Соловьев A.B. // О вертикальной структуре тонкого поверхностного слоя океана при слабом ветре.- Изв.АН СССР. "Физика атмосферы и океана".- 1982г.-N7.-C.751-760.

62. Тихонов А.Н., Гончарский A.B., Степанов В.В., Ягода А.Г. // Регуляризующие алгоритмы и априорная информация.- М.- Наука.- 1983.- 128 с.

63. Троицкий B.C., Рахлин В.Л., Развозова Е.П. // Исследование глубинного теплового поля человека при воздействии ультразвуком. Изв.ВУЗов "Радиофизика".- 1988г.- N12,- с. 1437-1441.

64. Турчин В.Ф., Козлов В.И., Малкевич М.С. // Использование методов математической статистики для решения некорректных задач. Успехи физических наук. - т. 102 - вып.З. -с.345-386.

65. Троицкий B.C., Аранжереев Е.А., Густов A.B., Оладышкина А.И., Сизьмина Л.К., Троицкий Р.В., Цейтлина В.Н. // Измерение глубинного температурного профиля биообъектов по их собственному тепловому излучению.-Изв.ВУЗов "Радиофизика".- 1986г.- N1.- с.62-68.

66. Троицкий B.C. // К теории контактных радиометрических измерений внутренней температуры тел.- Изв.ВУЗов "Радиофизика".- 1981г.- N9.- с. 10541061.

67. Федоров К.Н., Гинзбург А.И. // Приповерхностный слой океана.- Л.-Гидрометеоиздат.- 1988г.- 136 с.

68. Хунджуа Г.Г., Гусев A.M., Андреев Е.Г. и др. // О структуре холодной поверхностной пленки и теплообмене океана с атмосферой. Изв. АН СССР "Физика атмосферы и океана".-1977.- N7.- с.753-756.

69. Цейтлин Н.М.,Шутко A.M., Жислин Г.М. // Радиоизлучение моря на сантиметровых волнах и его флуктуации.- Препринт ИРЭ АН СССР N6(155).-1974г.- 52 с.

70. Шарков Е.А // Об использовании радиотепловых систем СВЧ для исследования теплового взаимодействия в переходном слое на границе океан-атмосфера.- Изв.АН СССР. Радиоэлектроника.- 1978г.- N3.- с.655-658.

71. Филлипс О.М. //Динамика верхнего слоя океана. -J1. Гидрометеоиздат.-1980г.-319 с.

72. Шутко A.M. // СВЧ-радиометрия водной поверхности и почвогрунтов.- М.-Сов.радио.- 1984г.- 189 с.

73. Шутко A.M. II Исследование поверхности акваторий методами СВЧ-радиометрии.- Радиотехника и электроника.- 1978г.- N10.- с.2107.

74. Шорт Дж.Г., Тернер П.Ф. // Применение физической гипертермии для лечения злокачественных новообразований.- ТИИЭР.-1980г.- N1.- с. 157-169.

75. Штейншлегер В.Б., Мисежников Г.С., Сельский А.Г. // Об одном радиофизическом методе обнаружения температурных аномалий в теле человека. Доклады АН СССР. -1981г. - т.160. - N5. - с. 1108-1111.

76. Bardati F., Tognolatti Р .// Multifrequency Microwave Radoimetry as a Tool for Thermal Imaging.-Abstracts of the XXIV Gen.Assambly of the URSI.-Kyoto,Japan.-1993.-p.530.

77. Bardati F., Mongiardo M., Solimini D. // Synthetic Array for Radiometric Retrieval of Thermal Fields in Tissues.- IEEE Trans.MTT-34.- 1986.- N5.- p.579-583.

78. Bardati F., Solimini D. // On the Emissivity of Layered Materials.- IEEE Trans. Geoscience Remote Sensing.- 1984.- N4.- p.374-376.

79. Barrett A.H., Myers P.C // Subcutaneous Temperatures: a Method of Non-Invasive Sensing.- Science.- 1979.- v. 190.- p.669-671.

80. Barret A., Myers P., Sadowsky N. // Detection of Breast Cancer by Microwave Radiometry.- Rad. Sci.- 1977.- N12.- p. 1675.

81. Bocquet В., Van de Velde J.C., Mamanni A. e.a. // Microwave Radiometric Imaging at 36 Hz for the Exploration of Breast Tumors. IEEE Trans.MTT-38.- 1990.-N6,- p.791-793.

82. Brown V.J., Bardati F. II A Simulated Retrieval of Temperature in the Human Body by Multifrequency Microwave Radiometry.- Abstracts of the XXIV Gen.Assambly of the URSI.- Kyoto,Japan.- 1993.- p.530.

83. Cheung A.Y., Al-Atrash J. // Microwave Hyperthermia for Cancer Therapy.-IEE Proc.- 1987.- N6.- p.493-522.

84. Chieve M., Plancot M., Leroy Y. // Microwave Hyperthermia Monitored by Microwave Thermography: Technical Aspects and Clinical Results. Abstracts of the 18th Microwave Power Symposium .- 1983.- Philadelphia,USA.- p.42.

