Устроойство и способ определения полного электрического сопротивления кожи
Изобретение относится к устройству и способу для автоматической оценки изменений сопротивления кожи в целях диагностирования состояния здоровья по меньшей мере части тела человека или животного. Кожу между электродами подвергают воздействию потенциала постоянного тока, имеющего выбранную величину, для получения эффекта временного пробоя. Сопротивление кожи измеряют между измерительным электродом, поляризованным сначала отрицательно по отношению к контрольному электроду и контрольным электродом, а затем сопротивление по постоянному току измеряют снова с помощью измерительного электрода, поляризованного положительно по отношению к контрольному электроду. Отношение этих двух значений используют для определения состояния здоровья внутреннего органа, соответствующего исследуемому участку кожи. Изобретение позволяет повысить надежность диагностических результатов. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 14 ил., 2 табл.
Уровень техники
Данное изобретение относится к устройству и способу автоматической оценки полного сопротивления кожи, осуществляемой в целях оценки общего состояния здоровья внутренних органов человека или животного.
Имеющиеся способы применения значений полного сопротивления кожи для диагноза органов основывают свои результаты не на логометрических измерениях основного полного сопротивления кожи и на получении непоследовательных и ненадежных результатов, которые зависят от многих переменных величин, включая эмоциональное состояние пациента, напряженность мышц, время измерения, участок контакта, давление измерительного электрода и различные физиологические различия между отдельными лицами.
После проведенных многолетних исследований автор изобретения полагает, что внутренние органы тела человека или животного имеют соответствующие участки на коже, с которых информацию о соответствующих внутренних органах можно получить путем измерения электрических свойств кожи. Автор изобретения также считает, что указанные соответствующие участки кожи обладают другими свойствами, относящимися к рефлексной физиотерапии (включая акупунктуру), например способность лечить/или уменьшать боль, вызываемую соответствующими органами.
Автор изобретения также считает, что можно составить карту этих соответствующих участков кожи и применять такую карту для разных лиц.
Автор изобретения обнаружил, что ушную раковину можно картографировать с особой точностью и что ее наиболее рационально использовать в способе согласно данному изобретению, поскольку в большинстве национальных культур кожа уха всегда открыта и ее можно исследовать, не снимая какой-либо одежды.
В данном описании, если контекст не подразумевает явно другое значение, термин “полное сопротивление” следует понимать как включающий в себя понятие сопротивления.
Сущность изобретения
Изменение полного сопротивления можно измерить двумя способами.
Способ 1: Оценка с применением постоянного тока.
Разницу между полным сопротивлением постоянного тока, измеренным на определенной частоте и на определенном участке кожи с помощью калибровочного электрода и контрольного электрода, и полным сопротивлением, измеренным на аналогичной частоте и на том же участке с помощью измерительного электрода и контрольного электрода, используют для определения состояния здоровья внутреннего органа, соответствующего исследуемому участку кожи. Калибровочный электрод и контрольный электрод контактируют с участками, более крупными, чем участок контакта кожи измерительного электрода.
Способ 2: Оценки с применением переменного тока
Термин “эффект временного пробоя” относится к резкому и значительному снижению электрического сопротивления кожи после приложения значительной разницы потенциалов между электродами.
На кожу между электродами воздействует потенциал постоянного тока, имеющий величину, подобранную таким образом, чтобы осуществить эффект временного пробоя. Сопротивление по постоянному току измеряют между измерительным электродом, поляризованным отрицательно относительно контрольного электрода, и сопротивление по постоянному току того же участка кожи измеряют снова, но с помощью измерительного электрода, поляризованного положительно по отношению к контрольному электроду. Отношение этих двух величин используют для определения состояния здоровья внутреннего органа, соответствующего исследуемому участку кожи.
Устройство в общем виде в соответствии с данным изобретением может содержать следующие функциональные блоки:
измерительный и/или калибровочный электрод, контрольный электрод, измерительный блок, блок управления, блок интерфейса пользователя, блок представления результатов и, как вариант, блок памяти данных.
Блок генератора напряжения формирует разность потенциалов между измерительным электродом и контрольным электродом или калибровочным электродом и контрольным электродом. Блок генератора напряжения подключен к блоку управления, который им управляет. Измерительный блок подключен к измерительному электроду и контрольному электроду (фиг.1).
Измерительный блок определяет полное сопротивление между измерительным электродом и калибровочным электродом. Либо блок генератора напряжения можно подключить через измерительный блок к измерительному электроду или контрольному электроду (фиг.2). Конечной целью измерительного блока является измерение параметра (такого, как напряжение или ток), который можно использовать для определения полного сопротивления или сопротивления между измерительным электродом и контрольным электродом. Измерительный блок подключен к блоку управления.
Блок управления подключен к интерфейсу пользователя (если имеется), блоку памяти данных (если имеется), блоку представления результатов, блоку генератора напряжения и к измерительному блоку. Блок управления устанавливает напряжение, генерируемое блоком генератора напряжения. Блок управления использует информацию, принимаемую от измерительного блока, в целях обнаружения эффекта временного пробоя и асимметрии сопротивления. Блок управления может запоминать и отыскивать информацию в блоке запоминания данных (если имеется). Блок управления информирует пользователя о результатах измерений через блок представления результатов. Блок представления результатов может формировать визуальную или звуковую индикацию, чтобы сообщить пользователю результат, т.е. сообщить о состоянии здоровья внутреннего органа, полученный блоком управления.
