Способ калибровки фотоплетизмографа Советский патент 1989 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано при калибровке и поверке фотоплетизмографов.

Цель изобретения повышение точности калибровки за счет составляющей по- реп ности, обусловленной гистерезисным характером рассеивания светового потока кровью.

На чертеже показана схема устройства д. 1Я реа.н1зации способа калибровки фото- п.1етизмографа.

Способ калиб)овки фотоплетизмографа включает в себя действия по размеп1ению в оптическом канале стеклянной кюветы pei y- .шруемой толщины с кровью, пропусканию постоянного светового потока через оптический канал, дискретному изменению толщины кюветы и регистрации электрического сигнала, соответствующего текущему значению оптической плопности крови в кювете, причем изменение толщины кюветы осуществляют по зависимости, имитирующей работу сердечно-сосудистой системы на величину, обесиечивающую дополните,тьное ослабление светового потока в пределах 0,001 10% в зависимости от диапазона измерения, после чего определяют величину переменной составляюп1ей электрического сигнала, соответствующего значению опти- ческ1)й плотности крови в кювете при изменении ее толщины, и модулируют импульсный световой поток при исходной толщине кюветы па величину, обеспечивающую значение переменной составляющей электрического сигнала, соответствующего оптической

сд

со

О5

« ел

ii. ioTHocTH крови в кювете, такой же как и при н;шенении ее толщины.

Устройство для реализации способа калибровки фотоплети:}мографа содержит источник I света, оптический канал, состоящий из кол.;1имирую1цего объектива 2, оптического фильтра 3 неременной плотности, стек.1япной кюветы 4 с кровью, объектива 5 и фотоприемника 6, усилитель 7, соединенный через детектор 8 с регистратором 9, и измеритель К) оптической плотности, вход которого соединен с выходом усилите,:1я 7.

Источник 1 света соединен через модулятор I 1, генератор 12 импульсов с блоком 13 питания и через к.1юч 14, детектор 15 с генератором 16 кгмибровки, при атом последний соединен с блоком 13 питания.

Кювета 4 с кровью вьпю, 1нсна в виде :ui кругмы.х стек, 1янны. плоскопаралле, 1ь- ньг ii.iacTHH 17 и 18, соединенны.х .между собой с помонизЮ пластичной тонкостенной резиновой трубочки 19. Для установки пе- об.ходимого П(рвоначально1о расстояния между 11, 1асти на.ми 17 и 18 во внутренней но.юсти кюветы установ.:1ено стеклянное к(), 1ьцо 20, имею11:ее эталонную толп|ину. (лч к. 1янная п.1оског1ара.1ле.1ьная п, 1астипа 17 закреп.лена в оправке 21 и установ.чена не- по..вижно па подставке 22, а стек. тнная ||.|()сконаралле.1ьная п,1астина 18 закреплена и ()п)авке 23, которая жестко соединена с помощьк) тяг 24 с подвижной катушкой 25, era нов. нмшой во )пей но, 1ости кольцевого 2fi.

(Способ калибровки фотоплетизмографа с помощью 11редставленно1 о устройства ocyiue- ств,1яют с;|едую1цим образом.

( ветовой поток от источника 1 света, питаемою прямоу1(). 11)Ными импу, 1ьсами от генератора 12 мере. .модулятор И, пропускают через оптически11 фи.-1ьтр 3 переменной п.ютности, имитирующий ностоинные потери световой :)нергип в биологически.х ткапях, (кожа, костные ткани и т. д.) и через кювету 4 с кровью. С помощью фи,1ьтра 3 переменной плотности станаЕ)ливак)т коэффициент пере.чачн, папри.мер, 5...10% от ис.ходпой ве- .шчины светового потока, что соответствует линейному участку амплитудно-частотной ха)актеристики коэффициента пропускания исследуемы.х тканей биологического обт.екта.

(Стеклянная плосконараллельпая п,1асти- на 18 может совершать возвратпо-поступа- те, 1ьпые движепия вдоль оптической оси распространения светового потока и тем самым и.митировать дополнительное плавное ос,1абление светового потока в п|)еде,1а.х О,(101 10%, происходящее за счет прираше- пия об1)ема крови в тканя.х исследуемого органа под действием сердечной деятельности. Причем изменение толщины кюветы осуществляют по зависимости, имитирующей работу сердечно-сосудистой системы.

В завпсимос1и от диаметра кровеносных сосудов исс, 1едуемьгх тканей устанавливают изменение объема крови на пути распро

5

0

5

0

5

0

5

0

5

странения светового потока, например при исследовании капилляров 2%, а при исследовании сосудов диаметром более 1 мм - 10%, что должно соответствовать дополнительному ослаблению светового потока соответственно на 2°/о и 10°/о.

