Bilgi

Uzun vadede göz hareketlerini izlemek için kullanılan düşük güçlü kızılötesinin herhangi bir etkisi olabilir mi?

Uzun vadede göz hareketlerini izlemek için kullanılan düşük güçlü kızılötesinin herhangi bir etkisi olabilir mi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Temel olarak, kızılötesi LED'lere ve göz hareketlerini izlemek için kızılötesi bant geçiren filtreli bir kameraya bakıldığında; Benim endişelerim, gözü sürekli olarak düşük güçlü kızılötesi ile aydınlatmanın uzun vadede herhangi bir potansiyel olumsuz etkisi olup olmayacağıdır? TİA A


IR'nin güvenli olduğunu söylerdim, ancak bazı çalışmalar aksini önerdi.

Bu tavşan gözleri üzerinde belirsiz bir çalışma:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3116568/

https://academic.oup.com/annweh/article-abstract/35/1/1/170395

Dolayısıyla, hedeflemeniz gereken bir tür dozimetrik maruz kalma sınırı olabilir. LED'ler çok kontrol edilebilir. IR gibi kimyasal olarak yumuşak, iyonlaştırıcı olmayan bir dalga boyuna sahip kataraktlardan bahsetmelerine şaşırdım çünkü bütün gün güneşten IR alıyoruz. Seviyeleri güneşli bir günden daha az olacak şekilde kontrol ederseniz, saatlerce göz takibi yapmak için 1 saatlik güneşe maruz kalma eşdeğerini kullanabileceğinizi görebilirsiniz. rakamlar araştırma konusudur.


Isı dalgaları muhtemelen kızıl ötesi dalgalardır. Bunlar her zaman etrafımızda (büyük bir yoğunlukla) var. Bir LED'den gelen küçük yoğunlukta bir Kızılötesi, uzun vadede bile herhangi bir soruna neden olmaz. Gözlerimiz çok daha yüksek (yani yaklaşık 45°C sıcaklık) yoğunluklara dayanacak şekilde evrimleşmiştir. Yani, endişelenmenize gerek yok.

Ancak, ısı dalgalarından su kaybolduğu için, kişinin gözlerini sık sık kırpmasına izin verin.


Volkanları İzleme

80 km, birbirinden ayrılıyor, kayıyor veya Dünya'nın sıcak, viskoz iç yüzeyinin üzerinde çarpışıyor. Volkanlar, plakaların çarpıştığı veya dağıldığı yerlerde oluşma eğilimindedir (Şekil 2), ancak Hawaii yanardağları gibi bir plakanın ortasında da büyüyebilir (Şekil 3).
Son 10.000 yılda dünya çapında aktif olduğuna inanılan 1.500'den fazla yanardağdan 169'u Amerika Birleşik Devletleri ve bölgelerindedir (Ewert ve diğerleri, 2005) (bkz. Şekil 4). 2007 baharı itibariyle, bu yanardağlardan ikisi, Kīlauea ve St. Helens Dağı patlarken, Mauna Loa, Fourpeaked, Korovin, Veniaminof ve Anatahan da dahil olmak üzere diğerleri, anormal depremler gibi bir veya daha fazla huzursuzluk belirtisi sergiliyor. volkanın yüzeyindeki deformasyon veya volkanik gaz emisyonlarının hacmi ve bileşimindeki değişiklikler, başka bir patlamanın başlangıcını önceden haber verebilir.

Şekil 1. Çoğu Pasifik Kıyısını çevreleyen ve diğer tektonik plakaların sınırları boyunca uzanan volkanların yerlerini gösteren dünya haritası. Smithsonian Enstitüsü'nün Küresel Volkanizma Programı'nın izniyle (http://www.volcano.si.edu/world/find_regions.cfm.) Volkanlar, depremler, çarpma kraterleri ve tektonik plakaların daha ayrıntılı haritası için Simkin ve ark. (2006). Görüntü, Smithsonian Enstitüsü Küresel Volkanizma Programı'ndan Paul Kimberly tarafından hazırlanmıştır.

Şekil 2. Simkin ve diğerlerine ait levha tektoniğinin şematik enine kesiti. (2006( farklı plaka sınırlarını gösteriyor. Resim Jose F Vigil ve Robert I. Tilling tarafından hazırlandı. Volkanlar, jeolojileri ve tipografileri sayesinde, andıran manzaralar sergilerler ve çoğu hassas ve benzersiz olan çeşitli ekosistemlere ev sahipliği yapar). Volkanik patlamalar manzaraları yok edebilir ve yaşamları, ekosistemleri ve mülkiyeti tehdit edebilir.Örneğin, St. Helens Dağı'nın 1980'deki patlaması, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki potansiyel volkanik olaylar ölçeğinde nispeten mütevazı olmasına rağmen, 24 megatonluk bir patlamaya eşdeğer enerji açığa çıkardı. 600 km2 üzerinde yaklaşık 7.000 büyük av hayvanı da dahil olmak üzere, 57 kişinin ölümüne ve yerel ekonomiye, tarıma, işletmelere ve yapılara 1 milyar dolardan fazla zarara neden olan yıkıcı ormanlar ve vahşi yaşamı yok ediyor. ve volkanlarla ilişkilendirdiğimiz ekolojik kaynaklar da bu kaynakları dakikalar içinde yok edebilir.
Çoğu yanardağ, doğal manzaralar, yaşamlar, ekosistemler ve mülkler için önemli tehditler oluşturan patlamalar yapabilir, ancak neyse ki, patlamalar tipik olarak haftalar ila aylarca artan huzursuzluktan önce gelir ve yanardağlar uygun şekilde alet edilirse ve veriler yorumlanırsa patlamaların tahmin edilmesini sağlar. volkanların jeolojisi, sismolojisi, jeodezisi ve jeokimyası alanlarında uzman ekipler tarafından.

Şekil 3. Simkin ve diğerlerinin Hawai Adası zinciri boyunca şematik kesit görünümü. (2006), Pasifik Plakası üzerindeki Hawaii sıcak noktasını sürdüren çıkarsanan manto tüyünü gösteriyor.

Her adadaki en eski yanardağın jeolojik yaşları, Hawaiian Ridge-Emperor Seamount zincirinin kökeni için sıcak nokta modeliyle tutarlı olarak, kuzeybatıya doğru giderek daha yaşlıdır. Joel E. Robinson tarafından hazırlanmıştır.

Amerika Birleşik Devletleri'nde, Robert T. Stafford Afet Yardımı ve Acil Yardım Yasası, ABD Jeolojik Araştırması'nın (USGS) etkilenen nüfusa ve sivil yetkililere potansiyel jeolojik afetler hakkında zamanında uyarılar vermesini zorunlu kılar. Bu yasanın yetkisiyle, USGS, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki volkanik aktiviteyi izlemek için birincil sorumluluğa sahiptir. USGS, volkanik davranışı tahmin etmek için gereken verileri toplamak ve can, mal kaybını ve yanardağlarla ilgili tehlikelerin ekonomik etkisini azaltmak için uyarılar ve bilgiler yayınlamak için çok sayıda ve çok çeşitli izleme araçlarından oluşan izleme ağlarını sürdürür. Bu izleme ağlarından elde edilen veriler, volkanların temel araştırmalarına ve bilimsel anlayışın geliştirilmesine katkıda bulunurken, enstrüman dağıtımının birincil gerekçesi kamu güvenliği ve afetlerin azaltılmasıdır.
Bu bölümde, volkanik patlamalarla ilişkili temel yaşamsal belirtileri tartışacağız, onları izleme yöntemlerini açıklayacağız ve bir vaka çalışması vereceğiz. Tanımlanan yaşamsal belirtiler arasında deprem aktivitesi, zemin deformasyonu, gaz emisyonu, gaz bulutları, hidrolojik aktivite ve şev kararsızlığı yer alır. İzleme yöntemleri, köklü olanlardan önümüzdeki birkaç yıl içinde rutin hale gelmesi gereken en son yeniliklere kadar uzanmaktadır.

Şekil 4. ABD Jeolojik Araştırma Ulusal Volkan Erken Uyarı Sistemi tarafından belirlenen tehdit düzeyine göre sınıflandırılan, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki volkanların yerlerini gösteren harita. Patlama Tarzı ve Sıklığı

Bireysel volkanlar, farklı lav akışları, piroklastik akışlar ve tefralar (kül ve daha kaba parçalı ejecta) kombinasyonları püskürtür. Bazı volkanlarda, heyelanlar, enkaz akışları ve seller, volkanik patlamaların kendisinden daha tehlikeli veya daha tehlikelidir. Moloz akışları, onlarca ila 100 km/s hıza kadar hareket eden çamur, kayalar, kayalar ve su karışımlarıdır. Bir yanardağdan kaynaklanan son derece hareketli enkaz akışlarına laharlar da denir. Tek tek volkanlarda olası patlamalı ve tehlikeli olayların (olay stili, boyutu ve sıklığı) değerlendirilmesi, jeolojik haritalar oluşturularak ve tehlike değerlendirmeleri yapılarak gerçekleştirilir.
Patlama stillerini etkileyen faktörler şunlardır: bir volkanı besleyen magmaların farklı sıcaklıkları ve kimyasal bileşimleri, magmanın yüzeye ulaşma hızları ve magmanın yüzeye ulaşması için kolay yollar olarak hizmet edebilecek fayların veya kırıkların varlığı gibi yerel faktörler. veya volkanik gazların magmadan patlamadan kaçmasına izin verir. Bu kontrol faktörleri genellikle bilinmemektedir veya ayrıntılı tehlike değerlendirmeleri veya patlama tahminleri geliştirmeye yardımcı olmak için önceden yeterince anlaşılmamıştır. Bunun yerine, bir volkanın geçmiş aktivitesini incelemek, belgelemek ve ölçmek için jeolojik haritalama ve ilgili araştırmalar kullanılır. Bu araştırmalarda, belirli yatakları birbirinden ayıran temel özellikler belirlenir ve yataklar arasındaki örtüşen ilişkiler olayların sırasını ortaya çıkarır. Peyzaj boyunca bireysel tortuların izlenmesi, jeologların geçmiş olayların boyutlarını belirlemesine ve böylece gelecekte benzer olaylardan etkilenmesi muhtemel bölgeleri tahmin etmesine olanak tanır. Jeologlar çeşitli laboratuvar teknikleri ile yaş tayinine uygun örnekler toplarlar. Birlikte, olayların türleri (patlamalar, toprak kaymaları, enkaz akışları), büyüklükleri ve frekansları hakkındaki bilgiler bir volkanın tarihini vermek üzere birleştirilir. Bu volkanik geçmişi belirlerken genellikle beklenmeyen özelliklerle karşılaşılır ve bu özelliklerin ayrıntılı çalışmaları, genel volkanik süreçlerin anlaşılmasını ilerletir, daha iyi tasarlanmış izleme stratejilerine ve gelecekteki davranışlara ilişkin daha doğru tahminlere olanak tanır.
Volkanik olaylar olasılıksaldır, yani patlamalar, yan çökmeler, enkaz akışları veya taşkınlar arasındaki süre ortalamadan daha kısa veya daha uzun olabilir ve zaman aralıkları olasılık dağılımları ile tanımlanabilir (Nathenson, 2001). En basit yaklaşım, bilinen olayların sayısını ortalama bir tekrarlama aralığına ulaşmak için geçen toplam süreye bölmektir, ancak bu yaklaşımın önemli dezavantajları vardır. Bazı volkanların, zaman içinde yakın aralıklarla birden fazla olayın meydana geldiği ve daha sonra ortalamadan çok daha uzun bir zaman aralığında hiçbir olayın meydana gelmediği epizodik davranışa maruz kaldığı bilinmektedir. Olayların kümelenmesi, muhtemelen bir dereceye kadar tüm volkanlar için tipiktir ve yakın zamanda patlamış bir yanardağa yaklaşmanın, uzun süredir patlamamış bir yanardağa yaklaşmaktan daha tehlikeli olduğu sezgisinin temelini oluşturur. Ayrıca, bir olayın olasılığı, bir şekilde olayın büyüklüğü ile bağlantılıdır; daha küçük patlamalar, enkaz akışları, toprak kaymaları veya taşkınlar büyük olanlardan daha sık meydana gelir. Küresel veriler, uzun sessizlik dönemlerinin genellikle daha patlayıcı ve tehlikeli patlamalardan önce geldiğini göstermektedir. Örneğin, on dokuzuncu ve yirminci yüzyılın en büyük 16 patlamasından 12'si, daha önce bilinen tarihsel patlamaları olmayan volkanlardandı (Simkin ve Siebert, 1994). Jeolojik haritalama ve ilgili saha araştırmaları, yaş tayini ile birleştiğinde, olay stilini, büyüklüğünü ve sıklığını birbirine bağlayan olasılık tahminleri için gerekli bilgileri sağlar.

Volkan Tehlikeleri

Bir yanardağın tehlikelerinden kaynaklanan riskler, genellikle bir yanardağın zirvesinin çok ötesine uzanır. Örneğin, Rainier Dağı'nın zirvesinin 80 km ilerisindeki vadi tabanları, Rainier Dağı Milli Parkı'nın eteklerinde çok yukarılarda oluşan çamur akıntıları nedeniyle su altında kalma riski altındadır. 150.000'den fazla insan bu su baskını tehlikesi alanlarında yaşamakta ve büyük ulaşım yaşam hatları bu bölgelerden geçmektedir (Driedger ve Scott, 2002). Hawai'i'deki şu anda huzursuz olan Mauna Loa yanardağından gelen lav akıntıları, iki saat gibi kısa bir sürede oldukça gelişmiş Kona Sahili'ne ulaşabilir. Bu tehlikelerin neden olabileceği, can kaybı ve toplum ve bağlı olduğu ekonomide aksama açısından yol açabileceği potansiyel zarar, yokuş aşağı topluluklar için ciddi hususlardır.
Havadaki kül bulutları uçaklar için ciddi bir tehlikedir. Jet uçak motorları, onları yaratan yanardağlardan yarım kıta uzakta, ince bir şekilde dağılmış kül bulutlarının arasından uçtuktan sonra başarısız oldu. İnce volkanik kül parçacıklarından oluşan büyük bulutlar, volkanik kaynaklarının ötesinde yüzlerce ila binlerce km boyunca rüzgarlarla taşınır (Şek. 5). Volkanik kül parçacıkları köşeli, aşındırıcı kayaç, mineral ve volkanik cam parçaları olup, kum ve silt büyüklüğünde olup çakı bıçağının sertliğine sahiptirler (Kenedi ve diğerleri, 2000 Neal ve diğerleri, 1997). Bu parçacıklar uçağın türbin kanatlarını ve ön yüzeylerini aşındırır, elektronik aksamın bozulmasına neden olur ve motorlarda erir ve birleşir, feci ve tam güç kaybına neden olur.
Volkanik kül son derece aşındırıcıdır. Uzun süre külün solunması hem insanlarda hem de hayvanlarda burun, boğaz ve göz tahrişine ve enfeksiyona neden olur. Nefes darlığı, boğaz ağrısı ve bronşit oluşabilir (http://volcanoes.usgs.gov/ash/, alıntı Blong, 1984). Sadece birkaç milimetre kalınlığındaki kül tabakaları, bitkilerin büyümesini geciktirir ve yutulursa hayvanları, özellikle sığırları ve diğer evcil ve yabani geviş getirenleri hasta edebilir veya öldürebilir. Daha kalın kül düşüşleri insanları, bitkileri ve hayvanları boğabilir. Kül düşmeleri ayrıca içten yanmalı motorları mahvedebilir, çatıların çökmesine ve iletişim ağlarının bozulmasına ve elektrik hatlarının kopmasına neden olabilir. İnsanları, bitkileri ve hayvanları ciddi şekilde yaralayacak veya öldürecek kadar büyük taşlar, patlayıcı bir yanardağdan birkaç kilometre uzağa fırlatılabilir. Rüzgarlar ve hatta geçen araçlar külü tekrar havaya karıştırabilir (Kenedi ve diğerleri, 2000).

Şekil 5. Volkan tehlikesi türlerinin görüntüsü. Myers ve Brantley'den (1995). Volkanik huzursuzluk dönemleri, patlamalara yol açmasalar bile, muhtemelen alanların kapanmasına ve topluluk tahliyesine yol açabilecek acil durum müdahalelerini tetikleyecektir. Huzursuz yanardağlar kamu görevlilerine meydan okur çünkü huzursuzluğun ne kadar süreceği, ne zaman sona ereceği, şiddeti, kimlerin etkileneceği ve hatta bir patlama olup olmayacağı konusunda belirsizlik yaratır. Tüm bu belirsizlikler, bir yanardağın etrafındaki alanlarda büyük psikolojik ve ekonomik etkilere neden olur. Belirsizlik, doğru ve güvenilir bilgi için yoğun bir talebi beraberinde getirir. Sivil makamlar, kamu güvenliğini sağlamak için bilgiye ihtiyaç duyar, işletme sahipleri ticari kararlar almak için bilgileri kullanır ve haber medyası her zaman alabilecekleri tüm bilgileri arar. Doğru ve güncel bilgilere yönelik tüm bu talepleri karşılamak kolay değildir.

Volkan Tehdit Düzeyleri ve Volkan İzleme

Volkanik tehdit, bir yanardağın üretebileceği (volkan tehlikesi) yıkıcı doğal olayların ve bu olaylardan (maruz kalma) risk altındaki insanlar, mülkler ve altyapının bir birleşimidir. Bir yanardağın gerekli izleme düzeyini tehdit düzeyiyle eşleştirmek, risk altındaki çoğu insan ve altyapı için en fazla güvenliği sağlar ve fonları ve bilim adamlarının zamanını en verimli şekilde dağıtır. USGS'nin Amerika Birleşik Devletleri ve bölgelerindeki 169 jeolojik olarak aktif volkanın tümü için volkan tehlikesi, riske maruz kalma ve tehdit seviyelerini ölçtüğü 2005 yılında, gerekli izlemeyi tehdit düzeyiyle eşleştirmek mümkün oldu (Ewert ve diğerleri, 2005).
Sayısal tehdit puanına göre, her yanardağ beş tehdit kategorisinden birine yerleştirildi: çok yüksek, yüksek, orta, düşük ve çok düşük. Ülkenin yanardağlarının elli beşi çok yüksek veya yüksek tehdit olarak tanımlanıyor: bu, potansiyel olarak aktif tüm ABD yanardağlarının yaklaşık üçte biri. Birçok yanardağ ya çalışılmamış ya da eksik çalışılmış olduğundan, gelecekteki çalışmalar önceden bilinmeyen geçmişteki patlamalı aktivite veya huzursuzlukları keşfettikçe ve risk altındaki nüfus ve altyapı arttıkça tehdit puanları muhtemelen artacaktır.
Yeterli uyarı sağlamak için, yüksek veya çok yüksek tehdit seviyelerine sahip volkanlar, yoğun ve gerçek zamanlı, 24 saat ayrıntılı izleme gerektirir. Volkanologların en ince değişikliklerin anlamlarını hızlı bir şekilde teşhis edebilmeleri için, izleme araçlarından gelen sinyaller gerçek zamanlı olarak bölgesel bir volkanik gözlemevine iletilmelidir. Genel bir kural olarak, bu iki tehdit kategorisindeki volkanlar, ana volkanik menfezin 20 km içinde en az 12–20 kalıcı sismik istasyon gerektirecektir, havalandırma deliğine çok yakın birkaç istasyon da dahil olmak üzere rutin deformasyon anketleri ve sürekli olarak kalıcı Küresel Konumlandırma Sistemi kaydedecektir ( GPS) istasyonları, nehir vadileri boyunca volkanik gazların ve araçların havadan ve yer istasyonu ölçümlerini sık sık yapar, geçen çamur akışlarının benzersiz seslerine duyarlıdır ve bu da aşağı havzadaki insanları uyarmak için alarmları tetikler. Orta düzeyde tehdit oluşturan volkanlar, patlama öncesi zayıf sinyalleri oluştukları anda algılamak için gerçek zamanlı izleme gerektirecektir. Tipik kapsama alanı, bir yanardağın 20 km yakınında, yan tarafında üç ila dört yüksek, en az altı sürekli kayıt, civarda kalıcı GPS istasyonları, her bir yanardağ için uygun olan seyrek gaz ölçümleri ve nehir boyunca çamur akışı dedektörleri dahil olmak üzere altı sismik istasyon gerektirecektir. vadiler (Ewert ve diğerleri, 2005).
Tabii ki, huzursuzluk başlayacak veya tırmanacaksa veya izleme verileri belirli bir yanardağın patlamaya doğru hareket ettiğini gösteriyorsa, doğru akım verilerinin elde edilmesi için izlemenin mümkün olduğunca hızlı bir şekilde artırılması gerekecektir. Artan endişeye yanıt olarak, daha geniş çeşitlilikteki volkanik fenomenlerin izlenmesi gerekecektir. Yeni araç türleri kurulmalı, mevcut araçların yeniden yapılandırılması ve yenilerinin eklenmesiyle mevcut araç ağlarının güçlendirilmesi ve veri iletim ağlarının güçlendirilmesi gerekecekti - bunların tümü, volkanologların volkanik huzursuzluğu yorumlamalarını ve olası sonuçları tahmin etmelerini sağlamak için. saat.
Düşük tehditli ve çok düşük tehditli volkanlar ise daha düşük düzeyde izleme gerektirir. Bu volkanlar için, tüm volkanlar için olduğu gibi, temel sismik, deformasyon, gaz ve hidrolojik başlangıç ​​verilerinin oluşturulması gerekir, bundan sonra düşük tehditli volkanlar, anormal aktiviteyi neredeyse gerçek zamanlı olarak tespit etmek için yalnızca yeterli izlemeyi gerektirir. Çok düşük tehditli volkanlar daha da az izleme gerektirecektir.
Çok yakın zamana kadar, potansiyel olarak aktif olan tüm volkanları yeterli düzeyde denetlemek ve denetlemek için kaynaklar yetersiz olduğundan, USGS tarafından volkan izleme reaktif olarak yapıldı, yani Dünya yüzeyinde bir tür huzursuzluk gözlemlenene kadar yeterli izleme yapılmadı. . Bu nedenle, öncü sinyaller tespit edilemedi ve ilk gözlemlenen huzursuzluk belirtileri ile volkanik bir kriz arasındaki süre genellikle kısaydı.
Böylece, sivil yetkililer, vatandaşlar, işletmeler ve bilim adamları, volkanlarla tehlikeli bir “yetişme” oyunu oynamaya zorlandı. Yetkililer, huzursuzluk tehlikeli seviyelere yükselmeden önce sivil savunma önlemlerini uygulamaya koymak için fazla mesai yaparken, volkanologlar çoğu zaman büyük masraflar ve kendileri için tehlike yaratarak enstrümantasyonları artırmak ve yükseltilmiş iletişim ağları kurmak için çabaladılar.
Her ABD yanardağı için belirli tehdit seviyesinin nicel olarak belirlenmesi, USGS'nin kaynakları paylaştırmasına izin verecek, böylece en tehditkar yanardağlar herhangi bir huzursuzluk belirtisi göstermeden 24 saat boyunca izlenebilecektir. İzlemeye yönelik bu proaktif yaklaşım, uygulanacak olsaydı, volkanologların risk altındaki topluluklara huzursuzluğun başlangıcından itibaren güvenilir bilgiler göndermelerini mümkün kılacak ve böylece onlara müdahale ve azaltma planlarını harekete geçirmeleri için maksimum süre tanıyacaktır. USGS tarafından proaktif izleme, gerektiğinde izlemeyi artırmak için volkanologlara maksimum süre verir. Her huzursuz yanardağ patlamasa da, paraya mal olan aşırı tepkimeyi veya hayatlara mal olabilecek düşük tepki vermeyi en aza indirmek için proaktif izleme hala gereklidir. Ancak, Amerika Birleşik Devletleri'nde ve tüm dünyada proaktif izleme uygulamasının önündeki en büyük engel, gerekli ekipman ve bilim adamları için ödeme yapacak kaynakları bulmaktır.
Proaktif izleme, reaktif izlemeye göre birçok pratik avantaj sunar. İzleme:
• Sürpriz patlama riskini en aza indirir.
• Kargaşa tırmanmadan ve volkanik kriz kötüleşmeden önce sivil savunma önlemlerinin uygulanması için gereken süreyi artırır.
• Cihazların ve iletişim ağlarının önceden planlanmış sahalarda düzenli ve güvenli bir şekilde kurulmasını sağlar. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki çok yüksek tehdit ve yüksek tehdit içeren volkanların çoğu, kısa bir yaz mevsimi dışında erişilemeyen kar ve buzul kaplı zirvelerdir, oysa herhangi bir mevsimde volkanik huzursuzluk başlayabilir. Yaz aylarında kurulum ve ekipman bakımı, tercih edilen sahaların karsız olma olasılığını en üst düzeye çıkarır, volkanologlar ve destek personeli için maksimum güvenlik sağlar ve aletleri ve iletişim ağlarını test etmek için yeterli zaman tanır.
• Cascade ve Aleutian volkanik yayları boyunca yoğun hava yollarında uçan günde 80.000'den fazla havayolu yolcusunun güvenliğini artırır. Tam olarak uygulandığında, bu ark volkanlarının proaktif olarak izlenmesi, volkanologların büyük bir patlayıcı patlamadan sonra beş dakika içinde Federal Havacılık İdaresi'ne (FAA) haber vermesini sağlayarak, kül bulutlarından kaçınmak için uçakların hızla rota değiştirmesine olanak tanıyacak.
• Gelecekteki uyarıların doğruluğunu ve zamanlamasını iyileştirir. Geçtiğimiz 25 yıl boyunca, temel volkanik süreçlerin anlaşılması, kısmen uzun vadeli yanardağ izlemesinden elde edilen verilere dayanarak muazzam bir şekilde gelişti. İzleme verileri, volkanologların volkanların nasıl çalıştığına dair modelleri formüle etmelerine ve test etmelerine yardımcı olur. Daha iyi modeller ise yanardağların nasıl izlendiğini iyileştirir, en etkili izleme yöntemlerini belirler ve yeni izleme teknikleri önerir.
• Arazi yöneticilerinin ziyaretçilere açık kalabilecek güvenli alanlar belirlemelerine bilimsel güvenilirlik katar - bazı durumlarda bir yanardağ patlamaya devam ederken bile. 18 yıllık göreceli sessizlikten sonra, St. Helens Dağı 2004'ün sonlarında USGS tarafından küçük deprem sürülerinin tespit edilmesiyle yeniden uyandı ve yanardağın altındaki magmanın varlığı konusunda volkanologları uyardı. ABD Orman Servisi dağa tüm erişimi kapattı. Yaklaşık bir yıl sonra, patlamalar ve kaya düşmeleri eşliğinde yanardağ kraterinde bir dizi lav kubbesi epizodik olarak ekstrüde edildi (Schilling ve diğerleri, 2006). Bununla birlikte, 2006 yılının ortalarında, USGS izlemesi, kubbe büyümesinin yavaşladığını, volkanik gaz emisyon oranlarının düştüğünü ve etkileri kraterin ötesine geçen patlayıcı patlamaların sona erdiğini gösterdi. Mevcut kubbe dakikada yaklaşık bir damperli kamyon yükü oranında büyümeye devam etse de, bu da kraterin bir süreliğine sınırların dışına çıkmasına neden oldu, USGS volkanologları ABD Orman Hizmetleri yetkililerine yol gösterebildiler ve patikaları yeniden açmalarına izin verdiler. 2006 ortalarında zirve Tırmanma izinlerini almak için Web'de etkin bir sistem, ziyaretçi güvenliğini sağlamaya yardımcı olur ve volkanik aktivitenin değişmesi durumunda hızlı bildirime izin verir (U.S. Forest Service, [2007–]).

Huzursuz ve Patlayan Volkanlar Yönetim Zorlukları Yaratıyor

Huzursuz ve patlayan volkanlar, arazi yöneticileri ve sivil yetkililer için kısa ve uzun vadeli sorunlar yaratır. Erişimi sürdürürken ve huzursuzluk devam ederken bile günlük yaşamı sürdürürken insan güvenliğini en iyi nasıl koruyacağına karar vermek, en kısa vadeli zorluklara neden olur. Hasar görmüş ve tahrip olmuş tesislerin nerede yeniden inşa edileceğine ve tahrip edilmiş ve hasar görmüş doğal kaynakların nasıl yönetileceğine karar vermek, daha uzun vadeli zorluklar yaratır. Volkanik kargaşaya verilen birkaç gerçek sorun ve yanıt örneği, arazi yöneticilerinin ve sivil yetkililerin potansiyel olarak karşı karşıya kaldıkları zorlukları göstermektedir. (Daha fazla örnek ve daha fazla ayrıntı için, 18 Mayıs 1980'de Klimasauskas, 2001'de St. Helens Dağı yanardağının feci patlamasından önceki olayların ve tepkilerin gün be gün anlatımına bakın.)

Huzursuz ve patlayan volkanlar:
Volkanların tehlikelerinden naif bir şekilde habersiz olan, ancak yine de etkinliği yakından görmeye istekli olan izleyicileri cezbedin.. 1 Nisan 1980'de, huzursuz bir St. Helens Dağı felaketle patlak vermeden altı hafta önce, yanardağın yakınındaki iki ilçe, eyaletlerinin Ulusal Muhafızlarından yardım istedi. İlçeler, insanları resmi olarak belirlenmiş tehlikeli bölgelere girmekten alıkoyamayacaklarını anlayana kadar sadece dört gün boyunca altı barikatı korumuştu. Bir FAA sözcüsü, aynı gün yanardağın etrafındaki kontrollü uçuş bölgesinde 100 kadar uçağın olduğunu tahmin etti. Birçok uçak, muhtemelen tespitten kaçmak için radyo sessizliğini kasıtlı olarak sürdürdü (Klimasauskas, 2001). Hawai'i Volcanoes National Park'ta önde gelen Ulusal Park Servisi (NPS) uyarı işaretlerini görmezden gelen ve aktif lav akıntılarına ulaşmaya çalışan vahşi doğa yürüyüşçüleri üzerinde yapılan bir araştırma, %77'sinin dehidrasyondan muzdarip olduğunu, yarısından fazlasının sıyrıklar ve sıyrıklarla geri döndüğünü ve %6'sının kırık kemiklerden muzdaripti. “Birçok yürüyüşçü, uyarı işaretlerini göz ardı etmeye ve yüksek riskli bölgelere girmeye istekli deneyimsiz turistlerdi” (Heggie ve Heggie, 2004). Birkaç yürüyüşçü bile öldü (Johnson ve diğerleri, 2000). Takahashi et al. (2003, fotoğraflar 44, 45 ve 55), park ziyaretçilerini uyarıları görmezden gelmeye çeken okyanusla erimiş lavın muhteşem buluşmasını gösteriyor.
Kısıtlı erişim alanlarının belirlenmesini ve bunun sonucunda işaretlerin asılmasını, kısıtlamaların halka duyurulmasını ve halkın zarar görmemesini sağlamak için kolluk kuvvetleri personelinin artırılmasını gerektiren tamamen dışlamanın gerekli kılınması. Kapalı alanların sınırları, bazen kamu güvenliği dışındaki nedenlerle, volkanik huzursuzluk artıp azalacak şekilde ayarlanmalıdır. 8 Nisan 1980'de St. Helens Dağı'nda, "Yerel tüccarlar kendilerini iş kaybı nedeniyle dava etmekle tehdit ettikten sonra yetkililer, 503 numaralı Devlet Yolu üzerindeki barikatı Jack's Store'dan Cougar'ın doğusundaki Swift Kanalı'na geri taşıdı" (Klimasauskas, 2001). Bu eylem, kısıtlı alanın sınırını yanardağa yaklaştırdı. 10 Nisan 1980'de St. Helens Dağı civarında barikatları korumanın maliyeti günlük 9,000 dolardı. ABD Orman Servisi, paradan tasarruf etmek için basın merkezini kapattı ve iki gözlem uçağını yere indirdi. 15 Nisan 1980'de bir ilçe, “harcama, kamu tacizi ve yanardağdaki istikrarlı patlama düzenini” gerekçe göstererek bazı barikatları kapattı (Klimasauskas, 2001). St. Helens Dağı'nın felaketli patlaması 34 gün sonra meydana geldi. Bu tür sorunlar azaltılabilir. Örneğin, Hawaii volkanlarını izleyen USGS bilim adamları ile Hawai'i Volcanoes National Park personeli arasındaki yakın işbirliği, NPS'nin parkın Web sitesinde (http://www.nps.gov/) güvenli ve güvensiz alanlar hakkında düzenli olarak güncel bilgiler yayınlamasını sağlar. havo/closed_areas.htm).
Bitkileri, hayvanları (hatta böcekleri) ve insanları etkiler. Aşırı durumlarda, volkanik kül, kısa vadede bitki ve hayvanların hastalık ve ölüm oranlarını artırır.. Lav, kül ve diğer püsküren maddeler ilk bırakıldıklarında sterildir. Ancak ayrışmadan sonra, tipik olarak volkanlarla ilişkilendirilen zengin, üretken volkanik topraklar haline gelirler. Kısa vadede volkanik kül, bitkiler ve hayvanlar üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir. Örneğin, yakın zamanda biriken volkanik kül üzerinde yetişen çam ağaçları, yakınlardaki etkilenmemiş topraklarda yetişen aynı türden daha yavaş büyür ve daha kısadır (Ishii et al., 2003). Kül ayrıca nehirleri tıkayabilir ve asitliklerini balıklar ve su bitkileri için öldürücü seviyelere yükseltebilir. 2 Nisan 1980'de, “St. Helens Dağı'ndan yaklaşık 5 mil uzaktaki bir balık kuluçkahanesinin operatörleri, akış yukarı volkanik külün akıntıya sızması nedeniyle pH'ın 6,8'den 5,8'e düştüğünü bildirdi. 5.0 pH'da balık ölür, bu nedenle kuluçkahane yöneticileri pH 5.5'e düştüğünde somonu serbest bırakmaya karar verdiler” (Klimasauskas, 2001). Ruminantlar, volkanik külün düştüğü alanlarda otladıklarında kimyasal zehirlenmelere ve geniş kül birikintileriyle kaplı alanlarda açlığa maruz kalırlar (Blong, 1984). Böcekler bile kül düşüşlerinden etkilenirken, bazı türlerin sayısı önemli ölçüde azalırken, diğerleri böcek avcılarından kurtularak haşere haline gelir (Fuentes, 1975). Bir yanardağın bitki yaşamı üzerindeki etkisi için ayrıca bkz. Brosnan (2000).
Kamunun bilgi taleplerini yanıtlamak için arazi yönetimi ve kolluk kuvvetleri ve çalışanları üzerinde stres yaratın. İstenen bilgiler, acil durumla ilgili olmak zorunda değildir ve öfkeli vatandaşların temasları yaygındır. 31 Mart 1980'de yerel gazeteler, ABD Orman Hizmetleri ofislerine huzursuz St. Helens Dağı hakkında yapılan aramaların, “basın mensuplarının içeri girmesine izin verilirken kapalı alanlarda kabinlerine erişemeyen sinirli vatandaşlardan…” “ son 24 saatteki patlamaların sayısını talep eden kumarbazlar, volkanın huzursuzluğunu bölgedeki Kızılderili mezarlarına yapılan saygısızlıktan sorumlu tutanlara” (Klimasauskas, 2001).
Tesislerin ve işletmelerin ne zaman taşınacağı veya kapatılacağı, değerli taşınabilir ekipmanın ne zaman taşınacağı ve yeni kısıtlanmış alanlarda çalışan ve yaşayan insanların yerinin ne zaman değiştirileceği konusunda baskı altında kararlar alınmasını gerektirir.. Yer değiştirmeler ve kapanmalar veya bunların belirsiz olasılığı, işletmelerin ve devlet kurumlarının işleyişinde önemli değişikliklere neden olabilir. Bu değişiklikler genellikle yerel ekonomik faaliyeti etkiler ve bu da kararları geciktirerek veya halihazırda verilmiş kararları iptal ederek ekonomik kaybı önlemek için baskı oluşturur.

Sonuçlar

Erimiş kaya (magma) yüzeyde patlamadan önce yerkabuğunun kilometrelerce yukarı doğru ilerlemeye zorlarken meydana gelen birçok süreç tarafından çeşitli öncü sinyaller üretilir. Bu sinyallerin çoğu son derece ince ve karmaşıktır ve sonuç olarak algılamak için pahalı hassas enstrüman dizileri ve yorumlamak için yılların deneyimine sahip bilim adamları gerektirir. Bu bölümün geri kalan kısmındaki kısımlar, USGS tarafından her bir sinyal tipini saptamak, ölçmek ve yorumlamak için kullanılan farklı ana teknikleri özetlemektedir. Her teknik, şu ya da bu şekilde, depremlerin türlerini, büyüklüklerini ve konumlarını, yer yüzeyindeki yükselme ve alçalmayı veya yanardağların yaydığı ısı, su ve gazlardaki değişiklikleri izler. Teknikler, magma yükselişi sırasında meydana gelen farklı süreçleri ölçtüğü için, etkin izleme, bir yanardağdaki gerçek zamanlıya yakın gelişmeleri değerlendirmek için birçok tekniğin aynı anda uygulanmasını gerektirir.
Doktorların, hastaların tıbbi geçmişlerini inceleyerek ve zaman içinde laboratuvar testlerinin sonuçlarını yorumlayarak hastaların gelecekteki olası sağlık risklerini izlemesi gibi, volkanologlar da bir volkanın tarihi aktivitesini inceleyerek ve ölçerek ve değerlendirerek gelecekteki volkanik aktivitenin olasılığını ve boyutunu öğrenirler. uzun yıllar boyunca ürettiği sinyaller. Doktorlar ve volkanologlar, zaman içinde rutin izlemenin, gelecekte olası sorunları en kolay şekilde ele alındıklarında erkenden tespit etmenin en iyi yolu olduğunu biliyorlar. Hastalar testler için laboratuvarlara gidebilirken, volkanologlar sahadaki yanardağların durumunu ancak üzerlerine ve yakınlarına izleme aletleri yerleştirerek değerlendirebilirler. İdeal olarak, potansiyel olarak aktif volkanlar hala sessizken eksiksiz izleme araçları ağları devreye alınır. Volkanologlar, huzursuzluğun en erken sinyallerini kaçırarak, "temel" eğilimleri belirlemek ve olası bir patlamanın boyutunu doğru bir şekilde tahmin etmek için gereken kritik erken verileri kaybetme riskiyle karşı karşıyadır. Örneğin, 2004 yılında St. Helens Dağı yeniden uyandığında, yanardağın ilk sinyallerini yakalamak için ek izleme araçları yeterince hızlı kurulamadı. Bu, yanardağın altına giren magma hacminin güvenle belirlenmesini engelledi (Ewert ve diğerleri, 2005), bu da potansiyel patlamaların büyüklüğüne ilişkin tahminlere önemli bir hata ekledi.
ABD yanardağlarının son yedi gündeki faaliyetleriyle ilgili güncellemeler için bkz. http://volcanoes.usgs.gov/vhpfeed.php.

STRESÖRLER/OLASI DEĞİŞİM

Volkan izleme yöntemleri, bir yanardağın altındaki magma hareketinin neden olduğu sinyalleri algılamak ve ölçmek için tasarlanmıştır. Yükselen magma tipik olarak (1) deprem sürülerini ve diğer sismik olayları tetikler (2) bir yanardağın zirvesinde veya yanlarında deformasyona (şişme veya çökmeye) neden olur ve (3) yerden ve havalandırma deliklerinden volkanik gazların salınmasına yol açar. Bir yanardağın durumundaki değişiklikleri izleyerek, bilim adamları bazen bir patlamayı günler veya haftalar öncesinden tahmin edebilir ve patlayıcı püskürmeler ve laharlar gibi ilgili belirli olayların oluşumunu uzaktan tespit edebilirler (Guffanti ve diğerleri, 2001). (Volkan yaşamsal belirtileri ve izleme yöntemlerinin bir özeti için Tablo 1'e bakın.)

HAYATİ İŞARET İZLEME AÇIKLAMALARI

Hayati İşaret 1. Deprem Aktivitesi

Tanıtım
Volkanlar içindeki magma ve ilişkili akışkanların hareketi genellikle eşzamanlı, ölçülebilir deprem aktivitesi (sismisite) ile meydana gelir. Huzursuz volkanlarda, gelişen sismik aktivite her zaman olmasa da yaygın olarak patlamalardan önce gelir. En yaygın sismik rahatsızlıklar, bir yanardağın altındaki magma hareketinin neden olduğu stres değişikliklerine tepki olarak depremlerdir.
Magma hızla çevreleyen kayaya girdiğinde, kaya aniden kırılır ve sinyali tektonik bir fay boyunca meydana gelen depreme benzer bir depreme neden olur (Şekil 6A). Bu tür depreme volkan-tektonik (VT) depremi denir. VT deprem imzaları, açık ve genellikle dürtüsel veya ani dalga başlangıçları ile karakterize edilir ve geniş bir sismik frekans aralığında enerji içerir.
Volkanik alanlarla ilişkili ikinci bir deprem türü, volkanik veya aktif hidrotermal alanlardaki kanallardan akan magma veya diğer sıvıların doğrudan sonucudur (Şekil 6B). Akan magma veya hidrotermal akışkanlardaki basınç değişimleri, bu akışkanların hareket ettiği çatlakları titreşmeye zorlar. VT depremleriyle karşılaştırıldığında, bu depremler baskın ve daha düşük bir salınım frekansıyla ortaya çıkar ve uzun dönemli (LP) depremler olarak adlandırılır (örn., Lahr ve diğerleri, 1994 Harlow ve diğerleri, 1996).
Volkanik depremlere ek olarak, durgun volkanlarda sürekli veya sürekli yer salınımı sıklıkla gözlenir. Buna volkanik titreme denir ve LP depremleriyle yakından bağlantılıdır. Tremor, hareketli magma tarafından yönlendirilen sürekli çatlak titreşimi olarak düşünülebilir (Şekil 6B ve 6C'nin parçaları). Bir yanardağın havalandırmasında veya havalandırmanın altındaki sığ derinliklerde meydana gelen patlamalar, dördüncü tip yaygın volkanik depremler yaratır. Doğal olarak, bunlara patlama depremleri denir. Şekil 6D, Pinatubo Dağı'nda sadece birkaç dakika süren küçük bir patlama olayının kaydını göstermektedir. Ancak, 1980 yılında St. Helens Dağı'nın afet patlamasında olduğu gibi, patlama depremleri saatlerce devam edebilir. Patlama depremlerine genellikle, çeşitli oranlarda buhar, volkanik gazlar, kül ve lav parçalarının güçlü bir şekilde püskürtülmesi eşlik eder.
Sismik izleme yöntemleri hakkında ek bilgi için bkz. Braile (bu cilt).