Описание работы
В итоге большого объема проведенных экспериментов изобретатель обнаружил, что устройство в общем виде в соответствии с данным изобретением может работать описываемым ниже образом с получением надежных результатов.
Метод 1: Оценка с применением переменного тока
Калибровочный электрод устанавливают в контакт с нужным участком кожи, соответствующим внутреннему органу субъекта, состояние здоровья которого подлежит определению. Контрольный электрод устанавливают в контакт с любым другим участком кожи - обычно на руке объекта. Блок управления использует блок генератора напряжения для формирования сигнала переменного тока определенной частоты и величины между калибровочным и контрольным электродами. Блок управления определяет полное сопротивление между электродами через посредство измерительного блока. Блок управления запоминает значение полного сопротивления в блоке памяти (которое называется “калибровочным полным сопротивлением”). Блок управления выдает через блок представления результатов сигнал о том, что калибровочное полное сопротивление определено. Калибровочный электрод снимают и измерительный электрод помещают на исследуемом участке кожи. Блок управления использует блок генератора напряжения для генерирования сигнала переменного тока аналогичной частоты и величины между калибровочным и контрольным электродами.
Блок управления определяет отношение между калибровочным полным сопротивлением и полным сопротивлением, измеренным с помощью измерительного электрода, и преобразует это отношение в индикацию состояния здоровья данного внутреннего органа. Блок управления отображает результат в блоке представления результатов (напр. по процентной шкале остроты заболевания).
Результат целесообразно отобразить в процентах, подсчитанных по следующему уравнению:
% заболевания=(1-Iизмерения/Iконтрольный)×100; и
% заболевания=(1 -Rконтрольное/Rизмерения)×100
Процент изменяется в соответствии с различными состояниями здоровья данного органа. Обычно от 0 до 40% указывают здоровое состояние; от 40 до 60% указывают верхние пределы здорового состояния; 60 до 80% указывают состояние ниже острого и от 80 до 100% указывают острое состояние исследуемого органа.
Метод 2: Оценка с применением постоянного тока
Контрольный электрод устанавливают в контакт с любым участком кожи. Измерительный электрод устанавливают в контакт с определенной точкой кожи, соответствующей внутреннему органу, состояние здоровья которого определяют. Блок управления использует блок генератора напряжения для генерирования разности потенциалов постоянного тока между электродами. Блок управления определяет сопротивление между электродами с помощью измерительного блока. Блок управления регулирует разность потенциалов постоянного тока и проверяет сопротивление до тех пор, пока сопротивление не снизится ниже определенного порога или резко начнет быстрое снижение (эффект временного пробоя). Блок управления проверяет сопротивление до достижения устойчивого значения. Блок управления запоминает значение сопротивления в блоке памяти данных (называется “контрольным сопротивлением”).
Блок управления изменяет поляризацию измерительного и контрольного электродов на обратную по отношению друг к другу и использует блок генератора напряжения для приложения к электродам потенциала постоянного тока. Блок управления определяет сопротивление между электродами с помощью измерительного блока (называется “сопротивление измерения”).
Блок управления определяет отношение между “сопротивлением измерения” и “контрольным сопротивлением” и по этому отношению вычисляет остроту заболевания. Для этого вычисления используют следующее уравнение:
% Заболевания=(1-Iизмерения/Iконтрольный)×100; или
% Заболевания=(1-Rизмерения/Rконтрольное)×100.
Блок управления отображает результат в блоке представления результатов (напр., на процентной шкале интенсивности заболевания).
Обычно результат отображают в процентах, причем разный процент соответствует разному состоянию здоровья данного органа. Обычно от 0 до 40% указывают здоровое состояние; от 40 до 60% указывают верхние пределы здорового состояния; 60 до 80% указывают состояние ниже острого и от 80 до 100% указывают острое состояние исследуемого органа.
Для оптимального индуцирования эффекта временного пробоя измерение контрольного сопротивления выполняют измерительным электродом, поляризованным отрицательно по отношению к контрольному электроду, хотя считается, что при более высокой разности потенциалов между электродами эффект временного пробоя можно также наблюдать в случае обратной полярности.
При способе с применением постоянного тока: если данный внутренний орган нездоров, то с помощью измерительного электрода, поляризованного положительно по отношению к контрольному электроду, будет измеряться сопротивление, более высокое, чем с помощью измерительного электрода, поляризованного отрицательно по отношению к контрольному электроду, напр., 300 кОм по сравнению с 30 кОм. Аналогично, при использовании метода с применением переменного тока измерение, полученное с помощью измерительного электрода, будет иметь показание полного сопротивления, более высокое, чем полное сопротивление измерения, полученное с помощью калибровочного электрода.
Также возможно использовать сигнал переменного тока при применении метода постоянного тока.
