СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОКОЖНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТОЧЕК АКУПУНКТУРЫ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА И ЕГО ВАРИАНТЫ Российский патент 2006 года по МПК A61B5/53 A61H39/00 

Изобретение относится к медицинской информационно-измерительной технике, а именно к способам и устройствам для съема информации при диагностических исследованиях по параметрам кожного покрова в точках акупунктуры, используемым для реализации медицинского диагностического метода Р.Фолля, широко представленного в современной медицине.

Способы и устройства измерения электрокожного сопротивления, используемые для диагностики по методу Р.Фолля, должны обеспечивать контроль энергетического состояния организма, осуществляемый по электрокожному сопротивлению выбранных зон кожной поверхности (диагностических точек акупунктуры), определяемому в значениях условных единиц "проводимости" (Вернер Ф. Основы электроакупунктуры. - М.: ИМЕДИС, 1993. - 184 с.; Крамер Ф. Учебник по электропунктуре, т.I. - М.: ИМЕДИС, 1995. - 189 с.). При этом энергетическое состояние организма характеризуется по степени нейтрализации измерительного электрического тока, пропускаемого через кожный покров, определяемой по электрическому сопротивлению кожного покрова между электродами прибора при точно дозированном значении измерительного тока.

При диагностических исследованиях по методу Р.Фолля могут: использоваться медицинские методы, основанные на определении "проводимости" зон расположения точек акупунктуры, а также выбранных зон отведений, реализация которых должна обеспечиваться используемыми способами и устройствами измерений.

Достоверность проводимых диагностических исследований при использовании способов и устройств измерения электрокожного сопротивления в значительной степени определяется точностью получаемых информативных показателей, регистрируемых в условных единицах "проводимости" для заданных значений измерительного тока, при нелинейной зависимости регистрируемой "проводимости" и измерительного тока от значений электрокожного сопротивления, вид нелинейности которых определяется в соответствии с эталонной кривой" Вернера. При этом возможные несоответствия нелинейной функции преобразования электрокожного сопротивления и значений измерительного тока "эталонной кривой" Вернера определяют погрешности способов и устройств измерения электрокожного сопротивления, и как следствие этого, снижение достоверности диагностических исследований.

Известен способ измерения электрокожного сопротивления, реализованный в приборе для определения на коже китайских точек (А.с. СССР 228856, МКИ А 61 В 5/05, Кл. 30а 4/01. Прибор для определения на коже китайских точек. / М.К.Гейкин, В.И.Михайлевский. БИ №32, 1968) и в диагностическом и терапевтическом аппарате (Патент США 386660, МПК А 61 В 5/05. Диагностический и терапевтический аппарат. / Rey Iean Paul, 1975), включающий наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее индифферентного электрода, пропускание между электродами измерительного тока от источника электропитания через последовательную электрическую цепь, состоящую из резистора с известным сопротивлением и участка кожного покрова, измерение значения измерительного тока и определение электрокожного сопротивления по измеряемым значениям измерительного тока.

В известном способе измерение электрокожного сопротивления осуществляется по значениям электрического тока, пропорциональным электрической проводимости последовательной цепи, состоящей из электрокожного сопротивления и резистора, которая в свою очередь обратно пропорциональна сумме измеряемого электрокожного сопротивления и резистора, сопротивление которого не нормируется и может изменяться при настройке реализующего способ устройства в зависимости от напряжения источника электропитания В результате этого способ не обеспечивает соответствие измеряемых параметров электрокожного сопротивления параметрам, определяемым в значениях условных единиц "проводимости" в соответствии с "эталонной кривой" Вернера, а также при реализации способа не обеспечивается заданное изменение измерительного тока в зависимости от электрокожного сопротивления.

Отмеченное определяет погрешности измерения электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости" при использовании настоящего способа-аналога. Кроме того, в способе-аналоге обеспечивается измерение электрокожной проводимости, определяемой суммой электрокожных сопротивлений зон расположения измерительного и индифферентного электродов, что дополнительно определяет погрешности измерений от электрокожного сопротивления индифферентной зоны.

Таким образом, способ-аналог не обеспечивает требуемой точности измерения электрокожного сопротивления, что определяет снижение достоверности диагностических исследований.

В определенной мере отмеченные недостатки способа-аналога устранены в способе измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры (Патент России 2132154, МПК А 61 В 5/05, А 61 Н, 39/02. Способ измерения электрокожного сопротивления. / А.Т.Селезнев, Н.А.Селезнева. Зарегистрирован 27.06.99 г), включающем наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух индифферентных электродов, подключение калиброванного резистора с известным сопротивлением между измерительным и одним из индифферентных электродов, измерение разности потенциалов между измерительным и вторым индифферентным электродами при подключенном и отключенном калиброванном резисторе, изменение сопротивления калиброванного резистора таким образом, чтобы разность потенциалов между измерительным и вторым индифферентным электродами при подключении калиброванного резистора изменялась на заданное постоянное значение, измерение падения напряжения на калиброванном резисторе и вычисление электрокожного сопротивление по результатам измерений.

Настоящий способ-аналог обеспечивает измерение электрокожного сопротивления при исключении влияния на результаты измерений электрокожного сопротивления индифферентной зоны, что определяет повышение достоверности диагностических исследований. В то же время способ не обеспечивает регистрацию электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости", что определяет значительные сложности использования способа при реализации диагностического метода Р.Фолля.

