Устройство для определения степени гидратации биообъектов Советский патент 1992 года по МПК A61B5/05 A61B5/53 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к приборам для функциональной диагностики, и может быть использовано при биофизических исследованиях для оценки прижизненной структуры биообъекта по ее электрическому сопротивлению, в том числе и для определения пригодности трансплантанта. , Известны устройства для измерения электрического сопротивления биообъектов, содержащие блок питания, блок установки величины тока, блок измерения и два электрода.

Однако устройства не обеспечивают необходимую точность измерения электрического сопротивления из-за значительного дрейфа инструментальной погрешности. Кроме того, они не позволяют оперативно получать информацию о диагностических значениях электрического сопротивления бмообъекта ЭС БО на двух различающихся (например, на два порядка) частотах, что необходимо для оценки степени гидратации исследуемого биообъекта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее два генератора, преобразователь напряжение - ток, токовые и потенциальные электроды, два фазовращателя, два детектора, два усилителя, фильтры высокой и низкой частоты и блок регистрации.

В этом устройстве результат измерения электрического сопротивления определяется выражением U() - U() , благодаря чему значитэлъно уменьшается влияние помех аддитивного вида, возникающих в условиях двигательной активности биообъекта.

Это устройство имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, оно не обеспечивает необходимую точность измерения aneKYpiwecKoro сопротивления из-за изменения параметров генераторов под действием дестабилизирующих . Во-вторых, результат измерения: U() -U(Z°x) пропорционально изменяется при зоздейстаии помех мультипликативного вида, действующих как на электроды и биообъект, так и на другие блоки устройства.

Цепь изобретения - повышение точности измерения путем снижения влияния помех мультипликативного вида и дестабилизирующих факторов.

Для этого в устройство для определения степени гидратации биообъектов, содержащее два генератора, выходы которых соединены с входами преобразователя напряжение - ток, к выходам которого подключены токовые злектроды, потенциальные электроды соединены через усилитель

с входом фильтра низкой частоты и входом фильтра высокой частоты, выходы которых подключены к входу первого и входу второго детекторов соответственно, введены соединенные с выходом первого детектора две параллельные цепи, одна из которых включает в себя последовательно соединенные первый аналого-цифровой преобразователь и первый индикатор, а другая - последовательно соединенные блок масштабирования, третий аналого-цифровой преобразователь и третий индикатор, подключенные к выходу второго детектора последовательно соединенные второй

5 аналого-цифровой преобразователь и второй индикатор, а также введены третий и четвертый детекторы, первый из которых включен между выходом первого генератора и вторым входом первого аналого-цифрового преобразователя, а второй - между

0 выходом второго генератора и вторым входом второго аналого-цифрового преобразователя, при этом выход второго детектора соединен с вторым входом третьего аналого-цифрового преобразователя. На чертеже

5 приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор t и 2, преобразователь 3 напряжение - ток. электроды 4-1 и 4-2 токовые, электроды 5-1 и 5-2 потенциальные, усилитель 6. фильтры

0 низкой 7 и высокой 8 частот, блок 9 масштабирования, детекторы 10-13. АЦП 14-16. индикаторы 17-19.

: Устройство работает следующим образом.

5 С помощью генераторов 1 и 2 вырабатываются напряжения синусоидальной формы низкой и высокой частот, причем частоты обычно кратные, и высокая частота отличается от низкой на 1-2 порядка. В преобразователе 3 эти напряжения смешиваются и преобразуются в тестовые токи, которые поступают через токовые электроды 4-1 и 4-2 на исследуемый биообъект 20. С помощью потенциальных электродов 5-1 и 6-2 с биообъекта снимаются напряжения, пропорциональные ЭС БО на низкой 2 и высокой Z% частотах. В усилителе 6 осуществляется общее усиление сигналов двух частот, которые затем разделяются поэлементно с помощью

