Фотооксигемометр

 

Изобретение относится к меди цинской , в частности к медицинским фотометрическим устройствам, и может быть использовано при определении степени насыщения гемоглобина крови кислородом без нарушения целостности кожного или слизистого покровов организма человека. Целью изобретения является повышение достоверности получаемых результатов за счетцифровых методов измерения. Поставленная цель достигается за счет введения в состав известного устройства порогового аналого-цифрового преобразователя 6, блока памяти 7, цифроаналогового преобразователя 8, интегратора 9. Предложенный фотооксигемометр повьш1ает достоверность получаемых результатов без нарушения целостности кожного или слизистого покрового организма. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1465019 А1 (sg 4 А 61 В 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AST0PCHO5hY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный Комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 41 7581 9/28-14 (22) 01. 12. 86 (46) 15.03.89. Бюл. У 10 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) ($0) и Высшая техническая школа, г.Ильменау (DD) (72) Б.И.Чигирев {Su) и Олаф

Зольбриг (DD) (53) 615. 47 (088. 8} (56) Авторское свидетельство СССР

В 969249, кл. А 61 В 5/00, 1981. (54) ФОТООКСИГЕМО 1ЕТР (57) Изобретение относится к медицинской технике, в частности к медицинским фотометрическим устройствам, и может быть использовано при определенни степени насьпцения гемоглобина крови кислородом без нарушения целостности кожного или слизистого покровов организма человека. Целью ,изобретения является повышение достоверности получаемых результатов за счет цифровых методов измерения. Поставленная цель достигается-за счет введения в состав известного устройства порогового аналого-цифрового преобразователя 6, блока памяти 7, цифроаналогового преобразователя 8, интегратора 9. Предложенный фотооксигемометр повышает достоверность получаемых результатов без нарушения целостности кожного или слизистого покрового организма. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1465019

25

S0

Изобретение относится к медицинс-. кой технике, в частности к медицинским фотометрическим устройствам, предназначенным для определения сте5 пени насыщения гемоглобина крови кислородом без нарушения целостности кожного или слизистого покровов организма.

Цель изобретения - повышение достоверности получаемых результатов эа счет цифровых методов измерения.

На фиг.1 представлена функциональная схема фотооксигемометрау на фиг,Z — функциональная схема порогового аналого-цифрового преобразователя.

Фотооксигемометр содержит генератор 1 тактовых импульсов, дифференциальный усилитель 2, двухволновый источник 3 света, первый фотоприемник

4, второй фотоприемник 5, пороговый аналого-цифровой преобразователь 6, блок 7 памяти, цифроаналоговый преобразователь 8, интегратор 9, регистратор 10.

Пороговый аналого-цифровой преобразователь 6 состоит.из первого порогового элемента 11 и второго порогового элемента 12, триггера 13, элемента И 14, счетчика 15 и генератора 16 счетных импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 тактовых импульсов, формирует импульсы, управляющие работой устройства. Формируемые генератором 1 тактовые импульсы поступают на входы управления соответственно порогового аналого-цифрового преобразователя 6, блока 7 памяти и интегратора 9.

В работе фотооксигемометра можно выделить два цикла исследований. Первый цикл длится в течение времени от до t>, a второй — от t до t

В первом цикле двухволновый источник света 3 формирует световой поток в первом спектральном диапазоне с максимумом мощности излучения на длине волны (например, 660 нм}. Во втором цикле двухволновый источник 3 света формирует излучение с длиной волны, соответствующей изобестической точке (например„ 805 нм) . Изменение длины волны излучения в соответствующих циклах осуществляется импульсами синхронизации генератора 1 тактовых импульсов, которые поступают на вход управления двухволнового источника

3 света.

В первом цикле импульсом синхронизации генератора 1 тактовых импульсов в блоке 7 памяти устанавливается цифровой код константы. С выхода блока 7 памяти параллельный код константы поступает на вход цифроаналогового преобразователя 8. Сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя 8 будет пропорционален коду, поданному на его вход.

Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 8 поступает на вход интегратора 9, работа которого синхронизируется импульсом, поступающим на его управляющий вход. В первом цикле на выходе интегратора

9 формируется сигнал линейно изменяющийся во времени, крутизна изменения этого сигнала определяется цифровым кодом константы, С выхода интегратора 9 сигнал поступает на первый вход дифференциального усилителя 2. На второй вход дифференциального усилителя 2 поступает сигнал, формируемый .первым фотоприемником 4. Дифференциальный усилитель

2 (с достаточно большим коэффициентом усиления) усиливает разность входных сигналов и эта усиленная (по напряжению и току) разность подается на двухволновый источник 3 света, Двухволновый источник 3 света формирует линейно изменяющийся во времени t -t световой поток

9 (Ф,,t) (фиг.1), который поступает в исследуемую ткань, рассеивается в ней и поглощается. Таким образом, вокруг двухволнового источника

3 света в исследуемой ткани в каждый момент t в течение интервала создается пространственная освещенность, которая уменьшается с удалением от двухволнового источника 3 света. Следовательно, часть светового потока двухволнового источника 3 света поступит после взаимодействия с тканью на первый фотоприемник 4, а другая часть того же потока поступит на второй фотоприемник 5. На выходах первого 4 и второго 5 фотоприемников будут сформированы линейно изменяющиеся электрические сигналы, крутизна изменения которых определя ется крутизной поступающих на них линейно изменяющихся световых потоков.