Хотя для участков тонкой кожи, таких как ушная раковина, эффективны оба метода оценки с применением и постоянного, и переменного токов, все же метод оценки с применением постоянного тока предпочтителен, но для участков тела с более толстой кожей, таких как ступня, более предпочтительным является способ с применением переменного тока, так как для участков с более толстой кожей для возникновения эффекта временного пробоя требуется более высокое напряжение, которое может вызывать у субъекта ощущение боли.
Автор изобретения считает, что описываемое выше устройство использует новую методику измерения и определения соотношений и обеспечивает согласованные и воспроизводимые диагностические результаты, которые не зависят от разнообразных физиологических различий у отдельных лиц, эмоционального состояния пациента, от напряженности мышц и времени измерения. Результаты зависят от остроты заболевания, при этом эффект давления не имеет значения.
Примеры
Пример 1
В первом испытании предметом диагноза была язва желудка с получением следующих результатов:
Участки проецирования ушной раковины (тонкая кожа - измерение с применением постоянного тока):
контрольное сопротивление = 10 кОм;
⇒ Область проецирования желудка: сопротивление измерения = 200 кОм;
т.е. 95% активность заболевания
⇒ Участки проецирования здорового органа: сопротивление измерения = 10-25 кОм,
т.е. 0-60% активность заболевания
Области пяточного проецирования (толстая кожа - измерение с применением переменного тока):
Контрольное сопротивление = 15 кОм (при 250 Гц)
⇒ Участок желудочного проецирования: сопротивление измерения = 300 кОм,
т.е. 95% активность заболевания
⇒ Участки проецирования здорового органа: сопротивление измерения = 15-37,5 кОм,
т.е. 0-60% активность заболевания.
Пример 2
Гидронефротическая трансформация (почечная инфекция)
Участки проецирования ушной раковины (тонкая кожа - измерение с применением постоянного тока):
Контрольное сопротивление = 10 кОм;
⇒ Область проецирования почки: сопротивление измерения = 100 кОм;
т.е. 90% активность заболевания
⇒ Участки проецирования здорового органа: сопротивление измерения = 10-25 кОм,
т.е. 0-60% активность заболевания
Области пяточного проецирования (толстая кожа - измерение с применением переменного тока):
Контрольное сопротивление = 10 кОм (при 250 Гц)
⇒ Участок почечного проецирования: сопротивление измерения = 100 кОм,
т.е. 90% активность заболевания
⇒ Участки проецирования здорового органа: сопротивление измерения = 10-25 кОм,
т.е. 0-60% активность заболевания.
Описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует в виде принципиальной блок-схемы устройство для оценки изменений полного сопротивления кожи и состояния здоровья соответствующего внутреннего органа с помощью измерения с применением постоянного или переменного тока в общем в соответствии с данным изобретением.
Фиг.2 - в виде принципиальной блок-схемы вариант осуществления устройства для оценки изменений полного сопротивления кожи и состояния здоровья соответствующего внутреннего органа с помощью измерения с применением постоянного или переменного тока в общем в соответствии с данным изобретением.
Фиг.3 - в виде принципиальной блок-схемы устройство для оценки изменений полного сопротивления кожи и состояния здоровья соответствующего внутреннего органа с помощью измерения с применением постоянного или переменного тока в соответствии с данным изобретением.
Фиг.4 - в виде принципиальной схемы блок питания согласно фиг.3.
Фиг.5 - в виде принципиальной схемы блок управления и блок пользовательского интерфейса согласно фиг.3.
Фиг.6 - в виде принципиальной схемы блок представления результатов согласно фиг.3.
Фиг.7 - в виде принципиальной схемы блок генератора напряжения и измерительный блок согласно фиг.3.
Фиг.8 - в виде принципиальной схемы блок памяти данных согласно фиг.3.
Фиг.9 - упрощенная блок-схема программного обеспечения, используемого в микроконтроллере в блоке управления согласно фиг.5.
Фиг.10 - эффект временного пробоя, получаемый с помощью устройства данного изобретения в режиме измерения с применением постоянного тока.
Фиг.11 - зависимость сопротивления кожи от прилагаемого напряжения для некоторой точки кожи, соответствующей здоровому органу (фиг.11а), и некоторой точки кожи, соответствующей больному органу (фиг.11b), полученная методикой данного изобретения с применением измерения с помощью постоянного тока.
Фиг.12 - зависимость полного сопротивления кожи от прилагаемой частоты, полученная методикой данного изобретения с применением измерения с помощью переменного тока.
Фиг.13 - представление точек кожи на ушной раковине человека, соответствующих внутренним органам; и
Фиг.14 - представление зон кожи на подошве ступни человека, соответствующих определенным внутренним органам.
На фигурах ссылка 1 указывает устройство для определения состояния здоровья внутреннего органа субъекта с помощью способа оценки изменения полного сопротивления в соответствии с данным изобретением.
Устройство 1 содержит блок 5 генератора напряжения, который генерирует разность потенциалов между измерительным 11.1 или калибровочным 11.2 электродом и контрольным электродом 11.3. Блок 5 генератора напряжения подключен к блоку 2 управления, который им управляет. Измерительный блок 6 подключен к измерительному электроду 11.1 или калибровочному 11.2 электроду и контрольному электроду 11.3.
