Устройство для диагностики по методу р.фолля

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам съема информации при проведении диагностических исследований по параметрам кожного покрова в точках акупунктуры. Устройство содержит измерительный и два индифферентных электрода, коммутатор, резистор, три усилителя, управляемый источник напряжения, ключ, блок вычитания, эталонный источник напряжения, мультивибратор, два блока памяти, два компаратора, блок управления и два регистратора. Устройство обеспечивает повышение точности измерительных преобразований и достоверности диагностических исследований. 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам съема информации при проведения диагностических исследований по параметрам кожного покрова в точках акупунктуры, используемым для реализации медицинского диагностического метода Р.Фолля, широко представленного в современной медицине.

Устройства для диагностики по методу Р.Фолля должны обеспечивать контроль энергетического состояния организма, осуществляемый путем регистрации электрических параметров выбранных зон кожной поверхности с использованием линейной относительной шкалы измерения, проградуированной в условных единицах (уcл ед. ) "проводимости" (Вернер Ф. Основы электроакупунктуры. - М.: ИМЕДИС, 1993. - 184 с.; Крамер Ф. Учебник по электропунктуре, т. I. - М.: ИМЕДИС, 1995. - 189 с.). При этом энергетическое состояние организма определяется по степени нейтрализации организмом измерительного электрического тока, пропускаемого через кожный покров, регистрируемой по электрическому сопротивлению кожного покрова между электродами прибора при точно дозированном значении измерительного тока.

При диагностических исследованиях по методу Р.Фолля могут использоваться методы, основанные на определении "проводимости" зон расположения точек акупунктуры по их электрокожному сопротивлению, а также на определении "проводимости" отведений по электрокожному сопротивлению между двумя специальными "ручными" ("ножными") электродами, реализация которых должна обеспечиваться используемыми диагностическими устройствами Достоверность диагностических исследований при использовании устройств для диагностики по методу Р.Фолля в значительной степени определяется точностью нелинейных преобразований электрокожного сопротивления в выходные параметры, регистрируемые в условных единицах "проводимости" по линейной шкале прибора для заданных значений электрического тока, вид нелинейности которых определяется в соответствии с "эталонной кривой" Вернера. Кроме этого, на вид нелинейной функции преобразования оказывают влияние суммарные электрокожные потенциалы зон расположения измерительного и индифферентных электродов, определяемые суммой собственно электрокожных и электродных потенциалов, в значительной степени зависящие от материала, используемого для изготовления электродов. При этом возможные несоответствия нелинейной функции преобразования электрокожного сопротивления и значений измерительного тока "эталонной кривой" Вернера определяют погрешности диагностических устройств, и как следствие этого, - снижение достоверности диагностических исследований.

Известно устройство для диагностики по методу Р.Фолля (Voll R. Arbeitsrichtliluen fur die Elektroakupwiktur. - М L. Verlag, Hamburg, II Teil. 1963- - 102 s. ; Крамер Ф. Учебник по электропунктуре, т. I - М.: ИМЕДИС, 1995. - 189 с.), содержащее индифферентный электрод, подключенный к входу усилителя (сетке лампового триода) и через резистор (R₁) соединенный с общей шиной электропитания, измерительный электрод, подключенный к выходу управляемого источника напряжения, вход которого соединен с выходом блока вычитания (образованы резистором R₂ и источником электропитания за счет противофазного по напряжениям подключения резистора R₁), входы которого раздельно соединены с источником эталонного напряжения (выходное напряжение которого формируется на резисторе R₃) и выходом усилителя, и регистратор, подключенный к выходу усилителя В известном устройстве обеспечивается преобразование электрокожного сопротивления, подключаемого к цепи между измерительным и индифферентным электродами для заданного измерительного тока в регистрируемые с помощью регистратора выходные значения параметров, определяемые в условных единицах "проводимости" в соответствии с "эталонной кривой" Вернера. При этом за счет включения резистора R₁ последовательно с электрокожным сопротивлением изменения значения напряжения, подаваемого в измерительную цепь, и выбора рабочей точки усилителя на нелинейном участке амплитудной характеристики (лампового триода) обеспечивается формирование заданной нелинейной функции преобразования электрокожного сопротивления в значения "проводимости" в соответствии с "эталонной кривой" Вернера. Использование нелинейного участка характеристики лампового триода, вид нелинейности которой для разных экземпляров ламп может быть различным, является причиной возникновения погрешностей формирования заданной нелинейной функции преобразований и заданного изменения измерительного тока, что определяет снижение точности измерения электрокожного сопротивления при использовании устройства-аналога. При этом в устройстве-аналоге в процессе настройки прибора требуется выбор рабочей точки лампового триода на нелинейном участке характеристики, что определяет сложности регулировки прибора, а также в определенной степени является причиной дополнительного снижения точности измерительных преобразований при неоптимальном выборе напряжения смещения.