Seviye 3, Yöntem 1: Sismik İzleme
Volkanik püskürmelerden hemen hemen her zaman artan sismisite gelir ve yaklaşan patlamanın en güvenilir göstergeleri sığ depremler ve titremedir (örn., Chouet, 1996). Tipik olarak, volkanik huzursuzluk bir yanardağın derinliklerinde başlar ve patlama zamanı yaklaştıkça daha sığ derinliklere doğru ilerler. Volkanlarda sismik izlemenin amacı, volkanik olaylara eşlik eden depremleri ve sarsıntıları kaydetmek ve izlemektir.
huzursuzluk. Sismografik ağlar, volkanik sismik kaynaklardan yayılan sinyalleri kaydeder, ardından uzmanlar bu sinyalleri ve kalıplarını analiz eder ve yorumlar.
Sismologlar, bir depremin merkez üssünü (bir fay üzerindeki yırtılmanın başladığı yerin doğrudan Dünya yüzeyinin altındaki nokta) ve merkez üssünü (Dünya yüzeyinde doğrudan merkez üssünün üzerindeki nokta) bulmak için bir sismometre ağından gelen sismik verileri kullanır. Sismisite, diğer volkanik huzursuzluk belirtilerinden daha uzak mesafelerde ve daha derin kaynaklardan tespit edilebilir. Bu nedenle, sismik izleme tipik olarak volkanik huzursuzluğun en erken sinyallerini sağlar. Gelişen hipomerkez ve merkez üssü modelleri, bilim adamlarının magmanın dikey mi yoksa yanal olarak mı hareket ettiğini anlamalarına yardımcı olur. Olayları VT veya LP olarak kataloglamak, tektonik faylanma ile hareketli magma depremi kökenleri arasında ayrım yapmaya yardımcı olur.

Sismografik Ağlar
Etkili volkan izleme ağları, volkanik merkezden veya aktif havalandırmadan dışa doğru 20 km'lik mesafelere kadar uzanır. Özellikle sığ kaynak derinliklerini kesin olarak belirlemek için, ağdaki birkaç sismik izleme istasyonu, menfezin birkaç kilometre yakınında bulunmalıdır. Merkez üsleri ve dış üsleri tam olarak bulmak için, istasyonlar havalandırmadan değişen mesafelerde bir yanardağın etrafına eşit olarak dağıtılmalıdır. En iyi uygulama, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki potansiyel olarak tehlikeli her bir yanardağın çevresinde 10-20 sismografik istasyon gerektirir.
Bir ağdaki her izleme istasyonu bir sismometre, iletim için sinyalleri yükseltmek ve dönüştürmek için elektronikler, telemetri bileşenleri ve istasyona güç sağlamak için piller ve güneş panelleri ile donatılmıştır. Sismometre, zemin yüzeyinin 1-2 m altına gömülüdür. İstasyonun elektronik ve güç bileşenleri, küçük, yer üstü muhafazalara yerleştirilmiştir. İletim anteni ve güneş paneli, istasyon muhafazasının üzerine kurulmamışsa, kısa bir direğe kurulur. İstasyonlar, uzak veya vahşi alanlarda istasyon kurulumunun ve çalışmasının etkisini en aza indirecek şekilde tasarlanmıştır.

Şekil 6. Filipinler'deki Pinatubo Dağı'nda gözlemlenen sismik olay imzalarının örnekleri, Harlow ve diğerlerine ait Şekil 3'te yorumlandığı ve çoğaltıldığı şekliyle. (1996). (A) Uzun dönemli deprem (LP) ve volkanik tektonik deprem (VT). (B) Yakın aralıklı LP depremlerinden oluşan tremor. (D) Patlayıcı patlama sinyali. Her sismografik kayıttaki zaman dizisi, sol üstten sağ alta doğru, her bir iz işareti boyunca birer dakikalık aralıklarla eşit aralıklı onay işaretleridir.

Sismometre, yer hareketlerini kaydeder ve hareketleri elektrik sinyallerine dönüştürür. Dönüştürülen sinyaller, yakındaki bir yanardağ gözlemevine analog veya dijital biçimde telemetre ile gönderilir. Genel olarak, analog istasyonların satın alınması ve kurulması daha az maliyetlidir, daha az güç kullanır ve sinyallerini dijital istasyonlardan daha uzun mesafelerde iletir. Dijital istasyonlar daha yüksek kalitede veri sağlar ve dolayısıyla sismik sarsıntının daha doğru kayıtlarını sağlar. Kurulduktan sonra, analog istasyonlara göre bakımı daha kolaydır. Birçok sismografik ağ, analog ve dijital istasyon kombinasyonlarını kullanır. Bir analog istasyonun maliyeti 7.000 ila 10.000 ABD Doları arasındayken, bir dijital istasyonun maliyeti 15.000 ila 20.000 ABD Doları arasındadır (buradaki tüm tutarlar ABD Doları cinsindendir). Gelecekte, dijital istasyonların performans avantajlarının maliyet farklılıklarından daha önemli hale gelmesi muhtemeldir. Bu nedenle, yanardağ izleme ağlarındaki dijital sismik istasyonların oranı muhtemelen artacaktır.

Sismik Veri İşleme
Saha istasyonlarından bir yanardağ gözlemevine uzaktan ölçülen veriler, sismik veri akışlarının gerçek zamanlı ve gerçek zamanlıya yakın analizini ve sismik analiz ürünlerinin neredeyse gerçek zamanlı olarak gönderilmesini mümkün kılan özelleştirilmiş bilgisayar sistemlerinde toplanır. Önemli analiz ürünleri, merkez üssü ve dış merkez konumlarını, deprem büyüklüklerini ve sürekli sismik genlik ve spektral görüntüleri içerir. Gerçek zamanlı veri analizi ve görüntüleme, kısa vadeli patlama tahminini ve gelişen tehlike değerlendirmesini büyük ölçüde kolaylaştırır.Gözlemevi personeli, çıktıyı doğrulamak ve olayları daha eksiksiz tanımlayan ek bilgileri girmek için analiz ürünlerini etkileşimli olarak gözden geçirir. Bu yeteneklere sahip bir bilgisayar sistemi, birkaç iş istasyonu bilgisayarından oluşur ve on binlerce dolara mal olur. Bilgisayarlar ayrıca verileri depolar ve arşivler. Sismik veri toplama ve analizi için yazılım paketleri ticari olarak mevcuttur. Alternatif olarak, benzer yazılım paketleri U.S. Geological Survey tarafından geliştirilmiş, bakımı yapılmış ve kullanıma sunulmuştur.

Tartışma
Artan sismisite genellikle volkanik patlamalardan önce gelse de, en erken depremlerden patlamaya kadar geçen süre büyük ölçüde değişir. Artan sayıda volkan-tektonik deprem, bir patlamadan aylar hatta yıllar önce meydana gelebilir. Bununla birlikte, giderek huzursuzlanan her yanardağ patlamaz sismik aktivite, uzun süreler boyunca bir patlama olmadan büyüyebilir ve azalmayabilir.
Volkanik süreçler karmaşık ve değişkendir ve bu nedenle birden fazla tür, model ve sayıda deprem üretir (örn., Chouet, 2003). Bir yanardağın çok önemli erken sismik sinyallerini kaçırmak, bilim adamlarının olayları doğru bir şekilde tahmin etme yeteneğini engeller. İnsanların ve mülkün korunması, temel sismisiteyi ölçmek ve sismisitedeki anlamlı artışları izlemek için potansiyel olarak tehlikeli volkanlarda sismik izleme ağlarının kurulmasını gerektirir, bu da, Dünya yüzeyinde huzursuzluk başlamadan veya belirgin huzursuzluk belirtileri fark edilmeden çok önce.
Bir yanardağın yakınında ve aynı zamanda dünyanın diğer tarafından bir yanardağın içinden geçerken gelen depremlerden gelen sismik sinyallerin temel sismik izlemesi, bilim adamlarının huzursuzluğun başlangıcını yakalamasına ve fayların yerlerini ve olası magma birikimlerini belirlemesine olanak tanır. Volkan bilim adamları bu bilgiyi bir yanardağın patlama olasılığı, püsküren magmanın hacmi ve tehlikeli alanların konumu hakkındaki değerlendirmelerini geliştirmek için kullanırlar.

Hayati İşaret 2. Zemin Deformasyonu

Tanıtım
Magma bir yanardağın altında hareket ederken, Dünya'nın yüzeyini değiştirerek kendisi için alan yaratır. Bu deformasyonun uzay ve zaman üzerindeki özelliklerini ölçmek, yer altındaki magma rezervuarlarının derinliği, hacim değişimi ve geometrisi hakkında önemli bilgiler verebilir. Örneğin, magma bir yanardağın altında, belki de bir patlamanın başlangıcı olarak biriktiğinde, üstteki yüzey bir balon gibi şişecektir. Benzer şekilde, magma püskürdükten sonra veya magma daha derin seviyelere aktığında veya yerin altında başka yerlere yanal olarak hareket ettiğinde, hacmin bu şekilde çıkarılmasına tepki olarak yüzey söner. Daha ayrıntılı bir açıklama http://hvo.wr.usgs.gov/howwork/subsidence/inflate_deflate.html adresinde bulunabilir. Dünya yüzeyinin yer değiştirmeleri, hem karasal hem de uzay tabanlı teknolojiler dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle ölçülebilir. Her yöntemin avantajları ve dezavantajları vardır, bu nedenle deformasyon izleme tek bir tekniğe dayanmamalı, bunun yerine mümkün olduğu kadar çok yöntemi içermelidir. Aynı anda birkaç farklı yöntemin kullanılması, bir yanardağdaki yüzey yer değiştirmelerini tanımak ve bir patlamanın olasılığı ve zamanlaması hakkında bilgi sağlamak için en iyi şansı sunar.

Şekil 7. Kıyaslamalar zemine sabitlenmiştir ve her yıl incelenebilecek bilinen noktalar sağlar. (A) Tipik pirinç disk kıyaslaması,

10 cm çapında. Üçgenin ortasındaki çarpı, işaretin merkez noktasıdır ve deformasyon çalışmaları için referans noktası olarak kullanılır.

(B) Bazen, daha az göze çarpan pimler, yalnızca

2 cm çapında ve üstte merkez zımba ile ölçü olarak kullanılır. Bunları görmek daha zordur ve çalınma olasılığı daha düşüktür.

Son Teknoloji Teknolojileri
Teknolojik ilerlemeler nedeniyle birkaç klasik volkan deformasyon izleme yönteminin yerini daha yeni yöntemler almış olsa da, bu eski izleme yöntemleri bazı volkanlarda hala faydalı olabilir. Bu klasik yöntemler elektronik mesafe ölçümü (EDM) ve üçgenlemeyi içerir. Her iki yöntem de ölçümler için referans olarak kesin olarak yerleştirilmiş yer noktaları gerektirir. Kriterler olarak adlandırılan bu noktalar, özellikle tepelerin ve dağ zirvelerinin tepelerinde yaygındır. Karşılaştırma işaretleri genellikle merkezleme işaretlerine sahip (genellikle bir çarpı veya çukur) pirinç veya alüminyum disklerdir (Şekil 7A), ancak daha az belirgin pimler (Şekil 7B) veya kayaya oyulmuş şekiller de olabilir. Bu işaretlerin rahatsız edilmemesi önemlidir, çünkü zamanla tekrarlanan anketler için kullanılırlar. İşaretler yok edilir veya taşınırsa, yeniden doldurulamazlar ve yanardağ deformasyonu izleme yetenekleri azalır.

Seviye 3, Yöntem 1: Elektronik Mesafe Ölçme (EDM)
EDM, bir noktada bir referans noktasının üzerine bir lazer yerleştirerek, ikinci bir noktada bir referans noktası üzerinden bir reflektör dizisine işaret ederek (belki de onlarca kilometre uzakta) iki nokta arasındaki mesafeyi ölçer ve bir lazer darbesinin seyahat süresini ölçer. iki kriter arasında ve ardından zamanı mesafeye dönüştürmek. Ölçülen mesafeler birkaç santimetreye kadar doğrudur. EDM, biri lazerde diğeri reflektör bölgesinde olmak üzere en az iki kişi gerektirir. Atmosferik koşullardaki değişiklikler EDM'deki birincil hata kaynağı olduğundan, her iki uç noktada ve lazer yolu boyunca hava taşıtı yoluyla sıcaklık ve atmosferik basınç ölçümlerinin yapılması önerilir. Bir çift site arasında tekrarlanan ölçümler, mesafenin zaman içinde nasıl değiştiğini gösterir. Web sitesi http://volcanoes.usgs.gov/activity/methods/deformation/index.php EDM sekmesi altında daha ayrıntılı bir açıklama sağlar.
EDM hat uzunluğu ölçüm ağları, 1960'lar ve 1980'lerde yanardağ deformasyonunu belirlemek için son teknolojiydi. EDM artık modası geçmiş olduğundan, EDM ekipmanı satın almak zordur. Cihazlar, modele bağlı olarak 20.000 ila 30.000 ABD Doları arasında değişebilir. Reflektörlerin her biri 100 doların üzerindedir.

Seviye 3, Yöntem 2: Üçgenleme
Üçgenleme, köşeleri birbirinden onlarca kilometre uzakta olabilen ölçütler olan bir üçgenin yatay açılarını ölçmek için hassas ölçme aletleri kullanır. Zaman içinde açılardaki değişiklikler, Dünya yüzeyinin yatay deformasyonunu belirlemek için kullanılır. Örneğin bir tepenin veya dağın tabanından tepesine kadar olan dikey açı ölçümleri de zaman içinde yükseklikteki değişiklikleri belirlemek için alınabilir. Üçgenleme, nispeten az veri için önemli bir zaman yatırımı gerektirir (üçgendeki her bir köşeden tekrarlanan ölçümler gereklidir). Açı ölçümlerini toplamak için kullanılan alet, 20.000 dolara mal olabilen bir teodolittir.
EDM ve üçgenleme bir zamanlar önemli deformasyon izleme yöntemleri olmasına rağmen, Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) büyük ölçüde bunların yerini almıştır. GPS, klasik deformasyon izleme yöntemlerinin çoğundan daha iyi veri sağlarken daha az zaman ve personel gerektirir (ancak daha özel eğitim ve gelişmiş hesaplama rutinleri gereklidir). Yine de, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki herhangi bir yanardağ izleme ağı, başlangıçta EDM kullanılarak kuruldu. GPS kullanan son ölçümlerle geçmiş EDM araştırmalarını karşılaştırarak, belirli bir yanardağın uzun vadeli deformasyonunu belirlemek için oldukça yararlı olabilecek bir önceki ölçüm zamanından bu yana hat uzunluğu veya açı değişikliklerini belirlemek mümkündür. Bu uygulama aynı zamanda deformasyon verilerinin zaman serisini devam ettirerek anormal sinyallerin daha kolay tanınmasını sağlar. Örneğin, 1981'de Lassen Volkanik Ulusal Parkı'ndaki Lassen Zirvesinde bir EDM ağı kuruldu. 2004'te analiz edilen InSAR sonuçları, yanardağın azalmakta olduğunu gösterdi.

Yılda 1.5 cm. Bağımsız zemin ölçümleri elde etmek için, aynı yıl EDM ağı GPS ile yeniden dolduruldu. Sonuçlar çökmeyi doğruladı ve deformasyonun en azından 1980'lerden beri meydana geldiğini gösterdi.
Hem EDM hem de üçgenleme ölçümleri, alet istasyonu ve hedef konumlar arasında net görüş hatları gerektirir. Bu nedenle, EDM ve üçgenleme kriterleri, genellikle erişimi zor ve maliyetli olan tepelerin veya dağların tepelerinde olma eğilimindedir. Bu durumlarda, bu siteleri terk etmek ve daha erişilebilir yerlerde yeni GPS istasyonları kurmak akıllıca olacaktır. Bu, helikopter erişimi ihtiyacını azaltacak ve deformasyon izlemenin hem masrafını hem de müdahaleciliğini azaltacaktır.

Seviye 3, Yöntem 3: Tesviye
Diğer bir klasik ölçme tekniği, karşılaştırma ölçütlerinin dikey yüksekliklerini ölçen bir yöntem olan tesviyedir. EDM ve üçgenlemenin aksine, tesviye bugün hala düzenli olarak kullanılmaktadır. Bir dizi kıyaslama boyunca tekrarlanan tesviye anketleri, zaman içindeki yükseklik değişikliklerini milimetre altı hassasiyete kadar belirleyebilir. Kesintisiz GPS dışında başka hiçbir yöntem dikey deformasyona bu kadar duyarlı değildir.
Tesviye, genellikle 2-3 m boyunda invardan (düşük termal genleşme katsayısına sahip bir metal) yapılmış bir çift hassas dereceli çubuk ve bir tesviye "tabancası" (çubuklardan okumalar almak için tasarlanmış bir görüş) kullanılarak gerçekleştirilir. Tabanca, iki çubuk arasında konumlandırılmış ve hassas bir şekilde dengelenmiştir ve her bir çubuk üzerindeki dereceler, tabanca görüşünden bakılarak okunur (Şekil 8). Çubuk okumalarının farklı olması, iki çubuk arasındaki yükseklik farkını belirler. Okuma tamamlandıktan ve kaydedildikten sonra, bir çubuk diğerinin üzerine atlar, tabanca yeniden konumlandırılır ve ölçüm tekrarlanır. Bu ölçümleri karşılaştırma ölçütleri arasında bir geçiş boyunca devam ettirerek, bir ölçütler ağının göreli yüksekliklerini belirlemek mümkündür. Zamanla, tekrarlanan tesviye araştırmaları, belki de yüzeyin altındaki magmatik aktivitenin bir sonucu olarak, referans yüksekliklerin nasıl değiştiğini göstermektedir.

Şekil 8. Hawai'i Volcanoes National Park'ta çalışan tesviye ekibi. Tesviye anketleri dört ila altı kişi gerektirir: bir kişi tesviye tabancasını çalıştıracak, iki kişi çubukları tutacak ve bir ila üç kişi ölçüt bularak, sıcaklık okumalarını toplayarak, ölçümleri kaydederek ve trafiği yönlendirerek (çoğu tesviye hattı) anketi destekleyecektir. yollar boyunca bulunur). Deneyimli bir tesviye ekibi, topografyaya ve istenen doğruluğa bağlı olarak tipik olarak günde 5-7 km ölçüm yapabilir. Tesviye ekipmanı, tabanca operatörü ve bir asistan tarafından okuma ve kayıt gerektirebilir veya dijital olarak kaydedilebilir. İkinci durumda, tesviye çubuklarının üzerinde sayısal dereceler yerine barkodlar bulunur. Tabanca barkodu okur ve çubuğun konumları arasındaki yükseklik farkını belirler, ölçümü bir hafıza kartına kaydeder.
Bir tesviye tabancasının maliyeti, dijital (barkod) veya optik (kademeli) bir model için yaklaşık 3.000 $ 'lık tesviye çubuklarının her biri yaklaşık 1.000 $' dır. Sıcaklık sondaları, tripodlar ve trafik işaretleri gibi yardımcı ekipmanların maliyeti 1.000 dolara kadar çıkabilir. Çubuk ölçeğinin mümkün olduğunca doğru olması gerektiğinden, her 2-4 yılda bir (istenen doğruluk ve kullanım sıklığına bağlı olarak) yeniden kalibrasyon önerilir. Çubukların kalibrasyonu yalnızca Quebec'teki bir üniversite laboratuvarı tarafından yapılabilir ve maliyeti yaklaşık 1.000 $'dır.
Tesviye hala dünya çapında çok sayıda yanardağda kullanılmaktadır. Örneğin, Hawai'i Volcanoes National Park'ta, yıllık tesviye araştırmaları önemli ve bilgilendirici bir izleme yöntemidir çünkü büyük doğrulukları Kīlauea yanardağının dikey deformasyonunun büyüklüğünde ve yönünde değişiklikler göstermiştir. Pu'u 'Ō'ō patlamasının 1983'ten 2003'e kadar başlamasından bu yana, yanardağın zirvesi 1,5 m kadar azaldı. Bununla birlikte, yer değiştirme modeli 2003 yılının sonlarında yükselmek için değişti, bu da belki de patlama aktivitesinde gelecekteki değişikliklerin öncüsü olabilecek yanardağa artan magma arzını gösteriyor. Aslında, doğu yarık bölgesinde yeni püskürme delikleri patlak verdiğinde, 2007 boyunca yükselme devam etti ve Kīlauea Yanardağı'nın püskürme tarzında büyük bir değişikliğe yol açtı. Tesviye anketleri de yardımcı oldu
Hidrotermal sıvıların yüzey altı dolaşımıyla ilişkili olduğu düşünülen yükselmeden çökmeye benzer değişikliklerin kısa (1-2 yıllık) zaman dilimlerinde gözlemlendiği Yellowstone Ulusal Parkı'ndaki volkanik huzursuzluğu karakterize eder.
Tesviye için en faydalı uygulamalar, yolların iyi örttüğü nispeten düz volkanlardadır. Yöntemin gerektirdiği büyük zaman ve personel taahhüdü nedeniyle, aşırı miktarda zaman gerektiren aşırı topografya veya engebeli arazi üzerinde tesviye yapmak genellikle maliyeti haklı çıkarmaz. Bu nedenle tesviye, Yellowstone kalderası gibi volkanları izlemek için mükemmel bir araçtır, ancak Rainier Dağı gibi stratovolkanlarda (viskoz lav akıntılarının, tefraların ve piroklastik akıntıların püskürmesiyle oluşan dik, konik volkanlar) kullanım için uygun değildir.

Seviye 3, Yöntem 4: Yatırma
Yer eğimi, neredeyse 100 yıldır volkan deformasyonunu izlemek için kullanılmıştır. Hawaiian Volkan Gözlemevi'nin kurucusu Thomas A. Jaggar, eğimi ilk olarak 1912'de Hawaii'deki Kīlauea'daki volkanik aktiviteyi izlemek için kullandı. O zamandan beri, eğimi ölçmek için enstrümantasyon ve teknikler birkaç yineleme yoluyla gelişti. En uygun maliyetli ve modern yöntem, sığ sondaj deliklerine kurulan eğim ölçerleri kullanır.
Bir kuyu eğim ölçer, bir marangozun seviyesine benzer. Alet, 0,6-1 m uzunluğunda bir silindirdir (Şekil 9) ve içinde kabarcık bulunan bir elektrolitik sıvı ile doldurulmuştur. Elektrotlar, cihaz eğilirken balonun hareketini algılar. Tiltmetreyi ana kayada kumla doldurulmuş bir sondaj deliğine yerleştirerek,

2 m derinlikte (enstrümanı Dünya'ya etkili bir şekilde bağlar), zemin yüzeyinin eğimi ölçülebilir. Bir eğim ölçer ağı kullanılarak, aktif yanardağlardaki şişirme veya sönme kaynakları belirlenebilir. Daha fazla bilgi ve örnek, eğim sekmesinde http://volcanoes.usgs.gov/activity/methods/deformation/index.php adresinde bulunabilir.

Şekil 9. Hawai'i Volcanoes National Park'ta sondaj kuyusu eğim ölçer kurulumu. Cihaz, kablosuyla muhafazalı bir deliğe indiriliyor. Güneş panelleri, telemetri direği ve elektronik kutusu sağ tarafa monte edilmiştir. Eğim verileri cihaz sahasında bir veri kaydedicide saklanabilir ve periyodik olarak indirilebilir, ancak verileri ideal olarak gerçek zamanlı olarak bir yanardağ gözlemevine telemetre etmek çok daha pratiktir. Eğim verilerinin işlenmesi ve yorumlanması önemsizdir, çünkü cihaz tarafından verilen voltajlar, basit bir kalibrasyon faktörü aracılığıyla doğrudan yer eğiminin büyüklüğüne ve yönüne çevrilir. Veri ve işlemenin basitliği, eğim ölçerleri izleme araçları olarak çekici kılar, ancak eğim ölçerlerin yer değiştirmeleri kaydetmediğini, yalnızca eğimi kaydettiğini unutmayın. Ayrıca enstrümanlar, gündüz ve gece arasındaki sıcaklık dalgalanmaları, atmosferik basınç değişiklikleri ve yağış dahil olmak üzere çevresel değişikliklere karşı oldukça hassastır. Bu nedenle, eğim ölçer sahaları, ham eğim verilerinin çevresel faktörlere göre yorumlanabilmesi için yağmur ölçerler, termometreler ve barometreler ile donatılmalıdır.
Bir eğim ölçerin maliyeti yaklaşık 8.000 $'dır, ancak telemetreli bir eğim ölçer istasyonunu çalıştırmak için çok fazla ek ekipmana ihtiyaç vardır. Saha için bir veri kaydedici ve radyolar (hem eğim hem de çevresel verileri telemetre edebilir) ve bir alıcı istasyonun maliyeti ek 6.000'dir ve sondaj deliği yapmak için taşınabilir bir matkap (yüzlerce ila birkaç bin dolar) gereklidir. Cihazı çalışır durumda tutmak için maliyeti 1.000 ABD Doları olan piller ve güneş panelleri gereklidir ve çevresel sensörler (termometre, barometre ve yağmur ölçer) birkaç yüz dolara mal olabilir.
Bir yanardağ izleme yöntemi olarak eğimin en iyi örneği Hawaiian Volkan Gözlemevi tarafından sağlanmaktadır. Hawai'i Volcanoes National Park'ta, yaklaşık 20 sondaj kuyusu tiltmetresi Kīlauea ve Mauna Loa volkanlarını izliyor. Her enstrüman dakikada bir ölçüm yapar ve bu ölçüm hemen Hawaiian Volkan Gözlemevi'ne gönderilir. Bu neredeyse gerçek zamanlı eğim ölçümleri, 1997 ve 1999'daki yeni magmatik müdahaleler ve Kīlauea'nın zirvesinde saatler ila iki gün süren 2008 epizodik deflasyon/enflasyon olayları gibi, volkanik aktivitedeki değişiklikler hakkında rutin olarak kısa vadeli uyarılar sağlar. Halihazırda kullanımda olan başka hiçbir teknik, bu tür bir etkinliği olduğu gibi algılayamaz.

Seviye 3, Yöntem 5: Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS)
1980'lerin sonlarında, Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS), yavaş yavaş EDM ve üçgenlemenin yerini alarak, Dünya yüzeyinin deformasyonunu ölçmek için uygun bir yöntem haline geldi. GPS'in diğer tüm deformasyon izleme yöntemlerine göre birincil avantajı, birkaç milimetre doğrulukta yatay ve dikey yer değiştirmeleri aynı anda ölçebilme yeteneğidir.
GPS iki moddan birinde kullanılır: sürekli ve anket. Sürekli GPS, o istasyonun zaman içindeki hareketini izlemek için bir yerde kalıcı olarak kurulmuş bir GPS alıcısı ve anteni (Şekil 10A) kullanır. Sürekli GPS'in avantajı, yer değiştirmenin büyüklüğü ve yönündeki değişikliklerin iyi çözülmesidir. Ancak istasyon bu nedenle hareket ettirilemez, uzaysal deformasyon modellerinde herhangi bir değişiklik tespit edilemez. Tarama modunda, bir tripod üzerindeki bir GPS anteni (Şekil 10B), istasyonun konumu sürekli olarak kaydedilirken kısa bir süre için (örneğin, iki gün) bir kıyaslama noktası üzerinden ayarlanır. GPS kurulumu daha sonra gerektiğinde diğer sitelere taşınır. Aynı ölçütlerin tekrarlanması, bir bölgedeki incelenen noktaların nasıl hareket ettiği hakkında bilgi sağlar, ancak zaman çözünürlüğü zayıf olacaktır.

Şekil 10. Küresel Konum Sistemi (GPS) izleme yöntemleri. (A) Hawai'i Volcanoes National Park'taki bu sürekli GPS kurulumu, bir anten (soldaki kaidede beyaz disk), güneş panelleri, elektronik kutu (güneş panellerinin altında) ve telemetri direğinden oluşur.

(B) Bir karşılaştırma ölçütü üzerine kurulmuş bir GPS anteni ve tripodu olan bir anket GPS sitesi. Sağ alttaki kutuda GPS alıcısı ve pil bulunur.

Her iki GPS izleme yöntemi de gökyüzünün net bir görünümünü gerektirir. Binalar ve bitki örtüsü gibi engeller uydu sinyallerini gizler ve düşük ölçüm kalitesine neden olur. Ek olarak, kısa süreli GPS ölçümleri, çok yollu (uydu ile alıcı anten arasında doğrudan hatlar üzerinden gitmeyen uydu sinyalleri) tarafından kirletilme eğilimindedir. Bu tür etkilerin ortalamasını çıkarmak için mümkün olduğunca fazla veri toplamak önemlidir. Anket siteleri, verileri günde en az altı ila sekiz saat boyunca kaydetmelidir. Bu, günde 24 saat veri kaydeden sürekli kurulumlar için bir sorun değildir.
GPS konumları, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü gibi araştırma kurumları tarafından genellikle ücretsiz olarak sağlanan işleme yazılımı kullanılarak hesaplanır. Yazılım son derece uzmanlaşmıştır ve doğru şekilde kullanmak için önemli deneyim ve eğitim gerektirir. Bir GPS alıcısı ve anteni yaklaşık 4.000$'a mal oluyor. Kesintisiz GPS siteleri, site başına yaklaşık 3.000 ABD doları maliyetle piller, güneş panelleri ve radyo telemetri gerektirir. Anket modunda çalıştırılan ekipman için, alıcı ve antene ek olarak yalnızca tripodlar ve piller (yaklaşık 500 $) gereklidir.
GPS, üç boyutlu yer değiştirmeleri ölçmek için nihai araçtır, bu nedenle, GPS'in şu anda volkanlarda deformasyon izleme için baskın yöntem olması şaşırtıcı değildir.Hawai'i Volcanoes National Park'ta, 50'den fazla sürekli GPS istasyonu, yıllık veya etkinlik odaklı GPS kampanyaları sırasında her biri birkaç gün boyunca kullanılan 100'den fazla site tarafından desteklenmektedir. Bu yöntem kombinasyonu, aktif volkanizma ile ilişkili deformasyon modellerinin mümkün olan en iyi zamansal ve uzamsal çözünürlüğünü sağlar. GPS anketleri

Mauna Loa civarında, üç sürekli istasyonla desteklenen 40 bölge, ilk olarak 2002'de Hawaii'deki Mauna Loa yanardağının şişmesini tespit etti. Bu aktiviteye yanıt olarak, sürekli GPS ağı,

Sonraki üç yıl içinde 20 site daha. Yeni sürekli istasyonlar, zaman içinde yüzey yer değiştirmelerinin daha iyi çözünürlüğünü sağlar ve bu da Mauna Loa'nın gelecekteki faaliyetlerine ilişkin daha güvenilir tahminlerle sonuçlanacaktır.

Seviye 3, Yöntem 6: Hava Fotoğrafçılığı/Işık Algılama ve Uzaklaştırma (LIDAR)
Işık algılama ve mesafe (LIDAR) araştırmaları ve hava fotoğrafçılığı, büyük yüzey deformasyonu yaşayan alanları ölçmek için huzursuz volkanlarda kullanılır. Her iki teknik de lav akıntıları, volkanik kubbeler vb. gibi ekstrüde edilmiş malzemenin hacmini ölçmek için patlayan volkanlarda kullanılır. LIDAR araştırmaları ve hava fotoğrafçılığı, zemin yüzeyinin dijital yükseklik modellerini (DEM'ler) oluşturmak için kullanılır. Volkanologlar, anketler arasındaki hacim değişimini hesaplamak için ardışık anketlerden DEM'ler kullanır. Örneğin, St. Helens Dağı'nın 2004-2008 patlaması sırasında, bir zaman serisi DEM'ler, lav hacminin yanı sıra ekstrüzyon hızının tek güvenilir ölçüsünü sağladı. Hacim ve ekstrüzyon hızının izlenmesi, volkanologların bir patlamanın ne kadar sürebileceğini ve üretilebilecek toplam lav hacmini tahmin etmelerine yardımcı olur.
Hava fotoğrafçılığı, DEM'leri oluşturmak için kullanılan en temel ve en ucuz yöntemdir; bu, onlarca yıldır kullanılan olgun bir teknolojidir. Bir uçaktan bir çift hafif örtüşen dikey fotoğraf çekilir. Daha sonra, bir DEM'in üretildiği zemin yüzeyinin topografik bir haritasını oluşturmak için bir stereoskop veya özel bilgisayar yazılımı kullanılır. 18 Mayıs 1980'de St. Helens Dağı'nın patlaması sırasında, DEM'ler yanardağın kuzey kanadında hızla artan enflasyon oranını doğruladı ve 18'de çöküş meydana gelmeden önce yanardağın kuzey tarafının kararsız olduğunun anlaşılmasına yol açtı. Mayıs 1980.
LIDAR, radara benzer, ancak zemin yüzeyinin yüksekliğini araştırmak için çok daha yüksek ışık frekansları (genellikle ultraviyole, görünür veya kızılötesi) kullanır. Uçağa monte edilmiş bir lazer tarafından yayılan ışık, yer yüzeyinden yansır ve seyahat süresi aynı uçağa monte edilmiş bir optik teleskop tarafından ölçülür. Işığın seyahat süresi mesafeye dönüştürülür (EDM'ye benzer), buradan birkaç santimetre hassasiyetinde bir DEM oluşturulur. LIDAR araştırmaları, uçağın kesin konumunu gerektirir, bu nedenle inceleme alanı içinde yerde bir referans GPS istasyonu bulunmalıdır. LIDAR sonuçlarını işlemek için son derece uzmanlaşmış yazılım ve kapsamlı operatör eğitimi gereklidir, bu nedenle çoğu LIDAR anketi özel şirketler tarafından tamamlanır.
Genel olarak, hava fotoğrafçılığının düşük maliyeti, onu volkanları izlemek için tercih edilen yöntem haline getirir. Havadan fotoğraf çekmek için yapılan bir uçuş 1.000 ila 5.000 ABD Dolarına mal olurken, LIDAR uçuşları on binlerce dolara mal oluyor. LIDAR verilerinin işlenmesi de birkaç hafta gerektirirken, istenen doğruluk düzeyine bağlı olarak hava fotoğrafçılığı günler içinde DEM'e dönüştürülebilir. Bununla birlikte, LIDAR'ın daha yüksek doğruluğu, onu, küçük yüzey kayması olan faylar gibi zemin yüzeyindeki ince, düşük kabartmalı özellikleri bulmak için ideal hale getirir. 2004'ün sonlarında St. Helens Dağı'nda yenilenen püskürme faaliyetinin başlamasını takip eden ilk haftalarda, yanardağın kraterindeki lav kubbesinin büyümesi hakkında önemli veriler sağlayan DEM'leri oluşturmak için hem LIDAR hem de hava fotoğrafçılığı kullanıldı. Ancak, LIDAR'ın büyük maliyeti, patlamanın başlamasından sonraki iki ay içinde DEM çalışmalarının tamamen hava fotoğrafçılığı ile yapılmasına neden oldu.

Seviye 3, Yöntem 7: InSAR
İnterferometrik sentetik açıklıklı radarın (InSAR) kullanımı, aşağıdaki Gelişen Volkan İzleme Teknikleri bölümünde ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. InSAR hızla gelişiyor olsa da, sınırlayıcı faktörler arasında uydu kullanılabilirliği, atmosferik etkilerden kaynaklanan bozulmalar ve deformasyonun tespit sınırlarının üzerinde belirgin olması için ölçümler arasında nispeten uzun aralıklara duyulan ihtiyaç yer alır. Bununla birlikte, InSAR, diğer yöntemlerin aşırı derecede pahalı olacağı geniş alanlar üzerindeki büyük ölçekli, uzun vadeli deformasyonu ölçmek için etkilidir ve daha önce tanımlanmadığı yerlerde deformasyonu araştırmak için iyi bir tekniktir ve uzun vadeli bir habercidir. South Sister yanardağında gösterildiği gibi potansiyel volkanik aktivite (Yükselen Volkan İzleme Teknikleri bölümüne bakınız). Birkaç istisna dışında, InSAR, önemli bir huzursuzluk gösteren, patlama tehdidinde bulunan veya gerçekten patlayan çoğu volkan için henüz işlevsel bir araç değildir, çünkü belirli bir yanardağın tekrarlanan InSAR görüntüleri yalnızca uydu tepedeyken yaklaşık aylık aralıklarla yakalanabilir, kısa vadeli değişikliklerin izlenmesinin önlenmesi.
Bu bölümün gelişen teknikler bölümünde açıklanan uydu aracılığıyla uzaktan algılama, yüzey deformasyonunu izlemek için de kullanılabilir. Gelişmekte olan teknikler bölümünde de açıklanan insansız hava araçları (İHA'lar), yeni bir lavın büyümesi ve çökmesi gibi aktif lav kubbelerindeki, lav akışlarındaki ve havalandırma deliklerindeki değişiklikleri izlemek için erişimi zor veya tehlikeli olan alanlarda uygundur. kubbe.

Özet
İzleme yöntemlerinin kombinasyonları, bir yanardağın deformasyonunun uzamsal ve zamansal gelişiminin kapsamlı bir şekilde izlenmesine izin verir, yalnızca yöntemlerin bir kombinasyonu, herhangi bir yöntemin zayıflıklarını telafi edebilir. Açıkça, aktif volkanlarda deformasyonu izlemek için kullanılan çeşitli yöntemler ve araçlar avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Bu nedenle, etkili izleme stratejileri, sürekli ve anket yöntemlerinin bir karışımını kullanır. Örneğin, Hawai'i Volcanoes National Park'ta, US Geological Survey'in Hawaiian Volcano Observatory'si Kīlauea ve Mauna Loa yanardağları. Aynı yöntem kombinasyonu, DEM'ler oluşturmak ve zaman içinde püsküren lavların hacmini ve hızını izlemek için hava fotoğrafçılığının da kullanıldığı St. Helens Dağı'nda kullanılır.

Hayati İşaret 3. Yer Seviyesinde Gaz Emisyonu

Tanıtım
Volkanik gaz, hem aktif hem de birçok aktif olmayan volkandan doğal olarak salınır. Su buharı tipik olarak en bol bulunan volkanik gazdır ve bunu karbon dioksit (CO2) ve kükürt dioksit (SO2). Diğer yaygın volkanik gazlar hidrojen sülfürdür (H2S), hidrojen klorür (HCl), hidrojen florür (HF), karbon monoksit (CO) ve hidrojen (H2), diğer birçok eser gaz ve izotopun yanı sıra uçucu metallerle birlikte. Bu gazların konsantrasyonları bir yanardağdan diğerine önemli ölçüde değişebilir. Potansiyel olarak aktif volkanik alanların çoğu, bir veya daha fazla düşük sıcaklıklı fumarol ve oldukça iyi gelişmiş bir hidrotermal sistem ile karakterize edilir. Yellowstone gibi büyük volkanik sistemler, geniş bir coğrafi alanda volkanik gazları havaya boşaltan çok sayıda menfez ve fumarole sahiptir. Hawaii'deki Kīlauea gibi bazı aktif volkanik sistemler, birkaç yüz dereceye kadar sıcaklık değişebilen çeşitli gaz deliklerine ve fumarollere sahiptir.
Volkanik gazlar insanlara, hayvanlara, bitkilere ve mallara zararlı olabilir. Genellikle, küçükten hayati tehlikeye kadar değişebilen tehlikeler, volkanik menfezleri ve fumarolleri hemen çevreleyen alanlarla sınırlıdır. Ancak CO gibi havadan ağır gazlar2 yanardağların kenarlarında topografik çöküntülerde birikebilir ve insan sağlığı ve güvenliği için tehlike oluşturabilir. SO gibi asit gazları2bol miktarda bulunduğunda, volkanik menfezlerden rüzgar yönünde lokalize asit yağmuru üretmek için atmosferdeki su ile birleşebilir.
Volkanların altındaki erimiş kaya veya magma, patlamaların itici gücü olan bol miktarda gaz içerir. Magma, derinlikten Dünya yüzeyine doğru hareket etmeye başladığında volkanlar huzursuz olur. Magma, yanardağın altındaki daha sığ alanlara doğru hareket ederken, daha fazla gazın çatlaklara ve çatlaklara kaçmasına izin veren daha düşük basınç koşullarıyla karşılaşır. Bu gazların bir kısmı yüzeyde sıcak tütsüler, aktif havalandırmalar veya gözenekli zemin yüzeyleri yoluyla boşaltılır ve burada ölçülürlerse aşağıda devam eden süreçler hakkında değerli bilgiler sağlayabilirler. Yükselen magma ayrıca yanardağın altındaki kaya kütlesini ısıtır ve sonunda yanardağın altındaki sığ hidrotermal sistemlerde suyun kaynamasına neden olarak ilave gazlar açığa çıkarır. Arazi yönetimi personeli, yeni fumarollerin görünümünü, aniden ortaya çıkan bir "çürük yumurta" kokusunu, fumarole sıcaklıklarında bir artışı veya yeni sıcak zeminin görünümünü not ederek ve bildirerek volkanik huzursuzluğun erken belirtilerini belirlemeye önemli ölçüde katkıda bulunabilir, açıklanamayan hayvan ölümleri ve anormal bitki örtüsü ve ağaç ölümlerinin başlangıcı.
Volkanik gazları ölçmek için çeşitli yer tabanlı yöntemler şunları içerir: fumarollerden gazların doğrudan örneklenmesi ve ardından laboratuvar analizi, portatif aletlerle bir fumarolede bir veya daha fazla gazın ölçülmesi, volkanik menfezlerde uzun vadeli gaz izleme istasyonları kurulması ve toprak iletilmesi -gaz çıkış araştırmaları. Her yöntem aşağıda tartışılmaktadır. Hepsi volkanik koşulların uzun vadeli değerlendirilmesi için çok uygundur. Fümarol gazı örneklerinin laboratuvar analiziyle birleştirilmiş yerinde alet ölçümlerini içeren bir strateji, jeokimyasal volkan gözetimi için özellikle etkili olabilir.

