Способ измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры, устройство для осуществления способа и их варианты

Группа изобретений относится к области медицинской информационно-измерительной техники. Первый вариант способа включает наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух индифферентных электродов, подключение между измерительным и первым индифферентным электродами последовательно соединенных постоянного калиброванного и переменного резисторов, периодическое изменение сопротивления переменного резистора с заданной частотой в диапазоне сопротивлений, для которого амплитуда падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе равна заданному постоянному значению напряжения, измерение переменной составляющей напряжения между измерительным и вторым индифферентным электродами и вычисление по результатам измерений значения электрокожного сопротивления. Во втором варианте способа дополнительно последовательно с первым переменным резистором включают второй переменный резистор, сопротивление которого изменяют перед периодическим изменением сопротивления первого переменного резистора таким образом, чтобы падение напряжения на постоянном калиброванном резисторе составляло второе выбранное постоянное значение. Варианты устройств включают измерительный и два индифферентных электрода, один или два управляемых и постоянный калиброванный резисторы, электронный ключ, один или два усилителя и амплитудных детектора, блок выделения модуля напряжений, один или два коммутатора, компаратора и мультивибратора, один, два или три блока памяти, источник эталонного напряжения и регистратор. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений. 6 н.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к медицинской информационно-измерительной технике, а именно к способам и устройствам дня съема информации при диагностических исследованиях по электрическим параметрам кожного покрова в точках акупунктуры, используемым при реализации медицинских электропунктурных методов, широко представленных в современной медицине.

Достоверность информации, получаемой при регистрации электрических параметров кожного покрова, в значительной степени определяется точностью измерения электрокожного сопротивления, которая зависит от используемого способа измерения, влияния измерительной цепи на объект исследований, а также обеспечением единства измерений, характеризуемым соответствием параметров измерительных сигналов и их значений параметрам, определяемым выбранными медицинскими диагностическими методами.

Известен способ измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры (А.с. СССР 1683745, МКИ А 61 Н 39/02. / A.Т.Селезнев, заявлен 17.11.88 г.), включающий наложение на точку акупунктуры измерительного электрода и вне ее двух индифферентных электродов, определение разности потенциалов между измерительным и каждым из индифферентных электродов и сравнение их по модулю, индифферентный электрод, потенциал которого относительно измерительного электрода имеет по модулю большее значение, называют первым индифферентным электродом, включение между измерительным и первым индифферентным электродами калиброванного резистора, измерение разности потенциалов между измерительным и вторым индифферентным электродами, и падения напряжения на калиброванном резисторе, и вычисление по формуле электрокожного сопротивления точки акупунктуры.

В способе-аналоге измерение электрокожного сопротивления осуществляется при минимальном значении измерительного тока, исключении влияния на результаты измерений электрокожных (включая и электродные) потенциалов зон расположения измерительного и индифферентных электродов, а также электрокожного сопротивления зон расположения индифферентных электродов и минимальном влиянии на результаты измерений входного сопротивления измерительной цепи.

В то же время в способе-аналоге измерение электрокожного сопротивления осуществляется при использовании постоянного (гальванического) тока, значение которого не нормируется, что является причиной появления погрешностей за счет нелинейности электрокожного сопротивления и поляризационных процессов в тканях, определяющих снижение достоверности диагностических исследований при использовании способа-аналога. Кроме того, использование постоянного (гальванического) тока ограничивает возможности применения способа-аналога при реализации медицинских диагностических методов, основанных на проведении измерений электрокожного сопротивления с использованием переменного измерительного тока, а также к дополнительному снижению достоверности регистрируемых параметров при использовании способа-аналога для реализации отмеченных методов.

Кроме этого, для определения электрокожного сопротивления точки акупунктуры при использовании способа-аналога требуется проводить вычисления, включающие операции вычитания и деления измеряемых по способу значений напряжений, что усложняет процесс регистрации электрокожного сопротивления и является причиной снижения быстродействия устройств, реализующих способ. При этом дополнительно могут возникать погрешности вычислений, определяющие снижение точности измерения электрокожного сопротивления.