Глубина модуляции светового потока зависит от величины смешения стеклянной плоскопараллельной пластины 18, т. е. от приращения толщины слоя крови на пути распространения светового потока, а частота ее определяется частотой сигнала, подаваемого на подвижную катушку 25 от дополнительного источника питания (не показан). Величина перемещения плоскопараллельной пластины 18определяется амплитудой напряжения, подаваемого на подвижную катушку 25, а необходимое исходное расстояние между плоскопараллельными пластинами 17 и 18 выставляется с гю.мощью стеклянного кольца 20, имеющего требуемую толщину.

Затем модулированный световой поток с помощью об1 ектива 5 собирается на фотокатоде фотоприемника 6. Снимаемая с фотоприемника 6 переменная составляющая электрического сигнала, характеризующая значение оптической плотности крови в кюве- ге, усиливается усилителем 7, детектируется детектором 8 и далее регистрируется регистратором 9. Величина, соответствующая уровню оптической плотности исследуемых тканей биологического объекта, регистрируется измерителем 10 оптической плотности.

После проведения измерения переменной состав,тяюшей электрического сигнала, соответствующего значению оптической плотности крови в кювете при изменении ее толщины или характеризующего значение коэффициента ослабления светового потока за счет приращения объема крови в кювете при перемещении плоскопараллельной пластины 18 вдоль оптической оси распространения светового потока, проводят настройку генератора 12 импульсов фотоплетиз.мо- графа.

Для этого модулируют импульсный световой поток при исходной толщине кюветы на величину, обеспечивающую значение переменной составляющей электрического сигнала, соответствующего оптической плотности крови в кювете, такой же как и при изменении ее толщины. Для этого включают тумблер ключа 14 и подают сигнал калибровки с генератора 16 калибровки через детектор 15 на модулятор 11.

Регулируя амплитуду модулирующего напряжения, добиваются на регистраторе 9 той же амплитуды, которая была по- лучепа при помощи изменения толщины слоя крови в кювете за счет перемещения плоскопараллельной пластины 18 вдоль оптической оси распространения светового потока, т. е. при том же масштабе записи для информативных выходов прибора, например 1%/ см.

Регу;1ировка амплитуды регулирующего напряжения производится при том же значении коэффициентов ослабления оптического фильтра 3 переменной плотности.

Погрешность метода определяется на основании точности отсчета перемещения плоскопараллельной пластины 18 вдоль оптической оси распространения светового потока.

Формула изобретения

Способ калибровки фотоплетизмографа, включающий в себя действия по размещению в оптическом канале стеклянной кюветы регулируемой толщины с кровью, пропусканию постоянного светового потока через оптический канал, дискретному изменению толщины кюветы и регистрации электрического сигнала, соответствующего текущему значению оптической плотности крови в кювете, отличающийся тем, что, с

целью повышения точности калибровки за счет учета состав тяющей погрешности, обусловленной гистерезисным характером рассеивания светового потока кровью, изме- нение толщины кюветы осуществляют по зависимости, имитирующей работу сердечнососудистой системы на величину, обеспечивающую дополнительное ослабление светового потока в пределах 0,001 -10% в зависимости от диапазона измерения, после чего определяют величину переменной составляющей электрического сигнала, соответствующего значению оптической плотности крови в кювете при изменении ее толщины, и модулируют импульсный световой поток при исходной толщине кюветы на величину, обеспечивающую значение переменной составляющей электрического сигнала, соответствующего оптической плотности крови на кювете, такой же как и при изменении ее толщины.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при калибровке фотоплетизмографов. Изобретение позволяет повысить точность калибровки за счет учета составляющей погрешности, обусловленной гистерезисным характером рассеивания светового потока кровью. С этой целью в оптическом канале фотоплетизмографа размещают кювету регулируемой толщины с кровью, регистрируют электрический сигнал, соответствующий текущему значению оптической плотности крови в кювете, изменяют толщину кюветы по зависимости, имитирующей работу сердечно-сосудистой системы на величину, обеспечивающую дополнительное ослабление светового потока на 0,001-10%, определяют значение переменной составляющей электрического сигнала, соответствующего значению оптической плотности крови в кювете при изменении ее толщины и при исходной толщине кюветы модулируют импульсный световой поток на величину, обеспечивающую значение переменной составляющей электрического сигнала такой же, как при изменении толщины кюветы. 1 ил.

21 у 20 23 Q 25

/с(хх/х Ч

/у//// //