Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2019, № 4 · BIOMEDICAL RADIO ELECTRONICS

Measuring device of biological tissues blood supply on capacitive sensor

S.G. Suchkov1,2, D.A. Aleksandrov3,4, V.A. Nikolaevtsev1,2, D.S. Suchkov1,2, A.V. Tolstikov1,2, Z.V. Papaeva1,2, A.S. Tolstokorov3,4

1 Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г.Чернышевского, Saratov, Russia
2 Saratov State University named after N.G.Chernyshevsky, Russia
3 Саратовский государственный медицинский университет им.В.И.Разумовского, Saratov, Russia
4 Saratov State Medical University named after V.I.Razumovsky, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.4.11 UDC 621.396:534 EDN AJVXTP

Abstract

It is proposed to use the portable autonomous devices in practical medicine for the medical emergency, as well as during medical operations. That allow one to estimate the local changes of the patient tissues blood supply quickly and reliably. There are known the rheographic methods for estimation of the blood supply, which consist of biological tissues conductivity measuring with the subsequent evaluation of blood supply, but they have a low sensitivity and a low reliability for a small blood supply. There are devices that implement the spectroscopic and the laser methods for blood supply measuring, but they are very large and they can be used only in the stationary conditions. This paper describes a portable device for measuring of biological tissues local blood supply. This device is based on a capacitive sensor. The physical principles of its operation were described. Mathematical modeling and optimization of the sensor design was carried out by means of the software COMSOL Multiphysics®. It was shown that the sensitivity of a capacitive sensor allows its effective application in the practice of emergency medical services. It was found that exposed to measure signal the living tissues give the indications of the capacitive sensor, which are increase with time. The indications for the dead tissues are decrease with time. This phenomenon allows one to determine living or dead state of biological tissue quickly.

  • биоткань
  • кровенаполнение
  • ёмкостной датчик
  • диэлектрическая проницаемость
  • biological tissue
  • blood supply
  • capacitive sensor
  • permittivity
Аннотация (на русском)

Измеритель кровенаполнения биотканей на основе ёмкостного датчика

Описан портативный измеритель локального кровенаполнения биотканей, использующий ёмкостной датчик. Показано, что его чувствительность достаточна для использования в практике экстренных медицинских служб. Обнаружено явление, позволяющее быстро, в течение 10÷15 секунд, определить состояние биоткани - живое или мертвое.

For citation

Suchkov S.G., Aleksandrov D.A., Nikolaevtsev V.A., Suchkov D.S., Tolstikov A.V., Papaeva Z.V., Tolstokorov A.S. Measuring device of biological tissues blood supply on capacitive sensor // Journal of Radio Electronics. – 2019. – No. 4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.4.11

References

  1. Александров Д.А., Сучков С.Г., Толстокоров А.С. Экспериментальная оценка возможности использования неинвазивных методов экспресс - оценки кровенаполнения тканей на легкодоступных участках тела с применением емкостного датчика // Интеграция науки, общества, производства и промышленности: сборник статей Международной научно-практической конференции, Уфа: Аэтерна, 2018. Ч. 2, с. 241-244.
  2. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. 2-е изд., испр. и доп. М.: Физматлит, 2010. 488 с.
  3. Ройтберг Г.Е. Внутренние болезни. Лабораторная и инструментальная диагностика: учеб.пособие / Г.Е.Ройтберг, А.В.Струтынский. 2-е изд., перераб. и доп. М.: МЕДпресс-информ, 2011. 800 с.
  4. Технические таблицы. Физика человека. [электронный ресурс] Режим доступа https://tehtab.ru/Guide/Engineers/HumanBeing/HumanBeingPhysics/, дата обращения: 07.04.2019
  5. Брихта М. (перевод А.Власенко). Преобразователи ёмкости в цифровой код на основе сигма-дельта модулятора // Компоненты и технологии. 2006. №1, с. 12.