CC BY
20
лятора. При цьому останне рiвняння прийме вигляд:
1 И л
Е4(Я) К— Г Г Г к ■ Б,а(Ь,2')^2' - Ег,4(Ь,г')ф' ■ дгси№ + Е.^Ь^ай^Л-Ьйф'ск'.
4л-,-1- л
г =-И ф =—л
Координати г', ф ', г ' вказують положення джерела на поверхш iзолято-ра, а координати г, ф, г - положення точки навколишнього середовища, в якому i визначаеться поле.
Висновки
При розрахунку теплового поля (розподiлi температури в бюоб'екл) необхiдно розрахувати розподiл електричного поля (напруженостi елект-ричного поля) в бюоб'екл, яке е джерелом тепла, що дае змогу визначити розподш температури. Подальшим розвитком задачi мае бути моделюван-ня нестацюнарного теплового поля, що мае мюце у реальному бiооб'ектi.
Л1тература
1. Шульман З.П., Маркова Л.В. и др. Биотепловая задача гипертермии, АНК «Институт тепло- массообмена им. А.В. Лыкова», Минск 1991, 35 с.
2. Кинг Р., Смит Т. Антенны в материальных средах т.1, 2 - М.: Мир, 1984, 824 с. Голощапов А.В
Электростатическая модель аппликатора для гипертермии
Рассматривается конструктивная особенность аппликаторов для гипертермии возможность расчета электромагнитных полей и распределение температуры в биотканях при лечении гиперплазии предстательной железы.
Goloschapov A.V. Electrostatic model applicators for hypothermia
The structural feature of applicators is examined for hyperthermia that possibility of calculation of the electromagnetic fields and division of temperature in GiaraaHHHax at treatment of hy perplazia of peredmikhurovoy gland.
УДК 615.47
АНАЛ1З ШЛЯХ1В БОРОТЬБИ З АРТЕФАКТАМИ ПРИ РЕвСТРАЦП ПУЛЬСОВО1 ХВИЛ1 ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФ1ЧНИМ МЕТОДОМ
Мостчук В. С.
Розглянута завадостшшстъ фотоплетизмографiчного методу, запро-поновано засоби боротъби з артефактами механiчного та оптичного по-ходження.
Вступ. Постановка задач1
Пульсовi коливання - тонкий показник функцюнального стану сердце-во-судинно! системи i оргашзму в цшому, тому медицина завжди придшя-ла особливу увагу !х дослщженню [1]. Потенцшш можливост бюмедичню! апаратури для аналiзу стану сердцево-судинно! системи, залежать вiд виб-раного методу реестрацп пульсово! хвилi (ПХ). При цьому актуальним е забезпечення завадостшкост апаратури, стабiльностi в робот при артефактах значного рiвня, рiзного походження. Вирiшення ще! задачi дозволить вткористати системи пульсово! дiагностики для широкого застосу-вання, зокрема, в спортивнiй медициш, для реабштаци хворих,iн.
BicHUK Нацюнального техтчногоутверситету Украти "КПГ Серiя — Радютехтка. Радюапаратобудування.-2007.-№34
Аналiз особливостей реестрацп ПХ фотоплетизмографiчним методом
Фотоплетизмографiчний метод фжсуе змiну об'ему органу або його ча-стини у зв'язку з динамiкою його кровонаповнення протягом серцевого циклу. Фотоплетизмограма, що отримуеться пiсля обробки сигналу фотоприй-мача, характеризуе стан кровотоку в мющ розташування сенсора. Нешвази-вна фотооптична технолопя дослiдження кровi i бiотканини, що заснова-на на аналiзi спектрiв вiдбивання i пропускання (або поглинання) дiлянок тiла людини [2], забезпечуе високу точнiсть вимiрювань при мiнiмальному впливi на пащента. Переваги даного методу характеризуються простотою сенсора та вщсутшстю електричного контакту. Проблемами фотоплетиз-мографiчного методу е широкий дiапазон варiацiй властивостей об'екта дослщження - пiгментацiя та товщина шкiри, рiвень артерiального тиску тощо. Великий рiвень мають артефакти оптичного, електричного, мехашч-ного та температурного походження [2]. Традищйш методи боротьби з артефактами зводяться до створення спещальних умов для пащента, напри-клад положення тiла, вщсутшсть механiчних рухiв, тремтiння. За правиль-нiстю та точнiстю накладення сенсора мае слщкувати лiкар [3]. Саме щ не-долiки значно обмежують використання фотоплетизмографiчного методу.
Артефакти фотоплетизмографiчного методу:
Задача боротьби з артефакти електричного походження, розв'язуеться традищйними способами, як полягають у видiленнi корисного сигналу на виходi фотоприймача. Для зменшення синфазно! завади використовуються диференщйш пiдсилювачi. Крiм того на сигнал впливають власнi шуми фотоприймача та шдсилювача -на даний час розв'язаш задачi. Бiльший ш-терес викликають завади зовнiшнього походження в умовах не можливост зменшення !х рiвня.