В фиг.2 ссылка 1.2 указывает на вариант устройства для определения состояния здоровья внутреннего органа субъекта с помощью способа оценки изменения полного сопротивления в соответствии с данным изобретением.
Блок 5 генератора напряжения генерирует разность потенциалов между измерительным 11.1 или калибровочным 11.2 электродом и контрольным электродом 11.3. Блок 5 генератора напряжения подключен к блоку 2 управления, который им управляет. Измерительный блок 6 подключен к измерительному электроду 11.1 или калибровочному электроду 11.2 и контрольному электроду 11.3.
Измерительный блок 6 определяет полное сопротивления между измерительным электродом 11.1 или калибровочным электродом 11.2 и контрольным электродом 11.3. Либо блок 5 генератора напряжения можно подключить через измерительный блок 6 к измерительному электроду 11.1, или калибровочному электроду 11.2, или к контрольному электроду 11.3. Конечная цель измерительного блока 6 заключается в измерении параметра (такого как напряжение или ток), который зависит от полного сопротивления или сопротивления между измерительным электродом 11.1 или калибровочным электродом 11.2 и контрольным электродом 11.3. Измерительный блок 6 подключен к блоку 2 управления.
Блок управления 2 подключен к блоку 8 интерфейса пользователя, блоку 3 памяти данных, блоку 7 представления результатов, блоку 5 генератора напряжения и измерительному блоку 6. Блок 2 управления устанавливает напряжение, генерируемое блоком 5 генератора напряжения. Блок 2 управления использует информацию от измерительного блока 6, чтобы обнаруживать эффект временного пробоя и асимметрии сопротивления. Блок 2 управления выполнен с возможностью запоминания и поиска информации в блоке 3 памяти данных. Блок 2 управления сообщает пользователю результаты измерений через блок 7 представления результатов. Блок 7 представления результатов может формировать для пользователя визуальную или звуковую индикацию результата, т.е. состояние здоровья данного внутреннего органа, полученного блоком 2 управления.
Обращаясь к фиг.3, изображено устройство 1 диагностики по электрическому сопротивлению кожи, в основном предназначенное для диагностики патологии внутренних органов человека за счет электрического стимулирования и измерения полного сопротивления удаленных друг от друга точек кожи.
В устройстве 1 диагностики по электрическому сопротивлению кожи блок 2 управления отображает команды оператору на жидкокристаллическом дисплее 37 исключительно или в сочетании с видеомонитором, подключенным к видеодисплею 13 или к телевизору, подключенному к модулятору 10 УВЧ. Перечень диагностируемых органов отображают на мониторе или телевизоре. Оператор выбирает внутренние органы для диагностирования с помощью клавиатуры 9.
Блок 2 управления выбирает способ диагностики исходя из местоположения исследуемой точки/зоны кожи. Имеется два способа диагностики: измерение с применением переменного тока или измерение с применением постоянного тока. Измерение с применением переменного тока более целесообразно для участков с более толстой кожей, напр. подошва ступни. Измерение с применением постоянного тока более целесообразно для участков с тонкой кожей, напр. ухо.
Блок 2 управления отображает исследуемый участок (напр., ступня или ухо). Выделяемая зона или точка указывает место, где оператор должен установить измерительный электрод 11.1. Блок 2 управления управляет блоком 5 генератора напряжения по оптической линии в целях выполнения намеченной проверки.
Для измерения с помощью постоянного тока: Блок 5 генератора напряжения генерирует небольшую постоянную разность потенциалов между измерительным электродом 11.1 и контрольным электродом 11.3, при этом измерительный электрод поляризован отрицательно по отношению к контрольному электроду. Ток постоянно контролируют блоком 2 управления с помощью измерительного блока 6 и, когда ток увеличивается свыше заранее определенного порогового значения, предполагается, что оба зонда контактируют с кожей. Разность потенциалов между зондами медленно увеличивается, и ток, идущий по зонду, непрерывно измеряют. Сопротивление кожи вычисляют путем деления значения потенциала, прилагаемого к зондам, на значение измеряемого тока, проходящего через зонды. При обнаружении резкого значительного падения этого сопротивления (см. фиг.9 - алгоритм) непрерывно регулируют разность потенциалов между зондами, чтобы сохранять на заранее определенном уровне измеряемый ток, проходящий по зондам. Этот этап продолжают до тех пор, пока скорость изменения сопротивления кожи не снизится ниже заранее определенного уровня. Значение разности потенциалов в это время запоминают с помощью блока 2 управления в блоке 3 памяти данных. Блок 2 управления использует блок генератора напряжения для приложения одинаковой разности потенциалов между зондами с противоположной поляризацией (измерительный электрод положительно поляризован относительно контрольного электрода). Ток измеряют непрерывно. Считается, что это отношение (измеряемый ток)/(заданный ток) обеспечивает указание степени патологии в данном органе. Если это отношение приближается к нулю, то соответствующий орган считается больным. Если это отношение превышает 0,6, то считается, что данный орган здоров. Чем в большей степени это отношение приближается к нулю, тем более высокой будет считаться степень патологии (напр., рак) данного органа.
