Архив рубрики: Архив номеров

Архив номеров

Антропоморфное управление протезом предплечья на основе электроимпедансной миографии / Antropomorphic Prothesis Control Based on Electric Impedance Myography

Кобелев А. В. / Kobelev, A.V.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Щукин С. И. / Shchukin, S.I.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Выпуск в базе РИНЦ
Кобелев А. В., Щукин С. И. Антропоморфное управление протезом предплечья на основе электроимпедансной миографии // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 62–68. DOI: 10.25210/jfop-1904-062068
Kobelev, A.V., Shchukin, S.I. Antropomorphic Prothesis Control Based on Electric Impedance Myography // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 62–68. DOI: 10.25210/jfop-1904-062068


Аннотация: Проведённые исследования показали, что совместное использование электроимпедансного и электромиографического сигналов, зарегистрированных с одной системы электродов, позволяет получить не только информацию о параметрах электрической активности мышцы, но и оценить степень её сокращения. В совокупности, представляется возможным организовывать антропоморфное управление, пропорциональное степени сокращения мышцы, с временными задержками не более, чем в организме, то есть порядка 100 мс. Экспериментально установлено отличие сигналов схвата-раскрытия кисти от ротации, которое позволяет реализовать управление этими движениями кисти и отличать их в реальном времени.
Abstract: Studies have shown that the combined use of electrical impedance and electromyographic signals recorded from one system of electrodes, allows to get not only information about the parameters of the electrical activity of the muscle, but also to assess the degree of its contraction. It seems possible to organize anthropomorphic control proportional to the degree of muscle contraction, with time delays of no more than in the body, that is, about 100 ms. The difference between the gripping-opening signals of the hand and rotation, which allows to control these hand movements and distinguish them in real time, has been experimentally established.
Ключевые слова: протез, антропоморфный, управление, electrical impedance, prosthesis, протез


