ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО М.Л.БЕРКЕНГЕЙМА Российский патент 2008 года по МПК A61B5/05 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для определения физиологического состояния репродуктивной системы женщин.

Известно устройство для полярографических исследований катионного состава электролитов (см., например, патент РФ №2193861 с приоритетом от 05.01.2001, МПК⁷: А61В 5/05, G01N 33/487), содержащее корпус, выполненный в виде стакана из диэлектрика - эпоксидного компаунда, в котором укреплены два электрода из химически нейтрального материала, причем по периметру стакана выполнен буртик, а электроды посредством токопроводящего клея закреплены на контактных площадках на основании стакана, выполненном в виде стеклотекстолитовой подложки, при этом активная поверхность одного из электродов в 30-100 раз меньше активной поверхности другого электрода.

Такое устройство обеспечивает возможность исследования катионного состава электролитов, например в слюне, причем за счет буртиков позволяет обеспечить удержание исследуемого электролита в емкости, в которой расположены электроды, однако с его помощью не представляется возможным измерять раздельно, без применения особых фоновых растворов, диффузные токи, вызываемые наличием в этой слюне натрием и калием, концентрация которого в данном случае является определяющим параметром исследований.

Наиболее близким аналогом-прототипом является устройство контроля физиологического состояния организма человека, включающее находящиеся в эпоксидном компаунде два электрода из нейтрального материала-стеклоуглерода СУ-2000 с активными поверхностями датчика-анализатора, соединенного с усилителем, блок индикации, источник опорного напряжения, а также блок управления, два микроконтроллера и интегрирующее звено, через которое усилитель выходом соединен со входом первого микроконтроллера, выходом подключенного ко входу блока индикации, причем датчик-анализатор через второй микроконтроллер соединен с источником опорного напряжения, подключенным к соответствующим входам первого микроконтроллера и блока управления, соответствующими выходами соединенного с управляющими входами усилителя, первого микроконтроллера и блока индикации (см., например, патент РФ №2193862 с приоритетом от 05.01.2001, МПК⁷: А61В 5/05).

Известное устройство обеспечивает возможность определения концентрации калия, например в слюне пациента, непосредственно во время измерения.

Задача изобретения состоит в усовершенствовании известного устройства с учетом результатов исследований полярной проводимости слизистых выделений, например слюны.

Сущность изобретения состоит в том, что в диагностическое устройство, содержащее два установленных параллельно, первыми торцами заподлицо с рабочей поверхностью и перпендикулярно ей и изолированных друг от друга электрода, а также блок питания и блок обработки сигналов, группой выходов соединенный с блоком индикации, введен установленный параллельно другим электродам дополнительный электрод, первым торцом также выполненный заподлицо с рабочей поверхностью и, соответственно, перпендикулярно ей, при этом электроды установлены в один ряд, причем крайние электроды этого ряда электрически соединены друг с другом и с помощью токопроводящего клея торцами, противоположными торцам, выходящим к рабочей поверхности, подключены к первому выходу блока обработки сигналов, а центральный электрод соответствующим торцом также с помощью токопроводящего клея соединен с первым выходом блока питания, при этом электроды вместе с блоком обработки сигналов, вторым входом, подключенным ко второму выходу блока питания, залиты компаундом, например эпоксидной смолой, из которой сформирована также рабочая поверхность, причем третий вход блока обработки сигналов соединен со входом диагностического устройства.

Кроме того, крайние электроды выполнены в виде пластин, а центральный электрод установлен на одинаковом расстоянии от каждой из этих пластин и выполнен в виде или пластины, или цилиндрического стержня, причем толщина этой пластины или диаметр стержня выбраны равными (1,0-10,0) мм, а толщина пластин, из которых выполнены крайние электроды, составляет (1,5-15,0) мм.

При этом электроды выполнены из химически нейтрального материала, например из стеклоуглерода.

Известно, что окно овуляции в менструальном цикле и, соответственно, способность яйцеклетки к оплодотворению характеризуется существенным увеличением концентрации калия в слюне женщин (см., например, Арутюнян Ж.С. и др. О диагностической ценности определения электролитов в слюне у женщин «с необъяснимым бесплодием». Актуальные вопросы гинекологической эндокринологии, Ереван, 1989).

