Published June 2, 2019 | Version v1
Publication Metadata-only

Design of Programmable LED Based Phototherapy System

Creators

  • 1. Defence Research and Development Organisation
  • 2. Defence Institute of Physiology and Allied Sciences
  • 3. University of Delhi

Description

Light based systems are frequently used in the field of medicine for diagnostic and surgical procedures, medical photography, phototherapy, etc. Phototherapy involves the use of light energy for the treatment of physical or mental illnesses. Illumination parameters such as wavelength and dose of therapy can be varied to have distinct effects on cells and tissues. This has necessitated the need to design a system which is programmable for various parameters related to therapy and can also be used by people at large for biomedical applications. The paper presents the design and implementation of a portable, hand-held and programmable Light Emitting Diode (LED) based phototherapy system using embedded technology. The system is designed around the ARM based TM4C123GH6PM microcontroller processor. The microcontroller has been programmed to allow for selection of various parameters such as frequency, duty cycle, and time of exposure. The matrix keypad interface and liquid crystal display (LCD) offer the ease of human interface. An LED driver circuit has been efficiently designed to modulate the output power of LED. Further, Super Bright LED (SLED) of wavelength ~633 nm has been successfully tested and results of optical characterization including spectral and spatial response have been presented in the results section. The designed system successfully achieves the programmable parameters required for dose optimisation required for enhancing the therapeutic effects of a phototherapy system.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تُستخدم الأنظمة القائمة على الضوء بشكل متكرر في مجال الطب للإجراءات التشخيصية والجراحية والتصوير الطبي والعلاج الضوئي وما إلى ذلك. يتضمن العلاج بالضوء استخدام الطاقة الضوئية لعلاج الأمراض الجسدية أو العقلية. يمكن أن تختلف معلمات الإضاءة مثل الطول الموجي وجرعة العلاج ليكون لها تأثيرات مميزة على الخلايا والأنسجة. وقد استلزم ذلك الحاجة إلى تصميم نظام قابل للبرمجة لمختلف المعايير المتعلقة بالعلاج ويمكن استخدامه أيضًا من قبل الناس بشكل عام للتطبيقات الطبية الحيوية. تعرض الورقة تصميم وتنفيذ نظام العلاج الضوئي القائم على الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) المحمول والمحمول باليد والقابل للبرمجة باستخدام تقنية مدمجة. تم تصميم النظام حول معالج المتحكم الدقيق TM4C123GH6PM القائم على ARM. تمت برمجة وحدة التحكم الدقيقة للسماح باختيار معلمات مختلفة مثل التردد ودورة التشغيل ووقت التعرض. توفر واجهة لوحة المفاتيح المصفوفة وشاشة الكريستال السائل سهولة الواجهة البشرية. تم تصميم دائرة تشغيل LED بكفاءة لتعديل طاقة خرج LED. علاوة على ذلك، تم اختبار LED فائق السطوع (SLED) بطول موجي ~633 نانومتر بنجاح وتم عرض نتائج التوصيف البصري بما في ذلك الاستجابة الطيفية والمكانية في قسم النتائج. يحقق النظام المصمم بنجاح المعلمات القابلة للبرمجة المطلوبة لتحسين الجرعة المطلوبة لتعزيز الآثار العلاجية لنظام العلاج بالضوء.

Translated Description (French)

Les systèmes à base de lumière sont fréquemment utilisés dans le domaine de la médecine pour les procédures diagnostiques et chirurgicales, la photographie médicale, la photothérapie, etc. La photothérapie implique l'utilisation de l'énergie lumineuse pour le traitement de maladies physiques ou mentales. Les paramètres d'éclairage tels que la longueur d'onde et la dose de traitement peuvent être modifiés pour avoir des effets distincts sur les cellules et les tissus. Cela a nécessité la conception d'un système programmable pour divers paramètres liés à la thérapie et pouvant également être utilisé par des personnes en général pour des applications biomédicales. L'article présente la conception et la mise en œuvre d'un système de photothérapie portable, portable et programmable à base de diodes électroluminescentes (DEL) utilisant la technologie intégrée. Le système est conçu autour du processeur à microcontrôleur TM4C123GH6PM basé sur ARM. Le microcontrôleur a été programmé pour permettre la sélection de divers paramètres tels que la fréquence, le cycle de service et le temps d'exposition. L'interface du clavier matriciel et l'affichage à cristaux liquides (LCD) offrent la facilité de l'interface humaine. Un circuit de commande de LED a été efficacement conçu pour moduler la puissance de sortie de la LED. En outre, la LED super brillante (SLED) de longueur d'onde ~633 nm a été testée avec succès et les résultats de la caractérisation optique, y compris la réponse spectrale et spatiale, ont été présentés dans la section des résultats. Le système conçu atteint avec succès les paramètres programmables requis pour l'optimisation de la dose requise pour améliorer les effets thérapeutiques d'un système de photothérapie.

Translated Description (Spanish)

Los sistemas basados en la luz se utilizan con frecuencia en el campo de la medicina para procedimientos diagnósticos y quirúrgicos, fotografía médica, fototerapia, etc. La fototerapia implica el uso de energía luminosa para el tratamiento de enfermedades físicas o mentales. Los parámetros de iluminación, como la longitud de onda y la dosis de la terapia, se pueden variar para tener efectos distintos en las células y los tejidos. Esto ha hecho necesario diseñar un sistema que sea programable para varios parámetros relacionados con la terapia y que también pueda ser utilizado por personas en general para aplicaciones biomédicas. El documento presenta el diseño y la implementación de un sistema de fototerapia basado en diodos emisores de luz (LED) portátil, portátil y programable que utiliza tecnología integrada. El sistema está diseñado alrededor del procesador del microcontrolador TM4C123GH6PM basado en ARM. El microcontrolador se ha programado para permitir la selección de varios parámetros, como la frecuencia, el ciclo de trabajo y el tiempo de exposición. La interfaz del teclado matricial y la pantalla de cristal líquido (LCD) ofrecen la facilidad de la interfaz humana. Se ha diseñado de manera eficiente un circuito controlador de LED para modular la potencia de salida del LED. Además, el LED superbrillante (SLED) de longitud de onda ~633 nm se ha probado con éxito y los resultados de la caracterización óptica, incluida la respuesta espectral y espacial, se han presentado en la sección de resultados. El sistema diseñado logra con éxito los parámetros programables necesarios para la optimización de la dosis requerida para mejorar los efectos terapéuticos de un sistema de fototerapia.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تصميم نظام العلاج بالضوء LED القابل للبرمجة
Translated title (French)
Conception d'un système de photothérapie programmable À base de LED
Translated title (Spanish)
Diseño de sistema de fototerapia basado en LED PROGRAMABLE

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2947451238
DOI
10.1155/2019/6023646

Is supplement to
https://openalex.org/W983044395 (Other)
https://openalex.org/W3134159107 (Other)
https://openalex.org/W2936313733 (Other)
https://openalex.org/W2597504496 (Other)
https://openalex.org/W2418167988 (Other)
https://openalex.org/W2390906752 (Other)
https://openalex.org/W2385749611 (Other)
https://openalex.org/W2381895416 (Other)
https://openalex.org/W2342701282 (Other)
https://openalex.org/W2150509544 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W2012949732
  • https://openalex.org/W2019024930
  • https://openalex.org/W2021268953
  • https://openalex.org/W2058244038
  • https://openalex.org/W2110900455
  • https://openalex.org/W2121979942
  • https://openalex.org/W2135147563
  • https://openalex.org/W2141010062