Устройство для кератоимпедансометрии

 

Устройство для кератои ипг /;ангомет рии относится к медицинской TI хнике и мо жет быть использовано в ррогрн ии и медицинской диагностике для выявленных границ патологических изменений очагов биоткани для поиска БАТ и определения их функционального состояния Целью изобре тения является повышение точности диаг ностики состояния кераты глаза Устройство содержит генератор 1 выход ной усилитель 2 первый развязывающий трансформатор 3 активный электрод 4 пас сивный электрод 5 элемент 6 согласования селективный усилитель 7 перв1 ри фазовый детектор 8 члемент 9 сравнения делитель 10 фазовращчтегн 11 управляемый vcimn тель 12 второй рнчлелительмыи трансфер матор 13 первый nept- ключртело 1 второй фазовый делрктор 15 усилитель 16 вычис литель 17 псрпыи D триггер 18 второй D триггер 19 элемент НЕ 20 детектор 21 погарифмичоскии усилитель 22 источник 23 опорного напряжения второй переключа тель 4 сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 61 В 5/0295, 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

gën

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4366627/14 (22) 22.01.88 (46) 30.01.91, Бюл. М 4 (71) Институт физики полупроводников СО

АН СССР, Одесский научно-исследовательский институт глазных болезней и тканевой терапии им. акад. В.П.Филатова и Специальное конструкторско-технологическое бюро специальной электроники и аналитического приборостроения СО А! СССР (72) П.П.Добровольский. В. В.Т ринчук, Б.И.Солдатов, В.И,Усик и М.И.Снипа (53) 615,47 (088 8) (56) Тринчук В.В, Импедансоме оия роговицы глаза. Киев: Здоровья, 1986, с 17. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КБ РАТОИМПБДАН

СОМЕТРИИ (57) Устройство для кератои пг дансометрии относится к медицинскои т клике I может быть использовано в рео рафии и

„„Я2 „„1623609 А1 медицинской диагностике для выявленных границ патологических изменений очагов биоткани, для поиска БАТ и определения их функционального состояния. Целью изобретения является повышение точности диагностики состояния кераты глаза.

Устройство содержит генератор 1, выходной усилитель 2, первый развязывающий трансформатор 3, активный электрод 4, пассивный электрод 5, элемент 6 согласования, селективнл и усилитель 7, перв и фазовый детектор 8, элемент 9 сравнения, делитель

10, фазовращатель 11, управллемыл усилитель 12 втор «разделительныи трансформатор 13, пе(ыыи переключатель 11, второй фазовый детектор 15, усилитель 16, вычислитель 17, первый D тпиггер 18, второй 0триггер 19, элемент НЕ 20, детектор 21, логарифмическии ус«ли ель 22, источник 23 опорного напряжения, второй переключатель 24.

1623609

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к кератоимпедансометрии, и может быть использовано в реографии и в медицинской диагностике для выявления границ паталогических изменений очагов биоткани, для поиска БАТ и определения их функционального состояния.

Целью изобретения является повышение точности диагностики состояния кераты глаза.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для кератоимпедансометрии содержит генератор 1, соединенные последовательно выходной усилитель 2, первый развязывающий трансформатор 3 и активный электрод 4, а также пассивный электрод 5, элемент 6 согласования, подключенный к второму выходу первого развязывающего трансформатора 3, соединенные последовательно селективный усилитель 7, первый фазовый детектор 8, элемент 9 сравнения; соединенные последовательно делитель 10 частоты, фазовращатель 11 и управляемый усилитель 12, выход которого соединен с входом выходного усилителя 2, второй разделительный. трансформатор 13, выход которого соединен с входом селективного усилителя 7; соединенные последовательно первый переключатель 14, второй фазовый детектор 15, усилитель 16 и вычислитель 17, а также первый D-триггер 18, второй D-триггер 19, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого переключателя 14, второй выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора 8, первый вход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора 15, элемент HE 20. выход которого соединен с С-входом первого

D-триггера 18, а вход — с С-входом второго

D-триггера 19 и первым выходом генератора 1, второй выход которого подключен к делителю 10, выход которого соединен с

D-входами первого и второго D-триггеров

18, 19; соединенные последовательно детекторы 21 и логарифмический усилитель

22, выход которого соединен с вторым входом вычислителя 17, третий выход первого развязывающего трансформатора 3 соединен с входом детектора 21, четвертый выход — с первым входом второго развяэывающего трансформатора 13, второй вход которого подключен к пассивному электроду 5 и выходу элемента 6 согласования; соединенные последовательно источник 23 опорного напряжения, второй переключатель 24, выход которого подключен к выходу управления регулируемого усилителя 12, а втсрой вход — к выходу элемента 9 сравнения, 5

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал с частотой

2 f> (например, 2 МГц) с генератора 1 поступает на делитель, с выхода которого через фазовращатель 11 поступает на вход регулируемого усилителя 12, а затем через выходной усилитель 2 и первый развязывающий трансформатор 3 поступает на активный электрод 4. Для напряжения на активном электроде 4 можно записать

0 U. eKOC где U<; — амплитуда напряжения; в- угловая частота;

t — время.