При реализации настоящего способа значение измерительного тока определяется разностью электрокожных потенциалов точек расположения измерительного и индифферентного электродов и сопротивлением калиброванного резистора, что определяет его несоответствие "эталонной кривой" Вернера как по абсолютным значениям, так и их относительным изменениям в зависимости от измеряемого электрокожного сопротивления. В результате этого настоящий способ-аналог не обеспечивает требуемой точности измерения электрокожного сопротивления.

Таким образом, основным недостатком известных способов-аналогов является низкая точность измерения электрокожного сопротивления.

Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату является способ измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры, реализованный в устройстве для измерения электрокожного сопротивления (Заявка №99109623, МПК А 61 В 5/05, А 61 Н 39/02. Устройство для измерения электрокожного сопротивления. / А.Т.Селезнев, Н.А.Селезнева, Ю.В.Юров, заявл. 27.04.99 г., положительное решение от 09.01.2001 г.), включающий наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух индифферентных электродов, пропускание измерительного тока от управляемого источника напряжения через последовательную электрическую цепь, состоящую из калиброванного резистора с известным сопротивлением и участка кожного покрова между измерительным и индифферентным электродами, определение падения напряжения на калиброванном резисторе, а также на участках кожного покрова между измерительным и каждым из индифферентных электродов, изменение выходного напряжения управляемого источника напряжения в зависимости от значения измерительного тока и вычисление по результатам измерений значения электрокожного сопротивления точки акупунктуры, а также отношения электрокожных сопротивлений между измерительным и каждым из индифферентных электродов.

Названный способ выбран в качестве прототипа заявленного способа как совпадающий с ним по максимальному числу признаков.

В способе-прототипе путем использования калиброванного резистора с заданным сопротивлением и изменения значения выходного напряжения управляемого источника напряжения в зависимости от значения измерительного тока, определяемого по падению напряжения на калиброванном резисторе, обеспечивается измерение электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости" при значениях измерительного тока в определенной степени соответствующих "эталонной кривой" Вернера. В то же время достаточная степень соответствия регистрируемых значений "проводимости" и измерительного тока "эталонной кривой" Вернера достигается не во всем диапазоне электрокожных сопротивлений, используемом при диагностических исследованиях по методу Р.Фолля. Кроме того, способ-прототип не обеспечивает исключение влияния на результаты измерений "проводимости" и характер изменения измерительного тока электрокожного сопротивления индифферентной зоны.

Использование при реализации способа двух индифферентных электродов позволяет определять дополнительный измерительный параметр, характеризующий влияние на результаты измерения электрокожного сопротивления индифферентной зоны. При этом измерение электрокожного сопротивления в значениях условных единиц "проводимости" осуществляется при использовании одного индифферентного электрода, что определяет возможность использования для реализации способа одного или двух индифферентных электродов.

Таким образом, недостатки известных способов определяются низкой точностью измерения электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости".

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры, включающему наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее одного или двух индифферентных электродов, пропускание измерительного тока от источника электропитания через последовательную электрическую цепь, состоящую из калиброванного резистора с известным сопротивлением и участка кожного покрова между измерительным и индифферентным электродами, включение в последовательную цепь прохождения электрического тока второго калиброванного резистора с известным сопротивлением, измерение падения напряжения на первом калиброванном резисторе и разности потенциалов, определяемой падением напряжения на участке электрической цепи, состоящей из первого калиброванного резистора и электрокожного сопротивления точки акупунктуры относительно индифферентного электрода или второго индифферентного электрода при использовании двух индифферентных электродов, и по значениям падения напряжения и разности потенциалов вычисление электрокожного сопротивления точки акупунктуры в выбранных условных единицах N "проводимости".

При таком выполнении способа измерения электрокожного сопротивления за счет выбора определенных значений сопротивлений калиброванных резисторов и выходного напряжения источника эталонного напряжения, измерения падения напряжения на первом калиброванном резисторе и разности потенциалов, определяемых падением напряжения на участке электрической цепи, состоящей из первого калиброванного резистора и электрокожного сопротивления точки акупунктуры относительно индифферентного электрода, обеспечивается высокая точность измерения электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости" при высокой степени соответствия измеряемых параметров и измерительного тока "эталонной кривой" Вернера.

Способ заключается в том, что на исследуемый кожный покров в зоне точки акупунктуры накладывают измерительный электрод и вне ее один или два индифферентных электрода и закрепляют их на теле пациента. От источника электропитания через включенные последовательно первый и второй калиброванные резисторы между измерительным и индифферентным электродами пропускают измерительный ток. С помощью милливольтметра с большим входным сопротивлением (100 МОм и более) определяют падение напряжения U₁ на первом калиброванном резисторе и разность потенциалов U₂, определяемую падением напряжения на участке электрической цепи, состоящей из первого калиброванного резистора и электрокожного сопротивления точки акупунктуры относительно индифферентного или второго индифферентного электрода. После чего вычисляют электрокожное сопротивление в точке акупунктуры в значениях условных единиц N "проводимости" по формуле:

где K - коэффициент пропорциональности, определяющий вид измерительной шкалы электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости".

При использовании способа дня диагностики по методу Р.Фолля сопротивление первого калиброванного резистора выбирают равным 140 кОм, сумму сопротивлений первого и второго калиброванных резисторов равной 330 кОм, коэффициент пропорциональности K=0,191, а в качестве источника электропитания используют источник эталонного напряжения с выходным напряжением, равным 3,9 В.