Seviye 3, Yöntem 1: Gazların ve İzotopların Doğrudan Fümarol Örneklemesi
Doğrudan gaz örneklemesi, belirli fumarollerin ve menfezlerin ayrıntılı bir kimyasal analizini ürettiği için volkanik sistemlerin uzun vadeli gözetimi için idealdir. Volkanik gaz örnekleri tipik olarak, sıcak bir fumarole kimyasal olarak inert ve dayanıklı bir tüp yerleştirilerek toplanır. Tüpün içindeki yoğuşma, kaçan gazlarla dengeye ulaşana kadar tüpün ısınmasına izin verildikten sonra, toplama tüpüne ya özel olarak tasarlanmış bir boşaltılmış numune şişesi ya da içinden akışlı bir numune şişesi takılır. Numune alındıktan sonra iyon ve gaz kromatografisi ve geleneksel yaş kimyasal yöntemlerle analiz için bir analitik laboratuvara gönderilir. Daha fazla bilgi şu adreste bulunabilir: http://volcanoes.usgs.gov/activity/methods/gas/sample.php. Saha gazı numune kitlerinin maliyeti 1.000 dolardan azken, bu tür gaz analizini gerçekleştirmek için laboratuvar analitik cihazlarının her biri yaklaşık 30.000 dolardır.
Tipik olarak, su, CO2 dahil olmak üzere numunedeki tüm ana volkanik gazlar grubu belirlenebilir.2, BU YÜZDEN2, H2S, HCl, HF, CO ve H2, azot gibi diğer gazlar (N2), oksijen (O2), helyum (He) ve varsa neon (Ne), artı diğer eser gazlar. Fumarole sıcaklığı, doğrudan numunelerin kalitesini ve faydasını belirlemede büyük rol oynar. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, numune gazı besleyen magmanın koşullarını o kadar iyi yansıtacaktır.
Fumarollerden doğrudan gaz örneklemesi, hızla değişen koşulların izlenmesi için pek uygun değildir, çünkü laboratuvar analizlerinin tamamlanması genellikle günler veya haftalar alır. Bununla birlikte, ayrıntılı gaz bileşimi analizleri genellikle volkanik tehlikeleri değerlendirmek ve gazların kaynaklandığı derinlikteki magmanın durumu hakkında fikir veren modeller oluşturmak için kritik bilgiler sağlar.
İzotoplar, volkanik gaz kaynaklarını benzersiz bir şekilde ayırt eder. Numune toplama kapları biraz farklı olabilse de, izotop analizi için fumarollerden gaz numunelerinin toplanması için prosedür ve maliyet genellikle benzerdir. Hidrojen, karbon, nitrojen ve oksijen gibi hafif elementlerin izotoplarının yanı sıra helyum gibi soy gazların izotopları, volkanik gazın kökeni ve atmosferik gazlarla seyreltme derecesi hakkında fikir verebilir. Özellikle helyum izotoplarının daha yüksek oranları (3 He/4 He), daha derin kaynaklardan türetilen gazları ifade eder. İzotoplar, 300.000 dolara mal olabilen karmaşık laboratuvar aletleri olan kütle spektrometreleri ile analiz edilir.

Seviye 3, Yöntem 2: Yerinde Enstrümantal Ölçümler
Gaz kromatografı (gaz veya sıvı karışımlarını ölçülebilir bileşenlere ayıran analitik bir alet) veya bir spektrometre (belirli ışık dalga boylarında gazları ölçmek için tasarlanmış bir optik alet) gibi taşınabilir bir alet, doğrudan gazdan bir veya daha fazla gazı ölçebilir. havalandırma veya fumarole. Bir numune tüpü doğrudan gaz kaynağına bağlanır ve gaz cihazın numune portuna yönlendirilerek numune toplama ve laboratuvara taşıma ihtiyacını ortadan kaldırır. Portatif aletler, birkaç saat içinde ölçüm yapmak üzere yapılandırılabilir ve hemen sonuç üretme avantajına sahiptir, ancak genellikle ilgilenilen volkanik gazlardan yalnızca birkaçını ölçerler. Sahada taşınabilir kromatografların ve spektrometrelerin maliyeti 5.000 ila 25.000 ABD Doları arasında değişmektedir.
Volkanik gazları ölçmek için önemli bir yeni teknik, açık yol Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisidir (OP-FTS). Hareketli bir ayna düzeneğine ve optik bir teleskopa sahip özel bir kızılötesi spektrometre türü olan Fourier transform kızılötesi spektrometresi (FTIR), bir üçayak üzerine monte edilmiştir ve bir fumarol veya volkanik havalandırmadan çıkan bir gaz bulutunu hedef alır. Cihaz için bir kızılötesi enerji kaynağı sağlamak için gaz bulutunun karşı tarafına büyük bir lamba yerleştirilebilir. Diğer durumlarda, ışık kaynağı olarak sıcak kayalar ve hatta güneş kullanılabilir. FTIR aynı anda birkaç gazı hızlı bir şekilde analiz edebilir ve yukarıda açıklanan araçlar gibi hemen sonuç üretme avantajına sahiptir. Bir saha FTIR sisteminin maliyeti yaklaşık 100.000$'dır.
Bazı gaz emisyonu olayları nispeten kısadır ve ara sıra fumarol örneklemesi veya yerinde enstrümantasyonun kısa süreli yerleştirilmesiyle gözden kaçabilir. Bu nedenle, kısa süreli gaz giderme olaylarının yanı sıra uzun vadeli değişiklikleri belirlemek için sürekli gaz izleme istasyonları sıklıkla kullanılır. Bunlar tipik olarak bir fumarole veya yakınındaki gaz konsantrasyonlarını ölçen bir veya daha fazla kimyasal veya optik gaz sensöründen oluşur. Sismik veya GPS izleme istasyonlarına benzer şekilde, gaz izleme istasyonları, sensörlere ve veri toplama ekipmanına güç sağlamak için bir istasyon muhafazası ve pillerden oluşur ve her birinin maliyeti 3.000 ila 10.000 ABD Doları arasındadır. Verileri tipik olarak radyo veya uydu ile saha dışındaki bir tesise telemetrelenir veya sahada bir veri kaydedici tarafından kaydedilebilir.
Volkanik huzursuzluk sırasında yükselen magma, volkanın yüzeyini ısıtmaya başladığında, SO2'yi ölçer.2 artan SO2 miktarları nedeniyle özellikle önemlidir.2 gaz genellikle artan huzursuzluğun teşhisidir. Bu nedenle, sürekli gaz ölçümleri için bir dizi telemetreli Flyspec izleme istasyonu kurmak, volkanik huzursuzluk tanımlandığında her zaman düşünülmelidir. Bazen mini-DOAS (diferansiyel optik absorpsiyon spektrometresi) olarak da adlandırılan Flyspec, SO2'yi ölçen küçük bir ultraviyole spektrometredir.2 Havada. Sabit bir gaz izleme istasyonunun parçası olarak kullanıldığında, Flyspec bir volkanik menfez veya fumarol alanının rüzgar yönündeki hava kütlesini taramak üzere yapılandırılabilir. Bir meteoroloji istasyonundan alınan rüzgar verileriyle birleştiğinde Flyspec, SO'nun güvenilir bir ölçüsünü üretebilir.2 emisyon oranı veya akı. Flyspec verileri, radyo veya uydu bağlantıları ile telemetrelenebilir. Telemetreli Flyspec izleme istasyonlarının maliyeti, telemetri türüne ve tekrarlayıcı bağlantıların gerekli olup olmadığına bağlı olarak 10.000 ila 15.000 ABD Doları arasındadır.

Seviye 3, Yöntem 3: Toprak Akış Ölçümleri
Toprak akıntısı ölçüm etütleri genellikle volkanik gazların, tipik olarak CO2'nin bulunduğu alanlarda yapılır.2, faylar ve kırıklar yoluyla derinlikten yükselir ve yer yüzeyinin hemen altındaki toprak tabakasına boşalır. CO'dan beri2 havadan ağırdır, alçak noktalarda veya kapalı alanlarda toplanabilir veya bir yoğunluk akımı olarak yokuş aşağı akabilir ve bu tür alanlara giren herkes için önemli bir tehlike arz eder. 1990 yılında, Inyo Ulusal Ormanı'ndaki bir ABD Orman Servisi korucusu, böyle bir alanda karla kaplı bir kabine girdi ve neredeyse nefes darlığı yaşadı. Daha sonraki araştırmalar, potansiyel olarak ölümcül CO konsantrasyonlarını ortaya çıkardı.2 yakındaki bir kamp alanının kapatılmasını gerektiren civarda. Volkanik CO2 ile ölümcül karşılaşmalar, dik bir yokuştan aşağı akan ve bir yoldan geçen, 1979'da Dieng'de (Endonezya) bir patlamadan kaçan yaklaşık 150 kişinin ölümüne ve ani CO2 salınımlarına neden olan gazı içerir.2- zengin gaz
1984 ve 1986'da sırasıyla yaklaşık 40 ve 1.700 kişiyi öldüren Kamerun'daki Monoun ve Nyos Gölleri.
Toprak gazı deşarj bölgeleri, sıcak veya soğuk olabilir ve genellikle bitki örtüsü ve ağaç ölümleri ile karakterize edilir. Gazlar geniş bir alanda yerden kaçabildiğinden, bir kızılötesi spektrometre ve taşınabilir bilgisayar ile birleştirilmiş küçük bir toprak toplama odası, gazı düzinelerce ila yüzlerce ayrı bölgede toplamak ve ölçmek için tipik olarak kullanılır. Bu ölçümler, toprak CO'nun bir haritasını oluşturmak için kullanılır.2 Toplam gaz akışını belirlemek için anormallik. Daha fazla ayrıntı için bkz. http://volcanoes.usgs.gov/activity/methods/gas/soil.php. Tarla toprak akış enstrümantasyonunun maliyeti 5.000 ila 20.000 ABD Doları arasında değişmektedir. Saha araştırmaları tipik olarak birkaç gün boyunca bir bilim adamları ekibi tarafından yürütülür ve derinlikten gaz deşarjının dinamiklerini değerlendirmek için birkaç yıl boyunca yılda bir ila birkaç kez tekrarlanır.
Toprak akış ölçümleri ayrıca, volkanik gazın yüzeye sızdığı arızaları veya diğer bölgeleri aramak için de yararlıdır. Gazdan arındırmadaki kısa vadeli (saatlik) değişiklikleri izlemek için bazen toprak gazı deşarj bölgelerine otomatik toprak akışı izleme istasyonları kurmak uygun olabilir. Otomatik izleme istasyonlarının her birinin maliyeti yaklaşık 20.000 ABD dolarıdır.
Bu bölümün gelişen teknikler bölümünde açıklanan uydu aracılığıyla uzaktan algılama, termal emisyonları ve volkanik kül ve gaz bulutlarını izlemek için de kullanılabilir.

Hayati İşaret 4. Gaz Bulutları ve Kül Bulutlarının Emisyonu

Tanıtım
Gaz ve kül emisyonları, bu bölümde açıklanan üç teknik ve ayrıca aşağıdaki bölümde açıklandığı gibi uydu uzaktan algılama ile izlenir (Çok Sayıda Yaşamsal Belirti için Kullanılan İzleme Teknikleri). Yöntem 1 ve 2, volkanik dumanlarda sırasıyla kükürt dioksit ve karbon dioksiti izlemek için kullanılır. Her iki gaz da magmatik aktivitenin önemli göstergeleridir. Yöntem 3, genellikle uydu uzaktan algılama ile birlikte volkanik kül bulutlarının nasıl izlenebileceğini ve izlenebileceğini açıklar. Uçağın volkanik bulutlara girmesini önlemenin önemi nedeniyle, kül bulutlarını gerçek zamanlı olarak izlemek ve önemli bilgileri havacılık ilgi alanlarına iletmek için koordineli bir uluslararası çok kurumlu süreç geliştirilmiştir.
Bir yanardağın atmosfere gaz salma hızı, magma-rezervuar sistemi içindeki magma hacmi ile ilgilidir. Sülfür dioksit (SO2) gibi temel gazların emisyon oranındaki değişiklikleri, genellikle günlük metrik ton (103 kg/d) cinsinden ölçerek2) ve karbondioksit (CO2), bir volkanın magma rezervuarında meydana gelebilecek değişiklikleri ve magmanın yüzeye doğru hareket edip etmediğini anlamak mümkündür. SO ölçmek bazen mümkün olsa da2 yerden deşarj, havadaki bir platformdan en hassas ve güvenli bir şekilde ölçülür. Doğru CO2 emisyon oranı ölçümleri bir hava platformu gerektirir. Bu yaşamsal belirtide açıklanan yöntemler hakkında daha fazla bilgi ve çizimler için http://volcanoes.usgs.gov/About/What/Monitor/Gas/plumes.html adresine bakın.
İster fumarol gibi küçük bir kaynaktan solunsun, ister patlayan bir volkanik baca gibi büyük bir kaynaktan zorla boşaltılan tipik bir gaz bulutu, yoğunluğunun atmosferle dengeye ulaştığı yüksekliğe kadar yükselir. Bulutun üst kısmı rüzgar tarafından kesilebilir ve sürüklenebilir. Gaz emisyon oranı, rüzgar yönündeki dumandaki belirli bir gazın miktarı ve rüzgar hızı ölçülerek belirlenebilir.
Aktif olmayan yanardağlardan gelen kükürt dioksit emisyonu, normalde alet algılama limitlerinin altından günde birkaç yüz metrik tona kadar değişir. Çünkü bu yüzden2 su ile reaksiyona girebilir ve bir gaz fazı olarak kaybolabilir, bazen durgun volkanlarda huzursuzluk başlayana kadar mevcut değildir. Her iki durumda da, SO'yu ölçmek önemlidir.2 ve CO2 huzursuzluk meydana gelirse gelecekteki ölçümlerle karşılaştırmak için temel çizgileri oluşturmak için aktif olmayan dönemlerde.

Seviye 3, Yöntem 1: Korelasyon Spektrometresi (COSPEC) ve Mini-UV Spektrometresi (Flyspec) Ölçümleri
SO aramanın önemi2 volkanik tüylerde fazla tahmin edilemez. SO ne zaman2 Volkanik kargaşa sırasında bulutta görünürse, sığ bir magma kaynağı için kesin bir göstergedir ve SO'nun derinden yüzeye kuru geçiş yolları oluşturmak için volkanik yapının yeterli ısınmasını gösterir.2 artık yeraltı suyu veya hidrotermal sistemle reaksiyonlarla uzaklaştırılmıyor. Çok yüksek ve sürekli SO2 emisyon oranları, magmanın yanardağın altında yüksek bir seviyeye girdiğini ve belirgin bir patlama olasılığını gösterdiğini ima eder.
COSPEC (veya korelasyon spektrometresi), SO2'yi ölçmek için otuz yılı aşkın bir süredir kullanılmaktadır.2 Dünyadaki çeşitli volkanlardan emisyon oranları. Başlangıçta endüstriyel kirleticileri ölçmek için tasarlanan COSPEC, SO2 tarafından emilen ultraviyole ışık miktarını ölçer.2 Işık kaynağı olarak saçılan güneş ışığını kullanan volkanik bir bulut içindeki moleküller. Cihaz, tüm ölçümler bir veya daha fazla bilinen SO ile karşılaştırılarak kalibre edilir.2 Cihaza monte edilen standartlar. COSPEC, yukarıya bakan bir teleskopa sahip optik bir alettir, bu nedenle tipik olarak teleskop bir pencereden dışarı çıkacak şekilde bir uçağa monte edilir. Tipik olarak, ortalama SO'yu belirlemek için, tüyün altında, hareket yönüne dik açılarda 3-6 travers uçar.2 tüyün dikey bir enine kesiti boyunca konsantrasyon. Rüzgar hızı, uçuş sırasında GPS ile belirlenir. Bu ölçümlerden çok doğru bir emisyon oranı hesaplanabilir. Bir COSPEC, cihaz için yaklaşık 80.000 dolar ve her bir uçak tipine özgü özel yapım bir montaj plakası için birkaç yüz dolara mal olur.
Bazen mini-DOAS (diferansiyel optik absorpsiyon spektrometresi) olarak da adlandırılan Flyspec, ultraviyole ışık aralığında SO2'yi de ölçer. Ancak Flyspec cihazı COSPEC'ten çok daha küçük ve daha hafiftir ve standart bir dizüstü bilgisayarın USB portu üzerinden çalıştırılabilir. Bir helikoptere veya sabit kanatlı bir uçağa monte edilebilir ve COSPEC ile aynı ölçüm stratejisini kullanarak bulutun altından uçabilir. Yapılandırmaya ve ticari bir model olup olmadığına bağlı olarak, bir Flyspec'in maliyeti 5.000 ila 12.000 ABD Doları arasında olacaktır.
Tipik bir hava kaynaklı gaz ölçümü için uçuş maliyetleri genellikle 1.000 ila 3.000 ABD Doları arasındadır, ancak Yellowstone gibi yaygın olarak dağıtılmış gaz kaynaklarına sahip volkanik sistemlerde tek uçuşlar 5.000 ABD Doları veya daha fazlasına mal olacaktır. Aktif olmayan bir yanardağda temel gaz ölçüm uçuşları arasındaki aralıklar bir ila üç yıl olabilir. Huzursuzluk yaşayan volkanlarda, uçuşlar her bir ila üç ayda bir yapılabilir ve huzursuzluğun yoğun olduğu zamanlarda günlük ila haftalık sıklıkta ihtiyaç duyulabilir.

Seviye 3, Yöntem 2: LI-COR
Karbondioksit, volkanik bir sistem içinde huzursuzluğun başlangıcının en erken jeokimyasal göstergesini sağlayabildiği için, patlamalı aktiviteyi tahmin etmek için en önemli gaz türlerinden biridir. Düşük çözünürlüğü nedeniyle CO2 yüzeye çıkışı sırasında magmadan çok erken salınır. Böylece bir CO geçişi2 taban çizgisinden belirgin şekilde daha yüksek seviyelere kadar, magmanın muhtemelen dahil olduğunu ve derinlikten hareket halinde olduğunu gösterir. CO2'de daha fazla artış2 daha da yüksek emisyon oranları, magmanın yanardağın altında yüksek bir seviyeye izinsiz girdiğini gösterir. Doğru CO ölçümü için uçaklara güvenilir bir alternatif yoktur2 emisyon oranları. Gaz emisyonlarını yeterli ve güvenli bir şekilde izlemek için huzursuz volkanlara uçak erişimi kesinlikle gereklidir.
LI-COR, son zamanlarda CO2'yi belirlemek için standart haline gelen küçük bir kızılötesi spektrometredir.2 volkanik tüylerdeki emisyon oranları. LI-COR, bir helikopterin veya çift motorlu sabit kanatlı bir uçağın dış numune alma portuna bağlı bir tüp aracılığıyla hava ve volkanik gazları numuneler ve CO2'yi analiz edebilir2 saniyede bir ölçümde numune hava akımında. Tüyün altında uçan COSPEC ve Flyspec'ten farklı olarak, LI-COR, bulutun tüm dikey enine kesiti analiz edilene kadar, sürüklenme yönüne dik farklı yüksekliklerde çaprazlar halinde tüy boyunca uçmalıdır. Bu verilerden ve GPS tarafından belirlenen bir rüzgar hızından, CO emisyon oranı2 Belirlenebilir.
LI-COR tipik olarak bir COSPEC veya Flyspec ile uçacağından, uçak uçuş maliyetleri ve ölçümlerin sıklığı yukarıda COSPEC ve Flyspec için açıklananla aynı olacaktır.

Seviye 3, Yöntem 3: Doppler Radarı
Doppler radarı, volkanik bir bulut içindeki farklı kimyasal bileşenleri izleyen yukarıda açıklanan yöntemlerin aksine, volkanik bulutların görünümünü ve hareketlerini izler. Doppler radarı, tehlikeli alanların ne zaman yerdeki insanlara veya uçaklara kapatılacağına karar vermeye yardımcı olmak için kullanılır.
Bir yanardağ iyi havalarda, gündüz saatlerinde ve/veya gözlemcilerin açıkça görebileceği bir yerde patladığında patlama tespiti kolay bir iştir, ancak gece, kötü hava koşullarında ve/veya uzak bölgelerdeki patlamalar için zordur. Lassen Zirvesi, Krater Gölü, Rainier Dağı ve Alaska yanardağlarında meydana gelebilecek patlamalar için, hava durumunu izlemek için tasarlanmış Doppler radar sistemleri ile bu engellerin üstesinden gelinebilir. Hava durumu radarı, havadaki külü, yağmur veya karı algıladığı şekilde algılar, ancak kül ve hava bulutları arasında ayrım yapamaz.
Doppler radar sistemleri, hareket eden ve radar ışınını yansıtan yağmur, kar ve volkanik kül dahil her şeyi gösteren haritalar üretir. Görüntüler düzenli aralıklarla üretilir ve diğer izleme verileri olası volkanik aktiviteyi gösterdiğinde hızlandırılmış bir dizi olarak görüntülenebilen bilgisayar dosyaları olarak kaydedilir. Örneğin, bir yanardağın olağandışı sismisitesi, bir şeyin olduğunu, belki de bir patlama olduğunu gösterir. Radar görüntü dizisi, sismisite ile aynı anda yanardağın üzerinde aniden bir bulutun ortaya çıktığını gösteriyorsa, bulut neredeyse kesinlikle bir patlama patlaması tarafından üretildi. Böylece püskürmeler hem güzel hem de kötü havalarda gece ve gündüz tespit edilebilir.
Radar verilerini edinmenin maliyeti çok düşükten çok yükseğe kadar değişmektedir. Ulusal Hava Durumu Servisi (NWS), Amerika Birleşik Devletleri'nin çoğu için internet üzerinden ücretsiz olarak Doppler radar verileri sağlar. Ancak, bazı uzak bölgelerde kapsama alanı sınırlıdır veya yoktur. NWS radarları hava koşullarına bağlı olarak 4, 5, 6 veya 10 dakikalık aralıklarla görüntü üretir. Görüntüler kullanıma sunulmadan önce yaklaşık bir dakika daha geçer. NWS radar verilerini işleyen ve yeniden satan ticari satıcılar, satın alma ile son kullanıcılara teslimat arasındaki süreyi daha da artıracak. Görüntüler NWS radarlarından elde edilirse, görüntüler internetten, doğrudan NWS veri sunucularından veya ticari bir satıcıdan elde edilmiş olsun, telekomünikasyon sorunları bir engel teşkil edebilir. Ayrıca, kullanıcıların NWS veri akışı üzerinde hiçbir kontrolü yoktur ve
veri tedarikçileri ne sunuyor. Sonuç olarak, kullanıcılar, patlama tespiti için gereken süreyi artırarak, istenenden önemli ölçüde daha uzun olan görüntü aralıklarıyla çalışmalıdır.
Bir yanardağ NWS radarları tarafından kapsanmıyorsa, bağımsız bir radar sisteminin alınması ve işletilmesi gerekecektir. Büyük bir çanak anten, (en azından) yanardağın zirvesinin engelsiz bir görünümü olan bir kaide üzerine yerleştirilir - tipik olarak yanardağdan birkaç on ila 50 km. Anten tipik olarak bir binanın veya kulenin üstüne monte edilir, böylece yakındaki nesneler radar ışınını engellemez. Antenden gelen kablolar, bina içindeki anteni kontrol eden ve ham verileri alan elektronik bir "kara kutuya" bağlanır. Kişisel bir bilgisayar ham verileri işler ve eğitimli operatörlerin kolayca yorumlayabileceği çeşitli grafik formatlarında bir monitörde görüntüler.
Radar ekipmanı pahalı olma eğilimindedir. En ucuz (ve en az yetenekli) sistemlerin maliyeti yaklaşık 50.000 ABD dolarıdır. Daha yetenekli sistemler beş ila on kat daha pahalıya mal oluyor. Özel radar sistemleri bakım ve onarım gerektirir ve bunları işletmek ve bakımını yapmak için personel gerektirir. Bununla birlikte, radar sistemleri uzun süreler boyunca çok az dikkat ile çalışabilir.
Bu bölümün gelişen teknikler bölümünde açıklanan uydu aracılığıyla uzaktan algılama, volkanik kül ve gaz bulutlarını izlemek için de kullanılabilir.

Hayati İşaret 5. Hidrolojik Aktivite

Tanıtım
Çoğu volkan, kayda değer birikmiş kar ve kayda değer yeraltı suyu kaynakları ile uzun fizyografik özelliklerdir. Yüzey suları, magmadan salınan hem ısıyı hem de kimyasal bileşenleri yakalayabilir ve emebilir. Suyun deşarjını, bileşimini ve sıcaklığını izleyerek işçiler, yenilenen magmatik aktiviteye eşlik eden volkanik sistemdeki değişiklikleri tespit edebilirler. İzleme, nehirler ve akarsulardaki ölçüm istasyonlarını, yeraltı suyu kuyularının kuyuda izlenmesini veya akarsulara veya göllere yerleştirilmiş basit sıcaklık problarını (termistörler) içerebilir. Bazen gözlemlenen değişiklikler, uyanmakta olan bir yanardağın baskın işaretleri olan jeofizik sinyallerden önce gelebilir.

Seviye 3, Yöntem 1: Akış ve Kuyu Enstrümantasyonu
Bir akış, derinliğini ve akış hacmini ölçmek için bazı yöntemler gerektirir. Tipik olarak, akışa hidrolik olarak bağlanan küçük bir beton yapı inşa edilir. Bu kurulum, fırtınalardan etkilenmeyen tekrarlanabilir ölçümlere izin verir. Gerçek zamanlı veri iletimi bir telemetri sistemi, genellikle bir uydu vericisi ve bir güç kaynağı (varsa güneş pilleri, piller veya elektrik şebeke hatları) gerektirir. Ek enstrümantasyon, yağış, iletkenlik veya bulanıklığı ölçmek için bir hava istasyonu veya su kalitesi enstrümantasyonu içerebilir.
Bir akış ölçer, bir nehrin aşamasını veya ölçülen bazı verilere göre derinliğini ölçer. Deşarj (birim zaman başına belirli bir noktadan geçen suyun hacmi) de yaygın olarak izlenir. Bir nehrin enine kesitini ve su hızını dikkatli bir şekilde ölçerek, aşamayı akış birimleriyle, tipik olarak saniyede fit küp (ft 3 ) olarak ilişkilendiren bir derecelendirme eğrisi hesaplanabilir. Derecelendirme eğrileri, su kaynakları uzmanları tarafından yılda birkaç kez yeniden ölçülür. Hava ve su sıcaklığını, su kimyasını veya yağışı ölçmek için ölçüm istasyonunun yanına ek sensörler yerleştirilebilir ve bu parametreler ölçüm istasyonundan yapılan deşarj ile karşılaştırılabilir. Termistörler, basınç sensörleri ve kimyasal sensörler gibi aletler, bir akifer veya yeraltı suyu sistemindeki koşullar hakkında bilgi sağlayan kuyulara yerleştirilebilir. Veriler, radyo veya uydu sistemleri aracılığıyla bilim adamlarına rutin olarak indirilen veya uzaktan ölçülen bir veri kaydedicide toplanabilir. Kuyulardan veya nehirlerden gelen bilgiler, akış veya su kimyasındaki değişikliklerin ölçülen diğer olaylardaki değişikliklerle ilişkili olup olmadığını görmek için sismisite, deformasyon veya uydu gözlemleri gibi diğer izleme parametrelerine göre zaman serileri olarak görüntülenebilir.
Akarsu ölçümlerinden elde edilen bilgiler ayrıca sel uyarıları, vahşi yaşam yönetimi (özellikle balıkçılık) ve su kaynakları yönetimi için düzenli olarak kullanılmaktadır.
Tipik olarak, hidrolojik izleme, inşası 30.000 ila 40.000 ABD Doları arasında ve ayrıca yıllık işletme giderleri yaklaşık 15.000 ABD Doları tutarında olabilen bir akış ölçer ile gerçekleştirilir. Fiyat, tam gerçek zamanlı veri iletimini (genellikle uydu aracılığıyla) ve her bir gösterge için zamanla değişebilen derecelendirme eğrileri sağlamak için periyodik testleri içerir. Kuyular için kuyu içi izleme sistemlerinin bakımı daha az maliyetlidir çünkü güncellenmiş derecelendirme eğrileri gerektirmezler. Mevcut bir kuyudaki sıcaklık ve su derinliklerini ölçmek için enstrümantasyonun ilk maliyetleri yaklaşık 5.000 $ 'dır. Birkaç yeni kuyuyu delmek yüzbinlerce ila milyonlarca dolara mal oluyor ve yanardağlarda yalnızca izleme amacıyla nadiren yapılıyor. Özel veri kaydedicilere sahip basit termometreler, birkaç yüz dolara kadar yere veya akışlara yerleştirilebilir. Yalnızca nadiren uzaktan ölçüm yapılır ve bunun yerine veri alımından birkaç hafta ila aylar önce sürekli olarak veri toplarlar.
Su verileri, diğer izleme verileriyle birlikte rutin olarak gözden geçirilir. Veriler, tipik akış ölçümlerinde her 15 dakikada bir toplanır. Diğer parametreler daha sık toplanabilir. Alarm sistemleri, anormal kimyasal konsantrasyonların, akış hızlarının veya basınç değişikliklerinin anında izleme personeline iletilmesi için kurulabilir.
Fırtınalar nehir kanalının şeklini değiştirebileceği ve derecelendirme eğrisini yanlış hale getirebileceği için, büyük fırtınalardan sonra akış ölçerler güvenilmez hale gelebilir. Saha ekipleri tarafından yeni bir derecelendirme eğrisi belirlenmelidir. Fırtınalar, kar ve diğer çevresel koşullar zaman zaman veri iletimini engelleyebilir, bu nedenle izleme kaydı periyodik olarak kesintiye uğrayabilir. Kuyu içi sensörler, yüksek sıcaklık nedeniyle bozulabilir ve
yüksek basınç koşulları ve başarısız olabilir ve periyodik olarak değiştirilmesi gerekebilir. Toprak ve yüzey suyu izleme termistörleri, insanlar veya hayvanlar tarafından tahrip edilebilir ve zorlu koşullar nedeniyle zamanla bozulabilir.
Görünüşe göre iklim parametreleriyle ilgisi olmayan sıcaklık, kimya veya akıştaki büyük değişiklikler volkanik sistemdeki değişikliklerden kaynaklanıyor olabilir. Daha sonra ileri çalışmalar ve değerlendirmeler yapılır.
Akış ölçerler gelişmiş dünyada yaygındır, ancak dünyanın geri kalanında daha az yaygındır. Bununla birlikte, bu amaç göz önünde bulundurulmadıkça, tüm akış ölçerler yanardağları izlemek için yararlı değildir. Açıkça yanardağ izleme için kullanılan bir ölçüm istasyonu, Yellowstone Ulusal Parkı'ndaki Norris Gayzer Havzasında yer almaktadır (http://waterdata.usgs.gov/mt/nwis/uv?site_no=06036940). Long Valley Gözlemevi tarafından izlenen Chance su kuyusunun gerçek zamanlı verileri http://lvo.wr.usgs.gov/cw3_main.htm adresinde bulunmaktadır.

Hayati Belirti 6. Eğim Kararsızlığı

Tanıtım
Volkanlar, bazıları püskürme süreçlerine bağlı, diğerleri ise birçok volkanik yapıyı karakterize eden sarp araziye ve dengesiz yamaçlara bağlı olan çeşitli eğim kararsızlığı türlerine tabidir. Bu bölüm, dik yamaçlardan kaynaklanan kaya parçaları, çamur ve suyun hızla akan karışımları olan enkaz akışlarını ele almaktadır. Volkanlardan kaynaklandıklarında lahar olarak bilinenler, volkanik tehlikelerin en yıkıcı ve kalıcı olanları arasındadır. Laharlar sadece yanardağlarda değil, aynı zamanda volkanları boşaltan vadilerin aşağısında, aniden geldikleri ve tüm vadi tabanlarını sular altında bırakan yaşamları ve mülkleri tehdit ediyor. Enkaz akışları, köprüler ve binalar da dahil olmak üzere yollarındaki bitki örtüsünü ve yapıları tahrip edebilir. Birikintileri yolları, rekreasyon alanlarını ve demiryollarını kapsayabilir ve akarsu kanallarını doldurabilir veya yönlendirebilir, böylece sel taşıma kapasitelerini ve seyrüsefer kabiliyetlerini azaltabilir.
Laharlar, birincil veya ikincil laharlar olarak ortaya çıkabilir. Birincil laharlar, karı ve buzu eriten veya gölleri veya diğer su birikintilerini kıran sıcak püsküren malzemelerin bir sonucu olarak volkanik patlamalar sırasında başlar. İkincil laharlar, şiddetli yağmurlar veya külleri, aşınabilir toprakları veya buzulları harekete geçiren buzul taşkınlarının sonucu olarak patlamalardan sonra herhangi bir zamanda gelişebilir. Mount Rainier Ulusal Parkı'ndaki dört buzuldan, yaz veya sonbaharın başlarında olağandışı sıcak veya yağışlı hava dönemlerinde taşkınlar kaydedilmiştir ve akış aşağı yolları ve rekreasyon alanlarını sular altında bırakmıştır (Walder ve Driedger, 1994a). Kül düşüşleri ve piroklastik akışlar gibi topografya tarafından zorunlu olarak sınırlandırılmayan diğer bazı volkan tehlikelerinden farklı olarak, enkaz akışları genellikle vadi tabanlarında bulunur ve akış kanalları boyunca öngörülebilir yolları takip eder, böylece olası su baskını bölgelerinin ve gerçek su baskını bölgelerinin tanımlanması yoluyla tehlike azaltmayı pratik hale getirir. - Enkaz akış kanallarının zamanlı izlenmesi.
Enkaz akışları için duyarlılık ve potansiyel tetikleyiciler, bir yanardağ için belirlenebilir ve potansiyel tetikleme aktivitesi izlenebilir. Bir krater gölünün, önemli miktarda kar veya buzun veya volkanik gazlar ve sıvılar tarafından fiziksel ve kimyasal olarak değiştirilmiş malzeme gibi yapısal olarak sağlam olmayan kayaların varlığı, jeolojik saha çalışması ve haritalama yoluyla değerlendirilebilir. Saha çalışmaları, potansiyel yerel ve bölgesel tehlikeler hakkında bir perspektif sağlayarak, önceki patlamalardan kaynaklanan enkaz akış birikintilerini de ortaya çıkarabilir. Moloz akışı birikintileri bazen bir yanardağdan onlarca mil öteye uzanabilir.
Şev duraysızlığı hakkında ek bilgi için şev hareketlerini izleme bölümüne bakın.

Eğim Hareketini İzlemek İçin Seçilmiş Yöntemler
Volkan izleme ile ilgili eğim hareketinin izlenmesinin unsurları veya hayati işaretleri şunları içerir: (1) heyelan türlerinin belirlenmesi, (2) heyelan tetikleyicilerinin ve nedenlerinin izlenmesi, (3) lahar tehlikesinin tanımlanması ve (4) gerçek zamanlı lahar izleme. İlk iki yaşamsal belirti, yamaçlarla ilgili bölümde ele alınmıştır. Lahar tehlikelerini ve hareketlerini izlemek için aşağıda iki yöntem açıklanmıştır.

Seviye 3, Yöntem 1: Lahar Tehlike Tanımlaması
LAHARZ, lahar taşma bölgelerini tanımlamak için sayısal yükseklik modelleri (DEM'ler) ile bir coğrafi bilgi sistemi (CBS) kullanan hızlı, objektif ve tekrarlanabilir bir yöntemdir (Iverson ve diğerleri, 1998). ABD Jeolojik Araştırması, verilerin, zamanın, finansmanın veya personelin geleneksel jeolojik haritalama yöntemlerini uygulamak için yetersiz olduğu volkanlar için yöntemi geliştirdi. Hem LAHARZ hem de geleneksel haritalama yöntemleri aynı ilkelere dayanmaktadır: (1) geçmiş laharların oluşturduğu su baskını, gelecekteki laharların su altında kalmasının tahmin edilmesi için bir temel sağlar (2) uzak lahar tehlikeleri, yanardağ kanatlarına yönelen vadilerle sınırlıdır (3) lahar hacmi büyük ölçüde mansap yönündeki su baskını derecesini kontrol eder (4) hacimli laharlar küçük laharlardan daha az sıklıkla meydana gelir ve (5) hiç kimse belirli bir drenaja inecek bir sonraki laharın boyutunu tahmin edemez.
LAHARZ GIS programı, çeşitli hacimlerde laharlar tarafından sular altında kalacak vadi kesit alanını ve planimetrik alanı tahmin eden nicel denklemler geliştirmek için dokuz yanardağdan gelen lahar-taşkın verilerinin istatistiksel analizlerini birleştiren otomatik bir yöntemdir. CBS yöntemi aynı anda çeşitli lahar hacimleri için taşma alanlarını betimler, böylece taşma tehlikesinin derecelerini gösterir. Bir yanardağa yakın vadi tabanlarında su baskını tehlikesi en fazladır ve vadi tabanlarının üzerindeki yükseklikler ve yanardağdan uzaklıklar arttıkça azalır. Tehlike derecelerinin otomatik olarak gösterilmesi, bu CBS metodolojisinin başlıca avantajlarından biridir. Yöntem, CBS programlarının çalışma bilgisi ile birlikte yeterli doğruluk ve çözünürlükte bir DEM gerektirir. LAHARZ programı, U.S. Geological Survey Cascades Volcano Observatory'den edinilebilir.

Seviye 3, Yöntem 2: Laharların Gerçek Zamanlı İzlenmesi
Yeterli iletişim sistemleri ve tahliye planları varsa, kaynaklarına yakın laharların gerçek zamanlı tespiti, sınırları belirlenmiş su baskın bölgelerindeki insanlara zamanında uyarılar sağlayabilir. Sürekli, otomatikleştirilmiş enkaz akışı izleme, yağışla tetiklenen laharlar veya eriyik suyuyla tetiklenen buzul taşkınları olasılığını artıran belirli hava koşullarının belirlenmesinde yararlı bilgiler de sağlayabilir. ABD Jeolojik Araştırması'ndaki bilim adamları, volkanları boşaltan vadilerdeki enkaz akışlarının ve taşkınların gelişini ve geçişini tespit etmek ve sürekli olarak izlemek için ucuz, dayanıklı, taşınabilir ve kurulumu hızlı bir sistem geliştirdiler (LaHusen, 1996). Bu otomatik sistem, Akustik Akış Monitörü (AFM), laharların seyahat edebileceği belirli kanalların yakınına kurulan kompakt, güneş enerjili bir ünite ile yer titreşimlerini algılar ve analiz eder. Titreşim sinyallerini sürekli olarak analiz etmek ve titreşim sinyalinin frekansına, bileşimine, genliğine ve süresine dayalı olarak enkaz akışlarını ve taşkınları tespit etmek için sağlam bir sensör ve yerinde bir mikroişlemci kullanır. İki yönlü bir radyo sistemi, bir radyo ağı aracılığıyla her bir algılama birimi ile bir baz istasyonu arasında iletişim kurar. Rainier Dağı'nda meydana gelebilecek büyük ölçekli laharları tespit etmek için bir AFM sistemi mevcuttur, bkz. http://ic.ucsc.edu/

syschwar/eart3/egzersizler/Rainier_warning_sys.html.
Her AFM istasyonu, her saniye yer titreşim sinyalinin genliğini ölçer ve radyo ile baz istasyonuna düzenli aralıklarla, tipik olarak 15 dakika veri gönderir. Cihaz, 40 saniyeden uzun bir süre (her bir saha için ayarlanabilir) belirli bir eşik değerini aşan titreşimleri algılarsa, AFM anında uyarı mesajları iletir. Sinyal eşik seviyesinin üzerinde kaldığı sürece 1 dakikalık aralıklarla uyarı verisi göndermeye devam eder. Sinyal eşik seviyesinin altına düştüğünde, AFM daha az sık aralıklarla ileterek normal çalışmasına devam eder. AFM sisteminin diğer algılama sistemlerine göre belirgin avantajları vardır: (1) sensör ve mikroişlemci, tipik olarak enkaz akışları ve taşkınlar tarafından üretilen en yüksek titreşimleri özel olarak analiz edecek ve normal sismografları etkileyecek diğer gürültü veya titremeleri eleyecek şekilde ayarlanmıştır (2) akışlar ayrı ayrı izlenen alanlara yaklaştıkça ve uzaklaştıkça izlenir ve (3) ekipman, herhangi bir ek bakım gerektirmeden sonraki akışları hemen algılamaya hazırdır.
Tipik olarak, seçilen her drenajda iki veya üç AFM istasyonu konumlandırılır, böylece istasyonlar arasındaki varış sürelerinden lahar hızı belirlenebilir, bu da sağlam, yedekli bir sistem sağlar. Uygun eylemlerin başlatılabileceği bir baz istasyonuna aşağı yöndeki sinyalleri iletmek için bir veya daha fazla tepe radyo tekrarlayıcıya ihtiyaç duyulabilir. Temel bir AFM izleme sistemi kurmanın maliyeti, kapsanan drenaj başına yaklaşık 50.000 ABD Dolarıdır.

