Устройство для измерения потенциала и импеданса биологического объекта

 

Изобретение позволяет последовательно осуществлять измерение напряжения поляризации /потенциала/ биологического объекта, его стимуляцию положительными и отрицательными импульсами напряжения, измерение импеданса в процессе стимуляции и исследование процесса перезаряда поляризационной емкости после стимуляции. После подачи сигналов "Установка нуля" и "Пуск" обнуляется распределитель 8 импульсов и включается генератор 1 импульсов. В первом цикле на всех выходах блока 8 присутствует уровень логического нуля, электрод 3 через выход формирователя 2 импульсов соединен с общим проводом устройства. Потенциал /напряжение поляризации/ объекта, снимаемый с электрода 4 через двухпозиционный ключ 5, поступает на дифференциальный усилитель 7, и далее через двуполярный пиковый детектор 10 и фильтр 11 нижних частот - на регистратор 12. Одновременно напряжение поляризации поступает через двухпозиционный ключ 6 на запоминающий конденсатор 9. Во втором цикле на электрод 3 поступают положительные стимулирующие импульсы с блока 2, ключи 5 и 6 переключаются и осуществляется измерение импеданса в процессе стимуляции положительными импульсами. В третьем цикле стимуляция прекращается, положение ключей 5 и 6 не изменяется, и происходит насильственный перезаряд поляризационной емкости к прежнему уровню, заполненному в конденсаторе 9. В четвертом цикле ключи возвращаются в исходное состояние, и аналогично первому циклу происходит измерение потенциала объекта. Пятый цикл аналогичен второму, но стимуляция осуществляется отрицательными импульсами. Затем циклы повторяются в том же порядке. Длительность каждого цикла определяется частотой генератора 1 и коэффициентом пересчета счетчика, входящего в состав блока 8. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1607810 А 1 (51)5 А 61 Н 39/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4405693/30-14 (22) 05.04.88 (46) 23.11.90. Бюл. № 43 (72) В. Н. Федосеев, В. А. Лихарев, А, В. Самохин, В. В. Костин и Н. В. Соболевский (53) 615.47(088.8) (56) Теория и практика рефлексотерапии. Сборник. — Изд-во Саратовского университета, 1981, с. 204. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОТЕНЦИАЛА И ИМПЕДАНСА БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

2 (57) Изобретение позволяет последовательно осуществлять измерение напряжения поляризации (потенциала) биологического объекта, его стимуляцию положительными и отрицательными импульсами напряжения, измерение импеданса в процессе стимуляции и исследование процесса перезаряда поляризационной емкости после стимуляции.

После подачи сигналов «Установка нуля» и «Пуск» обнуляется распределитель 8 импульсов и включается генератор 1 импульсов. В первом цикле на всех выходах блока 8 присутствует уровень логического нуля, электрод 3 через выход

1607810

10

55 формирователя 2 импульсов соединен с общим проводом устройства. Потенциал (напряжение поляризации) объекта, снимаемый с электрода 4 через двухпозиционный ключ 5, поступает на дифференциальный усилитель 7 и далее через двуполярный пиковый детектор 10 и фильтр 11 нижних частот на регистратор 12. Одновременно напряжение поляризации поступает через двухпозиционный ключ 6 на запоминающий конденсатор 9. Во втором цикле на электрод 3 поступают положительные стимулирующие импульсы с блока 2, ключи 5 и 6 переключаются и осуществляется измерение импеданса в процессе стимуляции положительными импульсами.

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано для диагностики заболеваний по биоэлектрическим параметрам исследуемого объекта.

Целью изобретения является расширение возможностей устройства путем определения изменений напряжения поляризации в процессе стимулирования биологического объекта.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений в характерных точках схемы устройства.

Устройство для измерения потенциала и импеданса биологического объекта содержит генератору 1 импульсов с входом

«Пуск», формирователь 2 импульсов, электроды 3 и 4, двухпозиционные ключи 5 и 6, дифференциальный усилитель 7, распределитель 8 импульсов с входом «Установка нуля», запоминающий конденсатор 9, двуполярный пиковый детектор 10, фильтр 11 нижних частот и регистратор 12.

Устройство работает следующим образом.

Перед пуском устройства путем подачи импульса на вход «Установка нуля» распределителя 8 импульсов происходит начальная установка устройства, в результате чего на всех выходах блока 8 и формирователя 2 устанавливается уровень логического нуля. Затем подается сигнал на вход «Пуск» генератора 1 импульсов, который при этом запускается. Начинается первый цикл работы устройства, в течение которого происходит измерение начальной величины напряжения поляризации исследуемого биологического объекта, подключенного между электродами 3 и 4. При этом электрод 3 через формирователь 2 импульсов подключен к общему проводу устройства, а напряжение поляризации, снимаемое с электрода 4, через нормальноВ третьем цикле стимуляция прекращается, положение ключей 5 и б не изменяется, и происходит насильственный перезаряд поляризационной емкости к прежнему уровню, запомненному в конденсаторе 9. В четвертом цикле ключи возвращаются в исходное состояние, и аналогично первому циклу происходит измерение потенциала объекта. Пятый цикл аналогичен второму, но стимуляция осуществляется отрицательными импульсами. Затем циклы повторяются в том же порядке. Длительность каждого цикла определяется частотой генератора 1 и коэффициентом пересчета счетчика, входящего в состав блока 8. 2 ил. замкнутый контакт двухпозиционного ключа

