যখন উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির ইলেক্ট্রোসার্জিক্যাল ইউনিট (ইএসইউ) ১ মেগাহার্জ এর উপরে কাজ করে, তখন প্রতিরোধক উপাদানগুলির প্যারাসাইটিক ক্যাপাসিট্যান্স এবং ইন্ডাক্ট্যান্স জটিল উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্যগুলিকে ফলাফল করে,পরীক্ষার নির্ভুলতা প্রভাবিতএই গবেষণাপত্রে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সির ইলেক্ট্রোসার্জিক্যাল ইউনিট পরীক্ষকদের জন্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এলসিআর মিটার বা নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকগুলির উপর ভিত্তি করে একটি গতিশীল ক্ষতিপূরণ পদ্ধতির প্রস্তাব দেওয়া হয়েছে।রিয়েল-টাইম ইম্পেড্যান্স পরিমাপ ব্যবহার করে, গতিশীল মডেলিং, এবং অভিযোজিত ক্ষতিপূরণ অ্যালগরিদম, পদ্ধতিটি পরজীবী প্রভাব দ্বারা সৃষ্ট পরিমাপ ত্রুটিগুলি সমাধান করে।ESU কর্মক্ষমতা সঠিক চরিত্রায়ন অর্জন করার জন্য সিস্টেম উচ্চ নির্ভুলতা যন্ত্রপাতি এবং রিয়েল টাইম প্রসেসিং মডিউল একত্রিতপরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি দেখায় যে, 1 MHz থেকে 5 MHz পরিসরের মধ্যে, প্রতিবন্ধকতা ত্রুটি 14.8% থেকে 1.8% এবং ফেজ ত্রুটি 9.8 ডিগ্রি থেকে 0.8 ডিগ্রি থেকে হ্রাস পায়,পদ্ধতির কার্যকারিতা এবং দৃঢ়তা যাচাই করাসম্প্রসারিত গবেষণায় অ্যালগরিদমের অপ্টিমাইজেশান, কম খরচে যন্ত্রপাতিগুলির জন্য অভিযোজন এবং আরও বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে অ্যাপ্লিকেশনগুলি অনুসন্ধান করা হয়েছে।
ইলেক্ট্রোসার্জিক্যাল ইউনিট (ইএসইউ) আধুনিক অস্ত্রোপচারে একটি অপরিহার্য যন্ত্র, যা টিস্যু কাটা, কোয়ালুশন এবং অপসারণের জন্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সির বৈদ্যুতিক শক্তি ব্যবহার করে।এর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি সাধারণত 1 মেগাহার্জ থেকে 5 মেগাহার্জ পর্যন্ত থাকে যা নিউরোমাউসকুলার উদ্দীপনা হ্রাস করে এবং শক্তি স্থানান্তর দক্ষতা উন্নত করেযাইহোক, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে, প্রতিরোধক উপাদানগুলির পরজীবী প্রভাব (যেমন ক্যাপাসিট্যান্স এবং ইন্ডাক্ট্যান্স) উল্লেখযোগ্যভাবে প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে,ঐতিহ্যগত পরীক্ষার পদ্ধতিগুলিকে ESU কর্মক্ষমতা সঠিকভাবে চিহ্নিত করতে অক্ষম করে তোলেএই প্যারাসাইটিক প্রভাবগুলি কেবল আউটপুট পাওয়ার স্থিতিশীলতাকেই প্রভাবিত করে না বরং অস্ত্রোপচারের সময় শক্তি সরবরাহের অনিশ্চয়তার দিকেও পরিচালিত করতে পারে, যা ক্লিনিকাল ঝুঁকি বাড়িয়ে তোলে।
ঐতিহ্যগত ESU পরীক্ষার পদ্ধতি সাধারণত স্থিতিশীল ক্যালিব্রেশন উপর ভিত্তি করে, পরিমাপের জন্য স্থির লোড ব্যবহার করে।প্যারাসাইটিক ক্যাপাসিট্যান্স এবং ইন্ডাক্ট্যান্স ফ্রিকোয়েন্সি অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়স্ট্যাটিক ক্যালিব্রেশন এই পরিবর্তনগুলির সাথে মানিয়ে নিতে পারে না, এবং পরিমাপের ত্রুটি 15% পর্যন্ত হতে পারে। [1] এই সমস্যাটি সমাধানের জন্য, স্ট্যাটিক ক্যালিব্রেশন এই পরিবর্তনগুলির সাথে মানিয়ে নিতে পারে না।এই কাগজ একটি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি LCR মিটার বা নেটওয়ার্ক বিশ্লেষক উপর ভিত্তি করে একটি গতিশীল ক্ষতিপূরণ পদ্ধতি প্রস্তাবএই পদ্ধতিটি পরীক্ষার নির্ভুলতা নিশ্চিত করার জন্য রিয়েল-টাইম পরিমাপ এবং একটি অভিযোজিত অ্যালগরিদমের মাধ্যমে পরজীবী প্রভাবের ক্ষতিপূরণ দেয়।
