Полякова Е.В., Сергиенко Г.Ф., д.с.-х.н.

Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства

391105, Рязанская обл., Рыбновский р-н, п/о Институт коневодства

Исторически фотографирование физических полей живых и неживых объектов берёт свое начало с опытов исследователя Я.О. Наркевича-Йодко. В 1891г. им были получены первые электроразрядные снимки биологических объектов. Почти одновременно с Я.О. Наркевичем-Йодко в 1890-1891гг. Никола Тесла исследовал явление свечения в разряженных газах и накаливание твердых тел в быстропеременном электрическом токе. На своих демонстрационных лекциях-опытах в Лондоне и Париже в 1892г. Никола Тесла с немалым и неизменным успехом показывал публике свечение собственного тела в токах высокой частоты. Возможность съемки свечения биологических объектов в высокочастотном поле повторно открыли в 1949г. супруги С.Д. и В.Х. Кирлиан (Семен Давидович и Валентина Хрисановна). Газоразрядная фотография (ГРФ), имеющая более чем вековую историю, получила название «кирлиановской».

Метод «кирлиановской» фотографии из России широко распространился по всему миру. В 1976 г. учёные разных стран объединились в международную ассоциацию для изучения эффекта Кирлиан (The International Kirlian Research Association IKRA).

В настоящее время ГРФ используют в медицине и биологии для диагностики состояния биологических объектов: динамического контроля уровня психоэмоциональной напряженности (например, спортсменов перед соревнованиями); контроля изменения состояния человека при применении медикаментозных средств и словесных внушений; для диагностики патологий внутренних органов; идентификации индивидуальных признаков человеческого тела (особенностей папиллярных узоров, шрамов, дефектов кожного покрова).

Метод ГРФ связан с электрическими процессами, с протеканием тока. Поэтому объект оказывается включенным в электрическую цепь. Детальное исследование физических процессов показало, что могут быть выделены три основных вида разрядов:

1.лавинный, основанный на разрядах при малых межэлектродных расстояниях (менее1мм) и атмосферном давлении;

2. поверхностный, образующийся при скольжении разряда по поверхности диэлектрика, в основе него лежит получение и расшифровка фигур Лихтенберга;

3. вакуумный – изображение исследуемого объекта при пониженном давлении газа переносится на специальный люминесцентный экран.

Во многих случаях фотографирования наблюдается комбинация этих типов разряда. При ГРФ информация об объекте передается на изображение за счет влияния объекта на характеристики разряда: интенсивность, длительность, частоту следования и пространственное распределение отдельных лавин, а также спектральный состав излучения. На цветных фотографиях свечения наблюдается целый спектр цветов, закономерно зависящих от состояния исследуемого объекта. Основная часть спектра лежит в области ближнего ультрафиолета, при этом захватывая синюю и красную части видимого спектра.

Современный ГРФ-метод – это компьютерная регистрация и анализ свечений, индуцированных объектами, в том числе и биологическими, при стимуляции их электромагнитным полем с усилением в газовом разряде.

Параметры газоразрядного изображения зависят от свойств исследуемого объекта, что позволяет проводить анализ его состояния. После получения ГРФ-грамм проводят их компьютерную обработку, основанную на современных математических методах, и извлечение конкретного заключения для дальнейшего анализа или экспертных оценок.

Большой вклад в изучение газоразрядной фотографии внесла группа ученых Института точной механики и оптики, г. Санкт-Петербург, во главе с профессором Коротковым К.Г. Применяемые ими генераторы полностью унифицированы для подаваемых на электроды импульсов напряжения. Длительность поступающих от генераторов импульсов обычно не превышает 10мкс, тогда как промежутки между ними в 100 раз больше. За секунду общее время воздействия напряжения на объект составляет только 0, 001сек. Все это делает применение ГРФ совершенно безопасным для живых тканей.

Промышленные образцы специализированных устройств газоразрядного фотографирования с телевизионным преобразованием сигнала: «Корона-ТВ», «ГРВ Камера», «Видеомышь-К» и набором различных устройств для ГРФ жидкофазных объектов созданы в НИИ промышленного телевидения «Растр» (Великий Новгород) совместно с Санкт-Петербургским институтом точной механики и оптики и ЗАО «Кирлионикс Технолоджес Интернейшнл».

