КВС діагностики стану нормальних і патологічних біотканин за спектрами дифузного відбивання PDF Друк e-mail
Написав Administrator   
Четвер, 22 квітня 2010, 12:02
Комп'ютерно-вимірювальна система діагностики стану нормальних і патологічних біотканин за спектрами їх дифузного відбивання розроблена на замовлення Державного фонду фундаментальних досліджень МОНУ у рамках міжнародного науково-дослідного україно-білоруського проекту разом з Інститутом фізики ім.Б.І.Степанова АН Бєлорусі "Розробка нових принципів діагностики стану нормальних і патологічних біотканин за спектрами дифузного відбивання (теоретичні і експериментальні дослідження)" (2005-2006).
Керівник науково-досліного проекту з української сторони головний науковий співробітник, завідувач кафедри хімії та екологічної безпеки ВНТУ, декан факультету екології та екологічної кібернетики, доктор технічних наук, професор Петрук В.Г.        
Відповідальний виконавець науковий співробітник кафедри хімії та екологічної безпеки ВНТУ, аспірант Кватернюк С.М.
Розробка методу вимірювань виконана молодшим науковим співробітником кафедри хімії та екологічної безпеки ВНТУ, асистентом Черноволик Г.О.
Розроблена комп'ютерно-вимірювальна система діагностики стану нормальних і патологічних біотканин за спектрами їх дифузного відбивання, що складається з монохроматора (МУМ-2), довжина хвилі якого змінюється кроковим двигуном ШД-0,25А від 300 до 1200 нм. Випромінювання з монохроматора через оптоволокно подається на два вимірювальні зонди (інтегрувальні сфери покриті всередині речовиною з відомим рівномірним коефіцієнтом дифузного відбивання, наприклад, оксидом магнію). Один із зондів є вимірювальним  зразковим засобом і закритий заглушкою, а інший має отвір, який доторкається до шкіри. У якості давачів застосовуються фотодіоди ФД-256 (спектральний діапазон 0,4-1,1 мкм), у разі необхідності досліджень в ультрафіолетовій області - ФД-288В (200-500 нм), у ближній інфрачервоній області 700-5200 нм фотодіоди на основі сульфіду свинцю. Вимірювальний підсилювач виконаний за схемою неінвертуючого підсилювача напруги на операційному підсилювачі LM324N. Далі сигнал надходить на вбудований 10 розрядний АЦП мікроконтролера АТ90S4433 та через COM-порт і  адаптер ADM232LJN у комп'ютер. Контролер керування кроковим двигуном, що змінює довжину хвилі випромінювання монохроматора реалізовано на мікроконтролері АТ90S8515. Програмне забезпечення для мікроконтролерів написане на мові IAR С.
Комп'ютерно-вимірювальна система діагностики стану нормальних і патологічних біотканин за спектрами їх дифузного відбивання працює таким чином. На початку роботи здійснюється нормування спектральних характеристик вимірювальних каналів відносно вимірювального зразкового засобу, компенсація темнових струмів фотодіодів. Виміряні спектри дифузного відбивання біотканин заносяться у банк даних із зазначенням дати проведення вимірювань, прізвища, віку та типу захворювання пацієнта, ряду додаткових медичних характеристик отриманих у ході інших аналізів для співставлення їх з спектральними даними. На кожній довжині хвилі проводиться 1000 вимірів та їх усереднення, що дозволяє суттєво зменшити рівень шумів фотодіода. Програмне забезпечення для попередньої обробки даних та керування спектрофотометричною системою складене на Delphi 5.0 для роботи під Windows 98.
Дослідження спектрів дифузного відбивання нормальних біотканин проводились на групі здорових реципієнтів - студентах-екологах ВНТУ у ході практичних робіт з дисципліни "Основи науково-дослідної роботи", студентах ВНМУ ім.М.Пирогова у ході їх практики у Інституті реабілітації інвалідів. Для вивчення вікових змін у спектрах дифузного відбивання нормальних біотканин проводились дослідження на співробітниках кафедри ХЕБ ВНТУ, співробітниках Інституту реабілітації інвалідів. Дослідження спектрів дифузного відбивання патологічних біотканин проводились на групі хворих системним червоним вовчаком, хворих з ампутованими  кінцівками, хворих з травмами та гематомами різного роду, онкохворих. Також проводились дослідження спектрів дифузного відбивання фрагментів біотканин наданих кафедрою судмедекспертизи  ВНМУ.