এই গবেষণার অবদানগুলির মধ্যে রয়েছেঃ
নিম্নলিখিত বিভাগগুলোতে তত্ত্বগত ভিত্তি, পদ্ধতি বাস্তবায়ন, পরীক্ষামূলক যাচাইকরণ এবং ভবিষ্যতের গবেষণার দিকনির্দেশনা বিস্তারিতভাবে উপস্থাপন করা হবে।
উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পরিবেশে, প্রতিরোধক উপাদানগুলির আদর্শ মডেল আর প্রযোজ্য নয়। প্রকৃত প্রতিরোধকগুলি প্যারাসাইটিক ক্যাপাসিট্যান্স সমন্বিত একটি যৌগিক সার্কিট হিসাবে মডেল করা যেতে পারে (সিপি) এবং প্যারাসাইটিক ইন্ডাক্ট্যান্স (এলপি), যার সমতুল্য প্রতিবন্ধকতাঃ
কোথায়Zহল কমপ্লেক্স ইম্পেডেন্স,Rনামমাত্র প্রতিরোধ, ω কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি, এবংjহয় কাল্পনিক একক. প্যারাসাইটিক আনয়নএলপিএবং প্যারাসাইটিক ক্যাপাসিট্যান্সসিপিযথাক্রমে উপাদান উপাদান, জ্যামিতি এবং সংযোগ পদ্ধতি দ্বারা নির্ধারিত হয়। 1 MHz এর উপরে, ωএলপিএবং
এর অবদান উল্লেখযোগ্য, যার ফলে প্রতিবন্ধকতা মাত্রা এবং পর্যায়ে অ-রৈখিক পরিবর্তন হয়।
উদাহরণস্বরূপ, একটি নামমাত্র 500 Ω প্রতিরোধক জন্য 5 MHz, অনুমানএলপি= ১০ এনএইচ এবংসিপি= ৫ পিএফ, ইম্পেড্যান্সের কাল্পনিক অংশ হলঃ
সংখ্যাসূচক মান, ω = 2π × 5 × 106rad/s এর পরিবর্তে, আমরা পেতে পারিঃ
এই কাল্পনিক অংশটি ইঙ্গিত দেয় যে পরজীবী প্রভাবগুলি ইম্পেড্যান্সকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে, যা পরিমাপের বিচ্যুতি সৃষ্টি করে।
গতিশীল ক্ষতিপূরণের লক্ষ্য হল রিয়েল-টাইম পরিমাপের মাধ্যমে পরজীবী পরামিতিগুলি বের করা এবং পরিমাপ করা প্রতিবন্ধকতা থেকে তাদের প্রভাবগুলি কেটে নেওয়া।এলসিআর মিটারগুলি পরিচিত ফ্রিকোয়েন্সির একটি এসি সংকেত প্রয়োগ করে এবং প্রতিক্রিয়া সংকেতের বিস্তৃতি এবং ফেজ পরিমাপ করে প্রতিবন্ধকতা গণনা করে. নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকগুলি এস-প্যারামিটার (বিভ্রান্তি প্যারামিটার) ব্যবহার করে প্রতিফলন বা সংক্রমণ বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করে, আরও নির্ভুল প্রতিবন্ধকতা ডেটা সরবরাহ করে।গতিশীল ক্ষতিপূরণ অ্যালগরিদম একটি রিয়েল টাইম প্রতিবন্ধকতা মডেল নির্মাণ এবং প্যারাসাইটিক প্রভাব জন্য সংশোধন করার জন্য এই পরিমাপ তথ্য ব্যবহার.
ক্ষতিপূরণের পর প্রতিবন্ধকতা হলঃ
এই পদ্ধতিতে উচ্চ-নির্ভুলতার তথ্য সংগ্রহ এবং দ্রুত অ্যালগরিদম প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন যাতে ESU এর গতিশীল কাজের অবস্থার সাথে মানিয়ে নেওয়া যায়।কালমান ফিল্টারিং প্রযুক্তির সংমিশ্রণটি পরামিতি অনুমানের দৃঢ়তা আরও উন্নত করতে পারে এবং গোলমাল এবং লোড পরিবর্তনের সাথে মানিয়ে নিতে পারে [3].
