Fabrication of laser driver system using the beaglebone microcomputer for use in non-invasive biomedical sensors (Bachelor thesis)
Ταστσίδης, Βασίλειος
The correlation between Medical science and Engineering it is not a recent phenomenon. The last 80 years both, the electronic and automation engineering,made up a significant progress in the Medical field. Nowadays, electro-mechanical implementations are an integral part of Medical science. These two fields are developing in parallel way, either by enhancing previous technologies, or by doing research in a common field of studies. Tools for the early prediction, diagnosis and cure for the patient, like the pacemaker, surgeon method «Da Vinci» and the futuristic nano-robotics is the result of the common advance of Engineering and Medical science.
This dissertation is a part of the developing electronic device capable to predict, diagnose and do a check-up in patients with a non-invasive method via human tissue. This idea is based on 3 parts.
1. The exposure of human vessels (finger) to light radiation (Laser) in order to obtain scattering from blood.
2. Scan, read and analyze the blood scattering using an optical sensor in desire to collect and provide, blood data, to the Microbiologists and the Physicians.
3. The control and configuration of all the above processes including the data saving and analysis by a microcomputer.
| Institution and School/Department of submitter: | Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών/ Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού |
| Subject classification: | Lasers in medicine Λέιζερ στην ιατρική Biosensors Βιοαισθητήρες Beaglebone (Computer) Beaglebone (Υπολογιστής) |
| Keywords: | Control Laser;Έλεγχος Laser;Μικροϋπολογιστής Beaglebone;Beaglebone microcomputer;Βιοϊατρικοί αισθητήρες;Biomedical sensors;Μικροϋπολογιστές-Πτυχές υγείας |
| Description: | Πτυχιακή εργασία - Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών - Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού, 2017 α.α.8863 |
| URI: | http://195.251.240.227/jspui/handle/123456789/13667 |
| Item type: | bachelorThesis |
| General Description / Additional Comments: | Πτυχιακή εργασία |
| Subject classification: | Lasers in medicine Λέιζερ στην ιατρική Biosensors Βιοαισθητήρες Beaglebone (Computer) Beaglebone (Υπολογιστής) |
| Item language: | el |
| Item access scheme: | account |
| Institution and School/Department of submitter: | Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών/ Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού |
| Publication date: | 2017-09-14 |
| Bibliographic citation: | Ταστσίδης Βασίλειος, Κατασκευή συστήματος ελέγχου Laser με μικροϋπολογιστή Beaglebone για χρήση σε μη παρεμβατικούς βιοϊατρικούς αισθητήρες, Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών/ Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού , Διεθνές Πανεπιστήμιο Ελλάδος, 2017 |
| Abstract: | Η συνύπαρξη της Ιατρικής επιστήμης με την μηχανική δεν αποτελεί πρόσφατο
φαινόμενο. Η ηλεκτρονική και ο αυτοματισμός μαζί έφεραν τα τελευταία 80
χρόνια μια ραγδαία ανάπτυξη και εξέλιξη στον τον χώρο της Ιατρικής. Πλέον η
Ηλεκτρονική-Μηχανική αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι της Ιατρικής. Οι δύο
χώροι αυτοί αναπτύσσονται παράλληλα, είτε εξελίσσοντας την υπάρχουσα
τεχνολογία είτε με την έρευνα νέων ιδεών σ’ ένα κοινό πεδίο δράσης. Εργαλεία για
την έγκαιρη πρόγνωση, διάγνωση και θεραπεία των ασθενών, όπως ο
βηματοδότης, η χειρουργική μέθοδος «DaVinci» και πλέον τα φουτουριστικά
nanorobotics, είναι αποτέλεσμα της κοινής πορείας των δύο μεγάλων αυτών
κλάδων της επιστήμης.
Η πτυχιακή εργασία αυτή αποτελεί μέρος ανάπτυξης ηλεκτρονικής συσκευής, που
σκοπό έχει την πρόγνωση, διάγνωση και έλεγχο κατάστασης των ασθενών με μη παρεμβατική μέθοδο μέσα από τον ανθρώπινο ιστό. Η ιδέα βασίζεται σε 3 βασικά
μέρη.
1. Την έκθεση του ανθρώπινου ιστού με αγγεία (δάχτυλο), σε ακτινοβολία φωτός
(Laser). Σαν σκοπό έχει την δημιουργία σκέδασης από το αίμα.
2. Τον εντοπισμό, ανάγνωση και ανάλυση του προφίλ σκέδασης του αίματος από
οπτικό αισθητήρα για την παροχή των πληροφοριών από τα στοιχεία του αίματος
σε Μικροβιολόγους και Ιατρούς.
