Повышение пространственной и температурной разрешающей способности видеотепловизионной системы

Период изготовления: май 2022 года.

ВУЗ: неизвестно.

Главной целью данной работы является повышение пространственной и температурной разрешающей способности видеотепловизионной системы.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

1. Рассмотреть термометрию тела человека: общие сведения, область применения температурного измерения, способы визуализации кровеносных сосудов.

2. Провести анализ существующих разработок устройств и современных аппаратов для визуализации кровеносных сосудов.

3. Изучить описание аппаратных систем для бесконтактного измерения температур.

4. Описать условия тепловизуализации кровеносных сосудов.

5. Провести измерения температуры с помощью тепловизионной системы.

6. Разработать видеотепловизионную систему для обнаружения кровеносных сосудов с повышенной пространственной и температурной разрешающей способностью.

7. Достичь повышения пространственной и температурной разрешающей способности видеотепловизионной системы.

Работа была успешно сдана - заказчик претензий не имел.

Готовые работы я могу оперативно проверить на оригинальность по Antiplagiat .ru и сообщить Вам результат.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ..........................................................5

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................6

1. Термометрия тела человека.....................................................................8

1.1 Общие сведения.................................................................................8

1.2 Область применения........................................................................10

1.3 Способы визуализации кровеносных сосудов …….....................11

2. Анализ существующих устройств и современых аппаратов для визуализации кровеносных сосудов.........................................................16

2.1 Существующие разработки устройств..........................................16

2.2 Современные аппараты...................................................................24

3. Описание аппаратных систем для бесконтактного измерения температур...................................................................................................30

3.1 Тепловизоры......................................................................................30

3.2 Пирометры.........................................................................................32

4. Визуализация кровеносных сосудов конечностей человека с помо-щью теповизианной системы.....................................................................36

4.1 Способ инфракраной тепловизуализации венозных сосудов конечнойстей человека...............................................................................36

4.2 Условия тепловизуализации кровеносных сосудов..................... 37

4.3 Проведение эксперементальных исследований............................38

5. Разработка видеотепловизионной системы для визуализации крове-носных сосудов в инфракрасном диапазоне спектра излучения............45

5.1 Описание полезной модели.............................................................45

5.2 Разработка устройства.....................................................................49

5.3 Проведение экспериментальных исследований с помощью раз-работанной системы....................................................................................57

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................................................................61

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ......................................63

1. Змачинская, И.М. Термометрия. Уход и наблюдение за пациентами с лихорадкой. Учебно-методическое пособие. / И.М. Змачинская, Т.Т. Копать // Минск : БГМУ, 2019.  № 7 – С.4.

2. Усанов, Д.А. Оценка функционального состояния кровеносных сосудов по анализу температурной реакции на окклюзионную пробу / Д.А. Усанов, А.В. Скрипаль, А.А. Протопопов // Саратов. науч.-мед. журн. – 2009. – № 4 – С. 554–558.

3. Строев, В.М. Разработка температурной модели дистальных фаланг пальцев, пригодной для оценки артериального давления / В.М. Строев, А.Ю. Волков, А.И. Истомина // Электрон. науч. журнал «Инженерный вестник Дона».  Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2016. – № 3  С. 65-71.

4. Строев, В.М. Тепловизионный способ обнаружения нарушений кровообращения пальцев рук / В.М. Строев, А.Ю. Волков, Н.И. Агафонова //Электронный научный журнал «Аллея науки».  Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2017.  № 15  С. 279-282.

5. Сагайдачный, А.А. Предельные возможности современных тепловизоров, как инструмента для исследования колебаний периферического кровотока человека в различных диапазонах частот / А.А. Сагайдачный, А.В. Фомин, И.Ю. Волков // Мед. физика. – 2016. – № 4 – С. 84–93.

6. Дунаев, А.В. Исследование возможностей тепловидения и методов неинвазивной медицинской спектрофотометрии в функциональной диагностике / А.В. Дунаев, А.И. Егорова, Е.А. Жеребцов // Фундамент. и приклад. пробл. техники и технол. – 2010. – № 6 – 284 с.

7. Магеррамов, Р. В. Аппаратная система для визуализации текстур вен / Р.В. Машеррамов // Междунар. науч. журнал «Молодой ученый».  Казань, 2017.  №31  С.11.

8. Шишкин, А.В. Разработка устройства для обнаружения кровеносных сосудов / А.В. Шишкин, Н.А. Кирьянов, О.В. Карбань, Р.А. Никандров, А.Р. Гараев // Электрон. научн.-образов. вестник «Здоровье и образование в ХХI веке» Т.9.  Ижевск, 2017.  С. 6.

9. Пат. 2389429 Российская Федерация МПК А61B 5/01. Способ визуализации подкожных вен в инфракрасном диапазоне спектра излучения по А.А. Касаткину [Текст] / Ураков А.Л., Уракова Н.А., Уракова Т.В., Дементьев В. Б., Мальчиков А. Я., Решетников А.П., Соколова Н.В., Забокрицкий Н.А., Касаткин А.А., Шахов В.И., Сюткина Ю.С.: патентообладатель: Уракова Наталья Александровна  №2009104255/14; заяв.09.02.2009; опубл. 20.05.2010, бюл. №14.