সিস্টেম ডিজাইন নিম্নলিখিত মূল উপাদান একত্রিত করেঃ
সিস্টেমটি ইউএসবি বা জিপিআইবি ইন্টারফেসের মাধ্যমে এলসিআর মিটার / নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকের সাথে যোগাযোগ করে, নির্ভরযোগ্য ডেটা সংক্রমণ এবং কম বিলম্ব নিশ্চিত করে।হার্ডওয়্যার নকশা বাহ্যিক হস্তক্ষেপ কমাতে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত জন্য shielding এবং গ্রাউন্ডিং অন্তর্ভুক্তসিস্টেমের স্থিতিশীলতা বাড়ানোর জন্য, পরিমাপ যন্ত্রের উপর পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার প্রভাবের জন্য একটি তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ মডিউল যোগ করা হয়েছে।
গতি ক্ষতিপূরণ অ্যালগরিদম নিম্নলিখিত ধাপে বিভক্ত করা হয়ঃ
কোথায়^kঅনুমান করা অবস্থা (R,এলপি,সিপি),Kkহল কালম্যান লাভ,zkপরিমাপের মান, এবংএইচহচ্ছে পরিমাপ ম্যাট্রিক্স।
অ্যালগরিদমের দক্ষতা উন্নত করার জন্য, দ্রুত ফুরিয়ে রূপান্তর (এফএফটি) পরিমাপের ডেটা প্রিপ্রসেসিং এবং কম্পিউটেশনাল জটিলতা হ্রাস করতে ব্যবহৃত হয়।অ্যালগরিদমটি সমান্তরালভাবে ডেটা সংগ্রহ এবং ক্ষতিপূরণ গণনা সম্পাদন করতে মাল্টি-থ্রেড প্রসেসিং সমর্থন করে.
অ্যালগরিদমটি পাইথনে প্রোটোটাইপ করা হয়েছিল এবং তারপরে একটি এসটিএম 32 এফ 4 এ চালানোর জন্য সি-তে অনুকূলিত এবং পোর্ট করা হয়েছিল। এলসিআর মিটার জিপিআইবি ইন্টারফেসের মাধ্যমে 100 হার্জ স্যাম্পলিং রেট সরবরাহ করে,যখন নেটওয়ার্ক বিশ্লেষক উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি রেজোলিউশন (১০ মেগাহার্টজ পর্যন্ত) সমর্থন করে. ক্ষতিপূরণ মডিউলের প্রসেসিং লেটেন্সি ৮.৫ এমএস এর নিচে রাখা হয়, যা রিয়েল-টাইম পারফরম্যান্স নিশ্চিত করে। ফার্মওয়্যার অপ্টিমাইজেশনের মধ্যে রয়েছেঃ
বিভিন্ন ESU মডেলের জন্য, সিস্টেমটি মাল্টি-ফ্রিকোয়েন্সি স্ক্যানিং এবং লোড বৈশিষ্ট্যগুলির একটি পূর্বনির্ধারিত ডাটাবেসের ভিত্তিতে স্বয়ংক্রিয় পরামিতি সামঞ্জস্য সমর্থন করে।একটি ত্রুটি সনাক্তকরণ প্রক্রিয়া যোগ করা হয়েছে. যখন পরিমাপ তথ্য অস্বাভাবিক (যেমন প্রত্যাশিত পরিসীমা বাইরে পরজীবী পরামিতি) হয়, সিস্টেম একটি অ্যালার্ম ট্রিগার এবং recalibrate হবে।
পরীক্ষাগুলি নিম্নলিখিত সরঞ্জাম ব্যবহার করে একটি পরীক্ষাগার পরিবেশে পরিচালিত হয়েছিলঃ
পরীক্ষামূলক লোডের মধ্যে সিরামিক এবং ধাতব ফিল্ম প্রতিরোধকগুলি অন্তর্ভুক্ত ছিল যা প্রকৃত অস্ত্রোপচারের সময় সম্মুখীন বিভিন্ন লোড শর্তের অনুকরণ করে। পরীক্ষার ফ্রিকোয়েন্সিগুলি ছিল 1 MHz, 2 MHz, 3 MHz, 4 MHz,এবং ৫ মেগাহার্টজপরিবেশের তাপমাত্রা 25°C ± 2°C এ নিয়ন্ত্রিত হয়েছিল এবং বাহ্যিক হস্তক্ষেপকে কমিয়ে আনার জন্য আর্দ্রতা 50% ± 10% ছিল।
অপরিশোধিত পরিমাপগুলি দেখায় যে পরজীবী প্রভাবগুলির প্রভাবটি ফ্রিকোয়েন্সির সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। 5 মেগাহার্জ এ, প্রতিবন্ধকতা বিচ্যুতি 14.8% এবং ফেজ ত্রুটি 9.8 ডিগ্রিতে পৌঁছে যায়।গতিশীল ক্ষতিপূরণ প্রয়োগ করার পরে, প্রতিবন্ধকতা বিচ্যুতি 1.8%, এবং ফেজ ত্রুটি 0.8 ডিগ্রী হ্রাস করা হয়। বিস্তারিত ফলাফল টেবিল 1 দেখানো হয়।
পরীক্ষায় অ্যালগরিদমের স্থিতিশীলতাও পরীক্ষা করা হয়েছিল (উচ্চ পরজীবী ক্ষমতা সহ,সিপি= 10pF) । ক্ষতিপূরণের পরে, ত্রুটিটি 2.4% এর মধ্যে রাখা হয়েছিল। উপরন্তু, পুনরাবৃত্তি পরীক্ষাগুলি (গড় 10 পরিমাপ) সিস্টেমের পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা যাচাই করে।যার স্ট্যান্ডার্ড ডিভিয়েশন ০ এর কম.১%।
টেবিল ১ঃ পরিমাপের নির্ভুলতা ক্ষতিপূরণের আগে এবং পরে
