Книг?по разным тема?/b> Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |   ...   | 26 |

Пр?исследован??образцов кров??плазмы оказалос? чт?наименьшим коэффициенто?пропускания обладает кров? чт?опреде?ет? наличием ?не?форменны?элементо? Наибольший коэффициен?отражения установлен ?кожи, наименьший - ?хлорвинилово?трубки, заполненно?кровью.

Для сосудо?различного диаметра максимальн? величина сигнал?для ис пользуемог?датчик?достигается на расстояни?4 мм пр?исследовании ?отраженном свет? причем этот показатель изме?ет? ?4 раза для тканей челюстно-лицево?област? Для имитаторов биологически?объектов величина сигнал?изме?ет? ?7 ра? ?максимальным сигналам не соответствуе?одно ?то же расстояни?межд?имитатором ?фотоплетизмографически?датчиком (?? максимум?кривых не лежа?на одно??то?же вертикальной прямо?. Наибольшим коэффициенто?пропускания обладает жировая ткан? ?наименьшим - сосу? заполненны?кровью. Таки?образо? экспериментально установлен? чт?биологически?ткан?невозможно иммитировать, поскольк?полученные пр?этом результаты исследований неадекватн??значительн?отличаются.

Максимальном?сигнал?пр?исследовании тканей ?проходяще?свет?соответствуе?тако?положени?фотоплетизмографического датчик? пр?которо?светодио?отстои?от ткан?на 2 мм, ?фотодиод находится ?контакте ?не? Проведенны?эксперименты позволяю?констатировать, чт?запись фотоплетизмограммы пр?исследован??биологически?тканей ?проходяще?свет?дает информацию ?непосредственном изменени?кровоток??ни? та?ка?вс?изученны?ткан?относительно "прозрачн? по сравнению ?кровью, ?запись фотоплетизмограммы ?отраженном свет?несе??себе информацию только об изменени?положения ближайше??фотоплетизмографическому датчик?поверхност?

Таки?образо? из вышесказанного можн?сделат?выводы:

1. Фотоплетизмограф? имее?вспомогательно?диагностическо??прогностическо?значение пр?изучении многих сердечно-сосудистых ?нервны?заболевани? которы?являются сейчас само?частой причиной смерти ?инвалидности ?молодо?возрасте;

2. Фотоплетизмограф?по сравнению ?электроплетизмографами обладаю?следующими преимуществами: боле?высокая чувствительность, линейность измерения датчиком, портативност??быстрота записи, отсутствие поме? связанных ?инерционностью преобразователя, возможност?регистраци?сосудо??любо?област?кожи ?слизисты?оболочек человека.

Кром?того, фотодатчик не вызывает сдавления исследуемого участк? ??

не вносит нарушения кровообращен?.

3. Пр?исследован???отраженном свет?для регистраци?максимальног?сигнал?фотоплетизмографически?датчик следуе?устанавливат?та? чтоб?он не контактирова??исследуемо?тканью, находился на расстояни?3-4 мм от не?

4. Пр?изучении тканей ?проходяще?свет?излучатель следуе?помещать на расстояни?1-2 мм от ткан? ?приемник лучистой энерги?на не?

5. Кров?сильно поглащае?световую энергию;

6. Рассеивани?световой энерги??основном опреде?ет? наличием ?не?форменны?элементо?кров?

7. Возрастани?величины сигнал?ме?ет? пр?изменени?расстояния межд?тканью ?датчиком;

8. Изменени?объема кров??тканя?не вызывает значительног?повышения величины электрического сигнал?

9. ?достаточно?степенью уверенност?можн?сказат? чт?запись фотоплетизмограммы ?проходяще?свет?несе?информацию ?непосредственном изменени?интенсивност?кровоток??тканя? ?для отраженног?свет?фотоплетизмографически?датчик улавливает только изменени?положения ближайше??нему поверхност? пульсация которо?связана ?изменением интенсивност?кровоток??тканя?

3.2. Расчет параметров оптической част?фотоплетизмограф?3.2.1. Расчет геометрических размеров оптических схем ?канале измерения кровоток??пищеводе для увелечен? эффективност?сбор?информации необходимо межд?источником излучения ?приемником излучения поставит?прямо?круговой кону?(?дальнейшем кону?.

Диамет?основания конуса буде?равнять? диаметру измерительного зонд?

Необходимо определить оптимальны?угол пр?вершин?конуса.

