Устройство для измерения электрического сопротивления биообъекта Советский патент 1988 года по МПК A61B5/53 A61B5/05 

Bh/XOd

со

05 4

1ЧЭ

СО

со

25

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для функциональной диагностики, осуществляющим измерение электрических характеристик живой ткани.

Цель изобретения - повыщение ин- тактности измерений.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для измерения электрического сопротивления биообъекта (БО) содержит соединенные последовательно генератор 1 тока, блок 2 электродов, управляемый усилитель 3, измерительный блок 4, и пороговый элемент (компаратор) 5, а также счетчик 6, блок 7 индикации, инвертор 8, . соединенные последовательно генератор 9 тактовых импульсов, элемент И 10, выход которого подключен к счетному входу счетчика 6, первый выход которого соединен Q блоком 7 индикации и управляющим входом генератора 1, а второй выход - с управ- 20 ляющим входом усилителя 3 и вторым входом элемента и 10, третий вход которого соединен с выходом порогового элемента 5 и через инвертор 8 с установочным входом счетчика 6.

Устройство работает следующим образом.

Через исследуемый БО по электродам блока 2 пропускается измерительный ток, задаваемый генератором 1 тока. Сопротивление БО модулирует напряжение на входе усилителя 3, которое после усиления поступает на вход блока 4. Блок 4 может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных амплитудного детектора и усилителя низкой частоты. Далее сигнал анализируется по амплитуде компаратором 5, в качестве которого может, например, использоваться триггер Шмитта. При больщих значениях сопротивления БО, соответствующих плохому контакту электрод - кожа, напряжение на входе компаратора 5 превышает порог срабатывания EI, а его выходное напряжение разрешает прохождение через элемент И 10 импульсов генератора 9 на вход счетчика 6 (обнуленного в предыдущем такте работы).

Управление генератором 1 осуществляется последним разрядом счетчика 6, например прямым выходом, а усилитель 3 управляется его инверсным выходом.

Генератор 1 выполнен, например, в виде последовательно соединенных задающего генератора синусоидальных колебаний, управляемого аттенюатора и преобразователя напряжение - ток, при этом управляющий вход генератора 1 является управляющим входом дискретно управляемого аттенюатора.

входом дискретно управляемого аттенюатора. Низкий уровень напряжения «О на управляющем входе генератора 1 задает ток I на выходе генератора 1, а высокий уровень напряжения на управляющем входе генератора 1 задает ток в п раз больше.

Коэффициент усиления усилителя 3, управляемого инверсным сигналом, изменяется в противоположном направлении: «1 на инверсном выходе последнего разряда счет- 10 чика 6 устанавливает коэффициент усиления равный К, а уровень «О устанавливает коэффициент усиления, равный К/п.

Одновременно включается блок 7 индикации высокого импеданса, В момент времени, когда пороговый элемент 5 переходит в исходное состояние, блокируется с помощью элемента И 10 счетный вход счетчика 6. Одновременно через инвертор 8 осуществляется его сброс.

Накопление импульсов счетчиком 6 обеспечивает увеличение выходного тока генератора 1 с некоторой задержкой. Такая задержка необходима для снижения частоты переключения тока при нестабильном контакте электрод - кожа, т.е. для устранения «дребезга, приводящего к снижению интактности измерений, а также для обеспечения устойчивой регистрации зависимости Z(t) при значениях, близких к пороговым. Устойчивость регистрации зависимости Z(t) при значениях, близких к пороговым, обеспечивается также гистерезисом характеристики переключения порогового элемента (компаратора) 5 благодаря нечувствительности устройства к небольшим изменениям сопротивления, вызванным, например, пульсовыми или дыхательными колебаниями импеданса.

Положительным эффектом от использования изобретения является также расширение динамического диапазона измерения электрического сопротивления.

Устройство обеспечивает ограничение плотности тока через контакт электрод - кожа на допустимом уровне при неправильном наложении электродов или ухудшении переходных контактов электрод - кожа при одновременном включении сигнализации об отклонении измеряемой величины от допустимых значений.

