Устройство для регистрации биопотенциалов ритмически возбуждающихся клеток Советский патент 1992 года по МПК A61B5/05 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в экспериментальной физиологии.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, стабилизатор тока и усилитель, индифферентный электрод и микроэлектрод, соединенный с выходом стабилизатора тока, а также последовательно соединенные синхронный детектор, вход которого соединен с выходом усилителя, а управляющий вход - с выходом генератора импульсов, интегратор, аналоговый умножитель, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, и второй стабилизатор тока, выход которого соединен с индифферентным электродом.

Недостатком устройства является наличие помех от стимулирующих/ импульсов, вызванных отличием фронтов компенсирующих и стимулирующих импульсов.

Цель изобретения - снижение уровня помех от фронтов стимулирующих импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации биопотенциалов ритмически возбуждающихся клеток, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, первый стабилизатор тока, усилитель, первый синхронный детектор, первый интегратор, первый аналоговый умножитель, второй стабилизатор тока, индифферентный электрод, выход генератора тока соединен с управляющим входом синхронного детектора и с вторым входом аналогового умножителя, выход стабилизатора тока соединен с микроэлектродом, введены последовательно Соединенные формирователь, второй синхронный детектор, второй интегратор, второй аналоговый умножитель, конденсатор, второй вывод которого подключен к входу второго стабилизатора тока, второй выход генератора импульсов соединен с входом формирователя импульсов, выход усилителя соединен с вторым входом второго синхронного детектора.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, первый стабилизатор 2 тока, усилитель 3, первый синхронный детектор 4, первый интегратор 5, первый аналоговый умножитель б, второй стабилизатор 7 тока, индифферентный электрод 8, выход генератора 1 импульсов соединен с управляющим входом первого синхронного детектора 4 и вторым входом аналогового умножителя 6,

выход первого стабилизатора 2 тока соединен с микроэлектродом 9. Кроме того, в этом устройстве последовательно соединены формирователь 10, второй синхронный детектор 11, второй интегратор 12, второй аналоговый умножитель 13, конденсатор 14, второй вывод которого подключен на вход второго стабилизатора 7 тока, второй выход генератора 1 импульсов соединен с входом

0 формирователя 10 импульсов, выход усилителя 3 соединен с входом-второго синхронного детектора 11.

Устройство работает следующим образом.

5 На микроэлектрод 9 подаются импульсы стимуляции от стабилизатора 2 тока. На индифферентный электроде в противофазе к импульсам стимуляции подаются импульсы от второго стабилизатора 7 тока. На вы0 ходе усилителя 3 присутствуют импульсы исследуемой клетки, регистрируемые микроэлектродом 9, а также нескомпенсированная часть импульсов стимуляции. Первый синхройный детектор 4 открывает5 ся только на время генерации импульсов стимуляции, поэтому на его выходе присутствует только нескомпенсированная часть импульсов стимуляции. Эти импульсы подаются на первый интегратор 5 с инвертиру0 ющим входом, напряжение с выхода которого подается на вход первого аналогового умножителя 6 и через второй стабилизатор 7 тока на индифферентный электрод 8. В целом получается статическая схема

5 автоматического регулирования, где нескомпенсированная часть импульса является сигналом ошибки и величина его определяется коэффициентом усиления Ку первого интегратора 5. Так как Ку достаточ0 но большой, то нескомпенсированная часть импульса мала. Однако фронты импульсов стимуляции компенсируются в этой схеме хуже, так как постоянная времени в цепи компенсации не изменяется. Для компенса5 ции фронтов импульсов стимуляции предназначена вторая цепь автоматического регулирования, состоящая из введенных блоков. Второй синхронный детектор 11 открывается импульсом формирователя 10 на

0 время действия фронта импульса стимуляции. Если у импульса стимуляции, подаваемого на микроэлектрод 9, фронт круче, чем у компенсирующего импульса, снимаемого с второго стабилизатора 7 тока и подавае5 мого на индифферентный электрод 8, то на выходе второго синхронного детектора 11 появляется сигнал ошибки, который интегрируется и усиливается вторым интегратором 12, напряжение на выходе этого интегратора, подаваемое на вход второго

умножителя 13, увеличивается, поэтому увеличивается амплитуда импульса на выходе умножителя 13, по этой причине уменьшается ток через конденсатор 14, т.е. уменьшаются величина эквивалентной емкости Сз и длительность фронта импульса компенсации (фронт становится круче), при этом сигнал ошибки уменьшается. Аналогично этому происходит компенсация фронта стимулирующего импульса при увеличении длитель- ности фронта (уменьшении крутизны) - имеет место уменьшение сигнала ошибки, уменьшение потенциала на входе второго аналогового умножителя 13, уменьшение амплитуды импульса на выходе этого умно- жителя, увеличение эквивалентной емкости и увеличение длительности фронта компенсирующего импульса, подаваемого на индифферентный электрод 8. Если коэффициент усиления второго интегратора 2 достаточно большой, то сигнал ошибки может быть малым и степень компенсации достаточно высокой. Выполнение интеграторов на современных ОУ, имеющих коэффициент усиления свыше 105, позволяет легко реализовать устройство.

Формула изобретения

Устройство для регистрации биопотенциалов ритмически возбуждающихся клеток при электростимуляции, содержащее соединенные последовательно генератор импульсов, первый стабилизатор тока, усилитель, первый синхронный детектор, первый интегратор, первый аналоговый умножитель, второй стабилизатор тока, индифферентный электрод, выход генератора импульсов соединен с управляющим входом первого синхронного детектора и с вторым входом аналогового умножителя, выход первого стабилизатора тока соединен с микроэлектродом, отличающееся тем,что, с целью снижения уровня помех от фронтов стимулирующих импульсов, в него введены соединенные последовательно формирователь, второй синхронный детектор, второй интегратор, второй аналоговый умножитель, конденсатор, второй вывод которого подключен к входу второго стабилизатора тока, второй выход генератора импульсов соединен с входом формирователя импульсов; выход усилителя соединен с вторым входом второго синхронного детектора.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в экспериментальной физиологии. Устройство содержит генератор 1 импульсов, два стабилизатора тока 2, 7, усилитель 3, два синхронных детектора 4,11, два интегратора 5, 12, два аналоговых умножителя 6, 13, индифферентный электрод 8, микроэлектрод 9, формирователь 10, конденсатор 14.1 ил.