Детальная информация

Обоснована необходимость в разработке методов оценки функционального состояния человека и его аэробной мощности путем анализа пульсовых волн, зарегистрированных в дистальных периферических зонах с помощью оптического излучения, а также спектральных характеристик оптической тканевой оксиметрии от сигналов, зарегистрированных на кисте руки. В исследованиях использовался эргоспирометр и система для создания нагрузки на организм человека в виде велотренажера. Предложена усовершенствованная конструкция оптического датчика на базе прибора с зарядовой связью, оформленного в виде линейки. Сигнал тогда состоит из ступенек. Изменилось состояние сердечно-сосудистой системы (ССС) изменились и ступеньки. Они также теперь индикатор работы ССС. Это улучшает диагностику работы ССС в сравнении с выпускаемыми промышленными датчиками с оптическим сигналом. Разработана инновационная методика анализа формы пульсовой волны, с помощью которой были выявлены ранее не диагностируемые нарушения работы сердечно-сосудистой системы. Полученные данные подтверждены клиническими испытаниями с применением сертифицированного медицинского оборудования. Для регистрации сигналов оптической тканевой оксиметрии разработан датчик на 18 длин волн с возможностью дистанционной передачи информации о регистрируемом спектре. Предложена новая методика обработки оптического сигнала тканевой оксиметрии для согласования полученных значений с данными об измерении расхода кислорода, для выявления уровня максимального потребления кислорода (МПК). Проведенные исследования подтвердили обоснованность разработанной методики.

This paper substantiates the need to develop methods for assessing human functional state and aerobic power by analyzing pulse waves recorded in distal peripheral zones using optical radiation, as well as the spectral characteristics of optical tissue oximetry from signals recorded on the hand. An ergospirometer and a stationary bicycle exercise system were used in the study. An improved design of an optical sensor based on a charge-transfer CCD array is proposed. This array allows for recording a signal as a step response. The step parameters are shown to correlate with the functional state of the cardiovascular system. Using a CCD array improves diagnostic capabilities compared to standard optical sensors. An innovative method for analyzing the pulse waveform has been developed, which has enabled the identification of previously undiagnosed cardiovascular disorders. The obtained data have been confirmed by clinical trials using certified medical equipment. To record optical tissue oximetry signals, an 18-wavelength sensor with the ability to remotely transmit information about the recorded spectrum has been developed. A new method for processing the optical tissue oximetry signal is proposed to reconcile the obtained values with oxygen consumption measurement data, thereby identifying the level of maximum oxygen consumption (MOC). The conducted studies have confirmed the validity of the developed method.

• ВВЕДЕНИЕ
• 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПУЛЬСОКСИМЕТРИИ
  • 1.1 Понятия и определения
  • 1.2 Физика образования пульсовой волны
  • 1.3 Структура и основные части пульсовой волны
  • 1.4 Способ определения сатурации в потоке крови
  • 1.5 Вычисление содержания кислорода в крови
  • 1.6 Сравнительный анализ современных методов экспресс-диагностики сердечно-сосудистой системы
    • 1.6.1 Трансмиссионная и отраженная пульсоксиметрия
    • 1.6.2 Пьезоэлектрические датчики
  • 1.7 Проблемы искажения сигнала при использовании АЦП
• 2 РАЗРАБОТКА ДАТЧИКА С ОПТИЧЕСКИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ В ДАЛЬНЕЙ ЗОНЕ
  • 2.1 Принципы работы ПЗС-линейки
  • 2.2 Конструкция датчика
  • 2.3 Сравнение нового датчика с промышленными вариантами
  • 2.4 Способы описания сигнала пульсовых волн и их обработка
    • 2.4.1 Метод анализа во временной области
    • 2.4.2 Способ обработки пульсовой волны с различным числом максимумов
    • 2.4.3 Разработка нового алгоритма разбиения пульсовой волны на фронты
    • 2.4.4 Описание фронта нарастания и спада
    • 2.4.5 Описание максимумов
    • 2.4.6 Результаты исследований состояния пациентов
• 3 СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ РУСЛА
  • 3.1 Структурная схема и принцип функционирования
  • 3.2 Характеристики оптического сенсора
  • 3.3. Основы взаимодействия оптического излучения с биотканями
  • 3.4. Моделирование глубины проникновения излучения
  • 3.5 Экспериментальные исследования и клиническая апробация
  • 3.6 Подтверждение полученных результатов на сертифицированном оборудовании
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