УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНЯТИЯ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Российский патент 1995 года по МПК A61B5/05 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для снятия биоэлектрических сигналов, и может быть использовано для оценки состояния человека по электрофизическим параметрам поверхности кожи, в частности по состоянию акупунктурных меридианов и корреспондирующих с ним органов.

Известно устройство для измерения электрокожного сопротивления, включающее электроды, источник постоянного стабильного напряжения, стабилизатор тока, аналогово-цифровой преобразователь, блок индикации, блок формирования импульса блокировки, ключевой блок, блок управления и таймер [1]
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет получить высокую точность и повторяемость результатов измерения биоэлектрических сигналов. Это вызвано тем, что ограничения при снятии биоэлектрических сигналов накладываются только на параметры тестирующего сигнала. При применении произ- вольной конструкции измерительного электрода возникает значительная погрешность измерения из-за различной силы давления его на биоткань, произвольной конфигурации рабочей части электрода, краевых эффектов, возникающих на краю поверхности электрода, контактирующей с биотканью при ее натяжении.

Не обеспечивается равномерная площадь контакта электрода с кожей, что приводит при снятии биоэлектрических сиг- налов к увеличению вариаций измеренных значений и к повышению погрешности измерения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для обнаружения биоэлект- рических сигналов, содержащее генератор электрических сигналов, усилитель электрических сигналов, блок обработки информации, базовый электрод и измерительный электрод, соединенный с усилителем электрического сигнала, включающий также корпус со втулкой и шайбой и подпружиненный металлический щуп, проходящий через втулку и шайбу [2]
Это устройство позволяет производить обнаружение биоэлектрических сигналов при фиксированном положении измерительного электрода и при силе давления электрода на биоткань, которая устанавливается регулировочной втулкой.

Недостатками этого устройства являются применение в качестве тестирующего сигнала источника напряжения с широким рабочим диапазоном, вызывающего значительные вариации (на семь порядков) тока, протекающего через биоткань. Наличие нелинейной зависимости электрического сопротивления ткани от протекающего через него тока увеличивает погрешность измерения электрофизических параметров биоткани и может привести к нарушению морфологической интактности в месте измерения.

Применение в конструкции измерительного электрода изолирующей втулки с диаметром значительно большим, чем диаметр щупа, и не изолированной от нерабочей поверхности щупа приводит к увеличению погрешности измерения электрофизических параметров биоткани за счет изменения площади контакта щупа с биотканью, которая может изменяться в несколько раз при значительных естественных неровностях рельефа биоткани и особенно поверхности кожи.

Выбранная форма рабочей поверхности щупа не устраняет влияние на результаты измерения краевых эффектов, неизбежно возникающих при механическом воздействии щупа на поверхность биоткани и значительно уменьшающих реальное значение измеренного электрического сопротивления биоткани.

Наличие гибкого тонкого проводника, осуществляющего электрический контакт щупа с проводником измерительного электрода значительно снижает надежность контакта и, следовательно, влияет на увеличение погрешности измерения за счет нарушения цепи передачи информации об измеренном значении электрического сопротивления биоткани.

Техническим результатом изобретения является сохранение морфологической интактности места измерения за счет применения в качестве тестирующего сигнала электрического тока, стабилизированного по амплитуде на одном уровне, а также повышение точности сигнала биоэлектрических сигналов за счет устранения влияния естественной неравномерности рельефа биоткани на площадь контакта щупа с местом измерения и за счет устранения влияния краевых эффектов на результат измерения. Кроме того, повышение надежности работы устройства происходит за счет увеличения надежности линии передачи измерительного сигнала от щупа к измерительной схеме.

Для этого устройство для снятия биоэлектрических сигналов содержит щуп, установленный жестко во втулке, втулку, установленную с возможностью перемещения вдоль корпуса, при этом контактная поверхность щупа и торцовая поверхность втулки расположены в одной плоскости, а соотношение их диаметров установлено от 0,8 до 0,5, причем генератор электрических сигналов представляет собой генератор стабильного тока, а усилитель электрических сигналов усилитель напряжения. Щуп имеет площадку, расположенную у нерабочего торца изолирующей втулки, шайба выполнена из токопроводящего материала и установлена в корпусе жестко, а пружина выполнена из токопроводящего материала и расположена между шайбой и площадкой с возможностью контакта с ними, при этом соединительный провод измерительного электрода и усилителя подключен к шайбе.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для снятия биоэлектрических сигналов; на фиг.2 конструкция измерительного электрода устройства для снятия биоэлектрических сигналов.

Устройство для снятия биоэлектрических сигналов содержит базовый электрод 1, подключенный к входу генератора 2 электрических сигналов, и измерительный электрод 3, первым выходом подключенный к усилителю 4 электрических сигналов, а вторым выходом к первому входу блока 5 обработки информации, второй вход которого соединен с выходом генератора 2 электрических сигналов, а третий вход соединен с выходом усилителя 4 электрических сигналов.

Измерительный электрод 3 (фиг.2) содержит щуп 6, который имеет площадку 7, расположенную у нерабочего торца изолирующей втулки 8. Шайба 9 выполнена из токопроводящего материала и установлена в корпусе 10 жестко, а пружина 11 выполнена из токопроводящего материала и расположена между шайбой 9 и площадкой 7 с возможностью контакта с ними, при этом соединительный провод 12 измерительного электрода 3 (фиг.1) и усилителя 4 (фиг.1) подключен к шайбе 9; магнит 13, установленный на нерабочем конце щупа 6, магнитоуправляемый контакт 14, установленный в корпусе 10 и подключенный через провода 15 пускового сигнала к блоку обработки информации 5.