Кроме вышеотмеченного в устройстве-аналоге обеспечивается преобразование в выходные регистрируемые значения "проводимости" электрокожного сопротивления между измерительным и индифферентным электродами, равного сумме электрокожных сопротивлений под измерительным и индифферентным электродами, в последовательную цепь измерения которых включена разность электрокожных потенциалов зон расположения измерительного и индифферентного электродов. В результате этого при диагностических исследованиях по параметрам точек акупунктуры на регистрируемые значения "проводимости" будет оказывать влияние электрокожное сопротивление зоны расположения индифферентного электрода и суммарные электрокожные потенциалы зон расположения электродов, которые будут определять погрешности регистрируемых значений "проводимости" исследуемых диагностических точек акупунктуры.

Таким образом, устройство-аналог не обеспечивает высокой точности измерительных преобразований, что определяет снижение достоверности диагностических исследований по методу Р.Фолля.

В определенной мере отмеченные недостатки устройства-аналога устранены в устройстве для поиска точек акупунктуры (патент России 2108086, МПК А 61 В 5/05, А 61 Н 39/02. Устройство для поиска точек акупунктуры / А.Т. Селезнев, 1998 г. ), которое можно использовать для диагностики по методу Р.Фолля, выбранном в качестве второго устройства-аналога заявляемого устройства. Устройство содержит измерительный и два индифферентных электрода, дифференциальный усилитель, регистратор и управляемый источник напряжения, первый выход которого соединен с измерительным электродом, а второй выход - с первым входом дифференциального усилителя и общей шиной электропитания, вычитающее устройство, выход которого соединен со входом управляемого источника напряжения, первый вход соединен с источником эталонного напряжения, а второй вход - с регистратором и через амплитудный детектор - с выходом преобразователя "ток - напряжение", входы которого соединены соответственно с первым индифферентным электродом и выходом дифференциального усилителя, второй вход дифференциального усилителя подключен ко второму индифферентному электроду.

В настоящем устройстве-аналоге обеспечивается формирование нелинейной функции измерительных преобразований электрокожного сопротивления в выходное напряжение, регистрируемое регистратором. При этом выбором параметров используемых в устройстве элементов может быть в определенной мере обеспечено соответствие функции преобразований устройства "эталонной кривой" Вернера. Кроме того, в устройстве обеспечивается преобразование электрокожного сопротивления зоны расположения измерительного электрода при исключении влияния на результаты измерений электрокожного сопротивления зоны расположения индифферентного электрода. В результате этого при использовании устройства для диагностики параметров точек акупунктуры исключаются погрешности от влияния электрокожного сопротивления индифферентной зоны. Отсутствие в устройстве нелинейных элементов и неиспользование нелинейных участков характеристик преобразующих элементов значительно упрощает настройку и регулировку прибора, а также обеспечивает высокую степень повторяемости заданных нелинейных характеристик преобразования устройства.

В то же время в устройстве не обеспечивается требуемое соответствие начальных и конечных участков характеристики преобразования электрокожного сопротивления "эталонной кривой" Вернера как по виду нелинейности преобразования электрокожного сопротивления, так и по заданным значениям измерительного тока, а также на регистрируемые результаты оказывают влияние суммарные электрокожные потенциалы зоны расположения измерительного и индифферентных электродов, что является причиной появления погрешностей измерений при использовании устройства-аналога, определяющих снижение достоверности диагностических исследований.

Таким образом, основными недостатками известных устройств-аналогов является недостаточная точность измерительных преобразований электрокожного сопротивления в значения электрокожной "проводимости" для заданных нормированных значений измерительного тока, определяющая снижение достоверности диагностических исследований по методу Р.Фолля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является устройство для измерения электрокожного сопротивления по патенту России на изобретение (заявка 99109623, МПК А 61 В 5/05, А 61 Н 39/02 Устройство для измерения электрокожного сопротивления. / А. Т. Селезнев, Н.А. Селезнева, Ю.В. Юров, заявл. 27.04.99 г., положительное решение от 09.01.2001 г.), предназначенном для диагностики по методу Р. Фолля, содержащем два усилителя, коммутатор, первый вход которого подключен к первому входу первого блока памяти, второй и третий входы раздельно подключены к первому и второму индифферентным электродам, а выход - к первому входу первого усилителя, второй вход которого подключен к измерительному электроду, управляемый делитель напряжения, первый вход которого подключен к выходу первого блока памяти, а выход - к объединенным первым входам компаратора и второго блока памяти, второй вход компаратора подключен к выходу эталонного источника напряжения, а выход - ко второму входу первого блока памяти, блок вычитания, мультивибратор, два регистратора, резистор, управляемый источник напряжения, первый выход которого подключен к измерительному электроду и второму входу первого усилителя, второй выход - к общей шине электропитания, а вход подключен к выходу блока вычитания, первый вход которого подключен к выходу эталонного источника напряжения и второму входу компаратора, а второй вход подключен к выходу второго усилителя и второму регистратору, первый вход второго усилителя подключен ко второму входу коммутатора, первому индифферентному электроду и через резистор соединен с общей шиной электропитания, а второй вход подключен к общей шине электропитания, первый выход мультивибратора подключен к объединенным первым входам коммутатора и первого блока памяти, второй выход мультивибратора подключен ко второму входу второго блока памяти, выход которого подключен к первому регистратору, выход первого усилителя подключен ко второму входу управляемого делителя напряжения.

Названное устройство выбрано в качестве прототипа заявленного устройства как совпадающее с ним по максимальному числу признаков.