| ফ্রিকোয়েন্সি (মেগাহার্টজ) | অপরিশোধিত প্রতিরোধের ত্রুটি (%) | ক্ষতিপূরণের পর প্রতিরোধের ত্রুটি (%) | ফেজ ত্রুটি (ব্যয়) |
|---|---|---|---|
| 1 | 4.9 | 0.7 | 0.4 |
| 2 | 7.5 | 0.9 | 0.5 |
| 3 | 9.8 | 1.2 | 0.6 |
| 4 | 12.2 | 1.5 | 0.7 |
| 5 | 14.8 | 1.8 | 0.8 |
ক্ষতিপূরণ অ্যালগরিদমের একটি কম্পিউটেশনাল জটিলতা রয়েছে O ((n), যেখানে n হল পরিমাপের ফ্রিকোয়েন্সি সংখ্যা। কালমান ফিল্টারিং উল্লেখযোগ্যভাবে প্যারামিটার অনুমানের স্থিতিশীলতা উন্নত করে,বিশেষ করে গোলমালপূর্ণ পরিবেশে (SNR = 20 dB). সামগ্রিক সিস্টেম প্রতিক্রিয়া সময় 8.5 এমএস, রিয়েল টাইম পরীক্ষার প্রয়োজনীয়তা পূরণ।ডায়নামিক কমপেনসেশন পদ্ধতির মাধ্যমে পরিমাপের সময় প্রায় ৩০% কমে যায়।, পরীক্ষার দক্ষতা বৃদ্ধি করে।
গতিশীল ক্ষতিপূরণ পদ্ধতি বাস্তব সময়ে পরজীবী প্রভাবগুলি প্রক্রিয়া করে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেক্ট্রোসার্জিকাল পরীক্ষার নির্ভুলতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।ঐতিহ্যগত স্ট্যাটিক ক্যালিব্রেশনের সাথে তুলনা, এই পদ্ধতিটি লোডের গতিশীল পরিবর্তনের সাথে মানিয়ে নিতে পারে এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পরিবেশে জটিল প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত।এলসিআর মিটার এবং নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকগুলির সমন্বয় পরিপূরক পরিমাপ ক্ষমতা প্রদান করে: এলসিআর মিটারগুলি দ্রুত প্রতিবন্ধকতা পরিমাপের জন্য উপযুক্ত এবং নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এস-প্যারামিটার বিশ্লেষণে ভাল সম্পাদন করে।ক্যালমান ফিল্টারিং এর প্রয়োগ শব্দ এবং লোড পরিবর্তনের জন্য অ্যালগরিদমের দৃঢ়তা উন্নত করে [4].
যদিও এই পদ্ধতিটি কার্যকর, তবে এর নিম্নলিখিত সীমাবদ্ধতা রয়েছেঃ
ভবিষ্যতে উন্নতি নিম্নলিখিত উপায়ে করা যেতে পারেঃ
এই গবেষণাপত্রে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এলসিআর মিটার বা নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকের উপর ভিত্তি করে একটি গতিশীল ক্ষতিপূরণ পদ্ধতি প্রস্তাব করা হয়েছে।রিয়েল-টাইম ইম্পেড্যান্স মডেলিং এবং একটি অভিযোজিত ক্ষতিপূরণ অ্যালগরিদমের মাধ্যমে, সিস্টেম কার্যকরভাবে পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স এবং ইনডাক্ট্যান্স দ্বারা সৃষ্ট পরিমাপ ত্রুটিগুলি হ্রাস করে। পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি দেখায় যে 1 MHz থেকে 5 MHz পরিসরে,প্রতিবন্ধকতা ত্রুটি 14 থেকে হ্রাস করা হয়.৮% থেকে ১.৮% এবং ফেজ ত্রুটি ৯.৮ ডিগ্রি থেকে ০.৮ ডিগ্রি হ্রাস পেয়েছে, যা পদ্ধতির কার্যকারিতা এবং দৃঢ়তা যাচাই করে।
ভবিষ্যতের গবেষণায় আলগোরিদিম অপ্টিমাইজেশান, কম খরচে যন্ত্রের অভিযোজন এবং বৃহত্তর ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে প্রয়োগের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হবে।কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা প্রযুক্তির একীকরণ (যেমন মেশিন লার্নিং মডেল) পরামিতি অনুমানের নির্ভুলতা এবং সিস্টেম অটোমেশনকে আরও উন্নত করতে পারেএই পদ্ধতি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেক্ট্রোসার্জিকাল ইউনিট পরীক্ষার জন্য একটি নির্ভরযোগ্য সমাধান প্রদান করে এবং গুরুত্বপূর্ণ ক্লিনিকাল এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে।
