Устройство для измерения электрического сопротивления биологических тканей

 

Использование: область медицинской техники, именно функциональная диагностика различных заболеваний. Сущность изобретения: устройство для измерения электрического сопротивления биологических тканей содержит пассивный электрод, активный электрод, выполненный в виде стержня в пружине, с прикрепленным к нему магнитом, три герконовых переключателя, а также нелинейный преобразователь, ждущий мультивибратор, устройство выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь, цифровой индикатор, конденсатор. При срабатывании герконового переключателя по телу человека протекает ток. Использование ждущего мультивибратора с задержкой обеспечивает фиксацию напряжения, которое устанавливается на теле человека к концу времени задержки. Это напряжение отображается на цифровом индикаторе, предварительно преобразованное в цифровую форму. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к функциональной диагностике изменений свойств кожи.

Известно устройство для измерения электрического сопротивления кожи человека, работающее на постоянном токе, с помощью которого можно оценить изменение влажности кожи человека, и содержащее пассивный и активный электроды [1] Однако в процессе измерения в коже человека происходят сложные процессы, приводящие даже при использовании малых токов (≈1 мкА) к возникновению переходных процессов длительностью ≈ 1 -5 с, которые искажают результаты измерений.

Известно также устройство для измерения электрического сопротивления кожи человека, в котором повышение точности измерений достигалось введением устройства выборки-хранения, с одной стороны, а с другой стороны, - использованием увлажненных электродов для уменьшения контактного сопротивления электрод-кожа и влияния емкости и сопротивления кожи в процессе измерений [2] Однако использование увлажненных электродов нецелесообразно, т.к. приводит к уменьшению значимости разности результатов измерения электросопротивления для сухой и увлажненной кожи и также приводит к искажению результатов измерений. Использование только устройства выборки-хранения (при использовании постоянного тока) не уменьшает влияния переходных процессов, т.к. без использования внешней емкости постоянная времени устройства выборки-хранения меньше 0,1 с, что существенно менее характерного времени переходного процесса.

Целью изобретения является повышение точности измерений электрического сопротивления биологических тканей.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит пассивный электрод 1, активный электрод 2, выполненный в виде стержня в пружине 3, источник 4 стабильного тока, ждущий мультивибратор 5, нелинейный преобразователь 6, устройство выборки-хранения 7, аналого-цифровой преобразователь 8, цифровой индикатор 9, герконовые переключатели 10 12, конденсатор 13, магнит 14, укрепленный на стержне в пружине 3.

Устройство для измерения электрического сопротивления биологических тканей работает следующим образом (на примере кожи человека).

До начала измерений герконовые переключатели находятся в следующем состоянии: первый переключатель 10 замкнут, второй переключатель 11 разомкнут, третий переключатель 12 замкнут.

При прикосновении к коже человека давление активного электрода 2 нормируется пружиной 3 и магнитом 14, прикрепленным к концу стержня активного электрода 2. При надавливании на кожу стержень активного электрода 2 утапливается и под действием магнита 14 герконовые переключатели 10 12 переводятся в другое положение: первый переключатель 10 размыкается, второй переключатель 11 замыкается и третий переключатель 12 размыкается. В момент срабатывания переключателей 10 и 12 снимается шунт с кожи человека и конденсатора 13 соответственно, а при срабатывании переключателя 11 ток от источника стабильного тока начинает протекать по телу человека и одновременно запускает ждущий мультивибратор 5. Ждущий мультивибратор 5 выполнен с задержкой в несколько секунд и формирует короткий строб, открывающий устройство выборки-хранения 7, тем самым обеспечивая фиксацию напряжения, которое установилось на теле пациента.

Конденсатор 13 совместно с устройством выборки-хранения 7 позволяет увеличить время хранения результата изменения, достаточное для визуального контроля.

Нелинейный преобразователь 6 необходим для автоматического выбора шкал аналого-цифрового преобразователя 8 и цифрового индикатора 9, на котором отображается результат измерения.

Таким образом, за счет компенсации влияния переходного процесса и нормирования стабилизации давления на биологический объект повышается точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения электрического сопротивления биологических тканей, содержащее пассивный и активный электроды, источник стабильного тока, соединенный с активным электродом, устройство хранения-выборки и коммутатор, отличающееся тем, что активный электрод выполнен в виде стержня, размещенного в пружине, к которому прикреплен магнит, коммутатор выполнен в виде трех герконовых переключателей, а также введены ждущий мультивибратор, нелинейный преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, цифровой индикатор и конденсатор, при этом нелинейный преобразователь, устройство выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор соединены последовательно, вход нелинейного преобразователя объединен с одним из контактов первого герконового переключателя и активным электродом, вход ждущего мультивибратора с одним из контактов второго герконового переключателя и подключен к другому выводу источника стабильного тока, а выход к управляющему входу устройства выборки-хранения, одна из обкладок конденсатора объединена с одним из контактов третьего герконового переключателя и подключена к второму выходу устройства выборки-хранения, а пассивный электрод соединен с другими контактами первого третьего переключателей, с другой обкладкой конденсатора, с входами ждущего мультивибратора, нелинейного преобразователя, аналого-цифрового преобразователя и цифрового индикатора и с общей шиной.

РИСУНКИ

Рисунок 1