Measurement of the impedance of biological tissues and other environments using the evaluation board EVAL AD5933EBZ

Authors

  • Viktor Nikitin Department of Biomedical Cybernetics National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Kiev, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-1640-8986
  • Anrii Dubko Department of Welding and Related Technologies in Medicine and Ecology E.O. Paton Electric Welding Institute; Department of Biomedical Engineering National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Kiev, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-6070-3945

DOI:

https://doi.org/10.46299/j.isjea.20220104.04

Keywords:

impedance spectroscopy, integrated microcircuit AD5933, evaluation board EVAL-AD5933EBZ, frequency range, microcontroller, software, graphical user interface, calibration, biological tissues

Abstract

Analysis and measurement of electrophysical properties of biological materials, liquids and suspensions is an important applied task for almost all fields of medicine, chemistry, pharmacy, physics and other fields that require research into the properties and structure of matter. The modern electronic component base allows you to create miniature devices and measuring systems for the analysis of electric circuits, such is the specialized integrated microcircuit AD5933. This microcircuit is an integral converter of the spectral composition of the impedance in a wide frequency range. The AD5933 microcircuit uses a method of digital signal processing both to generate the test harmonic voltage and to analyze the bipolar current. It is the basis of the evaluation board EVAL-AD5933EBZ, which allows to implement methods of impedance spectroscopy in medicine, industry and agriculture.

References

Vermesan, O., Friess, P. (2013). Internet of Things: Converging Technologies for Smart Environments and Integrated Ecosystems, River Publishers, 363.

Григорчак, І., Понеділок, Г. (2011). Імпедансна спектроскопія. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 352.

Ямпилов, С., Галсанов, Б., Копылова, Е., Батоцыренов, Т. (2016). Разработка аппарата для проведения электроимпедансной спектрометрии. Автоматика и программная инженерия, №4 (18), 57-59.

Барило, Г., Голяка, Р., Прудиус, I., Фабiровський, С. (2018). Вимiрювальнi перетворювачi iмпедансу з чотиритактним детектуванням сигналу. Visnyk NTUU KPI Seriia – Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, Iss. 62-28.

Gajasinghe, R., Tigli, O., Jones, M., Ince, T. (2016). Label-free tumor cell detection and differentiation based on electrical impedance spectroscopy. 2016 IEEE SENSORS. doi: 10.1109/icsens.2016.7808466.

Hong, B., Sun, A., Pang, L., Venkatesh, A., Hall, D., Fainman, Y. (2016). Integrated biosensor for simultaneous detection by surface plasmon resonance and Faradaic electrochemical impedance spectroscopy. Conference on Lasers and Electro-Optics, 113. doi: 10.1364/cleo_at.2016.jw2a.

Антонюк, О. О. (2016). Вдосконалення методів та засобів імпедансометрії для дослідження тканин організму людини. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.01.02 – стандартизація, сертифікація та метрологічне забезпечення. Національний університет «Львівська політехніка» Міністерства освіти і науки України, Львів, 20.

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.

Антоненко Є. О. (2021).Система імпедансної спектроскопії біологічних рідин і суспензій. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.01 – фізика приладів, елементів і систем (фізикоматематичні науки). – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна. Харків, 171.

Феклистов, А., Волобуев, С., Петрухин, В., Юдаев, И. (2021). Проектирование устройства для экспресс-контроля состояния посевов после зимовки. Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование № 2 (54), 64-71.

Акулов, С., Исаев, И., Иралиева, М. (2015). Исследование принципа работы прецизионного преобразователя на микросхеме AD5933. Международный научный журнал «Инновационная наука» №5, 9-12.

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.

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.

Published

2022-10-01

How to Cite

Nikitin В., & Dubko А. (2022). Measurement of the impedance of biological tissues and other environments using the evaluation board EVAL AD5933EBZ. International Science Journal of Engineering & Agriculture, 1(4), 80–91. https://doi.org/10.46299/j.isjea.20220104.04