Современные представления о физических процессах, лежащих в основе эффекта Кирлиан

Основной источник формирования изображения – это газовый разряд (эффект Кирлиан) вблизи поверхности исследуемого объекта. В большинстве случаев в процессе газоразрядной визуализации развиваются две формы газового разряда: лавинный разряд в узком зазоре, ограниченном диэлектрическими поверхностями объекта исследования и носителем изображения, а также скользящий по поверхности диэлектрика разряд (Коротков К.Г., 2001).

Основная информация извлекается из характеристик излучения, которое представляет собой пространственно распределённую группу участков различной яркости. Заключение даётся не путём изучения анатомических структур организма, а на основании конформных преобразований и математической оценки многопараметрических образов, параметры которых зависят от психофизиологического состояния организма. Важным моментом является то, что при анализе ГРВ-грамм нет однозначной привязки к традиционным медицинским диагнозам. Они показывают распределение энергетического гомеостаза организма.

Принцип газоразрядной визуализации заключается в следующем:
 
Между исследуемым объектом и диэлектрической пластиной , на которой размещается объект, подаются импульсы напряжения от генератора электромагнитного поля, для чего на обратную сторону нанесено прозрачное тонкопроводящее покрытие. При высокой напряжённости поля в газовой среде пространства контакта объекта и пластины развивается лавинный и/или скользящий разряд, параметры которого определяются свойствами объекта. Свечение разряда, в диапазоне 280 – 760 нм, с помощью оптической системы и ПЗС-камеры преобразуется в видеосигналы, которые поступают в виде серии кадров в компьютер. Специализированный программный комплекс позволяет провести обработку изображений (ГРВ-грамм), представляющих собой пространственное распределение освещённости на ПЗС-матрице, зависящее от состояния исследуемого объекта.

При всём многообразии конкретных технических решений сущность процесса визуализации может быть сведена к некоторой теоретической схеме. Первичным процессом является процесс взаимодействия ЭМП с объектом исследования, в результате которого при определенной напряжённости ЭМП возникает эмиссия поверхностью объекта заряженных частиц, участвующих в инициировании начальных фаз газового разряда. Газовый разряд в свою очередь может влиять на состояние объекта, вызывая вторичные эмиссионные, деструктивные и тепловые процессы. Таким образом, в ходе развития газоразрядной визуализации формируется некоторая последовательность информационных преобразования: состояние биологического объекта характеризуется физиологическими процессами и медико-биологическими показателями, среди которых определяющую роль с точки зрения процесса ГРВ играют физико-химические и эмиссионные процессы, а также процессы газовыделения, которые зависят от изменений полного импеданса биологического объекта, импеданса участков его поверхности, структурных и эмиссионных свойств биологического объекта. Неоднородность поверхности и объема, процессы эмиссии заряженных частиц или выделения газов оказывают влияние на параметры электромагнитного поля, за счёт чего изменяются параметры газового разряда. Характеристики газового разряда критически зависят от наличия примесей в газе, поэтому этот фактор также вносит существенный вклад в параметры свечения.
 
При подаче импульса напряжения на электроде возникает электрическое поле. Это поле «вытягивает» электроны с поверхности объекта, например, человеческого пальца или мениска жидкости. Попадая в воздух, электроны ускоряются в электрическом поле, набирают энергию, но очень быстро сталкиваются с молекулой воздуха. От удара “энергичного” электрона молекула испускает несколько фотонов и электронов. Остается ион с положительным зарядом. Этот ион очень тяжелый, и в приложенном электрическом поле он практически не двигается. Образовавшиеся электроны, в свою очередь, ускоряются в поле и, столкнувшись с молекулой воздуха, выбивают новые фотоны и электроны. Таким образом, каждый родившийся электрон дает жизнь еще нескольким. Этот процесс называется «лавинное размножение электронов». Образовавшаяся электронная лавина подобна лавине в горах – она распространяется по прямой, по силовой линии электрического поля. По мере удаления от пальца поле ослабевает, и на каком-то расстоянии энергии электрона оказывается уже недостаточно для ионизации. Лавина прекращается.

За время развития лавины на поверхности стекла остается канал положительного заряда, и к этому каналу с боков притягиваются новые небольшие электронные лавинки, как ручейки стекают в большую реку. Лавина приобретает характерную «волосатую» структуру. В то же время, этот канал положительного заряда тормозит «свои собственные» электроны, способствуя прекращению лавин.

Электрическое поле распространяется во все стороны радиально от пальца, поэтому лавины распространяются от пальца по радиусам. Распространение электронной лавины сопровождается свечением, которое регистрируется оптической системой ГРВ прибора.

Так как палец эмитирует электроны по-разному с различных точек поверхности, картина имеет неоднородный характер. Если палец заменить металлическим цилиндром, свечение будет гораздо более однородным. А если подвесить каплю жидкости с идеально ровным мениском, свечение примет вид ровной окружности.

Таким образом, Метод Газоразрядной Визуализации (ГРВ), на основе «Эффекта Кирлиан» (высокочастотное фотографирование), представляет собой компьютерную регистрацию и последующий анализ газоразрядного свечения любых биологических объектов, помещенных в электромагнитное поле высокой напряженности.

Регистрация свечения осуществляется с помощью удобного, надежного и мобильного аппаратно-программного ГРВ комплекса. Этот метод прошел клинические испытания, а ГРВ оборудование внесено в государственный реестр медицинской техники и сертифицировано Министерством Здравоохранения и Социального развития РФ.

В настоящее время ГРВ метод находит широкое применение в медицине, психологии, спорте, фундаментальных и прикладных исследованиях.