Устройство для измерения электрического сопротивления точек акупунктуры

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для рефлексотерапии и для рефлексодиагностики. Устройство содержит активный 1 и пассивный 2 электроды, источник 3 напряжения, генератор 4 тактовых импульсов, компаратор 5 напряжения, RS - триггер 6, цифровой индикатор 7, аттенюатор 8, кнопку 9 с нормально разомкнутым контактом, блок 10 формирования ступенчатого напряжения с цифровым и аналоговым выходами, компатор 11 тока, элемент ИЛИ 12, управляемый переключатель 13, цифровой функциональный преобразователь 14, задатчик 15 максимального значения тока с цифровым и аналоговым выходами, второй RS - триггер 16 и дополнительный элемент 17 индикации. Использование компараторов тока 11 и напряжения 5 обеспечивает возможность предотвращения выхода текущих значений параметров, характеризующих внешнее электрическое воздействие на точку акупунктуры, за пределы заданных граничных значений, выбираемых на основе анализа динамических вольт-амперных и динамических переходных характеристик акупунктурных точек. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при рефлексотерапии и для рефлексодиагностики.

Известен электроизмерительный прибор для диагностики (авт.св.СССР N 950384, кл. А 61 Н 39/00, 1980), содержащий активный и пассивный электроды, блок измерения, источник тока, калибратор напряжения, сумматор, инвертор, нелинейный преобразователь напряжения и нелинейный усилитель.

Недостатком этого прибора является большое время воздействия постоянного тока на точки акупунктуры (ТА), что снижает эффективность диагностики из-за уменьшения достоверности результатов измерений, обусловленного невозможностью учета динамических переходных характеристик ТА.

Известно также устройство для диагностики (авт.св. СССР N 1699460, кл. А 61 Н 30/00, 1989), содержащее активный и пассивный электроды, источник напряжения, генератор опорной частоты, цифровой индикатор, счетчик импульсов, электронный ключ, операционный усилитель, эталонный резистор, инвертор, элемент И-НЕ, генератор зондирующего импульса, кодовые резисторы, дешифраторы.

Недостатком данного устройства является протекание через ТА при ее малом электрическом сопротивлении чрезмерного тока, а кратковременность воздействия на ТА повышает вариабельность измеряемых значений из-за влияния реактивных элементов тканей и измерительных цепей и не позволяет обоснованно выбрать граничные параметры электрического воздействия, учитывающие динамические вольт-амперные и динамические переходные характеристики ТА.

Наиболее близким к данному изобретению по совокупности признаков является электроизмерительное устройство для диагностики, содержащее активный и пассивный электроды, источник напряжения, генератор импульсов, компаратор по модулю сигналов, RS-триггер, блок измерения, аттенюатор, кнопку с нормально разомкнутым контактом, резистор, инвертирующий масштабный усилитель, управляемый ключ, повторитель напряжения, сумматор и аналого-цифровой преобразователь последовательного счета.

Указанное устройство, позволяя осуществлять измерения при больших токах без изменения состояния ТА вследствие кратковременности воздействия, не обеспечивает решения задачи ограничения протекающего через ТА тока, величина которого при малых значениях ее электрического сопротивления может выйти за пределы верхней границы электрического воздействия на ТА при изменении ее электрического сопротивления. При этом снижается достоверность результатов измерений, а протекание через ТА достаточно высоких токов может привести к электроожогу.

В связи с этим задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение возможности предотвращения выхода текущих значений параметров, характеризующих внешнее электрическое воздействие на ТА, за пределы заданных граничных значений путем непрерывного контроля величины протекающего через ТА тока и прекращения воздействия в момент достижения этим током заданного максимального значения.

На чертеже представлена схема устройства, выполненного согласно данному изобретению, и одно из конкретных выполнений блока формирования ступенчатого напряжения.

