Измеритель состояния биообъекта

 

Изобретение относится к области медицины, биологии, биофизики, биотехники и может быть использовано для регистрации и измерения полей биообъекта. Техническим результатом является повышение точности измерения состояния биообъекта при одновременном уменьшении времени оценки и увеличении достоверности полученной информации. Измеритель содержит N блоков для измерения, в состав которого входит датчик с органической пластиной, включенный в колебательный контур генератора, а кроме того, последовательно соединенные микропроцессорный контроллер и компьютер. Причем в каждый из блоков для измерения дополнительно включает варикап с конденсатором связи, резистор и формирователь с тремя состояниями на выходе, вход которого соединен с выходом генератора, причем датчик выполнен емкостным, его сигнальная пластина через конденсатор связи подключена к катоду варикапа, который через резистор связан с выходом регулирования микропроцессорного контроллера, а вторая пластина соединена с анодом варикапа. Выход формирователя каждого блока для измерения подключен к измерительному входу микропроцессорного контроллера, а вход управления - к соответствующему выходу порта управления микропроцессорного контроллера. 1 ил.

Изобретение относиться к области медицины, биологии, биофизики, биотехники и может быть использовано для регистрации и измерения полей биообъектов.

Известно "Устройство для регистрации электрокожного сопротивления" по авторскому свидетельству СССР N 749383 от 15.09.1997 г., опубл. 23.07.1980, БИ N 27, МКИ A 61 B 5/05, содержащее датчик для измерения биоэлектрических величин, преобразователь сопротивление-число, оперативное запоминающее устройство, графопостроитель и устройство управления.

К недостаткам данного устройства можно отнести, во-первых, необходимость контактирования с кожей биообъекта, во-вторых, малую достоверность результатов измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому измерителю является устройство для диагностики состояния биообъекта по патенту N 2129407, кл. МПК A 61 B 5/05, 1999 (прототип), которое представляет собой датчик с эпидермальной пластиной, включенный в состав колебательного контура генератора, выход которого подключен ко входу преобразователя частота-число с выходом соединенный со входом индикатора.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности оперативной корректировки значения опорной частоты работы генератора, которая изменяется под воздействием внешних факторов, окружающих исследуемый биообъект, что увеличивает погрешность измерения поля биообъекта. Другой недостаток заключается в том, что ограничение линейных размеров датчика, связанное с его разрешающей способностью по обнаружению зон локальных патологических изменений биообъекта, приводит к увеличению времени оценки и к возможности пропуска этих зон при обследовании, что снижает достоверность полученной информации.

Задача предлагаемого технического решения - повышение точности измерения состояния биообъекта при одновременном уменьшении времени оценки и увеличении достоверности полученной информации.

В измерителе состояния биообъекта, содержащим N блоков для измерения, в состав каждого из которых входит емкостный датчик с органической пластиной, включенный в колебательный контур генератора, варикап с конденсатором связи, резистор и формирователь с тремя состояниями на выходе, а также последовательно соединенные микропроцессорный контроллер (МПК) и компьютер, при этом в каждом из N блоков для измерения сигнальная пластина емкостного датчика через конденсатор связи подключена к катоду варикапа, который через резистор, соединен с выходом регулирования МПК, а вторая пластина - связана с анодом варикапа, выход генератора соединен со входом формирователя с тремя состояниями на выходе, причем выходы формирователей каждого блока для измерения подключены к измерительному входу МПК, а их входы управления - к соответствующему выходу порта управления МПК.

На чертеже изображен измеритель состояния биообъекта. Измеритель содержит N блоков для измерения 1 и микропроцессорный контроллер 2, связанный с компьютером 3. Каждый блок для измерения 1 состоит из органической пластины 4, емкостного датчика 5, включенного в колебательный контур генератора 6. Сигнальная пластина емкостного датчика через конденсатор связи 7 соединена с катодом варикапа 8, который через резистор 9 подключен к выходу регулирования МПК 2, а вторая пластина емкостного датчика 5 связана с анодом варикапа 8. Выход генератора 6 соединен с входом формирователя с тремя состояниями на выходе 10, выход которого подключен к измерительному входу МПК 2, а вход управления - к соответствующему выходу порта управления МПК 2.