5 поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 7, выполненного на основе операционного усилителя. За счет действия обратной связи в усилителе 7 на его инвертирующем входе также устанавливается напряжение, равное напряжению поляризации, которое через нормально замкнутый контакт двухпозиционного ключа 6 поступает также на запоминающий конденсатор 9, который заряжается до этой величины. Выходное напряжение усилителя 7 проходит через двуполярный пиковый детектор 10, фильтр 11 нижних частот и регистрируется регистратором 12.

Длительность первого и последующих циклов определяется частотой генератора 1 импульсов и коэффициентом пересчета счетчика в распределителе 8 импульсов.

Во втором цикле на первом и третьем выходах блока 8 появляются сигналы (фиг. 2б, г) в результате действия которых на выходе формировамтеля 2 импульсов и электроде 3 появляются положительные стимулирующие импульсы (фиг. 2д), а ключи

5 и 6 переключаются, в результате чего электрод 4 соединяется с инвертирующим входом усилителя 7, а конденсатор 9 с его неинвертирующим входом. При этом конденсатор 9 запоминает напряжение поляризации, которое установилось на нем в конце первого цикла. Во втором цикле осуществляется стимуляция объекта положительными импульсами и измерение его импеданса, поскольку амплитудное значение выходного напряжения усилителя 7 пропорционально импедансу биообъекта между электродами 3 и 4. При этом ток стимуляции не зависит от напряжения поляризации, так как на неинвертирующем входе усилителя 7 поддерживается запомненное конденсатором 9 напряжение поляризации.

1607810

В третьем цикле стимуляция прекращается, но ключи 5 и 6 остаются в том же положении (фиг. 2) . При этом величина напряжения поляризации объекта, изменившаяся за счет стимуляции во втором цикле, принудительно возвращается к исходному состоянию. Процесс перезаряда поляризационной емкости регистрируется блоком 12.

В четвертом цикле, который аналогичен первому, выходные сигналы блоков 2 и 8 равны нулю. Происходит измерение и запоминание уточненного напряжения поляризации, существовавшего в конце третьего цикла. Ключи 5 и 6 находятся в исходном с остоя н и и.

В пятом цикле появляются сигналы на втором и третьем выходах блока 8 (фиг. 2в, г), в результате чего начинается стимуляция биообъекта отрицательными импульсами напряжения (фиг. 2д), и ключи 5 и 6 переключаются под действием управляющего напряжения. В пятом цикле, который аналогичен второму, происходит измерение импеданса объекта при его стимуляции отрицательными импульсами.

В шестом цикле, который аналогичен третьему, стимуляция прекращается (фиг. 2), и происходит насильственный перезаряд к исходному состоянию поляризационной емкостии.

В седьмом цикле, который аналогичен первому и четвертому, устройство возвращается в исходное состояние, и происходит измерение поляризационного напряжения. Затем все повторяется в той же последовательности.

Таким образом в устройстве последовательно осуществляются измерение напряжения поляризации (потенциала), стимуляция биологического объекта положительными и отрицательными импульсами, измерение импеданса в процессе стимуляции и исследоб вание прцесса перезаряда поляризационной емкости после стимуляции и измерение изменений напряжения поляризации.

Формула изобретения

Устройство для измерения потенциала и импеданса биологического объекта, содержащее генератор импульсов, два электрода, два двухпозиционных ключа и последова1ð тельно соединенные дифференциальный усилитель, двуполярный пиковый детектор, фильтр нижних частот и регистратор, отличаюи1ееся тем, что, с целью расширения возможностей устройства путем определения изменений напряжения поляризации в про"5 цессе стимулирования биологического объекта, оно снабжено формирователем импульсов, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к первому электроду, распределителем импульсов с входом «Установка нуля», второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, первый и второй выходы подключены соответственно к второму и третьему входам формирователя импульсов, а третий выход соединен с входа25 ми управления двухпозиционных ключей, и запоминающим конденсатором, включенным между общим проводом устройства и средним контактом первого двухпозиционного ключа, нормально замкнутый контакт которого подключен к инвертирующему.

З0входу дифференциального усилителя и нормально разомкнутому контакту второго двухпозиционного ключа, а нормально разомкнутый контакт — к неинвертирующему входу дифференциального усилителя и нормально замкнутому контакту второго двухЗ5 позиционного ключа, общий контакт которого соединен с вторым электродом, при этом генератор импульсов имеет вход

«Пуск».

1607810

Составитель А. Фальцман

Редактор И. Шмакова Техред А. Кравчук Корректор Н. Король

Заказ 3575 Тираж 517 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101