Напряжение с частотой f<, сдвинутое по фазе на 180 относительно напряжения 0 на активном электроде 4, поступает на пассивный электрод 5 через отключаемые элементы 6 (R T и С т) согласования.

Рассмотрим работу устройства, когда элементы 6 согласования отключены, т.е. выполняется условие Я т = 0 и C T = О.

При подаче на измеряемый объект переменного напряжения с частотой f> через него протекает ток

t = U„e о (,io)C + G ) и на индуктивной нагрузке первичной обмотки второго развязывающего трансформатора 15 выделяется напряжение

U. == l Z. = U, д" (гьС+ 6)

idol = Uo .„аде ""(С вЂ” i — ), где С вЂ” емкось измеряемо о объекта, и> =

=2л 1;

G проводимость измеряемого обьекта;

, = а) L — индуктивное сопротивление первичной обмотки второго развязывающего трансформатора 13, причем всегда выполняется условие / Z„,/(<бЕ„„б(/2д/=

=500/Z<>M /), где /Zv3M/ — модуль измеренного импеданса.

Напряжение, пропорциональное U, выделясгся на вторичной обмотке трансформатора 13 и поступает на вход селективного усилителя 7, где усилива;..тся и поступает на первые входы фазовых детекторов 8 и 15.

Ортогональные опорные напряжения о частотой f, поступающие иа вторые входы фазовых детекторов 8 и 15 через первый переключатель 14, формируются следующим образом.

Напряжение с выхода генератора 1 с частотой 211 поступает на элемент НЕ 20 и на вход С второго триггера 19, На вход С первого триггера 18 напряжение с частотой

2ft поступает с выхода инвертора 20. Таким

1623609 6

10

15 образом, на входы С триггеров 18 и 19 поступают противофазные сигналы с частотой

2f>. На входы 0-триггеров 18 и 19 поступает сигнал синхронизации с частотой f> с выхода делителя 10 частоты. На выходах триггеров 18 и 19 формируются меандры с частотой fi. фазовый сдвиг между которыми составляет 90 С, поступающие через переключатель 14 на вторые входы первого и второго фазовых детекторов 8 и 15.

Фазовый детектор 8 настроен на емкостную составляющую (режим 1) измеряемого объекта и не его выходе имеет

0в K Up Lí С, где к — коэффициент пропорциональности.

Сигнал, пропорциональный емкости С измеряемого объекта, поступает на регистратор (на чертеже не показан).

На выходе фазового детектора 15, настроенного на активную составляющую измеряемого обьекта, имеем

Ul5 = К0о Ь G — G.

Напряжение, пропорциональное проводимости G измеряемого обьекта, поступает на выходную клемму устройства для подключения к регистратору и на вход логарифмического усилителя 16, на выходе которого имеем сигнал, пропорциональный Ig R измеряемого объекта, который также поступает на регистратор.

В режиме измерения емкости С и проводимости G или tgR напряжение источника

23 опорного напряжения через переключатель 24 поступает на управляющий вход управляемого усилителя 12. Источник 23 опорного напряжения служит для установки амплитуды напряжения 0< на активном электроде 4, изменяя усиление управляемого усилителя 12, При переключении переключателя 24 управляющий вход управляемого силителя

12 оказывается подключенным к выходу элемента 9 сравнения.

Напряжение 08-С сравнивается с опорным напряжением.

Сигнал ошибки усиливается и через переключатель 24 поступает на управляющий вход управляемого усилителя 12, изменяя его усилие и. соответственно, амплитуду напряжения на измеряемом объекте таким образом, что напряжение U8 поддерживается равным опорному с большой точностью 08 к Up Lg С = const, отсюда

08 1 — 1

Up = -С, т.е, амплитуда напряже1 бн С ния, поступающего на измеряемый объект, обратно пропорциональна емкости и не зависит от параллельной проводимости объекта. Это напряжение поступает на

50 детектор,21 и с вго выхода на регистратор, а через логарифмический усилитель 22 напряжение 022 - tgC(2) поступает на регистратор и на второй вход вычислителя 17.