Литература / References
  1. Петров В. Г., Замилацкий Ю. И., Буров Г. Н. и др. Технология изготовления протезов верхних конечностей. / Спб.: Гиппократ. 2008. 128с. ISBN: 5-8232-0260-1
  2. Славуцкий Я. Л. Физиологические аспекты биоэлектрического управления протезами / М.: Медицина, 1982. (288). C. 20.
  3. Almström, C., Herberts, P., and Körner, L. Experience with Swedish Multifunctional Prosthetic Hands Controlled by Pattern Recognition of Multiple Myoelectric Signals // International Orthopaedics. 1981. No. 1 (5). P. 15-21.
  4. Amsuess, S. et al. A Multi-Class Proportional Myocontrol Algorithm for Upper Limb Prosthesis Control: Validation in Real-Life Scenarios on Amputees // IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 2014. No. 5 (23). P. 827-836.
  5. Amsüss, S. et al. Long Term Stability of Surface EMG Pattern Classification for Prosthetic Control IEEE. 2013. P. 3622-3625.
  6. Castellini, C., Van Der Smagt, P. Surface EMG in Advanced Hand Prosthetics // Biological Cybernetics. 2009. No. 1 (100). P. 35-47.
  7. Chappell, P.H. et al. Control of a Single Degree of Freedom Artificial Hand // Journal of Biomedical Engineering. 1987. No. 3 (9). P. 273-277.
  8. Cipriani, C. et al. Influence of the Weight Actions of the Hand Prosthesis on the Performance of Pattern Recognition Based Myoelectric Control: Preliminary Study IEEE. 2011. P. 1620-1623.
  9. Engdahl, S.M. et al. Surveying the Interest of Individuals with Upper Limb Loss in Novel Prosthetic Control Techniques // Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 2015. P. 1-11.
  10. Englehart, K., and Hudgins, B. A Robust, Real-Time Control Scheme for Multifunction Myoelectric Control // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2003. No. 7 (50). P. 848-854.
  11. Fougner, A. et al. Resolving the Limb Position Effect in Myoelectric Pattern Recognition // IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 2011. No. 6 (19). P. 644-651.
  12. Fougner, A. et al. Control of Upper Limb Prostheses: Terminology and Proportional Myoelectric Control — a Review // IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 2012. No. 5 (20). P. 663-677.
  13. Garcia, M.A.C., Baffa, O. Magnetic Fields From Skeletal Muscles: a Valuable Physiological Measurement? // Frontiers in Physiology. 2015. (6). P. 228.
  14. Hahne, J.M. et al. Simultaneous Control of Multiple Functions of Bionic Hand Prostheses: Performance and Robustness in End Users // Science Robotics. 2018. No. 3630 (3).
  15. Hahne, J.M., Graimann, B., and Muller, K.-R. Spatial Filtering for Robust Myoelectric Control // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2012. No. 5 (59). P. 1436-1443.
  16. Hwang, H.-J., Hahne, J. M., and Müller, K.-R. Real-Time Robustness Evaluation of Regression Based Myoelectric Control Against Arm Position Change and Donning/Doffing // PloS One. 2017. No. 11 (12). P. e0186318.
  17. Jiang, N. et al. Myoelectric Control of Artificial Limbs — is There a Need to Change Focus? // IEEE Signal Processing Magazine. 2012. No. 5 (29). P. 150-152.
  18. Krasuk, G. et al. Upper Limb Functional Prosthesis Control System Via Analog Signal Microprocessor. 1987.
  19. Kyberd, P.J. et al. MARCUS: a Two Degree of Freedom Hand Prosthesis with Hierarchical Grip Control // IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering. 1995. No. 1 (3). P. 70-76.
  20. Kyberd, P. J. et al. The ToMPAW Modular Prosthesis: a Platform for Research in Upper-Limb Prosthetics // JPO: Journal of Prosthetics and Orthotics. 2007. No. 1 (19). P. 15-21.
  21. Kyberd, P. J., Chappell P. H. The Southampton Hand: an Intelligent Myoelectric Prosthesis // Journal of Rehabilitation Research and Development. 1994. No. 4 (31). P. 326-334.
  22. Lovely, D. F. Signals and Signal Processing for Myoelectric Control Springer, 2004. P. 35-54.
  23. Miller, R. B. Response Time in Man-Computer Conversational Transactions 1968. P. 267-277.
  24. Muzumdar, A. Powered Upper Limb Prostheses: Control, Implementation and Clinical Application; 11 Tables / A. Muzumdar, Springer Science & Business Media, 2004.
  25. Nakamura, T. Impedance Characteristics and Data Processing for Analysis of Human Movement 2001.
  26. Nightingale, J. M. Microprocessor Control of an Artificial Arm // Journal of Microcomputer Applications. 1985. No. 2 (8). P. 167-173.
  27. Ohnishi, K., Weir, R. F., and Kuiken, T. A. Neural Machine Interfaces for Controlling Multifunctional Powered Upper-Limb Prostheses // Expert Review of Medical Devices. 2007. No. 1 (4). P. 43-53.
  28. Oskoei, M. A., Hu, H. Myoelectric Control Systems — a Survey // Biomedical Signal Processing and Control. 2007. No. 4 (2). P. 275-294.
  29. Parker, P., Englehart, K., and Hudgins, B. Myoelectric Signal Processing for Control of Powered Limb Prostheses // Journal of Electromyography and Kinesiology. 2006. No. 6 (16). P. 541-548.
  30. Peerdeman, B. et al. Myoelectric Forearm Prostheses: State of the Art From a User-Centered Perspective. // Journal of Rehabilitation Research & Development. 2011. No. 6 (48).
  31. Radmand A., Scheme E., Englehart K. High-Density Force Myography: a Possible Alternative for Upper-Limb Prosthetic Control // Journal of Rehabilitation Research & Development. 2016. No. 4 (53).
  32. Ramachandran, V. S., Hirstein, W. The Perception of Phantom Limbs. The DO Hebb Lecture. // Brain: a Journal of Neurology. 1998. No. 9 (121). P. 1603-1630.
  33. Rutkove, S. B. Electrical Impedance Myography: Background, Current State, and Future Directions // Muscle & Nerve. 2009. № December (40). P. 936-946.
  34. Sarillee, M. et al. Non-Invasive Techniques to Assess Muscle Fatigue Using Biosensors: a Review IEEE, 2014. P. 187-192.
  35. Sears, H.H., Shaperman, J. Proportional Myoelectric Hand Control: an Evaluation // American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 1991. No. 1 (70). P. 20-28.
  36. Sherman, E.D. A Russian Bioelectric-Controlled Prosthesis: Report of a Research Team From the Rehabilitation Institute of Montreal // Canadian Medical Association Journal. 1964. No. 24 (91). P. 1268.
  37. Simon, A. M. et al. A Decision-Based Velocity Ramp for Minimizing the Effect of Misclassifications During Real-Time Pattern Recognition Control // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2011. No. 8 (58). P. 2360-2368.
  38. Simon, A. M., Stern, K., and Hargrove, L. J. A Comparison of Proportional Control Methods for Pattern Recognition Control IEEE. 2011. P. 3354-3357.
  39. Spanias, J. A., Perreault, E. J., and Hargrove, L. J. Detection of and Compensation for EMG Disturbances for Powered Lower Limb Prosthesis Control // IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 2015. No. 2 (24). P. 226-234.
  40. Wu, Y. et al. A Human-Machine Interface Using Electrical Impedance Tomography for Hand Prosthesis Control // IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems. 2018. No. 6 (12). P. 1322-1333.
  41. Young, A. J. et al. Classification of Simultaneous Movements Using Surface EMG Pattern Recognition // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2012. No. 5 (60). P. 1250-1258.
  42. Young, A. J. et al. A Comparison of the Real-Time Controllability of Pattern Recognition to Conventional Myoelectric Control for Discrete and Simultaneous Movements. // Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 2014. No. 1 (11). P. 5.
  43. Young, A. J., Hargrove, L. J., and Kuiken, T. A. The Effects of Electrode Size and Orientation on the Sensitivity of Myoelectric Pattern Recognition Systems to Electrode Shift // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2011. No. 9 (58). P. 2537-2544.
  44. Zheng, Y. P. et al. Sonomyography: Monitoring Morphological Changes of Forearm Muscles in Actions with the Feasibility for the Control of Powered Prosthesis // Medical Engineering & Physics. 2006. No. 5 (28). P. 405-415.
  45. Ziegler-Graham, K. et al. Estimating the Prevalence of Limb Loss in the United States: 2005 to 2050 // Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 2008. No. 3 (89). P. 422-429.
  46. Liberating Technologies, Inc. [Электронный ресурс]. URL: https://www.liberatingtech.com/ (дата обращения: 10.10.2019).
  47. Motion Control, Inc. [Электронный ресурс]. URL: http://www.utaharm.com/ (дата обращения: 10.10.2019).
  48. Otto Bock Duderstadt, Germany [Электронный ресурс]. URL: https://www.ottobock.com/ (дата обращения: 10.10.2019).
  49. Steeper Group [Электронный ресурс]. URL: https://www.steepergroup.com/ (дата обращения: 10.10.2019).
  50. Össur Global [Электронный ресурс]. URL: https://www.ossur.com/ (дата обращения: 10.10.2019).
  51. Shanghai Kesheng Prosthese, Shanghai, China [Электронный ресурс]. URL: http://www.keshen.com/ (дата обращения: 10.10.2019).
  52. Coapt Complete Control [Электронный ресурс]. URL: http://coaptengineering.com (дата обращения: 07.10.2019).

