март 2020
Спектрометр для неинвазивной глюкометрии
Программно-аппаратный комплекс для неинвазивного оптического метода контроля концентрации глюкозы в крови человека. Метод заключается в анализе уровня поглощения глюкозой оптического излучения ближнего инфракрасного диапазона.
ЗАКАЗЧИК
Физическое лицо
Физическое лицо
СРОК И СОСТАВ
2 года на разработку программно-аппаратной части и изготовление прототипа
2 года на разработку программно-аппаратной части и изготовление прототипа
ЗАДАЧА ПРОЕКТА
Основная задача была в том, чтобы аппаратная часть обеспечивала генерацию оптического излучения в диапазоне длин волн от 700 до 1050 нм, регистрировало его, осуществляло дискретизацию и обработку полученных данных с последующей передачей на персональный компьютер с разработанным программным обеспечением для управления спектрометром и визуализацию уровня зарегистрированного светового потока. Функционально аппаратную часть можно разделить на два модуля: спектрометр и источник света. Модуль спектрометра состоит из блока управления (МК STM32F405 и обвязка), высокоскоростное АЦП AD9826 и фотоприёмника ELIS-1024 с аналоговой обвязкой. Выбор фотоприёмника обусловлен требованием достижения большого динамического диапазона (порядка 70дБ) необходимого в виду того, что вклад интенсивности поглощения глюкозы очень мал по отношению к другим компонентам биологических тканей и составляет менее 0,2%. Источник света состоит из 8 каналов светодиодов с разной длиной волны оптического излучения, управляемые при помощи восьми независимых линейных источников тока, предназначенных для формирования обратной спектральной характеристики компенсирующей неравномерность чувствительности фотоприёмника ELIS-1024 на разных длинах волн. Также было разработано программное обеспечение для персонального компьютера позволяющее настроить спектральную характеристику источника излучения и непрерывно регистрировать спектр принятого излучения, прошедшего через исследуемый объект.
Основная задача была в том, чтобы аппаратная часть обеспечивала генерацию оптического излучения в диапазоне длин волн от 700 до 1050 нм, регистрировало его, осуществляло дискретизацию и обработку полученных данных с последующей передачей на персональный компьютер с разработанным программным обеспечением для управления спектрометром и визуализацию уровня зарегистрированного светового потока. Функционально аппаратную часть можно разделить на два модуля: спектрометр и источник света. Модуль спектрометра состоит из блока управления (МК STM32F405 и обвязка), высокоскоростное АЦП AD9826 и фотоприёмника ELIS-1024 с аналоговой обвязкой. Выбор фотоприёмника обусловлен требованием достижения большого динамического диапазона (порядка 70дБ) необходимого в виду того, что вклад интенсивности поглощения глюкозы очень мал по отношению к другим компонентам биологических тканей и составляет менее 0,2%. Источник света состоит из 8 каналов светодиодов с разной длиной волны оптического излучения, управляемые при помощи восьми независимых линейных источников тока, предназначенных для формирования обратной спектральной характеристики компенсирующей неравномерность чувствительности фотоприёмника ELIS-1024 на разных длинах волн. Также было разработано программное обеспечение для персонального компьютера позволяющее настроить спектральную характеристику источника излучения и непрерывно регистрировать спектр принятого излучения, прошедшего через исследуемый объект.
Технические характеристики устройства
- количество светодиодов: 8;
- диапазон длин волн: 700-1050 нм;
- угловая дисперсия: 19°;
- максимальный сдвиг длины волны: 4 нм на 10 градусов при полосе 50 нм;
- динамический диапазон: 70 дБ;
- стабильность источника тока: 0,05%;
- питание USB 5 В.
РЕЗУЛЬТАТ
В ходе работы над проектом был разработан, изготовлен и протестирован прототип программно-аппаратного комплекса, который по результатам испытаний удовлетворил все требования технического задания Заказчика.
Команда Юнитрейс
В ходе работы над проектом был разработан, изготовлен и протестирован прототип программно-аппаратного комплекса, который по результатам испытаний удовлетворил все требования технического задания Заказчика.
Команда Юнитрейс