С учетом выбранных параметров при использовании способа для диагностики по методу Р.Фолля вычисление электрокожного сопротивления в точке акупунктуры в значениях условных единиц N "проводимости" осуществляют по формуле

Известно устройство для измерения электрокожного сопротивления, предназначенное для диагностики по методу Р.Фолля (Voll R. Arbeitsrichtlinien fur die Elektroakupunktur. - M.L.Verlag, Hamburg, II Teil, 1963. - 102 s.; Крамер Ф. Учебник по электропунктуре, т.I. - M.: ИМЕДИС, 1995. - 189 с.), содержащее индифферентный электрод, подключенный к входу усилителя (сетке лампового триода) и через резистор (R₁) соединенный с общей шиной электропитания, измерительный электрод, подключенный к выходу управляемого источника напряжения, вход которого соединен с выходом блока вычитания (образованы резистором R₂ и источником электропитания за счет противофазного по напряжениям подключения резистора R₁), входы которого раздельно соединены с источником эталонного напряжения (выходное напряжение которого формируется на резисторе R₃) и выходом усилителя, и регистратор, подключенный к выходу усилителя.

В известном устройстве обеспечивается преобразование электрокожного сопротивления, подключаемого к цепи между измерительным и индифферентным электродами для заданного измерительного тока в регистрируемые с помощью регистратора выходные значения параметров, определяемые в условных единицах "проводимости" в соответствии с "эталонной кривой" Вернера. При этом за счет включения резистора R₁ последовательно с электрокожным сопротивлением, изменения значения напряжения, подаваемого в измерительную цепь, и выбора рабочей точки усилителя на нелинейном участке амплитудной характеристики (лампового триода) обеспечивается формирование заданной нелинейной функции преобразования электрокожного сопротивления в значения условных единиц "проводимости" и заданного изменения измерительного тока в зависимости от измеряемого электрокожного сопротивления в соответствии с "эталонной кривой" Вернера.

Использование нелинейного участка характеристики лампового триода, вид нелинейности которой для разных экземпляров ламп может быть различным, является причиной возникновения погрешностей формирования заданной нелинейной функции преобразований и заданного изменения измерительного тока, что определяет снижение точности измерения электрокожного сопротивления при использовании устройства-аналога. При этом в устройстве-аналоге в процессе настройки прибора требуется выбор рабочей точки лампового триода на нелинейном участке характеристики, что определяет сложности регулировки прибора, а также в определенной степени является причиной дополнительного снижения точности измерительных преобразований.

Кроме вышеотмеченного в устройстве-аналоге обеспечивается преобразование в выходные регистрируемые значения "проводимости" электрокожного сопротивления между измерительным и индифферентным электродами, равного сумме электрокожных сопротивлений под измерительным и индифферентным электродами. В результате этого при диагностических исследованиях по параметрам точек акупунктуры на регистрируемые значения "проводимости" будет оказывать влияние электрокожное сопротивление зоны расположения индифферентного электрода, что дополнительно является причиной появления погрешностей регастрируемых значений "проводимости" исследуемых диагностических точек акупунктуры.

Таким образом, устройство-аналог не обеспечивает высокой точности измерительных преобразований, что определяет снижение достоверности диагностических исследований по методу Р.Фолля.

В определенной мере отмеченные недостатки устройства-аналога устранены в устройстве для поиска точек акупунктуры (патент России 2108086, МПК А 61 В 5/05, А 61 Н 39/02. Устройство для поиска точек акупунктуры / А.Т.Селезнев, 1998 г.), которое можно использовать для диагностики по методу Р.Фолля, выбранном в качестве второго устройства-аналога заявляемого устройства. Устройство содержит измерительный и два индифферентных электрода, дифференциальный усилитель, регистратор и управляемый источник напряжения, первый выход которого соединен с измерительным электродом, а второй выход - с первым входом дифференциального усилителя и общей шиной электропитания, вычитающее устройство, выход которого соединен со входом управляемого источника напряжения, первый вход соединен с источником эталонного напряжения, а второй вход - с регистратором и через амплитудный детектор - с выходом преобразователя "ток - напряжение", входы которого соединены соответственно с первым индифферентным электродом и выходом дифференциального усилителя, второй вход дифференциального усилителя подключен ко второму индифферентному электроду.

В настоящем устройстве-аналоге обеспечивается формирование нелинейной функции измерительных преобразований электрокожного сопротивления в выходное напряжение, регистрируемое регистратором. При этом выбором параметров используемых в устройстве элементов может быть в определенной мере обеспечено соответствие функции преобразований устройства "эталонной кривой" Вернера. Кроме того, в устройстве обеспечивается преобразование электрокожного сопротивления зоны расположения измерительного электрода при исключении влияния на результаты измерений электрокожного сопротивления зоны расположения индифферентного электрода. В результате этого при использовании устройства для диагностики по параметрам точек акупунктуры исключаются погрешности от влияния электрокожного сопротивления индифферентной зоны. Отсутствие в устройстве нелинейных преобразующих элементов значительно упрощает настройку и регулировку прибора, а также обеспечивает высокую степень повторяемости заданных нелинейных характеристик преобразования электрокожного сопротивления устройства.

В то же время в устройстве не обеспечивается требуемое соответствие начальных и конечных участков характеристики преобразования электрокожного сопротивления "эталонной кривой" Вернера как по виду нелинейности преобразования электрокожного сопротивления, так и по заданным значениям измерительного тока, что является причиной появления погрешностей измерений при использовании устройства-аналога, определяющих снижение достоверности диагностических исследований.