Электроимпедансная окклюзная визализация периферических венозных сосудов / Occlusive Electric Impedance Visalization of Peripheral Venous Vessels

Аль Харош М. Б. / Al-Harosh, M.B.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Щукин С. И. / Shchukin, S.I.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Выпуск в базе РИНЦ
Аль Харош М. Б., Щукин С. И. Электроимпедансная окклюзная визализация периферических венозных сосудов // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 69–73. DOI: 10.25210/jfop-1904-069073
Al-Harosh, M.B., Shchukin, S.I. Occlusive Electric Impedance Visalization of Peripheral Venous Vessels // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 69–73. DOI: 10.25210/jfop-1904-069073


Аннотация: Работа содержит результаты теоретических и экспериментальных исследований на добровольцах для определения механизмов формирования электрического импеданса при венозной окклюзии. Сформулированы требования к параметрам электродных систем обеспечивающие необходимую чувствительность измеряемых данных к локализации вен. Проведено экспериментальное исследование для определения локализации периферических венозных сосудов на 11добравольцах. Сделан вывод о диапазоне визуализации периферических венозных сосудов. Определенна точность проекции венозных сосудов на поверхность кожных покровов.
Abstract: The work contains the results of theoretical and experimental studies on volunteers to determine the mechanisms of formation of electrical impedance during venous occlusion. The requirements to the parameters of electrode systems are formulated that provide the necessary sensitivity of the measured data to the localization of veins. An experimental study was conducted to determine the localization of peripheral venous vessels in 11 volunteers. The conclusion is drawn on the range of visualization of peripheral venous vessels. The accuracy of the projection of venous vessels on the skin surface is determined.
Ключевые слова: венозная окклюзия, диаметр вены, электродная система, electrical impedance, vein diameter, venous occlusion, венозная окклюзия


Литература / References
  1. Martinsen, Ø.G. et al. Invasive Electrical Impedance Tomography for Blood Vessel Detection // The Open Biomedical Engineering Journal. 2010. 135 p. DOI: 10.2174/1874120701004010135
  2. Кудашов И. А. и др. Разработка метода для контроля венепункции // Биомедицинская радиоэлектроника. 2013. № 10. С. 8-12.
  3. Кирпиченко Ю. Е. Разработка биотехнической системы прекардиальной векторной электроимпедансной реографии: дис. канд. техн. наук. Москва. 2012. 141 с.
  4. Тимохин Д. П. Разработка биотехнической системы многоканального электроимпедансного картирования биомеханической деятельности сердца: дис. канд. техн. наук. Москва, 2012. 141 с.
  5. Аль-Харош М.Б. и др. Численное моделирование электроимпедансного метода локализации периферических вен // Биомедицинская радиоэлектроника. 2014. № 10. С. 4-8.
  6. Al-Harosh, M.B., Shchukin, S.I. Numerical Modeling of the Electrical Impedance Method of Peripheral Veins Localization // World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering. Toronto (Canada). 2015. P. 1683-1686. DOI: 10.1007/978-3-319-19387-8_409

Оценка скорости распространения пульсовой волны артериального давления на основе данных измерения пневматическим датчиком со встроенным каналом ЭКГ / Estimation of Blood Pressure Pulse Wave Propagation Velocity on the Basis of Measurement Data by Pneumatic Sensor with Built-in Egg Channel

Анциперов В. Е. / Antsiperov, V. E.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Российский новый университет / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS;
Бугаев А. С. / Bugaev, A. S.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Московский физико-технический институт / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS; Moscow Institute of Physics and Technology
Данилычев М. В. / Danilychev, M. V.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Российский новый университет / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS;
Ефимов Р. А. / Efimov, R. A.
Российский университет транспорта / Russian University of Transport
Мансуров Г. К. / Mansurov, G. K.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS
Выпуск в базе РИНЦ
Анциперов В. Е., Бугаев А. С., Данилычев М. В., Ефимов Р. А., Мансуров Г. К. Оценка скорости распространения пульсовой волны артериального давления на основе данных измерения пневматическим датчиком со встроенным каналом ЭКГ // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 74–81. DOI: 10.25210/jfop-1904-074081
Antsiperov, V. E., Bugaev, A. S., Danilychev, M. V., Efimov, R. A., Mansurov, G. K. Estimation of Blood Pressure Pulse Wave Propagation Velocity on the Basis of Measurement Data by Pneumatic Sensor with Built-in Egg Channel // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 74–81. DOI: 10.25210/jfop-1904-074081


Аннотация: В приведенной статье рассматривается возможность неинвазивного измерения скорости распространения пульсовой волны (СРПВ) артериального давления с помощью разработанного авторами пневматического датчика со встроенным каналом ЭКГ. Знание величины этого параметра, наряду с непрерывным мониторингом артериального давления (АД) и анализом динамики пульсовой волны позволяет отслеживать текущее состояние сердечнососудистой системы, и проводить, в том числе, диагностику клинических и субклинических проявлений атеросклероза.
Abstract: The paper discusses the possibility of non-invasive measurement of the propagation velocity of the pulse wave of blood pressure using a new type of pneumatic sensor with an integrated ECG channel. Knowledge of the value of this parameter, along with non-invasive continuous monitoring of the blood pressure (BP) and analysis of the dynamics of the pulse wave, permits to control the current state of the cardiovascular system, and to carry out, including diagnosis of clinical and subclinical manifestations of atherosclerosis.
Ключевые слова: пульсовая волна, пневматический датчик, неинвазивные методы измерения, гемодинамика, ЭКГ, атеросклероз, доклиническая диагностика, blood pressure, pulse wave, pneumatic sensor, non-invasive measurement methods, hemodynamics, ECG, atherosclerosis, пульсовая волна


