Прототип приладу з інтегрованою антеною для неінвазивного вимірювання глюкози в крові

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorПарфило, І. О.
dc.contributor.authorБогомолов, М. Ф.
dc.date.accessioned2026-03-09T12:53:27Z
dc.date.available2026-03-09T12:53:27Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractУ роботі представлено дослідження процесу розроблення неінвазивної системи моніторингу рівня глюкози в крові на основі мікрохвильових технологій. Запропонований підхід ґрунтується на аналізі електромагнітної взаємодії між сенсорною антеною та біологічними тканинами, що дає змогу визначати концентрацію глюкози за змінами діелектричних властивостей середовища. На основі літературного аналізу було здійснено вибір робочої частоти з урахуванням глибини проникнення хвиль у шкіру та особливостей багатошарової структури тканин. У дослідженні застосовано нерезонансний метод відбиття, що передбачає вимірювання коефіцієнта розсіювання S11 у визначеному частотному діапазоні. Зміна цього параметра прямо корелює зі змінами діелектричної проникності тканини, зумовленими варіаціями рівня глюкози. Розроблений пристрій реалізовано у формі наручного годинника, який забезпечує зручність експлуатації та постійний контакт із тілом користувача. Система побудована на базі мікроконтролера ESP32-WROOM-32E-N4, що забезпечує обробку даних і бездротову передачу результатів. Сенсорний блок включає антену ACAG1204-433-T, генератор частоти ADF4350BCPZ-RL7, підсилювач PGA-102+, спрямований розгалужувач SYDC-20-62HP+ та двоканальний логарифмічний детектор ADL5519ACPZ-R7. Живлення системи здійснюється від літій-полімерного акумулятора ємністю 800 мА·год .Запропонована технологія демонструє потенціал для створення портативних біомедичних пристроїв нового покоління, орієнтованих на комфортний і точний неінвазивний контроль глюкози в реальному часі. Ключові слова:глюкоза, антена, діелектрична проникність, вимірювання.I. ВСТУП Цукровий діабет —це хронічне захворювання, за якого підшлункова залоза продукує недостатню кількість інсуліну або організм втрачає здатність ефективно його використовувати, що зумовлює необхідність постійного контролю рівня глюкози[1]. Для своєчасного введення дози інсуліну хворим на діабет необхідно постійно відстежувати рівень глюкози в крові, що зазвичай здійснюється за допомогою інвазивних глюкометрів. Однак багаторазові проколи пальця підвищують ризик інфекцій і створюють дискомфорт, тому актуальним є завдання створення компактних приладів для моніторингу глюкози, придатних для щоденного використання. Для реалізації безконтактного контролю концентрації глюкози було запропоновано низку технічних підходів, частина з яких уже знайшла практичне застосування у вигляді комерційних приладів. До таких підходів на-лежать оптичні, трансдермальні, теплові, імпедансні, електрохімічні, акустичні та спектроскопічні методи, серед яких можна відзначити технології на основі графенових наносенсорів та раманівської спектроскопії. Вод-но час більшість із цих систем не забезпечують повної неінвазивності, що знижує ком-форт під час експлуатації [2].Одним із найбільш перспективних напрямів у галузі неінвазивного контролю рівня глюкози є мікрохвильові методи вимірю-
dc.description.abstractotherThe paper presents a study of the development of a non-invasive blood glucose monitoring system based on microwave technologies. The proposed approach is based on the analysis of electromagnetic interaction between a sensor antenna and biological tissues, which allows determining glucose concentration by changes in the dielectric properties of the medium. Based on a literature review, the operating frequency was selected taking into account the depth of wave penetration into the skin and the characteristicsof the multilayer tissue structure. The study used a non-resonant reflection method,which involves measuring the S11scattering coefficient in a specific frequency range. Changes in this parameter directly correlate with changes in the dielectric permeability of tissue caused by variations in glucose levels. The developed device is implemented in the form of a wristwatch, which ensures ease of use and constant contact with the user's body. The system is based on the ESP32-WROOM-32E-N4 microcontroller, which provides data processing and wireless transmission of results. The sensor unit includes an ACAG1204-433-T antenna, an ADF4350BCPZ-RL7 frequency generator, a PGA-102+ sub-am-plifier, a SYDC-20-62HP+ directional splitter, and an ADL5519ACPZ-R7 dual-channel logarithmic detector. The system is powered by an 800 mAh lithium polymer battery. The proposed technology demonstrates the potential for creating a new generation of portable biomedical devices focused on comfort-able and accurate non-invasive real-time glucose monitoring.
dc.format.pagerangeС. 42-49
dc.identifier.citationПарфило, І. О. Прототип приладу з інтегрованою антеною для неінвазивного вимірювання глюкози в крові / Парфило І. О., Богомолов М. Ф. // Біомедична інженерія і технологія. – 2025. – № 20. – С. 42-49. – Бібліогр.: 11 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/.2025.20.343402
dc.identifier.orcid0009-0000-6408-7879
dc.identifier.orcid0000-0002-4351-527X
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/79308
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofБіомедична інженерія і технологія, № 20, 2025
dc.subjectглюкоза
dc.subjectантена
dc.subjectдіелектрична проникність
dc.subjectвимірювання
dc.subjectglucose
dc.subjectantenna
dc.subjectdielectric permeability
dc.subjectmeasuremen
dc.subject.udc616.379-008.64
dc.titleПрототип приладу з інтегрованою антеною для неінвазивного вимірювання глюкози в крові
dc.title.alternativePrototype device with integrated an-tenna for non-invasive blood glucose measurement
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
42-49.pdf
Розмір:
678.52 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Біомедична інженерія і технологія, Том 5, № 20