Устройство для механического воздействия на биологические ткани Советский патент 1985 года по МПК A61B5/05 A61H23/00 

11

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в физиологии.

Известно устройство, предназначенное для регулируемого воздействия на тело человека, содержащее исполнительный блок для нанесения раздражения, имеющий рабочий инструмент, закрепленный на держателе, формирователь импульсов с кнопками для исследователя и испытуемого Dl

Однако известное устройство не обеспечивает работу в автоматическом режиме, позволяющем наносить раздражение с заданной частотой, а момент касания электропроводящим рабочим инструментом исследуемого участка биологической ткани определяется по прохождению электрического тока через ткань и рабочий инструмент, что может явиться дополнительным раздражителем для высокочувствительных рецепторов некоторых тканей (слизистых оболочек и др.), вносящим искажение в результаты измерений

Кроме того, примененный в известном устройстве электромеханический преобразователь, представляющий собой биметаллическую пластину с обмоткой нагревания, обладает инер ционностью, делающей невозможной быструю остановку рабочего инструмента после достижения заданного давления и получение коротких экспозиций давления рабочего инстрзмента на исследуемую биологическую ткань. При этом положение рабочего инструмента может зависеть от температуры окружающей среды, а наличие обмотки нагревания, питаемой переменным

током, создает возможность электрической наводки на применяемую регистрирующую аппаратуру.

Цель изобретения - обеспечение дозирования механического воздейстВИЯ на ткани по силе и времени воздействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для механического воздействия на биологические ткани, содержащее исполнительный блок, включающий электромеханический преобразователь и рабочий инструмент, установленный на держателе, а также пороговое устройство и кнопку запуска, введены тензоэлектрический преобразователь, установленный между рабочим инструментом и держателем.

62

силитель, генератор изменяющегося апряжения, два регулируемых элемента задержки, коммутатор режимов, генератор импульсов и регистратор, соединенный с усилителем, при этом последовательно включены генератор импульсов, коммутатор, первый регулируемый элемент задержки, генератор изменяющегося напряжения, исполнительный блок, усилитель, пороговое устройство, второй регулируе- . ый элемент задержки, выход которого подключен к второму входу генератора изменяющегося напряжения, к третьему входу которого подключен второй выход порогового устройства, причем кнопка запуска соединена с коммутатором, а рабочий инструмент заземлен.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - пример выполнения генератора изменяющегося напряжения; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит коммутатор 1 режимов, соединенный с кнопкой 2 запуска, с генератором 3 импульсов, содержим потенциометр 4, и с регулируемым элементом 5 задержки, имеющим потенциометр 6 и соединенным с генератором 7 изменяющегося напряжения. Исполнительный блок 8 содержит тензоэлектрический преобразователь 9, электромеханический преобразователь 10, в качестве которого может быть использован механизм электроизмерительного прибора магнитоэлектрической системы, к подвижной части которого перпендикулярно оси вращения крепится держатель 11, на котором установлен рабочий инструмент 12, соединенньй с земляной шиной и тензоэлектрическим преобразователем 9,

Тензоэлектрический преобразователь 9 через последовательно соединенные усилитель 13, подключенный к регистратору (не показан), пороговое устройство 14 и второй регулируемый элемент 15 задержки подключен к второму входу генератора 7, третий вход которого соединен с вторым выходом порогового устройства 14.