Литература / References
  1. Васюк Ю. А., Иванова С. В., Школьник Е. Л. и др. Согласованное мнение российских экспертов по оценке артериальной жесткости в клинической практике. // Кардиоваскулярная терапия и профилактика, 2016. № 15(2). С. 4-19. DOI: http://doi.org/10.15829/1728-8800-2016-2-4-19.
  2. Анциперов В. Е., Мансуров Г. К. и др. Патент на изобретение 2638712 «Пневматический сенсор для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления», приоритет от 07.11.2016 г., опубликовано 15.12.2017, Бюллетень. № 35.
  3. Анциперов В. Е., Мансуров Г. К. и др. Патент на изобретение 2675066 «Монолитный трёхкамерный пневматический сенсор с встроенными дроссельными каналами для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления», приоритет от 26.92.2018 г., опубликовано 14.12.2018, Бюллетень. № 35.
  4. Antsiperov, V., Mansurov, G. Positioning Method for Arterial Blood Pressure Monitoring Wearable Sensor. // Bioinformatics and Biomedical Engineering. IWBBIO 2019, Rojas, I., et al. (Eds). Lecture Notes in Computer Science. Vol. 11465. Springer, Cham, 2019. P. 405-414. DOI: 10.1007/978-3-030-17938-0_36
  5. Анциперов В. Е., Данилычев М. В., Мансуров Г. К. Технология неинвазивного мониторинга артериального давления по данным регистрации сигнала пульсовой волны трехканальным датчиком нового типа // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 3. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/mar19/1/text.pdf DOI: 10.30898/1684-1719.2019.3.1.
  6. Benetos, A., Labat, C., Lacolley, P. Determinants of Pulse Wave Velocity in Healthy People and in the Presence of Cardiovascular Risk Factors: ‘Establishing Normal and Reference Values.’ // Eur Heart J. 2010. Vol. 31. P. 2338-2350. DOI: 10.1093/Eurheartj/Ehq165.
  7. Kim H-L, Kim S-H. Pulse Wave Velocity in Atherosclerosis. // Front Cardiovasc Med. 2019. Vol. 6. DOI: 10.3389/Fcvm.2019.00041; PMID: 31024934.
  8. Cavalcante, J.L., Lima, J.A., Redheuil, A, Al-Mallah, M.H. Aortic Stiffness: Current Understanding and Future Directions // J Am Coll Cardiol. 2011. Vol. 57. No.14. P. 1511-22. DOI: 10.1016/j.Jacc.2010.12.017.
  9. Bereksi-Reguig, M.A., Bereksi-Reguig, F., Ali, A.N. A New System for Measurement of the Pulse Transit Time, the Pulse Wave Velocity and its Analysis. // J. Mech. Med. Biol. 2017. Vol. 17, No. 1. P. 1750010. DOI: 10.1142/S0219519417500105.
  10. Kortekaas, M.C., et al. Small Intra-Individual Variability of the Pre-Ejection Period Justifies the Use of Pulse Transit Time as Approximation of the Vascular Transit. // PLoS ONE. 2018. Vol. 13. No 10. P. e0204105. DOI: 10.1371/journal.pone.0204105.

Неинвазивный мониторинг артериального давления на основе данных непрерывной регистрации сигнала пульсовой волны трехканальным датчиком нового типа / Non-Invasive Monitoring of Blood Pressure Based on the Data of Continuous Registration of the Pulse Wave Signal with a New Type of Three-Channel Sensor

Анциперов В. Е. / Antsiperov, V. E.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Российский новый университет / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS; Russian New University
Бугаев А. С. / Bugaev, A. S.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Московский физико-технический институт / Moscow Institute of Physics and Technology
Данилычев М. В. / Danilychev, M. V.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Российский новый университет / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS; Russian New University
Мансуров Г. К. / Mansurov, G. K.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS
Выпуск в базе РИНЦ
Анциперов В. Е., Бугаев А. С., Данилычев М. В., Мансуров Г. К. Неинвазивный мониторинг артериального давления на основе данных непрерывной регистрации сигнала пульсовой волны трехканальным датчиком нового типа // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 82–91. DOI: 10.25210/jfop-1904-082091
Antsiperov, V. E., Bugaev, A. S., Danilychev, M. V., Mansurov, G. K. Non-Invasive Monitoring of Blood Pressure Based on the Data of Continuous Registration of the Pulse Wave Signal with a New Type of Three-Channel Sensor // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 82–91. DOI: 10.25210/jfop-1904-082091


Аннотация: В работе рассматриваются схема работы, особенности конструкции и результаты тестирования датчика нового типа для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления. В основу его работы положен принцип локальной компенсации давления. Позиционирование датчика на теле осуществляется на основе метода дифференциальной обработки данных поступающих от трех каналов, которые синхронно регистрируют сигнал пульсовой волны. Миниатюрность измерительного элемента датчика и возможность его точного позиционирования непосредственно в зоне измерения на малых и очень малых (1 мм или менее) площадках упругих поверхностей, таких как кожа и прилегающие ткани человеческого тела, позволяют обеспечить повышенное качество восстановления формы пульсовой волны, непрерывность измерения параметров и минимизацию уровня сторонних возмущений. Приводятся примеры измерения для некоторых поверхностных артерий человеческого тела. Для случая лучевой и височной артерий подтверждена также возможность непрерывного измерения фактического значения величины артериального давления. Описываются результаты использования модернизированного варианта датчика с возможностью синхронного измерения ЭКГ.
Abstract: The paper discusses the scheme of operation, design features and test results of a new type of sensor for continuous non-invasive measurement of blood pressure. The positioning of the sensor on the patient’s body is based on the method of differential processing of data coming from three channels that synchronously register the pulse wave signal. The miniature dimensions of the sensor measuring element and the possibility of its precise positioning directly in the measurement zone on small and very small (1 mm or less) areas of elastic surfaces, such as skin and adjacent tissues of the human body, allow for increased quality of pulse wave shape restoration, continuity of measurement parameters and minimizing the level of external disturbances. Examples of measurement for some superficial arteries of the human body are given. In the case of the radial and temporal arteries, the possibility of continuous measurement of the actual value of blood pressure was also confirmed. The results of using an upgraded version of the sensor with the possibility of synchronous ECG measurement are described.
Ключевые слова: неинвазивные методы измерения, гемодинамика, пульсовая волна, пневматический датчик, позиционирование, blood pressure, non-invasive measurement methods, hemodynamics, pulse wave, pneumatic sensor, неинвазивные методы измерения