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

В определенной мере недостатки первого способа-аналога устранены в способе измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры (Патент России 2132154, МПК А 61 В, А 61 H 39/02. Способ измерения электрокожного сопротивления. / A.T.Селезнев, H.А.Селезнева, заявлен 21.03.97 г.), включающем наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух индифферентных электродов, подключение калиброванного резистора с известным сопротивлением между измерительным и первым индифферентным электродами, измерение разности потенциалов между измерительным и вторым индифферентным электродами при подключенном и отключенном калиброванном резисторе, изменение сопротивления калиброванного резистора таким образом, чтобы разность потенциалов между измерительным и вторым индифферентным электродами при подключении калиброванного резистора изменялась на заданное постоянное значение, измерение падения напряжения на калиброванном резисторе и вычисление электрокожного сопротивления по результатам измерений.

Настоящий способ-аналог обеспечивает измерение электрокожного сопротивления при постоянном значении падения напряжения от измерительного тока на измеряемом электрокожном сопротивлении и исключении влияния на результаты измерений электрокожных (включая и электродные) потенциалов зон расположения измерительного и индифферентных электродов, а также электрокожного сопротивления зон расположения индифферентных электродов, что определяет повышение достоверности диагностических исследований. При этом обеспечивается единство измерений с известными способами, использующими режим измерения с постоянным значением напряжения измерительного сигнала.

В то же время при использовании второго способа-аналога измерительный ток будет зависеть от измеряемого электрокожного сопротивления и электрокожного сопротивления зоны расположения первого индифферентного электрода, что будет приводить к дополнительным погрешностям измерений за счет нелинейности электрокожного сопротивления.

Кроме этого, во втором способе-аналоге измерение осуществляют при произвольном соотношении разностей электрокожных потенциалов между измерительным и первым, а также измерительным и вторым индифферентными электродами. В результате этого при реализации второго способа-аналога возможно появление значительных погрешностей измерений за счет влияния конечного значения входного сопротивления измерительной цели.

Использование во втором, как и в первом способах-аналогах постоянного (гальванического) тока определяет возможности появления погрешностей измерений от влияния на результаты измерений поляризационных процессов в биологических тканях, а также дополнительных погрешностей, определяемых несоответствием условий обеспечения единства измерений при реализации медицинских диагностических методов, основанных на использовании переменного измерительного тока.

Таким образом, основным недостатком способов-аналогов является низкая точность измерения электрокожного сопротивления.

Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату является способ измерения электрокожного сопротивления (Патент России 2121336, МПК А 61 В, А 61 Н 39/02. Способ измерения электрокожного сопротивления. / А.Т.Селезнев, заявлен 23.03.96 г), включающий наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух индифферентных электродов, подключение калиброванного резистора между измерительными и первым индифферентным электродами, состоящего из последовательно соединенных постоянного и переменного калиброванных резисторов, периодическое изменение сопротивления переменного калиброванного резистора с заданной частотой в выбранном диапазоне сопротивлений и измерение переменных составляющих падений напряжений между измерительным и вторым индифферентным электродами и на постоянном калиброванном резисторе, и по значениям падений напряжений и сопротивлению постоянного калиброванного резистора вычисление значения электрокожного сопротивления Z_x точки акупунктуры по формуле:

где U₁ - амплитуда падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе; U₂ - амплитуда падения напряжения между измерительным и вторым индифферентным электродами; R₀ - сопротивление постоянного калиброванного резистора.

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

В способе-прототипе за счет периодического изменения сопротивления переменного калиброванного резистора с заданной частотой в выбранном диапазоне изменения сопротивлений и измерения переменных составляющих падения напряжения и разностей потенциалов измерение электрокожного сопротивления осуществляются при использовании переменного измерительного тока, что позволяет в значительной степени исключить погрешности измерений от поляризационных процессов в тканях, а также обеспечить единство измерений при реализации диагностических методов, основанных на использовании переменного измерительного тока. При этом на результаты измерений не оказывает влияние электрокожное сопротивление индифферентной зоны.

В то же время значение переменой составляющей измерительного тока при реализации способа-прототипа зависит от разности электрокожных потенциалов между измерительным и первым индифферентным электродами, электрокожного сопротивления зон расположения измерительного и первого индифферентного электродов, сопротивления постоянного калиброванного резистора и диапазона изменения сопротивления переменного калиброванного резистора. В результате этого в способе-прототипе, как и в способах-аналогах при проведении измерений значение измерительного тока не нормируется, что является причиной появления погрешностей за счет нелинейности электрокожного сопротивления, определяющей снижение достоверности диагностических исследований при использовании способа-прототипа. При этом при реализации способа-прототипа для разных диагностических зон точек акупунктуры, характеризуемых разными электрокожными потенциалами и электрокожными сопротивлениями, будет изменяться как переменная, так и постоянная составляющие измерительного тока, что дополнительно будет приводить к неоднозначности получаемых результатов измерений электрокожного сопротивления.