যখন উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির ইলেক্ট্রোসার্জিক্যাল ইউনিট (ইএসইউ) ১ মেগাহার্জ এর উপরে কাজ করে, তখন প্রতিরোধক উপাদানগুলির প্যারাসাইটিক ক্যাপাসিট্যান্স এবং ইন্ডাক্ট্যান্স জটিল উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্যগুলিকে ফলাফল করে,পরীক্ষার নির্ভুলতা প্রভাবিতএই গবেষণাপত্রে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সির ইলেক্ট্রোসার্জিক্যাল ইউনিট পরীক্ষকদের জন্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এলসিআর মিটার বা নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকগুলির উপর ভিত্তি করে একটি গতিশীল ক্ষতিপূরণ পদ্ধতির প্রস্তাব দেওয়া হয়েছে।রিয়েল-টাইম ইম্পেড্যান্স পরিমাপ ব্যবহার করে, গতিশীল মডেলিং, এবং অভিযোজিত ক্ষতিপূরণ অ্যালগরিদম, পদ্ধতিটি পরজীবী প্রভাব দ্বারা সৃষ্ট পরিমাপ ত্রুটিগুলি সমাধান করে।ESU কর্মক্ষমতা সঠিক চরিত্রায়ন অর্জন করার জন্য সিস্টেম উচ্চ নির্ভুলতা যন্ত্রপাতি এবং রিয়েল টাইম প্রসেসিং মডিউল একত্রিতপরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি দেখায় যে, 1 MHz থেকে 5 MHz পরিসরের মধ্যে, প্রতিবন্ধকতা ত্রুটি 14.8% থেকে 1.8% এবং ফেজ ত্রুটি 9.8 ডিগ্রি থেকে 0.8 ডিগ্রি থেকে হ্রাস পায়,পদ্ধতির কার্যকারিতা এবং দৃঢ়তা যাচাই করাসম্প্রসারিত গবেষণায় অ্যালগরিদমের অপ্টিমাইজেশান, কম খরচে যন্ত্রপাতিগুলির জন্য অভিযোজন এবং আরও বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে অ্যাপ্লিকেশনগুলি অনুসন্ধান করা হয়েছে।
ইলেক্ট্রোসার্জিক্যাল ইউনিট (ইএসইউ) আধুনিক অস্ত্রোপচারে একটি অপরিহার্য যন্ত্র, যা টিস্যু কাটা, কোয়ালুশন এবং অপসারণের জন্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সির বৈদ্যুতিক শক্তি ব্যবহার করে।এর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি সাধারণত 1 মেগাহার্জ থেকে 5 মেগাহার্জ পর্যন্ত থাকে যা নিউরোমাউসকুলার উদ্দীপনা হ্রাস করে এবং শক্তি স্থানান্তর দক্ষতা উন্নত করেযাইহোক, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে, প্রতিরোধক উপাদানগুলির পরজীবী প্রভাব (যেমন ক্যাপাসিট্যান্স এবং ইন্ডাক্ট্যান্স) উল্লেখযোগ্যভাবে প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে,ঐতিহ্যগত পরীক্ষার পদ্ধতিগুলিকে ESU কর্মক্ষমতা সঠিকভাবে চিহ্নিত করতে অক্ষম করে তোলেএই প্যারাসাইটিক প্রভাবগুলি কেবল আউটপুট পাওয়ার স্থিতিশীলতাকেই প্রভাবিত করে না বরং অস্ত্রোপচারের সময় শক্তি সরবরাহের অনিশ্চয়তার দিকেও পরিচালিত করতে পারে, যা ক্লিনিকাল ঝুঁকি বাড়িয়ে তোলে।
ঐতিহ্যগত ESU পরীক্ষার পদ্ধতি সাধারণত স্থিতিশীল ক্যালিব্রেশন উপর ভিত্তি করে, পরিমাপের জন্য স্থির লোড ব্যবহার করে।প্যারাসাইটিক ক্যাপাসিট্যান্স এবং ইন্ডাক্ট্যান্স ফ্রিকোয়েন্সি অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়স্ট্যাটিক ক্যালিব্রেশন এই পরিবর্তনগুলির সাথে মানিয়ে নিতে পারে না, এবং পরিমাপের ত্রুটি 15% পর্যন্ত হতে পারে। [1] এই সমস্যাটি সমাধানের জন্য, স্ট্যাটিক ক্যালিব্রেশন এই পরিবর্তনগুলির সাথে মানিয়ে নিতে পারে না।এই কাগজ একটি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি LCR মিটার বা নেটওয়ার্ক বিশ্লেষক উপর ভিত্তি করে একটি গতিশীল ক্ষতিপূরণ পদ্ধতি প্রস্তাবএই পদ্ধতিটি পরীক্ষার নির্ভুলতা নিশ্চিত করার জন্য রিয়েল-টাইম পরিমাপ এবং একটি অভিযোজিত অ্যালগরিদমের মাধ্যমে পরজীবী প্রভাবের ক্ষতিপূরণ দেয়।
এই গবেষণার অবদানগুলির মধ্যে রয়েছেঃ
নিম্নলিখিত বিভাগগুলোতে তত্ত্বগত ভিত্তি, পদ্ধতি বাস্তবায়ন, পরীক্ষামূলক যাচাইকরণ এবং ভবিষ্যতের গবেষণার দিকনির্দেশনা বিস্তারিতভাবে উপস্থাপন করা হবে।
উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পরিবেশে, প্রতিরোধক উপাদানগুলির আদর্শ মডেল আর প্রযোজ্য নয়। প্রকৃত প্রতিরোধকগুলি প্যারাসাইটিক ক্যাপাসিট্যান্স সমন্বিত একটি যৌগিক সার্কিট হিসাবে মডেল করা যেতে পারে (সিপি) এবং প্যারাসাইটিক ইন্ডাক্ট্যান্স (এলপি), যার সমতুল্য প্রতিবন্ধকতাঃ
কোথায়Zহল কমপ্লেক্স ইম্পেডেন্স,Rনামমাত্র প্রতিরোধ, ω কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি, এবংjহয় কাল্পনিক একক. প্যারাসাইটিক আনয়নএলপিএবং প্যারাসাইটিক ক্যাপাসিট্যান্সসিপিযথাক্রমে উপাদান উপাদান, জ্যামিতি এবং সংযোগ পদ্ধতি দ্বারা নির্ধারিত হয়। 1 MHz এর উপরে, ωএলপিএবং
এর অবদান উল্লেখযোগ্য, যার ফলে প্রতিবন্ধকতা মাত্রা এবং পর্যায়ে অ-রৈখিক পরিবর্তন হয়।
উদাহরণস্বরূপ, একটি নামমাত্র 500 Ω প্রতিরোধক জন্য 5 MHz, অনুমানএলপি= ১০ এনএইচ এবংসিপি= ৫ পিএফ, ইম্পেড্যান্সের কাল্পনিক অংশ হলঃ
সংখ্যাসূচক মান, ω = 2π × 5 × 106rad/s এর পরিবর্তে, আমরা পেতে পারিঃ
এই কাল্পনিক অংশটি ইঙ্গিত দেয় যে পরজীবী প্রভাবগুলি ইম্পেড্যান্সকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে, যা পরিমাপের বিচ্যুতি সৃষ্টি করে।
গতিশীল ক্ষতিপূরণের লক্ষ্য হল রিয়েল-টাইম পরিমাপের মাধ্যমে পরজীবী পরামিতিগুলি বের করা এবং পরিমাপ করা প্রতিবন্ধকতা থেকে তাদের প্রভাবগুলি কেটে নেওয়া।এলসিআর মিটারগুলি পরিচিত ফ্রিকোয়েন্সির একটি এসি সংকেত প্রয়োগ করে এবং প্রতিক্রিয়া সংকেতের বিস্তৃতি এবং ফেজ পরিমাপ করে প্রতিবন্ধকতা গণনা করে. নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকগুলি এস-প্যারামিটার (বিভ্রান্তি প্যারামিটার) ব্যবহার করে প্রতিফলন বা সংক্রমণ বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করে, আরও নির্ভুল প্রতিবন্ধকতা ডেটা সরবরাহ করে।গতিশীল ক্ষতিপূরণ অ্যালগরিদম একটি রিয়েল টাইম প্রতিবন্ধকতা মডেল নির্মাণ এবং প্যারাসাইটিক প্রভাব জন্য সংশোধন করার জন্য এই পরিমাপ তথ্য ব্যবহার.
ক্ষতিপূরণের পর প্রতিবন্ধকতা হলঃ
এই পদ্ধতিতে উচ্চ-নির্ভুলতার তথ্য সংগ্রহ এবং দ্রুত অ্যালগরিদম প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন যাতে ESU এর গতিশীল কাজের অবস্থার সাথে মানিয়ে নেওয়া যায়।কালমান ফিল্টারিং প্রযুক্তির সংমিশ্রণটি পরামিতি অনুমানের দৃঢ়তা আরও উন্নত করতে পারে এবং গোলমাল এবং লোড পরিবর্তনের সাথে মানিয়ে নিতে পারে [3].
সিস্টেম ডিজাইন নিম্নলিখিত মূল উপাদান একত্রিত করেঃ
সিস্টেমটি ইউএসবি বা জিপিআইবি ইন্টারফেসের মাধ্যমে এলসিআর মিটার / নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকের সাথে যোগাযোগ করে, নির্ভরযোগ্য ডেটা সংক্রমণ এবং কম বিলম্ব নিশ্চিত করে।হার্ডওয়্যার নকশা বাহ্যিক হস্তক্ষেপ কমাতে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত জন্য shielding এবং গ্রাউন্ডিং অন্তর্ভুক্তসিস্টেমের স্থিতিশীলতা বাড়ানোর জন্য, পরিমাপ যন্ত্রের উপর পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার প্রভাবের জন্য একটি তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ মডিউল যোগ করা হয়েছে।
গতি ক্ষতিপূরণ অ্যালগরিদম নিম্নলিখিত ধাপে বিভক্ত করা হয়ঃ
কোথায়^kঅনুমান করা অবস্থা (R,এলপি,সিপি),Kkহল কালম্যান লাভ,zkপরিমাপের মান, এবংএইচহচ্ছে পরিমাপ ম্যাট্রিক্স।
অ্যালগরিদমের দক্ষতা উন্নত করার জন্য, দ্রুত ফুরিয়ে রূপান্তর (এফএফটি) পরিমাপের ডেটা প্রিপ্রসেসিং এবং কম্পিউটেশনাল জটিলতা হ্রাস করতে ব্যবহৃত হয়।অ্যালগরিদমটি সমান্তরালভাবে ডেটা সংগ্রহ এবং ক্ষতিপূরণ গণনা সম্পাদন করতে মাল্টি-থ্রেড প্রসেসিং সমর্থন করে.