Блок 2 управления непрерывно контролирует ток с помощью измерительного блока 6 и отображает результат проводимой проверки на жидкокристаллическом дисплее 37 на процентной шкале болезни до тех пор, пока оператор не нажмет на ножную педаль 12. Блок управления запоминает результат проверки в блоке 3 памяти данных и включает зуммер 36, указывая, что проведение данной проверки завершено.
Соответственно, блок 2 управления выполняется с возможностью взаимодействия с блоком 3 памяти данных, блоком 5 генератора напряжения, измерительным блоком 6 и блоком 7 представления результатов. Таким образом, блок 2 управления управляет действиями блока 3 памяти данных, блока 5 генератора напряжения, измерительного блока 6 и блока 7 представления результатов. В результате, блок 2 управления и блок 3 памяти данных, блок 5 генератора напряжения, измерительный блок 6, блок 7 представления результатов функционируют совместно, образовывая множество средств, предназначенных для выполнения основных функций.
Предпочтительно, блок 2 управления и измерительный блок 6 функционируют совместно с образованием средства для непрерывного контролирования и измерения по меньшей мере первого параметра, который зависит от сопротивления между электродами, когда измерительный электрод установлен в контакте с первой зоной кожи, соответствующей определенному органу, и контрольный электрод установлен в контакте со второй зоной кожи на том же теле и при приложенной, с помощью генератора, некоторой разности потенциалов постоянного тока между электродами, при этом средство для непрерывного контролирования и измерения по меньшей мере первого параметра выполнено с возможностью подключения при использовании к измерительному электроду и контрольному электроду.
Более того, блок 2 управления и блок 5 генератора напряжения функционируют совместно с образованием средства регулирования тока или разности потенциалов до возникновения резкого и значительного изменения первого параметра по причине снижения сопротивления кожи при разности потенциалов временного пробоя.
Также блок 2 управления и блок 3 памяти данных функционируют совместно с образованием средства записи, при использовании подключаемого к средству для непрерывного контролирования и измерения первого параметра и выполненного с возможностью регистрирования первого измеренного значения первого параметра после возникновения резкого и значительного изменения первого параметра по причине снижения сопротивления кожи по достижении разности потенциалов временного пробоя.
Кроме того, блок 2 управления и блок 5 генератора напряжения также функционируют совместно с образованием средства для изменения разности потенциалов между электродами таким образом, что полярность электродов изменяется на обратную после регистрирования первого измеренного значения, при этом средство для изменения разности потенциалов между электродами выполнено с возможностью подключения при использовании к генератору и/или к измерительному электроду и контрольному электроду.
И блок 2 управления, и блок 3 памяти данных функционируют совместно с образованием средства записи, при использовании подключаемого к измерительному электроду и контрольному электроду, выполненного с возможностью регистрирования второго измеренного значения второго параметра, который зависит от сопротивления между электродами после изменения полярности электродов на обратную.
Также предпочтительно, блок 2 управления формирует средство для сравнения первого и второго измеренных значений для получения третьего значения, указывающего состояние здоровья органа, которому соответствует первая зона кожи, при этом средство для сравнения первого и второго измеренных значений выполнено с возможностью подключения при использовании к средству записи первого измеренного значения и средству записи второго измеренного значения.
Для измерения с применением переменного тока: Оператор устанавливает контрольный электрод 11.3 и калибровочный электрод 11.2 на коже субъекта по команде от жидкокристаллического дисплея 37. Блок 5 генератора напряжения генерирует небольшую разность потенциалов между электродами 11.2 и 11.3. Ток непрерывно контролируют и, когда ток превысит заданное пороговое значение, то делается вывод о том, что оба зонда контактируют с кожей. Теперь между электродами прилагают синусоидальный переменный ток. Ток непрерывно контролируют с помощью блока 2 управления посредством измерительного блока 6, а напряжение регулируют до достижения током заданного уровня. Этот процесс называется калибровкой.
Блок 2 управления отображает изображение исследуемой области (обычно - стопа) на видеомониторе или на телевизионном экране с помощью блока представления результатов. Блок 2 управления отображает сообщение на жидкокристаллическом дисплее 37, сообщая оператору о том, что теперь надо использовать измерительный электрод 11.1 и контрольный электрод 11.3. Выделенная зона или точка указывает место, на котором оператор должен установить измерительный электрод 11.1. Ток измеряют непрерывно.
Считается, что это отношение (измеряемый ток)/(заданный ток) обеспечивает указание степени патологии данного органа. Если это отношение приближается к нулю, то соответствующий орган считается больным. Если это отношение превышает 0,6, то считается, что данный орган здоров. Чем в большей степени это отношение приближается к нулю, тем большей считается присутствующая в данном органе патология (напр., рак). Блок 2 управления непрерывно контролирует ток с помощью измерительного блока 6 и отображает результат проводимой проверки на жидкокристаллическом дисплее 37 на процентной шкале болезни до тех пор, пока оператор не нажмет на ножную педаль 12. Блок управления запоминает результат проверки в блоке 3 памяти данных и включает зуммер 36, указывая, что проведение данной проверки завершено.