В устройстве-прототипе с помощью регистратора по выходному напряжению второго усилителя обеспечивается измерительное преобразование электрокожного сопротивления в выходные сигналы, регистрируемые в условных единицах "проводимости" по линейной измерительной шкале, в значительной степени соответствующей "эталонной кривой" Вернера, формируемой при использовании линейных преобразующих элементов устройства, что определяет повышение точности измерительных преобразований, а следовательно, и повышение достоверности диагностических исследований по методу Р.Фолля. Кроме того, определение с помощью первого регистратора соотношения электрокожных сопротивлений в зонах расположения измерительного и индифферентного электродов позволяет дополнительно повысить достоверность диагностических показателей.

В то же время требуемая степень соответствия функции преобразования электрокожного сопротивления, а также заданное изменение значений измерительного тока в устройстве-прототипе достигается не во всем диапазоне измеряемых значений электрокожного сопротивления Как отмечают авторы, практически полное соответствие измерительной шкалы электрокожного сопротивления "эталонной кривой" Вернера может быть достигнуто лишь при использовании дополнительно нелинейных элементов (например, полупроводниковых диодов, в цепи второго регистратора) или нелинейного участка амплитудной характеристики второго усилителя, выбираемого при настройке устройства.

Кроме того, в устройстве-прототипе обеспечивается преобразование в выходные значения "проводимости" суммы электрокожных сопротивлений зон расположения измерительного и первого индифферентного электродов при влиянии на результаты преобразований суммарных электрокожных потенциалов зон расположения электродов, что определяет возможности появления погрешностей при диагностических исследованиях по параметрам точек акупунктуры за счет изменения электрокожного сопротивления индифферентной зоны и соответствующей разности электрокожных потенциалов.

Отмеченное снижает точность измерительных преобразований и является причиной снижения достоверности диагностических исследований при использовании устройства-прототипа для реализации диагностического медицинского метода Р. Фолля.

Таким образом, недостатки известных устройств определяются недостаточной точностью измерительных преобразований электрокожного сопротивления в значения выходных параметров, регистрируемых в условных единицах проводимости, и соответствия измерительного тока нормированным значениям, определяемым "эталонной кривой" Вернера.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для диагностики по методу Р.Фолля, содержащее измерительный и два индифферентных электрода, два усилителя, два регистратора, коммутатор, первый и второй входы которого раздельно подключены к первому и второму индифферентным электродам, а выход - к первому входу первого усилителя, резистор, первый вывод которого подключен к первому входу второго усилителя, управляемый источник напряжения, первый выход которого подключен к общей шине устройства, а вход - к выходу блока вычитания, первый и второй входы которого раздельно подключены к эталонному источнику напряжения и выходу второго усилителя, мультивибратор, первый выход которого подключен к первому входу блока памяти, выход которого подключен к первому регистратору, и компаратор, введен третий усилитель, первый вход которого подключен к измерительному электроду и второму выводу резистора, а выход подключен ко второму входу второго усилителя и первому входу первого компаратора, выход которого подключен ко второму входу первого блока памяти, второй вход первого усилителя подключен к выходу первого блока памяти, а выход - к второму индифферентному электроду, второй блок памяти, первый вход которого подключен к первому входу второго компаратора и выходу второго усилителя, второй вход подключен к выходу второго компаратора, а выход - к второму регистратору, второй выход управляемого источника напряжения подключен к первому входу ключа, второй вход которого подключен к второму выходу мультивибратора и третьему входу второго блока памяти, а выход - к первому выводу резистора, блок управления, первый и второй выходы которого раздельно подключены к входу мультивибратора и третьему входу коммутатора, при этом вторые входы третьего усилителя, а также первого и второго компаратора подключены к общей шине устройства.

При таком выполнении устройства для диагностики по методу Р.Фолля за счет введения третьего усилителя, второго компаратора, блока управления, второго блока памяти и ключа обеспечивается возможность получения с высокой точностью заданной шкалы преобразования электрокожного сопротивления в регистрируемые значения "проводимости" при заданных нормированных значениях измерительного тока на основе использования линейных преобразующих элементов устройства для обеспечения режимов диагностики по параметрам диагностических точек и параметрам отведений, что определяет высокую достоверность диагностических показателей при реализации медицинского диагностического метода Р. Фолля. Кроме того, в заявляемом устройстве при регистрации параметра "проводимости" обеспечивается измерение разности электрокожных потенциалов зон расположения электродов, что расширяет возможности диагностических исследований путем использования дополнительного информативного показателя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 приведены диаграммы зависимостей функции преобразования электрокожного сопротивления в значения проводимости (диаграмма 1), а также диаграмма изменения измерительного тока (диаграмма 2) в предлагаемом устройстве от электрокожного сопротивления исследуемых зон кожного покрова.

Устройство содержит объект исследований (участок кожного покрова), представленный в виде узла 1 (схемы замещения кожного покрова), измерительный электрод 2, первый 3 и второй 4 индифферентные электроды, третий усилитель 5, блок 6 управления, коммутатор 7, резистор 8, первый компаратор 9, второй усилитель 10, первый усилитель 11, ключ 12, мультивибратор 13, первый блок 14 памяти, управляемый источник 15 напряжения, блок 16 вычитания, второй блок 17 памяти, второй компаратор 18, первый регистратор 19, эталонный источник 20 напряжения и второй регистратор 21.