অ্যালগরিদমটি পাইথনে প্রোটোটাইপ করা হয়েছিল এবং তারপরে একটি এসটিএম 32 এফ 4 এ চালানোর জন্য সি-তে অনুকূলিত এবং পোর্ট করা হয়েছিল। এলসিআর মিটার জিপিআইবি ইন্টারফেসের মাধ্যমে 100 হার্জ স্যাম্পলিং রেট সরবরাহ করে,যখন নেটওয়ার্ক বিশ্লেষক উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি রেজোলিউশন (১০ মেগাহার্টজ পর্যন্ত) সমর্থন করে. ক্ষতিপূরণ মডিউলের প্রসেসিং লেটেন্সি ৮.৫ এমএস এর নিচে রাখা হয়, যা রিয়েল-টাইম পারফরম্যান্স নিশ্চিত করে। ফার্মওয়্যার অপ্টিমাইজেশনের মধ্যে রয়েছেঃ
বিভিন্ন ESU মডেলের জন্য, সিস্টেমটি মাল্টি-ফ্রিকোয়েন্সি স্ক্যানিং এবং লোড বৈশিষ্ট্যগুলির একটি পূর্বনির্ধারিত ডাটাবেসের ভিত্তিতে স্বয়ংক্রিয় পরামিতি সামঞ্জস্য সমর্থন করে।একটি ত্রুটি সনাক্তকরণ প্রক্রিয়া যোগ করা হয়েছে. যখন পরিমাপ তথ্য অস্বাভাবিক (যেমন প্রত্যাশিত পরিসীমা বাইরে পরজীবী পরামিতি) হয়, সিস্টেম একটি অ্যালার্ম ট্রিগার এবং recalibrate হবে।
পরীক্ষাগুলি নিম্নলিখিত সরঞ্জাম ব্যবহার করে একটি পরীক্ষাগার পরিবেশে পরিচালিত হয়েছিলঃ
পরীক্ষামূলক লোডের মধ্যে সিরামিক এবং ধাতব ফিল্ম প্রতিরোধকগুলি অন্তর্ভুক্ত ছিল যা প্রকৃত অস্ত্রোপচারের সময় সম্মুখীন বিভিন্ন লোড শর্তের অনুকরণ করে। পরীক্ষার ফ্রিকোয়েন্সিগুলি ছিল 1 MHz, 2 MHz, 3 MHz, 4 MHz,এবং ৫ মেগাহার্টজপরিবেশের তাপমাত্রা 25°C ± 2°C এ নিয়ন্ত্রিত হয়েছিল এবং বাহ্যিক হস্তক্ষেপকে কমিয়ে আনার জন্য আর্দ্রতা 50% ± 10% ছিল।
অপরিশোধিত পরিমাপগুলি দেখায় যে পরজীবী প্রভাবগুলির প্রভাবটি ফ্রিকোয়েন্সির সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। 5 মেগাহার্জ এ, প্রতিবন্ধকতা বিচ্যুতি 14.8% এবং ফেজ ত্রুটি 9.8 ডিগ্রিতে পৌঁছে যায়।গতিশীল ক্ষতিপূরণ প্রয়োগ করার পরে, প্রতিবন্ধকতা বিচ্যুতি 1.8%, এবং ফেজ ত্রুটি 0.8 ডিগ্রী হ্রাস করা হয়। বিস্তারিত ফলাফল টেবিল 1 দেখানো হয়।
পরীক্ষায় অ্যালগরিদমের স্থিতিশীলতাও পরীক্ষা করা হয়েছিল (উচ্চ পরজীবী ক্ষমতা সহ,সিপি= 10pF) । ক্ষতিপূরণের পরে, ত্রুটিটি 2.4% এর মধ্যে রাখা হয়েছিল। উপরন্তু, পুনরাবৃত্তি পরীক্ষাগুলি (গড় 10 পরিমাপ) সিস্টেমের পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা যাচাই করে।যার স্ট্যান্ডার্ড ডিভিয়েশন ০ এর কম.১%।
টেবিল ১ঃ পরিমাপের নির্ভুলতা ক্ষতিপূরণের আগে এবং পরে
| ফ্রিকোয়েন্সি (মেগাহার্টজ) | অপরিশোধিত প্রতিরোধের ত্রুটি (%) | ক্ষতিপূরণের পর প্রতিরোধের ত্রুটি (%) | ফেজ ত্রুটি (ব্যয়) |
|---|---|---|---|
| 1 | 4.9 | 0.7 | 0.4 |
| 2 | 7.5 | 0.9 | 0.5 |
| 3 | 9.8 | 1.2 | 0.6 |
| 4 | 12.2 | 1.5 | 0.7 |
| 5 | 14.8 | 1.8 | 0.8 |
ক্ষতিপূরণ অ্যালগরিদমের একটি কম্পিউটেশনাল জটিলতা রয়েছে O ((n), যেখানে n হল পরিমাপের ফ্রিকোয়েন্সি সংখ্যা। কালমান ফিল্টারিং উল্লেখযোগ্যভাবে প্যারামিটার অনুমানের স্থিতিশীলতা উন্নত করে,বিশেষ করে গোলমালপূর্ণ পরিবেশে (SNR = 20 dB). সামগ্রিক সিস্টেম প্রতিক্রিয়া সময় 8.5 এমএস, রিয়েল টাইম পরীক্ষার প্রয়োজনীয়তা পূরণ।ডায়নামিক কমপেনসেশন পদ্ধতির মাধ্যমে পরিমাপের সময় প্রায় ৩০% কমে যায়।, পরীক্ষার দক্ষতা বৃদ্ধি করে।
গতিশীল ক্ষতিপূরণ পদ্ধতি বাস্তব সময়ে পরজীবী প্রভাবগুলি প্রক্রিয়া করে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেক্ট্রোসার্জিকাল পরীক্ষার নির্ভুলতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।ঐতিহ্যগত স্ট্যাটিক ক্যালিব্রেশনের সাথে তুলনা, এই পদ্ধতিটি লোডের গতিশীল পরিবর্তনের সাথে মানিয়ে নিতে পারে এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পরিবেশে জটিল প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত।এলসিআর মিটার এবং নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকগুলির সমন্বয় পরিপূরক পরিমাপ ক্ষমতা প্রদান করে: এলসিআর মিটারগুলি দ্রুত প্রতিবন্ধকতা পরিমাপের জন্য উপযুক্ত এবং নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এস-প্যারামিটার বিশ্লেষণে ভাল সম্পাদন করে।ক্যালমান ফিল্টারিং এর প্রয়োগ শব্দ এবং লোড পরিবর্তনের জন্য অ্যালগরিদমের দৃঢ়তা উন্নত করে [4].
যদিও এই পদ্ধতিটি কার্যকর, তবে এর নিম্নলিখিত সীমাবদ্ধতা রয়েছেঃ
ভবিষ্যতে উন্নতি নিম্নলিখিত উপায়ে করা যেতে পারেঃ
এই গবেষণাপত্রে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এলসিআর মিটার বা নেটওয়ার্ক বিশ্লেষকের উপর ভিত্তি করে একটি গতিশীল ক্ষতিপূরণ পদ্ধতি প্রস্তাব করা হয়েছে।রিয়েল-টাইম ইম্পেড্যান্স মডেলিং এবং একটি অভিযোজিত ক্ষতিপূরণ অ্যালগরিদমের মাধ্যমে, সিস্টেম কার্যকরভাবে পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স এবং ইনডাক্ট্যান্স দ্বারা সৃষ্ট পরিমাপ ত্রুটিগুলি হ্রাস করে। পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি দেখায় যে 1 MHz থেকে 5 MHz পরিসরে,প্রতিবন্ধকতা ত্রুটি 14 থেকে হ্রাস করা হয়.৮% থেকে ১.৮% এবং ফেজ ত্রুটি ৯.৮ ডিগ্রি থেকে ০.৮ ডিগ্রি হ্রাস পেয়েছে, যা পদ্ধতির কার্যকারিতা এবং দৃঢ়তা যাচাই করে।
ভবিষ্যতের গবেষণায় আলগোরিদিম অপ্টিমাইজেশান, কম খরচে যন্ত্রের অভিযোজন এবং বৃহত্তর ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে প্রয়োগের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হবে।কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা প্রযুক্তির একীকরণ (যেমন মেশিন লার্নিং মডেল) পরামিতি অনুমানের নির্ভুলতা এবং সিস্টেম অটোমেশনকে আরও উন্নত করতে পারেএই পদ্ধতি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেক্ট্রোসার্জিকাল ইউনিট পরীক্ষার জন্য একটি নির্ভরযোগ্য সমাধান প্রদান করে এবং গুরুত্বপূর্ণ ক্লিনিকাল এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে।
ঠিকানা
আরএম সি, 13 / এফ, হার্ভার্ড বাণিজ্যিক বাণিজ্যিক ভবন, 105-111 থমসন রোড, ওয়াং চাই, এইচ.কে.
টেলিফোন
86-769- 81627526
ই-মেইল
sales@kingpo.hk
