Создание портативной гиперспектральный камеры.

 

 

 

Для следующего этапа эксперимента, необходимо собратьсхему, для освещения тканей. В данном случае требуются: светодиоды(красные, синие и зеленые), так как они будут показывать нам в своем спектре ткань человека и питание для диодов(трансформатор)(рис.4схема ниже).

 

В качестве освещения использовались диоды красного спектра, с длиной волны 525 нм и яркостью источника света 8000 мКд. Синий дДиод был взят с длинной волны 470 нми яркостью источника тока 600 мКд. Последний же, красный светодиод был взят с длинной волны в 660 нмМ, и яркостью источника света 800мКд. Трансформатор является основой питания системы. Состоит блок питания из эЭлектромагнитногоый интерференционного фильтра, который подавлял кондуктивные помехи, присутсвующиеприсутствующие на линии электропередач, от земли идет конденсатор и само заземление.

После эЭлектромагнитного интерференционного фильтра подключен выпрямитель, который превращает переменное напряжение (AC), в постоянное (DC), которое необходимо для питания электронных компонентов внутри усилителя. Дальше подключен выключатель и шим контроллер. Шим контроллер – это то устройство, которое содержит в себе ряд схемотехнических решений для управления силовыми ключами. При этом управление происходит на основании информации, полученной по цепям обратной связи по току или напряжению – это нужно для стабилизации выходных параметров. Параллельно подключен выпрямитель, магнитный однофазовый трансформатор итрансформатор и детекторная схема, которая является простейшим видом радиоприемника, работу которого обозначал светодиод. После идет схема выхода на 3 вольта, 3 ампера и 9 Вт.

Для работы данной системы, ввыход +ссоединяется санодом светодиода, а к катоду подключается второй провод, которыйизамыкается цепь.

 

(рис.5,68)

Для получения необходимого результата надосделать три снимка в трех спектрахспектральных интервалах: красном, синем и зеленомс помощью обычной камеры. После получения снимков, необходимо перейти в программу ImageJи обработать в ней снимки. Снимков делается два вида.(рис.710)

2.2.4. 3Первыйэксперимент.:

В качестве образца для исследования использована рука автора. Установка подключается к сети, и с помощью светодиода освещается участок кожи, который является проблемным. По данному методу возможно определить проблемы с кровеносными сосудами, артериями и венами. Так как у гемоглобинаесть свой спектр поглощения, мы сможем наблюдать недостатки в коже и сделать заключение. Для съемки был использован объектив обычной камеры. Это позволило существенно снизить затраты на сборку и эксплуатацию камеры,так как телефон носится постоянно с собой. По фотографии (рис.85смотреть ниже)можно сделать заключение о нарушении целостности покрова тела человека. Нарушение находится ниже запястья руки.

2.2.5.

Второй эксперимент.:

Во втором эксперименте сравнивается ткань здорового человека, с тканью человека у которого наблюдаются проблемы с оксигенацией тканей, благодаря чему нарушается доставка кислорода к клеткам человека. Чтобы создать такую ситуацию, испытуемому был натянут жгут на руку, вся техника безопасности соблюдалась. После следовало подождать некоторое время, чтобы создать искусственную проблему с подачей кислорода к тканям. После остывания руки и ее побеления следовало приступать к опыту, чтобы не создать некроз ткани. В данном опыте использовались те же самые компоненты,  чтокомпоненты, чтои в предыдущем.

Как и ранее, для обнаружения вен, был поднят контраст и оптимизированы настройки, с помощью которых стали различимы вены и артерии человека. Объясняется это тем, что красный спектр света, при облучении им гемоглобина, который не несет кислород обладает большим поглощением, благодаря чему можно наблюдать возможную анемию. Объясняется это тем, что красный спектр света обладает меньшим поглощением при гемоглобине содержащим кислород и дает выявить такие проблемы. Такими качествами не обладают синие и зеленые спектра света. С помощью данного метода можно так же обнаруживать кровеносные сосуды для внутривенных инъекций, которые требуют максимальнойый точности. Когда мы светим красным светом, можно наблюдать сильное поглощения красного цвета, при анемии((рис.9,106).

 

Выводы.

Цель проекта была достигнута, гиперспектральная камера была собрана, и продемонстрировала свой функционал, было снято множество снимков, которые показали достойный результат, гипотеза была подтверждена экспериментальным путем. Были получены знания в области спектрографии и обучение как собирать прибор.

Можно наблюдать что при красном свете, вены с низким содержанием кислорода наблюдаются лучше, нежели без. По этому факту мы делаем заключение, что присутствует анемия.

3.

Вывод

В З з аключени е . и

стоит сказать, чтоМмультиспектральная подсветка помогает обнаруживать проблемы с покровом тела человека, а также находить места на коже с недостатком кислорода. С помощью домашних компонентов можно создать работающую камеру, способную функционировать.Мультиспектральная подсветка помогает обнаруживать проблемы с покровом тела человека, а также находить места на коже с недостатком кислорода..

ЦельГлавная задача проекта выполнена. Фотографии по нашему предположению показали полную работоспособность, и показали места с дефектами на коже человека.

 

4. Источники информации:

Интернет ресурсы

· https://ru.wikipedia.org/wiki/спектр

· https://ru.wikipedia.org/wiki/гиперспектральная камера

· https://ru.wikipedia.org/wiki/гиперспектральная с ъемка

· http://bibl.laser.nsc.ru/download/2013/Gyperspectr_2013.pdf

Литература

· Оптика для бакалавров. Учебная теория

· Оптика ближнего поля. 1993. Pohl, D.W., Courjon, Daniel

Приложение

Рис.1 При гипоксии (недостатка кислорода) зеленый цвет будет слабее поглощаться по сравнению со случаем высокого содержания кислорода.
Рис.2 Чертежи камеры в обычном виде и компактном
Рис.3 Изображение сделанное VeinSeekAndroid
Рис.8 АвторСборка гиперспектральной камеры за работой
Рис.4 Принципиальная схема
Рис.5 Сборка гиперспектральной камеры
Рис.610 Собранная схема
Рис.79 Фотография в контрасте
Рис.85 Повреждение кожного покрова
Рис.96 Вены с низким содержанием кислорода наблюдаются лучше при освещении красным светом
Рис.107 Фото в обычном спектре