Генератор 7 изменяющегося напряжения (фиг. 2) в виде генератора 16 линейно нарастающего напряжения, соединенного блоком 17 выборки-хранения, второй и третий входы которого подключены к блоку 18 сброса напряжения, вход которого соединен с элементом 15 задержки, выход блока 17 выборки-хранения подключен к преобразователю 10, а входы генератора 16 соединены с элементом 5 задержки и пороговым устройствам 14 соответ,ственно. В устройстве 14 имеется потенциометр 19, а в элементе 15 - потенциометр 20. Устройство работает следующим образом. Перед началом исследования торец рабочего инструмента 12 помещают над исследуемым участком биологической ткани. С помощью коммутатора 1 выбирают режим работы устройства (внешний запуск, внутренний запуск, запуск от кнопки), а с помощью потен циометров 4,6,19 и 20, соответственно, устанавливают параметры наносимого на биологическую ткань раздраже ния, а именно: частоту повторения, задержку относительно запуска внешнего регистрирующего устройства, силу давления рабочего инструмента на биологическую ткань и продолжительность этого давления. При поступлении запускающего элек рического импульса от кнопки 2, внеш него (не показан) или внутреннего генератора 3 запускающих импульсов через коммутатор 1 на вход элемента 5 задержки, в нем вырабатывается прямоугольньй импульс, длительность которого регулируется потенциометром 6. Этот импульс поступает на один из управляющих входов генератора 7 изменяющегося напряжения. Передний фронт импульса служит для запуска регистратора, а задний - через время, определяемое длительностью импульса и необходимое для выхода регистратора на рабочий режим, запускает генератор 7 изменяющегося напряжения, который начинает вырабатывать линейно нарастающее напряжение . Вырабатьюаемое генератором 7 напряжение подается в исполнительный блок 8 для нанесения раздражения, а именно на электромеханический преобразователь 10 блока 8, подвижная часть которого с укрепленным на ней держателем 11, тензоэлектрическим преобразователем 9 и рабочим инструментом 12 под действием этого напряпжения поворачивается, в результате чего рабочий 1шструмент приблзшается к исследуемому участку биологической ткани, касается ее и производит надавливание. После касания рабочим инструментом 12 ткани, тензоэлектрический преобразователь 9 начинает выдавать напряжение, пропорциональное силе давления рабочего инструмента на ткань. Это возрастающее напряжение усиливается усилителем 13 напряжения и подается на один из входов порогового устройства 14 с регулируемым порогом срабатывания, представляющего собой компаратор напряжения. Когда усиленное напряжение от тензоэлектрического преобразователя 9 достигает уровня напряжения, установленного на втором входе компаратора устройства 14 (порога срабатывания) с помощью потенциометра 19, шкала которого проградуирована в единицах силы с учетом диаметра торца рабочего инструмента, на выходе порогового устройства 14 возникает перепад напряжения, который подается на вход элемента 15 задержки с управляемой потенциометром 20 длительностью и на один из входов генератора 7 изменяющегося напряжения. Перепад напряжения с выхода порогового устройства 14, поступивший на вход генератора 7, прекращает рост напряжения, вырабатываемого этим блоком, увеличение давления рабочего инструмента 12 на биологическую ткань прекращается и начинается экспозиция достигнутого и равного заданному давления. Перепад напряжения, поступивший на вход элемента 15 задержки, аналогичного элементу 5 задержки, запускает элемент 15 задержки и вырабатывает прямоугольный импульс, длительность которого определяет время экспозиции заданного давления и устанавливается потенциометром 20 со шкалой, проградуированной в единицах времени. Импульс с выхода элемента 15 задержки подается на один из управляющих входов генератора 7 изменяющегося напряжения и своим задним фронтом выключает последний, в результате чего управляющее напряжение снимается с электромеханического преобрезователя 10,

экспозиция давления рабочего инструмента на биологическую ткань заканчивается, и подвижная часть эл ктромеханического преобразователя, а следовательно и рабочий инструмент под действием возвратной пружины, являкицейся одним из элементов электромеханического преобразователя 10, возвращается в исходное положение. Этим рабочий цикл заканчивается и устройство готово к следующему запуску.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет производить раздражение механорецепторов. биологических тканей, дозированное

по частоте, силе и продолжительности с возможностью одновременной их регистрации при помощи внешнего регистрирующего устройства, что позволяет при исследовании рефлекторных реакций определять порог чувствительности и время адаптации механорецепторов и латентньй период рефлекса. При этом активного участия субъекта исследования не требуется, что важно при работе с лабораторныии животньми, кроме того, исключается возможность дополнительного раздражения

исследуемой биологической ткани

и обеспечивается электробезопасность исследования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ТКАНИ, содержащее исполнительный блок, включающий электромеханический преобразователь и рабочий инструмент, установленный на держателе, а также пороговое устройство и кнопку запуска, о тличающее ся тем, что, с целью обеспечения дозирования механического воздействия на ткани по силе и времени воздействия, в него введены тензоэлектрический преобразователь, установленный между рабоч1Ф1 инструментом и держателем, усилитель, генератор изменяющегося напряжения, два регулируемых элемента задержки, коммутатор режимов, генератор импульсов и регистратор, соединенный с усилителем, при этом последовательно включены генератор импульсов, коммутатор, первый регулируемый элемент задержки, генератор изменяющегося напряжения, исполнительный блок, усилитель, пороговое устройство, второй регулируемый элемент задержки, выход которого подключен к второму входу генератора изменяющегося напряжения, к третьему входу которого подключен второй выход порогового устройства, причем кнопка запуска соединена с коммутатором, а рабочий инструмент заземлен.

L

CSJ

Фиг

К ЭАентромехан1/

ческому преобразователю 10

Фыг.2

От элемента 5 задерти

От порого8огв устройства /

м

(

От злемента 15 задержки

mi

6АВК6

0ш9

ВАОКП

блон /5 блок л

а

.IL.

I I

S 8 г Фиг.Ъ