Схема 1 замещения кожного покрова представлена в виде модели Филиппсона без учета сопротивления подкожных тканей (Macs Phillippe Изучение импеданса кожи человека для низкочастотных токов. - These, dat. Ing. Univ. Nancy, 1973. - 96 р.), где R_х, R₁, R₂ - электрокожные сопротивления, а E₁, Е₂, Е₃ - суммарные электрокожные и электродные потенциалы (далее по тексту - электрокожные потенциалы) в точках расположения измерительного электрода 2 и индифферентных электродов 3, 4 соответственно.

Измерительный электрод 2 выполнен в виде латунного электрода со сферической контактной поверхностью диаметром 3 мм. Первый индифферентный электрод 3 выполнен в виде фиксируемого латунного электрода небольшой площади (порядка ÷10 см²) со специальным фиксирующим приспособлением. Второй индифферентный электрод 4 представляет собой отрезок латунной трубы диаметром 20 мм и длиной 110 мм.

Третий усилитель 5 представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока с большим входным сопротивлением (100 МОм и более) и предназначен для усиления разностей потенциалов между измерительным электродом 2 и общей шиной устройства и выработки напряжения, подаваемого на второй вход второго усилителя 10 и первый вход первого компаратоpa 9. Усилитель может быть выполнен на микросхемах К140УД12 и К154УД1 в виде масштабного дифференциального усилителя.

Блок 6 управления предназначен для управления режимами работы устройства. При выработке управляющего сигнала на первом выходе блока 6 управления реализуется режим преобразований с компенсацией электрокожных потенциалов E₁-Е₃. При выключении управляющего сигнала на первом выходе блока 6 управления режим компенсации электрокожных потенциалов выключается. При выработке управляющего сигнала на втором выходе блока 6 управления реализуется режим измерения с трехточечным подключением к кожному покрову с помощью измерительного 2 и индифферентных 3, 4 электродов. При выключении управляющего сигнала на втором выходе блока 6 управления реализуется режим измерения с двухточечным подключением к кожному покрову с помощью измерительного электрода 2 и второго индифферентного электрода 4. Блок 6 управления выполнен в виде двух триггеров, в качестве которых может быть использована микросхема К176ТВ1. В простейшем варианте устройства блок 6 управления может быть выполнен на переключателях, например, типа П2К.

Коммутатор 7 предназначен для отключения первого индифферентного электрода 3 и подключения первого (инвертирующего) входа первого усилителя 11 к его выходу при реализации режима измерения с двухточечным подключением к кожному покрову, что соответствует диагностике по параметрам отведений, и подключения первого индифферентного электрода 3 к первому входу первого усилителя 11 для реализации режима с трехточечным подключением к кожному покрову при проведении диагностики по параметрам точек акупунктуры. Коммутатор 7 может быть выполнен на двух элементах микросхемы К176КТ1 и двух элементах микросхемы К176ЛН1. В простейшем варианте устройства в качестве коммутатора, объединенного с блоком 6 управления, могут быть использованы переключатели, например, типа П2К.

Резистор 8 предназначен для замыкания измерительного тока в цепи измеряемого электрокожного сопротивления между измерительным 2 и вторым индифферентным 4 электродами при открытом ключе 12 с выхода управляемого источника 15 напряжения. В качестве резистора 8 используется переменный резистор типа СП3-19 с сопротивлением 150 кОм, подстраиваемый при настройке устройства.

Первый компаратор 9 предназначен для сравнения выходного напряжения третьего усилителя 5 с потенциалом общей шины устройства и выработки пропорционального выходного напряжения, подаваемого на второй вход первого блока 14 памяти. Первый компаратор 9 может быть выполнен на микросхеме К154УД1.

Второй усилитель 10 представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока с большим входным сопротивлением и предназначен для усиления разностей потенциалов между его первым и вторым входами. Усилитель выполнен аналогично третьему усилителю 5.

Первый усилитель 11 представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока с большим входным сопротивлением и предназначен для формирования потенциала общей точки соединения электрокожных сопротивлений R_х, R₁, R₂, при реализации режима преобразований с трехточечным подключением и выходного потенциала усилителя 11 при реализации режима работы с двухточечным подключением, равного потенциалу общей шины устройства, и изменения соответствующего потенциала пропорционально выходному напряжению первого блока 14 памяти для компенсации электрокожных потенциалов зон расположения электродов. Усилитель выполнен аналогично третьему усилителю 5.

Ключ 12 предназначен для управления измерительным током в цепи между измерительным 2 и вторым индифферентным 4 электродами для обеспечения возможности измерения разности электрокожных потенциалов при выключении измерительного тока. Ключ 12 открывается управляющим сигналом со второго выхода мультивибратора 13. При отсутствии управляющего сигнала на втором выходе мультивибратора 13 ключ 12 закрыт и измерительный ток от управляемого источника 15 напряжения между измерительным 2 и вторым индифферентным 4 электродами не протекает.

