Реограф Советский патент 1982 года по МПК A61B5/02 

(54) РЕОГРАФ

Изобретение относится к медицинсксЛ технике и может быть использовано для изучения патогенеза, динамики заболевания, внутриоперационной диагностики у больных нейрохирургического профиля. Известно устройство для измерения сопротивления мозговых тканей, содериса щее генератор синусоидального напряжения, резистор, аттенюатор, усилитель, детектор и индикатор 1J Однако достоверность известного устройства недостаточно высока в связи с нелинейностью сопротивления обьекта изм рения при изменении силы тока, объясняемой рядом причин, в том числе диссоциацией молекул, под действием приложенного электрического поля, уменьшением мембран активированных нейронов, усилением местного кровотока и местной вазодилятации в активированной нервной ткани и т. д. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является рео- граф, содержащий генератор напряжения высокой частоты, генератор тока, две nafbi электродов, буферный усилитель, синхронный детектор, усилитель низкой частоты r iНедостатком известного устройства является то, что оно работает на низкой частоте, не имеет необходимого частотного и динамического диапазона, что не позволяет судить о степени гиаротации головного мозга в целом и исключает возможность отдельной оценки сопротивления нейронов, глиальных клеток, экст- роклеточного пространства, сосудистой составляющей импеданса, что имеет важное значение в решении практических вопросов эффективности медикаментозной терапии, диагностики.отека - набухания головного мозга. Это станови;тся .возможным лшиь при исследовании обьекта измерения на различных частотах. Цель изобретения - повьццение точности измерений при исследовании больных нейрохирургического профиля путем расширения частотного диапазона и диапазона измеряемых сопротивлений. Поставленная цель достигается тем, что в реограф, содержащий генератор напряжения высокой частоты, 1 нератор тока, соединенный с токовыми электродами, измерительные электроды, преобразователь, включающий предварительный усилитель, выпрямитель с усилителем низкой частоты, введены аттенюатор с переключателем, выполненным на реле о герметизированными контактами, и индикатор, а генератор напряжения высокой частоты перестраиваемый, генератор тока стабилизирован и включен между генератором напряжения высокой частоты и токовыми электродами, вход преобразователя через аттенюатор подключен к измерительным электрюдам,. а выхо к входу индикатора. Кроме того, генератор тока выполнен в виде усилителя, вход которого через оп рон подключен к генератору напряжения высокой частоты, а выход - к первичной обмотке разделительного тргансформатора, выводы вторичной обмотки которого один прямо, а другой через резистор, соединены с токовыми электродами, резистор включен также между входами выпрямите ля, выход которого через фильтр соедине с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к источнику опо ного напряжения через потенциометр, а ВЫХОД - к светодиоду оптрона через регулятор. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства. Устройство содержит генератор 1 напряжения высокой частоты перестраиваемый, генератор тока 2, токовые электро ды 3, измерительные электроды 4, преоб разователь 5, предварительный усилитель 6, выпрямитель с усилителем низкой час тоты 7, аттенюатор 8, индикатор 9, уси литель 10, оптрон 11, разделительный трансформатор 12, резистор 13, выпрямитель 14, фильтр 15, компаратор 16, источник опорного напряжения 17, потен циометр 18, светодиод 19 оптрона, регулятор 2О. В реографе генератор напряжения высокой частоты 1, генератор тока 2 и то ковые электроды 3 соединены последовательно и подключены к объекту измерения, который червз измерительные электроды 4 и аттенюатор 8 соединен с последовательно включенными преобразователем 5 и индикатором 9. Е генераторе ока 2 вход усилителя 10 через оптрон 1 соединен с выходом г енератора 1, а ыход - с первичной обмоткой трансфоратора 12, вторичная обмотка которого соаинена с токовыми электроаами. 3 и резисором 13, включенным межцу вкоаами вырямителя 14, выход которого через ильтр 15 подключен к первому входу омпаратора 16, второй вход которого ерез потенциометр 18 соединен с исочником 17, а выход через регулятор О со светодиодом 19. Устройство работает следующим обраом. Объект измерения через токовые электроды 3 подключается к. выходу генератора тока 2, который поддерживает ок через объект измерения неизменным в диапазоне частот 50 Гц - 50 кГц и при изменении полного сопротивления объекта 50 Ом - 1ОО кОм. На вход генератора тока 2 от генератора 1 подает ся синусоидальное напряжение. Через измерительные электроды 4 (предпочтительно с использованием тетраполярного метода отведений) с объекта измерения сигнал поступает на аттенюатор 8 и далее через преобразователь 5 на индикатор 9. . Генератор тока 5 работает следующим образом. Оптрон 11 изменяет свое сопротивление, входному сигналу, в связи с чем изменяется- коэффициент усиления усилителя 1О, нагруженного на разделительный трансформатор 12, который служит для гальванической развязки генератора тока 2 и измерительной части устройства, что необходимо для возможности реализации тетраполярного метода. В цепь вторичной обмотки трансформатора 12 включены объект измерения (через токовые электроды. 3) и резистор 13. Так как ток через резистор 13 и сопротивление объекта измерения одинаков, то поддерживая неизменным напряжение на резисторе 13, соответственно поддерживают неизменным ток через объект измерения. Сигнал с резистора 13, проходя через выпрямитель 14 и низкочастотный фильтр 15, поступает на вход компаратора 16, где сравнивается с сигналом задания тока через объект измерения, сни.маемым с движка потенциометра 18, который подключен к источнику опорного напряжения 17. . 5D Сигнал разбаланса (разность между сигналом задания тока через объект измерения и сигналом, нропорциональным току через объект) поступает на регулятор 2О тока светолиода 19 оптрона. Если ток через объект измерения уве личится, то увеличится напряжение на резисторе 13, увеличится сигнал на выходе выпрямителя 14 и на выходе фильт ра 15. В этом случае сигнал на выходе фильтра 15 превышает сигнал задания тока через объект, на выходе компаратора 26 появляется напряжение, которое через регулятор 20 поступает на светодиод 19 оптрона и запирает его. Сопротивление в цепи оптрона 11 уве личивается, в результате чего сигнал на выходе усилителя 10 уменьшается, что приводит к уменьшению тока через объект измерения. В правильно скорректированной схеме существует динамическое равновесие и ток через сопротивление объектаподдерживается с высокой стабильностью. Устройство имеет 5 пределов измерения импеданса: 10 Ом, 100 Ом, 1 кОм, 10 кОм и 100 кОм. Следовательно, максимальный коэффициент деления должен составлять 100 дб. Обычные открытые контактные группы переключателей имеют большие монтажные емкости и нестабильные переходные сопротивления. Использование реле с герметизированными контактами значительно улучшает характеристики предлагаемого устройства. Для обеспечения возможности работы устройства с использованием тетраполяр- ного метода отведений необходимо гальванически разделить иепи генератора тока 5 и измерительной части прибора, что в данном случае выполняется путем использования разделительного,трансформатора 12, оптрона 11 и двух групп источников питания. Данное устройство обеспечивает следу- ющие технические характеристики: погреш ность измерения менее 1%; частотный диа - пазон 5О Гц - 50 кГц, диапазон измеряемых сопротивлений 5О Ом - 100 кОм. Таким образом, схемное решение пред- лагаемого устройства позволяет с высокой точностью измерять импеданс мозговой ткани в широком диапазоне частот и сопротив-аений, что особо важно при определении границ очагов патологической деструкции, а также оценки вне- и внутриклеточной гидротации мозговой ткани, а также не ограничивает возможностЬдегчэ использования и в других областях практической и экспериментальной медицины. Формула изобретения 1. Реограф, содержащий генератор напряжения высокой частоты, генератор тока, соединенный с токовыми электродами, измерительные электроды, преобразователь, включающий последовательно соединенные предварительный усилитель, выпрямитель с усилителем низкой частоты, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений при исследовании больных нейрохирургического профиля путем расширения частотного диапазона измеряемых сопрхэтивлений, в него введены аттенюатор с переключателем, выполненным на реле с герметизированными контактами, и индикатор, генератор напряжения высокой частоты перестраиваемый, генератор тока стабилизирован и включен между генератором напряжения высокой частоты и токовыми электродами, вход преобразователя через аттенюатор подключен к измерительным электродам, а выход - к входу 1шдикатора. 2. Реограф по п. 1, отличающий с я тем, что генератор тока выполнен в.виде усилителя, вход которого через оптрон подключен к генератору напряжения высокой частоты, а выход - к первичной обмотке разделительного трансформатора, выводы вторичной обмотки которого один прямо, а другой через резистор, соединены с токовыми электродами резистор включен также между входами выпрямителя, выход которого через фильтр соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения через потенциометр, а выход - к светодиоду оптрюна через регулятор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.-Егоров Е. В., Кузнецова Г. Д. озг - как объемный проводник. Наука, 1976, с. 31-43. 2. Авторское свидетельство СССР 831107, кл. А 61 В 5/02. 07.05.79.