Таким образом, основными недостатками известных устройств-аналогов является недостаточная точность измерительных преобразований электрокожного сопротивления в значения электрокожной "проводимости" для заданных нормированных значений измерительного тока, определяющая снижение достоверности диагностических исследований по методу Р.Фолля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является устройство для измерения эдектрокожного сопротивления по патенту России на изобретение (Заявка №99109623, МПК А 61 В 5/05, А 61 Н 39/02. Устройство для измерения электрокожного сопротивления. / А.Т.Селезнев, Н.А.Селезнева, Ю.В.Юров, заявл. 27.04.99 г., положительное решение от 09.01.2001 г.), предназначенное для диагностики по методу Р.Фолля, содержащее два усилителя, коммутатор, первый вход которого подключен к первому входу первого блока памяти, второй и третий входы раздельно подключены к первому и второму индифферентным электродам, а выход - к первому входу первого усилителя, второй вход которого подключен к измерительному электроду, управляемый делитель напряжения, первый вход которого подключен к выходу первого блока памяти, а выход - к объединенным первым входам компаратора и второго блока памяти, второй вход компаратора подключен к выходу эталонного источника напряжения, а выход - ко второму входу первого блока памяти, блок вычитания, мультивибратор, два регистратора, резистор, управляемый источник напряжения, первый выход которого подключен к измерительному электроду и второму входу первого усилителя, второй выход - к общей шине электропитания, а вход подключен к выходу блока вычитания, первый вход которого подключен к выходу эталонного источника напряжения и второму входу компаратора, а второй вход подключен к выходу второго усилителя и второму регистратору, первый вход второго усилителя подключен ко второму входу коммутатора, первому индифферентному электроду и через резистор соединен с общей шиной электропитания, а второй вход подключен к общей шине электропитания, первый выход мультивибратора подключен к объединенным первым входам коммутатора и первого блока памяти, второй выход мультивибратора подключен ко второму входу второго блока памяти, выход которого подключен к первому регистратору, выход первого усилителя подключен ко второму входу управляемого делителя напряжения.

Названное устройство выбрано в качестве прототипа заявляемых устройств как совпадающее с ними по максимальному числу признаков.

В устройстве-прототипе с помощью регистратора по выходному напряжению второго усилителя обеспечивается измерительное преобразование электрокожного сопротивления в выходные сигналы, регистрируемые в условных единицах "проводимости" по линейной измерительной шкале в значительной степени, соответствующей "эталонной кривой" Вернера, формируется при использовании линейных преобразующих элементов устройства, что определяет повышение точности измерительных преобразований, а следовательно, и повышение достоверности диагностических исследований по методу Р.Фолля. Кроме того, определение с помощью первого регистратора соотношения электрокожных сопротивлений в зонах расположения измерительного и индифферентного электродов позволяет дополнительно повысить достоверность диагностических показателей.

В то же время требуемая степень соответствия функции преобразования электрокожного сопротивления, а также заданное изменение значений измерительного тока в устройстве-прототипе достигается не во всем диапазоне измеряемых значений электрокожного сопротивления. Как отмечают авторы, практически полное соответствие измерительной шкалы электрокожного сопротивления "эталонной кривой" Вернера может быть достигнуто лишь при использовании дополнительно нелинейных элементов (например, полупроводниковых диодов - в цепи второго регистратора) или нелинейного участка амплитудной характеристики второго усилителя, выбираемого при настройке устройства.

Кроме того, в устройстве-прототипе обеспечивается преобразование в выходные значения "проводимости" суммы электрокожных сопротивлений зон расположения измерительного и первого индифферентного электродов, что определяет возможности появления погрешностей при диагностических исследованиях по параметрам точек акупунктуры за счет изменения электрокожного сопротивления индифферентной зоны.

Отмеченное снижает точность измерительных преобразований и является причиной снижения достоверности диагностических исследований при использовании устройства-прототипа для реализации диагностического медицинского метода Р.Фолля.

Таким образом, недостатки известных устройств определяются недостаточной точностью измерения электрокожного сопротивления в значениях, регистрируемых в условных единицах "проводимости", и соответствия измерительного тока нормированным значениям, определяемым "эталонной кривой" Вернера.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков.

Поставленная цель в первом варианте устройства достигается тем, что в устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее измерительный и два индифферентных электрода, первый усилитель, входы которого раздельно подключены к выводам калиброванного резистора, а выход - ко входу блока вычитания, коммутатор, входы которого раздельно подключены к индифферентным электродам, а выход - ко входу второго усилителя, источник эталонного напряжения и регистратор, введен третий усилитель, вход которого подключен к первым входам первого усилителя и блока деления и объединенным первым выводам первого и второго калиброванных резисторов, а выход подключен ко второму входу блока вычитания, выход которого подключен ко второму входу блока деления, второй вывод первого калиброванного резистора подключен к измерительному электроду, а второго калиброванного резистора - к первому выходу источника эталонного напряжения, второй выход источника эталонного напряжения и второй вход второго усилителя подключены к общей шине электропитания, выход второго усилителя подключен ко второму индифферентному электроду, а выход блока деления подключен к регистратору.

Поставленная цель во втором варианте устройства достигается тем, что в устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее измерительный и два индифферентных электрода, первый усилитель, входы которого раздельно подключены к выводам калиброванного резистора, коммутатор, входы которого раздельно подключены к индифферентным электродам, а выход - ко входу второго усилителя, блок вычитания, источник эталонного напряжения и регистратор, введен делитель напряжения, вход которого подключен к первому выходу источника эталонного напряжения и через второй калиброванный резистор соединен с первым входом блока деления и первым выводом первого калиброванного резистора, второй вывод которого подключен к измерительному электроду, выход делителя напряжения подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу блока деления, а выход - к регистратору, второй вход блока деления подключен к выходу первого усилителя, второй выход источника эталонного напряжения и второй вход второго усилителя подключены к общей шине электропитания, а выход второго усилителя подключен ко второму индифферентному электроду.