Модификация прибора 1999-2001гг. включает в себя генератор токов высокой частоты. В корпус самого генератора встроен круглый электрод, покрытый специальным диэлектрическим покрытием, с которого информация непосредственно передается в компьютер. Данный прибор исключает использование фотопленок, фотобумаги, также исключаются процессы печатания фотографий, их сканирования, что значительно облегчает работу исследователей и повышает достоверность полученных результатов. Прибор имеет следующие характеристики:

- кнопочное управление и световая индикация всех параметров;

- кварцевая стабилизация всех параметров с точностью не менее 1%;

- питание 220В;

- регулируемая выходная мощность (порядка12В);

- частота следования импульсов до 100Гц;

- длительность импульсов 10мкс;

- габариты 395х165х345мм;

- масса порядка 3кг.

Прибор смонтирован в обычном дипломате. Программно-аппаратный комплекс «ГРВ-Камера» предназначен для снятия ГРФ-грамм подушечек пальцев рук и ног человека, а также для исследования жидкофазных объектов (вода, кровь, моча, пот и т.д.).

Таким образом, использование ПАК ГРВ-Камера для животных невозможно из-за его оригинальной модификации в виде чемодана со встроенным электродом, в то время как для снятия ГРВ-грамм поверхности кожи животных необходим мобильный электрод, чтобы была возможность накладывать его на любой участок тела животного. О применении метода ГРФ в изучении животных почти ничего не известно. В литературе встречаются упоминания лишь об отдельных несистематизированных опытах с мелкими домашними животными (преимущественно – кошки, реже - собаки). Газоразрядное фотографирование лошадей никогда не проводилось ранее.

Известно, что наиболее информативной биологической средой живого организма является кровь. В целях осуществления поставленной задачи по исследованию ГРФ-грамм проб крови лошадей и изучению зависимости параметров ГРФ-грамм от тренированности было налажено сотрудничество с компанией «Korrect Technologies», г. Москва. У данной организации есть возможность на современном новейшем оборудовании сделать необходимые анализы. Опыты проводила квалифицированная группа исследователей во главе с Коротковым К.К.

Для получения ГРФ-грамм проб крови был использован программно-аппаратный комплекс ГРВ - Камера и набор устройств, предназначенный для съемки биологически активных жидкостей ГРВ Минилаборатория (ГРВ Кит). Устройства условно названы: 1) «Стакан»; 2) «Шприц»; 3) «Капилляр». Для проведения опытов было использовано устройство «Шприц», которое наиболее полно отвечает задачам исследования.

Как уже упоминалось ранее, электрод генератора круглый, поэтому устройство «Шприц» вставляется в систему из двух резиновых колец (в виде пирамиды, верхнее меньше по радиусу, чем нижнее), нижнее из которых имеет в боковой стенке открываемое окошечко. Срединное отверстие колец предназначено для вставления одноразового шприца объемом 5мл. В шприц набирали 2мл пробы крови, а затем помещали его в систему колец канюлей вниз. Для зрительного контроля открывали окошечко в нижнем кольце и выдавливали каплю крови так, чтобы она не падала на электрод, а висела на канюле шприца в непосредственной близости от электрода генератора.

Затем производили газоразрядное фотографирование капли и вводили в память компьютера. После каждого фотографирования шприц заменяли новым.

Для проведения исследования были выбраны 6 лошадей, участвовавших в соревнованиях Кубка России по троеборью. По итогам соревнований три лошади заняли призовые места, а другие три – последние места. Фотографирование каждой из шести проб крови проводили указанным выше методом десять раз в целях получения более достоверных данных. Всего было получено 120 снимков: 60 снимков плазмы крови и 60 - цельной крови. ГРФ цельной крови не дало более или менее достоверных данных. В дальнейшем будем рассматривать лишь ГРФ плазмы крови.

