Отправить статью по E-mail 
Малосенсорная радиофотонная адресная измерительная система для манометрии пищевода
- Авторы: Аглиуллин А.1, Пуртов В.2, Сахабутдинов А.3, Нуреев И.3, Тяжелова А.3, Сарварова Л.3, Васильев С.4, Курбиев И.5, Проскуряков А.5, Кадушкин В.5
-
Учреждения:
- ООО «Научно-производственная фирма МФС»
- ООО «Инфоком-СПб»
- Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева - КАИ
- АО «Научно-производственный концерн «Технологии машиностроения»
- ООО «НПК «Сенсорика»
- Выпуск: Том 22, № 4 (2019)
- Страницы: 151-162
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.ssau.ru/pwp/article/view/7671
- DOI: https://doi.org/10.18469/1810-3189.2019.22.4.151-162
- ID: 7671
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В условиях современного развития манометрии высокого разрешения, катетер и его элементы используются на различных уровнях обследования и лечения пациента, как в системах оперативного, так и длительного наблюдения. Поэтому на первый план выходит подход к катетеру как к информационно-измерительной системе, решающей задачу воспроизводимых измерений спектральных характеристик каждого сенсора в малосенсорных или многосенсорных топологиях. При этом в силу известных преимуществ на первый план выходит применение в катетерах волоконно-оптических брэгговских решеток. В работе представлены результаты исследования оптомеханики узкополосных классических волоконно-оптических брэгговских решеток с большим коэффициентом связи мод и записанной в них различными методами спектрально-адресной информации путем введения в их структуру двух симметричных фазовых p-сдвигов. Проведен анализ прохождения широкополосного лазерного излучения через спектрально-адресные волоконно-оптические брэгговские решетки в малосенсорных приложениях. Дано теоретическое обоснование способов измерения давления и температуры, в том числе для компенсации влияния температуры в манометрии. Дана методика радиофотонного измерительного преобразования давления в пищеводе в зоне верхнего и нижнего сфинктеров и определение его основных методических погрешностей.
Об авторах
А.Ф. Аглиуллин
ООО «Научно-производственная фирма МФС»
Автор, ответственный за переписку.
Email: mfsmed@mail.ru
В.В. Пуртов
ООО «Инфоком-СПб»
Email: purvad@mail.ru
А.Ж. Сахабутдинов
Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева - КАИ
Email: kazanboy@yandex.ru
И.И. Нуреев
Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева - КАИ
Email: n2i2@mail.ru
А.А. Тяжелова
Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева - КАИ
Email: lina.tyazhelova@mail.ru
Л.М. Сарварова
Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева - КАИ
Email: sarvarova.54@mail.ru
С.В. Васильев
АО «Научно-производственный концерн «Технологии машиностроения»
Email: info@tecmash.ru
И.У. Курбиев
ООО «НПК «Сенсорика»
Email: kurbiev@yandex.ru
А.Д. Проскуряков
ООО «НПК «Сенсорика»
Email: aproskur@yandex.ru
В.В. Кадушкин
ООО «НПК «Сенсорика»Список литературы
- Optical fibre pressure sensors in medical applications / S. Poeggel [et al.] // Sensors. 2015. Vol. 15. P. 17115–17148. DOI: https://doi.org/10.3390/s150717115.Lekholm A., Lindström L. Optoelectronic transducer for intravascular measurements of pressure variations // Med. Biol. Eng. 1969. Vol. 7. P. 333–335.Lindstrom L.H. Miniaturized pressure transducer intended for intravascular use // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1970. Vol. BME-17. P. 207–219. DOI: https://doi.org/10.1109/TBME.1970.4502735.The development of a fibre optic catheter tip pressure transducer / H. Matsumoto [et al.] // J. Med. Eng. Technol. 1978. Vol. 2. P. 239–242. DOI: https://doi.org/10.3109/03091907809161807.Faria J.B. A theoretical analysis of the bifurcated fiber bundle displacement sensor // IEEE Trans. Instrum. Meas. 1998. Vol. 47. № 3. P. 742–747. DOI: https://doi.org/10.1109/19.744340.Brandao Faria J. Modeling the Y-branched optical fiber bundle displacement sensor using a quasi-Gaussian beam approach // Microw. Opt. Technol. Lett. 2000. Vol. 25. P. 138–141.A new «transducer-tipped» fiber optic catheter for measuring intramuscular pressures / A.G. Crenshaw [et al.] // J. Orthop. Res. 1990. Vol. 8. P. 464–468. DOI: https://doi.org/10.1002/jor.1100080318.Fiber optic intensity-modulated sensors: A review in biomechanics / P. Roriz [et al.] // Photonic Sens. 2012. Vol. 2. P. 315–330. DOI: https://doi.org/10.1007/s13320-012-0090-3.Амплитудно-фазовые методы формирования зондирующих излучений для систем анализа волоконно-оптических структур / О.Г. Морозов [и др.] // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2007. Т. 10. № 3. С. 119–124. Морозов О.