Skomputeryzowany zestaw laserowo-dopplerowski do nieinwazyjnej diagnostyki mikrokrążenia krwi

• Autorzy: Wojtkiewicz S. , Liebert A. , Badura G. , Czerw M. , Gacek A. , Zbieć A. , Obidzińska J. , Staszkiewicz W. , Maniewski R.

Warianty tytułu

EN

Computerised laser-Doppler setup for non-invasive diagnostic of blood microcirculation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowano i wykonano prototyp urządzenia laserowo-dopplerowskiego do nieinwazyjnych badań mikrokrążenia krwi. W odróżnieniu od rozbudowanych i drogich rozwiązań komercyjnych proponowany zestaw diagnostyczny jest urządzeniem mobilnym i ekonomicznym, głównie dzięki przeniesieniu, za pomocą interfejsu USB (Universal SerialBus), przetwarzania i analizy sygnałów pomiarowych do komputera osobistego wyposażonego w odpowiednie oprogramowanie. Urządzenie ma dwa niezależne kanały pomiarowe. Modułowa budowa umożliwia zmianę liczby kanałów. Źródłem światła z zakresu bliskiej podczerwieni jest dioda laserowa generująca falę o długości 780 nm. Zintegrowany moduł kalibracji optoelektronicznej eliminuje konieczność stosowania drogich i nietrwałych płynów kalibracyjnych oraz umożliwia automatyzację procesu kalibracji. Opracowany zestaw diagnostyczny przebadano na fantomach i zweryfikowano w warunkach klinicznych w trakcie pomiarów porównawczych z urządzeniami komercyjnymi u chorych z niewydolnością żylną oraz cukrzycą.

EN

Computerised laser-Doppler set-up for non-invasive measurements of blood microperfusion, was developed. The setup was equipped with two measurement channels allowing independent measurement in two position on the body. However, modular construction of the system enables easy increase of the channel number. Semi-conductor laser diode was used as the source of near infra-red light with wavelength of 780 nm. Integrated optoelectronic calibration module eliminates necessity of calibration with an expensive and non-persistent calibration liquids and makes the automatic calibration possible. In contrast to expensive commercial instruments the prototype is an economic and mobile device. It was achieved by USB (Universal Serial Bus) interface to PC computer responsible for signal processing and analysis. The developed laser-Doppler instrument was tested on the tissue phantoms and validated in clinical studies by comparison to commercial instruments.

Słowa kluczowe

PL

mikrokrążenie; metoda laserowo-dopplerowska; krew; ukrwienie

EN

microcirculation; laser Doppler flowmetry; blood; perfusion

• Wydawca: Jacek Doskocz
• Czasopismo: Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 16, nr 2
• Strony: 138--144
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Wojtkiewicz S.

autor

Liebert A.

autor

Badura G.

autor

Czerw M.

autor

Gacek A.

autor

Zbieć A.

autor

Obidzińska J.

autor

Staszkiewicz W.

autor

Maniewski R.

• Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej im. M. Nałęcza PAN, ul. ks. Trojdena 4, 02-109 Warszawa, tel. [phone],

Bibliografia

• 1. B. Fagrell : Advances in Microcirculation Network Evaluation : an Update, Int J Microcirc, ,vol. 15(1), 1995, s. 34-40.
• 2. P. Serjsen: Cutaneous blood flow in man studied by freely diffusible radioactive isotopes, Scand. J. Clin. Lab. Invest., vol. 93, 1967, s. 52-59.
• 3. B. Fagrell, A. Fronek, M. Intaglietta: A microscope television system for studying flow velocity in human skin capillaries, Am. J. Physiol., vol. 233, 1977, s. H318-H321.
• 4. W.J.B.M. van de Staak, A.J.M. Brakkee, H.E. Rijke-Herweijer: Measurement of the termal conductivity of the skin as an indicator of skin blood flow, J. Invest. Dermatol., vol. 51, 1968, s. 149-153.
• 5. A.V.J. Challoner: Photoelectric plethysmography for estimating cutaneous blood flow, in non-invasive physiological measurements, P. Rolfe, Editor, Academic Press, London 1970, s. 127.
• 6. R. Maniewski, A. Liebert, Metoda laserowo-dopplerowska w badaniach mikrokrążenia krwi. Problemy współczesnej nauki, teoria i zastosowania, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2003.
• 7. A. Liebert, M. Leahy, R. Maniewski: A calibration standard for laser-doppler measurements, Review of Scientific Instruments, vol. 66, 1995, s. 5169.
• 8. A. Liebert i in.: Optoelectronic standardization of laser Doppler perfusion monitors, Review Of Scientific Instruments, vol. 70(2), 1999, s. 1352-1354.
• 9. W. Steenbergen: A perfusion simulator for testing and calibrating laser Doppler blood flow meters, J Vas Res, vol. 35, 1998, s. 240.
• 10. G.E. Nilsson: Signal processor for laser Doppler tissue flowmeters, Med Biol Eng Comput, vol. 22(4), 1984, s. 343-348.
• 11. M.D. Stern: In vivo evaluation of microcirculation by coherent light scattering, Nature, vol. 254(5495), 1975, s. 56-58.
• 12. R. Bonner, R. Nossal: Model for laser doppler measurements of blood flow in tissue, Applied Optics, vol. 20, 1981, s. 2097-2106.
• 13. M.J. Leahy i in.: Principles and practice of the laser-Doppler perfusion technique, Technol Health Care, vol. 7(2-3), 1999, s. 143-162.
• 14. A. Liebert, N. Zołek, R. Maniewski: Decomposition of a laser-Doppler spectrum for estimation of speed distribution of particles moving in an optically turbid medium: Monte Carlo validation study, Phys. Med. Biol., vol. 51, 2006, s. 5737--5751.
• 15. S. Wojtkiewicz i in.: Laser-Doppler spectrum decomposition applied for the estimation of speed distribution of particles moving in a multiple scattering medium, Phys Med Biol, vol. 54(3), 2009, s. 679-697.
• 16. P. Łukasiewicz, A. Liebert, R. Maniewski, Sondy laserowo-dopplerowskie do badań mikrokrążenia, Elektronizacja, vol. 11, 2000, s. 19-21.
• 17. W. Karnafel i in.: Microcirculation in the diabetic foot as measured by a multichannel laser Doppler instrument, Med Sci Monit, "vol. 8(7), 2002. s. MT137-144.