Расчет оптимального угла пр?вершин?конуса.

Исходные данные:

?2 мм;

?4 мм;

?3 мм;

d=5 мм;

гд??- расстояни?от вершин?конуса до приемной площадки фототранзистор? ?- диамет?зонд?канала измерения кровоток??пищеводе, ?- расстояни?от источник?оптическог?излучения до конуса; d - расс?ни?от источник?излучения до стенки пищевода (ри? 1.14.).

Вначал?рассчитаем угол - угол охвата облучаемой поверхност? когд?вместо конуса стои?непрозрачн? пластинк? Для простоты примем диамет?пластинк?равный 0. Такж?сделае?допущени? чт?источник излучения точечный, см. ри?1.15.

ac B A O a- x x M N P a 2 a C D Ри? 1.14. Графическо?пояснение символов математическог?аппарата, когд?межд?источником ?приемником излучения находится непрозрачн? пластинк?

Из треугольника АО?

a + c tg1 = ;

d Тогд?

a + c 2 + 1 = arctg = arctg = 26,56?;

2d 2 Х Из треугольника ОВN:

tg=b/2/c;

= arctg = 33,6?

2 Х max=90?- 33,6?56,4? ?? угол принадлежи?диапазон? (0;56,4];

Из треугольника PMD:

x tg2 = ; (1.46) b d Такж?из треугольника АС?

a - x + c tg2 = ; (1.47) d Прирав?ем правые част?уравнени?(1.46) ?(1.47) ?найдем значение ?

x 2 - x + = ;

5 x 5 - x = ;

3 5x=15-3x; 8x=15; x=1,875.

Подстави?значение ??уравнени?(1):

b d g a a Q a a 1,875 1,tg2 = = = 0,625;

5 2=32,005?

=2-1=32,005?- 26,56?= 5,445?

Таки?образо? если отсутствуе?кону? то угол охвата облучаемой поверхност?раве?5,445?

Теперь расчитае?угол для случ? показанног?на ри? 1.15.

F ???L O z A B P D E E E C ?x- y R H K Ри? 1.15. Графическо?пояснение символов математическог?аппарата, когд?межд?источником ?приемником излучения находится кону?

= 2 - 1 (1.48) Вначал?проведем расчет 2:

Из треугольника PEM:

a + y tg2 = ; (1.49) b d Из треугольника OMK:

x - y + c tg2 = ; (1.50) d Из треугольника ?B:

b tg = ; (1.51) 2 x Из уравнения (1.51):

b x = ; (1.52) 2tg Прирав?ем правые част?равнений (1.49) ?(1.50):

b ?d a Q w a a a a + y x - y + c = ;

b d d Подстави?численны?значен?:

2 + y x - y + = ;

5 2 + y x - y + = ;

3 10 + 5y = 3x - 3y + 8y - 3x = -1;

3x -y = ; (1.53) Подстави?(1.52) ?(1.53):

3 Х 4 -1 - 2tg tg 3 2 y = = = - ; (1.54) 8 4tg Подстави?(1.54) ?(1.49):

2 + y 2 y 2 3 1 15 tg2 = = + = + - = + = 3 3 3 3 8 Х 3 4 Х tg Х 3 4 Х tg 2 5 = + ;

4 Х tg Отсюда:

5 2 = arctg + ; (1.55) 4tg Теперь проведем расчет 1:

Примем другие обозначения (ри? 1.16.) F ?L ?w O z g f A y B P D E E C e g?R K Ри? 1.16. Графическо?пояснение символов математическог?аппарата, когд?межд?источником ?приемником излучения находится кону?(для расчет?угла 1).

Из треугольника АВ?

90?- + 90?+ 1 + /2 = 180?

откуда:

= 1 + /2. (1.56) Из треугольника ORK:

c - g tg1 = ; (1.57) d 6tg sin2 + 5cos tg + 2cos 2 2 tg1 = ;

16tg sin2 + 8tg cos + 2tg sin + 2sin 2 2 2 6tg sin2 + 5cos tg + 2cos 2 2 1 = arctg ; (1.58) sin2 cos sin 16tg + 8tg + 2tg + 2sin 2 2 2 b ?d a w a a 5 = 2 -1 = arctg + 4tg (1.59) 6tg sin2 + 5cos tg + 2cos 2 2 - arctg ;

sin16tg + 8tg cos + 2tg sin + 2sin 2 2 2 Для того, чтоб?узнать ка?изменить? угол охвата облучаемой поверхност?пр?удалении от не? зададимся расстоянием d=10 мм, ?проведем то?же расчет, не изме?я остальны?исходные данные.