14650

Функции, выполняемые пороговым аналого-цифровым преобразователем, заключаются в следующем.

Сигнал с выхода второго фотопри5 емника 5 поступает на входы двух пороговых элементов 11 и 12 (фиг.2).

Первый и второй пороговые элементы

11 и 12 имеют напряжения срабатывания соответственно U и Б . Сигналы с выхода пороговых элементов 11 и 12 поступают на установочные входы триггера 13. До момента t срабатывания порогового элемента 12 (при

U,àU ) выходной сигнал триггера

13 поддерживает элемент И 14 по первому входу в закрытом состоянии. В момент наступает динамическая компенсация напряжения U сигналом с выхода второго фотоприемника 5, по . 2п этому пороговый элемент 12 срабатывает и его выходным сигналом триггер 12 устанавливается в состояние, разрешающее прохождение счетных импульсов с выхода генератора 16 счетных им- 25 пульсов через элемент И 14 на счетный вход счетчика 15. В момент сигналом триггера 13 синхронизируется работа генератора 14 счетных импульсов. Триггер 13 будет формировать ЗО на выходе сигнал, открывающий элемент

И 15 по первому входу, до момента когда наступает динамическая компенсация У сигналом фотоприемника 5.

В момент „ сработает пороговое устройство 11 и его выходным сигналом триггера 13 установится в исходное состояние, счетные импульсы поступят на счетчик 15 в течение -t4 . Число счетных импульсов, поступивших на счетчик 15, определяется крутизной наклона линейно изменяющегося сигнала фотоприемника 5 или оптическими свойствами исследуемой ткани в первом спектральном диапазоне. 45

Во втором цикле функционирование устройства аналогично работе в первом цикле за исключением того, что в блоке ? памяти устанавливается не код контактом, а код, полученный.в пороговом аналого-цифровом преобразователе 6 в первом цикле. Поскольку крутизна наклона линейно изменяющегося светового потока фотоприемника 4 во втором спектральном диапазоне устанавливается в соответствии с результатом измерения оптических свойств исследуемой ткани в первом спектральном диапазоне (за счет воздейст19

4 вия оптоэлектронного контура отрицательной обратной связи), то во втором спектральном диапазоне крутизна наклона линейно изменяющегося сигнала фотоприемника 5 (или соответствующий ей код счетчика 15) будет пропорциональна степени насыщения гемоглобина крови кислородом. Код результата измерения формируется автоматически пропорциональным отношению коэффициентов обратного светорассеяния участка ткани между двумя фотоприемниками 4 и 5 в двух спектральных диапазонах в зависимости от степени оксигенации крови, Результат измерения в виде кода счетчика 15 хранится в пороговом аналого-цифровом преобразователе 6 необходимое для его использования время. Этот код может быть индицирован на индикаторе 16 по мере необходимости

В предложенном фотооксигемометре по сравнению с известным повышается достоверность получаемых результатов за счет исключения из структуры известного устройства переключателя, с помощью которого производилась коммутация сигналов фотоприемников, а это в свою очередь приводило к перегрузке электронных цепей, в частности дифференциального усилителя и сумматора ° Кроме того, наличие переключателя неизбежно вносило дополнительные составляющие погрешности в сигналы коммутируемых цепей.

Формула изобр е тения

1. Фотооксигемометр, содержащий генератор тактовых импульсов, усилитель, регистратор, двухволновый источник света, два фотоприемника, причем фотоприемники расположены на разном расстоянии от двухволнового источника света, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения достоверности получаемых результатов за счет цифровых методов измерения, в него введены цифроаналоговый преобразователь, интегратор, пороговый аналого-цифровой преобразователь и блок памяти, причем выход интегратора соединен с первым входом усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого фотоприемника, а выход соединен с первым входом двухволнового источника света, выход

14б50 ф4 2

Составитель А.Сапко

Техред Л. Олийнык

Редактор М.Келемеш

Корректор МЛасильева

Заказ .858/6 Тираж 644 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-.издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 второго фотоприемника соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока памяти и входом регистратора, выход блока памяти соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом интегратора, выходы генератора тактовых импульсов соединены с вторыми входами двухволнового источника света, интегратора, блока памяти и порогового аналогоцифрового преобразователя.

2. Фотооксигемометр по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что пороговый аналого-цифровой преобразователь содержит два пороговых элемен19 Ь та, триггер, элемент И, счетчик и генератор счетных импульсов, причем входы обоих пороговых элементов соединены вместе и являются первым вхо.дом порогового аналого-цифрового преобразователя, а выходы подключены к установочным входам триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И и входом генератора счетных импульсов, выход которого соеди нен с вторым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, установочный вход которого является вторым входом порогового аналого-цифрового преобразователя, а выход счетчика - выходом порогового аналого-.цифрового преобразователя.