Устройство для измерения электрического сопротивления точек акупунктуры содержит активный 1 и пассивный 2 электроды, источник 3 напряжения, генератор 4 тактовых импульсов, компаратор 5 напряжения, первый RS-триггер 6, цифровой индикатор 7, аттенюатор 8, кнопку 9 с нормально разомкнутым контактом, блок 10 формирования ступенчатого напряжения, компаратор 11 тока, элемент ИЛИ 12, управляемый переключатель 13, цифровой функциональный преобразователь 14, задатчик 15 максимального значения тока, второй RS-триггер 16 и введенный в состав цифрового индикатора 7 дополнительный элемент 17 индикации, вход которого подсоединен к прямому выходу второго RS-триггера 16. Первый вывод контакта кнопки 9 подключен к R-входу первого RS-триггера 6, а второй вывод контакта кнопки 9 - к соответствующей шине питания устройства (на чертеже не показаны). Выход источника 3 напряжения связан с входом аттенюатора 8, выход которого подсоединен к входу опорного сигнала компаратора 5 напряжения. Инверсный выход первого RS-триггера 6 соединен с управляющим входом управляемого переключателя 13, сигнальный вход которого подключен к выходу источника 3 напряжения. Первый выход управляемого переключателя 13 связан с входом разрешения работы генератора 4 тактовых импульсов и с аналоговым входом 18 блока 10 формирования ступенчатого напряжения, а второй выход - с входом разрешения работы цифрового функционального преобразователя 14, выход которого подсоединен к входу цифрового индикатора 7, а первый и второй информационные входы к цифровым выходам соответственно блока 10 формирования ступенчатого напряжения и задатчика 15 максимального значения тока. Аналоговый выход блока 10 формирования ступенчатого напряжения связан с активным электродом 1 и с входом контролируемого сигнала компаратора 5 напряжения, выход которого соединен с S-входом второго RS-триггера 16 и одним из входом элемента ИЛИ 12. Другой вход элемента ИЛИ 12 присоединен к выходу компаратора 11 тока, а выход - к S-входу первого RS-триггера 6. Выход генератора 4 тактовых импульсов подключен к импульсному входу 19 блока 10 формирования ступенчатого напряжения. R-вход второго RS-триггера 16 и вход 20 cброса блока 10 формирования ступенчатого напряжения подключены к первому выводу контакта кнопки 9.

На чертеже представлена одна из конкретных реализаций блока 10 формирования ступенчатого напряжения. Он содержит счетчик 21 и подключенный к его выходам цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 22, имеющий в своем составе резисторную матрицу P-2Р, в качестве которого может быть использована одна из микросхем серии 572. Аналоговым выходом блока 10 является выход ЦАП 22, цифровые входы которого подключены к выходам счетчика 21, которые образуют также и цифровые выходы блока 10. Вход опорного напряжения ЦАП 22 является аналогичным входом 18 блока 10. Счетный вход и вход сброса счетчика 21 являются соответственно импульсным входом 19 и входом 20 сброса блока 10 формирования ступенчатого напряжения.

Блок 10 формирования ступенчатого напряжения при другой его конкретной реализации может содержать счетчик и интегратор со сбросом, выполненный, например, на микросхеме 140УД17 и выполняющий операцию интегрирования при наличии напряжения на входе сброса. При этом вход сброса интегратора является аналоговым входом 18 блока 10, а выход интегратора - аналоговым выходом этого блока. Параллельно соединенные аналоговый вход интегратора и счетный вход счетчика являются импульсным входом 19 блока 10, а вход сброса счетчика входом 20 сброса блока 10. Цифровым выходом блока 10 формирования ступенчатого напряжения в этом случае также являются выходы счетчика.

Возможно также выполнение блока 10 формирования ступенчатого напряжения на основе интегратора со сбросом и аналого-цифрового преобразователя (АЦП), например, микросхемы 111ЗПВ1, преобразующего выходное напряжение интегратора, выход которого является аналоговым выходом блока 10. Цифровым выходом блока 10 являются при этом выход АЦП, вход управления выходными данными которого является входом 20 сброса блока 10. Вход сброса и аналоговый вход интегратора являются соответственно аналоговым 18 и импульсным 19 входами блока 10.