10. Пат. 2519860 Российская Федерация, МПК7 G01K 7/32.Цифровой термометр [Текст]/ Строев В.М., Фесенко А.И., Ищук И.Н.: патентообладатель: Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" № 2012114048; заявл. 10.04.2012; опубл. 20.06.2014, бюл. №17.

11. Пат. 2661699 Российская Федерация МПК А61B 5/01. Способ визуализации подкожных вен в инфракрасном диапазоне спектра излучения [Текст]/ Строев В.М., Фесенко А.И.: патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВО ТГТУ  №2016118943; заявл. 16.05.2016; опубл. 19.07.2018, бюл. №20.

12. Пат. 35433 Российская Федерация G01J 5/10. Пирометр [Текст]/ Сергеев С.С.: патентообладатель Сергеев Сергей Сергеевич  №2003130816/20; заявл. 23.10.2003; опубл. 10.01.2004 , бюл. № 1.

13. Пат. 140031 Российская Федерация G01S 5/10. Сканирующий пирометр [Текст]/ Заярный В.П., Волков И.В., Макаров А.М.: патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" ВолгГТУ  №2013151470/28; заяв. 19.11.2013; опубл. 27.04.2014 , бюл. № 12.

14. Блум, Дж. Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства / Дж. Блум // БХВ- Петербург, 2015.  С. 336.

15. Монк, С. Программируем Arduino. Профессиональная работа со скетчами/ С. Монк //  СПб.: Питер, 2017.  С. 98.

16. Arduino Nano: обзор и характеристики миниатюрной платы от Arduino [Электронный ресурс]. https://arduinoplus.ru/arduino-nano/.

17. Arduino Nano V3.0 — Характеристики, распиновка, драйвера, описание платы [Электронный ресурс]. https://arduinoplus.ru/arduino-nano/.

18. Волф, У. Справочник по инфракрасной технике / У. Волф, Г. Цисис, Б. Герман, Э. Ла Рокка, Г. Сьюте, Р. Тернер. Р. Хуфнагель, перев. с анг. В.Н. Брагин (гл. 1, 4, 5), С.Г. Кин (гл. 2, 3), А.Н. Свиридов (гл. 6) // Физика ИК-излучения В 4-х тт. Т. 1.  М.: Мир, 1995. С.60-115.

19. Ткаченко, Ю.А. Клиническая термография / Ю.А.Ткаченко, М.В.Голованова, А.М.Овечкин // ЗАО Союз Восточной и Западной Медицины.  Нижний Новгород , 1998.  С. 5-10.

20. Скрипаль, А.В. Тепловизионная биомедицинская диагностика. Учебное пособие для студ. фак. нано – и биомедицинских технологий / А.В. Скрипаль, А.А. Сагайдачный, Д.А. Усанов // Саратов:СГУ им. Н.Г. Чернышевского .  2009. – С. 19-21.

21. Кустиков, Г.Г. Теплотехнические измерения: измерение температуры. Конспект лекций / Г. Г. Кустиков // Омск: ОмГТУ.  2010.  С.46.

22. Коротаев, В.В. Основы тепловидения. Учебное пособие / В.В. Коротаев, Г.С. Мельников, С.В. Михеев, В.М. Самков, Ю.И. Солдатов // СПб: НИУ ИТМО, 2012 – С. 38-71.

23. Нестерук, Д.А. Тепловой контроль и диагностика. Учебное пособие / Д.А. Нестерук, В.П. Вавилов // Томск: ТПУ, 2007. – С. 88-97.

24. Захаренко, В.А. Методы и средства бесконтактной термометрии для задач теплового контроля и промышленности: монография / В.А. Захаренко // Омск: ОмГТУ, 2014. – С. 148.

25. Колючкин, В.Я. Тепловизионные приборы и системы. Учебное пособие / В. Я. Колючкин, Г. М. Мосягин // М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002.  С.4.

26. Марукович, Е.И. Бесконтактная термометрия / Е.И. Марукович, А.П. Марков, С.С. Сергеев // Минск: Беларуская навука, 2014.  С. 162-214.

27. Ачкасов, Е.Е. Медицинское тепловидение. Учебное пособие / Е.Е. Ачкасов, М.Г. Воловик, И.М. Долгов, С.Н.Колесов // М.: Москва, 2019.  С.72-73.

28. Михеев, С.В. Основы инфракрасной техники. Учебное пособие / С.В. Михеев / Основы инфракрасной техники. – СПб: Университет ИТМО, 2017. – С.52-54.

29. Вавилов, В.П. Инфракрасная термография и тепловой контроль / В.П. Вавилов // М.: ИД «Спектр», 2013. – С. 290-303.

30. Атлас анатомии человека  расположение вен и артеий на руке человека [Электронный ресурс]. http://atlas-sev.ru/pdf/pictom3.pdf

31. Пат. 272390 Российская Федерация B64C 27/08, A61J 1/05, A61B 50/31. Беспилотный медицинский комплекс [Текст] / Великанова Л.А., Земцов С.С., Рыжков А.С., Лисиченко Е.А., Чернышов В.В., Яриков А.В.: патентообладатель: Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации  № 2019100193; заяв. 09.01.2019; опубл. 09.07.2020, бюл. № 19.