Устройство для измерения локального мозгового кровотока Советский патент 1980 года по МПК A61B5/02 

1

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике.

Известно устройство для измерения локального мозгового кровотока, представляющее собой изотермический потокоме, где доток определяется измерения теплопроводности ткани в окрестности подогреваемого термистора, поддерживаемого при фиксированной более высокой температуре, чем температура контрольного термистора, измеряющего температуру ткани и находящегося на расстоянии около пяти миллиметров от подогреваемого термистора для исключения взаимовлияния. Кроме того, в известном устройстве поддерживается постоянной фиксированная небольшая разность температуры между данными термодатчика, а поток, следовательно, определяется при помощи рассевания подогреваемого термистора, для чего в схеме имеется устройство умножения тока, текущего через подгреваемый термистор, на падение напряжения на нем.

Недостатком устройства является то, что для измерения потока крови в перфузированной ткани в нем используется два термодатчика. Это делает

трудоемким изготовление датчика для Проведения локальных измерений кровотока, а также снижает объективность таких измерений с количественной точки зрения, так как при этом происходит чрезмерная травматизация ткани. Особенно это сказывается при измерении локального кровотока в глубоких структурах мозга, так как размеры измерительного датчика за счет наличия в нем двух термодатчиков не удается сделать такими, чтобы обеспечить минимальную травматиэацию этого кровного метода измерения.

Известно также устройство для измерения локального мозгового кровотока, содержащее датчик температуры, генератор греющего тока, усилитель, блок управления генератором греющего тока и регистрирующий блок. Это устройство основано на использовании метода теплового клиренса, т.е. на определении интервала времени полувыведения тепла от подогреваемой термопары с последующим расчетом скорости кровотока по формуле.