В качестве имеющегося в составе устройства управляемого переключателя 13 может быть использован управляемый коммутатор аналогового сигнала, выполненный, например, на базе двух электронных ключей, у которых сигнальные и, соответственно, управляющие входы объединены. При этом один из ключей, срабатывающий при высоком уровне сигнала на управляющем входе, передает входное напряжение на первый выход переключателя, а другой, срабатывающий при низком уровне сигнала на управляющем входе, - на второй выход переключателя.

В качестве компаратора 5 напряжения в устройстве может быть использован компаратор, выполненный на базе дифференциального операционного усилителя.

Компаратор 11 тока может быть выполнен по известной схеме реле тока с автоматическим управлением уровня срабатывания и отпускания. При этом вход задания уровня срабатывания реле тока используется в качестве входа опорного сигнала компаратора тока, а на вход задания уровня отпускания реле тока может быть задан постоянный сигнал, незначительно превышающий нулевой уровень, поскольку обратное изменение уровня сигнала на выходе компаратора тока должно происходить по прекращению измерительного импульса, т.е. при нулевом значении тока, протекающего через ТА. Компаратор 11 тока может быть реализован и на базе компаратора напряжения, выполненного на дифференциальном операционном усилителе, у которого вход контролируемого сигнала зашунтирован на общую шину устройства эталонным резистором с малой величиной электрического сопротивления.

Задатчик 15 максимального значения тока может быть реализован в виде тумблерного регистра, выходы которого, образующие цифровой выход задатчика, подключены также к управляющим входам цифрового управляемого сопротивления (ЦУС), включенного между шиной питания и аналоговым выходом задатчика в качестве токоограничивающего резистора и обеспечивающего подачу тока заданной величины, соответствующей коду, набранному на тумблерном регистре, на вход опорного сигнала компаратора тока при выполнении последнего в виде реле тока. При выполнении компаратора 11 тока на базе компаратора напряжения входящее в состав задатчика 15 ЦУС представляет собой одно из плеч делителя напряжения, включенного между шинами питания устройства и обеспечивающего выдачу на аналоговый выход задатчика 15 такого напряжения, требуемая величина которого однозначно определена заданным максимальным значением тока, протекающего через ТА, и величиной электрического сопротивления эталонного резистора, установленного на входе контролируемого сигнала компаратора напряжения.

Аналогично последнему из вышеизложенных вариантов конкретного выполнения задатчика 15 максимального значения тока может быть выполнен и аттенюатор 8.

Цифровой функциональный преобразователь 14, представляющий собой специализированное вычислительное устройство, может быть реализован, в частности, в виде постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) или программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) с адресной выборкой. В качестве входа разрешения работы цифрового функционального преобразователя при этом используется вход выбора кристалла ПЗУ. Часть разрядов входа адреса ПЗУ, например группа старших разрядов, образует первый информационный вход, а остальная часть разрядов входа адреса, в данном случае - группа младших разрядов, образует второй информационный вход цифрового функционального преобразователя 14. Информационный выход ПЗУ или ППЗУ представляет собой информационный выход цифрового функционального преобразователя 14, подключаемый к входу цифрового индикатора 7. В ячейки ПЗУ или ППЗУ, адрес каждой из которых соответствует вполне определенной паре поступающих на вход адреса чисел, предварительно записываются заранее рассчитанные значения определяемого параметра, соответствующие каждой из возможных пар поступающих на вход адреса чисел. Возможны и другие конкретные реализации цифрового функционального преобразователя, в качестве которого могут быть использованы известные средства вычислительной техники, как-то: программируемый микрокалькулятор, снабженный средствами запуска внешнего сигнала (например, МК-46), программируемый микроконтролер и т.п.

Устройство для измерения электрического сопротивления точек акупунктуры работает следующим образом.

