Лабораторія спектральних методів діагностики

№17/15 «Створення апаратно-програмного комплексу для спектрального дослідження

тонких плівок біологічних речовин у середньому ІЧ-діапазоні», керівник проекту – керівник Відділення біотехнічних проблем діагностики

ІПКК НАНУ, к.мед.н. Сидоренко М.В.

Мета роботи – Створити компактний, простий у використанні спеціалізований апаратно-програмний комплекс на основі вимірювального модуля для реалізації методики спектрального дослідження тонких плівок біологічних речовин у середньому ІЧ-діапа-зоні, придатний для використання у клінічній практиці для діагностики онкологічних патологій.

контроль 1 3 5 60

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

живі мертвіКонцентрація наночастинок, мкг/мл

Кіль

кіст

ь кл

ітин

, млн

/мл

контроль 1 3 5 60

0,5

1

1,5

2

2,5

живі мертвіКонцентрація наночасток, мкг/мл

Кіль

кіс т

ь кл

і тин,

мл н

/мл

Основні завдання етапу:

1. Вдосконалення інтерферометра, спрямоване на послаблення паразитної інтерференційної картини.

Вимірювальний модуль апаратно-програмного комплексу виконано на основі Фур'є-спектрометра. Відповідно, одним із головних вузлів його оптичної системи є інтерферометр Майкельсона:

1 — корпус телескопа з фільтром; 2 — нерухоме дзеркало; 3 — світлоподілювальна пластина; 4 — вихідний (фокусувальний) об'єктив; 5 — рухоме дзеркало з мікрометричним гвинтом.

Утворення інтерференційної картини

№17/15 «Створення апаратно-програмного комплексу для спектрального дослідження тонких плівок біологічних речовин у середньому ІЧ-діапазоні»,

керівник проекту – керівник Відділення біотехнічних проблем діагностики ІПКК НАНУ, к.мед.н. Сидоренко М.В.

Насправді на виході інтерферометра наявні одразу дві інтерференційні картини: корисна (1), шляхом запису якої утворюється інтерферограма, необхідна для отримання шуканого спектру, і паразитна у вигляді концентричних кілець малого діаметру, яка виникає за рахунок небажаного відбиття променів від граней світлоподілювальної пластини (2).

В ході доопрацювання макетного зразка вимірювального модуля пластину з MgF2 було замінено пластиною з ZnSe (показник заломлення близько 2,45), з відповідним просвітлювальним покриттям. Зазначені зміни дозволили істотно поліпшити якість отриманих спектрів за рахунок послаблення паразитної інтерференційної картини, і відповідно, збільшення співвідношення сигнал/шум на виході приймача.



Розробка тракту реєстрації спектрів

В процесі доопрацювання тракту реєстрації спектрів було застосовано новий приймач ІЧ-випромінювання Infratec LIM-262, який, у порівнянні з попереднім, має значно вищу чутливість,

а також кращі шумові та частотні характеристики.

Розроблено нову схему підсилювача сигналу приймача та АЦП.





Останнім часом найрізноманітніші пристрої, в тому числі й вимірювальні прилади, дедалі частіше оснащуються веб-інтерфейсом. Веб-інтерфейс — це сукупність засобів, за допомогою яких користувач взаємодіє з веб-сайтом або веб-застосунком через браузер. Оснащення веб-інтерфейсом розроблюваного апаратно-програмного комплексу дозволить отримувати доступ до вимірювального модуля з будь-якого стаціонарного комп'ютера або ноутбука, підключеного до даної локальної обчислюваної мережі, а в разі наявності у складі вимірювального модуля адаптера Wi-Fi — також і з мобільних пристроїв (планшет, смартфон тощо). При цьому можливості доступу жодним чином не залежать ані від апаратної конфігурації клієнтського пристрою, ані від встановленої на ньому операційної системи та іншого програмного забезпечення — обов'язковою є тільки наявність на клієнтському пристрої повноцінного веб-браузера.



Обробка інтерферограм потребує значних обчислювальних ресурсів. Для цього у скла-ді модуля потрібен процесор відповідної по-тужності. Одночасно такий процесор може також успішно керувати апаратними засобами модуля в процесі вимірювання

Таким чином, зникає потреба у встановлен-ні на клієнтському пристрої спеціалізованого (і прив'язаного до тієї чи іншої операційної системи) програмного забезпечення, а також знімаються питання, пов'язані з його обслу- говуванням і підтриманням у працездатному стані.

В процесі розробки макета апаратно-програмного комплексу в якості такого багатофункціонального контролера використано компактний комп'ютер форм-фактору Mini-ITX на основі материнської плати VIA EPIA ML6000EA компанії VIA Technologies Inc з процесором VIA Eden 600 МГц.Важливими перевагами цієї плати є малі габарити (170 x 170 мм) і низька споживана потужність (не більше 22 Вт, з яких на процесор припадає лише 7 Вт) і пасивне охолодження, що значно спрощує її розміщення в корпусі керованого нею обладнання.



Чому саме Linux?- Linux — це надійна і безкоштовна операційна система.- Сирцевий код у Linux можна модифікувати, а також використовувати за

власним бажанням.- Наявність багатьох тисяч безкоштовних прикладних програм з відкритим

сирцевим кодом, включно з різноманітними засобами розробки програмного забезпечення.

- Чудові можливості для програмістів. Вбудовані компілятори, консолі, можливість створювати власні скрипти і багато іншого.

- Високий ступінь захищеності від несанкційованого втручання і шкідливого програмного забезпечення.

- Вбудована підтримка найширшого спектру внутрішніх і зовнішніх пристроїв звільняє від потреби шукати спеціальні драйвери.

ВИСНОВКИ

Протягом звітного періоду за даною темою виконано такі роботи: 1. Вдосконалення інтерферометра, спрямоване на послаблення паразитної інтер-ференційної картини.

2. Розробка елементів і вузлів тракту реєстрації спектрів: підсилювач

сигналу приймача та АЦП.

3. Розробка схеми керування макетом, визначено необхідні для цього

апаратні засоби, і розпочато розробку програмного забезпечення, яке

має повністю відповідати експлуатаційним вимогам до апаратно-

програмного комплексу.



Лабораторія спектральних методів діагностики

Health & Medicine