Устройство для определения кожного кровотока

 

Изобретение относится к медицине и предназначено для функциональной диагностики. Технический результат - повышение точности измерений состояния кровоснабжения кожных покровов человека. Устройство содержит калибратор, генератор зондирующего тока, подключенный к паре электродов, преобразователь импеданс - напряжение, индикатор. Новым в устройстве является выполнение генератора зондирующего тока по схеме генератора стабилизированных по амплитуде импульсов прямоугольной формы, каждого из двух электродов расчлененным на токовый и потенциальный, причем токовые электроды являются внешними по отношению к потенциальным. К потенциальным электродам последовательно подключены преобразователь импеданс - напряжение, первый пассивный фильтр верхних частот, первый активный фильтр нижних частот и аналоговый дифференциатор. Кроме того, применена дополнительная пара электродов для снятия биопотенциалов, к которой последовательно подсоединены инструментальный усилитель, второй пассивный фильтр верхних частот, второй активный фильтр нижних частот и оконечный усилитель. Калибратор подключен к входам первого и второго активных фильтров нижних частот. 1 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано для определения состояния кровоснабжения кожных покровов человека.

Известно устройство для определения пульсового кровенаполнения, которое содержит зондирующий генератор, два электрода, элемент калибровки, преобразователь импеданса в напряжение, усилитель, индикатор, два пик-детектора, элемент вычитания, компаратор, два элемента И, триггер Шмидта, два счетчика, регистр, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, триггер и тактовый генератор (SU N 1754064, МКИ A 61 B 5/0295, опубл. 15.08.92).

Недостатками указанного устройства являются низкая разрешающая способность при регистрации кожного кровотока, имеющего преимущественно ламинарный характер и, соответственно, малую по сравнению с объемным кровотоком амплитуду пульсовой волны; недостаточный уровень выделения картины кожного кровотока от общего фона кровоснабжения внутренних тканей на исследуемом участке тела, например предплечье или голени; отсутствие синхронной независимой информации, определяющей гемодинамику, например электрокардиограммы для верификации кривых и определения фазовых характеристик объекта исследования.

Техническим результатом изобретения является повышение точности проводимых измерений, повышение качества информации кривых кожного кровотока и облегчение их расшифровки.

Технический результат достигается за счет того, что устройство содержит калибратор, генератор зондирующего тока, подключенный к паре электродов, последовательно соединенные преобразователь импеданс-напряжение, индикатор. В качестве генератора зондирующего тока использован генератор, выполненный по схеме генератора стабилизированных по амплитуде импульсов прямоугольной формы (частотой 400 кГц), каждый из двух электродов расчленен на токовый и потенциальный, причем токовые электроды при наложении на биообъект являются внешними по отношению к потенциальным. К потенциальным электродам последовательно подключены преобразователь импеданс - напряжение, первый пассивный фильтр верхних частот, первый активный фильтр нижних частот и аналоговый дифференциатор. Кроме того, применена дополнительная пара электродов для снятия биопотенциалов, к которой последовательно подсоединены инструментальный усилитель, второй пассивный фильтр верхних частот, второй активный фильтр нижних частот и оконечный усилитель.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства.

Устройство для определения кожного кровотока содержит генератор 1 зондирующего тока прямоугольной формы, подключенный к паре токовых электродов 2, к паре потенциальных электродов 3 подсоединен преобразователь 4 импеданс - напряжение, к выходу которого подключены индикатор 5 и последовательно включенные первый пассивный фильтр 6 верхних частот, первый активный фильтр 7 нижних частот и аналоговый дифференциатор 8. К паре электродов 9 для снятия биопотенциалов подсоединен инструментальный усилитель 10, к выходу которого последовательно подсоединен второй пассивный фильтр 11 верхних частот, второй активный фильтр 12 нижних частот и оконечный усилитель 13, калибратор 14 подключен к входам активных фильтров 7 и 12 нижних частот.

