Диагностический датчик

 

Изобретение относится к медицине, а именно к диагностическим датчикам для измерения параметров биологических сред, преимущественно при онкологических исследованиях. Датчик содержит электроды, выполненные в виде двух проводов, намотанных параллельно друг другу с равномерным шагом на изолированную поверхность иглы. Предложенная конструкция датчика позволяет более точно определить динамику изменения структуры ткани при минимальном травмировании тела, значительно уменьшает его габариты, позволяет проводить исследования не только в жидкой, но и в твердой среде, что существенно расширяет диагностические возможности прибора. 2 ил.

Диагностический датчик предназначен для измерения параметров биологических сред, преимущественно при онкологических исследованиях.

Известен "Биполярный игольчатый электрод" для измерения параметров биотканей (авт. св. N 1627127, Б.И. N 6 от 15.02.91).

Недостатком данного электрода является малая контактная площадь электродов с исследуемой биотканью, ограниченная жесткость иглы.

Из известных наиболее близким является "Устройство для прогнозирования динамики воспалительного процесса", описанное в заявке на изобретение N 4883438/4 (решение о выдаче патента РФ от 13 мая 1992 г.), содержащее два электрода, соединенных с тоководами и расположенных параллельно, внешние стороны электродов изолированы, между внутренними образован зазор для биологической жидкости.

При исследовании жидкой среды необходимо вводить электроды устройства во вскрытую полость тела, что неизбежно приводит к травматичности. Недостаточная точность диагностики обусловлена малой контактной площадью электродов с исследуемой средой. Недостатком является и то, что определяют динамику воспалительного процесса только в жидкой среде.

Изобретение направлено на повышение точности диагностики, расширение диагностических возможностей, снижение травматичности при исследовании и уменьшение габаритных размеров датчика.

Это достигается тем, что в диагностическом датчике, содержащем два электрода одинаковой длины, расположенных параллельно и соединенных с тоководами, электроды выполнены в виде проводов, намотанных с равномерным шагом на изолированную поверхность иглы.

Выполнение диагностического датчика в виде иглы снижает травматичность при введении его в исследуемую среду, исключая вскрытие предшествующих исследуемому органу тканей, а также значительно уменьшает размеры датчика по сравнению с прототипом.

Принцип иглы позволяет вводить датчик как в твердую, так и в жидкую среду, что расширяет его диагностические возможности.

Повышение точности диагностики достигается за счет увеличения контактной площади электродов с исследуемой средой.

На фиг. 1 изображен диагностический датчик. На фиг. 2 приведен график изменения межэлектродного напряжения на датчике, помещенном в биологическую среду при пропускании стабилизированного тока (I_const) для двух типов тканей: здоровой и пораженной.

Позиции на чертеже (фиг. 1) обозначают: 1 - игла; 2 - слой изолирующего покрытия; 3, 4 - провода (электроды); 5 - джоульметр; 6 - тоководы.

Диагностический датчик состоит из иглы 1, покрытой изоляционным слоем 2, например, лаком или окисной пленкой, на изолированную поверхность которой параллельно друг другу намотаны два провода (электрода) 3 и 4 с равномерным шагом, равным, например, диаметру провода, соединенные тоководами 6 с джоульметром 5.

Намотанные на иглу провода служат для подачи тока в исследуемый объект и снятия межэлектродного напряжения с датчика. Рабочая площадь электродов, образующаяся между лежащими друг против друга боковыми поверхностями витков увеличивается за счет увеличения количества витков провода.

Работа осуществляется следующим образом.

Диагностический датчик вводят в исследуемую среду (жидкость или плотную ткань).

После подачи тока между электродами датчика создается падение напряжения (U). При достижении заданного нижнего порога напряжения (U_н), при пропускании постоянного тока (I_const), начинается отсчет времени (t). При достижении заданного верхнего порога напряжения (U_в), подача тока (I_const) прекращается и на джоульметре 5 фиксируется время изменения потенциала в интервале от U_н до U_в.

При известных значениях U_н и U_в и I_const, работа (А) определяется по формуле: т. е. при известных значениях параметров, входящих в формулу, работа оценивается показаниями времени, зафиксированного джоульметром, умноженного на значение задаваемого тока и среднего значения напряжения.

Длина намотки проводов зависит от свойств диагностируемой среды. За счет длины намотки находят нужный диапазон для плотности тока, т.е. I_const.

Работа, затраченная током на диссоциацию ионообменных молекул, зависит от свойств исследуемой ткани. Величина работы (A) дает информацию о плотности исследуемой ткани, т.е. о ее состоянии: при увеличении плотности ткани значение работы увеличивается. Это свидетельствует о изменении структуры ткани.

На графике (фиг. 2) приведены кривые роста межэлектродного напряжения (U) для двух типов тканей (кривая I для здоровой ткани; кривая II - для пораженной).

Как видно на графике, для здоровой ткани требуется меньшее время для изменения напряжения от U_н до U_в (t'), а для пораженной - большее (t'').

По величине времени изменения потенциала на графике (фиг. 2) можно судить о степени поражения ткани.

Как было показано, предложенная конструкция датчика позволяет более точно определить динамику изменения структуры ткани, а также минимально травмировать предшествующие исследуемому органу ткани при введении диагностического датчика как в жидкую, так и в твердую среду.

Формула изобретения

Диагностический датчик, содержащий два электрода одинаковой длины, расположенных параллельно и соединенных с тоководами, отличающийся тем, что электроды выполнены в виде проводов, намотанных с равномерным шагом на изолированную поверхность иглы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2