Устройство для измерения электросопротивления биологических тканей Советский патент 1992 года по МПК A61B5/02 

i : l t1 4 .. - -.- f ,

,..: ОГ Г: (. -I; L

С т :,;- s op;, /. H т

ГОКГ -,. ./ . O.

а1/ ,м прпг-.с, :. i j 4v п ;: n: ч..- усигюнль 17 v.aiiii-; coo/ ;vk Hr: с .;:пдг:м рторого С-ЬС.Д 4, гу-иг :. i.o- -pr-.rc чо; гт-,нч ссед;:НСН С ( fJi .Hr. v:;.-. U/. ,: H VJiX Hi-l, -i/:bH .rO усилил-.:/, ; (.... ) 1 : пгортл :.-.лОд г.Г; -ср го o.-еДНН ЗЧ С Г. iX .,,rOM НСтОЧ -,Г-( 10 ОПОрНОГЛ

н:н1П л.:ения (ИСл i) постоянно; о тока. Выход ДУ 1 1 сое; . /,:- ен со сь-Г10/Я С;.о оптрупа 12. Резистор сптро ;я 13 с/и .. концом соединен с выходе и генерал ops о синусоидального нз- прпжсип-т (ГСП) и с входом формирователя

ИМПу/iLCO (Ф1/) S П ДР )Г1 .М -.ОНЦ01-1 С R/ОДОМ

второго уси/н .теля 16 н. .пряж.ени« непосрлд- стсенно и чероя резистор К. с оСщчм проводом. Выход второго усилителя 1ондпрг,жония . с клеммой 1 конденсатор 18, а вы /о/1, - 9 создчн ны с ьходаг.ш упряв- лемий СФСД 3 и 4.

Устройство работает следующим образом.

.Исследуемый учасгоч ткани соединяется с кломмами 1 и 2 ссотсс гстгуюЩпми электродами. С/.нуссидоГьное напряжение с выхода усилителя 15 через конденсатор 18 проходит через измеряемый участок ткани и резистор 15. Падкие напряжения на то- когадзющем резисторе 15 фактически пропорционально току через измеряемый участок. Напряжение на резисторе 15 усиливается мзл-ошумящим усилителем 17 напряжения, фильтруется, преобразуется в напряжение постоянного тока.в 4 и подается к первому сходу ДУ 11. К второму входу ДУ 11 подается выходное напряжение постоянного тока ИОН 10. Выходное напряжение ДУ 11 упрзнляет интенсивностью излучения CPi годиода оптрока 12. Резистор оптрона совместно с резистором 14 образуют делитель для выходного напряжения ГГ.Н 8. Изменение интенсивности свечеы ч излучающего диода приводит к изменению коэффициента деления делителя и изменению величины нопрч сения на выходе уснлите/ы 16 нэпря:-ченнч. Л-с бое изменение исгичины тока через резистор 15 приго/ .ит к такому измене . спеченич ИД. что напряжение на резисторе 15 (или ток

ЧОрОЗ Hcro)oC i..V) СТрОГО ПССЮ IHHh.lM.T.e.

с.истсг.;а работает п стабилизатора токл через измеряемый участок биотчапи. Так кг-/. ГОСД 4. крсмо фитьт р;Н(ПИ пс, частого, од ног, |Ч .-.--. : сп.1; о работает о i.r.eci i:e фа- зооого (гп нхронног ol ;;е : е к i орл. то или; ) ,н: .о на PC:J..;CTO:.V: nn| )OF , i.4HC.f; ;-;н,1Ч1.) ие ;.м т..::1чч1 гостл -.ля- кнцей п ро : с к ;: о;..-j г о то.-, ,ч. т.е. цош.

г.тр:ч йтелм-юп orv ;:iTi:c-ii Г:РПЗИ . геличину - г-,-1т::;ой с.гоа/н.. voxa, г.ротекочо;1.,; о 4d;j-:3 г,5г.... 1-.ег. участок

l. Cf liil

Такие / OCTErjH.-.i .oHiyyi U ne факторы, са- tfi -riH являются изг.енеи- /..-. йМ Г.;,туди пы- ходного на. ГСП 3, догйф ДУ 11, емкостная состголйющг к G/cw.iMin и ао и.;- иенение, Tf i pnypfitje кзмен нчч иорз0 r- строз остро:;;; .Тгг;пс: и не ол.пщт ;,а

ТОЧНОСТИ СТЭбиЛИЗйЦИН иСЛИЧИНЫ КТИЈ.СЙ

составляющей тока через . Напряжение на клемме 1 прогюрцггонгльноц ак- типной составляющей сопротивления

5 учзстк1 биоткани (ток через биотклнь стаСи- лизироззн), выпрямляется СФС1; 3 и после ФНЧ 5, устзноБленнсго для уменьшения влияния коммутационных помех ключей внутри СФСД 3, измеряется регистратором

0 7. В качестЕй регистратора 7 применяется или самопишущий прибор, или вол:/ метр постоянного тока (цифровой или аналоговый). Конденсатор 18 установлен для предотвращения проникновения постоянной

5 составляющей напряжения с выхода усилителя 16 в исследуемый участок ткани, а применение СФСД 3 для преобразования синусоидального напряжения о постоянное обеспечивает высокую помехоустой0 чиность цепи измерения. Так как величина сопротивления токазадающего резистора значительно меньше, чем величина сопротивления измеряемого участка ткани (сто и больше раз), то напряжение измеряемого

5 регистратора 7 строго пропорционально величине сопротивления измеряемого участка ткани.

