Optical-electronic system for evaluation of peripheral circulation of the lower extremities of the person
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2019-37-1-77-83Keywords:
LED and laser radiation sources, photoplethysmographic method, opto-electronic system, microcirculationAbstract
Schematic implementation of a non-invasive opto-electronic system for the analysis of hemodynamic parameters has been further developed, in particular when assessing the status of regional hemodynamics in patients with local hypertensive-ischemic pain of lower limb amputation stumps. A three-dimensional surface model has been developed to represent the photoplethysmographic signal. The effectiveness of the developed model of the difference surface for the visual detection of the degree of disorders of hemodynamics on the extremities was proved. The definition of dynamic curves as the main parameters of pulse waves for the problems of monitoring the state of the vascular bed is proposed.
References
Allen, J., "Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurements,"Allen . Physiol. Meas. 28, 21-39 (2007). 2. Drexler M, Rutenberg TF, Rozen N, et al. Single minimal incision fasciotomy for the treatment of chronic exertional compartment syndrome: outcomes and complications.Arch Orthop Trauma Surg. 2017 Jan;137(1):73-79. doi: 10.1007/s00402-016-2569-7.
Pavlov S.V., Kozhemiako V.P., Kolesnik P.F., Kozlovska T.I., Dumenko V.P., Physical principles of biomedical optics, NTB, Vinnitsa (2010. 4. Hsu E, Cohen SP. Postamputation pain: epidemiology, mechanisms, and treatmentJ Pain Res. 2013; 6: 121–136.doi: 10.2147/JPR.S32299 5. Pedowitz RA, Hargens AR, Mubarak SJ, Gershuni DH. Modified criteria for the objective diagnosis of chronic compartment syndrome of the leg.Am J Sports Med. 1990 Jan-Feb;18(1):35-40. 6. Schley MT, Wilms P, Toepfner S, et al. Painful and nonpainful phantom and stump sensations in acute traumatic amputees.J Trauma. 2008 Oct;65(4):858-64. doi: 10.1097/TA.0b013e31812eed9e.
Whitesides T.E., Haney T.C., Morimoto K., Harada H. Tissue pressure measurements as a determinant for the need of fasciotomy // Clin. Orthop., 1975, Vol.13, P.43-51.
Photoplethysmohrafic technologies of the cardiovascular control / [Pavlov S.V., Kozhemiako V.P., Petruk V.G., Kolesnik P.F.]. - Vinnitsa: Universum-Vinnitsa, 2007. - 254 p.
A simulation model of distribution of optical radiation in biological tissues / S.V. Pavlov, S.E. Tuzhanskyy, T.I. Kozlovska, A.V. Kozak // Visnyk VNTU. - 2011. - №3. - P. 191-195.
Deryabin E.I. Application of photoplethysmohraphic method to studying of local blood flow of maxillofacial region / E.I. Deryabin., E.E. Dvinyaninova, V.G. Vaganova [et al.] // Laser Medicine. - № 3 (2). - 1999. - P. 72-26.
Kubelka P. Ein beitrag zur optik der farbanstriche Zurich Tech. / P. Kubelka, F. Munk. – Physik, 1931. – Р. 543.
Prahl S. A. Determining the optical properties of turbid media using the adding-doubling method / S. A. Prahl, M. C. van Gemert and A. J. Welch. // Applied Optics. – 1993. – № 32(4). – Р. 559–568.
Sardar D. K. Optical properties of whole blood / D. K. Sardar and L. B. Levy // Lasers in Medical Science. – 1998. – Р. 106–111.
G. Yoon. Absorption and Scattering of Laser Light in Biological Media - Mathematical Modeling and Methods for Determining Optical Properties. PhD thesis, University of Texas at Austin, USA. – 1988. – P. 45.
Optical biomedical diagnostics [6 vols.]. - Moscow: FYZMATLYT, 2007. - [Trans. with English. under. Ed. V. Tuchyn]. T. 1 - 2007. - 560 p.
J. Spigulis, L. Gailite, A. Lihachev, and R. Erts, “Simultaneous recording of skin blood pulsations at di erent vascular depths by multiwavelength photoplethysmography,” Appl. Optics 46, 1754–1759 (2007).
Tetyana I. Kozlovska; Sergii V. Sander; Sergii M. Zlepko; Valentina B. Vasilenko; Volodymyr S. Pavlov, et al. Device to determine the level of peripheral blood circulation and saturation, Proc. SPIE 10031, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2016, 100312Z (September 28, 2016); doi:10.1117/12.2249131.
Sergii V. Sander; Tatiana I. Kozlovska; Valentina B. Vassilenko; Volodymyr S. Pavlov; Andrii Y. Klapouschak, et al. Laser photoplethysmography in integrated evaluation of collateral circulation of lower extremities, Proc. SPIE 9816, Optical Fibers and Their Applications 2015, 98161K (December 18, 2015); doi:10.1117/12.2229042.
Sergii Zlepko, Sergii Sander, Tatiana Kozlovska, Volodymyr Pavlov, Waldemar Wójcik, Laura Yesmakhanova, Oxana Zhirnova, “Analysis of the vascular tone and character of the local blood flow to assess the viability of the body using the photoplethysmographic device,”PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 93 NR 5/2017. P. 92-95. - doi:10.15199/48.2017.05.18.
Патент на корисну модель 98939 україна, МПК A61B 5/02 (2006.01). Оптичний неінвазивний пристрій для визначення рівня периферійного кровонаповнення та сатурації крові / Злепко Сергій Макарович; Сандер Сергій Володимирович; Павлов Володимир Сергійович; Козловська Тетяна Іванівна; -u 2014 13182, заявл. 8.12.2014, опубл. 2.05.2015, бюл. № 9. – 5 c.
Downloads
-
PDF (Українська)
Downloads: 212
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