Исходные данные:

?2 мм;

?4 мм;

?3 мм;

d=10 мм;

Вначал?рассчитаем угол - угол охвата облучаемой поверхност? когд?вместо конуса стои?непрозрачн? пластинк? Для простоты, ка???предыдущем случае, примем диамет?пластинк?равный 0. Такж?сделае?допущени? чт?источник излучения точечный.

Из треугольника АО?

a + c tg1 = ;

d Тогд?

a + c 2 + 1 = arctg = arctg = 14,03?;

2 Х2d Из треугольника ОВN:

tg=b/2/c;

= arctg = 33,6?

2 Х max=90?- 33,6?56,4? ?? угол принадлежи?диапазон? (0;56,4];

Из треугольника PMD:

x tg2 = ; (1.60) b d Такж?из треугольника АС?

a - x + c tg2 = ; (1.61) d Прирав?ем правые част?уравнени?(1.60) ?(1.61) ?найдем значение ?

x 2 - x + = ;

10 x 5 - x = ;

8 10x=40-8x; 18x=40; x=2,23.

Подстави?значение ??уравнени?(1.60):

2,23 2,tg2 = = = 0,279;

10 2=15,5? =2-1=15,5?- 14,03?= 1,47?

Таки?образо? если отсутствуе?кону? то угол охвата облучаемой поверхност?раве?1,47?

Теперь рассчитаем угол для случ? показанног?на ри? 1.15.

= 2 - 1 (1.62) Вначал?проведем расчет 2:

Из треугольника PEM:

a + y tg2 = ; (1.63) b d Из треугольника OMK:

x - y + c tg2 = ; (1.64) d Из треугольника ?B:

b tg = ; (1.65) 2 x ?итог?получает?:

5 2 = arctg + ; (1.66) 9tg Теперь проведем расчет 1:

Примем другие обозначения (ри? 1.16.) Из треугольника АВ?

90?- + 90?+ 1 + /2 = 180?

откуда:

= 1 + /2. (1.67) Из треугольника ORK:

c - g tg1 = ; (1.68) d Из треугольника CDR:

g?+ g tg1 = ; (1.69) b d 6tg sin2 + 5cos tg + 2cos 2 2 tg1 = ;

36tg sin2 +18tg cos + 2tg sin + 2sin 2 2 2 6tg sin2 + 5cos tg + 2cos 2 2 1 = arctg ; (1.70) sin2 cos sin 36tg +18tg + 2tg + 2sin 2 2 2 Подставляя ?формул?(1.62) полученные значен? получаем:

5 = 2 -1 = arctg + 9tg (1.71) 6tg sin2 + 5cos tg + 2cos 2 2 - arctg ;

sin2 cos sin 36tg +18tg + 2tg + 2sin 2 2 2 Построим график зависимост?угла охвата облучаемой поверхност?от угла пр?вершин?конуса для d=5 мм ?d=10 мм (ри? 1.17.), по формулам (1.59) ?(1.71).

Зависимост?угла охвата облучаемой поверхност?от угла пр?вершин?конуса d=5 mm d=10mm Beta 10 50 90 130 Ри? 1.17. Зависимост?угла охвата облучаемой поверхност?от угла пр?вершин?конуса.

a t e T Выводы: Из график?видн? чт?об?функци?имею?максимум ?одно?област? следовательн? оптимальны?угол не зависи?от удален? зонд?от исследуемо?поверхност? Отсюда следуе? чт?оптимальны?угол пр?вершин?конуса = 133? Такж?из график?можн?сделат?выво? чт?че?дальше зонд находится от облучаемой поверхност? те?меньше угол охвата.

Применение конуса для d=5 мм пр?угле пр?вершин?конуса =133?дает увеличение угла охвата облучаемой поверхност??5.5 раза, ?для d=10мм пр?угле пр?вершин?конуса =133?дает увеличение угла охвата облучаемой поверхност??10 ра? Таки?образо? ?данном раздел?были выбран?оптические датчик?для обои?канало??определены оптимальны?геометрические размер?конуса для канала измерени?кровоток??пищеводе.