Артефакти механiчного походження. Як правило джерелом !х е користу-вач або пащент. Якщо це тремтшня тша людини (10-15 Гц) або ненавмис-нi пульсаци тканини [4] в мющ розташування фотоплетизмог-рафiчного сенсора, то зменшити цей вплив можливо сильшшим притисненням до тiла. Але при такому пiдходi виникае загроза впливу на локальний кровоток у зв'язку з впливом конструкци самого сенсору на розташоваш пiд ним судини [5]. Це об'ективно вщобразиться i на зареестрованiй ПХ. Крiм того даний споЫб не може усунути по-внiстю вплив рухiв людини -ходь-
Рис. 1 Пульсовий сигнал, спотворений артефактами мехашчного походження
134 Вкник Нацюнального техтчного утверситету Украти "КП1"
Серiя — Радютехтка. Радюапаратобудування.-2007.-№34
ба, бщ ш. (див. рис. 1). Для цього в [6] запропоновано використання дода-ткового сенсора прискорення, сигнал з якого обробляеться i вираховуеться з сигналу ПХ. Теоретично вплив на ПХ-хвилю визначаеться як: Sd = Sr + Sp, де Sd - сигнал на виходi детектора, 8г -шкiдлива компонента
на виходi детектора, що е наслiдком рухiв, Sp -корисна компонента на виходi детектора, що дорiв-нюе Sp = Sd - Sr', де Sr' -
отримуеться внаслiдок при-ведення сигналу на виходi сенсора прискорення до фо-рми ПХ. Похибка ASr, що утворюеться внаслiдок складного впливу механiч-ного артефакту на сигнал ПХ, дорiвнюватиме
А^Г = Sr - ^.
Складшсть полягае в тому що досягти мшiмiзаци по-хибки можливо лише експериментальним шляхом. При цьому взагал не враховуються iндивiдуальнi особливостi кожно! людини. Тому важливим е розробка способiв зменшення похибки ASr та адаптаци розглянутого методу боротьби з мехашчними артефактами до конкретно! людини. Слщ за-значити, що ^г також може вносити додатковi похибки в точшсть отри-маного сигналу, що примушуе використовувати пороговий рiвень для детектора рухiв, сигнал з якого шдлягае додатковiй обробцi зпдно наведених спiввiдношень. Блок-схема способу боротьби з мехашчними артефактами, показана на рис.2
Артефакти оптичного походження: Внаслщок використання чутливих фотоприймачiв, великий вплив на останш мають завади сторон-нiх джерел свiтла. Переважно це сонячне, денне свггло. Найпрос-тший метод боротьби з цим явищем - створення конструкци детектора ПХ таким чином, щоб сторонне св^ло не потрапляло на фотоприймач. Але це не може повшстю усунути даний артефакт, оскшьки сторонне св^ло може проходити через тканини
В^ник Нащонального техтчногоутеерситету Украти "КП1" 135
Серiя — Радютехтка. Радюапаратобудуеання.-2007.-№34
Рис.3. Спектри поглинання р1зних форм гемоглобшу
тгла i потрапляти на вхгд фотоприймача. В [6] пропонують усунути дiю такого артефакту змгною дiапазону, а саме перейти до довжини хвилi з про-мiжку 300-600 нм, що е спектром синього свiтла. При цьому фотоприймач мае мати чутливу зону не бгльше 600 нм. Сторонне свгтло не проходить через шкгру (або, щонайменше, не впливае на фотоприймач). З рис. 3 [7] видно, що чутливгсть при цьому може збгльшитись за рахунок бгльшого поглинання свгтла вказаних довжин хвиль гемоглобгном. Цей факт свгд-чить про доцiльнiсть дослiджень, спрямованих на вибiр оптимально! довжини хвилi при використаннi описаного методу, адже основною довжиною хвилi свггла в традицгйному сенсорi на сьогоднг е 810 нм.
Висновки
В робот розглянуто завади фотоплетизмографгчного методу i запропо-новано шляхи боротьби з механгчними завадами за допомогою додатково-го сенсору прискорення. Вгдмгчена можливгсть зменшення ди оптичних артефактгв при змгнг дгапазону довжин хвиль сенсору.
Актуальними постають задачг моделювання, проведення експериментгв з метою набору статистичних даних для вироблення та пгдтвердження аде-кватностг критерив впливу додаткових сенсоргв на сигнал ПХ. Цгкавими, з практично! точки зору, залишаються дослгдження температурних впливгв на сигнал ПХ та можливгсть його корекцп на шдставг шформаци про роз-подгл температури кгнцгвки.
Л1тература
1. Терехова Л.Г. Практические вопросы сфигмографии.-Л.:Медицина, 1968.- 119 с. Колесникова Т.А. Система дгагностики захворювань серцево-судинно! системи на основг монгторингу показникгв пульсово! хвилг: Автореф.дис.канд.техн.наук: 05.11.17. К., 2004. 16 с.
Инструментальные методы исследования сердечно-сосудистой системы: Справочник / Под ред. Т.С. Виноградовой. М.: Медицина, 1986. - 230 с. Волков В .Я., Гладков Ю.М., Завдский В.К., 1ванов В.П. Повышение достоверности и точности пульсоксиметрии с помощью встроенной экспертной системы // Медицинская техника.- 1993.- №3.- С.14-19.
Гуревич М.И., Берштейн С. А. Основы гемодинамики. К.: Наукова Думка, 1979. 340 с. Пат. 69832782 T2 Нгмеччина, МКИ A 61 В 5/02. Vorrichtung zur Pulswellen-untersuchung/Amano та гн.; Seiko Epson Corp.; Заявка 14.12.05; Публ. 21.09.06. Кузьмич В.В., Жаров В.П. Основные принципы и особенности транскутанной «отражательной» оксиметрии // Медицинская техника.- 1993.- №3.- С.36-42.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Мосийчук В. Анализ способов борьбы с артефактами при регистрации пульсовой волны фотоплетизмографическим методом
Рассмотрена помехоустойчивость фотопле-тизмографического метода, предложены способы борьбы с артефактами механического и оптического происхождения._
Mosiychuk V. The analysis of ways of struggle against artefacts at registration pulse waves a method photoplethysmography
Examines a noise stability a method photoplethysmography. Is surveyed, ways of struggle against artefacts of a mechanical and optical parentage are offered._
136 BicHUK Нацюнального техтчногоутверситету Украти "КП1"
Серiя — Радютехтка. Радюапаратобудування.-2007.-№34