Г. Амплитудно-фазовое преобразование частоты в системах временной и частотной рефлектометрии волоконно-оптических информационных и измерительных сетей // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2004. Т. 7. № 1. С. 63–71.Морозов О.Г., Айбатов Д.Л., Садеев Т.С. Синтез двухчастотного излучения и его применения в волоконно-оптических системах распределенных и мультиплексированных измерений // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2010. Т. 13. № 3. С. 84–91.Волоконно-оптические технологии в распределенных системах экологического мониторинга / В.Г. Куприянов [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 4 (4). С. 1087–1091.Структурная минимизация волoконно-оптических сенсорных сетей экологического мониторинга / В.В. Куревин [и др.] // Инфокоммуникационные технологии. 2009. Т. 7. № 3. С. 46–52.Морозов О.Г., Степущенко О.А., Садыков И.Р. Мoдуляционные методы измерений в оптических биосенсорах рефрактометрического типа на основе волоконных решеток Брэгга с фазовым сдвигом // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2010. № 3. С. 3–13.Волоконно-оптический рефрактометрический датчик / И.Р. Садыков [и др.] // Труды МАИ. 2012. № 61. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=35667.Opticаl refractometric FBG biosensors: problems of development and decision courses / O.A. Stepustchenko [et al.] // Proc. SPIE. 2011. Vol. 7992. P. 79920D. DOI: https://doi.org/10.1117/12.887282.Маломодовое зондирование датчиков на основе волоконных решеток Брэгга / В.Г. Куприянов [и др.] // Научно-технический вестник Поволжья. 2013. № 4. С. 200–204.Волоконные решетки Брэгга с фазированной структурой в распределенных информационно-измерительных системах / С.Г. Алюшина [и др.] // Нелинейный мир. 2011. Т. 9/ № 8. С. 522–528.Oliveira Silva S.F. de. Fiber Bragg Grating Based Structures for Sensing and Filtering. Porto: Porto University, 2007. 157 p.Dong X. Bend measurement with chirp of fiber Bragg grating // Smart Materials and Structures. 2001. Vol. 10. № 5. P. 1111–1113. DOI: https://doi.org/10.1088/0964-1726/10/5/404.Dong X. Optical pulse shaping based on a double-phase-shifted fiber Bragg grating // Optoelectronics Letters. 2015. Vol. 11. № 2. P. 100–102. DOI: https://doi.org/10.1007/s11801-015-5016-z.Морозов О.Г., Сахабутдинов А.Ж. Адресные волоконные брэгговские структуры в квазираспределенных радиофотонных сенсорных системах // Компьютерная оптика. 2019. Т. 43. № 4. С. 535–543. DOI: https://doi.org/10.18287/2412-6179-2019-43-4-535-543.Радиофотонный дифференциальный акселерометр на двух адресных волоконных брэгговских решетках / А.Ж. Сахабутдинов [и др.] // Фотон-экспресс. 2019. № 5 (157). С. 7–15.Fiber-optic acceleration sensor on duplex fiber bragg structures / A.Zh. Sakhabutdinov [et al.] // Journal of Computational and Engineering Mathematics. 2018. Vol. 5. № 4. P. 16–32. DOI: https://doi.org/10.14529/jcem180402.Сахабутдинов А.Ж., Морозов О.Г. Процедура опроса сдвоенных адресных волоконных брэгговских структур как датчиков радиофотонной малосенсорной системы // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2018. Т. 21. № 3. С. 101–109.Радиофотонные двухчастотные способы интеррогации однотипных волоконных брэгговских решеток, объединенных в группу / О.Г. Морозов [и др.] // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2017. Т. 20. № 2. С. 21–34.Волоконные брэгговские решетки с двумя фазовыми сдвигами как чувствительный элемент и инструмент мультиплексирования сенсорных сетей / Р.Ш. Мисбахов [и др.] // Инженерный вестник Дона. 2017. № 3 (46). URL: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/N3y2017/4343.Optical vector network analyzer based on amplitude-phase modulation / V.V. Purtov [et al.] // Proc. SPIE. 2016. Vol. 9807. P. 980717. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2232993.Microwave photonic polyharmonic probing for fiber optical telecommunication structures and measuring systems sensors monitoring / V.V. Purtov [et al.] // Proc. IEEE. 2017. Vol. 10774. P. 107741J. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2318738.Радиофотонное полигармоническое зондирование широкополосных волоконно-оптических структур в телекоммуникационных системах / В.В. Пуртов [и др.] // Нелинейный мир. 2017. Т. 15. № 6. С. 40–48.Оценка возможностей применения волоконных решеток Брэгга с гауссовым профилем отражения в качестве датчика температуры / О.Г. Морозов [и др.] // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2013. № 2 (18). C. 73–79. Пуртов В.В., Аглиуллин Т.А., Аглиуллин А.Ф. Роль тренажера в обучении эндоскопической хирургии // Поволжский онкологический вестник. 2016. № 2. С. 101–103.
Дополнительные файлы