При таком выполнении устройств для измерения электрокожного сопротивления за счет введения второго калиброванного резистора, третьего усилителя и блока деления в первом варианте устройства и за счет введения второго калиброванного резистора, делителя напряжения и блока деления во втором варианте устройства обеспечивается возможность получения высокой степени соответствия заданной шкалы измерения электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости" и нормированных значений измерительного тока "эталонной кривой" Вернера, а следовательно, и высокая точность измерения при реализации режимов диагностики по параметрам точек акупунктуры н параметрам зон отведений, что определяет высокую достоверность диагностических показателей при реализации медицинского диагностического метода Р.Фолля.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена функциональная схема варианта устройства, поясняющего осуществление предлагаемого способа; на фиг.2 и 3 - функциональные схемы первого и второго вариантов предлагаемого устройства.

Согласно предлагаемому способу и устройству схема замещения объекта исследований (участка кожного покрова) представлена в виде узла 1; на чертежах схематично показаны измерительный электрод 2, первый 3 и второй 4 индифферентные электроды, коммутатор 5, второй коммутатор 6, первый калиброванный резистор 7, милливольтметр 8 постоянного тока, второй калиброванный резистор 9, источник 10 эталонного напряжения, первый усилитель 11, второй усилитель 12, третий усилитель 13, блок 14 вычитания, блок 15 деления, регистратор 16 и делитель 17 напряжения.

Схема 1 замещения кожного покрова представлена в виде модели Филлипсона без учета сопротивления подкожных тканей (см. Macs Phillippe. Изучение импеданса кожи человека для низкочастотных токов. - These, dat. Ing, Univ Nancy, 1973. - 96 p.), где R_x, R₁, R₂ - электрокожные сопротивления в точках расположения измерительного электрода 2 и индифферентных электродов 3, 4 соответственно.

Измерительный электрод 2 выполнен в виде латунного электрода со сферической контактной поверхностью диаметром 3 мм. Первый индифферентный электрод 3 выполнен в виде латунного электрода небольшой площади (порядка 2÷10 см²) с фиксирующим приспособлением. Второй индифферентный электрод 4 представляет собой отрезок лагунной трубы диаметром 20 мм и длиной 110 мм.

Коммутатор 5 предназначен для подключения выходной цепи к первому 3 или второму 4 индифферентному электроду при реализации режимом измерений с трехточечным (при использовании двух индифферентных электродов 3, 4) и с двухточечным (при использовании одного индифферентного электрода 4) подключением к кожному покрову. В качестве коммутатора 3 может быть использован переключатель, например, типа П2К.

Второй коммутатор 6 предназначен для подключения первого входа милливольтметра 8 к измерительному электроду 2 (при измерении падения напряжения U₁ на первом калиброванном резисторе 7) и к выходу коммутатора 5 (при измерении разности потенциалов U₂ на электрической цепи, состоящей из первого калиброванного резистора 7 и электрокожного сопротивления R_x или R_x+R₂ в зависимости от вида подключения к кожному покрову). Второй коммутатор 6 выполнен аналогично коммутатору 5.

Первый калиброванный резистор 7 предназначен для формирования падения напряжения U₁ от измерительного тока и обеспечения заданных зависимостей "проводимости" и измерительного тока в соответствии с "эталонной кривой" Вернера. В качестве первого калиброванного резистора 7 для реализации метода Р.Фолля использован точный постоянный резистор с сопротивлением 140±1 кОм.

Милливольтметр 8 предназначен для измерения падения напряжения U₁ на первом калиброванном резисторе 7 и разности потенциалов U₂ между объединенными выводами первого 7 и второго 9 калиброванных резисторов и соответствующим подключаемым с помощью коммутатора 5 индифферентным электродом. В качестве милливольтметра 8 может быть использован милливольтметр постоянного тока, имеющий высокое входное сопротивление (порядка 100 МОм).

Второй калиброванный резистор 9 предназначен для формирования заданного значения измерительного тока в соответствии с "эталонной кривой" Вернера. В качестве второго калиброванного резистора 9 может быть использован точный постоянный резистор, аналогичный первому калиброванному резистору 7 с сопротивлением для реализации метода Р.Фолля, равным 190±1 кОм, чтобы сумма сопротивлений первого 7 и второго 9 калиброванных резисторов составляла 330±1 кОм.

Источник 10 эталонного напряжения предназначен для формирования измерительного тока, протекающего через измеряемое электрокожное сопротивление. В качестве источника 10 эталонного напряжения можно использовать стабилизированный источник электропитания, выходное напряжение которого для реализации метода Р.Фолля должно быть равно U₀=3,9±0,01 В.

Первый усилитель 11 представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока с большим входным сопротивлением (порядка 100 МОм и более) и предназначен для передачи в выходную цепь напряжения, пропорционального падению напряжения на первом калиброванном резисторе 7. Усилитель может быть выполнен на микросхемах К140УД12 и К 154УД1 в виде масштабного дифференциального усилителя.