ÇOK SAYIDA HAYATİ BELİRTİLER İÇİN KULLANILAN İZLEME TEKNİKLERİ

Yöntem 1. Uydu Üzerinden Uzaktan Algılama

Açıklama
Uydu uzaktan algılama, termal emisyonlar, volkanik kül ve gaz bulutları ve yüzey deformasyonu dahil olmak üzere çeşitli volkanik olayları izlemek ve ölçmek için kullanışlıdır. Tipik olarak, volkanik aktiviteyi tespit etmek ve izlemek için kızılötesi sensörler kullanan uydular ve gazları ve yer yüzeylerini ölçmek için ultraviyole ve radar sensörleri kullanılır. Birçok volkanik süreç ısı yayar. Bir patlamanın parçası olarak ısı yayan süreçler aktif kaynaklar olarak adlandırılır. Örnekler arasında piroklastik akıntılar, lav akıntıları, lav kubbeleri ve lav çeşmeleri sayılabilir. Uzun süreler boyunca ısı yayan ancak normalde yaklaşan bir patlamaya işaret etmeyen süreçlere pasif kaynaklar denir. Örnekler arasında kaplıcalar, gayzerler, fumaroller, kırıklar ve krater gölleri sayılabilir.
Lav akıntıları ve lav çeşmeleri gibi daha az patlayıcı volkanik olaylar için, uydu uzaktan algılama, özellikle uzak veya erişimi zor volkanlar için sismik verilerin yorumlanmasına yardımcı olabilir. Uzaktan algılama, bir patlama (volkanik titreme) sırasında tipik olarak gözlemlenen bir tür sismik sinyalin, bir kanalda yükselen magma gibi nispeten yavaş bir süreçle mi yoksa daha tehlikeli bir patlama patlamasıyla mı ilgili olduğunu belirleyebilir. Diğer durumlarda (örneğin, Kīlauea, Etna Dağı), bir yüzey altı tüp sisteminden beslenen türden bir yüzey akışına (Harris ve diğerleri, 1997a) lav akışı karakterindeki değişiklikleri tespit etmek için uzaktan algılama kullanılmıştır (Harris ve diğerleri, 1997a). lav efüzyon oranları (Harris ve diğerleri, 2000). Akış karakterindeki bu değişiklik, sismik verilerde belirgin olmasa da, lav akışı tehlikesinin türü ve konumunda bir geçişi işaret edebilir.
Aktif süreçlerin termal uzaktan algılanması bazı durumlarda tehlikeli volkanik aktivitenin öncülerini başarıyla tanımladı ve tehlikeli patlayıcı volkanik aktivitenin kısa vadeli tahminine (günler ila haftalar) yardımcı oldu (Schneider ve diğerleri, 2000 Dehn ve diğerleri, 2002 Dean ve diğerleri) al., 2004). Örneğin, magma bir lav kubbesine girdiğinde, yanları aşırı dikleşerek çökmeye neden olabilir. Bu, uydu görüntülerinde tespit edilebilen sıcak blok ve kül akışları (piroklastik akışlar) üretir. Büyük bir kubbe çöküşü, daha büyük hacimli bir patlayıcı püskürmeyi tetikleyebilir, çünkü gaz zengini magma hızla basınçsızlaşır ve patlama sütunlarına ve binlerce kilometre yol kat eden kül bulutlarına yol açar.
Patlayıcı volkanik patlamalar, atmosfere büyük hacimlerde volkanik kül ve gaz enjekte edebilir ve burada rüzgarlar tarafından dağılırlar. Volkanik kül, uçak ve makineler için ciddi bir tehlike oluşturan, kumdan toza kadar büyüklükte kaya, kristal ve cam parçalarının konsolide olmayan bir karışımıdır. 1973'ten 2003'e kadar, havadaki volkanik külle yaklaşık 100 uçak karşılaşması belgelenmiştir ve bunların birçoğu neredeyse uçağın kaybolmasıyla sonuçlanmıştır. Karşılaşma başına tipik maliyetler on binlerce dolardan 80.000.000 dolara kadar değişir (Marianne Guffanti, U.S. Geological Survey, 2005, kişisel iletişim). Sürüklenen kül bulutları (havalandırmadan ayrılanlar), bir uçağın yerleşik radarı tarafından tespit edilemez ve düşük ışıkta ve geceleri görülmesi zordur. Volkanik kül tehlikesini azaltmak için, sürüklenen kül bulutlarının uydu tespiti ve takibi, bulut dağılım tahmin modellemesi ve analizlerin hızlı iletişimi kullanılır. Havadaki tehlikeye ek olarak, bir püskürme bulutunun bir sonucu olarak kül düşüşü meydana gelebilir. Bu, yanardağdan çok uzak mesafelerde bile hafif tozlanmadan kalın kül birikintilerine kadar değişebilir (Houghton ve diğerleri, 2000). Kül bulutlarının uydu takibi ve modellenmesi de kül düşüşünü tahmin etmeye yardımcı olur. Tipik kül düşüş modellerinin tahminleri ve modellenmesi, yöneticilerin kül yükünün insan ve hayvan sağlığı, makineler ve yapılar üzerindeki etkilerini hafifletmesine yardımcı olabilir.
Su, karbondioksit ve kükürt dioksit en bol olan bir patlayıcı patlama sırasında volkanik gazlar da yayılır. Bu gazlar uçaklar için akut bir tehlike oluşturmasa da, büyük miktarlarda sağlık, altyapı ve çevre için kronik bir tehlike oluşturabilirler. Kükürt dioksit atmosfere yayıldığında, su ile birleşerek bir sülfürik asit (sülfat) aerosol üretir. Büyük miktarlarda, bu asit damlacıkları, gelen güneş ışınımını yansıtarak küresel iklimi etkileyebilir. Sülfürik asit damlacıkları çok küçüktür, bu nedenle aylarca veya yıllarca havada kalabilirler. Sülfat aerosol içeren alanlardaki yapılar veya uçaklar, akrilik pencerelerin çatlaması, desteklerin ve kauçuk contaların aşınması ve klima santrallerinde veya motorlarda tortu birikmesi gibi kronik hasara neden olabilir. Bu etkilerin belgelenmesi zordur çünkü yıllar içinde yavaş yavaş ortaya çıkabilirler. Uydu uzaktan algılama, bir patlama sırasında salınan kükürt dioksit miktarlarının yanı sıra ortaya çıkan sülfat aerosolünü tespit etme ve ölçme yeteneği sunar. Bu, Kīlauea'da yıllardır başarıyla izlenen kükürt dioksitin patlayıcı olmayan gazdan arındırılmasını içerir. Yere dayalı gaz ölçümleri rutin izleme için en faydalı yöntem olmasına rağmen, uydu analizi gaz bulutunun kapsamına dair özet bir genel bakış sağlar ve havalandırmadan veya gaz bulutu tarafından üretilen volkanik sis ("vog") bulutunun görselleştirilmesine ve ölçülmesine yardımcı olur. Kīlauea'dan okyanusa lav girişi (Bkz. Sutton ve diğerleri, 1997).
Uydu teknolojisini kullanarak pasif kaynakların rutin termal izlemesi, birkaç durumda, termal emisyonlardaki ölçülebilir artışın magma girişi ve ardından sıcak gaz salınımı için kanıt sağladığı volkanik huzursuzluk sırasında patlama öncüllerini tanımlamıştır (Sparks, 2003). Bununla birlikte, pratikte, sıcaklıkları düşük olduğundan ve özellikleri, tipik olarak 60 m uzamsal çözünürlüğe sahip mevcut termal sensörler tarafından çözülemeyecek kadar küçük olduğundan, pasif kaynakların uydu tarafından izlenmesi zordur.

İzleme Yöntemleri
Uydu uzaktan algılama, volkanik aktiviteyi sık sık ve düşük ila orta maliyetle izleyebilir Harris ve diğerleri, 1997b). Uydu verilerinin çoğu, neredeyse gerçek zamanlı olarak çevrimiçi olarak mevcuttur, bu nedenle çoğu durumda giderler, alıcı istasyonların uydu-yer bağı verisini içermez. Uydu uzaktan algılama ve sismik izleme, püsküren külün türünü ve potansiyel tehlikesini belirlemek için simbiyotik olarak birleştirilebilir. Uydu görüntüleri ayrıca termal anormallikler, büyük hacimli gaz emisyonu ve tehlikeli volkanik kül bulutları gibi başka hiçbir şekilde gözlemlenemeyen olaylar hakkında da bilgi sağlar. Bu gözlemleri yapmak için çeşitli tamamlayıcı uydu verileri (Tablo 2) mevcuttur. Bu veriler genel olarak (1) Gelişmiş Çok Yüksek Çözünürlüklü Radyometre (AVHRR), Orta Çözünürlüklü Görüntüleme Spektroradyometresi (MODIS) ve Geostationary Operasyonel Çevresel Uydu (GOES) sensörleri gibi sık, gerçek zamanlıya yakın, düşük uzamsal çözünürlük olarak sınıflandırılabilir veya (2) arazi uzaktan algılama uydusu (Landsat) ve Advanced Spaceborne Termal Emisyon Yansıma Radyometresi (ASTER) sensörleri gibi seyrek, gerçek zamanlı olmayan, yüksek uzamsal çözünürlüklü görüntüler. Her iki tür uydu verisinin birlikte kullanımı, volkanik aktiviteyi tespit etmek ve volkanik yer şekillerini ve püskürme birikintilerini haritalamak için sağlam bir yöntem sağlar.
Bazı uydu sensörleri, ışığı insan gözünün göremediği dalga boylarında ölçer. Volkanları izlemek için en kullanışlı olanı, insanların görebildiğinden daha uzun olan kızılötesi dalga boylarıdır. Kızılötesi ışınların absorpsiyonunun minimum olduğu birkaç "atmosferik pencere" dışında, çoğu kızılötesi dalga boyu Dünya atmosferi tarafından emilir.
Kullanışlı bir atmosferik pencere, dalga boyları 3 ile 5 mikron arasında olan kısa dalga kızılötesidir (SWIR). SWIR, lav veya piroklastik akışlar gibi yüksek sıcaklıktaki termal özellikleri izlemek için kullanılır. Bir nesne ne kadar sıcaksa, o kadar fazla enerji yayar ve daha kısa dalga boylarında olur. Örneğin, Dünya yüzeyi gibi 25 °C sıcaklığa sahip bir nesne, bir dalga boyunda bir tepe emisyonuna sahiptir.

10 mikron. Bununla birlikte, 800 °C sıcaklığa sahip bir volkanik özellik, en yüksek emisyona sahiptir.

3 mikron. Birçok volkanik özellik piksel altı boyutundadır, yani AVHRR veya MODIS için bir tarafta 1 km'den daha küçük bir alanı kaplarlar. Uydu tarafından kaydedilen sıcaklık, aşağıdakilerin karmaşık bir karışımıdır.
sıcak ve soğuk bir bileşenin sıcaklıkları ve ilgili alanları. Farklı dalga boylarında birden fazla veri kanalı mevcutsa, sıcak volkanik bir bileşenin hem sıcaklığını hem de alanını tahmin etmek için bu ilişkilerden yararlanmak mümkündür (Rothery ve diğerleri, 1988).
Bir başka kullanışlı atmosferik pencere, 8 ila 14 mikron arasında dalga boylarına sahip termal kızılötesidir (TIR). Bu dalga boylarındaki veriler, volkanik kül ve kükürt dioksit bulutlarını tespit etmek için kullanılır. Volkanik kül bulutlarını meteorolojik bulutlardan ayırmanın en yaygın yöntemi “bölünmüş pencere” yöntemidir. Burada parlaklık sıcaklık farkı (BTD), 2 uydu kanalı arasında 11 ve 12 mikron dalga boylarında karşılaştırılır. Yarı saydam volkanik bulutlar genellikle negatif BTD'lere sahipken, meteorolojik bulutlar genellikle pozitif BTD'lere sahiptir (Prata, 1989). Bulut opaklığı, buluttaki kül ve suyun miktarları, boyutu ve dağılımı ve bulut ile arka plan yüzeyi arasındaki sıcaklık kontrastı dahil (ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere) BTD sinyalinin büyüklüğünü birçok faktör etkilese de volkanik kül miktarı değişebilir. karmaşık bir ışınımsal transfer modeli kullanılarak uydu verilerinden tahmin edilmiştir (Wen ve Rose, 1994). Benzer bir yöntem, kükürt dioksit nedeniyle absorpsiyonun olduğu durumlarda, 7.3 veya 8.6 mikron dalga boylarını kullanarak pasif gaz gidermeden (ASTER kullanarak) veya patlayıcı patlamalardan (MOIS kullanarak) kükürt dioksit bulutlarını algılamak ve ölçmek için kullanılır (Watson ve ark. ., 2004).
Gerçek zamanlı uydu veri analizi ve izleme, büyük miktarda uydu verisine hızlı ve güvenilir erişim gerektirir. Kullanışlı veri setleri, NOAA tarafından işletilen meteorolojik uydulardaki AVHRR ve GOES sensörlerini ve NASA tarafından işletilen araştırma uydularındaki MODIS'i içerir. Uydu sinyallerinin doğrudan alınması en güvenilir, ancak aynı zamanda en pahalı veri toplama yöntemidir. Bir uydu alıcı istasyonun maliyeti 50.000 ila 150.000 ABD Doları arasındadır. Her veri akışı için ayrı bir alıcı çanak ve ilgili bilgisayar donanımı gereklidir, bu da maliyetleri çanak başına 25.000 ila 50.000 ABD Doları arasında artırır. Kurulum maliyetleri, belirli bir sitenin altyapı gereksinimlerine ve varlıklarına bağlı olarak değişir ve 5.000 ila 15.000 ABD Doları arasında değişebilir. Özel bir istasyon yöneticisi, sistemleri çalıştırır ve verileri arşivler. Uzaktan algılama bilim adamlarının ve veri analistlerinin maaşları ek maliyetlerdir.
Uydu verileri, devlet kurumlarından ve üniversitelerden çevrimiçi olarak yılda yaklaşık 10.000 ila 20.000 ABD Doları arasında bir maliyetle elde edilebilir. Ayrıca, özel bilgisayar yazılımı için yaklaşık 10.000 ABD Doları gereklidir, ayrıca bilgisayar iş istasyonlarının ve günlük birçok gigabayt hızında alınan verileri depolamak için büyük depolama cihazlarının maliyeti. Bu veri hacmini işleyebilen sağlam, güvenilir bir bilgisayar ağına da ihtiyaç vardır.
Landsat ve ASTER gibi uydulardan gelen gerçek zamanlı olmayan veriler hala daha düşük maliyetli alternatiflerdir. Landsat ve ASTER'den alınan veriler, neredeyse gerçek zamanlı veri (1 km) sağlayan uydulardan daha küçük özellikleri (15-90 m) ortaya çıkarabilir. Bu nedenle, Landsat ve ASTER verileri, öncelikle yukarıda açıklanan gerçek zamanlı verilerin yorumlanmasını iyileştirmek için kullanılır. Bu yaklaşımın, gerçek zamanlıya yakın verilere göre daha düşük maliyet (sahne kapsamı başına 50 ila 300 ABD Doları) gibi avantajları vardır.

34.000 km2), daha yüksek uzaysal çözünürlük ve yüksek yüzey sıcaklığının daha küçük bölgelerini tespit etme ve patlamayan kükürt dioksit gazı emisyonlarını ölçme yeteneği. Ayrıca, tüm veri işleme, özel, ancak nispeten ucuz yazılımlar (500 ila 2.000 ABD Doları) kullanılarak masaüstü bilgisayarlarla yapılır.
Dezavantajları, sınırlı veri kullanılabilirliği ve bulut kapsamıdır. Şu anda, Landsat ve ASTER verileri yalnızca her 8–16 günde bir mevcuttur. Bununla birlikte, bulut örtüsü ana dezavantajdır. Bulutla kaplı alanlarda, patlayıcı püskürmelerin ürettiği volkanik kül ve gaz bulutları ancak hava bulutlarının üzerine çıktıklarında gözlemlenebilir. Yüzeydeki herhangi bir termal aktivite, bulutların varlığıyla kısmen veya tamamen gizlenir.
Özetle, uydu aracılığıyla etkili bir neredeyse gerçek zamanlı yanardağ izleme sistemi oluşturmak için birincil amaç, gözlemlenen volkanik süreci eşleştirmek için yeterli zamansal çözünürlükte gözlemleri tekrarlamaktır. Uzun vadeli öncüler (örn. deformasyon, kademeli ısıtma), daha yüksek çözünürlüklü veri setlerini kullanmamıza izin verir. Dakika ölçeğinde değişikliklerin meydana geldiği lav akışları ve patlamalar, her saat başı görüntü sağlayan kutupsal yörüngeli veya jeodurağan uyduların kaba uzamsal çözünürlüğünü gerektirir.

GELİŞMEKTE OLAN VOLKAN İZLEME TEKNİKLERİ

Tanıtım

Volkan izleme teknikleri, teknolojik yeniliklerin ve patlamalara neden olan süreçlere ilişkin genişleyen anlayışımızın bir sonucu olarak hızla gelişmektedir. Bu bölüm, aktif yanardağları izlemek için kullanılan yeni uzaktan izleme yöntemlerinin üç örneğini açıklamaktadır. İlki, tehlikeli alanlara erişmek için insansız hava araçlarını (UAV'ler) kullanır, ikincisi, bir uydu ile yer arasındaki mesafenin (InSAR) tekrar ölçümlerini kullanır ve üçüncüsü, patlamaları tespit etmek için düşük frekanslı ses dalgalarını (infrasound) algılar.
Daha geleneksel izleme yöntemlerinin tümü de değişiyor. Örneğin, az yer kaplayan uydu iletişiminin ve internet teknolojisinin hızla genişlemesi, volkanların izlenmesinde bir devrim yaratıyor. Şu anda, sismik, gaz, deformasyon ve hatta görsel görüntüler, bazıları baz istasyonlarından binlerce kilometre uzakta bulunan uzak volkanlarda uydu ve internet iletişimi kullanılarak izleniyor. Buna ek olarak, yeni düşük maliyetli katı hal ivmeölçerler, GPS ve kablosuz yerel alan radyo sistemleri, aktif volkanların kraterlerinde bile gerçek zamanlı veri iletişimi ile küçük sensörlerin hızlı helikopter konuşlandırılmasına olanak tanır.
Volkanik gaz izleme de hızla değişiyor ve daha önce yalnızca daha tehlikeli doğrudan örnekleme kullanılarak tespit edilmesi mümkün olan klor gibi gaz türlerini uzaktan ölçebilen Fourier dönüşüm kızılötesi spektrometreleri (FTIR) gibi yeni araçlar artık mevcut. havalandırma alanlarından bu aletler, gaz içeriğinin ve volkanların potansiyel patlamasının daha iyi anlaşılmasını sağlar.

Şekil 11. St. Helens Dağı'ndaki Johnson Ridge Gözlemevi'nin otoparkındaki pnömatik fırlatma mancınığına monte edilmiş insansız hava aracı, fırlatıldığı ve kurtarıldığı yer. Seviye 3, Yöntem 1: İnsansız Hava Araçları (İHA'lar)
Otonom İHA'ların geliştirilmesi, bilim adamlarının ulaşılması zor veya erişilmesi tehlikeli yerlerde keşfedilmemiş anormallikleri keşfetmelerine izin verdi. Volkan izleme, geliştirme İHA'larından yararlanmayı vaat ediyor. Eylül 2004'ün sonlarında, St. Helens Dağı 1986'dan beri ilk sürekli patlamasına başladı ve ilk kez İHA'lar patlayan bir yanardağın kraterine gönderildi (McGarry, 2005 Patterson ve diğerleri, 2005).Bu deney, küçük (2.45 m kanat açıklığı) ve nispeten ucuz insansız uçakların, aktif bir volkanik menfezin üzerinde bir kilometreden daha az bir mesafeye hassas bir şekilde yönlendirilebileceğini ve önceden programlanmış rotalar ve bilgisayar tarafından stabilize edilmiş uçuş kullanılarak uzun süreler boyunca istasyonda tutulabileceğini gösterdi. İHA'lar, kraterden 10 km uzaklıktaki bir mobil baz istasyonuna gerçek zamanlı optik ve kızılötesi görüntü verilerini iletti (Şekil 11 ve 12). Bu veriler, yeni lav kubbesinin büyümesi ve çökmesi ve sıcak alanların kapsamı ve büyümesi gibi aktif lav kubbesi ve havalandırmasındaki görünür ve termal değişiklikleri izlemek için kullanıldı. İHA'lar ayrıca hassas ve tehlikeli alanlarda kullanım için potansiyel avantajlar sunar. Bin fitten daha yüksek irtifalarda gürültü seviyeleri tipik olarak insanlı uçaklardan daha düşüktür, St. Helens Dağı'nda kullanılan küçük İHA'lar tipik olarak arka plan ve rüzgar gürültüsünden duyulamaz. Pilot gerekmediğinden ve çok az yakıt kullanıldığından (birçok yakıt seçeneği vardır—alkol, benzin veya ağır yakıtlar), daha düşük riskler, maliyetler ve çevresel etkiler, diğer izleme yöntemlerine göre önemli avantajlar sunar.
Değişken yük ve havacılık yeteneklerine sahip İHA'lar artık sivil ve hükümet kullanımı için mevcut hale geliyor veya geliştiriliyor. Bunlar, hem sabit kanatlı hem de rotorlu araç konfigürasyonlarını ve çeşitli enerji santrali türleri ve boyutları, faydalı yükleri ve uçuş menzili/süresi yeteneklerini içerir. Düşük maliyet, mevcut kullanılabilirlik ve küçük ve uzak yerlerden fırlatma yeteneği nedeniyle, daha küçük sabit kanatlı ve rotorlu İHA türleri, göze çarpmayan yanardağ izleme için önemli bir potansiyel sunar. St. Helens Dağı'nda kullanılan 2.45 m, insan tarafından taşınabilir sabit kanatlı İHA sınıfı, bir uçakla uçak başına yaklaşık 25.000 ABD Doları tutarındadır.
otopilot, yerleşik radyo telemetri ve uçuş izleme/veri aktarma bilgisayarı. Bu uçaklar 4 kg'a kadar yük taşıma kapasitesine sahiptir, ancak daha büyük modeller 10 kg'a kadar yük taşıyabilir. Maksimum daha küçük model yük hacmi

10 cm çap × 20 cm kesit alanı, daha büyük modeller ise

45 × 28 × 12 cm. Herhangi bir uçakta olduğu gibi, hız, yük ve süre arasında değiş tokuşlar vardır. Bununla birlikte, gerçek zamanlı veri aktarımı tipik olarak 30 km hat ile sınırlı olmasına rağmen, gündüz veya gece 30-60 düğümde 10-20 saat ve önceden programlanmış rotalar ve otonom GPS izleme ile 1000 km'ye kadar menziller mümkündür. - radyo tekrarlayıcılar olmadan görüş mesafesi. Bu uçaklar insansız olduğundan, belirli yüksek risk/yüksek fayda koşullarında harcanabilir olarak kabul edilirler. Radyo telemetrisi, uçuş kontrolörü, veri toplama/işleme ve taşınabilir (30 kg) fırlatma mancınığı bulunan eksiksiz bir mobil baz istasyonunun maliyeti yaklaşık 85.000 $'dır. Yukarıda özetlenenler gibi uçuş destek hizmetleri ticari olarak mevcuttur.
İHA'ların yanardağ izleme için kullanımı şu anda küçük hafif sensörlerin mevcudiyeti ile sınırlıdır. Mount St. Helens'de yalnızca optik ve kalibre edilmemiş kızılötesi kameralar test edildi, ancak UAV kullanımı için birkaç yeni minyatür sensör geliştiriliyor veya değiştiriliyor. Örneğin, son nesil hafif kükürt dioksit (SO2) spektrometreleri, İHA kullanımına kolayca uyarlanabilir ve volkanik gaz izleme için alternatif bir yöntem sağlayacaktır. Bir başka kullanıma hazır uygulama, tehlikeli havalandırma alanlarının özellikleri ve lav akışlarının ve diğer püsküren ürünlerin boyutları gibi değişiklikleri belgelemek, izlemek ve ölçmek için yüksek çözünürlüklü dijital fotoğraf ve stereo görüntülemenin kullanılmasıdır. İHA tabanlı volkan izleme tarafından sunulan vaatlerden biri, kötü hava koşullarında gözlemler sağlamaktır, ancak bu aynı zamanda en büyük zorluklardan biridir. Halihazırda, mevcut GPS izleme ve otonom uçuş, buzlanma koşullarında çalışma sorunlu olabilse de, bulutlu havalarda İHA uçaklarının çalışmasına izin vermektedir. Daha büyük bir teknik zorluk, bulutların ötesini görebilen sensörler geliştirmektir. Araştırmacılar şu anda, kötü hava koşullarında gözlemler için umut vaat eden hafif bir İHA tabanlı radar sistemini test ediyor.
Bugüne kadar çoğu İHA geliştirme ve testi, sivil uçuşların yasaklandığı veya yakından izlendiği askeri hava sahasında gerçekleştirilmiştir. Sivil hava sahasında İHA operasyonu ile ilgili temel bir endişe, İHA ile aynı alanda faaliyet gösteren ticari ve özel uçaklar arasında ayrım sağlamaktır. Mount St. Helens'deki İHA operasyonlarına, yanardağı çevreleyen geçici uçuş kısıtlama bölgesinde uçuş için FAA tarafından İHA operatörüne verilen bir yetki belgesi kapsamında izin verildi.

Şekil 12. Yeni lav kubbesinin insansız hava aracından çekilen videodan alınan durağan görüntüler

300 m uzunluğunda. Soldaki görüntü, topografyayı vurgulayan ve böylece volkanologlara lav kubbesinin dikliği hakkında bir fikir veren gelişmiş bir görüntüyü göstermektedir. (Diklik, tehlikeli piroklastik akışlar oluşturabilecek bir çökme olasılığını belirler.) Doğru görüntü, daha derin gri ve siyah tonlarının daha sıcak malzemeyi temsil ettiği, ters çevrilmiş gri tonlamalı bir kızılötesi görüntüdür.

Bu görüntü, yeni lavın ekstrüde edildiği (V ile gösterilen) sıcak (siyah) U şeklindeki alanı göstermektedir. Ayrıca, soldaki görüntünün sol ortasında çok belirgin olan son kül birikintilerinin (A) nispeten soğuk olduğunu gösterir.

Yılda 3 cm, muhtemelen magma yüzeyin altında biriktiği için. Sonuç olarak, ABD Jeolojik Araştırması, South Sister'da yıllık GPS ve tesviye araştırmalarına başladı ve sürekli GPS ve sismik aletler kurdu. Şimdi, yaklaşmakta olan bir patlamanın herhangi bir belirtisi önceden iyi tanınmalıdır. Ancak InSAR'ın bazı önemli dezavantajları vardır. Mevcut gelişme durumunda, InSAR, önemli ölçüde huzursuzluk gösteren, patlama tehdidinde bulunan veya fiilen patlayan çoğu volkanı izlemek için işlevsel bir araç değildir. Uydu mevcudiyeti ve görev önceliklerindeki mevcut sınırlamalar, tekrarlanan görüntü alımları arasında uzun aralıklar yaratır; bu, InSAR'ın mevcut rolünü, seviye belirleme veya anket GPS gibi anket modu ölçümlerine benzer şekilde, deformasyonun uzun vadeli karakterizasyonunu desteklemekle sınırlandırır. Bir InSAR görüntüsü, yalnızca bir uydu tepedeyken, tipik olarak ayda ortalama birkaç kez alınabilir.
Fırtınalar veya yüksek konsantrasyonda su buharı içeren hücreler de dahil olmak üzere atmosferik etkiler de InSAR ölçümlerinde hataya neden olabilir. Bu tür koşullar tutarsızlığa yol açmaz, bunun yerine verilere yanlış deformasyon olarak yorumlanabilecek yanlı sinyaller verir. Bu nedenle, herhangi bir tek interferogramın sonuçlarının, yersel deformasyon ölçümleri veya diğer geçici olarak bağımsız interferogramlar dahil olmak üzere diğer verilerle teyit edilmesi önemlidir.
InSAR, yalnızca radarın dikeyden genellikle 15°–45° eğimli olan görüş hattıyla aynı yönde meydana gelen yüzey yer değiştirmelerini görüntüler. Bu nedenle, bir interferogram, yatay ve dikey deformasyon bileşenlerinin bir kombinasyonunu içerir. InSAR ölçümlerini GPS tarafından sağlananlara benzer şekilde ayrı yatay ve dikey yer değiştirmelere dönüştürmek, aynı zaman periyodunu kapsayan ve uzaydaki farklı noktalardan zemini görüntüleyen en az iki interferogram gerektirir. Bu tür koşulların karşılanması zordur, bu nedenle InSAR'ı yatay, dikey veya yüzey deformasyonunun her iki bileşenini açık bir şekilde izleyen diğer yöntemlerle birlikte kullanmak en iyisidir.
InSAR, uzak volkanlar için diğer izleme yöntemlerinden daha ucuz olsa da, veri toplama ve analizi yine de oldukça pahalı olabilir. Veri işleme, teknik destek olmadan gelen ve bu nedenle kullanımı konusunda eğitimli bir uzman veya 30.000 ABD Dolarına kadar mal olabilen ve yine de iyi bir çalışma geçmişine sahip bir operatör gerektiren teknik olarak desteklenen bir yazılım gerektiren ücretsiz yazılımı içerebilen özel bir yazılım gerektirir. radar verileriyle Radar sahneleri, nasıl elde edildiklerine bağlı olarak, genellikle 100 km2 kare başına yaklaşık 100$'a mal olur. 2008 itibariyle, yalnızca Kanada, Avrupa ve Japon Uzay Ajansları InSAR yeteneklerine sahip uyduları işletiyor, bu nedenle tüm veriler bu kuruluşlardan satın alınmalıdır.
Buz, kar ve bitki örtüsü nedeniyle uydu geçişleri arasındaki yüzey özelliklerindeki farklılıklar, radar sinyalinin bazı alanlarda bozulmasına neden olarak deformasyon ölçümünün geri kazanılmasını engeller. Bu “tutarsızlık”, Rainier Dağı gibi buzla ve karla kaplı veya bitki örtüsüyle kaplı volkanlarda önemli bir sorundur, dolayısıyla InSAR şu anda bu tür sahalarda güvenilir bir izleme aracı değildir. Gelecekteki uydu görevleri ve yeni sinyal işleme teknikleri, önümüzdeki on yılda bu sorunu azaltabilir.

Seviye 3, Yöntem 3: Volkanik Patlamaları Infrasound ile İzleme
Birçok doğa olayı ve insan faaliyetleri, atmosferde, genellikle 1-25 Hz arasında, duyulabilir altı frekanslarda ses dalgaları oluşturur. Infrasound olarak adlandırılan, rüzgar, okyanus dalgaları, ağır sanayi, kaya düşmeleri, uçaklar, meteorlar ve patlamalar gibi kaynaklar tarafından üretilir. Infrasonik dalgalar, atmosferde uzun mesafeler kat edebilir ve atmosfer, heterojen Dünya'ya kıyasla nispeten basit bir yapıya sahip olduğundan, infrasonik dalgalar, atmosferdeki yolculukları nedeniyle, Dünya'daki yolculukları nedeniyle sismik dalgalardan çok daha az bozulur. Bu nedenle, bir patlama gibi volkanik bir kaynak tarafından oluşturulan infrasonik sinyaller, bir infrasonik sensörde (mikrofon veya mikrobarograf gibi) alındığında, aynı patlamanın ürettiği sismik dalgalardan çok daha basit olabilir ve bu nedenle yorumlanması daha kolay olabilir. sismograf. Özellikle patlamalar çok karakteristik infrasonik sinyaller üretir ve aktif yanardağların etrafına kurulan infrasonik sensörlerin patlamalar ile kaya düşmeleri, çığlar ve şiddetli rüzgarlar gibi diğer sismik kaynakları ayırt etmede faydalı olduğu kanıtlanmıştır (Johnson ve diğerleri, 2003).
Patlamalar genellikle sismik istasyonlarda da kaydedilir. Örneğin 2005 yılında St. Helens Dağı'nda meydana gelen iki patlama ilk olarak sismik istasyonlar tarafından tespit edilmiştir. Bununla birlikte, sismograflar, yerel depremlerden kaynaklanan sismik dalgalarla o kadar boğulabilir ki, patlamaların neden olduğu herhangi bir yer sarsıntısı tamamen gizlenebilir. St. Helens Dağı'nın 2004-2005 patlamasının ilk iki haftasında, deprem etkinliği o kadar yoğundu ki patlamalar sadece görsel olarak tespit edilebiliyordu. Bu nedenle, volkanlarda infrasonik izlemenin bir başka önemli yararı, yoğun deprem aktivitesi sismik istasyonları patlama tespiti için neredeyse işe yaramaz hale getirdiğinde, patlamaların infrasonik sensörlerde görünmeye devam etmesidir.

Ne Öğrenilebilir
Bir yanardağda infrasonik izlemenin yanıtlayabileceği en önemli soru şudur: “Şu anda patlamalar oluyor mu?” Bu nedenle, infrasonik sensörlerden gelen veriler gerçek zamanlı olarak gözlemevlerine iletilmelidir. Aynı bölgede iki veya daha fazla infrasonik sensöre sahip olmak, belirli bir sinyalin infrasonik (ses hızında hareket eden) veya subsonik (ses hızının çok küçük bir bölümünde hareket eden rüzgar esintileri gibi) olup olmadığını değerlendirme yeteneğini büyük ölçüde geliştirir.
İkincil sorular arasında “Patlama kaynağı nerede?” yer alır. ve muhtemelen, "Patlamanın boyutu nedir?" (Her ne kadar bazı durumlarda, bir patlamadan gelen infrasonik sinyalin boyutu ile bir patlamanın boyutu arasında doğrudan bir ilişki bulunamamıştır [Johnson ve diğerleri, 2005].) Bu ikincil soruları yanıtlamak için, iki veya daha fazla her biri en az dört infrasonik sensörden oluşan dizilere ihtiyaç vardır.

Infrasonik İzleme—Mekanik
İnfrasonik sensörler, atmosferdeki milisaniyelerden dakikalara veya daha uzun bir zaman ölçeğinde ve genellikle 25 Hz'den daha düşük duyulabilir frekanslarda atmosferdeki dakika basınç değişikliklerini algılar. İnfrasonik istasyonlar, tek sensörlerden (genellikle bir sismometre ile birlikte bulunur, bkz. Şekil 13) veya dizi analiz teknikleri aracılığıyla kaynak konumu hakkında bilgi sağlayabilen sensör dizilerinden oluşabilir. Bu istasyonlardan gelen sinyaller tipik olarak kaydedildiği, sayısallaştırıldığı, depolandığı ve analiz edildiği bir yanardağ gözlemevine telemetre ile gönderilir. Volkan izleme için, bir yanardağın tüm sektörlerini yeterince izlemek için genellikle üç ila dört infrasonik bölge yeterlidir, ancak gerçek sayı, her bir yanardağın boyutuna ve özelliklerine bağlı olarak değişecektir. İnfrasonik sensörler, bir yanardağdan 20 km veya daha uzak mesafelere yerleştirilebilir, bu nedenle, saha personelini tehlikeli koşullara maruz bırakmadan, bu tür ekipmanı huzursuz bir yanardağın yakınına kurmak mümkündür.
Bireysel mikrofonların maliyeti, istenen gürültü azaltma miktarına ve hassasiyete bağlı olarak 1.000 ila 10.000 ABD Doları arasındadır. Verileri iletmek için radyolar veya uydu çanakları ve siteye güç sağlamak için piller ve güneş panelleri gibi ek donanımlar, ek olarak 4.000 ila 10.000 ABD Doları arasında bir maliyete sahiptir. Toplam kurulum maliyetleri, tek bir telemetreli mikrofon için 5.000 ABD Doları ile ilişkili güneş panelleri, piller, altyapı ve uydu telemetrisi ile birlikte dört mikrofon dizisi için 50.000 ABD Dolarından fazladır.

Şekil 13. 2004 yılında St. Helens Dağı'ndaki tipik tek mikrofon istasyonu. Bu site

Menfezin 2 km kuzey-kuzeydoğusunda, ancak kurulumundan sonra meydana gelen iki patlamadan patlamayla ilgili herhangi bir infrasonik sinyal kaydetmedi. Mikrofon metal kutunun içinde bulunur.

Kutudan uzanan sağma hortumu, rüzgar gürültüsünü azaltmaya yardımcı olur (ancak ortadan kaldırmaz). Fotoğraf Seth Moran (ABD Jeolojik Araştırması).

Tek bir düşük hassasiyetli mikrofona sahip düşük güçlü, telemetreli bir site için tipik bir kurulum şunları içerir: bir analog radyo, bir ekipman muhafazası (tipik olarak bir

0,3 m × 0,3 m × 1 m metal kutu) 100 A-saatlik tek bir kurşun-asit pil ve bir elektronik kutu, bir anten direği, anten, güneş paneli, mikrofon (PVC boru içinde paketlenmiş) ve

7–10 m sağanak hortum (rüzgar sesini azaltmak için). Dört adet yüksek kaliteli mikrofon dizisine sahip bir site için, tipik bir kurulum, verileri iletmek için bir radyo veya uydu modemi, tek mikrofonlu siteden biraz daha büyük bir ekipman muhafazası, on adet 100 A-saat pili, ve birkaç güneş paneli ve bir radyo anteni monte etmek için yeterli altyapı.
Telemetreli verilerin gönderildiği bir gözlemevi, sinyalleri işlemek ve depolamak için kendi alıcısına ve ekipmanına ihtiyaç duyar. Ekipman maliyetleri, bir infrasonik sensör alanıyla hemen hemen aynıdır, eksi sensör maliyeti. İnfrasonik sensör sahası ve gözlemevi saha hattı değilse, ek tekrarlayıcı istasyonlara ihtiyaç duyulacaktır.
Asıl amaç, gerçek zamanlı olarak patlama tespitidir. Eğitimli analistler gelen sinyalleri inceleyebilir veya bilgisayarlar bir patlama algılandığında nöbetçi personele otomatik alarm mesajları gönderebilir. Bununla birlikte, tek mikrofonlardan gelen infrasonik sinyaller, rüzgar gürültüsü veya diğer volkanik olmayan kaynaklarla karıştırılabilir. Rüzgar gürültüsü (eğer bireysel sensörleri doyurmuyorsa), bir dizideki iki veya daha fazla infrasonik sensörde belirli bir sinyalin varış sürelerindeki farka bakılarak gerçek infrasonik sinyallerden kolaylıkla ayırt edilebilir. Rüzgar esintileri hava hızında hareket ettiğinden, rüzgar esintileri için zaman farkları, infrasonik sinyallerden (ses hızında hareket eden) çok daha büyük olacaktır. Bir dizideki dört veya daha fazla sensörün dizilerinden gelen veriler, çıplak gözle saptanamayan belirli bir azimuttan dizi boyunca yayılan tutarlı fazları tanımlamak için neredeyse gerçek zamanlı olarak işlenebilir. Patlamaların yerini belirlemek için en az iki dizi bölgesi gereklidir. Volkanlar genellikle rüzgarlı ortamlar olduğundan, volkanın etrafındaki farklı noktalarda birden fazla infrasonik bölge, bir sitenin rüzgar gürültüsüz bir patlama kaydetme şansını artırır.
Aktif olmayan volkanlarda infrasonik izleme gerekli değildir. Bununla birlikte, bir yanardağ uyandığında hızlı konuşlandırmayı kolaylaştırmak için infrasonik istasyonlar için bir sensör ve ekipman önbelleği muhafaza edilmelidir. Tipik saha kurulumları bir ila üç kişi gerektirirken saha istasyonlarının periyodik bakımı bir veya iki kişi gerektirir. İzleme en iyi şekilde, infrasonik sensörlerden gelen verilerin sismograflardan, uzak kameralardan, GPS aletlerinden ve diğer izleme ekipmanlarından gelen verilerle aynı anda görüntülenebildiği bir gözlemevinde yapılır. Çoğu infrasonik izleme alanı için en iyi yerler yol dışıdır, bu nedenle ağır pilleri değiştirmek için en az birkaç yılda bir helikopter erişimine ihtiyaç vardır. Yüksek rakımlı siteler için genellikle daha sık bakım ziyaretleri gerekir.
Infrasound'un birkaç dezavantajı var. Rüzgar gürültüsü, patlamalardan gelen infrasonik sinyalleri tamamen gizleyebilir, bu nedenle rüzgar gürültüsünü azaltmada yer seçimi kritik öneme sahiptir. Henüz açıklanamayan nedenlerden dolayı, tüm patlamalar infrasound üretmez (Johnson ve diğerleri, 2005). Son olarak, infrasound patlamalar tarafından üretildiğinden, yalnızca bir patlama detektörü olarak kullanışlıdır. Bu nedenle yöntem, gelecekteki patlamaları veya diğer volkanik olayları tahmin etmede yardımcı olamaz.

ÇALIŞMA TASARIMI

ABD Jeolojik Araştırma Kurumu, Stafford Yasası uyarınca Amerika Birleşik Devletleri'ndeki volkanların izlenmesinde birincil sorumluluğa sahiptir. Bu yetki ve yanardağ izleme konusundaki kapsamlı deneyim, USGS'yi çalışma tasarımlarının geliştirilmesinde lider kurum haline getirmektedir. Etkili yanardağ izleme, özel bilimsel uzmanlık ve enstrümantasyon ile uygun zamanlanmış veri toplama ve analizi gerektirir. Bir yanardağın tehdit seviyesi, yaşamları, mülkleri ve altyapıyı volkanik faaliyetlerden korumak için gereken izleme derecesini belirler.
Kamu güvenliğinden sorumlu arazi yöneticileri ve sivil yetkililer, yanardağ izlemeyi hedeflemek, yanardağlara ve çevrelerine gerekli erişimi sağlamak ve izleme ekipmanının yerleştirilmesini kolaylaştırmak için USGS ile birlikte çalışmalıdır. Bir yanardağın tehlikeleri ve patlama geçmişine ilişkin çalışmalarla birlikte izleme, yaklaşan aktivite ve potansiyel doğası ve kapsamı konusunda uyarıda bulunarak riski azaltabilir. Arazi yöneticileri, gelecekteki volkanik faaliyetlere uygun tepkiler planlamalı, böylece faaliyet yakın olduğunda can ve malları korumak için zamanında harekete geçebilsinler.

