Department of sensor devices, systems and technologies of contactless diagnostics

ОСНОВНІ НАПРЯМИ НАУКОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

теоретичні основи та технічні засоби безконтактної діагностики в медицині, біології, екології, техніці;
нові інформаційні технології на основі вимірювань електричних, магнітних і оптичних сигналів та їх просторово-часового аналізу;
елементи, пристрої та системи на основі надпровідності, оптоелектроніки, наноелектроніки, молекулярної електроніки, квантових обчислень;
тонкоплівкові технології для сенсорних елементів і пристроїв.

НАЙВАЖЛИВІШІ РЕЗУЛЬТАТИ

розроблені нові оригінальні методи і алгоритми відображення та чисельного аналізу карт густини струмів в міокарді за допомогою магнітокардіографічної технології, що дає можливість виявляти серцеві захворювання на дуже ранній стадії, коли чутливість і специфічність електрокардіографії недостатні. Визначено основні сфери застосування методу і техніки магнітокардіографічного картування: неінвазійна діагностика захворювань коронарних артерій, ішемії, аритмії; вивчення проаритмогенної дії лікарських препаратів; раннє виявлення реакції відторгнення після кардіологічної трансплантації; вивчення патофізіологічної ролі і терапевтичного потенціалу препаратів на основі стовбурових клітин;
магнітокардіологічна система повністю готова для клінічного застосування. Вона пройшла Державну сертифікацію як медичний виріб;
розроблено точний аналітичний метод вирішення оберненої задачі магнітостатики для декількох джерел сигналу, довільно розподілених у тривимірному просторі, і на його основі створено та впроваджено нову інформаційну технологію аналізу даних магнітометричних вимірювань;
з використанням ефекту поверхневого плазмонного резонансу (ППР) розроблено базову модель портативного приладу «Плазмонотест» на основі розбіжного променя поляризованого випромінювання, оптичної призми, системи лінз та фотодіодної ПЗС-лінійки. Особливістю ППР діагностики є швидкість проведення аналізу та висока чутливість. Відсутність рухомих елементів для зміни кута падіння променя та застосування ППР підкладинок з підвищеною адгезією забезпечують високу надійність приладу. Практичне застосування приладу базується на контролі оптичних сталих оточуючого середовища та/або тонких плівок нанометрової товщини на поверхні сенсорного чіпу, у тому числі в реальному часі при дослідженні нестаціонарних процесів.
Принцип аналітичної дії приладу «Плазмонотест» полягає в реєстрації специфічної взаємодії молекул аналіта (проби) з селективним шаром, нанесеним на поверхню ППР-підкладинки. Основні області застосування: медична та ветеринарна експрес-діагностика; контроль харчових продуктів; контроль довкілля; біотехнологія;
розроблені портативні прилади для дослідження параметрів функціонування мікроциркуляторної ланки системи кровообігу і пульсової діагностики. Прилади дають змогу оцінити реакцію на зміну зовнішніх умов та визначити адаптаційні можливості людини. Робота приладів базується на вимірюванні поглинання світлової енергії гемоглобіном крові. Області застосування: діагностика стану периферійного відділу системи кровообігу та виявлення запасів її стабільності під впливом навантажень; оцінка гемодинаміки мікроциркуляторної ланки системи кровообігу та виявлення відхилень; виявлення професійних захворювань, пов`язаних з кровообігом; контроль ефективності застосування лікувальних заходів; отримання даних для визначення індексу здоров`я і оцінки психофізіологічного стану людини;
розроблено портативний прилад «Гемоглобінометр» для неінвазивного (без взяття крові) визначення концентрації гемоглобіну в крові і в живій тканині. Області застосування: скринінгове обстеження населення з метою ранньої діагностики анемічних станів та подальшої діагностики патології, що їх супроводжує; діагностика та слідкування за лікуванням травм, опіків, пухлин, рожистих запалень та інших захворювань шкіри;
створена надчутлива СКВІД магнітометрична система для вимірювань магнітних сигналів, які випромінюються лабораторними тваринами та іншими дрібними об’єктами. Просторова карта розподілу виміряних магнітних сигналів є основою для оцінки розподілу магнітних носіїв в різних органах тварини. За допомогою даної системи визначаються також найслабші магнітні властивості тих чи інших матеріалів;
розроблені зразки інтелектуальних газоаналізаторів, зокрема для аналізу складу повітря, яке видихає людина. За допомогою такого сенсора можна діагностувати перші ознаки деяких захворювань, які викликають виникнення ацетону, аміаку, оксиду азоту і інших. Сенсори дадуть змогу слідкувати за фізичним станом спортсменів, альпіністів, водолазів тощо;
розроблено електродинамічну теорію надпровідникових квантових інтерферометрів (SQUID) як надчутливих сенсорних елементів;
розроблено теорію і мікроелектронну технологію елементів обчислювальної та вимірювальної техніки на основі ефекту Джозефсона в надпровідниках;
вийшли з друку монографії «Інтелектуальні сенсори», «Сенсоры на основе плазмонного резонанса: принципы, технологии применения», а також в Росії підручник «Интелектуальные сенсоры» (автори І.Д.Войтович. В.М.Корсунський), в яких зібрані і узагальнені матеріали стосовно майже всіх відомих типів сенсорів. По кожному типу сенсорів приводяться фізичні основи і стан розробок у світі. Приводяться математичні співвідношення і алгоритми, які обґрунтовують необхідність і способи обробки первинної інформації із застосуванням засобів сучасної мікроелектронної бази, у тому числі мікропроцесорної техніки, що саме і надає сенсорам статусу інтелектуальних.

Department of sensor devices, systems and technologies of contactless diagnostics

Primin Mikhail Andreevich

ОСНОВНІ НАПРЯМИ НАУКОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

НАЙВАЖЛИВІШІ РЕЗУЛЬТАТИ