Способ измерения электрокожного сопротивления

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при диагностике и лечении заболеваний методами электропунктуры. Технический результат состоит в повышении точности измерения электрокожного сопротивления. Способ измерения включает наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух дополнительных электродов, подключение калиброванного резистора с известным сопротивлением между измерительным и одним из дополнительных электродов, измерение разности потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродами при подключенном и отключенном калиброванном резисторе, измерение падения напряжения на калиброванном резисторе и вычисление по результатам измерений значения электрокожного сопротивления точки акупунктуры. Дополнительно осуществляют изменение сопротивления подключенного калиброванного резистора до тех пор, пока разность потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродом не станет равной заданному постоянному значению напряжения U₀. После этого измеряют падение напряжения на калиброванном резисторе и вычисляют электрокожное сопротивление Z_та точки акупунктуры по формуле где R₀ - сопротивление калиброванного резистора при U₀, а U₁ - падение напряжения на нем. 1 ил.

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано при диагностике и лечении заболеваний методами электропунктуры.

Достоверность проведения диагностических исследований методами электропунктуры в значительной степени определяется точностью измерения электрокожного сопротивления (ЭКС) и информативностью используемых диагностических показателей. При этом повышение достоверности диагностических исследований может быть достигнуто за счет повышения точности измерения электрокожного сопротивления.

Известен способ измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры по А. с. СССР N 799756, включающий наложение измерительного электрода на точку акупунктуры, а индифферентного - вне этой точки, подключение между измерительным и индифферентным электродами переменного калиброванного резистора, измерение падения напряжения на этом резисторе при двух различных его значениях и вычисление по сопротивлению этого резистора и измеренным значениям падений напряжения на нем электрокожного сопротивления в точках акупунктуры.

Недостатком данного способа является низкая точность, т.к. измеряется суммарное сопротивление кожного покрова под измерительным и индифферентным электродами. Кроме того, измерения по настоящему способу осуществляются при произвольных значениях измерительного тока и падения напряжения на измеряемом сопротивлении, что дополнительно снижает точность измерений за счет нелинейности электрокожного сопротивления.

Таким образом, основным недостатком известного способа - аналога является низкая точность измерения электрокожного сопротивления.

Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату является способ измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры по А.С. СССР N 1111760 А, кл. А 61 H 39/02, заявлен 28.05.82 г., включающий наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух дополнительных электродов, измерение разности электрических потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродами, включение между измерительным и первым дополнительным электродами калиброванного резистора, повторное измерение разности потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродами при подключенном калиброванном резисторе, измерение падения напряжения на калиброванном резисторе и вычисление значения электрокожного сопротивления R_X точки акупунктуры по формуле: где U₁ - разность потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродами при отключенном калиброванном резисторе; U₂ - то же, при подключенном калиброванном резисторе; U₃ - падение напряжения на калиброванном резисторе; R₀ - сопротивление калиброванного резистора.

Названный способ выбран в качестве прототипа заявленного способа как совпадающий с ним по максимальному числу признаков.

В способе - прототипе путем использования двух дополнительных электродов обеспечивается повышение точности измерений за счет исключения погрешностей от составляющей электрокожного сопротивления под дополнительными электродами.

Недостатком известного способа - прототипа, как и способа - аналога является измерение электрокожного сопротивления при произвольных значениях измерительного тока и падения напряжения на информативном сопротивлении, что снижает точность измерения за счет нелинейности электрокожного сопротивления. Кроме того, это обстоятельство может привести к относительно большому падению напряжения на измеряемом сопротивлении (за счет электрокожных и электродных потенциалов); превышающему значение мембранного потенциала клеток кожного покрова (более 100 мВ), что может вызвать электрический пробой мембран клеток, снижающий точность измерения электрокожного сопротивления.

Таким образом, недостатки известных способов определяются низкой точностью измерения электрокожного сопротивления за счет измерения при произвольных значениях измерительных токов и падений напряжений на информативном сопротивлении.