Литература / References
  1. Settels, J.J., ed. Ehrenfeld, J. M., and Cannesson, M. Non-Invasive Arterial Pressure Monitoring // in Monitoring Technologies in Acute Care Environments. Springer, New York. 2014. P. 87-107.
  2. Peňáz, J. Photoelectric Measurement of Blood Pressure, Volume and Flow in the Finger // in Digest of the 10th International Conference on Medical and Biological Engineering. Dresden. 1973. P. 104.
  3. Antsiperov, V.E., Mansurov, G.K. et al, 2016. Pneumatic Sensor for Non-Invasive Continuous Blood Pressure Measurement in Invention Patent 2638712. Priority November 7, 2017. Bulletin No. 35.
  4. Goldmann, H., Schmidt, T. Ueber Applanationstonometrie in Ophthalmologica // 1975. Vol. 134. P. 221-242.
  5. Mansurov, G.K. et al. Monolithic Three-Chambered Pneumatic Throttle Sensor with Integrated Channels for Continuous Non-Invasive Blood Pressure Measurement. 2018. Patent RU2675066.
  6. Antsiperov, V.E., Mansurov, G.K., and Danilychev, M.V. Method of Positioning a Pneumatic Sensor for Noninvasive Blood Pressure Monitor According to Three-Channel Pulse Wave Detecting Signal // in Proceedings of the 11th International Scientific and Technical Conference «Acoustooptic and Radar Methods for Information Measurements and Processing». 2018. P. 140-144.
  7. Анциперов В. Е., Данилычев М. В., Мансуров Г. К. Технология неинвазивного мониторинга артериального давления по данным регистрации сигнала пульсовой волны трехканальным датчиком нового типа // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 3. URL: http://jre.cplire.ru/jre/mar19/1/text.pdf. DOI: 10.30898/1684-1719.2019.3.1.
  8. Antsiperov, V., Mansurov, G., Danilychev, M., and Churikov, D. Non-Invasive Blood Pressure Monitoring with Positionable Three-Chamber Pneumatic Sensor // Proceedings of the 12th International Joint Conference on Biomedical Engineering Systems and Technologies (BIOSTEC2019). Vol. 5. HEALTHINF. P. 462-465. ISSN: 2184-4305. ISBN: 978-989-758-353-7. DOI: 10.5220/0007574904620465

Новые технологические подходы в дифференциальной диагностике хронической спонтанной крапивницы и уртикарного васкулита / New Technological Approaches in the Differential Diagnosis of Chronic Spontaneous Urticaria and Urticarial Vasculitis

Данилычев М. В. / Danilychev, M. V.
Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН; Российский новый университет / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS; Russian New University
Данилычева И. В. / Danilycheva, I. V.
ГНЦ Институт иммунологии ФМБА России / SSC «Institute Of Immunology» FMBA Russia
Катунина О. В. / Katunina, O. R.
ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России / Burnasyan SRC-FMBC FMBA
Ловчикова Е. Д. / Lovcheva, E. D.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Мачихин А. С. / Machikhin, A. S.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Польщикова О. В. / Polschikova, O. V.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Широков С. В. / Shyrokov, S. V.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Шульженко А. Е. / Shulzhenko, A. E.
ГНЦ Институт иммунологии ФМБА России / SSC «Institute Of Immunology» FMBA Russia
Выпуск в базе РИНЦ
Данилычев М. В., Данилычева И. В., Катунина О. В., Ловчикова Е. Д., Мачихин А. С., Польщикова О. В., Широков С. В., Шульженко А. Е. Новые технологические подходы в дифференциальной диагностике хронической спонтанной крапивницы и уртикарного васкулита // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 92–97. DOI: 10.25210/jfop-1904-092097
Danilychev, M. V., Danilycheva, I. V., Katunina, O. R., Lovcheva, E. D., Machikhin, A. S., Polschikova, O. V., Shyrokov, S. V., Shulzhenko, A. E. New Technological Approaches in the Differential Diagnosis of Chronic Spontaneous Urticaria and Urticarial Vasculitis // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 92–97. DOI: 10.25210/jfop-1904-092097


Аннотация: В медицине часто встречаются ситуации, когда различные по этиологии заболевания демонстрируют схожую по проявлениям клиническую картину. В качестве такого примера в данной статье рассматривается ситуация с хронической спонтанной крапивницей (chronic spontaneous urticaria) и уртикарным васкулитом (urticarial vasculitis). Одним из наиболее достоверных средств, своего рода «золотым стандартом», диагностики уртикарного васкулита в настоящее время является гистологическое исследование биоптата кожи. Вместе с тем указанный метод все же достаточно субъективен и нуждается в дальнейшем развитии и совершенствовании. В качестве возможного пути развития авторы предлагают перейти в гистологической практике к использованию методов гиперспектральной съемки гистологических образцов и последующего компьютерного анализа.
Abstract: In medicine, there are often situations where diseases of various etiologies demonstrate a similar clinical picture. As an example, this article discusses the situation with chronic spontaneous urticaria and urticarial vasculitis. The most reliable tool, a kind of «gold standard», UV diagnostics at present is a histological examination of skin biopsy. At the same time, this method needs further development and improvement. As a possible path of development, the authors propose moving in histological practice to the use of hyperspectral imaging of histological samples and subsequent computer analysis.
Ключевые слова: хроническая спонтанная крапивница, уртикарный васкулит, дифференциальная диагностика, гистологическое исследование, гиперспектральный модуль, нейронная сеть, clinical picture, chronic spontaneous urticaria, urticaria vasculitis, differential diagnosis, histological examination, hyperspectral module, хроническая спонтанная крапивница


