Способ регулирования процесса калибровки фотоплетизмографа и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК A61B5/02 G01N33/16 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА КАЛИБРОВКИ ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к методам исследования периферического кровообращения, а также для оценки степе ни кровенаполнения исследуемого уча ка тела человека и может быть испол зовано при калибровке фотоплетизмографов. Известен способ регулирования процесса калибровки фотоплетизмогра фа, предусматривающий пропускание светового потока через оптический элемент, регистрацию степени осла ления и изменение интенсивности светового потока. известно также устройство для реализации известного способа, соде жащее источник света, оптический фильтр и фотодатчик 11. Недостатком.известных способа и укт.ройства является невозможность быстрого и плавного ослабления свет вого потока на величину 0,001-10%, что соответствует приращению оптиче кой плотности висследуемых тканях биологического объекта за счет увеличения объема кровки под действие сферической деятельности. Цель изобретения - повышение точ ности регулирования процесса калибровки фотоплетизмографа. Указанная цель достигается тем, что световой поток предварительно модулируют, определяют заданную величину переменной составляющей ослабления светового потока путем дополнительного пропускания светового потока через калиброванную колеблющуюся стеклянную плоекопараллель- ную пластину, сравнивают переменную составляющую с текущим значением, а регулирование процесса калибровки фотоплетизмографа осуществляют в зависимости от результата сравнен41Я путем воздействия на амплитуду модулированного светового потока. Устройство для реализации способа снабжено генератором калибровки, калиброванной стеклянной плоскопараллельной пластиной и угломерным приспособлением,при этом плоскопараллельная пластина размещена на оптической оси устройства перпендикулярно последней между оптическим фильтром и фотодатчиком, установлена с возможностью поворота в плоскости , перпендикулярной оптической оси устройства по оси угломерного приспособления, причем генератор калибровки через детектор и модулятор соединен с источником света. На чертеже схематически изображено устройство для реализации способа регулирования процесса калибровки фотогшетизмографа. Устройство для реализации способа регулирования процесса калибровки фотоплетизмографа содержит источник 1 света, объектив 2, световод 3, коллектор 4, оптический фильтр 5 переменной оптической плотности, плоскопараллельную калиброванную п цастину б, объектив 7, фотоприемник 8., усилитель 9, соединенный с индикатором 10 и через детектор 11 - с регистратором 12, Источник 1 питания соединен через модулятор 1.3, генератор 14 импульсов с блоком15 питания и через ключ 16, детектор 17 - с генератором 18 калиб ровки, при этом последний соединен с блоком 15 питания. Калиброванная стеклянная плоскопараллельная пластина 6 размещена на оптической оси устройства перпендикулярно последней между оптическим фильтром 5 и объективом 7,закреплена на оси 19 и через толкатель 20,кулачок 21, зубчатые шестерни 22 и 23 связана с электродвигателем 24 посто янного тока, к которому через электронный регулятор 25 подключен блок 2.6 питания. Вертикальная ось 19 вращения пластины б установлена по оси угломерного приспособления 27, Величина поворота пластины считывается с угломерного приспособления 27 с помощью луп 28. Световой поток от источника 1 све та, питаемого прямоугольньп-ли импульсами от генератора 14 и модулируемо,го модулятором 13 пропускается через оптический фильтр 5 с переменной пло ностью, имитирующий потери лучистой энергии в биологических тканях (кожа костные ткани и т.д.) и калиброванную плоскопараллельную стеклянную пластину 6, жестко связанную с осью . 19. Пластина 5 при помрщи закрепленного на оси 19 толкателя 20 и кулачка 21, установленного на оси шестерни 23 электродвигателя 24 постоянног / тока, может совершать возвратно-вращательное движение в пределах заданного угла и тем самым имитировать до полнительное плавное ослабление лучистого потока в пределах 0,001-10%, происходящее за счет приращения объема крови в исследуемом органе по дейртвием сердечной деятельности. глубина модуляции потока лучистой энергии зависит от величины угла поворота пластины,, а частота ее опре деляется скоростью вращения электродвигателя постоянного тока.