Целью изобретения является повышение точности измерения электрокожного сопротивления путем нормирования заданного значения падения напряжения на измеряемом сопротивлении.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры, включающему наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух дополнительных электродов, подключение калиброванного резистора с известным сопротивлением между измерительным и одним из дополнительных электродов, измерение разности потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродами при подключенном и отключенном калиброванном резисторе, измерение падения напряжения на калиброванном резисторе, осуществляют изменение сопротивления калиброванного резистора таким образом, чтобы разность потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродами при подключении калиброванного резистора изменялась на заданное постоянное значение, после чего измеряют падение напряжения на калиброванном резисторе и по падению напряжения на калиброванном резисторе и его сопротивлению вычисляют электрокожное сопротивление точки акупунктуры.

При таком выполнении способа измерения электрокожного сопротивления за счет изменения сопротивления калиброванного резистора обеспечивается измерение при заданном постоянном значении напряжения на измеряемом электрокожном сопротивлении, что обеспечивает относительное постоянство измеряемого сопротивления кожного покрова и его независимость от условий проведения измерений, что определяет повышение точности измерения электрокожного сопротивления точки акупунктуры.

Способ заключается в том, что на исследуемый кожный покров в зоне точки акупунктуры накладывают измерительный электрод и вне ее два дополнительных электрода и закрепляют их на теле пациента. С помощью милливольтметра с большим входным сопротивлением (100 МОм и более) определяют разность потенциалов U_1-3' между измерительным и вторым дополнительным электродами. После чего включают между измерительным и первым дополнительным электродами переменный калиброванный резистор, установленный на максимальное значение сопротивления (R_max = 500 - 1000 кОм). Затем измеряют разность потенциалов U_1-3 между измерительным и вторым дополнительным электродами. После этого изменяют (в сторону уменьшения) значение сопротивления переменного калиброванного резистора и контролируют изменение разности потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродами. Изменение сопротивление переменного калиброванного резистора проводят до тех пор, пока модуль разности потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродами не станет равным заданному постоянному значению напряжения U₀ (для исключения возможного пробоя мембран клеток кожного покрова значение напряжения U₀ целесообразно выбирать меньшим 100 мВ). Затем измеряют падение напряжения U₁ на подключенном переменном калиброванном резисторе при его сопротивлении R₀, соответствующем равенству U_1-3' - U_1-3 = U₀. После чего вычисляют электрокожное сопротивление в точке акупунктуры Z_X по формуле: Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена функциональная схема конкретной реализации предлагаемого способа.

Согласно предлагаемому способу в виде узла 1 представлена эквивалентная схема замещения кожного покрова, измерительный электрод 2, первый и второй дополнительные электроды 3, 4, первый и второй коммутаторы 5, 7, переменный калиброванный резистор 6, милливольтметр 8.

Схема 1 замещения кожного покрова представлена в виде модели Шеффера без учета ввиду малого значения сопротивления подкожных тканей (см. Macs Phillippe. Изучение импеданса кожи человека для низкочастотных токов. - These, dat. Ing. Univ. Nancy. 1973. - 96 p.), где E₁, E₂ и E₃ - электрокожные потенциалы, a Z_X, Z₁ и Z₂ - электрокожные сопротивления в точках расположения измерительного электрода 2 - (А1 - точке акупунктуры) и дополнительных электродов 3, 4 (в индифферентных точках кожного покрова А₂ и А₃) соответственно.