Блок 2 управления содержит микроконтроллер 16 (обычно - модель “8051”). Генератор 28 обеспечивает тактовый сигнал для микроконтроллера 16. Стандартную конфигурацию адресного переключателя (11) используют для формирования 16-разрядной адресной шины (11.1, 16.3), которая подключена к ЗУПВ 56 емкостью 32 К и к ПЗУ 57 емкостью 32 К. Двусторонняя информационная шина 16.1 передает данные в и из микроконтроллера 16. С помощью интерфейса 17 клавиатуры (обычно модель - “74НС922”) микроконтроллер 16 осуществляет межсоединение с клавиатурой 9.
Электроды гальванически изолированы 55 относительно основной цепи за счет трансформатора 43 в блоке 5 генератора напряжения. Измерительный блок 6 оптически изолирован от основной цепи оптоэлектронными соединительными устройствами 51, 52, 53, 54. Синусоидальное напряжение, прилагаемое к первичной катушке трансформатора 43,1, увеличивают вторичной катушкой 43.2. Схема 44 удвоения напряжения удваивает и выпрямляет синусоидальное выходное напряжение катушки 43.2, в результате чего на конденсаторе 38 формируется постоянное напряжение. При выключенном реле 40 переменное напряжение подают на реле 42. При включенном реле 40 постоянное напряжение с конденсатора 38 подают на реле 42. Реле 42 используют для переключения полярности сигнала с реле 40. Это сочетание реле 42 и 40 используют, чтобы переключать напряжение между зондами в переменное или постоянное напряжение, и оно обеспечивает изменение полярности зондов на обратную.
Первичную катушку 43.1 трансформатора 43 возбуждают операционным усилителем 41, который используют в режиме усилителя-инвертора. Программируемый генератор 39 синусоидальных сигналов (обычно - модель “ML2036”) формирует входной сигнал для операционного усилителя 41. Генератором 39 синусоидальных сигналов управляет микроконтроллер 16 по линиям 22.1, 22.3, 22.4. Частоту программируют в цифровом виде по этой последовательной шине. Величина выходного синусоидального сигнала (от полупикового до пикового значения) равно напряжению на выходе 24.1 цифроаналогового преобразователя 24. Выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 24 задают по шине 16.1 с помощью микроконтроллера 16.
Ток измеряют с помощью измерительного блока 6. При замыкании цепи между электродами за счет такого полного электрического сопротивления, как тело человека, ток проходит по электродам и в заземление по измерительному резистору 46. Возникающее на этом резисторе напряжение относительно заземления поэтому пропорционально току, проходящему по зондам. Буфер 45 операционного усилителя подает сигнал в прецизионный выпрямитель, сформированный операционными усилителями 47 и 48. Они выделяют абсолютное значение сигнала, который подают в последовательный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 49. АЦП 49 сообщается с микроконтроллером 16 по последовательной шине, состоящей из линий 22.1, 22.2 и 22.3, по оптической линии связи, обеспечиваемой оптоэлектронными соединительными устройствами 52, 53, 54. Детектор пересечений нулевого уровня 50 обнаруживает полярность напряжения на измерительном резисторе 46 и передает эти сведения двоичным кодом единиц и нулей в микроконтроллер 16 по оптоэлектронному соединительному устройству 51. При приложении переменного напряжения к электродам ток измеряют в каждом пиковом значении напряжения. Микроконтроллер 16 ожидает возникновения перехода от нуля к единице на выходе 22.5 оптоэлектронного соединительного устройства 51. Микроконтроллер 16 ожидает появление периода времени, равного одной четверти периода частоты выходного напряжения, и затем запрашивает преобразование у аналого-цифрового преобразователя 49.
Микроконтроллер отображает соответствующие данные на мониторе с помощью видеодисплея 13. Двухпортовое ЗУПВ 30 содержит вариант экрана в виде поразрядной карты отображения информации. Микроконтроллер 16 выполнен с возможностью считывания и записи данных в двухпортовое ЗУПВ 30 через посредство информационной шины 16.1 с помощью линий управления 16.6 и 16.7 и адресной шины, имеющих обозначения 11.1 и 16.3. Матрица 25 логических элементов с эксплуатационным программированием использует счетчики и сдвиговые регистры для последовательного считывания данных экрана и для записи в кодере системы ПАЛ информации в виде красных, зеленых и синих (КЗС) элементов изображения и также информации обратных ходов по кадру и строке в КЗС. Универсальный генератор синхроимпульсов 33 генерирует синхроимпульсы видеостандарта ПАЛ. Эти импульсы синхронизируют с главным генератором синхроимпульсов системы с помощью системы фазовой автоматической подстройки частоты 34. Синхроимпульсы элементов изображения выводят из главного генератора 16.5 синхроимпульсов системы с помощью счетчиков в матрице 25 логических элементов с эксплуатационным программированием. Генератор синхроимпульсов элементов изображения используют для считывания и преобразования в последовательную форму данных с надлежащей скоростью и надлежащим методом из двухпортового ЗУПВ 30, в результате чего потоки битов, направляемые в КЗС в кодер ПАЛ, можно кодировать в полный синхронизирующий видеосигнал стандарта ПАЛ и затем направлять непосредственно в видеовход 31.1 стандартного видеомонитора.
Модулятор 10 УВЧ преобразует полный синхронизирующий видеосигнал в сигнал ультравысокой частоты, который можно непосредственно направить на антенный вход 35.1 телевизора. Интегральный модулятор 35 УВЧ модулирует полный синхронизирующий сигнал ПАЛ из видеодисплея в частоту, определяемую внешними составляющими.