3. Τον έλεγχο, διευθέτηση των παραπάνω διαδικασιών αλλά και αποθήκευση &
ανάλυση των αποτελεσμάτων αυτών από Μικροϋπολογιστή The correlation between Medical science and Engineering it is not a recent phenomenon. The last 80 years both, the electronic and automation engineering,made up a significant progress in the Medical field. Nowadays, electro-mechanical implementations are an integral part of Medical science. These two fields are developing in parallel way, either by enhancing previous technologies, or by doing research in a common field of studies. Tools for the early prediction, diagnosis and cure for the patient, like the pacemaker, surgeon method «Da Vinci» and the futuristic nano-robotics is the result of the common advance of Engineering and Medical science. This dissertation is a part of the developing electronic device capable to predict, diagnose and do a check-up in patients with a non-invasive method via human tissue. This idea is based on 3 parts. 1. The exposure of human vessels (finger) to light radiation (Laser) in order to obtain scattering from blood. 2. Scan, read and analyze the blood scattering using an optical sensor in desire to collect and provide, blood data, to the Microbiologists and the Physicians. 3. The control and configuration of all the above processes including the data saving and analysis by a microcomputer. |
| Table of contents: | Περιεχόμενα Abstract............... 4 Περίληψη ............. 5 Εισαγωγή............... 8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 - Laser ημιαγωγών (Semiconductor laser) ή αλλιώς δίοδοι laser (diode laser)...... 9 1.1 Περιγραφή διόδων laser (diode laser)........................... 9 1.2 Αρχή λειτουργίας διόδων laser.............................. 9 1.3 Έλεγχος και οδήγηση & Κύκλωμα οδηγού laser................. 11 1.3.1 Παραδείγματα για κυκλώματα οδηγού laser............. 12 1.4 Άλλα ήδη laser και εφαρμογές ................................. 14 1.4.1 Περιγραφή laser υψηλής ισχύος (high-power laser).......... 14 1.4.2 Τα laser στη Ιατρική .............. 15 Βιβλιογραφία Κεφαλαίου 1 ........................... 18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 - Κατηγορίες laser, κίνδυνοι και μέτρα ασφαλείας .................. 19 2.1 Κατηγορίες laser .............. 19 2.2 Κίνδυνοι και μέτρα προστασίας ............. 21 2.2.1 Ασφαλή χρήση και μέτρα ασφαλείας ..... 21 2.2.2 Κίνδυνοι και βλάβες ανά κατηγορία laser...................... 21 2.2.3 Επιπτώσεις στον ανθρώπινο οργανισμό & προστασία.......... 22 Βιβλιογραφία Κεφαλαίου 2 ............... 26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 - Κατασκευή & πειραματική διαδικασία με laser και βιοαισθητήρα ................... 27 3.1 Περιγραφή στοιχείων του κυκλώματος.............. 27 3.1.1 Περιγραφή & Προδιαγραφές του laser ............ 27 3.1.2 Περιγραφή και Χαρακτηρίστηκα του βιομετρικού αισθητήρα.............. 30 3.2 Σχεδιασμός & τροφοδοσία του συστήματος................ 32 3.3 Καλωδίωση, Πειραματική διαδικασία & Αποτελέσματα............... 33 3.3.1 Καλωδίωση για τροφοδοσία laser........ 33 3.3.2 Πειραματική διαδικασία............. 35 3.3.3 Αποτελέσματα μετρήσεων.................... 37 3.4 Συμπεράσματα μετρήσεων.................. 39 Βιβλιογραφία κεφαλαίου 3 ................ 40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 - Κύκλωμα οδήγησης & έλεγχος του laser ADL-65055TL με χρήση MOSFET....... 41 4.1 Επιλογή MOSFET για τον έλεγχο της PD διόδου.................... 41 4.2 Κύκλωμα για τον έλεγχο της διόδου PD του laser...................... 44 4.3 Μετρήσεις & συμπεράσματα από το κύκλωμα με MOSFET για τον έλεγχο του laser .... 45 4.4 Εναλλακτικά κυκλώματα για έλεγχο laser με MOSFET & BJT........................................... 46 Βιβλιογραφία κεφαλαίου 4 ................ 48 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ................... 49 |
| Advisor name: | Κιζήρογλου, Μιχαήλ |
| Examining committee: | Κιζήρογλου, Μιχαήλ |
| Publishing department/division: | Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών/ Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού |
| Publishing institution: | ihu |
| Number of pages: | 49 |
| Appears in Collections: | Πτυχιακές Εργασίες |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Vasileios Tastsidis.pdf | Ταστσίδης, Πτυχιακή εργασία | 2.92 MB | Adobe PDF | View/Open |
Please use this identifier to cite or link to this item:
This item is a favorite for 0 people.
http://195.251.240.227/jspui/handle/123456789/13667
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