Дополнительные электроды 3, 4 закрепляют в выбранной индифферентной зоне кожного покрова, а измерительный электрод 2 - в точке акупунктуры. Затем подключают милливольтметр 8 с помощью второго коммутатора 7 к второму дополнительному электроду 4 и измеряют разность потенциалов U_1-3' между точками А₁ и А₃, которая при условии большого входного сопротивления милливольтметра (R_вх > > Z_X + Z₂) будет определяться разностью электрокожных потенциалов в точках A₁ и А₃: U_1-3' = E₁ - E₃ (1) После этого с помощью первого коммутатора 5 между точками А₁ и А₂ подключают переменный калиброванный резистор 6, установленный на максимальное сопротивление R_max, и измеряют падение напряжения U_1-3 между измерительным и вторым дополнительным электродами. При этом в цепи между точками А₁ и А₂ будет протекать ток, значение которого после переходного процесса будет равно: Этот ток на измеряемом сопротивлении Z_X создаст падение напряжения U_Zx, равное:
За счет этого падения напряжения U_Zx произойдет изменение разности потенциалов U_1-3' на значение Δ U_1-3, причем Δ U_1-3 = U_Zx.

Затем осуществляют изменение (в сторону уменьшения сопротивления) сопротивления переменного калиброванного резистора и по показанию милливольтметра 8 контролируют изменение разности потенциалов U_1-3. Изменение сопротивления калиброванного резистора проводят до тех пор, пока изменение разности потенциалов U_1-3 относительно разности потенциалов U_1-3' по модулю не достигнет заданного постоянного значения напряжения U₀, т.e:
ΔU_1-3 = |U_1-3ʹ|-|U_1-3| = U₀. (4)
Для данного случая выражение (3) с учетом (4)примет вид:

После этого милливольтметр 8 с помощью второго коммутатора 7 подключают между измерительным и первым дополнительным электродами и осуществляют измерение падение напряжения U₁ = U_R0 на переменном калиброванном резисторе, сопротивление которого равно R₀. Это напряжение с учетом (2) можно записать в виде:

Поскольку измеряемое сопротивление Z_X на основании закона Ома равно отношению падения напряжения U_Zx к протекающему через сопротивление току I, то на основании выражений (5), (6) для измеряемого сопротивления получим:

В выражении (7) падение напряжения U₁ взято по модулю, т.к. электрокожные потенциалы в точках A₁ - А₃ могут иметь произвольную полярность. Выражение (7) позволяет определять электрокожное сопротивление Z_X в точке акупунктуры по предлагаемому способу измерений.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает измерение электрокожного сопротивления в точке акупунктуры при выполнении условия поддержания заданного постоянного падения напряжения на измеряемом сопротивлении, что обеспечивает повышение точности измерений электрокожного сопротивления и определяет повышение достоверности диагностических исследований.

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает условия единства измерений с используемыми способами измерений в большинстве диагностических электропунктурных методов [например, в методах Р.Фоля. Накатани, ЦИТО, аурикулярной диагностики и др. (см. Табеева Д.М. Руководство по иглорефлексотерапии. - М. : Медицина, 1981 - 560 с.)], реализующих измерение электрокожного сопротивления при режимах преобразований с опорным источником напряжения, что дополнительно повышает информативность и достоверность регистрируемых значений электрокожного сопротивления, определяющих методические погрешности измерительных преобразований, а следовательно, и точность измерения информативного электрокожного сопротивления.

Формула изобретения

Способ измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры, включающий наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух дополнительных электродов, подключение калиброванного резистора с известным сопротивлением между измерительным и одним из дополнительных электродами, измерение разности потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродом при подключенном и отключенном калиброванном резисторе, измерение падения напряжения на калиброванном резисторе и вычисление по результатам измерений значения электрокожного сопротивления точки акупунктуры, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют изменение сопротивления подключенного калиброванного резистора до тех пор, пока разность потенциалов между измерительным и вторым дополнительным электродами не станет равной заданному постоянному значению напряжения U_o, после чего измеряют падение напряжения на калиброванном резисторе и вычисляют электрокожное сопротивление Z_ТА точки акупунктуры по формуле

где R_o - сопротивление калиброванного резистора при U_o;
U₁ - падение напряжения на нем.

РИСУНКИ

Рисунок 1