0 избирательных фильтров низкой 7 и высокой 8 частот, а затем выпрямляются с помощью дефекторов 11 и 12. На выходах этих детекторов получают постоянные напряжения Ui - и U2 - K2Z%, где Ki. Ка 5 коэффифиенты пропорциональности. Выходные напряжения генераторов 1 и 2 поступают также на детекторы 10 и 13. на выходах которых получают постоянные напряжения, пропорциональные амплитудам соответствующих выходных напряжений генераторов. В АЦП 14 произаодитсй аналого-цифровое преобразование отношения выходных напряжений детекторов 10 и 11, а в АЦП 16 - детекторов 12 и 13. Выходные коды АЦП 14 и 16 пропорциональны значениям ЭС БО и . инвариантны к изменениям аыходных напряжений генераторов 1, 2 и индицируются с помощью индикаторов 17 и 19. Посредством блока 9 масштабирования снижается уровень выходного напряжения детектора 11. чем обеспечиваемся необходимый динамический диапазон определяемых устройством значений отношения X. кодовый эквивалент коюрого получают с помощью АЦП 15 и визуализируются на индикаторе 18. Измерение отношения позволяет с большой точностью определять фактическое состояние БО. Так как измерение ЭС БО происходит во флуктуирующей среде, то это часто приводит к мультипликации полезного сигнала с помехой A(t), в результате чего напряжения Ui и Da могут быть представлены в виде Ui . KiZVA(t) и Da (t). При определении же кода отношеUi Ki Z ния W) происходит Ш К2 значительное снижение влияния мультипликативной помехи A(t) на результат измирения. поэтому исследователь в этом случае получает более достоверную диагностическую информацию. Кроме того, в устройстве при измерении электрического сопротивления биообъекта с помощью детекторов получюат два напряжения, одно из которых пропорционально сопротивлению и амплитуде выходного напряжения генератора, а другое - только амплиТуде напряжения генератора. Использование АЦП двухтактного интегрирования позволяет осуществлять А-Ц-преобразование отношения этих напряжений, благодаря чему результат измерения инвариантен к изменениям амплитуды выходного напряжения генератора, что обеспечивает повышение точности измерения в условиях действия дестабилизирующих факторов. Таким образом, предлагаемое устройство имеет широкие сферы возможного применения при определении степени гидратации биообъектов, что актуально в диагностике различных нарушений водно-солевого обмена биообъектов. ФормулаизобретеНИИ Устройство для определения степени гидратации биообъектов, содержащее два генератора, выходы которых соединены с входами преобразователя напряжение ток, к выходам которого подключены токовые электроды, потенциальные электроды соединены через усилитель с входом фильтра низкой частоты и входом фильтра высокой частоты, выходы которых подключены к входу первого и входу второго детекторов соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем снижения влияния помех мультипликативного вида и дестабилизирующих факторов, в него введены соединенные с выходом первого детектора последовательно включенные первый аналого-цифровой преобразователь и первый индикатор, подключенные к выходу второго детектора две параллельные цепи, одна из которых включает в себя последовательно соединенные второй аналого-цифровой преобразователь и второй индикатор, а другая - последовательно соединенные блок масштабирования, третий аналого-цифровой преобразователь и третий индикатор, а также введены третий и четвертый детекторы, первый из которых включен между выходом первого генератора и вторым входом первого аналого-цифрового преобразователя, а второй - между выходом второго генератора и второго аналого-цифрового преобразователя.

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для определения степени гидратации биообъектов содержит два генератора 1 и 2. выходы которых соединены с входами преобразователя 3 напряжение - ток, к выходам которого подключены токовые электроды 4, потенциальные электроды 5 соединены через усилитель 6с выходом фильтра 7 низкой частоты и входомфильтра 8 высокой частоты, выходы которых подключены к входу первого и второго детекторов 11 и 12 соответственно, с целью повышения точности измерения путем они-. жения влияния помех мультипликативного вида и дестабилизирующих факторов в него введены две параллельные цепи, одна из которых включает в себя последователь'но соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14 и индикатор 17. а другая - последовательно соединённые блок 9 масштабирования, аналого-цифровой преобразователь 15 и третий индикатор 18, подключенные к выходу детектора 12 последовательно соединенные АЦП 16 и индикатор 19, а также введены третий и четвертый детекторы 10 и 13, первый из которых включен между выхЬдом генератора 1 и входом АЦП 14. а второй - между выходом генератора 2 и вторым входом АЦП 16, при этом выход детектора 12 соединен с вторым входом АЦП 15. 1 ил.слсXI о00ю ю00