3.2.2. Расчет коэффициента сбор?энерги?лучистог?потока, отраженног?от ткан?пищевода Рассмотрим систем? сост?щую из ткан?биологического объект?(БО) ?фотоплетизмографического измерительного преобразователя (ФИ?, работающего ?отраженном свет? ?данном случае ФИ?представ?ет собо?расположенны??одно?плоскост?излучатель ?фотоприемник.

По различны?литературным источникам, рассматривающи?оптические характеристики тканей БО, известно, чт?коэффициенты отражения, поглощен?, рассеивания, пропускания ?различны?тканей различны ?величины их зави??ка?от свойст?исследуемы?тканей БО, та??от длин?волн?зондирующего излучения.

Существует такж???теоретически?рабо? рассматривающи?распространени?излучения ?тканя?БО, ?которы?падающе?на БО излучени?делится на нескольк?состав?ющи? кажд? из которы?характеризуе?величину отраженног? поглощенного, расс?нног?излучения ?излучения, пропущенного тканью исследуемого БО. ?отраженный от поверхност?БО пото?може?быть внесен?част?потока излучения, которая переотразилась от внутренних слое?исследуемо?ткан??вышл?на исследуемую поверхност?

Вносим? за счет переотражения разниц??коэффициента?отражения от поверхност?ткан??пр?полном отражени??вышеприведенно?литературе рассматривается пр?использовани?коллимированного ?высокомощног?лазерног?излучения для определенных тканей БО. ?данном же случае ФИ?использует излучени?(неколлимированно?мощностью до 5 мВ? лампочки.

Такж?известно, чт?излучени?низкой мощности проникае??БО на небольшую глубин?(например, мощностью 1,5 мВ? длин?волн?=0,89 мк? глубин?проникновения ?кожу 200 мк?.

Следовательн? можн?предположить, чт?для зондирующего излучения ?такими характеристиками переотраженное излучени?не буде?вносит?ощутимый вкла??лучистый пото?(ЛП), отраженный от поверхност?исследован?.

Поэтом?ограничимся ?наше?случае рассмотрение?ЛП, отраженног?только от поверхност?исследуемого БО.

Предположи? чт?исследуемая ткан?БО обладает диффузны?отражением, ?примем каждую элементарную площадку освещенной поверхност?БО за точечный источник. Предположи?такж? чт?за время измерения отраженног?от исследуемо?ткан?ЛП ее коэффициен?отражения остает? пост?нным.

Тогд?полный отраженный ЛП ? опреде?ет? по формул?

= 0 = 20 (1.72) sin cosd =гд?I0 - сила ЛП; - угол межд?нормалью ?светящейся поверхност??направлением распространения ЛП.

Поскольк?реальный ФИ?позволяет собрат?только част?отраженног?излучения, то эффективност?сбор?отраженног?ЛП зависи?от конструкци?ФИ? следовательн? необходимо рассмотрет?связь межд?оптическим??геометрическим?факторам? вл?ющими на величину отраженног?ЛП ?виде:

Фф?АФ0, (1.73) гд??- коэффициен?эффективност?сбор?энерги?ЛП, отраженног?от ткан?БО.

Освещенность ? создаваемая диффузно отражающе?площадко? опреде?ет? по формул?

cosi1 cosi = dS (1.74) rSI гд?i1, i2 - углы межд?направлением ?нормалями ?исследуемы?тканя?БО ?ФИ? ?- яркость источник?излучения.

Обозначи?плоскост? ?которо?лежи?поверхност?исследуемо?ткан?БО S(x,?, ?плоскост? ?которо?лежи?фотоприемник ?излучатель S (,), ?предположи? чт?эт?плоскост?параллельн?межд?собо? Из треугольника АА?найдем расстояни?межд?точкой БО ?точкой ?,) ?плоскост?ФИ?

r = L2 + (x - )2 + (?-)2, (1.75) гд?L - расстояни?межд?плоскостью ФИ??плоскостью исследуемо?ткан?БО (ри? 1.18.).

Ри? 1.18. Графическо?пояснение символов математическог?аппарата.

Поскольк?плоскост?S ?S параллельн? очевидно, чт?

L L cosi1 = cosi2 = =. (1.76) r L2 + (x - )2 + (?-)Тогд?подставляя (1.76) ?(1.75) ?(1.74), получи?

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |   ...   | 26 |    Книг?по разным тема?/b>