Однако известное устройство также имеет недостаточную точность измерения локального кровотока в глубоких структурах головнр о мозга и вызывает травматиэацию ткани головного моз га. Целью изобретения является уменьшение травматизации ткани головного мозга и повышение точности измерения локального кровотока в глубоких стру турах головного мозга. Поставленная цель достигается там что в устройство, содержащее датчик температуры, генератор греющего тока, усилитель, блок управления гене ратором греющего тока и регистрирующий блок дополнительно введены аналоговый коммутатор, генератор измерительного тока, блок управления генератором измерите.пьного тока, прерыватель греющего тока, управляемый повторитель импульсов и две схемы выборки и хранения. При этом одна клемма термодатчнка через аналоговый коммутатор соединена с генераторам греющего и измерительного тока, а также с запоминающими входами схем выборки и хранения, а другая клемма термодатчика предназначена для соединения с землей, причем другие входы схем выборки и хранения через управляемый повторитель импульсов соединены с выходом блока управления генератором измерительного тока,вход которого подключен к выходу блока уп равления генератором греющего тока, другие выходы блоков управления гене раторами греющего и измерительного токов подключены ко входам аналогового коммутатора, к другому входу ко торого подключены неинвертирующий вы ход-прерывателя греющего тока и один из входо§ управляемого повторителя импульсов, другой вход которого сое динен с инвертирующим выходом прерыв теля греющего тока. Один из выходов аналогового коммутатора соединен со своим управляющим входом, а выходы схем выборки и хранения через усилитель подключены к регистрирующему блоку. На чертеже изображена блок-схема устройства для измерения локального мозгового кровотока. Устройство для измерения локально го моз-гового кровотока содержит термодатчик 1,одна клемма которого чере аналоговый коммутатор 2 соединена с генераторами 3 измерительного и 4 греющего тока, а также с запоминающими входами схем 5 и б выборки и хранения Другая клемма термодатчика 1 соединена с шиной земли. Другие входы схем 5 и 6 выборки и хранения через управляемый повторитель. 7 импульсов соединены последовательно с блоками управления генераторов 8 измерительного и 9 греющего тока, выходы которых соединены с аналогевым коммутатором 2, Неинэертирующий .выход прерывателя 10 импульсов грею его тока соединен с одним из входов правляемого повторителя 7 импульсов ругой вход которого соединен с ийертирующим входом прерывателя 10 мпульсов греющего тока. Один из ыходов аналогового коммутатора 2 оединен с одним из своих входов. ыходы схем 5 и 6 выборки и хранения ерез усилитель 11 соединены с регитрирующим .блоком 12, Устройство работает следующим обазом, Для измерения локального мозгового кровотока используется всего один термодатчик 1, который вводится в соответствующую область мозга. При этом блоки управления генераторами измерительного и греющего тока обеспечивают подачу на термодатчик 1 импульсов тока в следующей последовательности. Сначала на термодатчик 1 подается практически постоянный . греющий ток с генератора 4 греющего тока, который сигналом со схемы блока управления генератором греющего тока прерывается на очень короткое время 2 с периодом Т о . Этот ток разогревает термодатчик 1 на несколько градусов больше температуры окружающей ткани, В паузах импульсов греющего тока с генератора 3 измерительного тока подается короткий измерительный импульс длительностью , что обеспечивается блоком 8 управления генератора измерительного тока. Этот ток Служит для определения температуры разогрева термодатчика 1, Кроме этого, греющий ток дополнительно прерывается импульсаМи со скважностью, равной двум, с прерывателя 10 импульсов греющего тока, причем длительностью прерывания и определяется инерционными возможностями используемого термодатчика 1 в исследуемой среде, С выхода блока 8 управления генератором измерительного тока на один из входов схем 5 и б выборки и хранения через управляемый повторитель 7 импульсов подается импульс хранение с длительностью с , расположенный в середине импульса tg , При этом при подаче на аналоговый коммутатор 2 и на один из входов сдвоенного управляемого повторителя 7 импульсов уровня логической единицы с неинвертирующего выхода прерывателя 10 импульсов на выходе схемы 6 выборки и хранения запоминается напряжение на разогретом термодатчике 1 обусловленное прохождением через него измерительного тока с генератора 3 измерительного тока в моменты прихода импульсов хранения с длительностями 64 t Импульсы храненияt на вход схеMJ 5 выборки и хранения не поступают, так как управляемый повторитель 7 импульсов будет закрыт уровнем ло.гического нуля с инвертирующего выхода прерывателя 10 импульсов греюще-го тока. Поэтому на выходе 5 выборки и хранения на время паузы з будет запоминаться предыдущая амплитуда напряжения на неразогретом термодатчике 1. При подаче на управляемой повторитель 7 импульсов и аналоговый коммутатор,2 уровня логического нуля с неинвертирующего выхода пр рывателя 10 импульсов, что соответст вует поступлению с его инвертирующего выхода уровня логической единицы на вход управляемого повторителя 7 импульсов, на термодатчик 1 будут пр ходить только короткие измерительные импульсы г так как греющий ток будет прерван. На выходе схемы 5 выбор ки и хранения будет запоминаться амплитуда на неразогретом термодатчике 1 в моменты прихода импульсов ь . На выходе схемы 6 выборки и хранения на время паузы д запоминается предыдущая амплитуда напряжения на разогретом термодатчике 1, После чего напря жение с выходов схем 5 и 6 выборки и хранения, которые соответствуют температурам разогретого и охлажденного термодатчика 1, поступают на вход усилителя 11, где они постоянно вычитаются, исклкТЧая тем самым вли яние температуры перфузированной тка ни на измерение потока и, после этого поступают на регистрирующий блок 12, Так как скорость измерения локального мозгового кровотока на много порядков меньше, чем длительность прерывания греющего тока Т, регистрирующий блок 12 будет с достаточно, высокой точностью измерять локальный мозговой кровоток. Таким образом, предлагаемое устройство может найти применение в тех областях науки и техники, где необходимо измерять локальный расход жидкости или газа. При этом возможности измерения изменений локально.го расхода жидкости или газа данным устройством при больших градиентах скорости течения жидкости или газа ограничены практически инерционными возможностями измерительного термодатчика 1, В результате такого выполнения устройства уменьшается травматизация ткани головного мозга иповышается точность измерения кровотока. Формула изобретения Устройство для измерения локального мозгового кровотока, содержащее датчик температуры, генератор греющего тока, усилитель, блок управления генератором греющего тока, регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью уменьшения травматизации ткани головного мозга и повышения точности измерения локального кровотока в глубоких структурах головного мозга, в устройство введены аналоговый коммутатор, генератор измерительного тока, блок управления генератором измерительного тока, прерыватель греющего тока, управляемый повторитель импульсов и две схемы выборки и хранения, при этом одна клемма термодатчика через аналоговый коммутатор соединена с генераторами греющего и изгюрительного тока,а также запоминающими входами схем выборки и хранения, а другая клемма термодатчика предназначена для соединения с землей, причем другие входы схем выборки и хранения через управляемый повторитель импульсов соединены с выходом блока управления генератором измерительного тока, вход которого подключен к выходу блока управления генератором греющего тока, другие выходы блоков управления генераторами измерительного и греющего токов подключены ко входам аналогового коммутатора, к другому вхрду которого:подключены неинвертирующий выход прерыватедя греющего тока и один из входов у1травляемого повТорителя импульсов, другой вход которого соединен с инвертирующим выходом прерывателя греющего тока, один из выходов аналогового коммутатора соединен со своим управляющим входом, а выходы схем выборки и хранения через усилитель подключены к регистрирующему блоку.