Литература / References
  1. Голубчикова, Р.Н. Хроническая идиопатическая крапивница. Диагностическая проблема /Р.Н. Голубчикова, И.В. Данилычева // Российский аллергологический журнал. 2012. № 3. С. 3-6.
  2. Giménez-Arnau, A.M., Toubi, E., Marsland, A.M., and Maurer, M. Clinical Management of Urticaria Using Omalizumab: the First Licensed Biological Therapy Available for Chronic Spontaneous Urticaria. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2016; 30 Suppl 5: 25-32.
  3. Данилычева И. В., Елисютина О. Г., Ильина Н. И. и др. Омализумаб в лечении пациентов с хронической крапивницей Омализумаб в лечении пациентов с хронической крапивницей // Эффективная фармакотерапия. 2015. № 3(45). С. 6-10.
  4. Maurer, M., Rosen, K., Hsieh, H.J., Saini, S., Grattan, C., Gimenez-Arnau, A. et al. Omalizumab for the Treatment of Chronic Idiopathic or Spontaneous Urticaria. N Engl J Med. 2013. Vol. 368. P. 924-935.
  5. Saini, S.S., Bindslev-Jensen, C., Maurer, M., Grob, J.J., Bulbul Baskan, E., Bradley, M.S. et al. Efficacy and Safety of Omalizumab in Patients with Chronic Idiopathic/Spontaneous Urticaria Who Remain Symptomatic on Н1 Antihistamines: a Randomized, Placebo-Controlled Study // J Invest Dermatol 2015. Vol. 135. P. 67-75.
  6. Polschikova, O.V., Machikhin, A.S., Ramazanova, A.G., Bratchenko, I.A., Pozhar, V.E., Danilycheva, I.V., Katunina, O.R., and Danilychev, M.V. An Acousto-Optic Hyperspectral Unit for Histological Study of Microscopic Objects // ISSN0030-400X, Optics and Spectroscopy. 2018. Vol. 125. No. 6. P. 1074-1080. DOI: 10.1134/S0030400X19020188.
  7. Польщикова О. В., Мачихин А. С., Рамазанова А. Г., Братченко И. А., Пожар В. Э., Данилычева И. В., Катунина О. Р., Данилычев М. В. Акустооптический гиперспектральный модуль для гистологического исследования микрообъектов // Оптика и спектроскопия. 2019. Т. 126. Вып. 2. С. 237-244. DOI: 10.21883/OS.2019.02.47211.227-18
  8. Danilycheva, I. V., Katunina, O. R., Shulzhenko, A. E., Danilychev, M.V., Machikhin, A. S., Polschikova, O. V., and Shyrokov, S. V. Differential Diagnostics of Chronic Urticaria and Urticarial Vasculitis by Hyperspectral Imaging // Abstracts From the European Academy of Allergy and Clinical Immunology Congress, 1-5 June 2019, Lisbon, Portugal /Allergy (European Journal of Allergy and Clinical Immunology). Vol. 74. Iss. S106. P. 615. TP1155. DOI: Full/10.1111/All.13961

Исследование влияния уровня генерации на электрические и динамические характеристики разряда лазерных трубок / Investigation of the Influence of the Generation Level on the Electrical and Dynamic Characteristics of the Discharge of Laser Tubes

Захарова Е. А. / Zakharova, E. A.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University «LETI», St. Petersburg
Киселев А. С. / Kiselev, A. S.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University «LETI», St. Petersburg
Смирнов Е. А. / Smirnov, E. A.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University «LETI», St. Petersburg
Выпуск в базе РИНЦ
Захарова Е. А., Киселев А. С., Смирнов Е. А. Исследование влияния уровня генерации на электрические и динамические характеристики разряда лазерных трубок // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 98–103. DOI: 10.25210/jfop-1904-098103
Zakharova, E. A., Kiselev, A. S., Smirnov, E. A. Investigation of the Influence of the Generation Level on the Electrical and Dynamic Characteristics of the Discharge of Laser Tubes // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 98–103. DOI: 10.25210/jfop-1904-098103


Аннотация: В статье рассмотрены вопросы влияния уровня мощности генерации CO2-лазера на его электрические и динамические характеристики. Полученные зависимости позволят учитывать влияние уровня генерации на характеристики разряда при расчете устойчивости систем стабилизации мощности излучения газоразрядных лазеров.
Abstract: The article discusses the impact of the power level of the generation of a CO2 laser on its electrical and dynamic characteristics. The obtained dependences will allow one to take into account the influence of the generation level on the discharge characteristics when calculating the stability of the stabilization systems of the radiation power of gas-discharge lasers.
Ключевые слова: динамическое сопротивление разряда, вольтамперная характеристика, мощность генерации лазера, Gas discharge laser, dynamic resistance, current-voltage characteristic, динамическое сопротивление разряда


Литература / References
  1. Привалов В. Е., Смирнов Е. А. Стабилизация мощности излучения газоразрядных лазеров // Метрология. 1985. № 9. С. 21-30.
  2. Киндл Г., Леб В., Шиффнер Г. Зависимость разрядного тока лазера на CO2 от режима генерации // ТИНЭР. 1968. Т. 56. № 5. С. 134-135.
  3. Попов Л. Н., Пойзнер Б. Н., Войцеховский А. В. Юстировка газового лазера без использования фотоприемника // ПТЭ. 1981. № 2. С. 242-244.
  4. Киселев А. С., Смирнов Е. А. Исследование вольт-амперных характеристик лазеров тлеющего разряда // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2015. № 6. С. 3-6.

Идентификация магнитостатических мод в пленках ЖИГпо распределению высокочастотного магнитного поля / Identification of Magnetostatic Modes in YIG Films by the Distribution of a High-Frequency Magnetic Field

Бабичев Р.К. / Babichev, R.K.
Южный федеральный университет / Southern Federal University
Синявский Г.П. / Sinyavsky, G.P.
Южный федеральный университет / Southern Federal University
Тахтамышьян В.В. / Takhtamyshyan, V.V.
Южный федеральный университет / Southern Federal University
Выпуск в базе РИНЦ
Бабичев Р.К., Синявский Г.П., Тахтамышьян В.В. Идентификация магнитостатических мод в пленках ЖИГпо распределению высокочастотного магнитного поля // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 3–10. DOI: 10.25210/jfop-1904-003010
Babichev, R.K., Sinyavsky, G.P., Takhtamyshyan, V.V. Identification of Magnetostatic Modes in YIG Films by the Distribution of a High-Frequency Magnetic Field // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 3–10. DOI: 10.25210/jfop-1904-003010