Rainier Dağı, Washington

Washington, Rainier Dağı'ndaki jeolojik çalışmalar, birçok yanardağ izleme yöntemini göstermektedir. Volkan neredeyse tamamen andezit ve dasit lav akıntılarından oluşur, ikincil piroklastik akıntı çökelleri, çok seyrek tefralar ve bilinen sadece bir lav kubbesi vardır (Sisson ve diğerleri, 2001). Lav akıntıları zirveden 20 km'ye kadar uzanır ve 9 km3'e kadar bireysel hacimlere sahiptir. Lav akıntılarının çoğu çok daha küçüktür, zirveden 5-10 km kadar uzanır ve bireysel hacimler km3'ün birkaç yüzde biri ile birkaç onda biri arasında değişir. Bu lav akıntıları, yoğun nüfuslu alanlara ulaşamayacak kadar küçük olsa da, geniş bir buzul buzunun içinde yer alırlar. Gelecekteki benzer hareketli lav patlamaları, buzulların erimesine yol açacak ve bunun sonucunda, yoğun nüfuslu alanlara ulaşabilen mansap taşkınları ve enkaz akışları olacaktır.
Volkandan sıcak piroklastik akıntılar patladığında, bu akıntılar yaygın olarak buzulları katederler, burada ovalarlar, sürüklerler ve buzu eritirler, piroklastik akıntıları doğrudan hareketli laharlara dönüştürürler.Bu süreç hızlıdır ve tehlike değerlendirmeleri muhtemel su baskını alanlarını gösterebilse de, aniden patlayan piroklastik akışların yarattığı enkaz akışları için çok az uyarı verilebilir. Bu patlama türüyle potansiyel olarak ilişkili tehlikeler
1985 Nevado del Ruíz (Kolombiya) patlamasında, nispeten küçük bir patlamanın zirve bölgesinde buz ve karı eriterek yan vadilerden onlarca kilometre aşağıya akan ve 22.000'den fazla insanı öldüren laharlar oluşturduğu görülüyor. - patlama ölü sayısı. Ek olarak, Rainier Dağı'nın üst kısımları, dolaşan sıcak asidik suların (hidrotermal alterasyon olarak bilinen bir süreç) etkisiyle nispeten zayıf, kil bakımından zengin kayalara dönüşmüştür (Fiske, et al., 1963 Crowley ve Zimbelman, 1997 Finn et al. al., 2001). Geçmişte, altere kayalardan oluşan geniş alanlar çökerek hacimli, oldukça hareketli laharlar meydana getirdi. 5600 yıl önce böyle bir çöküş, yanardağın zirvesini, çekirdeğini ve kuzeydoğu eğimini kaldırarak, şimdi Seattle'ın güneyinde ve Tacoma'nın doğusundaki güney Puget Sound ovalarının çoğunun altında yatan Osceola Çamur akışını yarattı (Crandell ve Waldron, 1956 Vallance ve Scott, 1997). . 500 yıl önce, Electron Mudflow adı verilen başka bir altere kaya çöküşü, şu anda Washington'daki Orting kasabasının (nüfus 4.000) işgal ettiği alanı aniden çamur, kayalar ve birkaç metreden birkaç on metre kalınlığa kadar dökülmüş kereste ile gömdü. Crandell, 1971 Scott ve diğerleri, 1995). Hiçbir geleneksel bina böyle bir lahar'a dayanamaz. Geçtiğimiz 10.000 yıl boyunca, Mount Rainier, Puget Sound ovasına uzanan tortularla yukarıda bahsedilen büyük olaylar da dahil olmak üzere çeşitli boyutlarda en az 60 lahar üretti. Şu anda,

150.000 kişi, Rainier Dağı'ndaki laharların veya laharik çökellerin neden olduğu sel baskınlarının süpürdüğü alanlarda yaşıyor (Sisson ve diğerleri, 2001).
Gelecekteki patlamalar ve enkaz akışlarından kaynaklanan büyük can ve mal kaybı potansiyeli nedeniyle Rainier Dağı'ndan kaynaklanan tehlikeleri değerlendirmek bir önceliktir. Jeolojik haritalama ve yaş ölçümleri, modern yanardağın büyümeye başladığını gösteriyor

500.000 yıl önce, bir öncekinin derinden aşınmış kalıntılarının üstünde (Sisson ve diğerleri, 2001). Volkanın inşası, hızlı ve mütevazı büyümenin dört veya belki de beş alternatif aşaması sırasında meydana geldi. İyi tanımlanmış hızlı büyüme aşamaları 500.000 yıldan 420.000 yıl öncesine ve 280.000 yıldan 180.000 yıl öncesine kadar uzanıyordu. Bu hızlı büyüme dönemleri, yüksek bir yapının bir araya gelmesine ve neredeyse tüm uzak mesafeli, büyük hacimli lav akıntılarının patlamasına tanık oldu. Hızlı büyüme aşamaları da yaygın hidrotermal alterasyon dönemleriydi. Mütevazı büyüme aşamaları sırasında, yüksek yapı büyük ölçüde aşınmıştır ve yüksekliği azaltılmış olabilir. Volkanik üretim, 180.000 yıl öncesinden beri çoğunlukla mütevazı olmuştur, ancak patlama oranı 40.000 yıl önce önemli ölçüde artmış ve mevcut Rainier Dağı'nın çoğunu inşa etmiştir. Patlama hızındaki bu artış, hızlı büyümenin beşinci aşamasının başlangıcını işaret edebilir veya mütevazı büyüme aşamalarının tipik aralığı içinde bir dalgalanma olabilir.
Rainier Dağı'nın Holosen tephra yatakları, epizodik püskürmelere ilişkin kolayca ölçülebilen ek kanıtları korur. Son 10.000 yılda meydana gelen on bir patlama, geniş bir alanda tanınabilen ayırt edici tephra katmanlarını biriktirmek için havaya yeterince yüksek kül, pomza, cüruf ve daha yoğun kayalar attı (Mullineaux, 1974). Bunların yanı sıra, yanardağa yakın sınırlı 15-25 ince, ince taneli kül tabakası vardır. Bu ince taneli küller, lav akıntılarının salınması sırasında meydana gelen küçük patlamalar veya küçük piroklastik akıntılardan dalgalanan ince taneli küller gibi zayıf patlayıcı püskürmelerin ürünleridir. Bu ince küllerin kesin sayısını belirlemek zordur, çünkü görünüşleri birbirine benzerdir ve kolayca aşınırlar, bu nedenle bir yerde veya diğerinde çeşitli katmanlar eksiktir. Bu ince taneli külleri oluşturan püskürmeler zaman içinde kümelenmiştir. Örneğin, dönem boyunca biriken beş tanınabilir ince kül alt grubu vardır.

2700–2200 yıl B.P., ardından büyük bir pomza patlaması 2200 yıl B.P. (J. Vallance ve T. Sisson, yayınlanmamış sonuçlar). Her alt grup, kimyasal bileşimde benzer bir ila belki de beş kadar kül katmanından oluşur. Her bir alt grup muhtemelen birden fazla patlayıcı olaydan oluşan bir patlama evresinin tortularını temsil eder. Çok sayıda lahar, bilinen bir piroklastik akış ve iki grup lav akışı, ince taneli kül birikintileriyle ilişkilidir. Bu 500 yıllık süre boyunca, ortalama olarak her 100 yılda bir önemli patlama evreleri meydana geldi ve her evre birden fazla patlayıcı olaydan oluşuyordu. Bu son derece aktif dönemden önce, bilinen hiçbir püskürme birikintisi olmayan yaklaşık 2000 yıllık bir süre geldi. Bu belirgin hareketsiz dönemden önce, yanardağ, 5600 yıl önce Osceola Çamur akışını yaratan büyük yapı çöküşünden kısa bir süre önce başlayan sık patlamaların olduğu başka bir dönemdeydi. Bu püskürme dönemi ayrıntılı olarak çalışılmamıştır, ancak Osceola yapı çöküşü olayı ile eş zamanlı olarak pomza ve kül püskürmesini ve aynı zamanda

4700 ve 4500 yıl önce (Mullineaux, 1974). Bir başka sık patlama dönemi, kabaca 7600-6600 yıl önceydi, öncesinde bir uyku hali veya 2000 yıla yakın süreli küçük patlamalar vardı (Sisson ve diğerleri, 2001).
5600-4500 ve 2700-2200 yıl önceki patlama dönemleri, Osceola çöküşü olayının bıraktığı krateri neredeyse tamamen dolduran lav efüzyonları tarafından yönetildi. Sonraki patlamalar, sonuncusu çok küçük olmasına rağmen, 1600 ve 1100 yıl önce gerçekleşti. 1600 yıl önceki püskürme, esas olarak lahar yataklarından çıkarsanmıştır ve 1100 yıl önceki patlama, muhtemelen bir lahar'a dönüşen bir piroklastik akıştı (Hoblitt ve diğerleri, 1998), ancak birincil piroklastik akış tortusu korunmamıştır. 500 yıl önce Electron Mudflow'u oluşturan ana yan çöküşün bilinen hiçbir patlaması yok.
Tarihi kayıtlara göre, yirminci yüzyılda Rainier Dağı'nda en az üç düzine buzul patlaması sel meydana geldi. Rainier Dağı'ndaki buzul patlaması taşkınlarının volkanik faaliyetle ilgisi yoktur. Buzul taşkınları taşkınları, buzullardan ani su salınımından kaynaklanır ve çoğunlukla sıcak havalarda veya yoğun yağışlar sırasında, yaz sonunda veya yazın erimesiyle kar örtüsünün azaldığı erken sonbaharda oluşur (Walder ve Driedger, 1994b). Kar örtüsünün yokluğunda, eriyen su veya yağış buzulların üzerinden hızla geçer. Su, buzul ucundan fışkırır veya kabarır, kanal duvarlarından ve kıyılardan gevşek tortuları sürükler ve böylece akıntı aşağı doğru hareket ettikçe bir lahar'a dönüşebilir. Bu taşkın taşkınları, yanardağa yakın akarsu vadilerindeki tesisler için ciddi bir tehlike oluşturuyor. Köprüler, yollar ve ziyaretçi tesisleri tahrip edildi veya hasar gördü.

1926'dan beri 10 kez.
Bir volkanın veya volkanik sistemin geçmişteki püskürme davranışını anlamak için jeolojik haritalama yapmak için gereken süre, sistemi anlamak için gereken ayrıntıya ve belirli bir alanın boyutuna ve lojistik sorunlarına bağlıdır. Üzerinden birçok yolun geçtiği nispeten düz bir alanda, 150 km2'lik haritalama birkaç hafta içinde yapılabilir. Haritayı bir coğrafi bilgi sisteminde (GIS) derlemek, kayaları kimyasal analiz için hazırlamak ve yaş tayini yapmak için ofis zamanı birkaç hafta daha gerektirecektir. Bu fiili çalışma süreleri birkaç yıldan birkaç yıla yayılmıştır, çünkü jeolojik haritalama süreci saha, ofis ve laboratuar çalışmaları arasında tekrarlıdır ve haritalama genellikle ilgi alanını oluşturan birçok dörtgen üzerinde yapılır. Jeolojik haritalama için nominal süre, jeolojinin karmaşıklığı arttıkça veya daha az yol, dik arazi veya vahşi kısıtlamalar nedeniyle erişim zorlaştıkça birçok kez uzatılabilir. Örneğin Rainier Dağı, güvenli çalışma için teknik dağcılık becerileri gerektirir. Bazı bölgelerde, helikopter kullanımı erişim sorunlarını azaltabilir, ancak bu, korunan tüm alanlarda her zaman mümkün değildir. Jeolojik haritalama, kimyasal analiz ve petrografik çalışma için kaya örneklerinin toplanmasını gerektirir. Patlamalar sırasında, lav akışlarının haritalanması ve kubbe ekstrüzyonu, hava fotoğrafçılığı ve/veya LIDAR görüntüleri ile sonuçların bir CBS'ye yerleştirilmesiyle yapılabilir, ancak sonuçlar birkaç hafta sürebilir. Kısa aktif lav akışları, bir GPS ünitesi ve bir CBS'ye yerleştirilen koordinatlar ile temasta yürüyerek haritalanabilir. Daha uzun aktif lav akışları, bir helikopterdeki bir GPS ünitesi ile haritalanabilir ve her iki yöntemin de Hawai'i Volcanoes National Park'ta devam eden patlama için çok etkili olduğu kanıtlanmıştır.

ALINTILANAN REFERANSLAR

Blong, R.J., 1984, Volkanik tehlikeler: püskürmelerin etkileri üzerine bir kaynak kitap: Sidney, Avustralya, Academic Press, 424 s.

Braile, L.W., 2009, bu cilt, Sismik izleme, Young, R. ve Norby, L.'de, Geological Monitoring: Boulder, Colorado, Geological Society of America, doi: 10.1130/2009.monitoring(10).

Brosnan, DM, 2000, Montserrat yanardağının ekolojik etkileri: kara ve deniz yaşamı üzerindeki etkilerinin resimli bir açıklaması: Sürdürülebilir Ekosistemler Enstitüsü, Portland, Oregon (yalnızca Web'de http://www.sei.org/impacts adresinde mevcuttur) .html 4 Şubat 2009'da erişildi).

Chouet, B.A., 1996, Sismolojik volkan izlemede yeni yöntemler ve gelecekteki eğilimler, Scarpa, R. ve Tilling, R.I., eds., Monitoring and Mitigation of Volcanic Hazards: Berlin, Springer-Verlag, s. 23-88.

Chouet, B.A., 2003, Volcano sismology: Pure and Applied Geophysics, v. 160, s. 739–788, doi: 10.1007/PL00012556.

Crandell, D.R., 1971, Rainier Dağı yanardağından buzul sonrası laharlar, Washington: U.S. Geological Survey Professional Paper 677, 75 s.

Crandell, D.R. ve Waldron, H.H., 1956, Mount Rainier, Washington: American Journal of Science, v. 254, s. 349-362.

Crowley, J.K. ve Zimbelman, D.R., 1997, Rainier Dağı, Washington'daki hidrotermal olarak değiştirilmiş kayaların, havada görünür/kızılötesi görüntüleme spektrometresi (AVIRIS) verileriyle haritalanması: Jeoloji, v. 25, s. 559–562, doi: 10.1130/0091-7613(1997)025<0559:MHAROM>2.3.CO2.

Dean, KG, Dehn, J., Papp, KR, Smith, S., Izbekov, P., Peterson, R., Kearney, C. ve Steffke, A., 2004, Mt'nin 2001 patlamasının entegre uydu gözlemleri Cleveland, Alaska: Volkanoloji ve Jeotermal Araştırma Dergisi, v. 135, s. 51–74, doi:10.1016/j.jvolgeores.2003.12.013.

Dehn, J., Dean, K.G., Engle, K. ve Izbekov, P., 2002, Shishaldin Volcano'nun 1999 patlamasının uydu görüntülerinde termal öncüler: Volkanoloji Bülteni, v. 64, s. 525–534, doi: 10.1007/s00445-002-0227-0.

Driedger, C.L. ve Scott, K.M., 2002, Mount Rainier—Volkanik riskle yaşamayı öğrenmek: U.S. Geological Survey Fact Sheet 034-02, 4 s. (yalnızca Web'de http://www.fs.fed.us/gpnf/mshnvm/education/teachers-corner/library/documents/fs065-97-mt-rainier.pdf#search=%22%22volcano% adresinde mevcuttur) 20hazards%22%20%22Mount%20Rainier%22%22, 4 Şubat 2009'da erişildi).

Ewert, JW, Guffanti, M. ve Murray, TL, 2005, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki volkanik tehdit ve izleme yeteneklerinin değerlendirmesi: Ulusal Volkan Erken Uyarı Sistemi Çerçevesi: ABD Jeolojik Araştırma Açık Dosya Raporu 2005-1164, 62 P. (http://pubs.usgs.gov/of/2005/1164/ erişim tarihi 6 Şubat 2009).

Finn, C.A., Sisson, T.W. ve Deszcz-Pan, M., 2001, Rainier Dağı yanardağındaki çökmeye meyilli hidrotermal olarak değiştirilmiş bölgelerin aerojeofizik ölçümleri: Nature, v. 409, s. 600–603, doi: 10.1038/35054533.

Fiske, R.S., Hopson, C.A. ve Waters, A.C., 1963, Rainier Dağı Milli Parkı Jeolojisi, Washington: U.S. Geological Survey Professional Paper 444, 93 s.

Fuentes, W.A., 1975, Effectos de cenizas del volcán Irazu [Kosta Rika] ve çeşitli insektolar: Revista Biología Tropicál, cilt 2, s. 165–175. (İngilizce özeti http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=1224020&query_hl=5&itool=pubmed_DocSum adresinde mevcuttur. Erişim tarihi: 4 Şubat 2009.)

Guffanti, MG, Brantley, SR ve McClelland, L., eds., 2001, Ulusal Parklarda Volkanizma: ABD Jeolojik Araştırma ve Ulusal Park Servisi Tarafından Düzenlenen Çalıştayın Özeti, 26–29 Eylül 2000, Redding, California: ABD Jeolojik Etüt Açık Dosya Raporu 01–435. (Yalnızca Web'de http://geopubs.wr.usgs.gov/open-fi le/of01-435/ofr01-435_report.html erişim tarihi 5 Şubat 2009'dur.)

Harlow, DH, Power, JA, Laguerta, EP, Ambubuyog, G., White, RA ve Hoblitt, RP, 1996, Newhall, CG ve Punongbayan, RS, eds., Fire and Mud: Eruptions and Lahars of Mount Pinatubo, Filipinler, s. 285–305, http://pubs.usgs.gov/pinatubo/harlow/index.html (4 Şubat 2009'da erişildi).

Harris, AJL, Keszthelyi, L., Flynn, LP, Mouginis-Mark, PJ, Thornber, C., Kauahikaua, J., Sherrod, D., Trusdell, F., Sawyer, MW ve Flament, P., 1997a , GOES-9 uydu verilerinden Kilauea Volkanı, Hawaii'deki 54. bölüm patlamasının kronolojisi: Jeofizik Araştırma Mektupları, v. 24, s. 3281–3284, doi: 10.1029/97GL03165.

Harris, AJL, Butterworth, AL, Carlton, RW, Downey, I., Miller, P., Navarro, P. ve Rothery, DA, 1997b, Uzaydan düşük maliyetli volkan gözetimi: Etna'dan vaka çalışmaları, Krafl a, Cerro Negro, Fogo, Lascar ve Erebus: Volkanoloji Bülteni, v. 59, s. 49–64, doi: 10.1007/s004450050174.

Harris, AJL, Murray, JB, Aries, SE, Davies, MA, Flynn, LP, Wooster, MJ, Wright, R. ve Rothery, DA, 2000, Etna ve Krafla'daki efüzyon hızı eğilimleri ve bunların püskürme mekanizmaları üzerindeki etkileri: Volkanoloji ve Jeotermal Araştırma Dergisi, v. 102, s. 237–270, doi: 10.1016/S0377-0273(00)00190-6.

Heggie, T.W. ve Heggie, T.M., 2004, Lavı güvenli bir şekilde izlemek: Hawai'i Volcanoes Ulusal Parkı'nda yürüyüşçü yaralanması ve hastalığının epidemiyolojisi: Wilderness & Environmental Medicine, v. 15, s. 77–81, http://www.wemjournal.org/pdfserv/i1080-6032-015-02-0077.pdf (4 Şubat 2009'da erişildi).

Helz, RL, 2005, Uzaydan zemin deformasyonunun izlenmesi: US Geological Survey Fact Sheet 2005–3025, 4 s., http://pubs.usgs.gov/fs/2005/3025/2005-3025.pdf (4 Şubat'ta erişildi) 2009).

Hoblitt, RP, Walder, JS, Driedger, CL, Scott, KM, Pringle, PT ve Vallance, JW, 1998, Mount Rainier, Washington, Revize 1998: US Geological Survey Açık Dosya Raporu 98-428, 11 s., 2 tabak, ölçek 1:100.000, 1:400.000.

Houghton, BF, Wilson, CJN ve Pyle, DM, 2000, Piroklastik düşüş tortuları, Sigurdsson, H., Houghton, B., McNutt, SR, Rymer, H. ve Stix, J., eds., Encyclopedia of Volkanlar, New York, Academic Press, s. 555-570.

Ishii, H., Ooishi, M., Maruyama, Y. ve Koike, T., 2003, İki Picea türünün sürgün ve iğne morfolojisi ve fotosentezinin toprak besin mevcudiyetindeki farklılıklara uyumu: Ağaç Fizyolojisi, v. 7, s . 453-461.


1. Giriş

Elektrik, ses, manyetik alan, ışık ve lazer dahil olmak üzere düşük frekanslı stimülasyon, tıbbın farklı alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır [1]. EEG aktivitesi, sadece elektrostimülasyon [2], ses ve ışık (görsel) [3] değil, aynı zamanda manyetik stimülasyon [4] gibi farklı stimülasyon modalitelerinden de etkilenebilir. Kırmızı stroboskopik ışık, oksipital kortekste hızlı ve güçlü alfa ritimleri oluşumuna neden olabilir [5]. Kırmızı ışık yayan diyotlardan (LED'ler) oluşturulan değişken frekanslı fotostimülasyon ile stimülasyon, deneklerin alfa ritimlerinin farklı stimülasyon frekanslarından yüksek oranda etkilenmesine neden oldu [6]. Lazere gelince, lazer stimülasyonunda EEG değişiklikleri hakkında sadece birkaç rapor vardı. Litscher ve ark. Serebral kan akış hızının ve beynin 40×02009Hz serebral salınımlarının amplitüdlerinin, ya gözleri kırmızı ışıkla ya da akupunktur noktalarını lazer ve iğne akupunkturu ile uyararak geliştirilebileceğini bulmuşlardır [7]. Bununla birlikte, düşük seviyeli lazer (LLL) ile somatik stimülasyonda EEG değişiklikleri bildirilmemiştir.

HBÖ uzun süredir klinik tıpta uygulanmaktadır. HBÖ biyostimülasyonu ilk olarak 1969'da Macar bilim adamı Profesör Mester tarafından önerilmiş ve daha sonra HBÖ tedavisi 1970'den sonra tüm dünyada popüler hale gelmiştir [8]. LLL tedavisi ile örneğin periferik sinir ameliyatlarında postoperatif bakımı iyileştirmek [9] ve yara gerilme gücünü artırmak [10] için birçok klinik uygulama vardı. HBÖ ayrıca çeşitli kronik ağrıları hafifletmek için kullanılmıştır [11�].

EEG ve fonksiyonel manyetik rezonans görüntüsünün (fMRI) birlikte kullanımı, hem yüksek zamansal hem de yüksek uzaysal çözünürlükle beyin dinamiklerini incelemek için etkili bir araç olarak önerilmiştir [14]. Beyin fMRI'sinin uzaysal analizinde, deneklerin ayağının arkasında Yongquan (KI1) akupunktur noktasının uyarılmasından etkilenen beyin aktivitesi önceki çalışmamızda doğrulanmıştır [15]. Bu çalışmanın amacı, 10×02009Hz'de çalıştırılan yakın kızılötesi lazer dizi uyarıcısının (LAS) uyarılmasından etkilenen EEG aktivitelerini zamansal analizde (EEG) araştırmaktı. Avuç içi uyarmak için LAS uygulandı ve ardından lazer ışınlaması öncesi, sırası ve sonrasında EEG aktivitelerinin değişimi analiz edildi.


Arka plan

Düşük Seviyeli Kızılötesi Terapi

Düşük seviyeli kızılötesi terapi veya monokromatik kızılötesi enerji (MIRE) tedavisi, kızılötesi spektrumda ışık kullanan bir tür düşük enerjili lazerdir. MIRE tedavisi, cilde uygulanan esnek pedler aracılığıyla ışık spektrumunun kırmızı ucundan tek dalga boyunda görünmeyen ışık enerjisi veren cihazların kullanımını içerir. Her ped 60 kızılötesi yayan diyot içerir. MIRE tedavisinin, kan damarlarını genişleten, böylece şişmeyi azaltan ve dolaşımı artıran kan hemoglobininden nitrik oksit salınımını uyardığı düşünülmektedir. MIRE, periferik nöropati, ağrı yönetimi ve yara iyileşmesi gibi durumların tedavisi için önerilmiştir. Bir MIRE cihazı örneği, Anodyne Terapi Sistemini içerir ancak bununla sınırlı değildir.

Anodyne Terapi Sistemi, Integrated Systems Physiology Inc. (Aurora, CO) tarafından geliştirilmiş, yara iyileşmesini artırmak, diyabetli kişilerde periferik nöropati semptomlarını tersine çevirmek için tanıtılan bir tür düşük seviyeli kızılötesi terapidir. lenfödem tedavisi. Üretici, Anodyne Terapi Sisteminin dolaşımı artırdığını ve nitrik oksit salınımını artırarak ağrıyı azalttığını belirtiyor.

Birkaç meta-analiz, kronik iyileşmeyen yaraların tedavisi için düşük seviyeli kızılötesi lazerler de dahil olmak üzere düşük seviyeli (soğuk) lazerlerin kullanımını destekleyen kanıtları incelemiştir. Bu meta-analizler, kronik venöz ülserlerin veya diğer iyileşmeyen kronik yaraların tedavisinde düşük seviyeli lazeri desteklemek için yeterli kanıt olmadığı sonucuna varma konusunda hemfikirdir.

Kızılötesi ışık tedavisinin kas-iskelet ağrısının semptomatik rahatlamasında diğer ısı modalitelerinden daha etkili olduğuna dair bir kanıt yoktur.Glasgow (2001), deneysel olarak indüklenen kas ağrısı olan 24 denekte düşük seviyeli kızılötesi terapinin randomize kontrollü klinik çalışmasının sonuçlarını bildirdi ve tedavi ile plasebo grupları arasında anlamlı bir fark bulamadı.

Diyabetik periferik nöropati tedavisi için düşük seviyeli kızılötesi tedavinin etkinliğine ilişkin yayınlanmış bir çalışma bulunmamaktadır. Anodyne System üreticisi tarafından web sitesinde sunulan vaka serileri, hakemli bir tıp dergisinde yayınlanmamıştır.

Son olarak, yayınlanmış hakemli tıbbi literatürde, lenfödem tedavisi için kızılötesi terapinin etkinliği hakkında hiçbir kanıt yoktur. Kanada Sağlık Teknolojisi Değerlendirmesi Koordinasyon Ofisi (2002), "burada bu tedaviler için çok az yüksek kaliteli kontrollü klinik deney kanıtı var" bulmuştur.

Randomize, plasebo kontrollü bir çalışmada, Leonard ve arkadaşları (2004) Anodyne Terapi Sistemi (ATS) ile yapılan tedavilerin ağrıyı azaltıp azaltmayacağını ve/veya diyabetik periferik nöropatiye (DPN) bağlı azalan hissi iyileştirip iyileştirmeyeceğini incelemiştir. Testler 5.07 ve 6.65 Semmes Weinstein monofilamentinin (SWM) ve modifiye Michigan Nöropati Tarama Aletinin (MNSI) kullanımını içeriyordu. 9'u 6.65 SWM'ye duyarlı olmayan ve bu filamente duyarlı ancak 5.07 SWM'ye duyarsız 18 olmak üzere 27 hasta incelendi. Her bir alt ekstremite 2 hafta sham veya aktif ATS ile tedavi edildi ve ardından her ikisi de 2 hafta daha aktif tedavi aldı. 6.65 SWM'yi hissedebilen ancak başlangıçta 5.07 SWM'ye duyarsız olan 18 hastadan oluşan grup, hem 6 hem de 12 aktif tedaviden sonra duyarsız bölgelerin sayısında önemli bir azalma elde etti (p < 0.02 ve 0.001). Sham tedavileri, SWM'ye duyarlılığı artırmadı, ancak sonraki aktif tedaviler yaptı (p < 0,002). Nöropatik semptomların MNSI ölçümleri önemli ölçüde azaldı (4,7'den 3,1 p < 0,001'e). 10 puanlık görsel analog skalada (VAS) bildirilen ağrı, girişte 4.2'den 6 tedaviden sonra 3.2'ye ve 12 tedaviden sonra 2.3'e kademeli olarak azaldı (her ikisi de p < 0.03). Girişte, deneklerin %90'ı tedaviden sonra önemli denge bozukluğu bildirdi, bu %17'ye düştü. Bununla birlikte, başlangıçta 6.65 SWM'ye karşı duyarsızlık ile ölçülen daha büyük duyusal bozukluğu olan 9 hastadan oluşan grup arasında, duyumdaki iyileşmeler, nöropatik semptomlar ve ağrı azalması anlamlı değildi. Yazarlar, ATS tedavilerinin DPN'li deneklerin ayaklarında duyuyu iyileştirdiği, dengeyi geliştirdiği ve ağrıyı azalttığı sonucuna varmıştır.

Bu çalışmada birkaç dezavantaj var. Çalışmanın küçük boyutunu ve bu çalışmanın tekrarlanması gerektiğini savunan tek bir araştırmacı grubunu içerdiğini içerir. İyileştirmelerin kalıcı olup olmadığı hakkında da bilgi yok. Ayrıca, sonuçlar cesaret verici olsa da, ATS tedavilerinin uygulanmasından sonra deneyimlenen duyusal iyileşmenin tam derecesini belirlemede daha gizli niceliksel duyu testleri yardımcı olacaktır.

Bhardwaj ve diğerleri (2005), Propionibacterium acnes tarafından üretilen porfirinleri içeren lazer-doku etkileşimlerine ilişkin gelişen bir anlayışın ve yağ bezlerini hedef alan kızılötesi ablatif olmayan lazerlerin geliştirilmesinin, artan sayıda lazer, ışık ve akne için radyofrekans cihazları. Monoterapi veya kombinasyon halinde kullanılan bu cihazlar, uzun vadeli verilere ve randomize, kör çalışmalara açık bir ihtiyaç olmasına rağmen, akneyi uygun, invazif olmayan bir şekilde temizleme yöntemi olarak umut vaat ediyor.

Chow ve Barnsley (2005), literatürü sistematik olarak gözden geçirerek boyun ağrısı tedavisinde düşük seviyeli lazer tedavisinin (LLLT) etkinliğini incelemiştir. Boyun ağrısı için LLLT'nin randomize kontrollü çalışmaları (RCT'ler) için başlangıç ​​tarihinden Şubat 2004'e kadar tıp, fizyoterapi, yardımcı sağlık, tamamlayıcı tıp ve biyolojik bilimleri kapsayan bilgisayarlı bibliyografik veri tabanlarında bir araştırma yapılmıştır. Kapsamlı bir arama terimleri listesi uygulandı ve açık dahil etme kriterleri önceden geliştirildi. 5'i dahil etme kriterlerini karşılayan toplam 20 çalışma belirlendi. Kızılötesi dalga boylarının (lambda = 780, 810 ila 830, 904, 1,064 nm) kullanıldığı 5 denemenin 4'ünde önemli olumlu etkiler rapor edilmiştir. Sonuç ölçümlerinde, sonuçların raporlanmasında, dozlarda ve lazer parametrelerinde heterojenlik, resmi meta-analizi engelledi. Etki büyüklükleri, çalışmaların sadece 2'si için hesaplanabildi. Yazarlar, bu derlemenin, akut boyun ağrısı (n = 71) ve kronik boyun ağrısının tedavisinde kızılötesi lazer kullanımına yönelik 1 RKÇ'den 4 RKÇ'den (n = 202) sınırlı kanıt sağladığı sonucuna varmıştır. Olumlu bulguları doğrulamak ve en etkili lazer parametrelerini, bölgelerini ve uygulama modlarını belirlemek için daha büyük çalışmalara ihtiyaç olduğunu belirttiler.

  1. grup A -- [3 hafta boyunca haftada 3 kez ısıtılmış bir çinili soba odasında ('Soba Dönemi') geçirilen ilk 3 saat ve tedavi uygulanmadan 2 hafta sonra bu grup 3 hafta daha gözlemlendi ('kontrol dönemi')] ve
  2. grup B (ilk olarak kontrol periyoduna ve tedavisiz periyodu takip eden soba periyoduna atanır).

Değerlendirmeler, genel ağrı, ellerde ağrı ve global el fonksiyonu, kavrama kuvveti, Moberg Alma Testi (MPUT), Avustralya/Kanada Osteoartrit El İndeksi (AUSCAN) ve Tıbbi Sonuç Çalışması (MOS) için VAS'ı içeriyordu. 36 maddelik Kısa Form Sağlık Durumu Anketi (SF-36). Toplam 14 (%31) hasta, kontrol döneminde (p = 0.314, chi2-test) 10 hasta (%22) ile karşılaştırıldığında, kiremitli soba döneminin sonunda genel ağrı için VAS'ta iyileşme gösterdi. AUSCAN ağrı alanı, kiremitli soba döneminden sonra önemli bir gelişme gösterdi (p = 0.034). Analiz edilen diğer ağrı parametreleri (ellerde ağrı ve SF-36 vücut ağrısı için VAS) kontrol periyoduna kıyasla orta derecede ancak anlamlı bir iyileşme göstermedi (sırasıyla p = 0.682 ve p = 0.237). Yazarlar, tüm ağrı ölçümlerindeki sayısal iyileşme, bu el OA semptomu üzerinde bazı olası olumlu etkileri öne sürmesine rağmen, bu çalışmanın kiremitli soba maruziyetinin olumlu etkilerini kanıtlamadığı sonucuna varmıştır.

Lampl ve meslektaşları (2007), inme başlangıcından itibaren 24 saat içinde tedavi edilen iskemik inme hastalarında 90 günlük sonuçları iyileştirmek için NeuroThera Lazer Sisteminin güvenliğini ve etkinliğini değerlendirdi. NeuroThera Lazer Sistemi terapötik yaklaşımı, kızılötesi lazer teknolojisinin kullanımını içerir ve iskemik inme hayvan modellerinde faydalı etkiler göstermiştir. Toplam 120 iskemik inme hastası 2:1 oranında randomize edilmiştir (aktif tedavi grubunda n = 79 hasta ve plasebo kontrol grubunda n = 41). Sadece Ulusal Sağlık Enstitüleri İnme Ölçeği (NIHSS) skorları 7 ila 22 arasında ölçülen başlangıç ​​inme şiddeti olan hastalar dahil edildi. Doku plazminojen aktivatörü alan hastalar çalışma dışı bırakıldı. Sonuç ölçütleri, hastaların tedaviden 90 gün sonra NIHSS, modifiye Rankin Skalası (mRS), Barthel İndeksi ve Glasgow Sonuç Ölçeği puanlarıdır. Birincil sonuç ölçüsü, NIHSS tarafından belgelenen başarılı tedaviydi. Bu, 90. günde tam bir iyileşme (NIHSS 0 ila 1) veya NIHSS skorunda en az 9 puanlık bir düşüş (90. güne karşı taban çizgisi) olarak tanımlandı ve ikili bir ölçüm (bNIH) olarak test edildi. İkincil sonuç ölçütleri mRS, Barthel İndeksi ve Glasgow Sonuç Ölçeği'ni içeriyordu. Birincil istatistiksel analizler, bNIH ve mRS için başlangıç ​​NIHSS skoruna veya tedaviye kadar geçen zamana göre katmanlara ayrılan Cochran-Mantel-Haenszel sıralama testi ile gerçekleştirilmiştir. Sonuçları doğrulamak için lojistik regresyon analizleri yapıldı. Tedaviye kadar ortalama süre 16 saatten fazlaydı (tedaviye kadar geçen medyan süre, aktif için 18 saat ve kontrol için 17 saat). Tedaviye kadar geçen süre 2 ila 24 saat arasında değişmekteydi. Prospektif olarak bNIH'de ölçüldüğü üzere, aktif tedavi grubundaki daha fazla hasta (%70) kontrollere (%51) göre başarılı sonuçlara sahipti (p = 0,035 şiddet derecesine göre ve tedaviye kadar geçen süre p = 0,048 yalnızca şiddete göre sınıflandırılmıştır). Benzer şekilde, 90 günde 0 ila 2 arasında bir ikili mRS skoru olarak ölçüldüğü üzere daha fazla hasta (%59) kontrollere (%44) göre başarılı sonuçlara sahipti (p = 0,034 şiddet derecesine ve tedavi süresine göre sınıflandırılmıştır p = 0,043 yalnızca şiddete göre sınıflandırılmıştır) ). Ayrıca, aktif tedavi grubundaki daha fazla hasta, başlangıçtan 90 güne kadar ortalama NIHSS skorundaki değişiklik (tedaviye kadar geçen zamana göre sınıflandırılan p = 0.021) ve tam mRS ("Rankin'de kayma") skorundaki değişiklikle ölçüldüğü üzere, kontrollerden daha başarılı sonuçlara sahipti. (p = 0,020 şiddet derecesine ve tedavi süresine göre sınıflandırılmıştır p = 0,026 yalnızca ciddiyete göre sınıflandırılmıştır). bNIH için yaygınlık olasılık oranı 1,40 (%95 güven aralığı [CI]: 1,01 ila 1,93) ve ikili mRS için 1,38 (%95 GA: 1,03 ila 1,83) idi ve başlangıç ​​şiddeti kontrol ediliyordu. Barthel İndeksi ve Glasgow Sonuç Ölçeği için de benzer sonuçlar elde edilmiştir. Mortalite oranları ve ciddi advers olaylar (SAE'ler) önemli ölçüde farklılık göstermedi (ölüm oranı ve SAE'ler için sırasıyla aktif %9,8 ve %36.6 kontrol için %8.9 ve %25.3). Yazarlar, NEST-1 çalışmasının, kızılötesi lazer tedavisinin, inme başlangıcından sonraki 24 saat içinde başlatıldığında, insanlarda iskemik inmenin tedavisi için başlangıçta güvenlik ve etkinlik gösterdiğini gösterdiği sonucuna varmıştır. Güvenliği ve etkinliği göstermek için daha büyük bir doğrulayıcı denemenin garanti edildiğini belirttiler.

Medicare ve Medicaid Services Merkezlerinden (2006) alınan bir karar memorandumu şu sonuca varmıştır: “Diyabetik ve diyabetik olmayan periferik duyusal nöropati için Medicare yararlanıcılarının tedavisi için kızılötesi cihazların kullanımının makul ve gerekli olmadığı sonucuna varmak için yeterli kanıt vardır, yaralar ve ülserler ve bu durumlardan kaynaklanan ağrı gibi semptomlar da dahil olmak üzere benzer ilgili durumlar”.

Altmış hasta (120 uzuv) çalışmayı tamamladı. Anodyne üniteleri 90 gün boyunca her gün 40 dakika evde kullanıldı. Sinir iletim hızları, VPT, Semmes-Weinstein monofilamentleri (SWM) (4-, 10-, 26- ve 60-g monofilamentler), Michigan Nöropati Tarama Aleti (MNSI), 10 cm görsel analog ağrı ölçeği ve nöropatiye özgü QOL cihazı ölçüldü. İç içe tekrarlanan ölçümler çoklu ANOVA tasarımı kullanıldı. Her hastanın hem sol hem de sağ ayağında iki bölge (ayak başparmağı ve 5. metatars) test edildi, bu nedenle her hastanın içine iki ayak ve her ayağın içine iki bölge yerleştirildi. Sıralı SWM puanlarını analiz etmek için, uzunlamasına veriler için parametrik olmayan bir faktör analizi kullanıldı. Aktif veya sahte tedavi gruplarında QOL, MNSI, VPT, SWM veya sinir iletim hızları için ölçümlerde önemli farklılıklar yoktu (p>0.05). Yazarlar, diyabetli bireylerde duyusal nöropati tedavisinde Anodyne MIRE tedavisinin sahte tedaviden daha etkili olmadığı sonucuna varmışlardır.

Kontrollü, çift kör, randomize bir klinik çalışmada, Franzen-Korzendorfer ve arkadaşları (2008), monokromatik kızılötesi enerjinin, diyabetli ve koruyucu duyu kaybı olan hastalarda transkutanöz oksijen ölçümleri ve koruyucu duyu üzerindeki etkisini incelemiştir. Kolayda örnekleme yöntemleri kullanılarak diyabetli ve koruyucu duyu kaybı olan toplam 18 yetişkin (12 erkek, 6 kadın ortalama yaş 65 +/-13 yıl, 39 ila 86 yıl) alındı. Tüm hastalar kendi kontrolleri olarak görev yaptı. Tedavi öncesi ve sonrası testler, 2 bölge/ayakta duyu, ağrı ve deri altı oksijen ölçümlerini değerlendirdi. Deneklere bir dizi 30 dakikalık monokromatik kızılötesi enerji tedavisi uygulandı (1 ayak aktif tedavi, 1 ayak sahte). Monokromatik kızılötesi enerji, üreticinin önceden ayarladığı 1.5 J/cm(2)/dk enerji seviyesinde verildi ve 890 nm sham birimlerinin dalga boyunda enerji verilmedi. Puanlar, eşleştirilmiş t testleri ve Pearson korelasyon katsayısı kullanılarak analiz edildi. Transkütan oksijen değerleri, ağrı veya duyum için aktif ve sahte tedaviler arasında önemli bir fark gözlenmedi. Hem aktif hem de sahte monokromatik kızılötesi enerji ile işlem görmüş ayaklar, ön test başlangıç ​​puanları ile karşılaştırıldığında duyuyu önemli ölçüde iyileştirdi (p < 0.05). Transkütan oksijen ve duyu arasında istatistiksel bir ilişki bulunamadı. Yazarlar, bu bulguların, diyabetli ve koruyucu duyu kaybı olan erişkinlerde transkutanöz oksijen ölçümleri, ağrı veya duyu üzerinde monokromatik kızılötesi enerji tedavisinin herhangi bir etkisini göstermediği sonucuna varmışlardır.