Применени двигателя, постоянного тока для указанных выше целей дает возможность , использовать, для управления его рабо той электронный регулятор 25, питае. от блока 26 питания, .что в свою чередь обеспечивает стабильную частоту колебаний калиброванной пластины в диапазоне 1-10 Гц. Предварительная установка калиброванной пластинки под углом относительно ее нормали и оси распространения излучения может быть осуществлена с помощью лимба для отсчета углов поворота, установленного в основании угломерного приспособления 27, вертикальная ось которого совмещена с осью вращения пластинки,а отсчет значения угла поворота производится с помощью лупы 28. Так как угол поворота калиброванной пластины определяется профилем кулачка 21, то, зная угол предварительной установки калиброванной пластины и диапазон ее колебаний по углу., мы можем с высокой точностью по формулам Френеля для поляризованного или неполяризованного излучения (в зависимости от его характе-. ра) определить потери на отражение, вносимые калиброванной пластиной,и таким образом имитировать и затем определить з.начение коэффициента ослабления лучистой энергии за счет приращения объема крови в исследуемом органе. Модулированный лучистый поток с помощью линзы 10 собирается на фотокатоде фотоприемника 8. Снимаемый с фотоприемника электрический сигнал, характеризующий степень ослабления лучистого потока, усиливается усилителем 9, детектируется детектором 11 и далее регистрируется измерительным устройством 12. Величина, соответствующая уровню оптической плотности биологического объекта, регистрируется индикатором 10. После проведения измерения величины сигнала, характеризующего значение коэффициента ослабления лучистого потока калиброванной пластиной, прово-дят настройку генератора калибровки фотоплетизмографа.Для этого включают тумблер 16 и подают сигнал калибровки с генератора 18 через детектор 17 на модулятор 13. Регулируя амплитуду модулирующего напряжения,добиваются на измерительном устройстве 12 той .же амплитуды, которая получена при помощи калиброванной пластины, т.е. при этом же масштабе записи для информативных выходов прибора, например 1%/1 см. Регулировка амплитуды регулирующего напряжения производится при том же значении коэффициентов ослабления оптического фильтра 5 переменной плотности и при том же значении угла, на который была выставлена калиброванная пластина 6 при проведении предыдущего измерения. Блок 26 питания электродвигателя при этом выключен. Погрешность метода определяется на основании точности отсчета угла поворотакалиброваннойпластины и нестабильности спектра излучения ис точника лучистой энергии. Расчетная погрешность регулирования процесса калибровки фотоплетизмо графа по формуле Френеля - менее 0,01% в диапазоне 0-65° при неточное ти установки угЛа л Ч - 30 и разброс показателя преломления лЬ 0,0004 Формула изобретения 1. Способ регулирования процесса калибровки фотоплетизмографа, предусматривающий пропускание светового потока через оптический элемент, регистрацию степени ослабления и изменение интенсивности свето вого потока, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности регулирования, световой поток предварительно модулируют, определяют заданную величину переменной составляющей ослабления све- гового потока путем дополнительного пропускания светового потока через калиброванную колеблющуюся стеклян;ную плоскопараллельную пластину, сравнивают переменную составляющую

У8

15

26

2& ас текущим значением, а регулирова,ние процесса калибровки фотоплетизмографа осуществляют в зависимости от результата сравнения путем воздействия на амплитуду модулированного светового потока. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержгадее источник света, оптический фильтр и фотодатчик, отличающееся тем, что оно снабжено генератором калибровки, калиброванной стеклянной плоскопараллельной пластиной и угломерным приспособлением, при этом плоскопараллельная пластина размещена на оптической оси устройства перпендикулярно последней между оптическим фильтром и фотодатчиком, установлена с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства по оси угломерного приспособления, причем генератор калибровки через детектор и модулятор соединен с источником света. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №410770, кл. А 61 В 5/02, 1971.