Мультивибратор 13 предназначен для поочередной выработки на выходах управляющих сигналов, подаваемых на второй вход ключа 12, третий вход второго блока памяти 17 и первый вход первого блока 14 памяти для режима работы с компенсацией электрокожных потенциалов E₁, Е₂, Е₃ при подаче на вход мультивибратора 13 управляющего сигнала с блока 6 управления. При выключении управляющего сигнала на входе мультивибратора 13 (выключении режима компенсации электрокожных потенциалов) мультивибратор 13 выключается и управляющий сигнал формируется постоянно на его втором выходе, а на первом выходе мультивибратора 13 управляющий сигнал постоянно отсутствует. Мультивибратор 13 может быть выполнен на микросхеме К176ЛЕ5 в виде генератора импульсов с элементами управления мультивибратором.

Первый блок 14 памяти предназначен для запоминания выходного напряжения второго компаратора 9 в моменты времени при подаче на вход первого блока 14 памяти управляющего сигнала с первого выхода мультивибратора 13. Первый блок 14 памяти выполнен на запоминающем конденсаторе и ключе, в качестве которого может быть использован один элемент микросхемы К176КТ1.

Управляемый источник 15 напряжения предназначен для выработки выходного напряжения, пропорционального управляющему напряжению, подаваемому с выхода блока 16 вычитания. Управляемый источник 15 напряжения выполнен на микросхеме К154УД1.

Блок 16 вычитания предназначен для формирования напряжения, пропорционального разности выходных напряжений источника 20 эталонного напряжения и второго усилителя 10. Блок 16 вычитания может быть выполнен на микросхеме К 154УД1 в виде масштабного вычитающего усилителя.

Второй блок 17 памяти предназначен для запоминания выходного напряжения второго усилителя 10 при одновременной подаче на его второй и третий входы управляющих сигналов со второго выхода мультивибратора 13 и выхода второго компаратора 18. Второй блок 17 памяти выполнен аналогично первому блоку 14 памяти с включением на убавляющем входе схемы совпадения, в качестве которой может быть использована микросхема К 176ЛА7.

Второй компаратор 18 предназначен дня выработки напряжения управления второго блока памяти 17 в зависимости от полярности выходного напряжения второго усилителя 10. Второй компаратор 18 может быть выполнен на микросхеме К154УД1.

Первый регистратор 19 предназначен для регистрации разностей электрокожных потенциалов зон расположения измерительного 2 и первого индифферентного электрода 3 (при использовании режима с трехточечным подключением к кожному покрову), и второго индифферентного электрода 4 (для режима с двухточечным подключением) по выходному напряжению первого блока 14 памяти. В качестве регистратора может быть использован стрелочный микроамперметр типа М42103.

Источник 20 эталонного напряжения предназначен для формирования заданного постоянного эталонного напряжения U_o, подаваемого на первый вход блока 16 вычитания. Он может быть выполнен на стабилитроне КС147А и полевом транзисторе КП103И1.

Второй регистратор 21 предназначен для регистрации выходного измеряемого параметра в условных единицах N "проводимости" по выходному напряжению, подаваемому на регистратор 21 с выхода второго блока 17 памяти. В качестве регистратора может быть использован стрелочный микроамперметр типа М42103.

Устройство для диагностики по методу Р.Фолля работает следующим образом.

Перед использованием устройства предварительно с помощью блока 6 управления необходимо выбрать режим работы устройства.

При формировании управляющего сигнала на втором выходе блока 6 управления с помощью коммутатора 7 происходит подключение первого индифферентного электрода 3 к первому входу первого усилителя 11 и устройство будет работать с трехточечным подключением к кожному покрову, обеспечивающим исключение влияния на выходные параметры электрокожных сопротивлений R₁, R₂ индифферентных зон. Настоящий режим рекомендуется при использовании устройства для диагностики по параметров точек акупунктуры а также может быть с успехом использован для диагностики по параметрам отведений.

При выключении управляющего сигнала на втором выходе блока 6 управления с помощью коммутатора 7 происходит отключение от измерительной цепи первого индифферентного электрода 3 и замыкание первого входа первого усилителя 11 на его выход и устройство будет работать с использованием двухточечного подключения к кожному покрову, рекомендуемому при проведении диагностики по параметрам отведений. Настоящий режим используется в известных устройствах для диагностики по методу Р. Фолля, при котором в качестве информативных параметров рассматривается сумма электрокожных сопротивлений зон расположения измерительного и индифферентного электродов (R_x+R₂). В этом случае первый индифферентный электрод 3 не используется.

Для работы устройства в режиме компенсации электрокожных потенциалов на первом выходе блока 6 должно быть сформировано управляющее напряжение, что обеспечивает разрешение работы мультивибратора 13, в результате чего на его выходах периодически поочередно будут формироваться управляющие сигналы. Частота и скважность выходных импульсов (управляющих сигналов) мультивибратора 13 выбирается такой, чтобы длительность управляющего сигнала на первом выходе мультивибратора 13 была больше длительности переходного процесса изменения кожнополяризационных потенциалов зон расположения измерительного 2 и второго индифферентного электрода 4 при выключении измерительного тока I.

