DE3707338A1 - Verfahren zur physikalisch begruendeten auswertung der beim kirlian-effekt auftretenden leuchterscheinungen - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet

Das Verfahren eignet sich zur Untersuchung der elektrischen Eigenschaften beliebiger Strukturen, insbesondere von bio­ logischen Strukturen zu Diagnose-Zwecken. Das Verfahren er­ möglicht die getrennte Bestimmung der Verteilung von elek­ trisch negativen und positiven Ladungsträgern in der Umge­ bung der untersuchten Strukturen unter Ausnutzung des Kir­ lian-Effekts.

Stand der Technik

Zur Beurteilung des Stands der Technik liegen folgende Druckschriften vor:

• 1. DE-OS 26 18 424,
• 2. DE-OS 26 41 144,
• 3. DE-OS 33 02 215 A1,
• 4. DE-OS 33 40 104 A1.

Den in o. g. Druckschriften dokumentierten Erfindungen liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Hochfrequenz-Hochspan­ nungsvorrichtungen die Leuchterscheinungen in und in der Um­ gebung von (insbesondere biologischen) Objekten darzustellen. Diese Leuchterscheinungen sind im allgemeinen als Büschel- und Funkenentladungen und im Zusammenhang mit biologischen Strukturen als Kirlian-Effekt bekannt. Die o. g. Erfindungen unterscheiden sich in der Erzeugung und Potentiallage der Hochspannung und in der Anordnung von Hochspannungsquelle, Objekt und Darstellungs- bzw. Aufzeichnungsart der Leucht­ erscheinungen.

Kritik am Stand der Technik

Es ist die Intention der o. g. Erfindungen, lediglich eine phänomenologische Beschreibung der beim Kirlian-Effekt auf­ tretenden Leuchterscheinungen zu ermöglichen. In keiner der o. g. Erfindungen wird ein Verfahren beschrieben, mit dem die Verteilung von elektrischen Ladungsträgern unterschied­ licher Polarität (Elektronen, negative Ionen, positive Io­ nen) getrennt voneinander in der Umgebung und auf der Ober­ fläche der untersuchten Objekte bestimmt werden kann. Zur getrennten Bestimmung der Verteilung von elektrisch negati­ ven und positiven Ladungsträgern auf (insbesondere biologi­ schen) Objekten sind mindestens zwei Abbildungen oder Auf­ zeichnungen der Leuchterscheinungen mit gleichgerichteten Hochspannungspulsen von unterschiedlicher Polarität erfor­ derlich. Außerdem müssen die Potentialverhältnisse zwischen Hochspannungselektrode und Objekt in jedem Fall wohldefi­ niert sein.

Die diesbezüglich notwendige Aufnahme- und Auswerteprozedur ist entweder nicht herausgearbeitet worden (1., 2.), oder die speziellen Anforderungen an die Form und Potentiallage der Hochspannungspulse werden nicht erfüllt (3., 4.).

Durchsichtige, aus einem dünnen Metallfilm bestehende Elek­ troden (4.) haben den Nachteil, daß sich bei stärkeren Strö­ men der elektrische Widerstand des Metallfilms störend be­ merkbar macht. Dadurch kommt es zu unerwünschten Verzerrun­ gen des elektrischen Feldes und der resultierenden Leuchter­ scheinungen in der Umgebung des Objekts. Dieser störende Ef­ fekt kann durch Verwendung einer dicken, aus einer durch­ sichtigen elektrolytischen Flüssigkeit bestehenden Hochspan­ nungselektrode vermieden werden.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Ausnutzung des Kirlian- Effekts mit einer getrennten Aufnahme- und Auswertungspro­ zedur für elektrisch negative und positive Ladungsträger (N, P) deren Verteilung in der Umgebung und auf der Oberflä­ che biologischer und beliebiger anderer Objekte (O) zu be­ stimmen. Die Kenntnis dieser Ladungsträgerverteilungen ist die Voraussetzung für ein physikalisch begründetes Diagnose­ verfahren.

Aufgrund der mit dem Hochfrequenz-Hochspannungsgenerator (H) erzeugten elektrischen Feldstärke treten elektrisch negative und/oder positive Ladungsträger (N, P) aus dem Objekt (O) aus. Auf dem Weg zur Hochspannungselektrode (E) nehmen die Ladungsträger (N, P) kinetische Energie auf, da sie im elek­ trischen Feld beschleunigt werden. Dabei stoßen sie häufig mit Luftmolekülen zusammen, welche dadurch angeregt oder so­ gar ionisiert werden. Durch diesen Stoßanregungsprozeß kommt es zu den für den Kirlian-Effekt charakteristischen Leucht­ erscheinungen. Bei einem elektrischen Feld mit permanent wechselnder Polarität treten aus dem Objekt (O) sowohl nega­ tive als auch positive Ladungsträger (N, P) aus, welche sich auf dem Weg zur Hochspannungselektrode (E) in der Umgebung des Objekts (O) aufgrund der elektrostatischen Wechselwir­ kung gegenseitig beeinflussen. Dadurch kommt es zu schwer interpretierbaren, komplizierten Leuchterscheinungen. Die Beobachtung der unter Wechselfeldbedingungen erzeugten Leuchterscheinungen allein läßt keine eindeutigen Aussagen über Herkunft und Polarität der auftretenden Ladungsträger (N, P) zu. Um die Herkunft und die Polarität der durch die Leuchterscheinungen indirekt nachweisbaren Ladungsträger (N, P) zu klären, stellt sich daher die Aufgabe und ist es zwingend erforderlich, mindestens zwei Darstellungen der Leuchterscheinungen unter wohldefinierten Bedingungen an­ zufertigen - je eine Darstellung für jede Ladungsträger­ sorte.

Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Zur getrennten Bestimmung der Verteilung beider Ladungsträgersorten muß die mit dem Hochfrequenz- Hochspannungsgenerator (H) erzeugte elektrische Feldstärke eine wohldefinierte Richtung haben. Dies erfordert Hoch­ spannungspulse (HN, HP), deren Nullage mit der Masse (M) und dem Objektpotential identisch ist. Nach Anfertigung zweier Darstellungen gemäß Anspruch 1 können die einzelnen Darstellungen aus Gründen der Übersicht mit verschiedenen Farben eingefärbt und dann überlagert werden. In der so er­ zeugten Gesamtdarstellung geht die Polarität und Herkunft der beteiligten Ladungsträger (N, P) nicht verloren.

Zur Vermeidung von Feldverzerrungen bei Verwendung von dün­ nen Metallfilmen wird die Hochspannungselektrode (E) für Durchsichtaufzeichnungen aus einer durchsichtigen elektro­ lytischen Flüssigkeit hinreichender Dicke gebildet. Die

Abb. 1a zeigt die Anordnung von Objekt (O) und Hoch­ frequenz-Hochspannungsgenerator (H) gemäß Anspruch 1 und die Anordnung der Hochspannungselektrode (E), der Kamera (V) und des datenverarbeitenden Computers (C). Die

Abb. 1b, c zeigen die Form der positiven und negativen Hochspannungs­ pulse (HN, HP). Die

Abb. 2a, b zeigen schematisch Kirlian- Aufnahmen der Fingerspitzen, angefertigt gemäß Anspruch 1.

Abb. 2a zeigt die Verteilung der negativen Ionen, und

Abb. 2b die Verteilung der positiven Ionen. In

Abb. 2c sind die Abb. 2a, b überlagert worden.

An der Krallenbildung in Abb. 2a wird deutlich, wie sich die un­ terschiedlichen Ladungsträger aufgrund der elektrostatischen Wechselwirkung gegenseitig beeinflussen. Eine solche nach verschiedenen Ladungsträgersorten (N, P) differenzierte Dar­ stellung ist physikalisch wesentlich fundierter und aussage­ kräftiger als die bloße, undifferenzierte, phänomenologische Interpretation der durch den Kirlian-Effekt hervorgerufenen Leuchterscheinungen.

Claims (4)

1. Verfahren zur getrennten Bestimmung der Verteilung von positiven und negativen, elektrischen Ladungsträgern (N, P) in der Umgebung und an der Oberfläche von beliebigen (ins­ besondere biologischen) Objekten (O) unter Ausnutzung des Kirlian-Effekts, derart, daß sich zwischen Objekt (O) und einem Hochfrequenz-Hochspannungsgenerator (H) licht- bzw. ladungsempfindliche Abbildungs- oder Aufzeichnungsmedien be­ finden, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt (O) und der Hochfrequenz-Hochspannungsgene­ rator (H) das gleiche elektrische Bezugspotential "Masse" (M) haben, und daß zur getrennten Bestimmung der Verteilung der negativen Ladungsträger (N) eine Abbildung durch gleich­ gerichtete, positive Hochspannungspulse (HP) und zur getrenn­ ten Bestimmung der Verteilung der positiven Ladungsträger (P) eine Abbildung durch gleichgerichtete, negative Hoch­ spannungspulse (HN) erzeugt wird, wobei die jeweiligen Hoch­ spannungspulse (HP, HN) von gleichem Betrag und gleicher Frequenz sind, und daß durch Vergleich bzw. durch nachfol­ gende Überlagerung der beiden Einzelabbildungen (manuell oder durch Datenverarbeitung) die gegenseitige Beeinflussung der unterschiedlichen Ladungsträgersorten (N, P) erkennbar wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungselektrode (E) des Hochfrequenz-Hoch­ spannungsgenerators (H) aus einer klar durchsichtigen, elektrolytischen Flüssigkeit (F) besteht, die zwischen zwei klar durchsichtigen dielektrischen Platten (D) ein­ geschlossen ist, und daß die Aufzeichnung der Leuchter­ scheinungen durch eine hinter der Hochspannungselektrode (E) angeordneten Videokamera (V) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videobilder der Leuchterscheinungen von positiven und negativen Ladungsträgern (N, P) in einem Computer (C) digitalisiert, datentechnisch abgespeichert und getrennt farbgrafisch aufbereitet und überlagert werden können.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Platten (D) der Hochspannungselek­ trode (E) und das Schutzgehäuse des Hochfrequenz-Hoch­ spannungsgenerators (H) aus Acrylglas bestehen.