После получения снимков была использована компьютерная программа GRF-Analisis, которая определила 17 характеристик для каждой ГРФ-граммы (общая площадь изображения, коэффициент формы, девиация коэффициента формы, фрактальность, девиация фрактальности, количество фрагментов, разрывы, плотность, медиана, выбросы, скос, количество изолиний, энтропия по яркости, энтропия по геометрии, средняя яркость, распределение яркости по периметру, длина внешнего периметра).

В дальнейшем были выделены пять характеристик: общая площадь изображения, количество выбросов, коэффициент формы (изрезанность внешнего периметра), длина внешнего периметра и яркость изображения. Характеристики ГРФ-грамм проб крови спортивных лошадей представлены в таблице.

Таблица

Характеристики газоразрядных фотографий

плазмы крови спортивных лошадей

Пара-метр	ед. изм.	Аутсайдеры	Чемпионы
П1	П3	П5	сред- нее	П2	П4	П6	среднее
1. общая площадь	пиксели	4491, 6	5259, 6	5113, 0	4954, 73	4611, 6	4792, 0	4473, 0	4625, 53
2. количество выбросов	штук				-	-	-	-	-
3. изрезанность наружного контура	условные единицы	1, 051	0, 969	1, 249	1, 0896	0, 916	1, 017	0, 916	0, 976
4. яркость	условные единицы	151, 4	150, 6	150, 4	150, 8	153, 8	153, 8	152, 2	153, 25
5. Длина внешнего контура	пиксели				257, 3				232, 6

Пробы крови были взяты у спортивных лошадей, выступавших на Кубке России по троеборью в 2002г.

П1 – жеребец Протуберанец, 1985г.р., рыж., буденнов., 12-е место в основной программе;
П2 – жеребец Град, 1992г.р., карак., тракенен., 3-е место в основной программе;
П3 – жеребец Ригорист, 1989г.р., рыж, буденнов., последнее место в юниорской программе;
П4 – жеребец Разбег, 1987г.р., рыж., англо-буден., 1-е место в юниорской программе;
П5 – мерин Имбирь, 1990г.р., карак., англо-кабардин, не доехал трассу кросса (юноши);
П6 – мерин Оазис, 1995г.р., гнед., тракенен., 1-е место в юношеской программе.

Характеристика параметров

1. Общая площадь (area, S) – это площадь засветки изображения. Абсолютная величина измеряется в пикселях. Площадь засветки, как видно из таблицы, у чемпионов в среднем меньше, чем у аутсайдеров. ГРФ-граммы аутсайдеров более расплывчаты, имеют неправильную форму и выбросы, у более тренированных лошадей изображения компактны, выбросов не имеют.

2. Выбросы (n_v)– это мелкие изображения, отдельно отстоящие от основной засветки, хорошо заметны на ГРФ-грамме невооруженным глазом. У чемпионов выбросы отсутствуют, у аутсайдеров их количество варьирует от одного до трёх.

3. Коэффициент формы (form coefficient, K_f). Отражает изрезанность наружного контура изображения. Измеряется в относительных единицах. Коэффициент формы у аутсайдеров в среднем выше, чем у чемпионов, что свидетельствует о большей изрезанности краев изображений.

4. Яркость – степень насыщенности изображения серым цветом. Определяется программой «GRF Analisis» по шкале от 0 (белое) до 255 (черное) в условных единицах. Яркость изображения у чемпионов выше, чем у аутсайдеров. Возможно, чем выше тренированность, тем значение яркости больше.

5. Длина периметра (L) – это количество пикселей, которое образует внешний контур изображения. Длина периметра больше у аутсайдеров, что связано с неровностью краев зоны изображения и наличием выбросов.

Таким образом, между характеристиками ГРФ-грамм чемпионов и аутсайдеров есть определенные закономерные различия.

Несмотря на то, что были сделаны 120 снимков, небольшая выборка (малое количество экспериментальных животных) не дает оснований для окончательных выводов. Данные исследования будут продолжены на лошадях, участвующих в соревнованиях по программе троеборья.

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 12 13 141516 17 Следующая ⇒