Повышение точности определения оптических свойств кожных и слизистых покровов двухлучевым биофотометром

• Автор: Кузнецова, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 185 с. : ил.

-2-СОДЕРЖАНИЕ:
Введение
Глава 1. Фотометрические методы и приборы для исследования биотканей
1.1 Области медицинского применения фотометрических методов
1.2 Определение оптических свойств биотканей
1.3 Источники погрешностей при неинвазивном определении оптических
свойств биоткани
1.4 Принципы построения фотометрических устройств
1.5 Принципы построения делительных схем
1.6 Методы анализа погрешности оценки фотометрических параметров
1.7 Постановка задачи исследования
Глава 2. Методы анализа систематических погрешностей двухлучевых биофотометров
2.1 Погрешность определения оптических свойств биоткани при изменении ее толщины
2.2 Анализ погрешности двухволновых двухлучевых фотометров аналитическим методом
2.3 Ошибки измерения параметров И и в биофотометрах с оптоэлектронным контуром отрицательной обратной связи
2.4 Выводы по главе
Глава 3. Принципы построения и аппаратурная реализация фотометрических устройств для неинвазивной оценки свойств
биотканей
3.1 Обобщенная схема двухлучевого биофотометра

3.2 Оптоэлектронная отрицательная обратная связь в двухлучевых фотометрах с широтно-импульсной модуляцией
3.3 Выводы по главе
Глава 4. Апробации двухлучевых биофотометров в клинических условиях
4.1 Исследование оптических свойств биологической ткани при помощи ОЭИП с совмещенными потоками
4.2 Оценка эффективности работы оптоэлектронного контура отрицательной обратной связи
4.3 Исследование особенностей регуляции регионарного кровотока беременных женщин
4.4 Исследование при помощи двухлучевого биофотометра эффективности акупунктурного воздействия
4.5 Выводы по главе
Выводы
Заключение
Использованная литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Фотометрические приборы для клинико-физиологических исследований находят широкое применение при определении важных медико-биологических показателей, характеризующих состояние организма живого биообъекта. Кроме клинико-лабораторного анализа, они используются в хирургии, анестезиологии, кардиологии, педиатрии, гинекологии и других областях медицины. Особенно интересны неинвазивные фотометрические методы как нетравматичные (не нарушают целостности покровов тела, избавляют пациента от болевых и неприятных ощущений) и наиболее безопасные (исключают внесение в организм чужеродных веществ, в том числе инфекций). При помощи этих методов можно определить такие показатели как оксигенация крови, показатели гемодинамики, содержание сахара и других веществ в живом организме.
При неинвазивной регистрации состава крови и параметров кровообращения, между преобразователем, помещаемым на поверхности кожи, и кровеносными сосудами лежит неоднородный неконтролируемый слой эпидермиса, который имеет различную пигментацию и толщину на разных участках тела или у разных людей на одном участке, различный волосяной покров и другие неоднородности. Это обуславливает разные оптические свойства (например, коэффициент пропускания, рассеяния) эпидермиса. Таким образом, на исследуемый медико-биологический показатель влияют различные факторы, связанные с неоднородностью верхнего слоя кожного покрова и других тканей. Эти факторы приводят к появлению систематической погрешности измерения фотометрических параметров биообъекта, по которым определяются медико-биологические показатели.
Изученные принципы построения отечественных и зарубежных фо-

использующих сложение сформированного пилообразного напряжения с управляющим и вырабатывающих прямоугольные импульсы, длительность которых зависит от приложенного смещения для управления импульсными делителями напряжения [39]; амплитудно-временные схемы с импульсной обратной связью, использующие обратимость операции перемножения [40]. Эти схемы обеспечивают относительную погрешность деления 0,1-1%.
Время-импульсные схемы открытого типа основаны на управлении временем разряда конденсатора таким образом, чтобы оно было обратно пропорционально напряжению делителя; на использовании униполярного транзистора; на принципе широтно-импульсного преобразования (рис.1.3). Данный метод деления может быть реализован относительно простыми схемными решениями при достижении высокой точности результата, однако для этого требуется стабилизировать длительность полупериода модулирующего напряжения.
Свободной от этого недостатка является аналогичная схема с использованием интегратора для преобразования амплитуды сигнала делителя иг в пилообразную форму (рис.1.4). Точность данной схемы выше, чем предыдущей, так как исключается зависимость выходного результата от периода повторения управляющих импульсов.
Математическая операция определения логарифма отношения двух сигналов, например, при определении оптической плотности, может быть выполнена, как и в случае определения отношения, цифровым или аналоговым методом. Цифровой способ определения логарифма отношения требует значительных аппаратурных затрат, поэтому обычно применяют аналоговый метод определения логарифма отношения, используя нелинейные характеристики элементов - экспоненциальные вольт-ам-перные характеристики диодов при малых (менее 100 мкА) токах, схемы с экспоненциальным время импульсным преобразованием (используются свойства ИС цепи), схемы с логарифмическими усилителями и