После подачи напряжения питания аттенюатором 8 задают предельное значение амплитуды подаваемого на активный электрод напряжения, а на задатчике 15 максимального значения тока устанавливают предельное значение тока, протекание которого допускается через ТА. Затем обеспечивают электрический контакт пассивного электрода 2 с поверхностью кожи пациента на выбранном участке тела и касаются активным электродом 1 поверхности кожи пациента в выбранной точке акупунктуры в соответствии с ее анатомическим местоположением. Нажатием кнопки 9 с нормально разомкнутым контактом обнуляются первый 6 и второй 16 RS-триггеры, а блок 10 формирования ступенчатого напряжения сбрасывается в исходное состояние благодаря установке счетчика 21 в нулевое состояние. При этом устройство переводится в режим формирования измерительного импульса.

С инверсного выхода первого RS-триггера 6 высокий уровень сигнала поступает на управляющий вход управляемого переключателя 13, в результате чего подаваемое на сигнальный вход переключателя 13 выходное напряжение источника 3 напряжения появляется на первом выходе переключателя 13 и поступает на вход разрешения работы генератора 4 тактовых импульсов и на аналоговый вход 18 блока 10 формирования ступенчатого напряжения, обеспечивая подачу опорного напряжения на ЦАП 22 и возможность появления выходного напряжения на аналоговом выходе блока 10. Генератор 4 тактовой частоты начинает работать и формирует на своем выходе последовательность импульсов определенной частоты, поступающую на импульсный вход 19 блока 10 формирования ступенчатого напряжения.

С приходом каждого очередного импульса на импульсный вход 19 блока 10 формирования ступенчатого напряжения увеличивается на единицу содержимое счетчика 21, преобразуемое ЦАП 22 в направление, которое при этом увеличивается на dU.

В зависимости от величины электрического сопротивления выбранной точки акупунктуры R_ТА ток, протекающий через эту точку и поступающий на вход контролируемого сигнала компаратора 11 тока изменяется по ступенчатому закону с приращением dI=dU/R_ТА. В момент достижения этим током предельного значения I_max, задаваемого сигналом, поступающим на вход опорного сигнала компаратора 11 тока с аналогового выхода задатчика 15 максимального значения тока, компаратор 11 тока срабатывает и формирует на своем выходе сигнал, поступающий через элемент ИЛИ на S-вход первого RS-триггера 6 и перебрасывающий этот триггер в единичное состояние, в результате чего на инверсном выходе первого RS-триггера 6 высокий уровень сигнала меняется на низкий.

Низкий уровень сигнала, поступающего на управляющий вход управляемого переключателя 13, изменяет состояние этого переключателя и переводит устройство в режим формирования результатов измерения. В этом режиме подаваемое на сигнальный вход управляемого переключателя 13 выходное напряжение источника 3 напряжения появляется на втором выходе переключателя 13, разрешая работу цифрового преобразователя 14.

Отсутствие напряжения на первом выходе управляемого переключателя 13 и, следовательно, на выходе разрешения работы генератора 4 тактовых импульсов и аналоговом входе 18 блока 10 формирования ступенчатого напряжения приводит к обнулению подаваемого на ЦАП 22 опорного напряжения и, следовательно, выходного напряжения на аналоговом выходе блока 10 и к прекращению работы генератора 4. Вследствие этого прекращаются протекание тока через ТА и изменение подсчитанного счетчиком 21 кода числа на цифровом выходе блока 10 формирования ступенчатого напряжения, этот код, запомненный счетчиком 21, однозначно отображает величину напряжения, сформированного на аналоговом выходе блока 10 к моменту срабатывания компаратора 11 тока, т.е. к моменту прекращения режима формирования измерительного импульса, и сохраняется на цифровом выходе блока 10 до поступления на его выход 20 сброса, т.е. на вход сброса счетчика 21, сигнала от кнопки 9, и показывает, сколько раз напряжение на выходе блока 10, возрастая от нулевого уровня, увеличивалось на величину dU.