Для определения диагностических параметров по двухточечной схеме подключения к кожному покрову второй индифферентный электрод 4 располагается в руке пациента, а измерительный электрод 2 прижимается контактной поверхностью к кожному покрову в исследуемой зоне (при регистрации проводимости отведений в качестве измерительного электрода 2 используется электрод, аналогичный второму индифферентному электроду 4, располагаемый со вторым индифферентным электродом в зонах отведений).

При этом выходное напряжение U₁ управляемого источника 15 напряжения при открытом ключе 12 в моменты времени формирования на втором выходе мультивибратора 13 управляющего напряжения будет воздействовать между первым выводом резистора 8 и общей шиной устройства. Поскольку входные сопротивления первого 5 и второго 9 усилителей имеют достаточно большие значения, а внутреннее сопротивление открытого второго ключа 11 и выходное сопротивление первого усилителя 11 пренебрежимо малы, то можно считать, что выходное напряжение управляемого источника 15 напряжения будет приложено к последовательной цепи, состоящей из резистора 8, электрокожных сопротивлений R_x, R₂. источников электрокожных потенциалов E₁, Е₃ и эквивалентного источника напряжения, определяемого выходным напряжением первого усилителя 11.

В соответствии с диагностическим методом Р.Фолля полярность выходного напряжения U₁ управляемого источника 15 напряжения выбирается такой, чтобы потенциал первого вывода резистора 8, а следовательно, и потенциал измерительного электрода 2 был положительным относительно второго индифферентного электрода 4.

Во время формирования управляющего сигнала на первом выходе мультивибратора 13 ключ 12 закрыт и цепь прохождения тока в цепи измерительного электрода 2 разрывается. При этом между первым и вторым входами третьего усилителя 5 воздействует напряжение U₂*, которое можно представить в виде: U₂*=(E₁*-E₃*)-U₃*, (1) где U₃* - выходное напряжение первого усилителя 11 (знак "*" определяет, что параметры соответствуют времени формирования управляющего сигнала на первом выходе мультивибратора 13).

Пропорционально напряжению U₂* на выходе третьего усилителя 5 сформируется напряжение U₄*, которое при коэффициенте передачи третьего усилителя K₁ будет равно: U₄*=K₁U₂*=K₁[(E₁*-Е₃*)-U₃*]. (2) Напряжение U₄* будет воздействовать на первый вход первого компаратора 9, второй вход которого подключен к общей шине устройства. В результате этого на выходе первого компаратора 9 сформируется напряжение, пропорциональное разности напряжения U₄* и потенциала общей шины устройства ("нулевого" потенциала). При действии управляющего сигнала на первом выходе мультивибратора 13 первый блок 14 памяти открыт и его выходное напряжение определяется выходным напряжением первого компаратора 9, которое с выхода первого блока 14 памяти поступает на второй вход первого усилителя 11.

При реализации режима с двухточечным подключением первый (инвертирующий) вход первого усилителя 11 с помощью коммутатора 7 подключен к его выходу. В результате этого первый усилитель 11 для данного режима работы выполняет функцию повторителя напряжения и подаваемое на его второй вход напряжение с выхода первого блока 14 памяти передается с коэффициентом передачи К₂ первого усилителя 11 на его выход. Первый компаратор 9 выполнен таким образом, что выходное напряжение U₃* первого усилителя будет противоположно по знаку разности электрокожных потенциалов (E₁*-E₃*). В результате этого за счет отрицательной обратной связи напряжения U₂* и U₄* будут уменьшаться и после переходного процесса при большом значении коэффициенте передачи первого компаратора 9 выходное напряжение U₄* третьего усилителя 5 станет практически равным нулю, что будет соответствовать условию (3), полученному из выражения (2): U₄*=K₁[(E₁*-E₃*)-U₃*]=0 или U₃*=Е₁*-Е₃* (3)
При этом выходное напряжение U₅* первого блока 14 памяти при выполнении условия (3) и выборе К₂ = 1 будет равно:
U₅*=U₃*=Е₁*-Е₃* (4)
Таким образом, после переходного процесса при действии управляющего сигнала на первом выходе мультивибратора 13 на выходе первого блока 14 памяти установится напряжение U₅*, пропорциональное разности электрокожных потенциалов (E₁*-Е₃*), а результирующее напряжение U₂* между входами третьего усилителя 5 за счет действия напряжения U₃* будет равно нулю, что соответствует компенсации напряжением U₃* разности электрокожных потенциалов в цепи между измерительным 2 и вторым 4 индифферентным электродами.

При выключении управляющего сигнала на первом выходе мультивибратора 13 первый блок 14 памяти закрывается и в нем запоминается значение напряжения U₅*, соответствующее компенсации электрокожных потенциалов. В результате этого на выходе первого усилителя 11 напряжение будет оставаться постоянным и равным напряжению U₃* в течение следующей половины периода работы мультивибратора 13.

При формировании управляющего сигнала на втором выходе мультивибратора 13 ключ 12 открывается и к измерительной цепи между первым выводом резистора 8 и общей шиной устройства приложится выходное напряжение U₁ управляемого источника 15 напряжения.

