Projekta nosaukums: Prototipa ierīču izstrāde neinvazīvam ādas stāvokļa novērtējumam

Projekta līguma numurs: 1.1.1.2/VIAA/1/16/070

Projekta sadarbības partneri: Tallinas Tehniskā Universitāte.

Projekta īstenošanas termiņš: 36 mēneši (01.01.2018 uz 31.12.2020)

Projekta kopējais finansējums: 133 806.00 EUR

ERAF finansējums: 113 735.10 EUR

Valsts budžeta finansējums: 13 380.60 EUR

LU finansējums: 6 690.30 EUR

Projekta mērķis: izstrādāt jaunas tehnoloģiskas medicīnas prototipa ierīces cilvēka ādas veidojumu analīzei, novērtēšanai un monitoringam.

Projekta rezultāti: zinātniskās publikācijas – 3, konferenču tēzes – 4, starptautiskā mobilitāte – 1,

seminārs LU ASI – 3, izveidots uzlabots ādas vēža un hromoforu kartēšanas ierīces prototips – 1, izstrādāts un laboratoriski pārbaudīts funkcionējošs ierīces prototips ādas hromoforu kartēšanai izmantojot lāzeru apgaismojumu – 1, izstrādāts un pārbaudīts bezkontakta PPG signālu reģistrēšanas ierīces prototips – 1.

01.01.2018 – 31.03.2018
Strādāts pie multispektrālās ierīces Skimager attīstīšanas un uzlabošanas atbilstoši projektā plānotajam. Izveidots jauns Skimager LED gredzens – esmu veicis iepriekš izstrādātā LED gredzena diožu starojuma stabilitātes mērījumus. Rezultāti bija atšķirīgi katram viļņa garumam, ar tendenci uz intensitātes samazināšanos pirmajās piecās sekundēs. Galvenā atšķirība būs tāda ka jaunais būs izgatavots no 1,5mm alumīnija plāksnes. Tādējādi tiktu būtiski uzlabota termiskā atvade no gaismas diodēm. Veikts tehniski sarežģīts projektēšanas darbs, lai izstrādātu šādu diožu alumīnija gredzenu. 
Skimager korpuss – strādāts pie korpusa uzlabojumu veikšanas. 
Strādāts pie Skimager elektronikas plates papildināšanas– notestēti visi izstrādātās plates shēmu mezgli un veikta atklāto nepilnību uzskaite un uzlabojumu veikšana. Tiek veikta dažādu mezglu pārmainīšana un plates rasējuma uzlabošana.
Skimager programmatūras uzlabošana – veikta nepieciešamo SkImager uzlabojumu apkopošana, Windows Embedded Compact 7 izpēte, testa darbināšana un kameras piemēra koda izpēte. SkImager RAW attēlu programmēšanas izpēte un RAW attēlu sagatavošana Matlab izpētei.
Iesniegta publikācija: Uldis Rubins, Zbignevs Marcinkevics, Janis Cimurs, Andris Grabovskis, Edgars Kviesis-Kipge, Univ. of Latvia (Latvia) “Snapshot hyperspectral system for non-invasive skin blood oxygen saturation monitoring”, Paper No.10685-143. Iesniegšanas datums 3/30/2018, konference SPIE Photonics Europe. https://www.spie.org/EPE/conferencedetails/biophotonics-photonic-solutions#2306985

01.04.2018 - 30.06.2018

Strādāts pie multispektrālās ierīces Skimager attīstīšanas un uzlabošanas atbilstoši projektā plānotajam. Esmu veicis izstrādātā LED gredzena diožu starojuma intensitātes stabilitātes mērījumus. Uzsākts darbs pie Skimager korpusa uzlabojumu veikšanas. Uzlabots ierīces akumulatora uzlādes savienojuma mezgls. Strādāts pie ierīces ieslēgšanas mehānisma izveides. Izgatavota un pārbaudīta korpusa daļa, kurā montējās ieslēgšanas poga, USB kontaktligzda un atmiņas kartes pieslēgvieta. Uzrakstīta un iesniegta konferenču tēze: Edgars Kviesis-Kipge, Uldis Rubīns “Remote imaging photoplethysmography device for palm microcirculation assessment”. Veikta multispektrālās ierīces “Skimager” elektronikas shēmas optimizācija un uzlabošana. Testēta tā siltumatdeve, temperatūras režīms un gaismas intensitātes stabilitāte laikā. Atsevišķi pētīta UV diožu starojuma intensitātes vienmērība, kas noveda pie secinājuma, ka jāpapildina ierīces optiskā shēma ar atgriezenisko saiti, stabila starojuma iegūšanai. Kā rezultātā uzrakstīta publikācija Edgars Kviesis-Kipge, Uldis Rubīns, Oskars Rubenis “Multimodal imaging device for skin diagnostics: improvements and tests”.,

01.07.2018 - 30.09.2018

Strādāts pie multispektrālās ierīces “Skimager” elektronikas plates rasēšanas.
Piedalīšanas konferencē Northern Optics & Photonics 2018, kas notika Zviedrijā Lundā 12.-14. septembrim, kurā prezentēta Pēcdoktorantūras projekta laikā veiktās plaukstas bezkontakta asinsrites mikrocirkulācijas ierīces prototipa uzlabojumi. Piedalīšanās zinātnes popularizēšanas pasākumā "Zinātnieku nakts 2018”.

