Principles of Construction of Hybrid Microsystems for Biomedical Applications

Б.С. Дзундза; І.Т. Когут; В.І. Голота; Л.В. Туровська; М.В. Дейчаківський

doi:10.15330/pcss.23.4.776-784

Автор(и)

Б.С. Дзундза Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна
І.Т. Когут Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна
В.І. Голота Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна
Л.В. Туровська Івано-Франківський національний медичний університет, Івано-Франківськ, Україна
М.В. Дейчаківський Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.23.4.776-784

Ключові слова:

сенсорна мікросистема, неінвазивний неперервний моніторинг, рівень глюкози в крові людини, серцевий ритм, сатурація, поглинання, мобільні пристрої

Анотація

В роботі проаналізовано існуючі неінвазивні методи та засоби вимірювання та моніторингу частоти серцевих скорочень (ЧСС), сатурації та рівня глюкози в крові людини (РГКЛ), показано шляхи їх вдосконалення для підвищення точності та розширення кількості отримуваних параметрів цими методами, що стало основою для створення пристрою гібридної мікросистеми для біомедичних застосувань.

Розроблено структурну схему мікросистеми та прототип програмно-апаратних засобів для неперервного моніторингу серцевого ритму, показників РГКЛ, рівня сатурації та інших параметрів крові методом фотоплетизмографії (ФПГ). Запропоновані алгоритми та засоби забезпечують первинну обробку сигналів від оптичних сенсорів, обчислення параметрів пульсової хвилі, передачу даних на мобільні пристрої та віддалений сервер, можливість калібрування в процесі експлуатації на основі результатів досліджень.

Посилання

J.L. Moraes, M.X. Rocha, G.G. Vasconcelos, J.E. Vasconcelos Filho, V.C. de Albuquerque, A.R. Alexandria, Advances in Photopletysmography Signal Analysis for Biomedical Applications, Sensors, 18, 1894 (2018); https://doi.org/10.3390/s18061894.

Komal Lawand, Shital Patil, Mahesh Parihar, Non Invasive blood glucometer, Journal of International Advance Research In Science And Engineering, 3, 12, (2014).

R.R. Javier, A.O. Baloloy, N.B. Linsangan, I.V. Villamor Portable Non-Invasive Glucometer using NearInfrared Sensor and Raspberry Pi, 4th International Conference on Electrical, Telecommunication and Computer Engineering (ELTICOM), (2020), p. 35-39; https://doi.org/10.1109/ELTICOM50775.2020.9230496.

Chinthoju Anitha, Jaya Gayatri Chekka, Ravalika Nadigepu, Harish Kuchulakanti, IoT Aided Non-invasive NIR Blood Glucose Monitoring Device, Learning and Analytics in Intelligent Systems, 82-90 (2019); https://doi.org/10.1007/978-3-030-24322-7_11.

Muhibul Haque Bhuyan. A Modern, Review of the Non-Invasive Continuous Blood Glucose Measuring Devices and Techniques for Remote Patient Monitoring System, International Scholarly and Scientific Research & Innovation, 16(2), 21 (2022).

D.A. Rogatkin, Physical Foundations of Optical Oximetry, Medical Physics, 2, 97 (2012).

E.V. Kozhokhina, Non-Invasive Methods for Measuring Bilirubin, Hemoglobin, and Glucose. Hemobiliglucometer Device, Scientific and Technical Bulletin of the St. Petersburg State University of Information Technologies, Mechanics and Optics, 72(2), 157 (2011).

S. Pimentel, P. Aguero, A.Uriz, J.Bonadero, M. Liberatori, J. Castineira, Moreira Simulation of a non-invasive glucometer based on a microwave resonator sensor, Journal of Physics: Conference Series, 477, 012020 (2013); https://doi.org/10.1088/1742-6596/477/1/012020.

Ju Hyeok Kwon, So Eui Kim, Na Hye Kim, Eui Chul Lee, Jee Hang Lee, Preeminently Robust Neural PPG Denoiser, Sensors, 22, 2082 (2022); https://doi.org/10.3390/s22062082.

P. Bobonych, E. Bobonych, Non-Invasive Blood Glucose Monitor, Radio Amateur, 3, 6 (2009).

R. J. McNichols and G. L. Cote, Optical glucose sensing in biological fluids: an overview, Journal of Biomedical Optics, 5(1), 5 (2003).

Hannu Sorvoja, Noninvasive blood pressure pulse detection and blood pressure determination (Oulun Yliopisto, Oulu, 2006).

S. Federico, Harinath Garudadri, Noninvasive Cuffless Estimation of Blood Pressure from Pulse Arrival Time and Heart Rate with Adaptive Calibration, IEEE Computer society, l, 14 (2009).

Y.P. Saliy, B.S. Dzundza, I.S. Bylina, O.B. Kostyuk, The influence of the technological factors of obtaining on the surface morphology and electrical properties of the PbTe films doped Bi, Journal of Nano- and Electronic Physics, 8(2), 02045 (2016); https://doi.org/10.21272/jnep.8(2).02045.

M.A. Ruvinskii, O.B. Kostyuk, B.S. Dzundza, The influence of the size effects on the termoelectrical properties of PbTe thin films, Journal of Nano- and Electronic Physics, 8(2), 02051 (2016); https://doi.org/10.21272/jnep.8(2).02051.

D.M. Freik, B.S. Dzundza, M.A. Lopyanko, Y.S. Yavorsky, A.I. Tkachuk, R.B. Letsyn, Structure and electrical properties of thin films of pure and bismuth-doped lead telluride, Journal of Nano- and Electronic Physics, 4(2), 02012 (2012).

O.B. Kostyuk, Ya.S. Yavorsky, B.S. Dzundza, Z.M. Dashevsky, Statethis Development of thermal detector based on flexible film thermoelectric module link is disabled, Physics and Chemistry of Solid, 22(1), 45 (2021); https://doi.org/10.15330/pcss.22.1.45-52.

A. Druzhinin, I. Ostrovskii, Y. Khoverko, I. Kogut, V.Golota, Nanoscale polysilicon in sensors of physical values at cryogenic temperatures, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 29(10), 8364 (2018); https://doi.org/10.1007/s10854-018-8847-0.