Устройство работает следующим образом.

Базовый электрод 1 устанавливают в индифферентной зоне тела пациента. К месту измерения, например, в месте локализации точки акупунктуры, прикладывают измерительный электрод 3 рабочей поверхностью щупа 6 и нажимают на корпус 10. Сразу после возникновения контакта рабочей поверхности щупа 6 с кожей пациента через базовый электрод 1, биоткань и измерительный электрод 3 пропускают ток, стабилизированный по амплитуде и сформированный генератором 2 электрических сигналов. Усилитель 4 электрических сигналов производит усиление и масштабирование биоэлектрического сигнала (напряжения), соответствующего электрическому сопротивлению кожи пациента в месте измерения, и передает его на третий вход блока 5 обработки информации.

Разрешение на работу блока 5 обработки информации дает пусковой сигнал, который формируется измерительным электродом 3 при определенной заранее установленной силе прижатия рабочей поверхности щупа 6 к коже пациента. Пусковой сигнал с второго выхода измерительного электрода 3 поступает на первый вход блока 5 обработки информации, который производит обработку и регистрацию биофизического сигнала в размерности электричес- кого сопротивления.

Измерительный электрод 3 (фиг.2) устанавливают в месте измерения биофизического сигнала перпендикулярно поверх- ности кожи и обеспечивают надежный контакт рабочей поверхности щупа 6 с биотканью. При этом втулка 8 и рабочая поверхность щупа 6 своей общей плоскостью располагаются на поверхности кожи пациента. При надавливании рукой врача на корпус 10 измерительного электрода 3 площадка 7 сжимает пружину 11, за счет чего увеличивается сила давления щупа 6 на кожу пациента. Ограничение силы давления происходит при контакте корпуса 10 с поверхностью кожи пациента.

Предварительно магнит 13, жестко установленный на нерабочем конце щупа 6, приближаясь к магнитоуправляемому контакту 14, своим магнитным полем заставляет его замкнуться и подать пусковой сигнал по проводам 15 пускового сигнала на первый вход блока обработки информации 5. Измеренный биоэлектрический сигнал со щупа 6 через площадку 7 и пружину 11, имеющую надежный электрический контакт с площадкой 7 и шайбой 9, поступает на соединительный провод 12, закрепленный неподвижно в корпусе 10 и имеющий надежный электрический контакт с шайбой 9, и далее на вход усилителя 4 электрических сигналов (фиг.1).

Предлагаемое конструктивное исполнение устройства для снятия биоэлектрических сигналов позволяет сохранить морфологическую интактность, значительно снизить погрешность измерения электрофизических параметров биоткани за счет устранения нелинейной зависимости электрического сопротивления биоткани от протекающего тока.

Устранение влияния естественной неравномерности рельефа биоткани на площадь контакта щупа с местом измерения и за счет устранения влияния краевых эффектов на результат измерения повышает точность снятия биоэлектрических сигналов.

Кроме того, значительно расширяются возможности устройства, это измерения электрического сопротивления кожи в точках акупунктуры ногтевых зон пальцев пациента и мягких тканей.

Конструктивное расположение щупа с площадкой, помещенного у нерабочего торца изолирующей втулки, шайбы, выполненной из токопроводящего материала и жестко установленной в корпусе, пружины, выполненной из токопроводящего материала и размещенной между шайбой и площадкой с возможностью контакта с ними, соединительного провода измерительного электрода и усилителя, прикрепляемого к шайбе, позволило значительно повысить надежность работы устройства за счет увеличения надежности линии передачи измерительного сигнала от щупа к измерительной схеме.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для оценки состояния человека по электрофизиологическим параметрам поверхности кожи. Техническим результатом изобретения является сохранение морфологической интактности места измерения за счет применения в качестве тестирующего сигнала электрического тока, стабилизированного по амплитуде на одном уровне, а также повышение точности снятия сигнала за счет устранения влияния естественной неравномерности рельефа биоткани на площадь контакта щупа с местом измерения. Для этого устройство содержит щуп, жестко установленный во втулке, которая перемещается вдоль корпуса. При этом контактная поверхность щупа и торцовая поверхность втулки расположена в одной плоскости, а соотношение их диаметров установлено от 0,8 до 0,5. Генератор электрических сигналов представляет собой генератор стабильного тока, а усилитель электрических сигналов - усилитель напряжения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНЯТИЯ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор электрических сигналов, усилитель электрических сигналов, блок обработки информации, базовый электрод и измерительный электрод, соединенный с усилителем электрического сигнала и включающий корпус с втулкой и шайбой и подпружиненный металлический щуп, проходящий через втулку и шайбу, отличающееся тем, что шуп во втулке установлен жестко, а втулка с возможностью перемещения вдоль корпуса, при этом контактная поверхность щупа и торцевая поверхность втулки расположены в одной плоскости, а соотношение их диаметров установлено от 0,8 до 0,5, причем генератор электрических сигналов представляет собой генератор стабильного тока, а усилитель электрических сигналов усилитель напряжения. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что щуп имеет площадку, расположенную у нерабочего торца изолирующей втулки, шайба выполнена из токопроводящего материала и установлена в корпусе жестко, а пружина выполнена из токопроводящего материала и расположена между шайбой и площадкой с возможностью контакта с ними, при этом соединительный провод измерительного электрода и усилителя подключен к шайбе.