01.10.2018 - 31.12.2018

Piedalījos Baltijas Elektronikas konferencē, kas notika Igaunijā, Tallinā no 8 - 10 oktobrim, kur prezentēju Pēcdoktorantūras pētījumu projekta laikā izstrādātās multimodālo diagnostikas prototipa ierīces “Skimager” tehniskos risinājumus un iegūtos rezultātus. Uzrakstītā publikācija tiks ievietota www.ieee.org digitālajā datubāzē. 
Strādāts pie ierīces korpusa detaļām, precizēts rasējums, papildināts ar elementiem, kā piemēram, polarizācijas gredzena novietojums korpusā un tā stabila fiksēšana vietā. Precizētas korpusa savienojuma daļas, tā lai tas stabili turētos kopā. Pārbaudīti vairāki uzlabotie rasējuma mezgli, kas tika izprintēti uz LU ASI pieejamā 3D prototipēšanas printera.
Sagatavots ierīces korpusa rasējums profesionālai 3D izdrukai. Strādāts pie korpusa nobeiguma apstrādes. Gala rezultātā izveidots jauns tehniski pilnveidots ādas veidojumu diagnostikas ierīces prototips.

01.01.2019 - 31.03.2019

Uzsākts darbs pie projektā paredzētās otrās prototipa lāzeru ierīces koncepcijas izstrādes. Strādāts pie lāzerdiožu specifisku tehnisku parametru izpētes (starojuma jauda, lāzerdiodes izmērs un izvadu simetrija, starojuma profils un tā platums). Rezultātā izpētītās lāzerdiodes, kas atbilda projektā plānotās izveidojamās ierīces parametriem, tiks iegādātas un iemontētas ierīcē. 
Pētīju lāzerdiožu vadības elektroniskās shēmas, kas nepieciešamas ierīces izveidei. Pētījumā izmantoti interneta resursi no lielākajiem un populārākajiem elektronikas komponentu ražotājiem. Rezultātā iegūtā informācija izmantota, elektroniskās shēmas projektēšanai. Izveidota shēma, kas nodrošinās lāzerdiožu strāvas stabilizāciju un vienmērīgu starojuma intensitāti laikā. Strādāju arī pie šīs shēmas elektronikas plates rasēšanas.
Izpētīju lāzera speklu "izsmērēšanas" shēmas risinājumu. Tās darbības pamatā ir kustīgs elektromehānisks elements, parasti miniatūrs skaļrunis, kas pievienots pie signāla ģeneratora. Tā radītais signāls ar frekvenci ~500Hz ievibrē skaļruni un tas savukārt kustina nelielu difuzoru. Rezultātā lāzerdiožu starojuma radītās nevienmērības tiek nomaskētas, kas arī ir sagaidāmais rezultāts. Tika pētīti shematiskie risinājumi signāla ģeneratora jaudas pakāpes izstrādei. Tika plānots jaunizveidojamās prototipa ierīces konstrukcijas risinājums, kas nodrošinātu korpusa savietojamību ar iepriekšējā periodā izstrādātās diagnostiskās multimodālās ierīces Skimager prototipu. Tika izpētīti labākie lāzeru vadības shēmas novietojumi korpusa priekšējā daļā.
 

01.04.2019 - 30.06.2019

Turpināju tehniskos un literatūras pētījumus par prototipa ierīces ādas hromoforu kartēšanai izmantojot lāzeru apgaismojumu. Pētījumu rezultātā izveidots gredzena veida plates rasējums uz kura izvietotas divdesmit lāzera diodes. Tās izvietotas četrās grupās pa piecām diodēm. Tās izvietoju konkrētās pozīcijās, balstoties uz laboratorijas izpēti par starojuma vienmērīgu sadalījumu. Uzrakstīta un apstiprināta konferenču tēze ar nosaukumu “Development of skin chromophore mapping device using five spectral line illumination” (Ādas hromoforu kartēšanas ierīces izstrāde, izmantojot piecus spektrālās līnijas apgaismojumus). Tēze apstiprināta, kā mutiskā prezentācija. Turpināju darbu pie lāzera ierīces koncepta izstrādes un pārbaudes laboratorijas apstākļos. Rezultātā izveidoju un testēju lāzerdiožu strāvas vadības shēmu. Pētīju lāzeru strāvas vadības shēmas izejas sprieguma filtrēšanas risinājumus. Sakarā ar to ka lāzeri ir ļoti jutīgi pret pārspriegumu, statisko spriegumu un impulsiem izveidoju filtru, kas samazina visas uzskaitītās nepilnības. Strādāju arī pie lāzerdiožu vadības shēmas izpētes un vienmērīga starojuma nodrošināšanas ar difuzoru palīdzību. Apmeklēju konferenci Imaging and Applied Optics 2019. Piedalījos ar mutisku prezentāciju sadaļā Imaging Systems and Applications un prezentēju Pēcdoktorantūras pētījumu projektā izveidotās diagnostikas ierīces rezultātus ar nosaukumu (Development of skin chromophore mapping device using five spectral line illumination - Ādas hromoforu kartēšanas ierīces izstrāde, izmantojot piecus spektrālās līnijas apgaismojumus). Prezentēju pēcdoktorantūras projektā paveikto LU ASI seminārā.
 

Pēdējās izmaiņas veiktas