Устройство для определения активной составляющей электрического сопротивления кожи Советский патент 1987 года по МПК A61B5/53 A61B5/05 

11

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при проведении электрофизиологических и психоневрологических исследований ..

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений в области низких частот.

На фиг, 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений в характерных точках схемы.

Устройство содержит генератор 1 двуполярных импульсов тока, генератор 2 тактовых импульсов, вюммутатор 3, электроды 4 пациента, усилитель 5 двухполупериодный выпрямитель 6, блоки 7 „и 8 выборки-хранения, активную зазеютеннуга нагрузку 9, аналоговые ключи 10 и 11, фильтр 12 нижних час- тот и выходной измерительный блок 131 о

Устройство работает следующим об- разом„

Генератор 1 двуполярных импульсов тока запускается от генератора 2 так товых импульсов и вырабатывает им- пульсы тока, строго одинаковые по a fflлитyдe и длительности, но различной полярности. Длительность этих им nyjibcoE определяется частотой тактЪ - вых и fflyльcoв (практически она не больше 1 с), и легко может быть изменена при необходимости. Такая длительность достаточна для того, чтобы переходный процесс за счет внутриткя, невых эквивалентных емкостей к концу каждого импульса, закончился, и мгновенное значение напряжения на электроде и точности соответствовало бы активной составляющей электрического сопротивления кожи, если бы не. было ЭДС поЯяризации электродов. Так как нарастание ЭДС поляризации при подаче тока и за время, равное длитель- ности иГ Шульса t , не прекращается (фиг, 2), то изменение полярности импульса на обратную вызывает и изменение направления поляризации, мгновенное значение ЭДС поляризации на- чинает спадать, и через время tg, равное времени t, предыдущего импульса, становится равным нулю. Таким образом, в конце импульса противоположной полярности (т,е, в конце периода двуполярного импульса) на- пр,члсение ЭДС поляризации будет полностью или в значительной мере ском- пенсировано. Следовательно, в этот

5

1

5 0 0 5 0 5

142

момент времени мгновенное значение напряже1-шя на электродах определяется только активным сопротивлением кожи, точнее его текущим значением. На эпюрах 1)4 (фиг,2) показана форма напряжения на электродах пациента, при этом искажения переднего фронта импульса определяются переходными внутритканевыми процессами, а искажения площадки обусловлены влиянием ЭДС поляризации электродов.

На выходе усилителя 5 форма этих импульсов повторяется, и на выходе двухполупериодного выпрямителя возникает сигнал U (фиг,2). Блоки 7 и 8 выборки-хранения управляются вьиодными напряжениями U, и Ug ком- мутатора 3 (прямой и инверсный выходы), при этом длительность импульсов ровно в два раза больше длительности импульсов Ut „ Если сначала блок 7 . работает в режиме выборки (слежения), так как положительный сигнал U подан на его управляемый вход и на его выходе появляется сигнал U, то в это же время блок 8 работает в режиме хранения, так как на входе управления су)цествует нулевой сигнал U. Но поскольку в начале работы на входе блока 8 напряжение отсутствует, то его не будет и на выходе этого блока, В дальнейшем эпюры U и Uo показывают

. о

формы напряжений на выходах обоих блоков выборки-хранения.

Управляющие входы аналоговых ключей 10 и 11 подсоединены в противо- фазе. Поэтому на активной заземленной нагрузке 9 сигнал появляется только тогда, .когда соответствующий блок выборки 7 или 8 находится в режиме хранения. Короткие пики напряжения Ц, устраняются фильтро.м 12 нижних час - тот, напряжение с выхода которого поступает на выходной-измерительный блок 13. Таким образом, в конце каждого периода происходит компенсация текущего значения ЭДС поляризавди электродов вне зависимости от изменения величины этой ЭДС под влиянием времени, электрохимических процессов между кожей и электродами, температуры и т,п, В результате на выходе устройства через каждьй период определяется новое текущее значение активного сопротивл.ения кожи. Устройство некритично к выбору электродов. Целесообразно выбирать металлические электроды равной площади.

3 12 Формула изобретения

Устройство для определения актив- иой составляющей электрического сопротивления кожи, содержащее электроды пациента, первый блок выборки- хранения, усилитель, коммутатор и фильтр нижних частот, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повьше- ния точности и быстродействия измерений в области низких частот, оно до- полнительно содержит генератор дву- полярных импульсов тока, генератор тактовых импульсов, двухполупериод- ный выпрямитель, второй блок выборки- хранения, два аналоговых ключа, активную заземленную нагрузку и выход- ной измерительный блок, причем выход енератора тактовых импульсов соединен с управляющими входами генератора двуполярных импульсов тока и ком

5

15

0

144

мутатора, первый выход которого соединен с управляющими входами первого блока выборки-хранения и первого ключа, а второй выход - с управляющими входами второго блока выборки-хранения и второго ключа, выход генератора двухполярных импульсов тока подключен к электродам, выход которых через по- следовательно соединенные усилитель и двухполупериодный выпрямитель подключен к входам первого и второго блоков выборки хранения, выходы которых подключены к входам второго и первого ключей соответственно, выход первого ключа соединен с выходом второго ключа, входом фильтра нижних частот и активной заземленной нагрузкой, а выход фильтра нижних частот подключен к входу выходного измерительного блока.

Изобретение позволяет повысить ; точность измерения активной составляющей электрического сопротивления кожи за счет компенсации влияния ЭДС поляризации электродов. Это достигается использованием двуполярньк им- пульсов тока и измерением мгновенного значения напряжения между электродами .в момент окончания каждого второго импульса тока с помощью элементов выборки-хранения. Устройство содержит генератор 1 двуполярных им- пульсов тока, генератор 2 тактовых импульсов, коммутатор 3, электроды 4 пациента, усилитель 5, двухполу- период1й 1й выпрямитель 6, блоки 7 и 8 выборки-хранения, активную нагрузку 9, два аналоговых ключа 10 и 11, фильтр 12 нижних частот и измерительный блок 13. 2 ил, (/ С

.

Составитель А.Фальцман Редактор Э.Слиган Техред И.Попович Корректор В.Бутяга

Заказ 644/5 Тираж 596 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4