Питание подают в цепь из блока 4 питания. Трансформатор 14.1, первичная связь которого подключена к сети, а вторичная связь подключена к мостовой выпрямительной схеме 14.2, преобразует 220 В переменного тока в 7,2 В переменного тока. Выходной сигнал выпрямителя подают в 5-вольтовый регулятор 14.3. Монолитный инвертор 15.1 напряжения, который обычно является инвертором модели “МАХ660”, формирует электропитание -5 В из основного питания 5В.
Питание, подаваемое на блок 5 генератора напряжения и измерительный блок 6, гальванически изолировано от основного питания. Преобразователь 15.2 постоянного напряжения (обычно - модель “NMA0505”) используют для подачи напряжения +5 В и -5 В в изолированную схему интерфейса пациента.
Фиг.10 изображает график зависимости напряжения от периода времени, когда осуществляется эффект (х) временного пробоя. В точке временного пробоя (х) происходит резкое и значительное снижение сопротивления и также наблюдается резкое и значительное падение напряжения. Эталонное значение измеряют, когда напряжение стабилизируется после эффекта временного пробоя.
Фиг.11а и 11b иллюстрируют, как отражается на сопротивлении заболевание какого-либо органа. В фиг.11а две кривые представляют значения сопротивления при разных напряжениях для здорового органа, а фиг.11b иллюстрирует две кривые значений сопротивления при разных напряжениях для нездорового органа. Линии 50 представляют контрольные значения сопротивления, а линии 52 представляют измеряемые значения сопротивления. Фиг.11b иллюстрирует две кривые значения сопротивления при разных напряжениях для нездорового органа. Если орган здоров, то контрольные и измеряемые значения сопротивления аналогичны, но при усилении заболевания органа измеряемое значение увеличивается в равной же степени и разница между контрольными и измеряемыми значениями увеличивается.
Аналогично фиг.12 изображает изменения измеряемого полного сопротивления, когда данный орган имеет заболевание. Линия 56 изображает контрольные значения и значения сопротивления на разных частотах. Линия 58 иллюстрирует измеряемые значения сопротивления для здорового органа; линия 60 иллюстрирует измеряемые значения сопротивления для органа, имеющего заболевание. Чем в большей степени ухудшается состояние данного органа, тем более высоким становится сопротивление измеряемых значений и, следовательно, тем большей будет разница между измеряемыми и контрольными значениями.
Обращаясь к фиг.13 и 14, измерительные или калибровочные электроды установлены на точках, указанных по порядку, для установления диагноза определенного органа. Точка, на которой установлен электрод, зависит от указанного органа; приводимые ниже Таблицы 1 и 2 указывают органы, к которым относятся нумерованные точки.
| Таблица 1 | |
| Номер, указанный в фиг.13 | Часть тела |
| 1 | сердце (П) |
| 2 | щитовидная железа |
| 3 | легкие (верхняя доля) |
| 4 | легкие |
| 5 | пищевод (кардиальное отверстие) |
| 6 | желудок |
| 7 | печень (левая доля) (П) |
| 8 | печень (правая доля) (Л) |
| 9 | селезенка (П) |
| 10 | почки |
| 11 | поджелудочная железа (П) |
| 12 | желчный пузырь |
| 13 | двенадцатиперстная кишка (Л) |
| 14 | поперечная ободочная кишка |
| 15 | нисходящая ободочная кишка (П) |
| 16 | восходящая ободочная кишка (аппендикс) (Л) |
| 17 | тонкая кишка |
| 18 | мочеточник |
| 19 | мочевой пузырь |
| 20 | предстательная железа |
| 21 | дистальная ободочная кишка |
| 22 | молочная железа |
| 23 | яичник и придатки |
| 24 | матка |
| 25 | варолиев мост |
| 26 | зрительный бугор |
| 27 | гипоталамус |
| 28 | гипофиз |
| 29 | кора головного мозга (лобная доля) |
| 30 | средний мозг |
| 31 | кора головного мозга (задняя доля) |
| 32 | мозжечок |
| 33 | продолговатый мозг |
| 34 | шейный отдел позвоночника |
| 35 | грудной отдел позвоночника |
| 36 | поясничный отдел позвоночника |
| 37 | плечо |
| 38 | локоть |
| 39 | запястье |
| 40 | пястная кость |
| 41 | пальцы |
| 42 | бедро |
| 43 | колено |
| 44 | голеностопный сустав |
| 45 | плюсна |
| 46 | пальцы ног |
| (Л) - левая ушная раковина (П) - правая ушная раковина |
| ТАБЛИЦА 2 | |
| Номер в фиг.14 | Часть тела |
| 1 | мозг |
| 2 | гипофиз |
| 3 | щитовидная железа |
| 4 | пищевод |
| 5 | легкие |
| 6 | сердце |
| 7 | печень |
| 8 | круговая мышца сердца |
| 9 | желудок |
| 10 | селезенка |
| 11 | желчный пузырь |
| 12 | надпочечник |
| 13 | поджелудочная железа |
| 14 | двенадцатиперстная кишка |
| 15 | ободочная кишка |
| 16 | почки |
| 17 | тонкая кишка |
| 18 | мочеточник |
| 19 | фаллопиевы трубы |
| 20 | яичники |
| 21 | мочевой пузырь |
| 22 | аппендикс |
Данное изобретение не ограничивается только раскрываемыми в данном описании конструкционными подробностями; специалистам данной области техники будет ясно, что изложенные выше принципы могут быть применимыми для обеспечения другого устройства, их осуществляющего. В частности, описываемое здесь устройство использует измерения полного сопротивления и сопротивления для вычисления состояния здоровья данного органа, но для специалистов данной области техники будет очевидно, что в качестве измерений и в вычислениях можно использовать другие значения, которые либо непосредственно, либо косвенно пропорциональны сопротивлению или полному сопротивлению.