Аннотация: Представлена методика идентификации магнитостатических мод в прямоугольной пленке железо-иттриевого граната (ЖИГ). Рассмотрена экспериментальная структура, состоящая из пленки ЖИГ, расположенной на микрополосковой линии. Для анализа был использован пакет CST Microwave Studio, основой расчетов в котором является метод конечных элементов. Частотные зависимости вносимых потерь и обратных потерь были проанализированы и сравнены с экспериментальными. Идентификация мод была проведена с помощью визуализации распределений магнитного поля на резонансных частотах. Каждая мода описывается числами полуволн в соответствующих направлениях.
Abstract: The technique of identification of magnetostatic wave modes in a rectangular yttrium iron garnet (YIG) films is presented. The experimental structure consisted of a YIG film placed on a microstrip transmission line has been studied. To analyze this electrodynamic problem CST Microwave Studio based on finite element method was used. While simulating this structure, frequency dependencies of insertion loss and return loss have been analyzed and compared to the ones obtained experimentally. Modes identification was performed by visualizing magnetic fields distributions at the resonant frequencies. Every mode was described by the numbers of half-wavelengths along corresponding direction.
Ключевые слова: магнитостатические моды, микрополосковая линия, yttrium iron garnet, magnetostatic modes, магнитостатические моды


Литература / References
  1. Натхин И. И., Бабичев Р. К., Иванов В. Н., Тутченко А. А. Исследование перестраиваемого полосно-заграждающего фильтра на магнитостатических волнах // Электронная техника. Серия 1. Электроника СВЧ. 1986. № 9. С. 13-16.
  2. Mar, D.J., Carroll, T.L., Pecora, L.M., Heagy, J.F., and Rachford, F.J. Dual driving of magnetostatic modes in yttrium-iron-garnet film experiments // J. Appl. Phys. 1996. Vol. 80. No. 3. P. 1878-1882. DOI: 10.1063/1.363001

Система регистрации интерферограмм в двухзондовом (двухканальном) фурье-спектрометре / System for Recording Interferograms in a Two-Probe(Two-Channel) Fourier Spectrometer

Вагин В.А. / Vaguine, V.A.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Хорохорин А.И. / Khorokhorin, A.I.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Выпуск в базе РИНЦ
Вагин В.А., Хорохорин А.И. Система регистрации интерферограмм в двухзондовом (двухканальном) фурье-спектрометре // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 11–15. DOI: 10.25210/jfop-1904-011015
Vaguine, V.A., Khorokhorin, A.I. System for Recording Interferograms in a Two-Probe(Two-Channel) Fourier Spectrometer // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 11–15. DOI: 10.25210/jfop-1904-011015


Аннотация: Описаны возможности и преимущества двухзондового фурье-спектрометра. Рассмотрена структурная схема системы регистрации интерферограмм. Рассмотрен приём одновременной регистрации интерферограмм по двум каналам в реальном времени и рафинирование результирующего массива. Описаны средства регистрации и квитирования с персональным компьютером. Приведены параметры и темп передачи данных. Описана подпрограмма регистрации с привязкой отсчётов к оптической разности хода интеферометра спектрометра.
Abstract: Features and benefits of a two-probe Fourier spectrometer are described. The block diagram of the system of registration of interferograms is considered. The method of simultaneous registration of interferograms in real time and refining the resulting array is considered also. Means of registration and acknowledgement with personal computers are described. The parameters and rate of data transmission are given. The registration subroutine with reference of samples to optical difference of path difference of the interferometer is described.
Ключевые слова: двухканальная система регистрации интерферограмм, референтный канал, инфракрасный КРТ приемник, аналого-цифровой преобразователь, two-probe Fourier spectrometer, two-channel interferogram registration system, the reference channel, infrared МСТ receiver, двухканальная система регистрации интерферограмм


Литература / References
  1. Вагин В. А., Гершун М. А., Жижин Г. Н., Тарасов К. И. Светосильные спектральные приборы / Под ред. К.И.Тарасова. М.: Наука., 1988.
  2. Вагин В. А., Даниелян Г. Л. Многозондовая фурье-спектроскопия // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 96-103.
  3. Вагин В. А., Хорохорин А. И. Система управления, регистрации и обработки спектральной информации многозондового ИК фурье-спектрометра // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 3(29). С. 8-15. DOI: 10.25210/jfop-1803-008015
  4. Вагин В. А., Хорохорин А. И. Эквидистантность точек регистрации интерферограммы в фурье-спектрометре // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 3(33). С. 8-15. DOI: 10.25210/jfop-1903-097102

Достижение углового сверхразрешения на основе априори известной информации / Achievement of Angular Superresolution Based on the Priority of Known Information

Лаговский Б. А. / Lagovsky, B.A.
Российский технологический университет (МИРЭА) / Russian Technological University (MIREA)
Самохин А. Б. / Samokhin, A.B.
Российский технологический университет (МИРЭА) / Russian Technological University (MIREA)
Выпуск в базе РИНЦ
Лаговский Б. А., Самохин А. Б. Достижение углового сверхразрешения на основе априори известной информации // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 16–22. DOI: 10.25210/jfop-1904-016022
Lagovsky, B.A., Samokhin, A.B. Achievement of Angular Superresolution Based on the Priority of Known Information // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 16–22. DOI: 10.25210/jfop-1904-016022


Аннотация: Обоснована эффективность использования априорной информации при решении обратных задач формирования радиоизображений со сверхразрешением на основе алгебраических методов. Представлены результаты численных экспериментов на математических моделях, показавшие устойчивость получаемых решений с угловым разрешением, превосходящим критерий Рэлея в 3-10 раз. На примерах продемонстрирована высокая помехоустойчивость получаемых приближённых решений, превышающая зарубежные аналоги.
Abstract: The efficiency of using a priori information in solving inverse problems of forming radio images with superresolution based on algebraic methods is substantiated. The results of numerical experiments on mathematical models are presented, which showed the stability of the obtained solutions with angular resolution exceeding the Rayleigh criterion by 3-10 times. The examples demonstrate the high noise immunity of the obtained approximate solutions, exceeding foreign analogues.
Ключевые слова: устойчивость обратной задачи, параметризация обратной задачи, регуляризующий фактор, регуляризация двумерной обратной задачи, angular superresolution, the stability of inverse problems, data mining, regularizing factor, устойчивость обратной задачи