85. Cetas T.C., Connor W.B., Manning M.R. // Monitoring of Tissue Temperature during Hyperthermia.- Ann.NY Academy of Science.- 1980.- v.335.- p.281-287.

86. Charny C.K., Hagmann H.J., Levin R.L. A Whole Body Thermal Model of Man during Hyperthermia.- IEEE Trans.BME-34.- 1987.- N5.- p.375-378.

87. Edenhofer E. // Abstracts of International URSI Symposium.- Munchen.- 1980.-p.321.

88. Eldrich L., Hardee P.C. // Thermography at Millimeter Wavelengths. IEE Proc.-1974.-N10.- p. 1391-1392.

89. Fan L.T.,Hsu F.T., Hwang C.L. A // Review on Mathematical Model of the Human Thermal System.- IEEE Trans. BME-18.- 1971.- N3.- p.218-234.

90. Ferrazzoli J., Guerriero L.,Paloscia S. e.a. // Modeling Polarization Properties on Emission from Soil covered with Vegetation.-IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing.-1992.-N 1 .-p. 157-165.

91. Foster K.R., Kritikas H.N., Schwan H.P. // Effect of Surface Cooling and Blood Flow on the Microwave Heating of Tissues.- IEEE Trans. BME-25.- 1978.- N3.- p.313-316.

92. Hand J.W., Ledda J.L., Evans N.T. // Temperature Distribution in Tissues Subjected to Local Hyperthermia by RF Induction Heating.- Int.Jour.of Cancer.-1982.- v.31(suppl.).- p.31-35.

93. Ho D. // A Soil Model for Remote Sensing.-IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing.- 1987.- N2.- p.221-229.

94. Gaikovich K.P., Reznik A.N., Troitsky R.V. // Microwave Subsurface Profile Thermometry. 11th Annual International Geoscience and Remote Sensing Symposium (1GARSS-91).- Espoo, Finland. -1991. -v.3.-pp.U95-l 198.

95. Gaikovich K.P., Troitsky R.V. // Dynamics of Temperature Profile, Heat and Mass Exchange through Air-Water Interface Measurements of Thermal Radioemission Evolution at 60 GHz.- IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing.- 1998.- v.36. -pp.341-343.

96. Gasiewski A.E., Kunkee D.B //. Measurements of Water Wave Direction Using Polarimetric Microwave Radiometry.- Abstracts of the XXIV Gen.Assambly of the URSI.-Kyoto,Japan.- 1993.-p.246.

97. Klein L.A., Swift C.T. // An Improved Model for Dielectric Constant of Sea Water at Microwave Frequencies. -IEEE Trans.AP-25.- p. 104.

98. Lang R.H. ft Microwave Remote Sensing of Terrain.-Abstracts of the XXIV Gen. Assambly of the URSI.- Kyoto,Japan.- 1993.- p.234.

99. Layer P., Leroy Y., Van de Velde J.C.e.a. // Thermometry of Impedances by Correlation Radiometry.- Electronic Letters.- 1987.- N25.- p. 1348.

100. Ludeke K.M., Schiek B., Kohler J. // Radiation Balance Microwave Thermograph for Industrial and Medical Application.-Ibid.- 1978.- N6.- p. 194-195.

101. Mizushima S., Shizimi T., Ohba H. e.a. // Noninvasive Temperature Profiling Using Multifrequency Microwave Radiometry.- Abstracts of the XXIV Gen.Assambly of the URSI.- Kyoto, Japan.- 1993.- p.531.

102. Plancot M. // Contribution a Fetude theoretique, experimentale et clinique de 1 hyperthermic microonde controlee par radiometric microonde.- Docteur de troisime cycle these. Universite des sciences et techniques de Lille.- Lille.-France.-1983.

103. Song C.W., Lokshina A., Rhee J.G. e.a // Imdlication of Blood Flow in Hyperthermic Treatment of Tumors. IEEE Trans.BME-31.- 1984.- N1.- p.9-16.

104. Strohbehn J.W., Trembley B.S.,Douple E.B. // Blood Flow Effects on the Temperature Distribution from an Invasive Microwave Antenna Array Used in Cancer Therapy.- Ibid.- 1982.- p.649-661.

105. Tiuri M., Shihvola A., Nifors E. // The Complex Dielectric Constant of the Snow at Microwave Frequences.- IEEE Trans.- Ocean Engeneering.- 1985.- N5.- p.377-382.

106. Rosenkranz P.W. // Rough-Sea Microwave Emissivities Measured with the SSM/I.-IEEE Trans, on Geoscience and REmote Sensing.- 1992.- N5.- p. 1081-1085.

107. Troitsky V.S. // Radioscience.- 1965.- N12.- p. 1585-1612.

108. Wentz F.I. // Measurement of Oceanic Wind Vector Using Satellite Microwave Radiometers.- IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing.- 1987.- N2.- p.221-229.

109. Zeerendorfer B., England A.W. // Radiobrightness Decision Criteria for Freez/thaw Boundaries. Ibid.- 1992.- N1.- p.89-102.