Под действием напряжения U₁ через последовательную электрическую цепь между первым выводом резистора 8 и вторым индифферентным электродом 4 будет протекать электрический ток I, значение которого можно представить на основании закона Ома в виде:

где R_x1 = R_x + R₂ - общее электрокожное сопротивление между измерительным 2 и вторым индифферентным 4 электродами.

Если предположить, что разность электрокожных потенциалов (E₁ - Е₃) за половину периода переключения мультивибратора 13 не изменилась, т е.:
U₃*=(E₁*-E₃*)=(E₁-E₃),
то выражение (5) можно представить в виде:

т. е. измерительный ток I при использовании устройства не будет зависеть от разности электрокожных потенциалов (Е₁-Е₃).

При этом падение напряжения U₂ между первым и вторым входами третьего усилителя 5 и выходное напряжение U₄ третьего усилителя можно представить в виде:

К первому входу второго усилителя 10 во время, соответствующее формированию управляющего сигнала на втором выходе мультивибратора 13, приложено выходное напряжение U₁ управляемого источника напряжения 15, а к второму входу - напряжение U₄. В результате этого выходное напряжение U₆ второго усилителя 10 при коэффициенте усиления второго усилителя 10, равном K₃, можно представить в виде:

Выходное напряжение U₁ управляемого источника 15 напряжения пропорционально выходному напряжению U₇ блока 16 вычитания, которое в свою очередь определяется разностью выходных напряжений U₀ эталонного источника 15 напряжения и U₆ второго усилителя 10:
U₁=K₄U₇; U₇=U₀-U₆. (9)
где К₄ - коэффициент передачи управляемого источника 15 напряжения.

Подставляя выражение (9) в выражение (8) и преобразовывая, получим выражение, определяющее зависимость выходного напряжения U₆ второго усилителя 10, используемого для регистрации измеряемых параметров с помощью регистратора 21, от значения электрокожного сопротивления R_x1 и параметров элементов устройства:

При открытом втором блоке 17 памяти, что соответствует одновременному воздействию на его второй и третий входы управляющих сигналов, выходное напряжение второго блока 17 памяти подается на второй регистратор 21. При этом управляющий сигнал на втором входе второго блока 17 памяти формируется при срабатывании второго компаратора 18, что соответствует положительному значению выходного напряжения ₆ второго усилителя 10. При изменении полярности выходного напряжения U₆, что возможно при отрыве измерительного электрода от кожной поверхности за счет нерабочего состояния (состояния насыщения) элементов устройства, управляющий сигнал на втором входе второго блока 17 памяти выключается и соответствующее напряжение U₆ противоположной полярности не проходит через второй блок 17 памяти на второй регистратор 21, исключая возможность отклонения указателя стрелочного индикатора второго регистратора 21 в нерабочее положение, что исключает возможность "залипания" указателя второго регистратора 21 при использовании устройства.

На третий вход второго блока 17 памяти управляющий сигнал поступает при формировании управляющего сигнала на втором выходе мультивибратора 13, соответствующего времени формирования выходного напряжения U₆ второго усилителя, определяющего значения измеряемых параметров "проводимости". При выключении управляющего сигнала на втором выходе мультивибратора 13 на время действия управляющего сигнала на первом выходе мультивибратора 13 второй блок 17 памяти закрывается, что исключает возможность изменения значения регистрируемого напряжения U₆ в процессе работы устройства при компенсации электрокожных потенциалов.

Второй регистратор 21 проградуирован в относительных значениях N условных единиц "проводимости", значения N (в процентах) которых можно представить в виде:
N = 100•U₆/U₆₀ (11)
Где U₆₀ - выходное напряжение второго усилителя 10 при значении электрокожного сопротивлении R_x1 = 0, которое согласно выражению (10) будет равно:

Подставляя выражения (10), (12) в выражение (11), для результата измерений N, выраженного в условных единицах "проводимости", получим:

Используя выражения (6), (9), (10), можно определить значение измерительного тока I, протекающего через электрокожное сопротивление R_x1 при проведении измерений:



Выражения (4), (13), (14) определяют значения регистрируемой с помощью первого регистратора 19 разности электрокожных потенциалов (E₁-Е₃) по выходному напряжению U₅* первого блока 14 памяти, выходного измеряемого параметра N, регистрируемого с помощью второго регистратора 21 по выходному напряжению второго блока 17 памяти, равному напряжению U₆, и значения измерительного тока I в соответствии с изменением информативного элекгрокожного сопротивления R_x1. Выбором параметров K₁, К₃, К₄, R, U₀ при конкретной реализации устройства можно обеспечить максимальное соответствие значений величин N и I "эталонной кривой" Вернера.

Для иллюстрации отмеченного на фиг.2 приведены диаграммы изменений выходного параметра N (диаграмма 1) в условных единицах "проводимости", определяющего функцию передачи предлагаемого устройства (регистрируемого по шкале регистратора 21) и диаграмма изменения измерительного тока I (диаграмма 2) от изменения электрокожного сопротивления R_x1 (R_x - для трехточечного подключении) при выбранных значениях параметров устройства: K₁ = 1,2; К₃= 0,8; К₄= 0,8; R = 100 кOм; U₀ = 2,7 В. Здесь же для сравнения символами (*) отмечены значения "проводимости" и измерительного тока, определяемые "эталонной кривой" Вернера.

