Малосенсорная радиофотонная адресная измерительная система для манометрии пищевода


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»

Email: vladislav.kadushkin@gmail.com

Список литературы

  1. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Аглиуллин А., Пуртов В., Сахабутдинов А., Нуреев И., Тяжелова А., Сарварова Л., Васильев С., Курбиев И., Проскуряков А., Кадушкин В., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ФС 77 - 68199 от 27.12.2016.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах