Модуляційна оптична радіометрія в медико-біологічних застосуваннях

Автор(и)

  • Oleksii Yanenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
  • Konstantin Shevchenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
  • Olena Golovchanska Національний медичний університет імені О. Богомольця

DOI:

https://doi.org/10.20535/1970.55(1).2018.135829

Ключові слова:

модуляційно-комутаційне перетворення, оптичний радіометр, світлотерапія, інтенсивність світлового потоку, біоматеріали

Анотація

Модуляційна радіометрія широко використовується в радіотехнічних вимірюваннях, забезпечуючи високу чутливість визначення інтенсивності, яка для шумових сигналів може сягати 1∙10─21─1∙10─22 Вт/Гц. В статті приводяться відомості щодо використання низькоінтенсивних оптичних сигналів, з інтегральною потужністю 1∙10─9─3∙10─12 Вт для терапії, діагностики та поглиблених медико-біологічних досліджень. Авторами розглянуто можливості модуляційно-комутаційного перетворення для побудови високочутливих радіометричних пристроїв оптичного діапазону та варіанти їх використання. Розглянуто схему оптичного радіометра та алгоритм перетворення сигналів з компенсацією шумів радіометричного каналу. Приводяться оригінальні схеми оптичних модуляційних радіометрів (ОМР) в поєднанні із пристроями для світлотерапії, що розширює їх можливості та підвищує ефективність технологій лікування, в тому числі пристрій для визначення дози поглинутої енергії в процесі проведення світлотерапії й автоматизована радіометрична система із оцінкою поглинання світлового потоку та використанням зворотного зв’язку з об’єктом опромінення. Розглянуто схему фотометричного радарного вимірювача (спектроаналізатора) для локації слабко прозорих матеріалів, приведено результати експериментальних досліджень зразків біотканини рослинного і тваринного  походження, а також взаємодію світлового потоку різної довжини хвиль з тканиною руки людини. Авторські технічні рішення затверджені патентами України. Експериментально показано, яким чином наявність кольорового пігменту в зразках біотканини змінює форму оптичної спектрограми, що може використовуватися для побудови нових методів та засобів фотоаналізу та діагностики.

Біографії авторів

Oleksii Yanenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

д.т.н., професор

Konstantin Shevchenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

д.т.н., професор

Посилання

V.P.Kutsenko, Ju.A. Skripnik, N.F.Tregubov, K.L.Shevchenko, A.Ph.Janenko. Metody I sredstva sverchvyskochasotnoj radiometrii. Donetsk: IPShI “Nauka I osvita”, 2011, 324 p. (in Russian)

Ju.A.Skripnik, A.Ph.Janenko, V.F.Manojlov. Microvolnovaja radiometrija physicheskih I biologicheskih objectov. Zhitomyr: Izd-vo «Volyn», 2003, 408 p. (in Russian)

Skripnik Ju.A. Izmeritelnyje ustrojstva s commutatsionno-moduliatsionnymi preobrazovateliami. Kyiv: Vyshcha shkola, 1975, 256 p. (in Russian)

Patent SSSR № 1511603, G01J 3/02, Polevoj spectrophotometr / Kulchitskij A.P., Obrinskij L.Je., zajavka №4228189/31-25, 13.02.87, publ.30.09.89, Bjul.№36 (in Russian)

Patent na korysnu model №381107, Ukraina, G01J 3|42, Photometr / Buniak A.M., Borysenkov A.A..TDMU im.I.Puliuja, zajavka 200005067, 30.05.2000, publ. 15.05.2001, Bjul. №4. (in Ukrainian)

A.S. № 1511602, SSSR, G01J 3/42. Spektrophotometr/ Gerasimov S.Ju., zajavka №4177533/40-25, publ.30.09.1989. Bjul. № 36. (in Russian)

V.S. Ivanov, Ju.M. Zolotarevskij, A.F.Katiuk. Osnovy opticheskoj radiometrii. М.: Izd. Phizmatlit, 2003. 544 p. (in Russian)

Medychna technika. Posibnyk. Za redakcijeju prof. Stetsenka G.S. Lutsk: Vyd. Nadstyria 2002, 134 p. (in Ukrainian)

Popechitilev Je.P., Korenevskij N.A. Meditsinskije pribory, apparaty, sistemy i kompleksy. Chast 4. Kursk: KGTU, 2006, 311 p. (in Russian)

J. C. Rojas, F. Gonzalez-Lima, "Low-level light therapy of the eye and brain", Eye and Brain, 2011, No 3, pp. 49–67. https://doi.org/10.2147/EB.S21391

Hamblin M.R., Demidova T.N., "Mechanisms of level light therapy", in Proc. SPIE, 2006, 6140, pp. 1 – 12. https://www.researchgate.net/publication/260866993_Mechanisms_of_low_level_light_therapy DOI: 10.1117/12.646294

Patent na korysnu model, №90426, Ukraina, G1J 1|00, Photometrychnyj vymirjuvach / Yanenko O.P., Myhajlenko S.V., Lisnichuk, A.S., Gorshkov A.V., vynahidnyky, zajavka № u 201315268, 26.12.2013, publ. 26.05.2014, Bjul. №10. (in Ukrainian)

Patent na korysnu model, №91337, Ukraina, А61Н 39/00, G1J 1|00, Prystrij dlia svitloterapii / Yanenko O.P., Myhajlenko S.V., vynahidnyky, zajavka № u201401890, 25.02.2014; publ. 25.06.2014, Bjul. № 12. (in Ukrainian)

Patent na korysnu model, Ukraina, № 113732, А61В 5/00, Prystrij dlia svitloterapii / Yanenko O.P., Shevchenko K.L., Tkachuk R.A., Kuz V.І., vynahidnyky, zajavka №201613025, publ. 10.02.2017р., Bjul. №3. (in Ukrainian)

Eggert H., Blazer V. "Optical properties of human brain tissue meninges and brain tumors in the spectral range of 200 to 900 nm", Neurosurgery, 1987, 21(4), pp. 459-464. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3683777

Grimvlatov V., Rubinshtein A., Rubinshtein M. "Spectral dosimetry in low light therapy", in Proc SPIE; 2006, 6140, pp. 1-11. https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/6140/61400S/Spectral-dosimetry-in-low-light-therapy/10.1117/12.659703.short?SSO=1

Patent na korysnu model, Ukraina, № 119255732, G01J 1/00, Photometrychnyj vymirjuvach poglynalnoji zdatnosti slabko prozoryh materialiv / Yanenko O.P., Shulga V.A., Shevchenko K.L., Golovchnska O.D., vynahidnyky, zajavka №201612000, 25.11.2016, publ. 25.09.2017р., Bjul. №18. (in Ukrainian)

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-06-29

Номер

Розділ

ПРИЛАДИ І СИСТЕМИ БІОМЕДИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