Ko ve Berbrayer (2002), Raynaud sendromunun tedavisinde seramik emdirilmiş eldivenlerin etkinliğini belirlemiştir. Raynaud sendromu için toplam 93 hasta "Dost" kriterlerini karşıladı. Seramik emdirilmiş eldiven kullanımı ile 3 aylık tedavi süresi benimsenmiştir. Birincil son noktalar, ağrı VAS derecelendirmelerini ve kol, omuz, el (DASH) anketi Jamar kavrama gücü ve Purdue tahtası el becerisi testini içeriyordu. İkincil uç noktalar, kızılötesi cilt sıcaklığı ölçümleriydi 7 noktalı Likert ölçeği tedavi derecelendirmesi. Tam verileri olan 60 katılımcıda, VAS derecelendirmesinde (p = 0,001), DASH skorunda (p = 0,001), Jamar kavrama gücünde (p = 0,002), kızılötesi cilt parmak ucu sıcaklığında (p = 0,003), Purdue el becerisinde gelişmeler kaydedildi. testi (p = 0,0001) ve Likert ölçeği (p = 0,001) seramik eldivenler üzerine plasebo pamuklu eldivenler ile yapılmıştır. Yazarlar, seramik emdirilmiş "termoflow" eldivenlerin Raynaud sendromunda klinik olarak önemli bir etkiye sahip olduğu sonucuna varmışlardır. Bu çalışmanın bulgularının, daha fazla hasta sayısı ve daha uzun takip süresi ile iyi tasarlanmış çalışmalarla doğrulanması gerekmektedir.

  1. Etki mekanizması/mekanizmaları ve penetrasyonun etkileri tam olarak ele alınmamıştır,
  2. değerlendirilen çok çeşitli tedavi yoğunlukları, dalga boyları ve cihazlar karşılaştırmaları zorlaştırır ve
  3. tedavi için bir fikir birliği paradigması henüz ortaya çıkmamıştır.

Ayrıca, belki de optimal olmayan tedavi rejimlerinden dolayı RKÇ'lerde tutarlı olumlu sonuçların olmaması şüpheciliğe katkıda bulunmuştur. Bu araştırmacılar, CNS'deki yaralanma ve hastalık için R/NIR-IT'nin tedavi modaliteleri ve etkinliği ile ilgili literatürde açıklanan sonuçların dengeli bir özetini sağladılar. Tedavi parametrelerinin spesifikasyonu, R/NIR radyasyonunun CNS dokularına ve mekanizma(lar)ına nüfuz etmesi gibi önemli konuları ele almışlar ve retinal dejenerasyon, hasar tedavisi için R/NIR-IT'nin potansiyelini göstermek için gerekli detayları sağlamıştır. CNS'nin beyaz cevher yollarına, felç ve Parkinson hastalığına.

Vujosevic ve arkadaşları (2013) diyabetik makula ödeminde (DME) eşik altı mikropuls diyot lazerin (D-MPL) en önemli metabolik etkilerini ve klinik güvenlik verilerini gözden geçirmiştir. MPL tedavisi retinaya zarar vermez ve retina pigment epiteli (RPE) tarafından seçici olarak emilir. Mikropulse diyot lazer, RPE tarafından farklı koruyucu sitokinlerin salgılanmasını uyarır. Farklı çalışmalarda herhangi bir fundus görüntü modalitesinde retina üzerinde görünür lazer noktalarına rastlanmamıştır ve dış retina bütünlüğünde herhangi bir değişiklik olmamıştır. Standart Erken Tedavi Diyabetik Retinopati Çalışması (ETDRS) fotokoagülasyon grubuna kıyasla D-MPL grubunda ortalama santral retinal duyarlılık (RS) arttı. Yazarlar, MPL'nin daha az agresif görev döngüsü (%5) ve sabit güç parametreleri kullanan hem kızılötesi hem de sarı dalga boyları ile DME'de yeni, umut verici bir tedavi seçeneği olduğu sonucuna varmışlardır.

Work Loss Data Institute'un "Bel - lomber ve amp torasik (akut ve kronik)" (2013) kılavuzunda, kızılötesi terapinin düşünülen, ancak önerilmeyen müdahalelerden/prosedürlerden biri olduğu belirtilmiştir.

Boyun ağrısı olan yetişkinlerin kayropraktik tedavisine yönelik kanıta dayalı kılavuzlar (Bryans ve diğerleri, 2014), "3 düşük yanlılık riski olan çalışmanın tutarsız bulgularına dayanarak, kullanım için bir öneriyi destekleyen yetersiz kanıt vardır. kronik boyun ağrısının tedavisinde kızılötesi lazer (830 nm)”.

Choi ve arkadaşları (2016), hemodiyaliz (HD) hastalarında yeterli diyaliz elde etmek ve yaşam kalitesini iyileştirmek için iyi işleyen bir damar yolunun ve minimal iğneleme ağrısının sürdürülmesinin önemli hedefler olduğunu belirtmiştir. Uzak kızılötesi terapi, HD hastalarında endotel fonksiyonunu iyileştirebilir ve erişim kan akışını (Qa) ve açıklığı artırabilir. Bu araştırmacılar, HD hastalarında FIR tedavisinin Qa ve açıklık ve iğneleme ağrısı üzerindeki etkilerini değerlendirdiler. Bu prospektif klinik deneye, arteriyo-venöz fistül ile HD'yi sürdüren 25 ayaktan hasta dahil edildi. Diğer 25 hasta kontrol olarak yaş, cinsiyet ve diyabet ile eşleştirildi. FIR tedavisi HD sırasında haftada 3 kez 40 dakika uygulandı ve 12 ay devam etti. Qa, ultrason seyreltme yöntemiyle ölçülürken, ağrı başlangıçta bir sayısal derecelendirme ölçeğiyle, daha sonra ayda bir kez ölçüldü. Bir hasta başka bir tesise nakledildi ve 7 hasta artan vücut ısısı ve rahatsızlığı nedeniyle FIR tedavisini durdurdu. Uzak kızılötesi terapi iğneleme ağrı skorunu 4'ten 2'ye 1 yıl sonra iyileştirdi FIR tedavisi Qa'yı 3 ay arttırdı ve bu değişikliği 1 yıla kadar korurken, kontrol hastaları Qa'da düşüş gösterdi. FIR tedavisi ile 1 yıllık yardımsız açıklık, kontrolden önemli ölçüde farklı değildi. Yazarlar, FIR tedavisinin iğneleme ağrısını iyileştirdiği sonucuna varmışlardır. Ayrıca, FIR tedavisinin Qa'yı iyileştirmesine rağmen, yardımsız açıklığın kontrol ile karşılaştırıldığında farklı olmadığını belirtmişlerdir. FIR tedavisinin etkisini değerlendirmek için daha geniş ve çok merkezli bir çalışmaya ihtiyaç olduğunu belirtmişlerdir.

Hemoroid Tedavisinde Kızılötesi Pıhtılaşma

Kızılötesi pıhtılaşma, hemoroid tedavisinde cerrahi olmayan ayakta tedavi tedavilerinden biridir. Linares ve arkadaşları (2001), toplam 817 hemoroidi olan 358 hastada iç hemoroid tedavisinde lastik bant ligasyonu (RBL) ve kızılötesi fotokoagülasyonun (IRC) etkinliğini incelemiştir. 36 aylık bir takip süresi vardı. 358 hastanın iki yüz doksan beşi RBL ile tedavi edildi (%82.4), bu tedavi 180 gün sonra hastaların %98'inde etkili oldu ve 36 ay sonra çok iyi oldu. 36 ayda 6/295 relaps vardı (% 2). Tedavinin ilk 15 günü içinde tüm minör ve majör komplikasyonlar gözlendi: 96/295 hastada (%32.5) rektal tenesmus, 115/295 hastada (%38.9) hafif anal ağrı, kendi kendini sınırlayan ve dekolman sonrası hafif kanama. bantlar 30/295 (%10) ve bir hastada febrikül. 358 hastanın altmış üçü IRC ile tedavi edildi (%17.6). Bu grupta 36 ayda 6/63 hastada (%9.5) nüks gözlendi, bunların hepsinde RBL ile ek tedavi gerektiren derece III hemoroid vardı. Tüm komplikasyonlar (tekniğe özgü) ilk günlerde gözlendi: 40/63 hastada (%63.4) hafif anal ağrı ve 1/63'ünde (%1.6) hafif kanama. RBL veya IRC ile tedavi hemoroid sayısına ve hemoroid derecesine bağlıydı. Derece I-II hemoroidlerin tedavisinde RBL ve IRC arasında etkililik açısından anlamlı bir fark bulunmazken, RBL derece III ve IV hemoroidler için daha etkiliydi (p < 0.05).Yazarlar, etkinliği, maliyet-faydası ve küçük kısa vadeli ve uzun vadeli morbiditesi nedeniyle RBL ve IRC'nin tüm derecelerdeki hemoroidler için iyi bir tedavi olarak düşünülmesi gerektiği sonucuna varmışlardır.

Randomize bir çalışmada, Gupta (2003), erken evre hemoroidli hastaların tedavisinde kızılötesi pıhtılaşma ve lastik bant ligasyonunu karşılaştırdı. İkinci derece kanama yığınları olan yüz hasta prospektif olarak ya lastik bant ligasyonuna (n = 54) ya da kızılötesi pıhtılaşmaya (n = 46) randomize edildi. Ölçülen parametreler, ameliyat sonrası rahatsızlık ve ağrı, işe dönüş süresi, kanama insidansında rahatlama ve tekrarlama oranını içeriyordu. Ameliyat sonrası ağrı ilk hafta boyunca bant ligasyon grubunda daha yoğundu (VAS'ta 0 ila 3'e karşı 2 ila 5). Dışkılama sonrası ağrı bant ligasyonu ile daha yoğundu ve rektal tenesmus da öyleydi (p = 0.0059). Kızılötesi pıhtılaşma grubundaki hastalar görevlerine daha erken başlamışlardı (4 güne karşılık 2 gün, p = 0.03), ancak aynı zamanda daha yüksek bir nüks veya başarısızlık oranına sahipti (p = 0.03). Yazarlar, bant ligasyonunun semptomları kontrol etmede ve hemoroidleri yok etmede daha etkili olmasına rağmen, hasta için daha fazla ağrı ve rahatsızlık ile ilişkili olduğu sonucuna varmışlardır. Kızılötesi pıhtılaşma, nüks durumunda rahatlıkla tekrarlanabildiğinden, erken evre hemoroid tedavisi için uygun bir alternatif ofis prosedürü olarak düşünülebilir.

Amerikan Gastroenteroloji Derneği'nin hemoroid tanı ve tedavisine ilişkin teknik incelemesi (Madoff ve Fleshman, 2004), 1. derece ve 2. derece hemoroidlerin (yani, Derece I ve Derece II hemoroidler) kızılötesi fotokoagülasyon gibi ameliyatsız tedavilerle tedavi edilebileceğini belirtti. . Cerrahi genellikle 3. derece veya 4. derece büyük hemoroidleri, akut olarak hapsedilmiş ve tromboze hemoroidleri, geniş ve semptomatik dış bileşeni olan hemoroidleri veya daha az agresif tedavi görmüş ve kötü sonuçları olan bireyler için ayrılmıştır.

Onikomikoz

Nenoff ve arkadaşları (2014), 2010'dan beri Gıda ve İlaç Dairesi'nin (FDA) lazer sistemlerini onikomikozlu hastalarda "berrak tırnaklarda geçici bir artış" üretme kapasitesine sahip olarak onayladığını belirtti. Mantarların yok edilmesine muhtemelen kızılötesi lazer sistemlerindeki ısı aracılık eder, etkinlikleri termografik, histolojik ve elektron mikroskobunda doğrulanmıştır. Tırnak organını dekontamine etmek için başka bir yaklaşım, q-anahtarlı nabız uygulamaları ile mantarları ve sporları bozmaktır. Son zamanlarda belirli dalga boyları kombinasyonları, ATP ve ROS üreterek fizyolojik sıcaklıklarda mitokondriyal transmembran potansiyelini bozma yetenekleri açısından test edilmiştir. Klinik olarak yaklaşık %87.5 ila %95,8 gibi son derece yüksek klirens oranları bildirilmiş olsa da, in vitro araştırmalar klirensi doğrulamakta başarısız olmuştur. Sistemlerin çeşitliliği ve tavsiye edilen parametreler sistematik bir değerlendirmeyi engeller. Güvenli ve pratik tedavi protokolleri, bilgilendirilmiş onam öğeleri ve geleneksel tedavi seçenekleriyle kombinasyon önerileri, tümü aktif çalışma alanlarıdır. Yazarlar, onikomikoz sertifikalı tedavi protokollerinin lazer tedavisinin uzun vadeli etkinliğine ilişkin şu anda veri eksikliği olduğu sonucuna varmışlardır.

“Onychomycosis” (Goldstein, 2015) üzerine bir UpToDate incelemesi, “Lazer/ışık tedavisi -- Neodimiyum katkılı:yttrium alüminyum granat (Nd:YAG) ve diyot lazerler onikomikoz için tedavi seçenekleri olarak ortaya çıkmış olsa da, bu müdahaleler sınırlıdır ve bu tedaviler için etki mekanizmaları ve optimal rejimler belirsizliğini korumaktadır. Onikomikoz için lazer tedavisinin etkinliğini destekleyen daha sağlam veriler mevcut olana kadar, bu modalitenin rutin kullanımını öneremeyiz. Bu tür lazer cihazlarının etkinliğine yönelik destek, öncelikle hastaların değişen oranlarında klinik iyileşmeyi belgeleyen kontrolsüz çalışmalarla sınırlıdır. Küçük bir randomize deneme, çift dalga boylu bir yakın kızılötesi diyot lazeri kullanımının ardından onikomikozda iyileşme buldu. Buna karşılık, 125 tırnağı içeren onikomikozlu 27 hastanın 1.064 nm Nd:YAG lazerle (17 hasta) veya tedavi uygulanmayan (10 hasta) iki tedaviye rastgele atandığı randomize bir çalışmada, Üç ay sonra etkilenen tüm tırnakların mikolojik temizliği olan hastalar. Ek olarak, aktif tedavi grubunda 3 aylık zaman noktasında tespit edilen daha büyük proksimal tırnak klirensine yönelik anlamlı olmayan bir eğilim, 12 ayda dağıldı. Dikkat çekici bir şekilde, lazer tedavisi grubundaki 17 hastanın 5'inde, takibe geri dönüş başarısızlığı nedeniyle yanıtlar değerlendirilememiştir. Lazer cihazlarını plasebo ve diğer onikomikoz tedavileriyle karşılaştıran randomize çalışmaların yanı sıra uzun vadeli takip çalışmaları ile daha fazla çalışma, lazer tedavisi için etkinliği, mekanizmaları, optimal rejimleri ve endikasyonları netleştirmek için faydalı olacaktır”.

Basınç Ülserleri

Ulusal Basınç Ülseri Danışma Paneli, Avrupa Basınç Ülseri Danışma Paneli ve Pan Pacific Basınç Yaralanması İttifakı'nın “basınç ülserlerinin tedavisi” hakkındaki klinik uygulama kılavuzu (2014), “Kızılötesi tedavinin kullanımını desteklemek veya reddetmek için mevcut kanıt yetersizliğinden dolayı” Basınç ülserlerinin tedavisinde, kızılötesi terapi şu anda rutin kullanım için önerilmemektedir”.

Diğer Endikasyonlar

Shui ve arkadaşları (2015), tamamlayıcı ve alternatif bir tıp tedavisi olan fizik tedavinin (fizyoterapi) çeşitli hastalık ve kusurların teşhis ve tedavisinde yaygın olarak uygulandığını belirtmişlerdir. Artan kanıtlar, hayati bir fizyoterapi türü olan uygun ve invaziv olmayan uzak kızılötesi (FIR) ışınların kardiyovasküler hastalığı, diyabetes mellitusu ve kronik böbrek hastalığı olan hastaların sağlığını iyileştirdiğini göstermektedir. Bununla birlikte, FIR işlevlerinin moleküler mekanizmaları belirsizliğini koruyor. Bu araştırmacılar, önceki araştırmaların sonuçlarını gözden geçirdi ve özetledi ve çeşitli hastalık türlerinde FIR tedavisinin moleküler mekanizmalarını detaylandırdı. Yazarlar, FIR tedavisinin, nitrik oksit üretiminin yanı sıra endotelyal nitrik oksit sentazın artan ekspresyonu ile yakından ilişkili olabileceği ve dolaşımdaki bazı miRNA'ların profillerini modüle edebileceği ve bu nedenle, bazı kronik hastalıkların tedavilerinde yararlı bir tamamlayıcı olabileceği sonucuna varmışlardır. olumsuz etki yok.

Bilinç Bozuklukları

Werner ve arkadaşları (2016), ciddi bilinç bozuklukları (DOC) olan hastalarda, frontal yakın kızılötesi lazer uyarımı (N-LT) veya transkraniyal odaklı şok dalgası tedavisinin (F-SWT) uyanıklığı ve farkındalığı artırmak için bir seçenek olabileceğini belirtmiştir. . Çalışma, şiddetli kronik DOC hastalarında her iki tekniği karşılaştırdı. Toplam 16 DOC hastası 2 gruba (A ve B) ayrıldı. 3 haftalık bir başlangıç ​​ya bir ön N-LT (0,1 mJ/mm2, seans başına 10 dakika), 4 hafta boyunca haftada 5 kez (grup A) ya da bir F-SWT (0,1 mJ/mm2) izledi , seans başına 4.000 uyaran) 4 hafta boyunca haftada 3 kez (B grubu). Birincil değişken, kör olarak değerlendirilen revize edilmiş Koma İyileşme Ölçeği (r-CRS, 0-23) idi. Her iki grup da zaman içinde r-CRS'de düzeldi, ancak gruplar arasında hiçbir fark göstermedi. Grup B'den bir hasta 3. tedavi haftasında fokal nöbet geçirdi 1. akinetik mutizmli hasta en çok düzeldi ve global hipoksisi olan 3 hasta hiç düzelmedi. Yazarlar, kronik DOC hastalarının uyanıklığını ve farkındalığını artırmak için her iki seçeneğin de bir seçenek olabileceği sonucuna vardılar. Akinetik bir mutizm, pozitif ve şiddetli bir serebral hipoksi gibi göründü; negatif bir prediktör epileptik nöbetler, potansiyel bir istenmeyen yan etkidir. Yazar, daha fazla klinik çalışmaya ihtiyaç olduğunu belirtti.

Mevsimsel Duygudurum Bozukluğu

Bir Cochrane incelemesinde, Nussbaumer ve arkadaşları (2015) ışık tedavisinin (tedavi yapılmamasına, diğer ışık tedavisi türlerine, 2. nesil antidepresanlara, melatonin, agomelatin, psikolojik tedavilere, yaşam tarzı müdahalelerine ve negatif iyon jeneratörlerine kıyasla) güvenlik ve etkinliğini değerlendirdi. ) mevsimsel duygudurum bozukluğunu (SAD) önlemede ve SAD öyküsü olan yetişkinler arasında hasta merkezli sonuçları iyileştirmede. Cochrane Depresyon, Anksiyete ve Nevroz İnceleme Grubunun (CCDANCTR) Özel Kayıtlarında yapılan bir araştırma, 11 Ağustos 2015'e kadar olan tüm yılları içeriyordu. CCDANCTR, Embase (1974'ten günümüze), Medline'dan (1950'den bugüne) elde edilen ilgili RCT'lerin raporlarını içeriyordu. , PsycINFO (1967'den bugüne) ve Cochrane Kontrollü Yolların Merkezi Kaydı (CENTRAL). Ayrıca, bu araştırmacılar Hemşirelik ve Müttefik Sağlık Edebiyatı Kümülatif İndeksi'ni (CINAHL), Bilgi Ağı'nı, Cochrane Kütüphanesini ve Müttefik ve Tamamlayıcı Tıp Veritabanını (AMED) (26 Mayıs 2014'e kadar) araştırdı. Bu araştırmacılar ayrıca gri bir literatür taraması yaptı ve dahil edilen tüm çalışmaların ve ilgili inceleme makalelerinin referans listelerini elle aradı. Etkililik için, yazarlar, kış tipi SAD öyküsü olan ve çalışmanın başında semptomları olmayan yetişkinlere ilişkin RKÇ'leri dahil ettiler. Olumsuz olaylar için yazarlar ayrıca randomize olmayan çalışmaları dahil etmeyi amaçladılar. Herhangi bir tür ışık tedavisini (örneğin, vizörler veya ışık kutuları tarafından uygulanan parlak beyaz ışık, kızılötesi ışık, şafak uyarımı) ile tedavi yapılmaması/plasebo, 2. nesil antidepresanlar (SGA'lar), psikolojik terapiler, melatonin karşılaştıran çalışmaları içermeyi amaçladılar. , agomelatin, yaşam tarzı değişiklikleri, negatif iyon jeneratörleri veya yukarıda bahsedilen ışık terapilerinden biri. Yazarlar ayrıca, herhangi bir karşılaştırıcı müdahale ile birlikte ışık tedavisini inceleyen ve bunu monoterapi ile aynı karşılaştırıcı müdahale ile karşılaştıran çalışmaları dahil etmeyi planladılar. İki derleme yazarı, dahil etme kriterlerine göre özetleri ve tam metin yayınları taradı. İki derleme yazarı bağımsız olarak verileri özetledi ve dahil edilen çalışmaların kayırma hatası riskini değerlendirdi. Bu araştırmacılar, arama sonuçlarının tekilleştirilmesinden sonra 2.986 alıntı belirledi. Başlık ve özet incelemesi sırasında 2.895 kaydı hariç tuttular. İncelemeye dahil edilmek üzere 91 tam metin makaleyi değerlendirdiler, ancak 46 kişiden veri sağlayan yalnızca 1 çalışma uygunluk kriterlerini karşıladı. Dahil edilen RCT'nin metodolojik sınırlamaları vardı. Bu araştırmacılar, körleme olmaması nedeniyle yüksek performans ve algılama yanlılığı riskine sahip olarak ve çalışma yazarları okulu bırakma nedenlerini bildirmedikleri ve okulu bırakanlardan elde edilen verileri analize entegre etmedikleri için yüksek yıpratma yanlılığı riskine sahip olarak değerlendirdi. . Dahil edilen RCT, parlak beyaz ışığın (vizörler aracılığıyla 2.500 lux), kızılötesi ışığın (vizörler aracılığıyla 0,18 lux) ve hiçbir ışık tedavisinin önleyici kullanımını karşılaştırdı. Genel olarak, koruyucu ışık tedavisinin her iki biçimi de ışıksız tedaviye kıyasla SAD insidansını sayısal olarak azaltmıştır. Toplamda, parlak ışık grubundaki katılımcıların %43'ünde (6/14), kızılötesi ışık grubunda %33'ünde (5/15) ve tedavi edilmeyen grupta %67'sinde (6/9) SAD gelişti. Parlak ışık tedavisi SAD insidansı riskini %36 oranında azalttı, ancak %95 GA çok genişti ve hem parlak ışık tedavisi lehine hem de ışıksız tedavi lehine olası etki boyutlarını içeriyordu (risk oranı (RR) 0.64, 95). %CI: 0.30 ila 1.38). Kızılötesi ışık, ışıksız tedaviye kıyasla SAD riskini %50 azalttı, ancak bu durumda da CI, etki büyüklüğünün kesin tahminlerine izin vermek için çok genişti (RR 0,50, %95 CI 0,21 ila 1,17). Koruyucu ışık tedavisinin her iki formunun birbiriyle karşılaştırılması, her iki grupta da benzer depresif epizod oranları sağladı (RR 1.29, %95 GA: 0.50 ila 3.28). Tüm sonuçlar için kanıt kalitesi çok düşüktü. Kanıt kalitesinin düşürülmesinin nedenleri, dahil edilen çalışmada yüksek kayırma hatası riski, belirsizlik ve sonuçların kendi kendini değerlendirmesi, çalışma süresi boyunca uyumun kontrol edilmemesi ve katılımcı özelliklerinin yetersiz raporlanması gibi diğer sınırlamaları içeriyordu. Müfettişler olumsuz olaylar hakkında bilgi vermedi. Bu araştırmacılar, SGA, psikolojik terapiler, melatonin veya agomelatin gibi diğer ilgili müdahalelerle ışık tedavisini karşılaştıran hiçbir çalışma bulamadılar. Yazarlar, SAD öyküsü olan hastalarda koruyucu tedavi olarak ışık tedavisine ilişkin kanıtların sınırlı olduğu sonucuna varmışlardır. Metodolojik sınırlamalar ve mevcut tek çalışmanın küçük örneklem büyüklüğü, SAD için ışık tedavisinin etkileri hakkında yazarların vardığı sonuçları engellemiştir.

Nussbaumer-Streit ve meslektaşları (2019), SAD'nin en sık sonbahar veya kış aylarında ortaya çıkan ve ilkbaharda hafifleyen mevsimsel tekrarlayan majör depresif ataklar modeli olduğunu belirtti. SAD prevalansı enlemlere bağlı olarak %1.5 ile %9 arasında değişmektedir. SAD'nin öngörülebilir mevsimsel yönü, önleme için umut verici bir fırsat sağlar. SAD'yi önlemeye yönelik müdahalelerin etkinliği ve güvenliğine ilişkin 4 incelemeden 1'i olan bu derleme, önleyici bir müdahale olarak ışık tedavisine odaklanmıştır. Işık tedavisi, insanları yapay ışık iletim şekline ve ışığın şekline göre değişiklik gösteren farmakolojik olmayan bir tedavidir. Bu araştırmacılar, ışık tedavisinin (tedavi yapılmaması, diğer ışık tedavisi türleri, 2. nesil anti-depresanlar, melatonin, agomelatin, psikolojik tedaviler, yaşam tarzı müdahaleleri ve negatif iyon jeneratörleri ile karşılaştırıldığında) SAD'yi önlemede ve hastayı iyileştirmede güvenliğini ve etkinliğini incelediler. SAD geçmişi olan yetişkinler arasında - merkezli sonuçlar. 19 Haziran 2018'e kadar Ovid Medline (1950- ), Embase (1974- ), PsycINFO (1967- ) ve Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL)'de arama yaptılar. Yaygın Zihinsel Bozukluklar Kontrollü Deneme Kaydı (CCMD-CTR) (tüm yıllar - 11 Ağustos 2015). Ayrıca, bu araştırmacılar Hemşirelik ve Müttefik Sağlık Edebiyatı Kümülatif Dizini, Bilim Ağı, Cochrane Kütüphanesi, Müttefik ve Tamamlayıcı Tıp Veritabanı ve uluslararası araştırma kayıtlarını (19 Haziran 2018'e kadar) araştırdı. Ayrıca gri bir literatür taraması yaptılar ve dahil edilen çalışmaların ve ilgili derleme makalelerinin referans listelerini elle aradılar. Etkinlik için, bu araştırmacılar, çalışmanın başında semptomsuz olan kış tipi SAD öyküsü olan yetişkinlere ilişkin RKÇ'leri içermiştir. AE'ler için, bu araştırmacılar aynı zamanda randomize olmayan çalışmaları da dahil etmeyi amaçladılar. Bu araştırmacılar, herhangi bir tür ışık tedavisini (örneğin, vizörler veya ışık kutuları tarafından uygulanan parlak beyaz ışık, IR ışığı, şafak uyarımı) ile tedavi uygulanmaması/plasebo, 2. nesil anti-depresanlar, psikolojik terapiler, melatonin karşılaştırmasını içeren çalışmaları dahil etmeyi amaçladı. , agomelatin, yaşam tarzı değişiklikleri, negatif iyon jeneratörleri veya yukarıda bahsedilen ışık terapilerinden biri. Ayrıca, herhangi bir karşılaştırıcı müdahale ile birlikte ışık tedavisini inceleyen çalışmaları da dahil etmeyi planladılar. İki derleme yazarı, özetleri ve tam metin yayınları taradı, bağımsız olarak özetlenen verileri ve dahil edilen çalışmaların yanlılık riskini değerlendirdi. Arama sonuçlarının tekilleştirilmesinden sonra 3.745 alıntı belirlediler, başlık ve özet incelemesi sırasında 3.619 kaydı hariç tuttular. Bu araştırmacılar, incelemeye dahil edilmek üzere 126 tam metin makaleyi değerlendirdi, ancak 46 kişiden veri sağlayan yalnızca 1 çalışma uygunluk kriterlerini karşıladı. Dahil edilen RCT'nin metodolojik sınırlamaları vardı. Bu araştırmacılar, körleme olmaması nedeniyle yüksek performans ve algılama yanlılığı riski ve çalışma yazarları yarıda bırakma nedenlerini bildirmedikleri ve yarıda bırakılanlardan elde edilen verileri analize entegre etmedikleri için yüksek yıpratma yanlılığı riskine sahip olarak değerlendirdiler. . Dahil edilen RCT, parlak beyaz ışığın (vizör aracılığıyla 2.500 lux), IR ışığının (vizör aracılığıyla 0.18 lux) önleyici kullanımını ve ışık tedavisi uygulanmamasını karşılaştırdı. Genel olarak, beyaz ışık ve IR ışık tedavisi, ışıksız tedaviye kıyasla SAD insidansını sayısal olarak azalttı. Toplamda, parlak ışık grubundaki deneklerin %43'ü (6/14) SAD, ayrıca IR ışık grubunda %33 (5/15) ve tedavi edilmeyen grupta %67 (6/9) geliştirdi. Parlak ışık tedavisi SAD insidansı riskini %36 oranında azalttı, ancak %95 GA çok genişti ve hem parlak ışık tedavisi lehine hem de ışıksız tedavi lehine olası etki boyutlarını içeriyordu (RR 0.64, %95 GA: 0.30). 1,38 23 denek, çok düşük kalitede kanıt). Kızılötesi ışık, ışıksız tedaviye kıyasla SAD riskini %50 azalttı, ancak GA ayrıca etki büyüklüğünün kesin tahminlerine izin vermeyecek kadar genişti (RR 0,50, %95 GA: 0,21 ila 1,17 24 denek, çok düşük kalitede kanıt) . Koruyucu ışık tedavisinin her iki formunun birbiriyle karşılaştırılması, her iki grupta da benzer depresif epizod oranları sağladı (RR 1.29, %95 GA: 0.50 ila 3.28 29 denek, çok düşük kalitede kanıt). Kanıt kalitesinin düşürülmesinin nedenleri, dahil edilen çalışmada yüksek kayırma hatası riski, belirsizlik ve sonuçların kendi kendini değerlendirmesi, çalışma süresi boyunca uyumun kontrol edilmemesi ve denek özelliklerinin yetersiz raporlanması gibi diğer sınırlamaları içeriyordu. Müfettişler AE'ler hakkında bilgi vermedi. 2. nesil antidepresanlar, psikolojik terapiler, melatonin veya agomelatin gibi diğer ilgi çekici müdahalelerle ışık tedavisini karşılaştıran hiçbir çalışma bulamadılar. Yazarlar, SAD öyküsü olan bireyler için koruyucu tedavi olarak ışık tedavisine ilişkin kanıtların sınırlı olduğu sonucuna varmışlardır. Metodolojik sınırlamalar ve mevcut tek çalışmanın küçük örneklem büyüklüğü, SAD için ışık tedavisinin etkileri hakkında yazarların vardığı sonuçları engellemiştir. Bu araştırmacılar, diğer koruyucu seçeneklere karşı ışık tedavisi için karşılaştırmalı kanıtların sınırlı olduğu göz önüne alındığında, SAD'nin önleyici tedavisine başlama veya başlamama kararının ve seçilen tedavinin güçlü bir şekilde hasta tercihlerine dayanması gerektiğini belirtti.

Yengeç Burcu

Tsai ve Hamblin (2017), IR radyasyonunun 760 ila 100.000 nm arasındaki dalga boylarına sahip elektromanyetik radyasyon olduğunu, LLLT veya fotobiyomodülasyon (PBM) tedavisinin ise biyolojik aktiviteyi modüle etmek için genellikle kırmızı ve IR'ye yakın dalga boylarında (100 ila 600 nm) ışık kullandığını belirtti. Akım, ışınım, tedavi zamanlaması ve tekrarı, darbe ve dalga boyu dahil olmak üzere birçok faktör, koşul ve parametre IR'nin terapötik etkilerini etkiler. Artan kanıtlar, IR'nin özellikle nöral stimülasyon, yara iyileşmesi ve kanser tedavisine fayda sağlayan foto-stimülasyon ve PBM etkilerini gerçekleştirebileceğini öne sürdü. Sinir hücreleri, bir dizi nöro-stimülasyon ve nöro-modülasyon uygulaması için önerilen IR'ye özellikle iyi yanıt verir ve bu derlemede nöral stimülasyon ve rejenerasyondaki son gelişmeler tartışılmıştır.

Hou ve arkadaşları (2017), nanoparçacıklara dayalı teranostiklerin son on yılda hızla geliştiğini ve karaciğer kanseri, meme kanseri ve diğer tümörlerin tanı ve tedavisinde yaygın olarak kullanıldığını belirtmişlerdir. Bununla birlikte, cilt kanserleri için sınırlı sayıda çalışma vardır. Bu araştırmacılar, IR820'yi kitosan kaplı manyetik demir oksit, IR820-CS-Fe3O4'ün yüzeyine rendeleyerek, mükemmel bir manyetik rezonans görüntüleme (MRI) yeteneği ve yakın kızılötesi ile ışınlama altında melanomaya karşı sitotoksik etkiler gösteren bir teranostik nanoparçacığı başarıyla sentezlediler. NIR) lazer (808 nm) in vitro.Ayrıca, 8 güne kadar iyi stabilite ve ihmal edilebilir sitotoksisite gözlendi, bu özellikler nanopartiküllerin biyomedikal uygulamaları için önemlidir. Yazarlar, melanom tedavisi ve tespiti için yeni ve potansiyel bir teranostik platform sağladıkları sonucuna vardılar.

Zhang ve meslektaşları (2017), üçlü negatif meme kanserinin (TNBC) tüm meme kanserlerinin küçük bir yüzdesi olmasına rağmen, bugüne kadar TNBC'nin temel ve klinik araştırmalar için en zorlu meme kanseri türlerinden biri olduğunu belirtti. diğer BC alt tiplerine sahip hastalarla karşılaştırıldığında konvansiyonel kemoterapinin tamamlanmasından sonra yüksek nüks riski, daha kısa genel sağkalım (OS) ve sınırlı terapötik seçenekler. Epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR), TNBC tedavisi için umut verici bir hedeftir. Anti-EGFR antikoru ile konjuge altın nanoçubukları (anti-EGFR-GN'ler) kullanan NIR foto-termal tedavisi (NIR-PTT), apoptotik yolun aktivasyonu yoluyla invaziv olmayan ve hedefli TNBC tedavisi için büyük ilgi çekmiş olsa da, belirsizdir. anti-EGFR-GNs-kombine NIR-PTT'nin hücre ölümüne katkıda bulunan otofajinin indüklenmesini modüle edip etmediği. Bu araştırmacılar, anti-EGFR-GNs-kombine NIR-PTT sırasında kültürlenmiş TNBC hücrelerinde ve fare ksenograft tümörlerinde otofajik hücre ölümünü incelediler. Anti-EGFR-GNs-kombine NIR-PTT tarafından indüklenen sitotoksisitenin, otofaji inhibitörü 3-metiladenin (3-MA) ​​ile tedavi edilerek kurtarıldığını bulmuşlardır. Anti-EGFR-GNs-kombine NIR-PTT, çok sayıda otofajik vezikül ve otofajiye özgü proteinlerde önemli bir artış ile kanıtlandığı üzere, dikkate değer seviyelerde otofaji aktivitesi indükledi mikrotübül ile ilişkili protein hafif zincir 3 (LC3), p62, beclin-1 ve otofajiyi indüklemekten sorumlu AKT-mTOR sinyal yolunun inhibisyonuna eşlik eden otofaji ile ilgili gen5 (Atg5). Ayrıca, fare ksenograft tümörlerinde, anti-EGFR-GNs-kombine NIR-PTT de LC3 ve beclin-1 seviyelerini arttırdı. Yazarlar, bu bulguların, ilk kez, anti-EGFR-GNs-kombine NIR-PTT'nin, EGFR-hedefli kanser hücresi ölümüne yol açan, dikkat çekici bir şekilde otofajiyi indüklediğini gösterdiği sonucuna vardılar.

Xu ve arkadaşları (2017), immünoterapinin son yıllarda kanser tedavisi (örneğin kolorektal kanser) için oldukça umut verici bir paradigma haline gelmesine rağmen, fotodinamik tedavinin (PDT) anti-tümör immün yanıtlarını tetikleme yeteneğine sahip olduğu uzun zamandır kabul edildiğini belirtti. . Bununla birlikte, görünür ışıkla tetiklenen geleneksel PDT, sınırlı penetrasyon derinliğine sahiptir ve oluşturulan bağışıklık tepkileri, tümörleri ortadan kaldırmak için yeterince sağlam olmayabilir. Yukarı dönüşüm nanoparçacıkları (UCNP'ler) aynı anda bir ışığa duyarlılaştırıcı olan klorin e6 (Ce6) ve bir Toll benzeri reseptör-7 agonisti olan imikuimod (R837) ile yüklenir. Arttırılmış doku penetrasyon derinliği ile NIR ışınlaması altında elde edilen çok görevli UCNP-Ce6-R837 nanoparçacıkları, tümörle ilişkili antijenlerin bir havuzunu oluşturmak için tümörlerin etkin fotodinamik yıkımını mümkün kılacaktır; bu, adjuvan olarak R837 içeren nanoparçacıkların varlığında, güçlü anti-tümör bağışıklık tepkilerini teşvik edebilir. Daha da önemlisi, sitotoksik T-lenfosit ile ilişkili protein 4 (CTLA-4) kontrol noktası blokajı ile kombinasyon halinde UCNP-Ce6-R837 ile PDT, sadece NIR lazere maruz kalan tümörlerin ortadan kaldırılmasında mükemmel etkinlik göstermekle kalmadı, aynı zamanda güçlü anti- PDT tedavisinden sonra geride kalan uzak tümörlerin büyümesini engellemek için tümör bağışıklıkları. Ayrıca, böyle bir kanser immünoterapi stratejisi, tedavi edilen fareleri tümör hücresi yeniden yüklemesinden korumak için uzun vadeli bir bağışıklık hafıza fonksiyonuna sahiptir. Yazarlar, bu bulguların, ışığa maruz kalan primer tümörleri etkin bir şekilde yok etmek, ışıkla erişilemeyen uzak tümörleri inhibe etmek ve tümörün yeniden oluşmasını önlemek için CTLA-4 kontrol noktası blokajı ile kombinasyon halinde immün uyarıcı UCNP tabanlı bir PDT stratejisi sunduğu sonucuna varmıştır. bağışıklık hafıza etkisi.

Migren

  1. kontrol grubunda (grup A, toplam 22 olgu) 2 ay süreyle kronik migren tedavisinde nimodipin kullanıldı.
  2. kızılötesi polarize ışık tedavisi grubunda (grup B, toplam 22 vaka), 50 ila 60 gün boyunca kronik migren tedavisinde kızılötesi polarize ışık benimsendi
  3. botulinum toksin tedavi grubunda (Grup C, toplam 24 vaka), kronik migren tedavisinde ultrason ve hiponom kılavuzluğunda tip A botulinum toksini frontal, temporal ve oksipital kaslara enjekte edildi ve
  4. eklem tedavi grubunda (Grup D, toplam 23 vaka), burada kronik migren tedavisinde C grubuna ultrason ve hiponom kılavuzluğunda tip A botulinum toksin enjeksiyonu ve B grubuna kızılötesi polarize ışık kullanılmıştır.

Kızılötesi polarize ışık tedavisi 50 ila 60 gün sürdü ve çalışma süresi 6 ay sürdü. Anket, tedaviden 3 ay önce ve tedaviden 1, 3 ve 6 ay sonra kronik migren hastalarının koşullarını içerecektir. Hastalardan MIDAS'ı (migren özürlülük değerlendirme anketi) doldurmaları istendi ve yaşam kalitesi değerlendirme ölçeğine (QOL) göre derecelendirildi, böylece araştırmacılar, atak sıklığını, atak süresini, atak şiddetini, kullanımını karşılaştırabilecekti. ağrı kesiciler ve kronik migrenden iyileşmeleri ve ardından olumsuz tepkilerini gözlemleyin. A grubunda 3, B grubunda 2, C grubunda 4 ve D grubunda 2 vaka olmak üzere toplam 11 vaka tedaviyi bırakmıştır. Tedaviden 1, 3 ve 6 ay sonra, grupta MIDAS skorları A, B, C ve D tedavi öncesine göre anlamlı derecede düşüktü. Dolayısıyla, farklılıklar istatistiksel olarak anlamlıydı (p < 0.01). YK derecelendirme ölçeğindeki puanlar, tedavi öncesi puanlardan önemli ölçüde yüksekti, bu nedenle fark istatistiksel olarak anlamlıydı (p < 0.01). Grup D'deki MIDAS skorları ve QOL derecelendirme ölçeği skorları sırasıyla grup A, B ve C ile karşılaştırıldı ve farklılıklar istatistiksel olarak anlamlıydı (p < 0.05) 2 hasta baş dönmesi ile kaydedildi ve baş dönmesi 2 hafta sonra kayboldu hiç tedavi olmadan. 21 hastanın alın çizgileri ve kaz ayakları enjeksiyondan sonra değişen derecelerde küçüldü veya kayboldu. Yazarlar, kronik migren tedavisinde ultrason ve hiponom kılavuzluğunda tip A botulinum toksin enjeksiyonu ve kızılötesi polarize ışığın kombinasyonunun önemli bir klinik etki gösterdiği sonucuna varmışlardır. Ayrıca klinik uygulamada daha geniş örneklemli ve çok merkezli çalışmalara ihtiyaç olduğunu belirtmişlerdir. Bu küçük bir çalışmaydı (2 terk edilen ortak tedavi grubunda n = 23) ve bulguları Botox ve kızılötesi tedavinin birlikte kullanılmasıyla karıştırıldı.

Ayrıca UpToDate, “Kronik migren” (Garza ve Schwedt, 2018), “Yetişkinlerde migrenin akut tedavisi” (Bajwa ve Smith, 2018a) ve “Yetişkinlerde migrenin önleyici tedavisi” (Bajwa ve Smith, 2018b) hakkında incelemeler yapmaktadır. terapötik bir seçenek olarak kızılötesinden bahsetmeyin.