Второй усилитель 12 представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока с большим входным сопротивлением и предназначен для формирования потенциала общей точки соединения электрокожных сопротивлений R_x, R₁, R₂, равного потенциалу общей шины электропитания при реализации режима преобразований с трехточечным подключением за счет подключения второго индифферентного электрода 4 к выходу второго усилителя 12, а первого индифферентного электрода 3 к первому (инвертирующему) входу второго усилителя 12 и подаче потенциала общей шины электропитания на его второй (инвертирующий) вход. Второй усилитель 12 выполнен аналогично первому усилителю 11.

Третий усилитель 13 представляет собой усилитель постоянного тока с большим входным сопротивлением и предназначен для передачи входного напряжения, равного напряжению U₂ в выходную цепь с коэффициентом передачи, определяемым способом измерения и равным при реализации метода Р.Фолля: К₂=0,191.

Блок 14 вычитания предназначен для формирования выходного напряжения, пропорционального разности входных напряжений. Блок 14 вычитания может быть выполнен на микросхеме К154УД1 в виде масштабного вычитающего усилителя.

Блок 15 деления предназначен для формирования выходного напряжения, пропорционального частному от деления входных напряжений. Блок 15 деления можно выполнить на микросхеме MRY-100 фирмы Burr-Brown или AD534 фирмы Analog Devices.

Регистратор 16 предназначен для регистрации выходного измеряемого параметра в условных единицах N "проводимости" по выходному напряжению, подаваемому на регистратор 16. В качестве регистратора может быть использован стрелочный микроамперметр типа М42103.

Делитель 17 напряжения предназначен для формирования входного напряжения блока 14 вычитания путем деления выходного напряжения U₀ источника 10 эталонного напряжения.

Способ измерения электрокожного сопротивления в точках акупунктуры осуществляется следующим образом.

Индифферентные электроды 3, 4 размещают в выбранной индифферентной зоне кожного покрова, а измерительный электрод 2 контактной поверхностью прижимают в зоне точки акупунктуры. В зависимости от режима измерения при необходимости использования трех- или двухточечного подключения к кожному покрову коммутатор 5 переключают в состояние, при котором его выход подключается к первому 3 или второму 4 индифферентному электроду соответственно (при использовании двухточечного подключения первый индифферентный электрод 3 может не использоваться).

Затем от источника электропитания (в качестве которого при реализации метода Р.Фолля для обеспечения нормированного значения измерительного тока используется источник 10 эталонного напряжения) через последовательно включенные первый 7 и второй 9 калиброванные резисторы к цепи между измерительным 2 и вторым индифферентным 4 электродами прикладывается измерительное напряжение U₀. Под действием этого напряжения в последовательной измерительной цепи, состоящей из второго 9, первого 7 калиброванных резисторов и электрокожных сопротивлений R_x, R₂, начинает протекать измерительный ток I, значение которого на основании закона Ома для участка однородной цепи можно представить

где R₀₁ и R₀₂ сопротивления первого 7 и второго 9 калиброванных резисторов соответственно.

В соответствии с выражением (1) измерительный ток I будет зависеть от электрокожного сопротивления R₂ зоны расположения второго индифферентного электрода, что может привести к погрешностям измерений. Однако выбором в соответствии с предлагаемым способом относительно большого значения (330 кОм) суммы сопротивлений первого 7 и второго 9 калиброванных резисторов практически сводятся к минимуму возможные погрешности (при реальном максимальном изменении значения электрокожного сопротивления индифферентной зоны в диапазоне (0-10) кОм относительная погрешность изменения измерительного тока не будет превышать ±1,5%).

Подключая с помощью второго коммутатора 6 вход милливольтметра 8 к измерительному 2 или соответствующему индифферентному электроду 3 или 4 осуществляют измерение падения напряжения U₁ на первом калиброванном резисторе 7 и разности потенциалов U₂, определяемой падением напряжения на участке цепи, состоящей из первого калиброванного резистора 7 и электрокожного сопротивления R_x1, которые можно представит в виде:

где R_x1 - электрокожное сопротивление, которое при двухточечном подключении равно сумме электрокожных сопротивлений зоны точки акупунктуры и индифферентной зоны: R_x1=R_x+R₂, а при трехточечном подключении при высоком входном сопротивлении милливольтметра (при условии, что электрический ток через цепь первого индифферентного электрода 3 не протекает) равно электрокожному сопротивлению точки акупунктуры R_x1=R_x.

После измерения падения напряжения U₁ и разности потенциалов U₂ искомое электрокожное сопротивление в условных единицах проводимости определяют по формуле

Подставляя в выражение (4) рассчитанное оптимальное значение коэффициента пропорциональности К=0,191, обеспечивающего максимальное соответствие измеряемых значений электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости" "эталонной кривой" Вернера. получим выражение для вычисления соответствующих значений N при реализации метода Р.Фолля

При осуществлении способа измерения значение измерительного тока определяется выражением (1), которое для рассчитанных оптимальных значений сопротивлений калиброванных резисторов и напряжения источника 10 эталонного напряжения R₀₁=140 кОм; R₀₂=190 кОм; U₀=3,9 В можно определить из выражения

где I - измерительный ток, мкА; R_x1 - соответствующее измеряемое электрокожное сопротивление, кОм.

Подставляя в выражение (5) выражения (2), (3) и преобразовывая с учетом рассчитанных параметров, получим:

Выражения (6) и (8) позволяют вычислить значения измерительного тока I и выходного параметра N для нормированных значений электрокожного сопротивления, получаемых при реализации предложенного способа.