Таким образом, в режиме формирования результата измерения на первый информационный вход цифрового функционального преобразователя 14 поступает с цифрового выхода блока 10 формирования ступенчатого напряжения код числа N, отображающий максимальную величину напряжения на активном электроде 1, при которой ток через ТА достиг значения I_maх. На второй информационный вход преобразователя 14 с цифрового выхода задатчика 15 максимального значения тока поступает числовой эквивалент значения I_max. Поскольку в этом режиме работа цифрового функционального преобразователя 14 разрешена, на его информационном выходе формируется код результата измерения, вычисляемый по формуле R_ТА = N˙dU/I_max и отображаемый на цифровом индикаторе 7. При использовании блока 10 формирования ступенчатого напряжения, содержащего счетчик и интегратор, величина dU представляет собой прирост напряжения на выходе интегратора после окончания интегрирования очередного поступившего на его вход нормированного выходного импульса генератора 4 тактовых импульсов. В случае использования блока 10, содержащего интегратор и АЦП, величина dU - это вес единицы младшего разряда выходного кода преобразователя, выраженная в вольтах.

При эксплуатации устройства для измерения электрического сопротивления точек акупунктуры возможны случаи отсутствия должного контакта электродов с поверхностью кожи пациента. Не исключен также и запуск устройства при разомкнутых электродах 1 и 2. В этих случаях увеличение напряжения на активном электроде 1, снимаемого с аналогового выхода блока 10 формирования ступенчатого напряжения, не сопровождается соответствующим увеличением протекающего через ТА тока, в связи с чем не выполняются условия срабатывания компаратора 11 тока. Однако по достижении подаваемым на активный электрод 1 напряжением величины, заданной аттенюатором 8, срабатывает компаратор 5 напряжения, выходной сигнал которого через элемент ИЛИ 12 сбрасывает RS-триггер 6 и, во-первых, переводит устройство в режим формирования результата измерения, при котором сбрасывается напряжение на аналоговом выходе блока 10 формирования ступенчатого напряжения, и, во-вторых, запоминается RS-триггером 16, переводя его в единичное состояние. Единичное состояние RS-триггера 16 индицируется дополнительным элементом 17 индикации, указывающим на недостоверность выведенного на цифровой индикатор 7 результата измерения, связанную с нарушением выбранных граничных параметров электрического воздействия на ТА.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТОЧЕК АКУПУНКТУРЫ, содержащее активный и пассивный электроды, первый RS-триггер, к R-входу которого подключен первый вывод кнопки с нормально разомкнутым контактом, второй вывод которой соединен с соответствующей шиной питания, последовательно соединенные источник напряжения, аттенюатор и компаратор, генератор тактовых импульсов и цифровой индикатор, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные управляемый переключатель, сигнальный вход которого подключен к выходу источника напряжения, управляющий вход - к инверсному выходу первого RS-триггера, а первый выход - к входу генератора тактовых импульсов, цифровой функциональный преобразователь и подключенный своим цифровым выходом к его первому информационному входу задатчик максимального тока, также последовательно соединенные компаратор тока, входом опорного сигнала соединенный с аналоговым выходом задатчика максимального тока, входом контролируемого сигнала соединенный с пассивным электродом, и элемент ИЛИ, а также второй RS-триггер и блок формирования ступенчатого напряжения, аналоговый выход которого соединен с активным электродом и вторым входом компаратора напряжения, выходом подключенного к S-входу второго RS-триггера, и к второму входу элемента ИЛИ, цифровой выход - с вторым информационным входом функционального преобразователя, выходом подключенного к цифровому индикатору, импульсный вход - с выходом генератора тактовых импульсов, аналоговый вход - с входом последнего, при этом в цифровой индикатор введен дополнительный элемент индикации, вход которого подключен к прямому выходу второго RS-триггера, R-вход которого соединен с R-входом первого RS-триггера и входом сброса блока формирования ступенчатого напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1