Детальная информация

Настоящая работа посвящена созданию демонстрационного макета с двумя мультиплексированными волоконно-оптическими датчиками давления с интенсивностным опросом при помощи цифровой камеры. Основная цель исследования заключалась в разработке системы для измерения скорости пульсовой волны человека. Для достижения данной цели был разработан волоконно-оптический датчик микроперемещений с повышенной чувствительностью, изготовлены различные типы мембран для датчика давления, проведены эксперименты по их тестированию и определению их характеристик. Разработка кода для обработки сигнала с датчиков осуществлялась в среде MATLAB. Модели для 3D-печати элементов системы отрисовывались в программе AutoCad. Эксперименты по измерению пульсовых волн проводились на лучевой и сонной артериях с использованием созданных датчиков. В результате работы была реализована система измерения скорости пульсовой волны, включающая волоконно-оптические разъемы, чувствительные мембраны и корпуса датчиков. Были протестированы разные типы мембран, что позволило определить наиболее подходящие — плоские резиновые мембраны. Проведенные эксперименты подтвердили возможность измерения скорости пульсовой волны, а также показали изменение скорости после приёма сахара испытуемым. Таким образом, все поставленные задачи были успешно выполнены. Результаты исследования могут быть использованы в медицине при разработке недорогих устройств мониторинга и диагностики состояния сердечно-сосудистой системы, а также для научных исследований в области биомеханики и медицинской физики. Созданная система обладает потенциалом для дальнейшего усовершенствования путем улучшения алгоритмов обработки сигналов и повышения точности измерений.

This work is devoted to the creation of a demo layout with two multiplexed fiber-optic pressure sensors with intensity polling using a digital camera. The main purpose of the study was to develop a system for measuring the speed of a human pulse wave. To achieve this goal, a fiber-optic micro-displacement sensor with increased sensitivity was developed, various types of membranes for the pressure sensor were manufactured, experiments were conducted to test them and determine their characteristics. The development of the code for processing the signal from the sensors was carried out in the MATLAB environment. Models for 3D printing of system elements were drawn in the AutoCAD program. Pulse wave measurement experiments were carried out on the radial and carotid arteries using the created sensors. As a result of the work, a pulse wave velocity measurement system was implemented, including fiber-optic connectors, sensitive membranes and sensor housings. Different types of membranes were tested, which allowed us to determine the most suitable — flat rubber membranes. The experiments carried out confirmed the possibility of measuring the pulse wave velocity, and also showed a change in velocity after taking sugar to the subjects. Thus, all the tasks were successfully completed. The results of the study can be used in medicine in the development of inexpensive devices for monitoring and diagnosing the state of the cardiovascular system, as well as for scientific research in the field of biomechanics and medical physics. The created system has the potential for further improvement by improving signal processing algorithms and improving measurement accuracy.