В двух случаях, когда при измерении объекта его проводимость определяется активным сопротивленИем R (например, низкая частота ft и др.), переключатель 14 переводится в другов положение (режим 2).

При переключении фазы опорного напряжвния фазовый детектор & оказыается настроенным на активную составляющую измеряемого объекта, Тогда напряжение еговыхода,пропорциональноеб.поступает на первый вход элемента 9 сравнения. Это напряжение сравнивается с опорным и сигнал ошибки регулирует усилие управляемого усилителя 12 для выполнения условия

U8= К.0о н 6 =- const. Тогда напряжение 0О будет пропорционально R измеряемого объекта, а напряжение на выходе фазового детектора 15 будет пропорционально

015 К06 LH С» t<,L R С вЂ” Q.

С выхода детектора 15 напряжение поступает на второй логарифмический усилитель 16 и с его выхода на регистратор и на вход вычислителя 17. Тогда на его выходе с у <етом напряжения, поступающего с выхода первого логарифмического усилителя 22

UlgR на первый вход вычислителя 17, появляется напряжение 0гз- igQ — tgR - tg С, это означает, что и во втором режиме имеется полная информация о бисфизических свойствах измеряемого обьекта, обеспечивая экспресснссть измерений, при этом ток через измеряемый объект определяется изменением емкостной составляющей измеряемого объекта. Ток, определяемый активной компонентой, поддерживается постоянным. Элемент 6 согласования используется в режиме ручной компенсации. контроль которой осуществляется пс внешним регистраторам, подключенным к выходам устройства, При работе с включенной обратной

СВЯЗЬЮ ПСЯВЛЯРТСЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ДОПУСКОВОго контроля, т.е. появляется возможность получать на выходе устройства сигнал, пропорциональный виэм Рэт <Л

Сиэм = Сэт Ñ, при этом ток с частотой 1< через измеряемый объект поддерживается постоянным.

Таким образом. устройство может применяться для измерения импеданса глаза и других объектов. С его помощью можно осуществить практически все измерения, используемые в медицине с применением тока переменной частоты.

1623609

Составитель Б.Фигурин

Редактор М.циткина Техред М.Моргента, Кзрректог 4.0сауленко

Заказ 150 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патен,". г. Ужгород. улЛ агаринэ, 101

Устройство обеспечивает экспрессность измерений и может представить информацию, получаемую при измерении, в наиболее удобном для быстрого восприятия виде. Кроме того, устройство обеспечивает 5 полную гальваническую развязку измеряемого биообъекта от измерительной схемы.

Повышенное быстродействие предложенного устройства позволяет использовать его е кератоимпедансометрии, когда предъяв- 10 ляются высокие требования к идеально=ти гальванической развязки и экспрессности измерений ввиду того, что в процессе измерений измеряемый объект (глаз) остается подвижным и желательно сократить до ми- 15 нимума время измерения, Формула изобретения

Устройство для кератоимпедансометрии, содержащее генератор, соединенные 20 последовательно выходной усилитель, первый раэвязывающий трансформатор и активный электрод, а также пассивный электрод, элемент согласования, подключенный к второму выходу первого развязы- 25 вающего трансформатора, соединенные последовательно селективный усилитель, первый фазовый детектор, элемент сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности диагностики состоя- 30 ния кераты глаза, в него введены соединенные последовательно делитель частоты, фазовращатели и управляемый усилитель выход которого соединен с входом выходного усилителя, второй разделительный грансформатор, выход которого соединен с входом селективного усилителя, соединенные последовательно первый переключатель, второй фазовый детектор, усилитель и вычислитель, а также первый и второй Dтриггеры, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого переключателя, второй выход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора. первый вход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора, элемент НЕ, выход которого соединен с С-входом первого D-триггера, а вход — с С-входом второго D-триггера, и первым выходом генератора, второй выход коTQpoI подключен к делителю, выход которого соединен с D-входами первого и второго О-триггеров, детектор и логарифмический усилитель, выход которого соединен с вторым входом .-ычислителя, третий выход первого рэзвязывающего тра«сформвтора соединен с входом детектора, четвертый выход — с первым входом второго развяэывающего трансформатора, второй вход которого подключен к пассивному электр"ду и выходу элемента согласования, соединенные последовательно исгочник опорного напряжения. второй переключатель, выход которого подключен к входу управ;:ения регулиоуемого усилителя, а второй вход —: выходу элемента сравнения,