Действие диагностического устройства основано (см., например, Гейровский Я., Кута Я. Основы полярографии, пер. с чеш. М., 1965) на определении при проведении процесса окисления-восстановления раствора (в данном случае, например, слюны) величины электролитического (диффузионного) разрядного тока, зависящего (пропорционально) от концентрации в растворе ионов (в данном случае ионов калия), диффундирующих к поверхности поляризуемого электрода.

Предложенное диагностическое устройство обеспечивает возможность повышения величины разрядного тока относительно порогового значения и, соответственно, обеспечивает возможность повышения величины снимаемого тока.

На фиг.1 приведена функциональная схема диагностического устройства, на фиг.2 показана блок-схема блока питания, а на фиг.3 представлена блок-схема блока обработки сигнала.

Диагностическое устройство содержит (фиг.1) расположенные в ряд (на фиг. не обозначен) электроды 1, 2 и 3, торцами 4₁, 5₁ и 6₁, соответственно, установленные заподлицо с рабочей поверхностью 7 и перпендикулярно ей. Центральный электрод 2 (на фиг. приведен случай использования центрального электрода, выполненного в виде пластины) своим соответствующим торцом 5₂ с помощью токопроводящего клея, например клея «Контактол», соединен с первым (плюсовым) выходом блока 8 питания. Крайние электроды ряда (электроды 1 и 3) электрически соединены друг с другом (на фиг. показано, но не пронумеровано) и своими противоположными торцам 4₁ и 6₁ торцами 4₂ и 6₂, соответственно, с помощью токопроводящего клея соединены с первым входом блока 9 обработки сигналов. При этом электроды 1, 2 и 3 и система 9 обработки сигналов залиты компаундом (на фиг. не обозначен), например эпоксидной смолой, из которой сформирована в виде отшлифованной и отполированной плоскости рабочая поверхность 7 диагностического устройства.

Электроды 1, 2 и 3 выполнены из стеклоуглерода, например марки СУ-2000, причем электроды 1 и 3 выполнены в виде одинаковых, параллельных, установленных на расстоянии L=(2,0-5,0)δ (где δ - толщина пластины) пластин, между которыми посредине установлен центральный электрод 2, выполненный или в виде пластины, аналогичной вышеуказанным, или в виде цилиндрического стержня, причем торцы 4₁, 5₁ и 6₁ соответственно электродов 1, 2 и 3, установленные заподлицо с рабочей поверхностью 7, также соответственно отшлифованы и отполированы.Толщина пластин, из которых выполнены крайние электроды 1 и 3, составляет (1,5-15) мм, а толщина пластины или диаметр стержня центрального электрода 2 выбраны равными (1,0-10,0) мм.

При этом в качестве материала компаунда выбрана эпоксидная смола (см., например, патент РФ №2193861).

Первый вход блока 9 обработки сигналов подключен ко второму (минусовому) выходу блока 8 питания, при этом вторым входом блок 9 обработки сигналов соединен с объединенным выходом электродов 1 и 3, выходом подключен к управляющему входу блока 8 питания, группой выходов соединен с группой входов блока 10 индикации, а третьим входом подключен ко входу диагностического устройства.

Блок 8 питания содержит (фиг.2) последовательно соединенные аккумулятор 11 и стабилизатор 12 напряжения, вход которого соединен с управляющим входом, первый и второй выходы подключены к соответствующим входу и выходам блока 8 питания, а аккумулятор 11 соединен со вторым входом стабилизатора 12 напряжения. При этом применен аккумулятор LR44, а стабилизатор выполнен в виде микросхемы LP-2980 IM5 (см., например, www.elfa.se).

Блок 9 обработки сигналов (фиг.2) содержит блок 13 согласования, выходом подключенный к первому входу микроконтроллера 14, при этом блок 13 согласования своим входом соединен с первым входом блока 9 обработки сигналов, микроконтроллер 14 своими вторым и третьим входами и выходом соответственно подключен ко второму и третьему входам и к выходу блока 9 обработки сигналов, группой выходов соединенному с группой выходов микроконтроллера 14. При этом блок 13 согласования выполнен в виде схемы предварительных усилителей напряжения, например интегрального усилителя TDA 2002 (SGS) (см., например, Титце У. и Шенк К. «Полупроводниковая схемотехника», М., «Мир», 1982, с.с.248-249), а микроконтроллер 14 выполнен в виде микросхемы ATTINY 15L-1SI (см., например, www.atmel.com).

Кроме того, блок 10 индикации выполнен, например, в виде схемы из параллельно включенных светодиодов зеленого и красного свечения (на фиг. не показаны), причем красный светодиод соединен с первым входом, а зеленый светодиод подключен ко второму входу группы входов блока 10 индикации.

Диагностическое устройство работает следующим образом.

При нанесении на рабочую поверхность 7 слюны тестируемой женщины ионы (в данном случае ионы калия) исследуемого вещества (деполяризатора) начинают разряжаться и вблизи поляризуемого электрода 2 их концентрация падает, что вызывает диффузию ионов к этому электроду и, как следствие, появление в цепи электролитического (диффузионного) тока, предельное значение которого пропорционально исходной концентрации деполяризатора.

Снимаемое с электродов 1 и 3 напряжение поступает в блок 9 обработки сигналов, где в зависимости от поступающего от микроконтроллера 14 сигнала блок 10 индикации выдает информацию о наличии или отсутствии овуляции у тестируемой.

При этом в соответствии с настройкой диагностического устройства (с помощью микроконтроллера 14) при включении устройства: однократное включение-выключение красного индикатора, например, означает отсутствие или недостаточное количество слюны на рабочей поверхности 7, включение зеленого индикатора, например, означает, что слюны достаточно и можно проводить тестирование, его мигание соответствует, например, случаю отсутствия овуляции, а многократное включение-выключение красного индикатора, например, свидетельствует о наличии овуляции у тестируемой.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для определения физиологического состояния репродуктивной системы женщин. Диагностическое устройство содержит изолированные друг от друга электроды, торцами установленные заподлицо к рабочей поверхности и перпендикулярно ей и связанные с блоком питания и с блоком обработки сигналов, группой выходов, соединенными с блоком индикации, причем три электрода установлены в один ряд, крайние электроды этого ряда электрически соединены друг с другом с помощью, например, токопроводящего клея торцами, противоположными торцам, выходящим к рабочей поверхности, подключены к первому выходу блока питания, а центральный электрод соответствующим торцом также с помощью, например, токопроводящего клея соединен с первым входом системы обработки сигналов, при этом электроды вместе с системой обработки сигналов, вторым входом подключенной ко второму выходу блока питания, залиты компаундом, например эпоксидной смолой, из которой сформирована также рабочая поверхность, третий вход системы обработки сигналов соединен со входом диагностического устройства. Кроме того, крайние электроды выполнены в виде установленных параллельно друг другу пластин толщиной 1,5-15,0 мм, а центральный электрод установлен на одинаковом расстоянии от каждой из этих пластин и выполнен в виде или пластины, или цилиндрического стержня, причем толщина этой пластины или диаметр стержня выбраны равными 1,0-10,0 мм. При этом электроды выполнены из химически нейтрального материала, например из стеклоуглерода. Изобретение обеспечивает возможность точного определения концентрации калия в слюне пациента непосредственно во время измерения. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Диагностическое устройство, содержащее два установленных параллельно, первыми торцами заподлицо с рабочей поверхностью и перпендикулярно ей и изолированных друг от друга электрода, а также блок питания и блок обработки сигналов, группой выходов соединенный с блоком индикации, отличающееся тем, что в устройство введен установленный параллельно другим электродам дополнительный электрод, первым торцем также выполненный заподлицо с рабочей поверхностью и, соответственно, перпендикулярно ей, при этом электроды установлены в один ряд, причем крайние электроды этого ряда электрически соединены друг с другом и с помощью токопроводящего клея торцами, противоположными, торцам, выходящим к рабочей поверхности, подключены к первому выходу блока обработки сигналов, а центральный электрод соответствующим торцем также с помощью токопроводящего клея соединен с первым выходом блока питания, при этом электроды вместе с блоком обработки сигналов, вторым входом подключенным ко второму выходу блока питания, залиты компаундом, например эпоксидной смолой, из которой сформирована также рабочая поверхность, причем третий вход блока обработки сигналов соединен со входом диагностического устройства.2. Диагностическое устройство по п.1, отличающееся тем, что крайние электроды выполнены в виде пластин, а центральный электрод установлен на одинаковом расстоянии от каждой из этих пластин.3. Диагностическое устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что центральный электрод выполнен в виде или пластины, или цилиндрического стержня, причем толщина этой пластины или диаметр стержня выбраны равными 1,0-10,0 мм.4. Диагностическое устройство по п.2, отличающееся тем, что толщина пластин, из которых выполнены крайние электроды, составляет 1,5-15,0 мм.5. Диагностическое устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды выполнены из химически нейтрального материала, например из стеклоуглерода.