Frequency dependences of the impedance of the equivalent electrical shems of substitution of living biological tissues that simulate the normal and pathological state
DOI:
https://doi.org/10.46299/j.isjea.20230202.02Keywords:
impedance spectroscopy, EVAL-AD5933EBZ evaluation board, equivalent electrical substitution circuit, polarization coefficient, biological tissue, software, 2R1C electrical circuit, impedance measurement, amplitude-frequency response, phase-frequency responseAbstract
Determination of frequency dependecies of the impedance of living biological tissues is an informative way of detection of the state of these tissues and is an indirect method of assessing the viability of organs and tissues. As the measurement of electrophysical properties of biological materials is an important practical task for medicine, in the presented work we investigated the equivalent electrical circuits of biological tissue and different variants of circuits in case of its damage. The method of work is the study of impedance dispersion and polarization coefficient of equivalent electrical circuits of living biological tissues in normal and pathological conditions. To solve the scientific problems posed in the article, the impedance measurement method using the evaluation board Eval AD5933EBZ was used; methods of digital and statistical processing of measurement signals. Impedance measurements using the evaluation board demonstrate good accuracy, stability, and repeatability.
References
Allen, J. (2007). Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement. Physiological Measurement. 28: 1-39.
Григорчак, І., Понеділок, Г. (2011). Імпедансна спектроскопія. Львів: ВидавництвоЛьвівської політехніки, 352.
Ямпилов, С., Галсанов, Б., Копылова, Е., Батоцыренов, Т. (2016). Разработка аппарата для проведения электроимпедансной спектрометрии. Автоматика и программная инженерия, No4 (18), 57-59.
Сливко, Е., Мельнікова, О., Іванченко, О., Біляк, Н. (2018). Медична і біологічна фізика: Навчальний посібник для студентів спеціальності 222 «Медицина»/ - Запоріжжя.- 291 с
Ємчик, Л. (2014). Основи біологічної фізики та медична апаратура. Київ. ВСВ «Медицина», 391.
Батухтин, К. (2011). Моделирование изменений в мягких тканях при термических поражениях. XVII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». Сборник трудов в 3-х томах. Т.2. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета. Секция 5: Системы и приборы медицинского назначения, 4-16.
Дубко, А.Г., Тертична В.С., Нікітін В.О. (2022). Діагностика стану тканин організму на основі біоімпедансного аналізу. Theoretical and science bases of actual tasks. Proceedings of the ХIV International Scientific and Practical Conference. Lisbon, Portugal, 253-259.
Самойлов, В. (2007). Медицинская биофизика: учебник для вузов. -СПб.: СпецЛит, 560.
Khusnul, Ain, R. Arif Wibowo, Soegianto Soelistiono, Lailatul Muniroh (2017). Measurement of Cholesterol Concentration Based on Bioimpedance with AD5933-EVAL. 5th International Conference on Instrumentation, Communications, Information Technology, and Biomedical Engineering (ICICI-BME), Bandung, 251-254. DOI: 10.1109/ICICI-BME.2017.8537752.
Evaluation Board User Guide. Available at: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/user-guides/UG-364.pdf.
EVAL-AD5933. Available at: https://www.analog.com/en/design-center/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/eval-ad5933.html#eb-documentation.
1 MSPS, 12-Bit Impedance Converter, Network Analyzer AD5933. Available at: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD5933.pdf.
Базаев, Н., Пржиялговская А., Руденко П. (2016). Особенности использования микросхемы AD5933 в качестве измерителя импеданса при проектировании малогабаритных систем. Известия вузов. Электроника. Том 21 № 3, 279-285.
Ferreira, J., Seoane, F., Ansede, A., Bragos, R. (2010). AD5933-based spectrometer for electrical bioimpedance applications. Journal of Physics: Conference Series 224. doi:10.1088/1742-6596/224/1/012011.
Нікітін, В., Дубко, А. (2022). Вимірювання імпедансу біологічних тканин та інших середовищ за допомогою оціночної плати EVAL AD5933EBZ. International Science Journal of Engineering & Agriculture, 1(4), 80–91. https://doi.org/10.46299/j.isjea.20220104.04
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Віктор Нікітін, Андрій Дубко
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.