Литература / References
  1. Bertero, M., Boccacci, P. Super-resolution in computational imaging // 2003. Micron, Vol. 34. P. 265-273. DOI: 10.1016/S0968-4328(03)00051-9
  2. Лаговский Б. А. Сверхразрешение на основе синтеза апертуры цифровыми антенными решетками // Антенны. 2013. № 6. С. 9-16.
  3. Lagovsky, B.A., Samokhin, A.B., and Shestopalov, Y.V. Regression Methods of Obtaining Angular Superresolution // 2019 URSI Asia-Pacific Radio Science Conference (AP-RASC), New Delhi, India. Publisher: IEEE. Conference Paper. 2019.
  4. Лаговский Б. А., Самохин А. Б. Устойчивость алгебраических методов восстановления изображений источников с повышенным угловым разрешение // Электромагнитные волны и электронные системы. 2011. № 4. T.16. С. 6-12.
  5. Lagovsky, B.A., Samokhin, A.B. Superresolution in signal processing using a priori information // International Conference Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA). Verona, Italy, 2017. P. 779-783. DOI: 10.1109/ICEAA.2017.8065365
  6. Lagovsky, B., Samokhin, A., and Shestopalov, Y. Increasing Effective Angular Resolution Measuring Systems Based on Antenna Arrays // Proceedings of the 2016 URSI International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS), Espoo, Finland, 2016. P. 432-434. DOI: 10.1109/URSI-EMTS.2016.7571418
  7. Lagovsky, B.A. Superresolution in signal processing using smart antenna // Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS). 2017. P. 471-474.
  8. Lagovsky, B.A., Chikina, A.G. Superresolution in signal processing using a priori information // Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS). 2017. P. 944-947.
  9. Lagovsky, B. A., Samokhin, A. B., and Shestopalov, Y.V. Creating Two-Dimensional Images of Objects with High Angular Resolution // 2018 IEEE Asia-Pacific Conference on Antennas and Propagation (APCAP). P. 114-115. DOI: 10.1109/CRMICO.2014.6959825

Особенности разработки программно-аппаратных комплексов для микрофокусной рентгеновской компьютерной томографии / Features of the Development of Software and Hardware Systems for MicroCT

Бессонов В. Б. / Bessonov, V.B.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University «LETI», St. Petersburg
Ларионов И. А. / Larionov, I.A.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University «LETI», St. Petersburg
Ободовский А. В. / Obodovsky, A.V.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University «LETI», St. Petersburg
Выпуск в базе РИНЦ
Бессонов В. Б., Ларионов И. А., Ободовский А. В. Особенности разработки программно-аппаратных комплексов для микрофокусной рентгеновской компьютерной томографии // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 23–33. DOI: 10.25210/jfop-1904-023033
Bessonov, V.B., Larionov, I.A., Obodovsky, A.V. Features of the Development of Software and Hardware Systems for MicroCT // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 23–33. DOI: 10.25210/jfop-1904-023033


Аннотация: Представлены особенности создания программно-аппаратных комплексов для микротомографии. Описаны ключевые требования к источникам рентгеновского излучения для микротомографии. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований факторов, влияющих на качество томографической реконструкции, в том числе: дрейф фокусного пятна по мишени анода рентгеновской трубки, нестабильность мощности дозы рентгеновского излучения, уровень шумов на проекционных данных, нестабильность геометрических параметров схемы съемки, наличие битых пикселей и пикселей с неравномерным коэффициентом усиления на приемнике рентгеновского излучения. Предложены методы компенсации указанных факторов.
Abstract: The features of creating software and hardware systems for microtomography are presented. The key requirements for X-ray sources for microtomography are described. The results of theoretical and experimental studies of factors affecting the quality of tomographic reconstruction are presented, including: drift of the focal spot on the anode target of X-ray tube, instability of the dose rate of X-ray radiation, noise level on the projection data, instability of the geometric parameters of the scheme of shooting, the presence of dead pixels and pixels with nonuniform gain on the receiver of X-ray radiation. Methods of compensating these factors are proposed.
Ключевые слова: микротомография, микротомограф, коррекция артефактов, дрейф фокусного пятна, микрофокусная рентгеновская трубка, томографическая реконструкция, tomography, microtomography, micro-tomograph, artifact correction, focal spot drift, microfocus X-ray tube, микротомография


Литература / References
  1. Loyer, J., Murphy, E., Ruppe, M., Moiseyev, V., Khartanovich, V., Zammit, J., Rottier, S., Potrakhov, N.,.Bessonov, V., and Obodovskiy, A. Co-morbidity with hypertrophic osteoarthropathy: A possible Iron Age Sarmatian case from the Volga steppe of Russia // International Journal of Paleopathology 2019. Vol. 24. P. 66-78. DOI: 10.1016/j.ijpp.2018.09.007
  2. Obodovskiy, A.V., Bessonov, V.B., and Larionov, I.A. Features of the practical application of microfocus x-ray tomograph in biomedical engineering // AIP Conference Proceedings. 2019. Vol. 2140. No. 020049. DOI: 10.1063/1.5121974
  3. Blinov, N.N., Vasilyev, A.Y., Bessonov, V.B., Gryaznov, A.Y., Zhamova, K.K., Potrakhov, E.N., and Potrakhov, N.N. Effect of X-Ray Tube Focal Spot Size on Radiovisiograph Resolution // Biomedical Engineering. 2014. Vol. 48. I. 2. P. 58-61
  4. Potrakhov, N.N., Podymskii, A.A., Bessonov, V.B., Obodovskii, A.V., Gryaznov, A.Y., Potrakhov, E.N., and Zhamova, K.K. 0.2BPM64-200 microfocus X-ray tube for projection radiography // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2017. Vol. 53. Iss. 3. P. 227-230. DOI: 10.1134/S106183091703007X
  5. Потрахов Н.Н., Бессонов В.Б., Ободовский В.В., Грязнов А.Ю., Клонов В.В., Мазуров А.И. Установки для рентгеновского контроля (обзор) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 10. С. 35-42. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-10-35-42
  6. Подымский А.А., Потрахов Н.Н. Микрофокусные рентгеновские трубки нового поколения // Контроль. Диагностика. 2017. № 4. С. 4-8. DOI: 10.14489/td.2017.04.pp.004-008.