Медичне застосування оптичного волокна: огляд сучасного стану розвитку волоконно-оптичних сенсорів

  • В. О. Катан Одеський національний політехнічний університет
  • Г. В. Нечипоренко Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського
  • А. О. Кобернік Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова
  • М. О. Мельник Одеський національний політехнічний університет
  • А. Р. Агаджанян Одеський національний політехнічний університет
Ключові слова: оптичне волокно, датчик, передача інформації, ендоскоп, діагностика

Анотація

В даній роботі проведено огляд великої кількості літератури стосовно сучасного стану розвитку волоконно-оптичних сенсорів, які домінують серед інших волоконно-оптичних пристроїв, завдяки високій чутливості й можливості прецизійного вимірювання. Особливу увагу приділено сенсорам для здійснення інвазивного і малоінвазивного дослідження біотканин. Розглянуті переваги використання оптичного волокна саме у біомедичних сенсорах. А також недолік лабораторних мереж, якщо подивитись з боку кримінальних маніпуляцій. Проведено огляд будови деяких сенсорів і основні вимоги до виробів на їх основі для медичного застосування. Також проаналізовані останні події у розробках.

Біографії авторів

В. О. Катан, Одеський національний політехнічний університет
студент групи РБ 111, кафедра інформаційної безпеки
Г. В. Нечипоренко, Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського
к.х.н., молодший науковий співробітник відділу хімії функціональних неорганічних матеріалів
А. О. Кобернік, Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова
к.б.н., доцент кафедри фармацевтичної хімії
М. О. Мельник, Одеський національний політехнічний університет
к.т.н., доцент кафедри інформаційної безпеки
А. Р. Агаджанян, Одеський національний політехнічний університет
к.т.н., доцент кафедри радіотехнічних пристроїв