В разработанном макете устройства для измерения электрического соп ютивле0 ния бисткани р. качестзе ГСН 8 использована схема низкочастотного генератора синусоидального напряжения.

Для формирования импульсов управления ключей СФСД 3 и 4 применяется ФИ из

5 основе усилителя ограничителя на интегральном операционном усилителе с последующими формирователями однополярных противофазных импульсоп на основе биполярных транзисторов. Для реализации

0 СФСД 3 и 4 использована схема аналогичная по принципу работы с извсс гной схемой. Постоянная времени интегрирования для обоих СФСД 3 и 4 составляет 1 с. ФНЧ 5 и 6 представляют гобой однозпенные RC5 интеграторы с постоянной (темени 0,: с. ИОН реализован на тормоксмпенгпроаян- ном стабилизаторе Д81оЕ и на ре гсмшном делителе на прецизионных резистора-:. ДУ реализован на операционном уснл.-.ело серии ККОУДЫ, ч качестве оптрон,) примене: р „: Сти;.-н,. r.,iv«(..i сопни AOI 10-V Усилитель 17 и-.. A :yxv-;..,;.-;-vvi&. 3

nt pCMU К-ЧС- ЧД Г О-.-ЧИЭСг.-ЗН НЬ .|уМйщйь оп. иом усилителе, г.сри: 153УД. ct ;-торо: i ir.K -,---на one. iOu oK iGM усилителе К |- 40УДГ. Вторил уси/ч/.тель 1о нэпря ек;;я р-:,м;зоп;:н на ог Срлцизнкс;.: усилите/: КНОУДб. В у- ;ест:-о рогисipaio- рл 7 |.,.о30вс,лся ы.-.омсг.рс.т нячй цчф- pocijfi г . льтметр на основе ми;:р;;с;:е; и КР572ПВ2А.

Чосгоьз генератора ГСП 8 80 Гц. То- через измеряемый уч;. :-ок биоткэни величину 1 , напряжение на клеммгх 1 и 2 нахо.чилссь в пределах от 0,01 до 0,5 В. Отношение величины сопротигле- ния измьГ кемых биотконсй и токоза/г.зюще- го регмс оса 15 обычно находится в

о г

пределах 10 -1(Г.

Длп калибровки устройство к клеммам 1 и 2 подключаются высоко-очные резисторы (серия С2-К или С2-29), изменением коэффициента передачи регистратора 7 (входного делителя регистратора) приводятся показзни-E регистратора 7 в соотпатствие с реяльчой в-еличиной измеряемого сопротивления.

Таким образом, устройство для измерения оле гросопротиплеш .я биологических тканей оббспечиЕГ ет высокую точность из- мерзния электрических сопротивлений биологических тчзней. Кроме Toi о, в устрой-ел се обеспечивается высокая помехоустойчивость измерения что дает ьозможность провести намерения в режимах, позволяющих полностью устранить дейстоие электрического токл нз организм человека.

Формула изобретения

Устройство для измерения электросопротивления биологических тканей, со- держащее генердтор синусоидального напряжения, дифференциальный усилите/и,, рг :. и.. оптпоч излучающей ,n.i- iO/i

ftO C:pfirO СГЮДИНСН С Г.ы/г,Г,ОМ ДИфф(.рС-НЦМзльмО| 0 уси.мчй -мч, я;.-.( кпеммм /уы по/.п-г.-э- чения исслсдуомс; о участка , кС (- Дг нГ Тор, ;.v.t pc noiooa и рог;лс.;лиру- ющ .иЛ ило,;, о т л и ч а ю t.n e с с я тем, что, г. целью г:осы.;спия точности и помохоУС ОЙ ИГ;ОСТИ USi .СОСНИЙ, S СГУ

/;u-i CHtixpo:ii b x фильтра с синхронном ,г.е- тсктором, формироп тсль л,-н1ульсоз напряжения прямоугольной формы с двумя фОгиеоф зн м -( ыхо/чаг/и, дел уснлиголя напряжения, источник опорного напряжений, дза фмльтрз нижних частот, при этом псциая клемма соединена с выходом первого усилитал.ч напряжения через конден- сегор и с входом первого синхронною фильтра с сикхГ Онкым детектором, пыхсд которого чере;. первый фильтр нижних ас- тот связан с входом регистратора, гторая клемма подключена к общей шине :ерез ппрсый резистор и к входу второго усилите- г.я напряжения, выход которого соединен с входом второго синхронного фильтра с синхронным детектором, выход вто-ого синхронного фильтра с синхронным детектором через второй фильтр нижних частот связан с первым входом дифференциально о усч- лителя, второй вход которого соединен с. выходом источника опорного напряжении, выход генератора синусоидального напряжения подключен к одному концу резистора оптрона и к входу формироввгелй импульсов напряжения прямоугольной формы, выходы которого с противофазными напряжениями соединены с входами управления первого v второго синхронных фильтров с синхронными детекторами, дру- тй конец резистора оптрона связан с входом первого усилителя напряжения непосредстврнно и через второй резистор подключен к общей шине устройства.