Устройство работает следующим образом.

На исследуемую часть тела накладывают диэлектрическую пластину с двумя парами укрепленных на ней электродов - токовых 2 и потенциальных 3. Третью пару электродов 9 для снятия биопотенциалов накладывают на область грудной клетки (любое двухполюсное отведение электрокардиограммы для мониторирования). Выходы устройства, которыми являются первый фильтр 7 нижних частот, завершающий формирование реограммы (кривой, отражающей объем крови), аналоговый дифференциатор 8, формирующий первую производную реограммы (дифференциальную кривую, отражающую скорость изменения объема крови) и оконечный усилитель 13 (кривая электрокардиограммы), соединяется с медицинским регистратором.

За счет того, что применен зондирующий ток прямоугольной формы со стабилизированной амплитудой, на порядок уменьшены шумы на входе преобразователя 4 импеданс - напряжение, связанные с паразитной амплитудной модуляцией полезного сигнала неуправляемыми флуктуациями амплитуды зондирующего тока синусоидальной формы; шумы детектирования сигнала прямоугольной формы принципиально меньше шумов детектирования сигнала синусоидальной формы - это обуславливает улучшение разрешающей способности устройства, соответственно, и повышение точности измерений и читабельности кривых, кроме того, большая часть энергетического спектра прямоугольного сигнала приходится на долю гармоник высших порядков, при прохождении которых по объемному проводнику, образованному исследуемым участком тела, например предплечьем, вызывает появление скин-эффекта, вытесняющего зондирующий ток к внешней части объемного проводника, т.е. к коже пациента. Для усиления эффекта протекания зондирующего тока по ткани непосредственно под кожей расстояние между токовыми электродами выбирается меньше толщины исследуемого участка тела. Принятые меры позволили получить картину преимущественно кожного кровотока, при этом мешающее воздействие нижележащих тканей и магистральных сосудов в значительной мере ослаблено.

Индикатор 5 показывает значение базового импеданса обследуемого участка тела, первые фильтры 6 и 7 способствуют улучшению читабельности кривых, отфильтровывая соответственно волны, связанные с дыханием, шевелением пациента и высокочастотные шумы, не несущие полезной информации.

Инструментальный усилитель 10, подключенный к паре электродов 9, усиливает биопотенциалы, создаваемые электрическим генератором сердца, вторые фильтры 11 и 12 формируют кривую электрокардиограммы, оконечный усилитель 13 служит для согласования уровня выходного сигнала с регистратором. Наличие данного канала позволяет решить задачу верификации реограмм.

Калибратор 14 генерирует образцовый сигнал синусоидальной формы для установки масштаба записи регистрируемых кривых.

С помощью данного устройства обследовано 30 больных псориазом, нейродермитом, экземой, что позволило судить о состоянии кожного кровотока до лечения и в динамике - в процессе и после проведенной терапии.

Формула изобретения

Устройство для определения кожного кровотока, содержащее калибратор, генератор зондирующего тока, подключенный к паре электродов, последовательно соединенные преобразователь импеданс - напряжение и индикатор, отличающееся тем, что генератор зондирующего тока выполнен по схеме генератора стабилизированных по амплитуде импульсов прямоугольной формы, каждый из двух электродов расчленен на токовый и потенциальный, причем токовые электроды при наложении на биообъект являются внешними по отношению к потенциальным, к которым последовательно подключены преобразователь импеданс - напряжение, первый пассивный фильтр верхних частот, первый активный фильтр нижних частот и аналоговый дифференциатор, кроме того применена дополнительная пара электродов для снятия биопотенциалов, к которой последовательно подсоединены инструментальный усилитель, второй пассивный фильтр верхних частот, второй активный фильтр нижних частот и оконечный усилитель, а калибратор подключен к входам первого и второго активных фильтров нижних частот.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.07.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2003

Извещение опубликовано: 20.05.2003        

---