Посилання

1. Поповский В. В. Защита информации в телекоммуникационных системах: Учебник /
В. В. Поповский, А. В. Персиков. — Харьков. : ООО «Компания СМИТ», 2006. — 238 с.
2. Грищук Р. В. Багатокритерійний синтез систем інформаційної безпеки / Р. В. Грищук,
І. А. Пількевич, В. О. Хорошко та ін. // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2012. — № 5/9 (59). — С. 40—44.
3. Павлов С. В. Використання волоконно-оптичних сенсорів у біомедичних дослідженнях /
С. В. Павлов, Р. В. Просоловський, Т. І. Козловська // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2008. — № 2 (15). — С. — 159.
4. Портнов Э. Л. Оптические кабели связи / Портнов Э. Л. — М. : Информсвязь, 2000. — 112 с.
5. Виноградов В. В. Волоконно-оптические линии связи : учебное пособие для техникумов и колледжей ж.-д. трансп. / В. В.Виноградов, В. К. Котов, В.Н. Нуприк. — М. : ИПК «Желдориздат», 2002. — 278 с.
6. Шарварко В. Г. Волоконно-оптические линии связи : учебное пособие / В. Г. Шарварко. — Таганрог. : Изд-во ТРТУ, 2006. — 170 с.
7. Фриман Р. Л. Волоконно-оптические системы связи : 3-е дополненное издание /
Р. Л. Фриман. — М. : Техносфера, 2006. — 496 с.
8. Дональд Дж. Стерлинг. Техническое руководство по волоконной оптике / Дональд Дж. Стерлинг [пер. з англ. А. Московченко]. — М. : Издательство «Лори», 1998. — 195 с.
9. Натрошвили О. Г. Применение методов временного мультиплексирования оптических сигналов в системах волокно-оптической связи компьютерных сетей /
О. Г. Натрошвили, В. П. Кожемяко, А. И. Прангишвили // Волоконно-оптичні технології в інформаційних (internet, intranet тощо) та енергетичних мережах. — 2009. — С. 195—200.
10. Amphawan Angela .Huda Ibrahim Mode Division Multiplexing of Spiral-Phased Donut Modes in Multimode Fiber / Angela Amphawan, Yousef Fazea, Huda Ibrahim.// Proceedings of SPIE — The International Society for Optical Engineering. — 2015. — Vol. 1286. — P.74.
11. Хорошко В. А. Методы и средства защиты информации / В. А. Хорошко,
А. А. Чекатков. — Киев. : Юниор, 2003. — 502 с.
12. Манько А. Защита информации на волоконно-оптических линиях связи от несанкционированного доступа / А. Манько, В Каток, М. Задорожний // Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні. — 2001. — Вип. 2.
13. Свинцов А. А. Численное моделирование систем диагностики состояния волоконно-оптического тракта ВОСП / А. А. Свинцов, А. Г. Свинцов. : Науково-технічна конференція «Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні». — Україна, Київ.– 1998.
14. Свинцов А. Г. ВОСП и защита информации / А. Г. Свинцов. : Науково-технічна конференція «Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні». – Україна, Київ. – 1998 р.
15. Каток В. Б. Защита информации в оптических линейных трактах методом спектрального разделения / В. Б. Каток, О. О. Манько. : Ювілейна науково-технічна конференція «Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні». — Україна, Київ, 9—11 червня 1998 р.
16. Каток В. Б. Нові методи захисту інформації на ВОЛЗ / В. Б. Каток, О. О. Манько,
М. Д. Задорожній : Науково-технічна конференція «Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні». — Україна, Київ,
15—20 квітня 2000 р.
17. Гублин A. C. Перспективы развития измерительных систем на основе волоконно-оптических датчиков / A. C. Гублин // Вестник Тульского государственного университета. Серия «Радиотехника и Радиооптика». — Том X. — 2008. — С. 7680.
18. Шандаров В. М. Волоконно-оптические устройства технологического назначения /
В. М. Шандаров — Томск. — 2012. — 199 с.
19. Задворнов С. А. О пожаровзрывобезопасности волоконно-оптических гибридных измерительных систем / С. А. Задворнов, А. А. Соколовский // Датчики и системы. — № 3. — 2007. — С. 11—13.
20. Задворнов С. А. Многофункциональная оптоэлектронная измерительная система для трехфазных сетей переменного тока / С. А. Задворнов, А. А. Соколовский // Электротехника. — № 4 — 2009.— С. 47—51.
21. Волоконно-оптические датчики. Вводный курс для инженеров и научных работников / под ред. Э. Удда. — М. : Техносфера, 2008. — 520 с.
22. Оптико-электронные информационно-измерительные системы : [Mонография] /
Е. А. Макарецкий, А. Я. Паринский, М. А. Абрамова, A. C. Гублин. — Тула : ТулГУ, 2010. — 100 с.
23. Гуляев Ю. В. Волоконно-оптические технологии, устройства, датчики и системы /
Ю. В. Гуляев [и др.] // Спецвыпуск «Фотон-экспресс» — НАУКА. — 2005. — № 6. —
С. 114—127.
24. ГОСТ 23496-89 Эндоскопы медицинские. Общие технические требования и методы испытаний. — Введ. 01.01.91. — М. : Изд-во стандартов, 1991.
25. Кошовий М. Д. Волоконно–оптичний датчик тиску / М. Д. Кошовий, Т. Г. Рожнова,
В. О. Рожнова, В.В. Ситник // Вісник ХНТУСГ імю П. Василенка. — 2014. — Вип. 154. —
С. 66—67.
26. Трембовецкая Р. В. Выбор оптической системы для медицинских эндоскопов /
Р. В. Трембовецкая // Вісник ЧДТУ. — 2013. — № 4. — C. 49—53.
27. Дудковская М. А. Преломление света, законы преломления. Рефрактометрия. Волоконная оптика. Эндоскопия. Лапароскопия / М. А. Дудковская, Н. П. Лобко. — Минск : БГМУ, 2002. — 23 с.
28. Павлов С. В. Проектування волоконно-оптичних сенсорів в контексті побудови оптико-електронних приладів дослідження периферійного кровотоку / С. В. Павлов,
О. Д. Азаров, В. Б. Василенко, Р. В. Просоловський // Біомедичні оптико-електронні системи та прилади. — 2010. — № 1(19). — C. 124—133.
29. Кожем’яко В. П. Комп’ютерні моделі оптико-електронних систем та приладів для ендовазальної лазерної коагуляції / В. П. Кожем’яко, В. В. Мороз // Біомедичні оптико-електронні системи та прилади. — 2010. — С. 173—177.
30. Александрова Н. П. Влияние оптического излучения синего диапазона на реологические свойства крови у больных бронхиальной астмой / Н. П. Александрова,
Е. И. Островский, В. И. Карандашов, Е. В. Линде, Б. В. Зубов // Физиотерапия Бальнеология Реабилитация № 4. — 2014. — С. 15—18.
31. Culshaw B. Optical Fiber Sensors: Systems and Applications / B. Culshaw, J. Dakin // Artech House. — Vol. II. — 1989.
32. Peterson J. I. Fiber-Optic sensors for biomedical applications / J. I. Peterson, G. G. Vurek // Science. — V 224, (4645). — 1984. — P. 123—127.
33. Mignani A. G. Biomedical sensors using optical fibres / A. G. Mignani, F. Baldini // Rep. Prog. Phys. — V. 59. — 1996. — P. 1—28.
34. Baldini F. Fiber Optic sensors for Biomedical Applications / F. Baldini, A. Giannetti,
A. A. Mencaglia, C. Trono // Curr. Anal. Chem. — 2008. — V. 4. — P. 378—390.
35. Mendez A. Medical applications of fiber-optics: Optical fiber sees growth as medical sensors 2015, режим доступу http://www.wikid.eu/index.php/Fiber_optic_sensing.
36. Pinet E. True challenges of disposable optical fiber sensors for clinical environment / Pinet E., Hamel C. : Third European Workshop on Optical Fibre Sensors, EWOFS 2014, Naples, Italy.
Опубліковано
2015-07-20
Як цитувати
[1]
В. Катан, Г. Нечипоренко, А. Кобернік, М. Мельник, і А. Агаджанян, Медичне застосування оптичного волокна: огляд сучасного стану розвитку волоконно-оптичних сенсорів, ОЕІЕТ, vol 29, № 1, с. 124-131, Лип 2015.
Розділ
Біомедичні оптико-електронні системи та прилади