Пятиканальная система для фотоплетизмографических исследований

Пятиканальная система для фотоплетизмографических исследованийПозволяет определять физиологические показатели организма человека или животных, связанные с деятельностью сердечно-сосудистой системы методом фотоплетизмографии, основанном на регистрации пульсовых кривых.

Одним из методов, позволяющих определять физиологические показатели организма человека или животных, связанные с деятельностью сердечно-сосудистой системы (ССС), является метод фотоплетизмографии (ФПГ), основанный на регистрации пульсовых кривых.

Данный метод исследования ССС имеет ряд преимуществ перед электрокардиографией, реографией и др., а именно:
- возможность работы в условиях повышенной влажности окружающей среды и потоотделения кожных покровов;
- отсутствие непосредственных электродных контактов с кожей;
- отсутствие электрических воздействий на биологический объект; 
- возможность регистрации без сдавливания сосудов, что не нарушает кровообращения.

Система состоит из 5-канального фотоплетизмографа и персональной ЭВМ (ПЭВМ) со специализированным программным обеспечением (СПО). Фотоплетизмограф содержит следующие узлы: фотоэлектрические датчики, включающие в себя источник (светодиод) и приемник (фотодиод) ИК-излучения; усилители сигналов фотодатчиков; микроконтроллер с выходным каналом RS-232С для связи с ПЭВМ, в состав которого входит аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
Суть метода ФПГ заключается в следующем. Исследуемые ткани биологического объекта просвечиваются пучком инфракрасного (ИК) излучения с помощью источника, которое, частично проходя через ткань или частично отражаясь от ее внутренних слоев, воспринимается фотоприемниками. Пульсации периферических сосудов, возникающие за счет прохождения пульсовой волны, вызывают колебания оптической плотности живой ткани, поэтому поток ИК-излучения, прошедший или отраженный от тканей, модулируется по амплитуде и наводит в фотоприемнике электрический сигнал, пропорциональный этому потоку. Таким образом, фотоплетизмограф позволяет вести неинвазивную запись пульсаций кровенаполнения сосудов. Форма пульсовой кривой, регистрируемой с определенного участка тела (мочка уха, конечности, лоб и др.), определяется мощностью сердечного выброса, величиной артериального давления, периферическим сопротивлением артериальной системы, упругостью стенок сосудов и зависит от физиологического состояния организма человека или животного.
Сигналы с пяти датчиков, установленных на обследуемом биологическом объекте, после усиления поступают на входы АЦП микроконтроллера, который с частотой дискретизации 400 Гц преобразует каждый из пяти сигналов в цифровой код и передает в ОЗУ ПЭВМ.
Узел аналого-цифрового преобразования выполнен на однокристальном микроконтроллере PIC16C73 фирмы Microchip со встроенным 8-разрядным АЦП и 5-канальным мультиплексором на его входе. Микроконтроллер имеет также асинхронный последовательный канал передачи данных, через который осуществляется связь с ПЭВМ. Гальваническая развязка канала связи с ПЭВМ выполнена с помощью оптронов.
Функции задания частоты преобразования сигнала, синхронизации каналов и протокола обмена по стандарту RS-232С в микроконтроллере реализованы программно.

СПО ПЭВМ реализовано в виде диалоговой интерактивной системы, позволяющей выполнять следующие функции:

  • просмотр сигналов всех каналов в режиме осциллографа на экране цветного монитора ПЭВМ
  • запись сигналов одновременно со всех каналов в ОЗУ ПЭВМ
  • измерение амплитудно-временных параметров фотоплетизмограмм
  • статистический анализ основных параметров ФП

Технические характеристики системы:

- длина волны излучения инфракрасных светодиодов - 0,95 мкм;
- максимальная мощность измерительного излучения - 20 мВт;
- частотный диапазон регистрируемых сигналов от 0,25 до 40 Гц;
- частота дискретизации измерительного сигнала - 400 Гц;
- время непрерывной регистрации сигналов - 75 с;
- объем памяти одного канала - 30 Кбайт;
- регистрация информации в ПЭВМ типа Notebook марки SENS 700;
- потребляемая мощность фотоплетизмографа - не более 2,5 Вт;
- ресурс работы фотоплетизмографа от встроенных аккумуляторов - 5 часов.
В фотоплетизмографе применены оригинальные миниатюрные оптоэлектронные датчики, работающие как в проходящем, так и в отраженном монохроматическом свете, защищенные авторскими свидетельствами СССР. Применение разработанных датчиков позволяет снизить влияние артефактов, связанных с перекосом датчика, смещением его на загрязненный участок ткани или участок с пигментацией кожного покрова, что важно при проведении исследований в полевых условиях. Кроме того, разработанные датчики и примененные в фотоплетизмографе схемные решения обеспечивают контроль работоспособности каналов прибора в процессе эксплуатации и позволяют исключить из регистрации аномальные пульсовые кривые.

Наш адрес:

e-mail: Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script
Заболотских Владимир Иванович
Лаборатория систем автоматизации измерений
Физико-технического института Уральского отделения РАН (ФТИ УрО РАН)
426000 г.Ижевск, ул.Кирова, 132,
Телефоны: (341-2) 43-03-02, 21-79-66, 21-29-33
Факс: (341-2) 72-25-29
 

Наши новости

Уведомление о вебинаре Springer Nature

image002.jpg Официальный представитель международного научного издательства Springer Nature в России.
Уважаемые коллеги, мы рады пригласить Вас на вебинар, посвященный особенностях публикации научных статей в международных журналах, организованный при поддержке Государственной Публичной Научно-Технической Библиотеки России. Дата и время вебинара: 13 июня, 13:00 - 14:00 (МСК)

КоМУ-2018 - конференция молодых ученых

В текущем году конференция впервые будет проходить под эгидой вновь образованного Удмуртского федерального исследовательского центра УрО РАН...

подробнее>>

Новости библиотеки

Уважаемые коллеги! Приглашаем вас принять участие в серии онлайн-семинаров компании Clarivate Analytics (Thomson Reuters), посвященных актуальным вопросам научных публикаций, которая пройдет в период с 19 по 28 февраля 2018 года.

подробнее>>