Измеритель состояния биообъекта работает следующим образом.

Перед началом измерения поля биообъекта МПК 2 формирует определенный код на выходах порта управления, подавая разрешающий потенциал только на управляющий вход формирователя 10 первого блока для измерения 1, активируя его выход (остальные формирователи других блоков для измерения 1 находятся в состоянии с высоким выходным сопротивлением). При этом сигнал с выхода генератора 6 первого блока для измерения 1 через формирователь 10 подается на измерительный вход МПК 2. Последний, воздействуя управляющим потенциалом через резистор 9 на варикап 8, подключенный через конденсатор связи 7 к сигнальной пластине емкостного датчика 5, первого блока для измерения 1 подстраивает частоту работы генератора 6 до определенного значения, равного F_опорн., и запоминает это числовое значение управляющего сигнала. Далее МПК 2 осуществляет последовательную настройку генераторов 6 оставшихся (N-1) блоков для измерения 1 на частоту F_опорн., запоминая каждое требуемое для этого числовое значение управляющего сигнала.

При диагностировании биообъекта МПК 2 последовательно подключает выход каждого из N блоков для измерения 1 на свой измерительный вход и подает, соответствующий этому номеру блока для измерения 1 управляющий сигнал, который был получен ранее при корректировке частоты работы генератора Fi этого блока для измерения 1 до значения F_i = F_опорн.. Под воздействием сигнала поля биообъекта через органическую пластину 4 на емкостный датчик 5 частота работы генератора каждого блока для измерения 1 изменяется в зависимости от его пространственного расположения к биообъекту до величины F_i ¹. МПК 2 измеряет числовое значение частоты сигнала, поступающего с каждого из N блоков для измерения 1, вычисляет разность ΔF_i = F_опорн.-F_i ¹ и передает результаты вычислений вместе с номером соответствующего блока для измерения 1 в компьютер 3.

Таким образом, при диагностировании биообъекта, во-первых, компенсируется ошибка, связанная с воздействием на предлагаемое устройство измерения внешних факторов, окружающих обследуемый биообъект за счет предварительной настройки работы генераторов всех N блоков для измерения на одну и ту же частоту F_опорн., и учета результатов этой настройки при дальнейших измерениях, во-вторых, использование N блоков для измерения позволяет реализовать матричные конструкции их расположения в виде KxL, где K = 1, 2, 3, ... количество строк, L = 1, 2, 3, ... - количество столбцов, что повышает достоверность получаемой информации за счет увеличения площади диагностирования при одновременном сохранении высокой разрешающей способности определения зон локальной патологии из-за малых линейных размеров сигнальных пластин емкостных датчиков, а также уменьшает время диагностирования и, в-третьих, передача информации в виде отклонения Δ F_i частоты работы F_i ¹ генератора каждого блока для измерения от начального значения F_опорн., в результате воздействия на блок для измерения поля биообъекта повышает наглядность представленной информации, а использование компьютера позволяет повысить качество отображения полученной информации ( Δ F_i) за счет изменения цвета и звука в зависимости от величины ее числового значения.

Формула изобретения

Измеритель состояния биообъекта, содержащий блок для измерения, в состав которого входит датчик с органической пластиной, включенный в колебательный контур генератора, отличающийся тем, что в него введены дополнительно (N-1) аналогичных блоков для измерения и последовательно соединенные микропроцессорный контроллер и компьютер, а в каждый из блоков для измерения введены варикап с конденсатором связи, резистор и формирователь с тремя состояниями на выходе, вход которого соединен с выходом генератора, причем датчик выполнен емкостным, его сигнальная пластина через конденсатор связи подключена к катоду варикапа, который через резистор связан с выходом регулирования микропроцессорного контроллера, а вторая пластина соединена с анодом варикапа, при этом выход формирователя каждого блока для измерения подключен к измерительному входу микропроцессорного контроллера, а вход управления - к соответствующему выходу порта управления микропроцессорного контроллера.

РИСУНКИ

Рисунок 1