1. Устройство диагностирования состояния здоровья органа тела человека или животного, содержащее электрический генератор; измерительный электрод и контрольный электрод, подключаемые при использовании к генератору; средство для непрерывного контролирования и измерения по меньшей мере первого параметра, который зависит от сопротивления между электродами, когда измерительный электрод установлен в контакте с первой зоной кожи, соответствующей определенному органу, и контрольный электрод установлен в контакте со второй зоной кожи на том же теле, и при приложенной с помощью генератора некоторой разности потенциалов постоянного тока между электродами, при этом средство для непрерывного контролирования и измерения по меньшей мере первого параметра выполнено с возможностью подключения при использовании к измерительному электроду и контрольному электроду; средство регулирования тока или разности потенциалов до возникновения резкого и значительного изменения первого параметра по причине снижения сопротивления кожи при разности потенциалов временного пробоя; средство записи, при использовании подключаемое к средству для непрерывного контролирования и измерения первого параметра и выполненное с возможностью регистрирования первого измеренного значения первого параметра после возникновения резкого и значительного изменения первого параметра по причине снижения сопротивления кожи по достижении разности потенциалов временного пробоя; средство для изменения разности потенциалов между электродами таким образом, что полярность электродов изменяется на обратную после регистрирования первого измеренного значения, при этом средство для изменения разности потенциалов между электродами выполнено с возможностью подключения при использовании к генератору и/или к измерительному электроду и контрольному электроду; средство записи, при использовании подключаемое к измерительному электроду и контрольному электроду, выполненное с возможностью регистрирования второго измеренного значения второго параметра, который зависит от сопротивления между электродами после изменения полярности электродов на обратную; средство для сравнения первого и второго измеренных значений для получения третьего значения, указывающего состояние здоровья органа, которому соответствует первая зона кожи, при этом средство для сравнения первого и второго измеренных значений выполнено с возможностью подключения при использовании к средству записи первого измеренного значения и средству записи второго измеренного значения.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительный электрод поляризуется отрицательно по отношению к контрольному электроду при осуществлении непрерывного контролирования, измерения и регистрирования первого параметра с помощью средства непрерывного контролирования и измерения и средства записи соответственно.
3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что содержит средство отображения, предназначенное для указания первой зоны кожи, на которую необходимо поместить измерительный электрод для получения диагноза по определенному органу.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средство отображения предназначено для указания зоны кожи, находящейся на ступне или ухе.
5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что третье значение представлено как отношение первого и второго измеренных значений.
6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство сообщения, выполненное с возможностью сообщения состояния здоровья диагностируемого органа оператору устройства как нормальное, неострое или острое - в зависимости от третьего значения.
7. Способ диагностирования состояния здоровья органа тела человека или животного, содержащий операции, на которых устанавливают измерительный электрод на или вблизи зоны кожи, которая соответствует данному органу, и устанавливают контрольный электрод в контакте с другой зоной кожи на том же теле; непрерывно контролируют и измеряют по меньшей мере первый параметр, который зависит от сопротивления между электродами, когда приложена разность потенциалов постоянного тока между электродами;
регулируют разность потенциалов до возникновения резкого и значительного изменения первого параметра по причине снижения сопротивления кожи при разности потенциалов временного пробоя, регистрируют первое измеренное значение первого параметра после возникновения резкого и значительного изменения первого параметра по причине снижения сопротивления кожи по достижении разности потенциалов временного пробоя; изменяют разность потенциалов между электродами на обратную после регистрирования первого измеренного значения, регистрируют второе измеренное значение второго параметра, которое зависит от сопротивления между электродами после изменения полярности электродов на обратную; сравнивают первое и второе значения для получения третьего значения, которое указывает состояние здоровья данного органа, к которому относится данная зона кожи.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что разность потенциалов между электродами прилагают таким образом, что измерительный электрод поляризуют отрицательно по отношению к контрольному электроду при осуществлении непрерывного контролирования, измерения и регистрирования первого параметра.
9. Способ по любому из пп.7 и 8, отличающийся тем, что третье значение выражено в виде отношения первого и второго значений.
10. Способ по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что измерительный электрод устанавливают на внешней стороне уха или на подошве ступни, имеющих зону кожи, соответствующую данному органу.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что используют средство отображения, указывающее зону кожи ступни или уха, на которой нужно поместить измерительный электрод для диагностирования определенного органа.