Формула изобретения

30

35

40

45

Устройство для измерения электриче- rQ ского сопротивления биообъекта, содержащее соединенные последовательно генератор тока, блок электродов, управляемый усилитель, измерительный блок и пороговый элемент, а также счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения интакт- вательно соединенных буферного усилителя, 55 ности- измерений, в него введены блок инди- дискретно управляемого аттенюатора и вы- кации, инвертор, соединенные последова- ходного усилителя, причем управляющий тельно генератор тактовых импульсов, эле- вход усилителя 3 является управляющим мент И, выход которого подключен к счетУсилитель 3 выполнен в виде последо5

0

входом дискретно управляемого аттенюатора. Низкий уровень напряжения «О на управляющем входе генератора 1 задает ток I на выходе генератора 1, а высокий уровень напряжения на управляющем входе генератора 1 задает ток в п раз больше.

Коэффициент усиления усилителя 3, управляемого инверсным сигналом, изменяется в противоположном направлении: «1 на инверсном выходе последнего разряда счет- чика 6 устанавливает коэффициент усиления равный К, а уровень «О устанавливает коэффициент усиления, равный К/п.

Одновременно включается блок 7 индикации высокого импеданса, В момент времени, когда пороговый элемент 5 переходит в исходное состояние, блокируется с помощью элемента И 10 счетный вход счетчика 6. Одновременно через инвертор 8 осуществляется его сброс.

Накопление импульсов счетчиком 6 обеспечивает увеличение выходного тока генератора 1 с некоторой задержкой. Такая задержка необходима для снижения частоты переключения тока при нестабильном контакте электрод - кожа, т.е. для устранения «дребезга, приводящего к снижению интактности измерений, а также для обеспечения устойчивой регистрации зависимости Z(t) при значениях, близких к пороговым. Устойчивость регистрации зависимости Z(t) при значениях, близких к пороговым, обеспечивается также гистерезисом характеристики переключения порогового элемента (компаратора) 5 благодаря нечувствительности устройства к небольшим изменениям сопротивления, вызванным, например, пульсовыми или дыхательными колебаниями импеданса.

Положительным эффектом от использования изобретения является также расширение динамического диапазона измерения электрического сопротивления.

Устройство обеспечивает ограничение плотности тока через контакт электрод - кожа на допустимом уровне при неправильном наложении электродов или ухудшении переходных контактов электрод - кожа при одновременном включении сигнализации об отклонении измеряемой величины от допустимых значений.

Формула изобретения

0

5

0

5

Устройство для измерения электриче- ского сопротивления биообъекта, содержащее соединенные последовательно генератор тока, блок электродов, управляемый усилитель, измерительный блок и пороговый элемент, а также счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения интакт- ности- измерений, в него введены блок инди- кации, инвертор, соединенные последова- тельно генератор тактовых импульсов, эле- мент И, выход которого подключен к счет1364299

3.4

ному входу счетчика, первый выход которого входом элемента И, третий вход которого соединен с блоком индикации и управляю-соединен с выходом порогового элемента

щим входом генератора, а второй выход - си через инвертор - с установочным вхоуправляющим входом усилителя и вторымдом счетчика.

Устройство для измерения электрического сопротивления содержит соединенные последовательно генератор, блок электродов, управляемый усилитель, измерительный блок и пороговый элемент, а также счетчик, блок индикации, инвертор, соединенные последовательно генератор 9 тактовых импульсов, элемент И, выход которого подключен к счетному входу счетчика, первый выход которого соединен с блоком индикации и управляющим входом генератора 1, а второй выход - с управляющим входом усилителя 3 и вторым входом элемента И, третий вход которого соединен с выходом порогового элемента 5 и через инвертор 8 с установочным входом счетчика. Устройство обеспечивает ограничение плотности тока через контакт электрод - кожа на допустимом уровне при неправильном наложении электродов или ухудшении переходных контактов электрод - кожа, а также включение сигнализации об отклонении измеряемой величины от допустимых значений. 1 ил. f (Л