Результаты проведенных вычислений и сопоставлений полученных значений с соответствующими значениями, определяемыми "эталонной кривой" Вернера, приведены в табл.1 и 2.

Таблица 1R_x1, КОм01227456895129178250380I, мкА11,811,410,910,49,89,28,57,76,75,5I₀, мкА11,6411,2511110,9109,18,457,556,65,5Δ_I, мкА0,180,15-0,18-0,50-0,200,080,050,130,12-0,01δ_I, %1,531,36-1,58-4,59-2,010,840,551,681,88-0,13

Таблица 2R_x1, кОм01227456895129178250380N100,090,280,069,959,650,040,730,820,89,7N₀100908070605040302010Δ_N0,00,20,0-0,1-0,40,00,70,80,8-0,3δ_N, %0,00,30,0-0,1-0,70,11,82,73,8-3,3

Здесь же для сравнения приведены значения измерительного тока I₀ и проводимости" N₀, определяемые "эталонной кривой" Вернера, а также абсолютных Δ_I, Δ_N и относительных δ_I, δ_N погрешностей значений измерительного тока I и измеряемого параметра N "проводимости" для нормированных значений электрокожного сопротивления R_x1.

Как видно из приведенных таблиц, предлагаемый способ обеспечивает высокое соответствие значений измерительного тока I и измеряемых параметров N "проводимости" соответствующим значениям I₀, N₀ "эталонной кривой" Вернера: относительная погрешность значений измерительного тока в пределах измерительного диапазона электрокожных сопротивлений не превышает 4,5%, а при исключении участка диапазона (при R_x1=45 кОм) составляет не более 2%; относительная погрешность измерения электрокожного сопротивления в условных в днищах "проводимости" в пределах измерительного диапазона электрокожных сопротивлений не превышает 3,8%.

Оптимальное осуществление предлагаемого способа может быть проведено с помощью предлагаемых двух вариантов устройства для измерения электрокожного сопротивления.

Устройства для измерения электрокожного сопротивления работают следующим образом. Перед использованием устройств предварительно с помощью второго коммутатора 5 необходимо выбрать режим работы.

При соединении с помощью коммутатора 5 первого (инвертирующего) входа второго усилителя 12 с первым индифферентным электродом 3 устройства будут работать с трехточечным подключением к кожному покрову, обеспечивающим исключение влияния на выходные параметры электрокожных сопротивлений R₁, R₂ индифферентных зон. Настоящий режим рекомендуется при использовании устройств для диагностики параметров точек акупунктуры, а также может быть с успехом использован для диагностики по параметрам зон отведений. В этом случае при условии высокого входного сопротивления усилителя 12 ток в цепи первого индифферентного электрода 3 практически будет равен нулю, а следовательно, потенциал точки соединения электрокожных сопротивлений R_x, R₁, R₂ будет равен потенциалу первого входа второго усилителя 12, который в свою очередь равен потенциалу второго входа второго усилителя 12, определяемому потенциалом общей шины электропитания, выбираемым равным нулю. В результате этого значение измерительного тока и падения напряжений на электрокожном сопротивлении R_x и калиброванных резисторах 7, 9 не будут зависеть от электрокожных сопротивлений R₁, R₂ индифферентных зон, что будет определять независимость регистрируемых устройствами измеряемых параметров от электрокожного сопротивления индифферентных зон.

При соединении с помощью коммутатора 5 первого входа усилителя 12 со вторым индифферентным электродом 4 устройство будет работать с использованием двухточечного подключения к кожному покрову, рекомендуемому при проведении диагностики по параметрам зон отведений. В этом случае второй усилитель 12 будет выполнять функцию повторителя напряжения, в результате чего потенциал второго индифферентного электрода 4 будет определяться потенциалом общей шины электропитания, и в качестве информативных параметров будет рассматриваться сумма электрокожных сопротивлений R₀₁=R_x+R₂ зон расположения измерительного 2 и второго индифферентного 4 электродов. При этом первый индифферентный электрод 3 не используется. Настоящий режим используется в известных устройствах для диагностики по методу Р.Фолля.

При включении источника 10 эталонного напряжения в последовательной измерительной цепи, включающей первый 7 и второй 9 калиброванные резисторы и электрокожные сопротивления R_x, R₂, будет протекать измерительный ток I, замыкаемый через выходную цепь усилителя 12 на общую шину электропитания

значение которого при выборе R₀₁+R₀₂=330 кОм будет изменяться в соответствии с "эталонной кривой" Вернера в зависимости от электрокожного сопротивления R_x1.

От измерительного тока I на электрокожных сопротивлениях и калиброванных резисторах создадутся падения напряжений, в результате чего на выходе первого усилителя 11 сформируется напряжение

где K₁ - коэффициент передачи первого усилителя 11, а потенциал общей точки соединения выводов первого 7 и второго 9 калиброванных резисторов U₄ относительно общей шины электропитания будет равен

В первом варианте устройства выходное напряжение U₅ блока 14 вычитания будет определяться выражением

где К₂ - коэффициент передачи третьего усилителя 13; К₃ - коэффициент передачи блока 14 вычитания.

И на выходе блока 15 деления сформируется напряжение U₆, пропорциональное с коэффициентом пропорциональности K₄ частному от деления напряжения U₅ на напряжение U₄

Пропорционально напряжению U₆ первом варианте устройства с помощью регистратора 16 будет осуществляться определение значений регистрируемого электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости".