Diyabetik Olmayan Periferik Nöropati

Miriutova ve arkadaşları (2002), paravertebral alanlara, etkilenen sinirlerin motor noktalarına ve biyolojik olarak aktif noktalara kızılötesi lazer radyasyonu dahil tedavi gören kompresyon-iskemik miyeloradikülopatili 73 hastanın bulgularını bildirmiştir. Y63, Y67, YB34, YB42, YB43, E34, E42 (1.0 ila 5.0 mW/cm2 5- ve 5.000-Hz), motor sinir noktalarının elektrostimülasyonu ve 5 ms sabit aralıklı çift kare darbelerle kaslar tarafından innerve edilir. Yazarlar, dürtü kızılötesi lazer tedavisinin ağrı sendromunu hafiflettiği, etkilenen sinir yapılarında onarım süreçlerini uyardığı sonucuna varmıştır. Daha fazla modifiye edilmiş elektrik stimülasyonu, sinir liflerinin yenileyici bir büyümesini, uzuv kaslarının yeniden innervasyonunu aktive etti. Bu kontrolsüz bir çalışmaydı.

Foto ve diğerleri (2007), nöropatik ayağı yönetmek için kullanılan ticari olarak temin edilebilen 9 el tipi kızılötesi termometrenin doğruluğunu, güvenilirliğini ve temel özelliklerini karşılaştırmıştır. Termometreler, bir ayak bakım kliniğinde bulunan fizyolojik koşulları simüle eden 2 sıcaklık kontrol kaynağı kullanılarak karşılaştırıldı. Her bir kontrol kaynağı bağımsız olarak ayarlandığında, 0 derece, 2 derece, 4 derece ve 6 derece C'lik sıcaklık farkı aralıkları rastgele örneklendi ve her termometre için 2 test cihazı tarafından analiz edildi. Test sırası, test cihazları ve enstrümanlar için rastgele atanmıştır. Termometreler arasında (p < 0.001) ve test cihazları arasında (p = 0.0247) ortalama sıcaklık değişiminde farklılıklar vardı. Aletler arasındaki ortalama sıcaklık değişimindeki farklılıklar (0,5 dereceden az), küçük olmasına rağmen, sıcaklık karşılaştırmaları 2 farklı alet kullanılarak yapıldıysa, cilt sıcaklığının yorumlanmasını etkileyebilir. Test cihazları arasındaki (0.06 derece C) sıcaklık değişimi farkı, klinik uygulamada kararları etkileyecek kadar büyük değildi. Cihaz tepki süresi, mesafe-nokta oranı, sensör çapı, ekran çözünürlüğü, emisyon ve maliyet karşılaştırıldı. Yazarlar, bu çalışmada kullanılan düşük maliyetli, genel kullanımlı kızılötesi termometrelerin iyi doğruluk, güvenilirlik ve performans gösterdiği ve bir ayak bakım kliniğinde kullanıma uygun olduğu sonucuna varmıştır. Bu çalışma, periferik nöropati tedavisinde bu cihazların etkinliğini destekleyecek herhangi bir veri sağlamamıştır.

Schencking ve arkadaşları (2008), meme kanseri metastazları (pT1bL0N1R1G2M1/osseöz ER %95, PR %95) nedeniyle kalıcı ve akut olarak alevlenen bir radikülopatiden (L5/S1 sağda) muzdarip 67 yaşındaki bir kadın hastanın vakasını bildirmiştir. , Her2-yeni skor 3+) lomber omurgada. Geleneksel tedaviler yeterli terapötik etki sağlamada başarısız olmuştu. Bu araştırmacılar, ticari bir sistem (Iratherm 1000 Von Ardenne Uygulamalı Tıbbi Araştırma Enstitüsü, Dresden, Almanya) kullanarak 6 seans su filtreli kızılötesi-A tüm vücut hipertermisi gerçekleştirdi. Dalga boyu 600 ila 1300 nm, hedeflenen vücut çekirdek sıcaklığı 38.5 derece C idi. Ağrının yoğunluğu görsel analog skala (VAS) ile değerlendirildi. Ağrı yoğunluğu (VAS), ilk 3 tedavi seansından sonra 9'dan (başlangıç) 3 puana düştü. Hasta 6 seanstan sonra tamamen ağrısız hale geldi. Hiçbir yan etki gözlenmedi. 3 ve 24 hafta sonra yapılan takipte hasta hala ağrısızdı. Yazarlar, kızılötesi-A tüm vücut hiperterminin, tümör kaynaklı nöropatik ağrı için nadir yan etkileri olan etkili bir terapötik prosedür olabileceği sonucuna varmışlardır. Bununla birlikte, kontrollü klinik çalışmalarda kullanımı daha fazla araştırılmalıdır.

Spinoserebellar Ataksi

Liu ve arkadaşları (2019), spinoserebellar ataksi tip 3'ün (SCA3), patojenik bir proteinin yanlış katlanması ve birikmesinden kaynaklanan ve serebellar disfonksiyona neden olan poli-glutamin nörodejeneratif bir hastalık olduğunu ve bu hastalığın şu anda etkili bir tedavisi olmadığını belirtmişlerdir. Uzak kızılötesi radyasyonun (FIR), mutant ataksin-3 protein agregasyonunu önleyerek ve otofajiyi teşvik ederek SCA3 hücrelerinin canlılığını koruduğu bulunmuştur. Bununla birlikte, bu olası tedavi hala in-vivo kanıttan yoksundur. Bu araştırmacılar, 28 hafta boyunca bir fare modeli kullanarak FIR tedavisinin SCA3 in-vivo üzerindeki etkisini incelediler. Kontrol fareleri, 15 CAG tekrarlı (15Q) poli-glutamin yoluna sahip sağlıklı bir vahşi tip ATXN3 aleli taşırken, SCA3 transgenik fareler, genişletilmiş 84 CAG (84Q) tekrarlı patolojik bir poli-glutamin yoluna sahip bir alele sahipti. Sonuçlar, 84Q SCA3 farelerinin, normal 15Q kontrolleri ile karşılaştırıldığında, serebellumda ilişkili Purkinje hücrelerinin kaybıyla birlikte bozulmuş motor koordinasyon, denge yetenekleri ve yürüme performansı sergilediğini gösterdi, yine de FIR tedavisi bu kusurları önlemek için yeterliydi. FIR, maksimum temas alanı, adım uzunluğu ve ön patilerde, arka patilerde veya her ikisinde de taban desteği açısından performansı önemli ölçüde iyileştirdi. Ayrıca, FIR tedavisi, serebellumdaki Purkinje hücrelerinin hayatta kalmasını destekledi ve otofajik belirteçlerin, LC3II ve Beclin-1'in indüklenmesiyle yansıtıldığı gibi, otofajiyi destekledi, serebellar Purkinje hücrelerinde p62 ve ataksin-3 birikiminin azalmasıyla birlikte. kurtarma mekanizmasına kısmen katkıda bulunabilir. Yazarlar, bu bulguların, FIR'nin bir SCA3 transgenik hayvan modelinde terapötik etkiler sağladığını ve bu nedenle gelecekteki klinik kullanım için önemli bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koyduğu sonucuna varmıştır.

Travmatik beyin hasarı

Yao ve arkadaşları (2018), travmatik beyin hasarının (TBH) gençleri ve askeri personeli etkileyen önemli bir sağlık ve sosyoekonomik sorun haline geldiğini belirtmişlerdir. Çok sayıda TBI hastası, dikkat, çalışma belleği, motivasyon ve yürütme işlevlerini azaltan bilişsel bozukluk adı verilen beyin hasarının sekelini yaşadı. Son yıllarda, olası bir tedavi olarak transkraniyal yakın kızılötesi lazer tedavisi (tNiRLT), TBI sonrası bilişsel bozulmanın tedavisinde kademeli olarak uygulanmaktadır. Bu derlemede, TBI için transkraniyal tNiRLT'nin biyolojik mekanizmaları, temel olarak kronik hafif TBI üzerindeki fotonik etkiye dayalı olarak sentezlenmiştir. ATP üretiminin uyarılması, bölgesel serebral kan akımı (CBF), akupunktur noktası, nörogenez ve sinaptogenez, anti-inflamatuar azalma gibi prosedür sırasında muhtemelen çeşitli heyecan verici moleküler olaylar meydana gelir. TBI için tNiRLT'nin bazı hayvan deneyleri ve klinik çalışmaları özetlenmiştir. Birkaç laboratuvar, tNiRLT'nin kemirgen hayvanların TBI modelinde sadece nörolojik fonksiyonları iyileştirmekle kalmayıp aynı zamanda hafıza ve öğrenme kapasitesini arttırmada etkili olduğunu göstermiştir. 2 hastalık bir vaka raporu ve 11 vakalık bir seride bilişsel işlevler düzeldi. Bilişsel ve duygusal etkiler üzerindeki etkinlik, çift kör, kontrollü bir klinik çalışmada da gözlendi. Yazarlar, TBI'lı katılımcılarda tLED'in bilişsel işlevler ve nöropsikiyatrik durum üzerindeki etkinliğini değerlendirmeyi amaçlayan birkaç randomize, paralel, çift kör, sahte kontrollü çalışmanın devam ettiği sonucuna varmıştır. Bu nedenle, tNiRLT, TBI sonrası bilişsel bozulmaya uygulanan umut verici bir yöntemdir.

Bir vaka serisi çalışmasında, Hipskind ve meslektaşları (2019), askeri gazilerde TBI'yi tedavi etmek için transkraniyal olarak 3 farklı frekansla darbeli ışık yayan diyotlar (LED'ler) kullanarak kırmızı/kızılötesine yakın ışık tedavisi uygulamasının sonucunu inceledi. Travma sonrası 18 aydan daha uzun süre kronik TBI teşhisi konan toplam 12 semptomatik denek, 220 kızılötesi ve 180 kırmızı LED içeren 2 neopren terapi yastığı kullanılarak darbeli trans-kraniyal PBM tedavisi (tPBMT) aldı ve 3,3 W güç çıkışı ve bir 20 dakika boyunca 6,4 mW/cm2 ortalama güç yoğunluğu, 6 hafta boyunca haftada üç kez. Sonuç ölçütleri, standartlaştırılmış nöropsikolojik test puanlarını ve kalitatif ve kantitatif tek foton emisyon bilgisayarlı tomografi (SPECT) bölgesel serebral kan akışını (rCBF) ölçümlerini içeriyordu. Darbeli tPBMT, 15 alt ölçeğin 6'sında nöropsikolojik puanları önemli ölçüde iyileştirdi (%40.0 p < 0.05 2-kuyruklu). SPECT analizi, 12 denekten 8'inde (%66.7) rCBF'de artış gösterdi. Nicel SPECT analizi, çalışma deneklerinin bu alt grubunda rCBF'de önemli bir artış ve tedavi öncesi ve tedavi sonrası gama ışını sayısı/cc arasında anlamlı bir fark olduğunu ortaya koydu [t = 3.77, df = 7, p = 0.007, %95 CI: 95,543.21 21,931,82]'ye kadar. Yazarlar, bunun, TBI'da LED'ler ile darbeli tPBMT'yi takiben ilgili bölgelerde rCBF'nin nicel SPECT analizini bildiren ilk çalışma olduğunu belirtmişlerdir. LED'leri kullanan darbeli tPBMT'nin, TBI'dan birkaç yıl sonra bilişsel işlevi ve rCBF'yi iyileştirmede umut vaat ettiği sonucuna varmışlardır, ayrıca daha büyük, kontrollü çalışmalara ihtiyaç vardır.

Yazarlar, bu çalışmanın sınırlamalarının, karşılaştırma için kontrol veya sahte tedavi grupları olmayan küçük, gönüllü bir örneğin (n = 12) kullanımını içerdiği sonucuna varmıştır. Bu, tüm deneklerin aynı tedaviyi aldığı ve deneklerin ve tedaviyi uygulayan klinisyenlerin körlenmesinin gerçekleştirilmediği bir vaka serisi tasarımıydı. Bilinçsiz deneyci yanlılığı ve plasebo etkileri gelecekteki çalışmalarda kontrol edilmelidir. Bütçe, personel ve zaman kısıtlamaları nedeniyle alternatif nöropsikolojik değerlendirme biçimleri kullanılmadı ve potansiyel uygulama etkileri ortaya çıktı. Üçüncü bir sınırlama, ortalamaya regresyonun, z'nin 1,00'e eşit veya daha küçük seçim kriterleri kesmesi nedeniyle nicel SPECT analizlerinin sonuçlarını kısmen açıklayabilme olasılığıydı. Teorik olarak, seçim kriterlerinin kaldırılması bu sorunu hafifletecektir, ancak TBI ile ilişkili azalan rCBF için en iyi uygulama tanımlayıcılarından biridir. Araştırma SPECT tekrarlanabilirliğinin ± %1,3 ile %5 arasında olduğunu gösterse de, başka bir olası sınırlama SPECT'in tekrarlanabilirliğiydi.

Kemik Rejenerasyonu

Tani ve meslektaşları (2018), PBM'nin tıp ve diş hekimliğinin farklı alanlarında kemik rejeneratif amaçlar için kullanıldığını, ancak çelişkili sonuçların potansiyel faydaları için şüpheci bir bakış gerektirdiğini belirtti. Bir in vitro çalışmada, bu araştırmacılar PBM potansiyelini kırmızı (635 ± 5 nm) veya yakın kızılötesi (NIR, 808 ± 10 nm) diyot lazerler ve mor-mavi (405 ± 5 nm) ışık yayan diyot ile karşılaştırdılar. insan osteoblast ve mezenkimal stromal hücre (hMSC) canlılığı, çoğalması, yapışması ve osteojenik farklılaşması üzerinde 0,4 J/cm² enerji yoğunluğuna sahip sürekli bir dalga. PBM tedavileri canlılığı değiştirmedi (PI/Syto16 ve MTS tahlilleri). Konfokal immünofloresan ve RT-PCR analizleri, her iki hücre tipindeki kırmızı PBM'nin, vinkülinden zengin kümeleri, osteojenik belirteçlerin ekspresyonunu (Runx-2, alkalin fosfataz, osteopontin) ve mineralize kemik benzeri nodül yapısı birikimini arttırdığını ve hMSC'lerde stres lifi oluşumunu indüklediğini gösterdi ve proliferasyon markörü Ki67'nin ekspresyonunu yukarı doğru düzenlemiştir. İlginç bir şekilde, kırmızı ışığa verilen osteoblast tepkilerine, reaktif oksijen türlerinin seviyelerini pozitif olarak modüle ettiği görülen Akt sinyal aktivasyonu aracılık etti. Mor-mavi ışıkla ışınlanmış hücreler esasen işlenmemiş hücreler gibi davrandı ve NIR ışınıyla ışınlanmış hücreler hücre iskeleti düzeneği, Runx-2 ekspresyonu ve mineralizasyon modelinde değişiklikler gösterdi. Yazarlar, bir in vitro deneyin sınırlamaları dahilinde olmasına rağmen, bu çalışmanın 635 nm lazerli PBM'yi kemik rejenerasyonunu desteklemek/iyileştirmek için potansiyel etkili seçenek olarak önerebileceği sonucuna varmıştır.

Temporomandibular Bozukluk

Sousa ve arkadaşları (2019) temporomandibular bozukluk (TMD), diş kaynaklı olmayan orofasiyal ağrının ana nedeni ve bir halk sağlığı sorunu olarak kabul edilmektedir. Semptomatoloji kas ve/veya eklem ağrısı, mandibular hareket açıklığının (ROM) kısıtlanması ve mandibular hareket paternindeki değişikliklerdir. Karmaşıklığı nedeniyle, çeşitli terapi biçimlerini kullanan tedaviler zaten vardır. Farklı dalga boylarına sahip düşük seviyeli lazer veya ışık yayan diyotlar (LED) gibi ışık kaynaklarını tek veya birleşik biçimde kullanan foto-biyomodülasyon, bir terapötik kaynağın daha keşfedilmesine olanak tanır. Bu çalışmanın amacı, TMD'li bireylerde kırmızı ve kızılötesi LED'lerin eşzamanlı kullanımı ile PBM'nin ağrı, mandibular hareket aralığı ve çiğneme kaslarının elektriksel aktivitesi üzerindeki etkilerini değerlendirmektir.18 ila 45 yaşları arasındaki her iki cinsiyetten 33 bireyi (grup başına n = 11) 3 grupta içerecek olan randomize, kontrollü, çift-kör bir klinik çalışma önerilmiştir: LED grubu plasebo grubu ve kontrol grubu, 6 olmayan gruba gönderilen. - 2 haftalık tedaviyi kapsayan ardışık PBM seansları. Temporomandibular Bozukluklar için Araştırma Tanı Kriterleri-RDC/TMD, deneklerin TMD ağrısını değerlendirmek ve belirlemek için kullanılacaktır, VAS kullanılarak değerlendirilecek, mandibular ROM bir dijital kumpas yardımıyla ve çiğneme sisteminin elektriksel aktivitesi belirlenecektir. kaslar elektromiyografi (EMG) ile doğrulanacaktır. PBM için, LED başına 3,5 mW, 4,45 mW/cm, 5,35 J/cm ışıma maruziyetine sahip 18 kırmızı LED-660 nm ve 18 kızılötesi LED-850 nm'den oluşan karma bir plaka kullanılacaktır. TME bölgesinde ve bilateral masseter ve temporal kaslarda ışınlanan alan 14.13 cm ve enerji 75,6 J olacaktır. Tüm gruplardan denekler, ilk terapötik müdahaleden sonra ve tedavinin sonunda yeniden değerlendirilecektir. Yazarlar, TMD'li hastalarda ağrıyı azaltmak, temporomandibular eklem fonksiyonunu iyileştirmek ve böylece hastanın genel koşullarını iyileştirmek için LED'ler, kızılötesi ve kırmızı ile PBM'nin kullanılmasını beklemektedir.

Anal Displazi Tedavisinde Kızılötesi Pıhtılaşma

Goldstone ve çalışma arkadaşları (2011), seks yapan insan immün yetmezlik virüsü (HIV) pozitif ve HIV negatif erkeklerde anal yüksek dereceli intraepitelyal skuamöz lezyonların (HSIL'ler) kızıl ötesi pıhtılaşması (IRC) hakkında daha önce rapor verdiklerini belirtmişlerdir. ortalama takip süresi 1.5 yıl olan erkeklerle (MSM). Geriye dönük bir kohort çalışmasında, bu araştırmacılar IRC için uzun süreli takipten sonra HSIL'lerin nüks oranlarını ve hastaların invaziv kansere ilerleyip ilerlemediğini belirlediler. Bu çalışma, ofis tabanlı bir uygulama ortamında gerçekleştirilmiştir. Değerlendirilen hastalar, en az 1 yıllık ek takip ile 1999 ve 2005 yılları arasında en az 1 IRC anal HSIL ablasyonu uygulanan MSM idi. Ölçülen birincil sonuçlar, HSIL'lerin tekrarlaması ve anal skuamöz hücreli karsinomaya (SCC) ilerleme idi. HIV-negatif ve HIV-pozitif MSM'de ortalama 48 ve 69 aylık takip ile toplam 96 MSM (44 HIV-pozitif) dahil edilmiştir. kohort takipten çıktı. HIV-negatif MSM'de 32'sinde (%62) ortalama 14 ayda nüks görüldü. 2. ve 3. tedavilerden sonra nüks oranları %48 ve %57 idi. HIV pozitif MSM'de 40'ında (%91) ortalama 17 ayda nüks görüldü. 2., 3. ve 4. IRC'den sonra nüks oranları %63, %85 ve %47 idi. 1. ablasyondan sonra HIV pozitif MSM'nin tekrarlama olasılığı HIV negatif MSM'ye göre 1.9 kat daha fazlaydı (p = 0.009). 1. ablasyondan bir yıl sonra, HIV pozitif MSM'nin %61'inde, HIV negatif MSM'nin %38'ine kıyasla tekrarlayan HSIL'ler vardı. 2. ablasyondan bir yıl sonra, HIV-negatif MSM'nin %28'ine kıyasla HIV pozitif MSM'nin %49'u tekrarlayan HSIL'lere sahipti. HIV-negatif ve HIV-pozitif MSM'de, 1. ablasyondan sonra tek bir lezyonu iyileştirme olasılığı %80 ve %67 idi. Çoğu nüks, 1. IRC tedavisinden sonra HIV-pozitif ve HIV-negatif deneklerin %82 ​​ve %52'sinde meydana gelen metakron lezyonların gelişmesinden kaynaklanmıştır. Hem HIV pozitif hem de HIV negatif MSM için tekrarlayan lezyonların ortalama sayısı hiçbir zaman 2'den fazla olmadı. Hiçbir MSM, SCC geliştirmedi ve hiçbir SAE yoktu. Son ziyarette, HIV-pozitif MSM'nin %82'si ve HIV-negatif MSM'nin %90'ı HSIL içermemiştir. Yazarlar, IRC ablasyonunun HSIL'ler için etkili bir tedavi olduğu ve hiçbir hastada kansere ilerlemediği sonucuna vardılar. Bu araştırmacılar, bu çalışmanın ana dezavantajlarının retrospektif tasarımı olduğunu ve takipte önemli kayıp olan gözlemsel bir çalışma olduğunu belirtmişlerdir (orijinal kohorttan HIV pozitif deneklerin %35'i ve HIV negatif deneklerin %31'i).

Alam ve arkadaşları (2016), anal intraepitelyal neoplazi (AIN) III'ün optimal yönetimine ilişkin bir belirsizlik olduğunu belirtmişlerdir. Sistematik bir incelemede, bu araştırmacılar AIN III'ün yönetimi, tedavisi ve sürveyansına ilişkin literatürde halihazırda mevcut olan uluslararası/ulusal toplum kılavuzlarını karşılaştırdılar. Ayrıca kılavuzları derlemek için kullanılan çalışmaların kalitesini incelediler ve histolojik değerlendirmede kullanılan terminolojiyi netleştirdiler. Bu araştırmacılar, “anal intraepitelyal neoplazi”, “AIN”, “anal kanser”, “yönergeler”, “gözetim” ve “yönetim” arama terimlerini kullanarak PubMed ve Embase'de elektronik bir arama gerçekleştirdi. 1 Ocak 2000 - 31 Aralık 2014 tarihleri ​​arasında insan papilloma virüsü (HPV) ile ilişkili AIN'li hastaların tedavisini, gözetimini veya yönetimini değerlendiren hakemli dergilerde bulunan literatür incelemeleri ve kılavuzlar veya uygulama kılavuzları dahil edildi. Araştırma tarafından belirlenen kılavuzlar, Oxford Kanıta Dayalı Tıp Merkezi 2011 Kanıt Düzeyleri kullanılarak arkalarındaki kanıtların kalitesi açısından değerlendirildi. Veritabanı araması 5.159 makale belirledi ve 2 kılavuz daha resmi kuruluş kılavuzlarından alındı. Dahil etme kriterleri uygulandıktan sonra, 28 tam metin makale gözden geçirildi Bunlardan 25'i hariç tutuldu ve sistematik derlemeye dahil edilmek üzere 3 kılavuz bırakıldı: Büyük Britanya ve İrlanda Koloproktoloji Derneği, Amerikan Kolon ve Rektal Cerrahlar Derneği tarafından yayınlananlar ve İtalyan Kolorektal Cerrahi Derneği. İnsan papilloma virüsü dernekleri ve topluluklarından AIN III'ün yönetimine ilişkin hiçbir kılavuz belirlenmemiştir. 3 kılavuzun tümü, hastalığa özgü öykü, fizik muayene, dijital rektal muayene (DRE) ve anal sitoloji ile AIN teşhisi için yüksek bir klinik şüphe indeksinin gerekli olduğu konusunda hemfikirdi. Literatürde yüksek dereceli AIN (HGAIN) (AIN II/III'ü içeren) ve AIN III terimlerinin değişimi terapi kullanımında karışıklığa neden olmuştur. Tedavi, immünomodülasyon ve PDT'den IRC, elektrokoter, kriyoterapi veya cerrahi eksizyon kullanılarak HGAIN/AIN II/III alanlarının hedeflenen imhasına kadar çeşitlilik gösteriyordu, ancak kılavuzlar arasında çok az fikir birliği vardı. Sürveyans stratejilerine ilişkin öneriler, 6 aylık fizik muayeneden yıllık anoskopi ± biyopsiye kadar benzer şekilde uyumsuzdu. Önerilerin %50'den fazlası Seviye III veya Seviye IV kanıtlara dayanıyordu ve birçoğu 10 yıldan eski çalışmalar kullanılarak derlendi. Yazarlar, tanı ile ilgili uyum olmasına rağmen, kılavuzlarda HGAIN/AIN II/III'li hastaların tedavisi ve gözetimi ile ilgili önerilere göre önemli farklılıklar olduğu sonucuna varmışlardır. 3 kılavuz setinin tamamı, 1980'ler ve 1990'lardan kaynaklanan düşük seviyeli, modası geçmiş kanıtlara dayanıyordu.

Goldstone ve meslektaşları (2019), anal HSIL ablasyonunun invaziv kanser insidansını azaltabileceğini, ancak tedavi etkinliği ve tedavisiz doğal gerileme hakkında çok az veri bulunduğunu belirtti. Randomize, çok merkezli, açık etiketli bir çalışmada, bu araştırmacılar IRC'nin anal HSIL'ler (indeks HSIL'ler) üzerindeki etkilerini 27 yaş ve üzeri HIV bulaşmış yetişkinlerde biyopsi ile kanıtlanmış 1 ila 3 anal HSIL ile incelediler. HSIL'in önceki öyküsü. Denekler, IRC ile (tedavi) veya tedavi olmaksızın (aktif izleme [AM]) HSIL ablasyonuna 1:1 oranında randomize edilmiştir. Denekler her 3 ayda bir yüksek çözünürlüklü anoskopi ile takip edildi. Tedavi deneklerine şüpheli yeni veya tekrarlayan HSIL'lerin anal biyopsileri yapıldı. AM deneklerine sadece 12. ayda biyopsi yapıldı. Birincil son nokta, 12. ayda indeks HSIL'nin tamamen temizlenmesiydi. Bu araştırmacılar 120 kişiyi randomize etti. Tam indeks HSIL klirensi AM grubuna göre tedavi grubunda daha sık meydana geldi (%62'ye karşı %30 risk farkı, %32 %95 GA: %13 ila %48 p < 0,001). Tam veya kısmi klirens (1 indeks HSIL'e eşit veya daha büyük klirens) tedavi grubunda daha yaygın olarak meydana geldi (%82'ye karşı %47 risk farkı, %35 %95 GA: %16 ila %50 p < 0,001). Tek indeks lezyona sahip olmak, 2 ila 3 lezyona sahip olmakla karşılaştırıldığında, tam klirens ile anlamlı şekilde ilişkiliydi (göreceli risk, 1.96 %95 GA: 1.22 ila 3.10). Tedaviyle ilgili en yaygın AE'ler hafif veya orta derecede anal ağrı ve kanamaydı. Tedavi veya çalışmaya katılımla ilgili hiçbir SAE kabul edilmedi. Yazarlar, anal HSIL'lerin IRC ablasyonunun, HSIL'lerin tek başına gözlemden daha fazla temizlenmesiyle sonuçlandığı sonucuna varmışlardır.

Yazarlar, bu çalışmanın birkaç dezavantajı olduğunu belirtmişlerdir. Daha önce belirtildiği gibi, 2 veya 3 indeks lezyonu olan daha fazla denek, sonuçları etkileyebilecek şekilde AM'ye randomize edilmiştir. Başlangıçta AM grubunun tedavi grubundan daha fazla HSIL'ye sahip olduğu, ancak çok değişkenli modelde HSIL klirensinin RR'sinin hala önemli olduğu göz önüne alındığında, HSIL'lerdeki mutlak farkın fazla tahmin edilmiş olması olasıdır. Bu araştırmacılar, yanıtı olduğundan fazla tahmin edebilecek küçük lezyonları olan denekleri kaydetmiştir, çünkü küçük lezyonların tedavi ile düzelmesi veya tedavi olmaksızın gerilemesi büyük lezyonlardan daha olası olabilir. Bu araştırmacıların tümü HSIL'lerin tedavisinde oldukça deneyimliydi ve denekler çoğunlukla beyaz, HIV ile enfekte, sınırlı hastalığı olan erkeklerdi, tatmin edici viral baskılama ve bağışıklık yeniden yapılandırması ile anti-retroviral tedavi görüyorlardı, bu da sonuçları diğer sağlayıcılar ve popülasyonlar için daha az genellenebilir hale getiriyordu. Bu çalışmanın genel gücü, HSIL ablasyonunun HIV ile enfekte bireylerde HSIL'leri temizlemede tek başına AM'ye üstün olup olmadığını belirlemeye yönelik güçlendirilmiş ilk prospektif, çok bölgeli, randomize çalışma olduğu gerçeğine dayanmaktadır.

Corral ve arkadaşları (2019), anal intraepitelyal neoplazinin (AIN) (veya düşük/yüksek dereceli skuamöz intraepitelyal neoplazinin (L/HSIL)) erken invaziv anal kanserin öncüsü olduğunu belirtmiştir. Lokalize lezyonların lokal ablasyonu için farklı terapötik seçenekler bildirilmiştir. Sistematik bir derlemede, bu araştırmacılar anal displazinin tedavisi için IRC'nin güvenliğini ve etkinliğini analiz ettiler. 2019'da, IRC ile anal displazinin tedavisine ilişkin raporlama verilerini yayınlayan tüm uygun araştırmaları belirlemek için PubMed ve Cochrane kullanarak literatür taraması yaptılar. Takipte gelişen anüs SCC yüzdesi ve tedavi sonrası majör komplikasyonlara ilişkin sonuçlar birincil sonuçlardı. Ortanca yaşı 41.8 olan toplam 360 hasta dahil edilen 6'sı seçilen toplam 24 makale belirlendi. 3 çalışma prospektif ve 3 retrospektifti, sadece 1'i randomize bir çalışmaydı. Tüm makaleler erkekleri içeriyordu, 4 makale HIV pozitif kadınları içeriyordu ve sadece 1 makale HIV ile enfekte olmayan erkekleri içeriyordu. IRC tedavisinden sonra hiçbir hastada majör komplikasyon gelişmedi. Farklı serilerde işlem sonrası saptanan en sık semptom ağrı idi ve hastaların %4 ila 78'inde en sık görülen komplikasyon transfüzyon gerektirmeyen hafif kanama idi. Medyan takip süresi 4.7 ile 69 ay arasındaydı. IRC'den sonra hiçbir hastada SCC gelişmedi. Tekrarlayan HSIL %10 ila 38 arasında değişiyordu 2 çalışma, tedavi edilmeyen hastaların takibinden elde edilen sonuçları rapor etti ve bunların %72 ila 93'ünün son takipte kalıcı HSIL'ye sahip olduğunu ve %4.8'inde SCC geliştiğini gösterdi. Yazarlar, IRC'nin anal kanserin önlenmesine yardımcı olabilecek yüksek dereceli anal displazinin ablasyonu için güvenli ve etkili bir yöntem olduğu sonucuna vardılar ve nüks riski nedeniyle sürekli gözetim önerilir.

Ayrıca, "Anal skuamöz intraepitelyal lezyonlar: Teşhis, tarama, önleme ve tedavi" (Palefsky ve Cranston, 2020) konulu bir UpToDate incelemesinde, "Kızılötesi pıhtılaşma, hifrekasyon, argon plazma pıhtılaşması ve radyofrekans ablasyonu -- TCA için büyük, ofis tabanlı kızılötesi pıhtılaşma (IRC) kullanılabilir. Bu cihaz, hemoroid ve anal siğillerin tedavisi için ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından onaylanmıştır. Tedavi, displastik anal epitelyuma kızılötesi aralıkta 1.5 saniyelik bir ışınlama darbesinin doğrudan uygulanmasından oluşur, bu da yaklaşık 1.5 mm derinliğe kadar doku tahribatı ile sonuçlanır. Pıhtılaşmış doku daha sonra Tischler biyopsi forsepsi kullanılarak debride edilebilir. Prosedürle ilgili olası komplikasyonlar arasında ani ve gecikmiş kanama ve enfeksiyon yer alır. IRC, anal SIL tedavisi için henüz FDA tarafından onaylanmamıştır. Çok sayıda çalışma, hem HIV ile enfekte hem de HIV ile enfekte olmayan bireylerde IRC'nin güvenliğini ve etkinliğini göstermiştir. Örneğin, anal HSIL'li 120 HIV ile enfekte yetişkin üzerinde yapılan açık etiketli bir randomize çalışmada, tam indeks HSIL klirensi tedavi grubunda izleme grubuna göre daha sıktı (%62'ye karşı %30, risk farkı %32, %95). CI 13 ila %48). Başka bir örnek olarak, 96 erkeğin retrospektif bir çalışmasında, HIV ile enfekte olmayanların %62'sinde ve HIV ile enfekte olanların %91'inde IRC tedavisini ortalama 14 ayda nüks izlemiştir. Vakaların çoğunda birden fazla yeniden tedavi gerekmesine rağmen, erkeklerin hiçbiri skuamöz hücreli karsinomaya ilerlemedi. Ciddi bir olumsuz olay yaşanmadı” dedi.


İçindekiler

1800'lerde, doğrudan gözlemler kullanılarak göz hareketi çalışmaları yapıldı. Örneğin, Louis Émile Javal 1879'da okumanın daha önce varsayıldığı gibi metin boyunca gözlerin yumuşak bir şekilde süpürülmesini değil, bir dizi kısa duraklamayı (sabitleme olarak adlandırılır) ve hızlı sakkadları içerdiğini gözlemledi. [1] Bu gözlem, 1900'lerde keşfedilen okumayla ilgili önemli soruları gündeme getirdi: Gözler hangi kelimelerde durur? Ne kadar süreliğine? Ne zaman önceden görülen kelimelere gerilerler?

Edmund Huey [2], göz bebeği için bir deliği olan bir tür kontakt lens kullanarak erken bir göz takip cihazı yaptı. Lens, gözün hareketine tepki olarak hareket eden bir alüminyum işaretçiye bağlandı. Huey regresyonları inceledi ve nicelleştirdi (sakkadların yalnızca küçük bir kısmı gerilemedir) ve bir cümledeki bazı kelimelerin sabit olmadığını gösterdi.

İlk müdahaleci olmayan göz takip cihazları, göze yansıyan ışık huzmeleri kullanılarak ve ardından filme kaydedilerek Chicago'da Guy Thomas Buswell tarafından yapıldı. Buswell, okuma [3] ve resim izleme konusunda sistematik çalışmalar yaptı. [4]

1950'lerde Alfred L. Yarbus [5] önemli göz izleme araştırması yaptı ve 1967 tarihli kitabından sık sık alıntı yapıldı. Bir deneğe verilen görevin deneğin göz hareketi üzerinde çok büyük bir etkisi olduğunu gösterdi. Sabitlemeler ve çıkar arasındaki ilişki hakkında da şunları yazmıştır:

"Bütün kayıtlar, göz hareketinin karakterinin ya tamamen bağımsız olduğunu ya da resmin malzemesine ve düz ya da düze yakın olması koşuluyla nasıl yapıldığına çok az bağlı olduğunu kesin olarak gösteriyor." [6] Resimlerin incelenmesindeki döngüsel kalıp "yalnızca resimde gösterilene değil, aynı zamanda gözlemcinin karşılaştığı soruna ve resimden elde etmeyi umduğu bilgilere de bağlıdır." [7]

1970'lerde göz izleme araştırmaları, özellikle okuma araştırmaları hızla genişledi. Bu dönemdeki araştırmalara iyi bir genel bakış Rayner tarafından verilmektedir. [13]

1980'de Just ve Carpenter [14], etkili Güçlü göz-zihin hipotezi, "sabitlenen ile işlenen arasında kayda değer bir gecikme yoktur". Bu hipotez doğruysa, o zaman bir özne bir kelimeye veya nesneye baktığında, o da onun hakkında düşünür (bilişsel olarak işlem yapar) ve tam olarak kaydedilen sabitlenme kadar sürer. Hipotez genellikle göz izleme kullanan araştırmacılar tarafından kabul edilir. Bununla birlikte, bakışa bağlı teknikler, açık ve gizli dikkatleri birbirinden ayırmak, neyin sabitlenmiş ve neyin işlendiğini ayırt etmek için ilginç bir seçenek sunar.

1980'ler boyunca, göz-zihin hipotezi, insanların sıklıkla yaptığı, kişinin bakmadığı bir şeye olan dikkati, [15] [16] ışığında sıklıkla sorgulandı. Göz izleme kayıtları sırasında gizli dikkat yaygınsa, ortaya çıkan tarama yolu ve sabitleme kalıpları genellikle dikkatimizin nerede olduğunu değil, yalnızca gözün nereye baktığını gösterecek ve bilişsel işlemeyi göstermede başarısız olacaktır.

1980'ler ayrıca insan-bilgisayar etkileşimi ile ilgili soruları yanıtlamak için göz izlemenin kullanılmasının doğuşuna da tanık oldu. Özellikle araştırmacılar, kullanıcıların bilgisayar menülerinde komutları nasıl aradıklarını araştırdı. [17] Ayrıca bilgisayarlar, araştırmacıların, öncelikle engelli kullanıcılara yardımcı olmak için göz izleme sonuçlarını gerçek zamanlı olarak kullanmalarına izin verdi. [17]

Daha yakın zamanlarda, kullanıcıların farklı bilgisayar arayüzleriyle nasıl etkileşime girdiğini incelemek için göz izlemenin kullanılmasında bir büyüme olmuştur. Araştırmacıların sorduğu belirli sorular, farklı arayüzlerin kullanıcılar için ne kadar kolay olduğuyla ilgilidir. [17] Göz izleme araştırmasının sonuçları, arayüz tasarımında değişikliklere yol açabilir. Yine bir başka yeni araştırma alanı, Web geliştirme üzerine odaklanmaktadır. Bu, kullanıcıların açılır menülere nasıl tepki verdiklerini veya geliştiricinin bir reklamı nereye yerleştireceğini bilmesi için dikkatlerini bir web sitesinde nereye odakladıklarını içerebilir. [18]

Hoffman'a göre [19] mevcut fikir birliği, görsel dikkatin her zaman gözün biraz (100 ila 250 ms) önünde olduğu yönündedir. Ancak dikkat yeni bir konuma geçer geçmez gözler onu takip etmek isteyecektir. [20]

Yine de belirli bilişsel süreçleri, bir sahnedeki belirli bir nesneye saplanıp kalmaktan doğrudan çıkaramayız. [21] Örneğin, bir resimdeki bir yüze fiksasyon, tanıma, beğenme, hoşlanmama, şaşkınlık vb. gösterebilir. Bu nedenle, göz izleme genellikle içebakışlı sözlü protokoller gibi diğer metodolojilerle birleştirilir.

Taşınabilir elektronik cihazlardaki gelişmeler sayesinde, taşınabilir başa takılan göz takip cihazları şu anda mükemmel performans elde edebiliyor ve günlük yaşam ayarlarını hedefleyen araştırma ve pazar uygulamalarında giderek daha fazla kullanılıyor. [22] Aynı ilerlemeler, hem laboratuvarda hem de uygulamalı ortamlarda fiksasyon sırasında meydana gelen küçük göz hareketlerinin incelenmesinde artışlara yol açmıştır. [23]

21. yüzyılda, yapay zeka (AI) ve yapay sinir ağlarının kullanımı, göz izleme görevlerini ve analizini tamamlamanın uygun bir yolu haline geldi. Özellikle, evrişimli sinir ağı, görüntü merkezli görevler için tasarlandığından, kendisini göz izlemeye borçludur. Yapay zeka ile göz izleme görevleri ve çalışmaları, insan gözlemciler tarafından tespit edilmemiş olabilecek ek bilgiler sağlayabilir. Derin öğrenme uygulaması, yeterli örnek veri verildiğinde belirli bir sinir ağının belirli bir görevde gelişmesine de izin verir. Ancak bu, nispeten büyük bir eğitim verisi kaynağı gerektirir. [24]

Göz izlemede yapay zekanın potansiyel kullanım durumları, tıbbi uygulamalardan [25] sürücü güvenliğine [24] ve oyun teorisine kadar çok çeşitli konuları kapsar. [26] CNN yapısı, göz izleme görevine nispeten iyi uysa da, araştırmacılar, eldeki belirli görev için uyarlanmış özel bir sinir ağı oluşturma seçeneğine sahiptir. Bu durumlarda, bu şirket içi yaratımlar, bir sinir ağı için önceden var olan şablonlardan daha iyi performans gösterebilir. [27] Bu anlamda, belirli bir görev için ideal ağ yapısını belirlemenin bir yolu olup olmadığı görülecektir.

Göz takip cihazları gözün dönüşlerini birkaç yoldan biriyle ölçer, ancak esas olarak üç kategoriden birine girerler: (i) göze takılı bir nesnenin (normalde özel bir kontakt lens) hareketinin ölçümü (ii) optik göze doğrudan temas etmeden izleme ve (iii) göz çevresine yerleştirilen elektrotlar kullanılarak elektrik potansiyellerinin ölçülmesi.

Göze bağlı izleme Düzenle

İlk tip, gömülü aynalı veya manyetik alan sensörlü özel bir kontakt lens gibi göze bir ek kullanır ve ekin hareketi, göz döndükçe önemli ölçüde kaymadığı varsayımıyla ölçülür. Sıkı oturan kontakt lenslerle yapılan ölçümler, göz hareketinin son derece hassas kayıtlarını sağlamıştır ve manyetik arama bobinleri, dinamikleri ve göz hareketinin altında yatan fizyolojiyi inceleyen araştırmacılar için tercih edilen yöntemdir. Bu yöntem, göz hareketinin yatay, dikey ve burulma yönlerinde ölçülmesini sağlar. [28]

Optik izleme Düzenle

İkinci geniş kategori, göz hareketini ölçmek için bazı temassız, optik yöntemler kullanır. Tipik olarak kızılötesi olan ışık, gözden yansıtılır ve bir video kamera veya özel olarak tasarlanmış başka bir optik sensör tarafından algılanır. Bilgiler daha sonra yansımalardaki değişikliklerden göz rotasyonunu çıkarmak için analiz edilir. Video tabanlı göz takip cihazları, zaman içinde takip edilecek özellikler olarak tipik olarak kornea yansımasını (ilk Purkinje görüntüsü) ve gözbebeğinin merkezini kullanır. Daha hassas bir göz izleyici türü olan çift Purkinje göz izleyici [29], izlenecek özellikler olarak korneanın ön tarafından (ilk Purkinje görüntüsü) ve merceğin arkasından (dördüncü Purkinje görüntüsü) yansımaları kullanır. Daha da hassas bir izleme yöntemi, retina kan damarları gibi gözün içindeki özellikleri görüntülemek ve göz dönerken bu özellikleri takip etmektir. Optik yöntemler, özellikle video kaydına dayalı olanlar, bakış takibi için yaygın olarak kullanılmaktadır ve non-invaziv ve ucuz oldukları için tercih edilmektedir.

Elektrik potansiyeli ölçümü Düzenle

Üçüncü kategori, göz çevresine yerleştirilen elektrotlarla ölçülen elektrik potansiyellerini kullanır. Gözler, zifiri karanlıkta ve gözler kapalı olduğunda da tespit edilebilen sabit bir elektrik potansiyel alanının kaynağıdır. Pozitif kutbu korneada ve negatif kutbu retinada olan bir dipol tarafından üretilecek şekilde modellenebilir. Bir göz çevresindeki deriye yerleştirilen iki çift kontak elektrot kullanılarak elde edilebilen elektrik sinyaline Elektrookülogram (EOG) denir. Gözler merkezden çevreye doğru hareket ederse, retina bir elektrota yaklaşırken, kornea karşıdakine yaklaşır. Dipolün yönelimindeki ve dolayısıyla elektrik potansiyel alanındaki bu değişiklik, ölçülen EOG sinyalinde bir değişiklikle sonuçlanır. Tersine, göz hareketindeki bu değişiklikler analiz edilerek takip edilebilir. Ortak elektrot düzeni tarafından verilen ayrıklaştırma nedeniyle, yatay ve dikey olmak üzere iki ayrı hareket bileşeni tanımlanabilir. Üçüncü bir EOG bileşeni, bazı posterior kafa derisi elektrotlarına atıfta bulunulan EOG kanallarının ortalaması olan radyal EOG kanalıdır [30]. Bu radyal EOG kanalı, sakkadların başlangıcında ekstraoküler kaslardan kaynaklanan sakkadik spike potansiyellerine duyarlıdır ve minyatür sakkadların bile güvenilir bir şekilde saptanmasına olanak sağlar. [31]

EOG sinyal genlikleri ve sakkad boyutları arasındaki potansiyel kaymalar ve değişken ilişkiler nedeniyle, yavaş göz hareketini ölçmek ve bakış yönünü tespit etmek için EOG kullanmak zordur. Ancak EOG, bakış kaymaları ve göz kırpmalarıyla ilişkili sakkadik göz hareketini ölçmek için çok sağlam bir tekniktir. Video tabanlı göz takip cihazlarının aksine EOG, gözler kapalıyken bile göz hareketlerinin kaydedilmesine izin verir ve bu nedenle uyku araştırmalarında kullanılabilir. Mevcut video tabanlı göz izleyicilerin aksine, çok hafif bir yaklaşımdır ve farklı aydınlatma koşulları altında yalnızca çok düşük hesaplama gücü gerektiren işler gerektirir ve gömülü, bağımsız bir giyilebilir sistem olarak uygulanabilir. [32] [33] Bu nedenle, mobil günlük yaşam durumlarında ve uyku sırasında REM evrelerinde göz hareketini ölçmek için tercih edilen yöntemdir. EOG'nin en büyük dezavantajı, bir video izleyiciye kıyasla nispeten zayıf bakış yönü doğruluğudur. Yani, göz hareketlerinin zamanı belirlenebilse de, bir öznenin tam olarak nereye baktığını iyi bir doğrulukla belirlemek zordur.

En yaygın olarak kullanılan güncel tasarımlar, video tabanlı göz izleyicilerdir. Bir kamera bir veya iki göze odaklanır ve izleyici bir tür uyarana bakarken göz hareketini kaydeder. Modern göz takip cihazlarının çoğu, kornea yansımaları (CR) oluşturmak için göz bebeğinin merkezini ve kızılötesi / yakın kızılötesi paralelleştirilmemiş ışığı kullanır. Gözbebeği merkezi ve kornea yansımaları arasındaki vektör, yüzeydeki bakış açısını veya bakış yönünü hesaplamak için kullanılabilir. Göz izleyiciyi kullanmadan önce genellikle kişinin basit bir kalibrasyon prosedürüne ihtiyaç duyulur. [34]

İki genel kızılötesi / yakın kızılötesi (aktif ışık olarak da bilinir) göz izleme tekniği kullanılır: parlak göz bebeği ve karanlık göz bebeği. Aralarındaki fark, aydınlatma kaynağının optiklere göre konumuna bağlıdır. Aydınlatma optik yolla eşeksenliyse, ışık retinadan yansıdığı için göz bir retroreflektör görevi görür ve kırmızı göze benzer parlak bir gözbebeği etkisi yaratır. Aydınlatma kaynağı optik yoldan saptırılırsa, retinadan gelen geri yansıma kameradan uzağa yönlendirildiği için göz bebeği karanlık görünür. [35]

Parlak göz bebeği izleme, daha fazla iris/gözbebeği kontrastı oluşturarak tüm iris pigmentasyonuyla daha sağlam göz takibine olanak tanır ve kirpiklerin ve diğer engelleyici özelliklerin neden olduğu paraziti büyük ölçüde azaltır. [36] Ayrıca, tamamen karanlıktan çok parlaka kadar değişen aydınlatma koşullarında izlemeye izin verir.

Daha az kullanılan başka bir yöntem ise pasif ışık olarak bilinir. Aydınlatmak için görünür ışık kullanır, bu da kullanıcıların dikkatinin dağılmasına neden olabilir. [35] Bu yöntemle ilgili bir başka zorluk, gözbebeği kontrastının aktif ışık yöntemlerine göre daha az olmasıdır, bu nedenle vektörü hesaplamak için bunun yerine irisin merkezi kullanılır. [37] Bu hesaplamanın iris ve beyaz sklera (limbus izleme) sınırını saptaması gerekir. Göz kapaklarının tıkanması nedeniyle dikey göz hareketleri için başka bir zorluk sunar. [38]

Kızılötesi / yakın kızılötesi: parlak göz bebeği.

Kızılötesi / yakın kızılötesi: karanlık göz bebeği ve kornea yansıması.

Görünür ışık: irisin merkezi (kırmızı), kornea yansıması (yeşil) ve çıktı vektörü (mavi).

Göz izleme kurulumları büyük ölçüde farklılık gösterir: bazıları başa takılıdır, bazıları başın sabit olmasını gerektirir (örneğin, bir çene desteği ile) ve bazıları hareket sırasında uzaktan ve otomatik olarak kafayı takip eder. Çoğu, en az 30 Hz'lik bir örnekleme hızı kullanır. 50/60 Hz daha yaygın olmasına rağmen, günümüzde birçok video tabanlı göz izleyici 240, 350 ve hatta 1000/1250 Hz'de çalışmaktadır, sabit göz hareketlerini yakalamak veya sakkad dinamiklerini doğru bir şekilde ölçmek için gereken hızlardır.

Göz hareketleri tipik olarak fiksasyonlara ve sakkadlara ayrılır - göz bakışı sırasıyla belirli bir pozisyonda durakladığında ve başka bir pozisyona geçtiğinde. Ortaya çıkan fiksasyonlar ve sakkadlar dizisine tarama yolu denir. Düzgün takip, hareketli bir nesneyi takip eden gözü tanımlar. Fiksasyonel göz hareketleri mikrosakkadları içerir: sabitleme girişimi sırasında meydana gelen küçük, istemsiz sakkadlar. Gözden gelen çoğu bilgi, bir fiksasyon veya pürüzsüz takip sırasında sağlanır, ancak bir sakkad sırasında değil. [39]

Tarama yolları, bilişsel niyet, ilgi ve belirginliği analiz etmek için kullanışlıdır. Diğer biyolojik faktörler (bazıları cinsiyet kadar basit) tarama yolunu da etkileyebilir. İnsan-bilgisayar etkileşiminde (HCI) göz izleme, tipik olarak tarama yolunu kullanılabilirlik amacıyla veya bakış tabanlı arabirimler olarak da bilinen bakışa bağlı ekranlarda bir girdi yöntemi olarak araştırır. [40]

Çeşitli göz izleyici türleri tarafından kaydedilen verilerin yorumlanması, onu canlandıran veya görsel olarak temsil eden çeşitli yazılımlar kullanır, böylece bir veya daha fazla kullanıcının görsel davranışı grafiksel olarak yeniden başlatılabilir. Video, genellikle AOI'leri (İlgi Alanı) belirlemek için veya son zamanlarda yapay zeka kullanılarak manuel olarak kodlanır. Grafik sunum nadiren araştırma sonuçlarının temelidir, çünkü bunlar analiz edilebilecek şeyler açısından sınırlıdır - örneğin göz izlemeye dayalı araştırmalar, genellikle göz hareketi olaylarının ve parametrelerinin nicel ölçümlerini gerektirir, Aşağıdaki görselleştirmeler şunlardır: en çok kullanılan:

Arayüzdeki bir noktanın animasyonlu temsilleri Bu yöntem, görsel davranış bireysel olarak incelendiğinde, kullanıcının bakışlarını her an nereye odakladığını gösteren ve resimde görüldüğü gibi önceki sakkad hareketlerini gösteren küçük bir yol ile tamamlandığı zaman kullanılır.

Sakkad yolunun statik temsilleri Bu, statik yöntem olması farkıyla, yukarıda açıklanana oldukça benzer. Bunu yorumlamak için animasyonlu olanlardan daha yüksek bir uzmanlık seviyesi gereklidir.

Isı haritaları Bir grup kullanıcıdaki görsel keşif modellerinin toplu analizi için kullanılan alternatif bir statik temsil. Bu temsillerde, 'sıcak' bölgeler veya daha yüksek yoğunluklu bölgeler, kullanıcıların bakışlarını (dikkatlerini değil) daha yüksek bir frekansta odakladıkları yeri belirtir. Isı haritaları, göz izleme çalışmaları için en iyi bilinen görselleştirme tekniğidir. [41]

Kör bölge haritaları veya odak haritaları Bu yöntem, kullanıcıların görsel olarak daha az katıldıkları bölgelerin net bir şekilde gösterildiği, böylece en alakalı bilgilerin daha kolay anlaşılmasını sağlayan, yani hangi bölgelerin görmedikleri hakkında bilgi sahibi olduğumuz Isı haritalarının basitleştirilmiş bir versiyonudur. kullanıcılar.

belirginlik haritaları Isı haritalarına benzer şekilde, göze çarpan bir harita, dikkat çekici nesneleri başlangıçta siyah bir tuval üzerinde parlak bir şekilde görüntüleyerek odak alanlarını gösterir. Belirli bir nesneye ne kadar fazla odak verilirse, o kadar parlak görünür. [42]

Göz takip cihazları, mutlaka bazı referans çerçevelerine göre gözün dönüşünü ölçer. Bu genellikle ölçüm sistemine bağlıdır. Bu nedenle, eğer ölçüm sistemi EOG'da olduğu gibi kafaya monte edilmişse veya bir kaska monte edilmiş video tabanlı bir sistem ise, o zaman kafa içi göz açıları ölçülür. Dünya koordinatlarında görüş hattını çıkarabilmek için başın sabit bir pozisyonda tutulması veya hareketlerinin de takip edilmesi gerekir. Bu durumlarda, bakış yönünü belirlemek için baş-göz yönüne baş yönü eklenir.

Ölçüm sistemi, skleral arama bobinleri veya masaya monte kamera (“uzak”) sistemlerinde olduğu gibi masaya monte edilmişse, bakış açıları doğrudan dünya koordinatlarında ölçülür. Tipik olarak, bu durumlarda baş hareketleri yasaktır. Örneğin, baş pozisyonu bir ısırma çubuğu veya bir alın desteği kullanılarak sabitlenir. O zaman kafa merkezli bir referans çerçevesi, dünya merkezli bir referans çerçevesiyle aynıdır. Ya da konuşma dilinde, başın içindeki göz konumu, bakış yönünü doğrudan belirler.

Baş hareketlerine de izin verilen doğal koşullarda insan göz hareketlerinde bazı sonuçlar mevcuttur. [43] Gözün ve başın göreli konumu, sabit bakış yönü ile bile, daha yüksek görsel alanlarda nöronal aktiviteyi etkiler. [44]

Göz rotasyonunun mekanizmaları ve dinamikleri üzerine çok sayıda araştırma yapılmıştır, ancak göz izlemenin amacı çoğunlukla bakış yönünü tahmin etmektir. Kullanıcılar, örneğin bir görüntünün hangi özelliklerinin göze çarptığını merak edebilir. Göz izleyicinin mutlak bakış yönü sağlamadığını, bunun yerine yalnızca bakış yönündeki değişiklikleri ölçebildiğini anlamak önemlidir. Bir öznenin neye baktığını tam olarak bilmek için, öznenin bir noktaya veya noktalar dizisine baktığı, göz izleyicinin her bakış konumuna karşılık gelen değeri kaydettiği bir kalibrasyon prosedürü gereklidir. (Retinanın özelliklerini takip eden teknikler bile kesin bakış yönü sağlayamaz çünkü görme ekseninin retinayla buluştuğu noktayı tam olarak işaretleyen belirli bir anatomik özellik yoktur, eğer gerçekten böyle tek, sabit bir nokta varsa.) Doğru ve geçerli ve tekrarlanabilir göz hareketi verileri elde etmek için güvenilir kalibrasyon şarttır ve bu, sözel olmayan veya dengesiz bakışları olan kişiler için önemli bir zorluk olabilir.

Her göz izleme yönteminin avantajları ve dezavantajları vardır ve bir göz izleme sisteminin seçimi, maliyet ve uygulama hususlarına bağlıdır. AttentionTracking gibi çevrimdışı yöntemler ve çevrimiçi prosedürler vardır. Maliyet ve hassasiyet arasında bir denge vardır, en hassas sistemler on binlerce dolara mal olur ve düzgün çalışması için önemli ölçüde uzmanlık gerektirir. Bilgisayar ve video teknolojisindeki ilerlemeler, birçok uygulama için kullanışlı ve kullanımı oldukça kolay olan nispeten düşük maliyetli sistemlerin geliştirilmesine yol açmıştır. [45] Sonuçların yorumlanması yine de bir miktar uzmanlık gerektirir, çünkü yanlış hizalanmış veya yetersiz kalibre edilmiş bir sistem çılgınca hatalı veriler üretebilir.

Zor durumda araba sürerken göz takibi

İki grup sürücünün göz hareketleri, İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü'nden bir ekip tarafından özel bir kafa kamerasıyla filme alındı: Acemi ve deneyimli sürücülerin dar bir yolun dönemecine yaklaşırken göz hareketleri kaydedildi. Görüntü dizisi, daha iyi kavrama için görüntü başına 2 göz sabitlemesi gösterecek şekilde orijinal film karelerinden [47] sıkıştırılmıştır.

Bu hareketsiz görüntülerin her biri, gerçek zamanlı olarak yaklaşık 0,5 saniyeye karşılık gelir.

Görüntü dizisi, tipik bir acemi ve deneyimli bir sürücünün #9 ila #14 numaralı göz sabitlemelerinin bir örneğini göstermektedir.

En iyi görüntülerin karşılaştırılması, deneyimli sürücünün virajları kontrol ettiğini ve hatta acemi sürücünün yolu kontrol etmesi ve park etmiş araca olan mesafesini tahmin etmesi gerektiğinde kenara bakmak için 9 numaralı Sabitleme'nin kaldığını gösteriyor.

Ortadaki görüntülerde deneyimli sürücü artık tamamen karşıdan gelen bir arabanın görülebileceği konuma odaklanmış durumda. Acemi sürücü, görüşünü park edilmiş arabaya odaklar.

Alttaki resimde acemi, sol duvar ile park edilmiş araba arasındaki mesafeyi tahmin etmekle meşgulken, deneyimli sürücü bunun için çevresel görüşünü kullanabilir ve yine de görüşünü virajın tehlikeli noktasına odaklayabilir: Orada bir araba belirirse, yol vermek zorundadır, i. e. park etmiş arabayı geçmek yerine sağda durun. [48]

Daha yakın tarihli araştırmalar, gerçek dünyadaki sürüş koşulları sırasında göz hareketlerini ölçmek için başa takılan göz takibini de kullandı. [49] [23]

Yürürken genç ve yaşlı insanların göz takibi

Yürürken, yaşlı denekler genç deneklerden daha fazla foveal görüşe bağlıdır. Yürüme hızları, muhtemelen bozulmuş bir çevresel görüşten kaynaklanan sınırlı bir görme alanı nedeniyle azalır.

Daha genç denekler yürürken hem merkezi hem de çevresel görüşlerini kullanırlar. Çevresel görüşleri, yürüme süreci üzerinde daha hızlı kontrol sağlar. [50]

Çok çeşitli disiplinler, bilişsel bilim psikolojisi (özellikle görsel dünya paradigması olan psikodilbilim), insan-bilgisayar etkileşimi (HCI) insan faktörleri ve ergonomi pazarlama araştırması ve tıbbi araştırma (nörolojik teşhis) dahil olmak üzere göz izleme tekniklerini kullanır. [51] Spesifik uygulamalar, dil okuma, müzik okuma, insan etkinliği tanıma, reklam algılama, spor yapma, dikkat dağınıklığı tespiti ve sürücülerin ve pilotların bilişsel yük tahmini ve bilgisayarları çalıştırmanın bir aracı olarak dil okumada göz hareketini izlemeyi içerir. şiddetli motor bozukluk. [23]

Ticari uygulamalar Düzenle

Son yıllarda, göz izleme teknolojilerinin artan karmaşıklığı ve erişilebilirliği, ticari sektörde büyük ilgi yarattı. Uygulamalar web kullanılabilirliği, reklamcılık, sponsorluk, paket tasarımı ve otomotiv mühendisliğini içerir. Genel olarak, ticari göz izleme çalışmaları, bir tüketici örneğine hedef bir uyarıcı sunarak işlev görürken, gözün aktivitesini kaydetmek için bir göz izleyici kullanılır. Hedef uyaranlara örnek olarak web siteleri, televizyon programları, spor etkinlikleri, filmler ve reklamlar, dergiler ve gazeteler, paketler, raf ekranları, tüketici sistemleri (ATM'ler, ödeme sistemleri, kiosklar) ve yazılımlar verilebilir. Ortaya çıkan veriler, belirli görsel kalıpların kanıtını sağlamak için istatistiksel olarak analiz edilebilir ve grafiksel olarak işlenebilir. Araştırmacılar, fiksasyonları, sakkadları, öğrenci genişlemesini, göz kırpmalarını ve çeşitli diğer davranışları inceleyerek, belirli bir ortamın veya ürünün etkinliği hakkında çok şey belirleyebilirler. Bazı şirketler bu tür araştırmaları dahili olarak tamamlarken, göz izleme hizmetleri ve analizleri sunan birçok özel şirket var.

Ticari göz izleme araştırmasının bir alanı web kullanılabilirliğidir. Geleneksel kullanılabilirlik teknikleri, tıklama ve kaydırma kalıpları hakkında bilgi sağlamada genellikle oldukça güçlü olsa da, göz izleme, tıklamalar arasındaki kullanıcı etkileşimini ve bir kullanıcının tıklamalar arasında ne kadar zaman harcadığını analiz etme yeteneği sunar ve böylece hangi özelliklerin en çok olduğu konusunda değerli bilgiler sağlar. dikkat çekici, kafa karışıklığına neden olan ve tamamen göz ardı edilen özellikler. Özellikle göz izleme, arama verimliliğini, marka bilinci oluşturmayı, çevrimiçi reklamları, gezinme kullanılabilirliğini, genel tasarımı ve diğer birçok site bileşenini değerlendirmek için kullanılabilir. Analizler, ana müşteri sitesine ek olarak bir prototipi veya rakip siteyi hedefleyebilir.

Göz izleme, çeşitli farklı reklam ortamlarında yaygın olarak kullanılır. Reklamlar, basılı reklamlar, çevrimiçi reklamlar ve sponsorlu programlar, mevcut göz izleme teknolojisiyle analize elverişlidir. Bir örnek, Sarı Sayfalardaki reklamlar üzerindeki göz hareketlerinin analizidir. Bir çalışma, insanların bir reklamı fark etmelerine neden olan belirli özelliklerin, reklamları belirli bir sırayla izleyip izlemediklerini ve görüntüleme sürelerinin nasıl değiştiğine odaklandı. Araştırma, reklam boyutunun, grafiklerin, rengin ve metnin reklamlara gösterilen ilgiyi etkilediğini ortaya koydu. Bunu bilmek, araştırmacıların, bir tüketici örneğinin hedef logo, ürün veya reklama ne sıklıkla sabitlendiğini ayrıntılı olarak değerlendirmelerine olanak tanır. Sonuç olarak, bir reklamveren, belirli bir kampanyanın başarısını gerçek görsel dikkat açısından ölçebilir. [52] Bunun bir başka örneği, bir arama motoru sonuç sayfasında yazarlık snippet'lerinin ücretli reklamlardan ve hatta ilk organik sonuçtan daha fazla ilgi gördüğünü bulan bir çalışmadır. [53]

Ticari göz izleme araştırmasının bir başka örneği de işe alım alanından geliyor. Bir çalışma, işe alım uzmanlarının Linkedin profillerini nasıl görüntülediğini analiz etti ve sonuçları ısı haritaları olarak sundu. [54]

Güvenlik uygulamaları Düzenle

2017 yılında bilim adamları, Derin Sinir Ağı ve evrişimli bir sinir ağından bir Derin Entegre Sinir Ağı (DINN) inşa ettiler.[24] Amaç, sürücülerin görüntülerini incelemek için derin öğrenmeyi kullanmak ve "göz durumlarını sınıflandırarak" uykululuk düzeylerini belirlemekti. Yeterli görüntü ile önerilen DINN, sürücülerin ne zaman göz kırptığını, ne sıklıkta ve ne kadar süreyle göz kırptığını ideal olarak belirleyebilir. Oradan, belirli bir sürücünün ne kadar yorgun göründüğünü değerlendirebilir ve etkili bir şekilde göz izleme egzersizi yapabilir. DINN, 2.400'den fazla denekten alınan verilerle eğitildi ve durumlarını zamanın %96-99,5'inde doğru bir şekilde teşhis etti. Diğer yapay zeka modellerinin çoğu %90'ın üzerinde oranlarda performans gösterdi. [24] Bu teknoloji ideal olarak sürücü uyuşukluk tespiti için başka bir yol sağlayabilir.

Oyun teorisi uygulamaları Düzenle

2019 yılında yapılan bir çalışmada, bireysel satranç taşlarını diğer CNN'lerin yüz özelliklerini tanımlayabildiği şekilde tanımlama yeteneğine sahip bir Evrişimsel Sinir Ağı (CNN) inşa edildi. [26] Daha sonra çeşitli beceri seviyelerindeki otuz satranç oyuncusunun göz izleme girdi verileriyle beslendi. Bu verilerle CNN, bir oyuncunun yakından ilgi gösterdiği satranç tahtası bölümlerini belirlemek için bakış tahminini kullandı. Daha sonra tahtanın bu kısımlarını göstermek için bir belirginlik haritası oluşturdu. Sonuç olarak CNN, oyuncuların bir sonraki hamlesini tahmin etmek için tahta ve parçalar hakkındaki bilgilerini belirginlik haritasıyla birleştirecekti. Sinir ağı sisteminin eğitildiği eğitim veri kümesinden bağımsız olarak, bir sonraki hareketi rastgele herhangi bir olası hareketi seçmiş olmasından daha doğru bir şekilde tahmin etti ve herhangi bir oyuncu ve durum için çizilen belirginlik haritaları %54'ten fazla benzerdi. [26]

Yardımcı teknoloji Düzenle

Şiddetli motor bozukluğu olan kişiler, tek anahtarlı tarama tekniklerinden daha hızlı ve kullanımı sezgisel olduğu için bilgisayarlarla etkileşim kurmak için göz izlemeyi kullanabilir [55]. [56] [57] Serebral Palsi [58] veya Amyotrofik lateral sklerozun neden olduğu motor bozukluk genellikle konuşmayı etkiler ve Şiddetli Konuşma ve Motor Bozukluğu (SSMI) olan kullanıcılar Artırıcı ve Alternatif İletişim (AAC) yardımı olarak bilinen bir tür yazılım kullanırlar. [59] ekrandaki simgeleri, sözcükleri ve harfleri görüntüler [60] ve sözlü çıktı oluşturmak için metinden konuşmaya yazılımını kullanır. [61] Son zamanlarda, araştırmacılar robotik kolları [62] ve elektrikli tekerlekli sandalyeleri kontrol etmek için göz takibini de keşfettiler. [63] Göz izleme ayrıca görsel arama modellerini analiz etmede, [64] Nistagmus'un varlığını tespit etmede ve okuma sırasında gözle bakma hareketini analiz ederek öğrenme güçlüğünün erken belirtilerini tespit etmede yardımcı olur. [65]

Havacılık uygulamaları Düzenle

Göz izleme, pilot kursiyerlerinin ilerlemesini değerlendirmek için tarama yollarını ve sabitleme süresini karşılaştırarak, pilotların becerilerini tahmin etmek için [67], mürettebatın ortak dikkatini ve paylaşılan durumsal farkındalığı analiz etmek için [67] uçuş güvenliği için zaten çalışılmıştır. [68] Göz izleme teknolojisi, askeri uçaklarda kaska takılan görüntüleme sistemleri [69] ve çok işlevli ekranlar [70] ile etkileşim kurmak için de keşfedildi. Kask takılı görüntüleme sistemlerinde (HMDS) Head-up hedef kilitleme ve Head-up hedef edinimi için göz izleyicinin faydasını araştırmak için çalışmalar yapılmıştır. [71] Pilotların geri bildirimleri, teknolojinin umut verici olmasına rağmen, donanım ve yazılım bileşenlerinin henüz olgunlaşmadığını gösterdi. [ kaynak belirtilmeli ] Simülatör ortamında çok işlevli ekranlarla etkileşim üzerine yapılan araştırmalar, göz izlemenin yanıt sürelerini ve algılanan bilişsel yükü mevcut sistemlere göre önemli ölçüde iyileştirebileceğini gösterdi. Ayrıca, araştırma ayrıca pilotun bilişsel yükünü tahmin etmek için fiksasyon ve öğrenci tepkilerinin ölçümlerini kullanmayı da araştırdı. Bilişsel yükün tahmin edilmesi, gelişmiş uçuş güvenliğine sahip yeni nesil uyarlanabilir kokpitlerin tasarlanmasına yardımcı olabilir. [72] Göz izleme, pilot yorgunluğunu tespit etmek için de yararlıdır. [73] [23]

Otomotiv uygulamaları Düzenle

Son zamanlarda, otomotiv alanında göz izleme teknolojisi hem pasif hem de aktif olarak araştırılmaktadır. Ulusal Karayolu Trafik Güvenliği İdaresi, sürüş sırasında ikincil görevleri üstlenmek için bakış süresini ölçtü ve araçlarda aşırı dikkat dağıtıcı cihazların kullanılmasını engelleyerek güvenliği artırmak için kullandı [74] Dikkat dağınıklığı algılamaya ek olarak, göz izleme IVIS ile etkileşim kurmak için de kullanılır. [75] İlk araştırmalar [76] HDD ile etkileşim için göz izleme sisteminin etkinliğini (Baş Aşağı Göstergesi) araştırmış olsa da, yine de sürücülerin ikincil bir görevi yerine getirirken gözlerini yoldan ayırmalarını gerektiriyordu. Yakın zamanda yapılan araştırmalar, yolun dışında gözlerin dikkatini dağıtmayı ortadan kaldıran HUD (Head Up Display) ile göz kontrollü etkileşimi araştırdı. [77] Göz takibi, olası dikkat dağınıklığını tespit etmek için sürücülerin bilişsel yükünü izlemek için de kullanılır. Araştırmacılar [78] sürücülerin bilişsel yükünü farklı fizyolojik parametrelerden tahmin etmek için farklı yöntemler araştırmış olsalar da, oküler parametrelerin kullanımı IVIS ile etkileşime ek olarak sürücülerin bilişsel yükünü izlemek için mevcut göz izleyicileri kullanmanın yeni bir yolunu keşfetti. [79] [80]

Eğlence uygulamaları Düzenle

2021 video oyunu Before Your Eyes, oyuncunun göz kırpmasını kaydeder ve okur ve bunu oyunla etkileşim kurmanın ana yolu olarak kullanır. [81] [82]


Gerçek zamanlı olarak düşük maliyetli uzaktan bakış hareketi tanıma

Önceden tanımlanmış göz hareketleri veya "bakış hareketleri" dizileri, insanlar tarafından bilinçli olarak gerçekleştirilebilir ve uzaktan video okülografi kullanılarak invazif olmayan bir şekilde izlenebilir. Bakış hareketleri, potansiyel kullanıcılar tarafından kolayca özümlenebildikleri, düşük maliyetli bakış izleme ekipmanı kullanılarak izlenebildikleri ve makine öğrenimi algoritmaları kullanıldığı sürece, insan-bilgisayar etkileşiminde, HCI'de büyük bir potansiyele sahiptir. standart HCI sırasında gerçekleştirilen tipik bakış aktivitesi. Bu çalışmada, Hiyerarşik Zamansal Bellek (HTM) olarak bilinen biyo-ilhamlı bir Bayes örüntü tanıma algoritmasının, bakış hareketlerinin gerçek zamanlı tanınması üzerindeki performansının bir kullanıcı çalışması ile değerlendirilmesi yapılmıştır. Gerçek zamanlı tanıma sırasında geleneksel HTM'nin performansını iyileştirmek için, HTM'yi bakış hareketlerinin zamansal yapısına uyarlamak için algoritmanın bir uzantısı önerilmiştir. Uzantı, dinamik programlama kullanarak dizi hizalama yoluyla giriş verileri dizilerini depolayan ve karşılaştıran HTM topolojisindeki ek bir üst düğümden oluşur. Bir dizideki bir jestin uzay-zamansal kodlaması, bakış jestleri örneklerinin zamansal evrimini ele alma amacına hizmet eder. Genişletilmiş HTM, 10 kategorideki bakış hareketlerinden oluşan bir veri seti için %98'e varan tanıma doğruluğuna ulaşan, aksi takdirde standart insan-makine bakış etkileşiminden kasıtlı bakış hareketlerinin güvenilir bir şekilde ayırt edilmesini sağlar, kabul edilebilir tamamlama hızları ve standart bakış sırasında düşük bir yanlış pozitif oranı -bilgisayar etkileşimi. Kullanılan düşük maliyetli donanıma rağmen bu olumlu sonuçlar, akıllı telefonlar, tabletler, projeksiyonlu ekranlar ve geleneksel masaüstü bilgisayarlarla erişilebilirlik ve etkileşim alanlarında yeni bir HCI paradigması olarak bakış hareketlerini kullanma fikrini desteklemektedir.

Grafik soyut

Öne Çıkanlar

► Bu çalışma, sakkadik bakış hareketlerinin gerçek zamanlı tanınmasında HTM'nin performansını iyileştirmek için geleneksel HTM paradigmasının bir uzantısını sunar. ► Genişletilmiş HTM, HTM algoritmalarını problemlere uyarlar, zaman içinde örneklerin uzamsal-zamansal yapısı ortaya çıkar. ► Bakış hareketi tanıma sistemimiz, bakış hareketlerini gerçek zamanlı olarak sağlam bir şekilde tanıyabilir. ► Bu tür bir sistemin amacı, özellikle engelli kullanıcıları veya geleneksel giriş kanallarının uygun olmadığı veya artırılabileceği ortamları hedefleyerek, insanlar ve bilgisayarlar arasında bir iletişim kanalı sağlamaktır. ► Önerilen genişletilmiş HTM yaklaşımı, donanımdan ve girdi verilerinin ön işlemesinden oldukça bağımsız olduğundan, özellikle bakış hareketleriyle başa çıkmak için özel olarak tasarlanmamıştır.


Değerlendirmeler

Yardımcı teknoloji ve gözle bakış kontrol sistemleri hakkında bilgi sahibi bir ergoterapist veya konuşma patoloğu tarafından ayrıntılı bir değerlendirme, göz-bakış kontrol teknolojisinin bir birey için doğru seçenek olup olmayacağını görmek için gereklidir. Eğer öyleyse, terapist, hedeflerine ulaşıp ulaşmayacağını anlamak için bir göz-bakı kontrol teknolojisi denemesi önerecektir. Bu hedefler, iletişim ve evde, okulda, toplulukta veya işte günlük aktiviteleri tamamlamak için göz-bakışı kontrol teknolojisini kullanmayı içerebilir. Terapist daha sonra kişiye uygun sistemler ve yazılımlar önerecek ve ardından cihazda ustalaşmasına yardımcı olacaktır. Terapist ayrıca kişinin en uygun şekilde konumlandırıldığından ve rahat bir şekilde oturduğundan emin olacak ve ailelerini, bakıcılarını, öğretmenlerini ve diğerlerini gözle bakma kontrol sisteminin nasıl kullanılacağı konusunda eğitecektir.

Göze bakma kontrol teknolojisinin kullanımını değerlendirmek için ekip tarafından aşağıdaki değerlendirmeler kullanılabilir:

    (IPPA) – cihazların bir kişinin yaşadığı sorunları çözüp çözmediğini ölçer (GAS) – bireyin hedeflerine ne ölçüde ulaşıldığını ölçer

Radyo dalgaları İnsan Vücudunu nasıl etkiler?

Radyo dalgaları, kızılötesi dalgalardan daha uzun dalga boylarına sahiptir. Radyo dalgaları bir tür elektromanyetik radyasyondur. Elektromanyetik spektrumda, radyo dalgaları 300 GHz'den 3 kHz'e kadar düşük frekanslar arasında yer alır. Ayrıca, ilgili dalga boyları 1 milimetre ile 100 kilometre arasında değişmektedir.

Genel olarak, yapay radyo dalgaları uzmanlar tarafından üretilir ve sabit ve mobil radyo iletişimi, yayın, radar ve diğer navigasyon sistemleri vb. için kullanılır. Elektromanyetik radyasyonun insan vücudu üzerindeki çeşitli etkileri aşağıda verilmiştir. Radyo tarafından üretilen radyo dalgaları, elektromanyetik spektrumdaki en düşük frekansları içerir ve çok daha güvenlidir.

Genel sağlık sorunları üzerindeki başlıca etkiler:

Genel olarak, elektromanyetik alanlara düşük düzeyde maruz kalma belirtileri, halkın kendisi tarafından evlerinde atfedilir. Gözlenen semptomlar baş ağrısı, anksiyete, intihar ve depresyon, mide bulantısı, yorgunluk ve libido kaybını içerir.

Iyonlaştırıcı

Genel olarak, X ışınları ve Gama ışınları vücudunuzda ciddi hasara neden olma eğilimindedir. Bu ışınlara aşırı maruz kalmak DNA ve hücrelere zarar verebilir. Bu ışınlar ayrıca hastalığa, yanıklara veya kansere neden olabilir.

Iyonlaşmayan

İyonlaştırıcı olmayan radyo dalgaları, hücreleri parçalamak veya DNA'ya zarar vermek için yeterli protona sahip değildir. Bunlara cep telefonu tarafından yayılan ve yüksek enerjili radyasyon yaymayan ve muhtemelen büyük ölçüde güvenli olan radyo dalgaları dahildir.

Hamilelik sonucu

Elektromanyetik alanlara çeşitli çevresel seviyelerde yüksek düzeyde maruz kalma, spontan düşükler, malformasyonlar, düşük doğum ağırlığı ve doğuştan gelen hastalıklar gibi herhangi bir olumsuz sonuç riskini artırmaz. İşçilerin çocuklarında prematürelik ve düşük doğum ağırlığı gibi durumların saha maruziyetlerinden kaynaklandığı bilimsel olarak kanıtlanmamıştır.

Katarakt

Yüksek düzeyde radyofrekans ve mikrodalga radyasyonuna maruz kalan kişilerde genel olarak genel göz tahrişi ve katarakt görülür. Ancak bu etkilerin genel halk tarafından deneyimlenen seviyelerde meydana geldiğine dair bir kanıt yoktur.

Kanser ve Elektromanyetik alanlar

Elektromanyetik alanların etkileri ve herhangi bir etki için kanıtları oldukça tartışmalıdır. Çocuklarda veya yetişkinlerde herhangi bir kanser için riskte büyük bir artış bulunmamıştır. Evde düşük frekanslı manyetik alanlara maruz kalma ile çocukluk çağı lösemi riskinde küçük bir artış vardır.

Ayrıca bu sonuçların tarlalara maruz kalma ile hastalık arasında bir neden-sonuç ilişkisine işaret ettiği bilimsel olarak kanıtlanmamıştır. Çok yüksek sıcaklıklarda RF dalgaları vücut dokularını ısıtabilir. Cep telefonlarından yayılan RF dalgaları, iyonlaştırıcı olmayan dalgalar olduğundan ve DNA'ya zarar verme eğilimi çok düşük olduğundan kansere neden olma olasılığı düşüktür.

Depresyon ve Elektromanyetik aşırı duyarlılık

Elektromanyetik aşırı duyarlılık fikrini destekleyen çok küçük bazı kanıtlar var. Bireylerin uygun şekilde kontrol edilen elektromanyetik alana maruz kalma koşulları altında tutarlı reaksiyonlar göstermediğini gösterir. Aşırı duyarlılığı açıklayacak herhangi bir biyolojik mekanizma yoktur.

Sinir sistemi üzerindeki etkisi

Radyo dalgalarının izole sinir preparatlarını, merkezi sinir sistemini, beyin kimyasını ve histolojisini ve kan-beyin bariyerini etkilediği çok uzun zamandan beri aktif olarak tartışılan bir konudur. Son zamanlarda, uzmanlar izole kalp preparatları üzerinde bir çalışma yaptılar ve termal olmayan güç yoğunluklarında RF radyasyonuna maruz kalmanın bir sonucu olarak bradikardi kanıtı sağladılar.

Radyo dalgalarının neden olduğu görsel sorunlar

30 yılı aşkın süredir gözün radyo dalgalarına yüksek oranda maruz kalması sonucu katarakt gelişimi gözlemlenmektedir. Ayrıca, CW mikrodalga alanları, katarakt üretmek için benzer eşiklere sahiptir.

Endokrin sistem

Genel olarak, RF maruziyetinin sona ermesinden sonra hormon konsantrasyonlarındaki değişiklik tersine çevrilebilir. Homeostazın sürdürülmesinde önemli olan sistemler, hipotalamik, hipofiz, adrenal ve tiroid sistemlerinin karmaşık etkileşimlerini değiştirir.

Bağışıklık sistemi

Radyo dalgalarının etkisi hem Vitro hem de Vivo test sistemlerinde rapor edilir. Ayrıca, Lenfoblast transformasyonu ve mitojenlere yanıt vermedeki değişiklikler de fark edilmiştir. Genel olarak, sinüzoidal ELF alanları, bazı laboratuvar hayvanlarının in vivo maruz kalmasından sonra bağışıklık yeterliliği üzerinde önemli bir etkiye sahip değildir.

Hematolojik ve Kardiyovasküler Sistemler

Birçok bilim insanı, hem termojenik hem de termojenik olmayan RF radyasyon seviyelerinin kan kimyası ve kan hücresi sayıları üzerindeki etkilerini değerlendirmek için çok çaba sarf etmiştir. Çalışmada ölçülen hiçbir kan özelliğinin kronik RF maruziyetine yanıt olarak değiştiği bulunmadı.

Hayvan Karsinojenezi

Sadece bazı çalışmalar olası kanserojen potansiyele dair bazı kanıtlar kanıtlamış ve diğerleri hiçbir etki göstermemiştir. Ayrıca, tüm çalışmalar ilgili GWEN alanlarından daha büyük elektromanyetik alanlarla kanıtlanmıştır. Bazı raporların yorumlanması, termal olarak indüklenen stres nedeniyle karmaşıktır.

Yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar, vücudunuzu düşük frekanslı dalgalardan çok daha olumsuz bir şekilde etkileyebilir. İyonlaştırıcı olmayan dalgalar genellikle DNA ve vücut hücrelerine zarar vermede başarısızdır ve iyonlaştırıcı dalgalardan çok daha güvenlidir.


Type1: Sıcaklık

(i) Termokupl - Bir ucunda birleşerek bir ölçüm bağlantısı oluşturan iki telden (her biri farklı homojen alaşım veya metalden) yapılırlar. Bu ölçüm bağlantısı, ölçülen elemanlara açıktır. Telin diğer ucu, bir referans bağlantısının oluşturulduğu bir ölçüm cihazına sonlandırılır. İki bağlantının sıcaklığı farklı olduğu için akım devreden geçer. Ortaya çıkan mili voltaj, bağlantıdaki sıcaklığı belirlemek için ölçülür. Termokupl diyagramı aşağıda gösterilmiştir.

Goji meyvelerini diyetinize almanın birçok yolu vardır:

  • Onları çiğ yiyin.
  • Onları yemek pişirmede kullanın.
  • Goji meyve suyu iç.
  • Bir goji takviyesi alın.
  • Bunları bir bitki çayında kullanın.

Kaynaklar

Doğal İlaçlar Kapsamlı Veritabanı: "Lycium (Goji): Monograf."

Doğal Standart: "Profesyonel Monograf: Goji (Lycium spp.)"

Optometri ve görme bilimi: “Goji berry makula özellikleri ve plazma antioksidan seviyeleri üzerine etkileri.”

Dünya Erkek Sağlığı Dergisi: “Goji (Lycium chinense Mill.) Ekstraktlarının Uygulanması Yaşlı Sıçan Modelinde Erektil Fonksiyonu İyileştirir.”

FoodData Central: “Goji Meyveleri.”

Oksidatif Tıp ve Hücresel Uzun Ömür: “Potansiyel Bir Doğal Antioksidan İlaç Olarak Goji Berries: Moleküler Etki Mekanizmalarına Bir Bakış.”