Как видно из приведенных диаграмм, в предлагаемом устройстве может быть достигнута высокая степень соответствия функции преобразования электрокожного сопротивления и значения измерительного тока "эталонной кривой" Вернера при независимости результатов преобразований от электрокожных потенциалов зон расположения электродов.

При использовании устройства для режима трехточечного подключения к кожному покрову коммутатор 7 подключает первый индифферентный электрод 3 к первому (инвертирующему) входу первого усилителя 11, к выходу которого подключен второй индифферентный электрод 4, что обеспечивает образование на базе первого усилителя 11 с электрокожными сопротивлениями R₁, R₂ масштабного усилителя напряжения. При этом за счет большого входного сопротивления первого усилителя 11 ток в цепи первого индифферентного электрода 3 можно считать равным нулю, и потенциал общей точки соединения электрокожных сопротивлений R_x, R₁, R₂ будет равен алгебраической сумме выходного напряжения U₅* первого блока 14 памяти и электрокожного потенциала Е₂, что обеспечивается за счет изменения выходного напряжения ₃ первого усилителя 11. При этом из регистрирующей цепи исключаются электрокожные сопротивления R₁, R₂ индифферентных зон, не влияющие на результаты преобразований при трехточечном подключении.

В процессе компенсации электрокожных потенциалов при формировании управляющего сигнала на первом выходе мультивибратора 13 напряжения U₂* и U₄* можно будет представить в виде:
U₂*=(E₁*-E₂*)-U₅*.

U₄*=K₁[(E₁*-E₂*)-U₅*]. (15)
После переходного процесса за счет действия отрицательной обратной связи выходное напряжение U₄* третьего усилителя станет практически равным нулю, что приведет к компенсации разности электрокожных потенциалов (E₁*-Е₂*) и в соответствии с выражением (15) определит значение выходного напряжения U₅* первого блока 14 памяти:
U₅*=Е₁*-Е₂*. (16)
Поскольку по напряжению U₅* в устройстве с помощью первого регистратора 19 определяется разность электрокожных потенциалов, то при использовании трехточечного подключения в соответствии с выражением (16) будет определяться разность электрокожных потенциалов (E₁-Е₂) между измерительным 2 и первым индифферентным 3 электродами в отличие от режима с использованием двухточечного подключения, при котором в соответствии с выражением (4) определяется разность электрокожных потенциалов (E₁-Е₃) между измерительным 2 и вторым индифферентным 4 электродами.

Для описания работы устройства при трехточечном подключении будут справедливы приведенные выше выражения при условии, что в них вместо значения полного электрокожного сопротивления R_x1 используется электрокожное сопротивление R_x.

Таким образом, в предлагаемом устройстве с помощью второго регистратора 21 обеспечивается точное измерение электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости" при высокой степени соответствия значений измерительного тока и независимости результатов преобразований от электрокожных потенциалов, что обеспечивает высокую достоверность диагностических исследований и является основой для эффективного использования медицинских диагностических методов. Одновременно с помощью первого регистратора 19 в устройстве обеспечивается регистрация разности электрокожных потенциалов зон расположения измерительного 2 и индифферентных 3, 4 электродов, расширяя функциональные возможности устройства
Кроме того, выполнение устройства на элементах с линейными передаточными характеристиками определяет повторяемость метрологических характеристик приборов при их серийном производстве, а также минимальную сложность их настройки и регулировки.

Формула изобретения

Устройство для диагностики по методу Р.Фолля, содержащее измерительный и два индифферентных электрода, два дифференциальных усилителя, два регистратора, коммутатор, первый и второй входы которого раздельно подключены к первому и второму индифферентным электродам, а выход - к первому входу первого дифференциального усилителя, резистор, первый вывод которого подключен к первому входу второго дифференциального усилителя, управляемый источник напряжения, первый выход которого подключен к общей шине устройства, а вход - к выходу блока вычитания, первый и второй входы которого раздельно подключены к эталонному источнику напряжения и выходу второго дифференциального усилителя, мультивибратор, первый выход которого подключен к первому входу первого блока памяти, выход которого подключен к первому регистратору, и первый компаратор, отличающееся тем, что в него введен второй компаратор и третий дифференциальный усилитель, первый вход которого подключен к измерительному электроду и второму выводу резистора, а выход подключен к второму входу второго дифференциального усилителя и первому входу первого компаратора, выход которого подключен к второму входу первого блока памяти, второй вход первого дифференциального усилителя подключен к выходу первого блока памяти, а выход - к второму индифферентному электроду, второй блок памяти, первый вход которого подключен к первому входу второго компаратора и выходу второго дифференциального усилителя, второй вход подключен к выходу второго компаратора, а выход - к второму регистратору, второй выход управляемого источника напряжения подключен к первому входу ключа, второй вход которого подключен к второму выходу мультивибратора и третьему входу второго блока памяти, а выход - к первому выводу резистора, блок управления, первый и второй выходы которого раздельно подключены к входу мультивибратора и третьему входу коммутатора, при этом вторые входы третьего дифференциального усилителя, а также первого и второго компаратора подключены к общей шине устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2