Сравнивая выражения (7) и (12), можно показать, что они будут эквивалентны при условии выбора коэффициентов передачи K₁ - первого усилителя 11, К₂ - третьего усилителя 13, К₃ - блока 14 вычитания и K₄ - блока 15 деления со следующими значениями: K₁=1; K₂=0,191; К₃К₄=123,6.

Таким образом, первый вариант устройства обеспечивает реализацию предложенного способа измерения, а следовательно, и необходимую точность измерения электрокожного сопротивления и соответствия параметров "эталонной кривой" Вернера.

Во втором варианте устройства с помощью блока 15 деления обеспечивается формирование выходного напряжения U₇, пропорционального частному от деления напряжений U₄ и U₃, определяемых выражениями (11) и (10):

где - соответствующие коэффициенты передачи первого усилителя 11 и блока 15 деления для второго варианта устройства.

С помощью блока 14 вычитания во втором варианте устройства формируется выходное напряжение U₈, пропорциональное с коэффициентом пропорциональности разности напряжения U₇ и выходного напряжения U₉ делителя 17 напряжения, определяющее измеряемые значения электрокожного сопротивления, регистрируемые с помощью регистратора 16

где K₅ - коэффициент передачи делителя 17 напряжения; U₀ - выходное напряжение источника 10 эталонного напряжения.

Преобразовывая выражение (13), получим

Сравнивая выражения (7) и (14), можно показать, что они будут полностью эквивалентны при выборе следующих значений коэффициентов передачи второго варианта устройства: К₅U₀=0,191;

Таким образом, предлагаемые два варианта устройств при выборе соответствующих значений параметров элементов обеспечивают соответствие функций передачи измеряемых значений электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости" предложенному способу и "эталонной кривой" Вернера, что определяет высокую точность измерения электрокожного сопротивления.

При этом значение измерительного тока при использовании предложенных устройств (при выборе сопротивления R₀₂ второго калиброванного резистора 9 так, чтобы сумма сопротивлений R₀₁ первого 7 и R₀₂ второго 9 калиброванных резисторов соответствовала требованиям предлагаемого способа R₀₁+R₀₂=330 кОм; R₀₂=190 кОм) также будет соответствовать "эталонной кривой" Вернера.

В зависимости от выбранного режима работы предлагаемых вариантов устройств, определяемого с помощью коммутатора 5, обеспечивается возможность проводить измерения как с использованием традиционного двухточечного подключения к кожному покрову, так и трехточечного подключения, позволяющего исключить влияние на результаты измерений электрокожных сопротивлений индифферентных зон.

Таким образом, предлагаемый способ и варианты устройств для измерения электрокожного сопротивления обеспечивают точное измерение электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости" при высокой степени соответствия значений измерительного тока и независимости результатов измерений от электрокожного сопротивления индифферентных зон, что обеспечивает высокую достоверность диагностических исследований и является основой для эффективного их использования.

Кроме того, выполнение вариантов устройств на элементах с линейными передаточными характеристиками определяет высокую повторяемость метрологических характеристик приборов при их серийном производстве, а также минимальную сложность их настройки и регулировки.

Группа изобретений относится к области медицинской информационно-измерительной техники и может быть использована при реализации диагностических приборов для лечебно-профилактических учреждений. Способ включает наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее одного или двух индифферентных электродов, создание измерительного тока от источника электропитания в последовательной электрической цепи, состоящей из двух калиброванных резисторов с известным сопротивлением и участка кожного покрова между измерительным и индифферентным электродами, определение падения напряжения от измерительного тока на калиброванном резисторе и разности потенциалов, определяемой падением напряжения на участке электрической цепи, состоящей из первого калиброванного резистора и электрокожного сопротивления точки акупунктуры, и вычисление по результатам измерений значения электрокожного сопротивления. Первый вариант устройства включает измерительный и два индифферентных электрода, два калиброванных резистора, три усилителя, коммутатор, блок вычитания, блок деления, источник эталонного напряжения и регистратор. Второй вариант устройства включает измерительный и два индифферентных электрода, два калиброванных резистора, два усилителя, коммутатор, блок вычитания, блок деления, делитель напряжения, источник эталонного напряжения и регистратор. Изобретения обеспечивают повышение точности измерения и достоверности регистрируемых параметров электрокожного сопротивления при реализации медицинских диагностических методов, в частности метода Р.Фолля. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

1. Способ измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры, включающий наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух индифферентных электродов, пропускание измерительного тока от источника электропитания через последовательную электрическую цепь, состоящую из калиброванного резистора с известным сопротивлением и участка кожного покрова между измерительным и индифферентным электродами, определение падения напряжения на калиброванном резисторе и вычисление по результатам измерений значения электрокожного сопротивления точки акупунктуры, отличающийся тем, что определение падения напряжения на калиброванном резисторе осуществляют после включения в последовательную электрическую цепь прохождения электрического тока второго калиброванного резистора с известным сопротивлением, после чего проводят измерение разности потенциалов, определяемой падением напряжения на участке электрической цепи, состоящей из первого калиброванного резистора и электрокожного сопротивления точки акупунктуры относительно второго индифферентного электрода, и по значениям падения напряжения и разности потенциалов вычисляют электрокожное сопротивление точки акупунктуры в выбранных условных единицах N "проводимости" по формуле

где U₁ - падение напряжения на первом калиброванном резисторе;

U₂ - разность потенциалов, определяемая падением напряжения на участке электрической цепи, состоящей из первого калиброванного резистора и электрокожного сопротивления точки акупунктуры относительно второго индифферентного электрода;

К - коэффициент пропорциональности, определяющий вид измерительной шкалы электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости".