Способ измерения сопротивления кожи биологического объекта

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 А 61 В 5/05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

g,I ä ü ã;;, Ф ма

3Й

Ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3738770/28-14 (22) 10.05.84 (46) 07.07.86..Бюл. У 25 (71) Сибирский научно-.исследовательский институт энергетики (72) А.Б. Немировский, А.Г. Соколов и В.А. Марков (53) 615.475 (088.8) (56) Вострокнутов Н.Г. Электрические измерения. М.: Высшая школа, 1966, с. 169.

Шминке Г.А. Электрические измерения в физиологии и медицине. М.:

Медиздат, 1956, с. 35. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ,СОПРОТИВЛЕНИЯ КОЖИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА путем измерения разности потенциалов и тока между установленными на био„„SU„„1242117 А1 логическом объекте активным и неактивным электродами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью устранения влияния внешнего электрического поля промышленной частоты, экранируют неактивный электрод, вво. дят токоприемный электрод над активным электродом и электрод, соединяющий биологический объект с нулевой шиной, измеряют разность потенциалов и ток между активным и токоприемным электродами,, затем экранируют токоприемньФ электрод и по изменению разности потенциалов между активным и неактивным электродами и току между активным и неактивным электродами определяют

Э сопротивление кожи.

1 1

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для использования в институтах по охра- не труда при измерении сопротивле" ния кожи биологического объекта в условиях воздействия электрического поля промьппленной частотЫ.

Цель изобретения — устранение влияния внешнего электрического поля промышленной частоты на результаты измерения сопротивления кожи.

На фиг. 1 показана схема для реализации предлагаемого способа, на фиг. 2 — тело биологического объекта с наложенными электродами;

Ма фиг.3 — электрические эквивалентные схемы кожного покрова.

Способ осуществляется следующим образом.

На исследуемый участок кожи человека накладывают. электроды 1 и 2.

Тело человека соединяют с общей шиной, накладывая, например,:на, щиколотку электрод 3. Этим стабилизируется прохождение тока,от источника электрического. поля через тело человека, так как исключается влияние распределенных емкостей тела относительно земли при случайном изменении позы во время исследования сопротивления кожи. Тем самым повьцпается точность измерения.,Для измерения тока, протекающего от источника электрического поля через активный электрод 1, над ним с небольшим зазором (0,1-0,2 мм), заполненным диэлектрической прокладкой, размещают дополнительный токоприемный электрод 4 (фиг. 1). Электроды и тело человека, на которое воздействует внешнее электрическое поле промьппленной частоты, работают в данном случае как антенна, принимающая сигнал наводок. На электроде

4 индуцируются заряды, стекающие через входное сопротивление измерителя 8 тока и соединительный кабель 7 на активный электрод 1 и затем через тело человека на общую шину. На выходе кабеля 7 между электродами 1 и 2 включают высокоомный (100 МОм) измеритель .9 напряжения. Уравнение для потенциалов, наведенных на активном и неактивном электродах внешним электрическим полем промышленной частоты, выражается через падение напряжения на наружном слое кожи (эпидермисе) и внутренней ткани тела.

242117

На фиг. 2 условно показано тело человека. с наложенными на него активным 1, неактивным 2 и заземляющим 3 электродами, где „ 1"- источник внешнего .электрического поля; С и С ьл ф. емкости источника внешнего поля относительно электродов 1 и 2.

Для данной схемы наложения электродов на фиг. 3 приведены электрические эквивалентные схемы тела человека Й- — для участка тела между электродами 1-3; б -для участка тела между электродами 2 и 3, где Z и . н

2i н — сопротивление наружного слоя

15 кожи под электродами 1 и 2; К и — сопротивление внутренних тканей тела под электродами 1 и 2 относительно заземляющего электрода;

Е ч — сопротивление наружного слоя

20 кожи под заземпяющим электродом; . Согласно второму закону Кирхгофа для электрических эквивалентных схем человека (фиг. 3) имеем

1 В„.+ 1Н, (1 )

Т".. ""Íà" ""4+ Нь где, и ф, — потенциалы электродов

1 и 2 относительно. земли;

U и U< — падение напряжения на наружном .слое кожи под электродами 1 и 2 соответственно;

И< и 0 - падение напряжения на сопротивлениях внутренних тканей тела

R „и Rg соответственно

U — падение напряжения на

Ц наружном слое кожи

Е„под заземляющим электродом.

Наведенные источником внешнего электрического поля J токи и а. на электродах 1 и 2 протекают через соответствующие сопротивления эпидермиса Е„„и Z> и вызывают на них падение напряжения:

Разность потенциалов и 4 между электродами 1 и 2 с учетом уравнений (1) — (3), равна

55 а Þ - af„+X„z, z„(4) где =U1„--U

12421 l0 (7) 3

При измерении сопротивления кожи сначала экранируют от воздействия внешнего поля неактивный электрод

2 путем размещения над ним электростатического экрана 6, соединенного с экранирующей оплеткой соединительного кабеля 7 и корпусом прибо; ра 10. При .этом ток Е становится равным нулю. Измеряют разность по-. тенциалов л, и ток I протекаю,о щнй через активный электрод. Согласно уравнению (1) при Е =0 эти величины связаны зависимостью

Кроме электрода 2 экранируют от внешнего поля активный электрод. Для этого над токоприемным электродом 20

4 устанавливают электростатический экран 5 и соединяют его c экранирунiщей оплеткой соецинительного кабеля

7. Экраны 5 и 6 могут быть выполнены, например, в форме пластин, рас- 25 .полагаемых с зазором над соответствующими экранируемьпки электродами 1 и 2. Причем экран 5 с возможностью отгибания. его в сторону, чтобы не перекрывать .токоприемный 30 электрод 4 и соединенный с ним элек-, 17- . 4 трод 1 при измерении тока 3 и

/ разности потенциалов Ъ . После экранирования обоих электродов токи

Ед = Z =0. Измеряют разность потенн циалов P между электродами 1 и 2, которая согласно уравнению (5) равна К = а 1, (6)

Сопротивление кожи Е определяют из уравнения (5) по измеренным величинам разностей потенциалов Ь ф, . с и тока I„. С учетом уравнения (6) имеем. Поскольку в предлагаемом способе для измерения сопротивления кожи. биологического объекта используется в качестве источника напряжения сигнал наводки от внешнего электромагнитного поля промышленной частоты и не требуется автономный reHepaTop

50 Гц, в измерительной системе, реализующей .способ, не возникает бие- ний электрических колебаний. Этим повышается точность измерения сопротивления кожи при воздействии на человека .внешнего электромагнитного поля промышленной частоты.

1242117

Составитель 10. Кочетков

Техред О,Сопко

Корректор Л. Патай

Редактор А. Козориз, тираж 660 Подписное

BUHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3635/6

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4