Таким образом, способ-прототип не обеспечивает требуемой точности измерений электрокожного сопротивления, что определяет снижение достоверности диагностических исследований.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков.

Поставленная цель в первом варианте предложенного способа достигается тем, что согласно способу измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры, включающему наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух индифферентных электродов, подключение между измерительным и первым индифферентным электродами последовательно соединенных постоянного калиброванного резистора с известным сопротивлением и переменного резистора, периодическое изменение сопротивления переменного резистора с заданной частотой в выбранном диапазоне сопротивлений, измерение переменных составляющих падений напряжений между измерительным и вторым индифферентным электродами и на постоянном калиброванном резисторе и вычисление электрокожного сопротивления по значениям падений напряжений и сопротивлению постоянного калиброванного резистора, диапазон изменения сопротивления переменного резистора выбирают таким, чтобы амплитуда падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе была равна заданному постоянному значению напряжения, и по формуле вычисляют электрокожное сопротивление.

Поставленная цель во втором варианте способа достигается тем, что согласно способу измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры, включающему наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух индифферентных электродов, подключение между измерительным и первым индифферентным электродами последовательно соединенных постоянного калиброванного резистора с известным сопротивлением и переменного резистора, периодическое изменение сопротивления переменного резистора с заданной частотой в выбранном диапазоне сопротивлений, измерение переменных составляющих падений напряжений между измерительным и вторым индифферентным электродами и на постоянном калиброванном резисторе и вычисление электрокожного сопротивления по значениям падений напряжений и сопротивлению постоянного калиброванного резистора, между измерительным и первым индифферентным электродами подключают последовательно соединенные постоянный калиброванный резистор с известным сопротивлением и два переменных резистора, затем изменяют сопротивление первого переменного резистора и последовательно измеряют падение напряжения от постоянного измерительного тока на постоянном калиброванном резисторе, изменение сопротивления первого переменного резистора осуществляют до тех пор, пока падение напряжения на постоянном калиброванном резисторе по модулю не станет равным первому заданному постоянному значению напряжения, после чего осуществляют периодическое изменение сопротивления второго переменного резистора с заданной частотой в изменяемом диапазоне сопротивлений и последовательно измеряют переменную составляющую падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе, изменение диапазона периодического изменения сопротивлений второго переменного резистора осуществляют до тех пор, пока амплитуда переменной составляющей падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе не станет равной второму заданному постоянному значению напряжения, после чего измеряют переменную составляющую падения напряжений между измерительным и вторым индифферентным электродами, и по формуле вычисляют электрокожное сопротивление.

При таком выполнении первого варианта способа измерения электрокожного сопротивления за счет выбора диапазона изменения переменного резистора из условия, чтобы амплитуда падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе была равна заданному постоянному значению напряжения, и второго варианта способа измерения электрокожного сопротивления за счет выбора сопротивления первого переменного резистора из условия, чтобы падение напряжения от постоянного измерительного тока на постоянном калиброванном резисторе по модулю было равно первому заданному постоянному значению напряжения, а диапазона изменения второго переменного резистора из условия, чтобы амплитуда падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе была равна второму заданному постоянному значению напряжения, обеспечивается высокая точность измерения электрокожного сопротивления.

Способ заключается в том, что на исследуемый кожный покров в зоне точки акупунктуры накладывают измерительный электрод и вне ее два индифферентных электрода и закрепляют их на теле пациента.

Между измерительным и первым индифферентным электродами в первом варианте способа включают последовательно соединенные постоянный калиброванный и переменный резистор. С заданной частотой измерительного сигнала в выбранном диапазоне изменения сопротивлений периодически изменяют сопротивление переменного резистора и измеряют амплитуду переменной составляющей падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе. Если амплитуда переменной составляющей падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе не равна заданному постоянному напряжению U₀, то изменяют диапазон изменения сопротивлений переменного резистора и последовательно измеряют амплитуду переменной составляющей падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе. Изменение диапазона изменения сопротивлений переменного резистора проводят до тех пор, пока амплитуда переменной составляющей падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе не станет равной заданному постоянному напряжению U₀. После этого измеряют амплитуду переменной составляющей разности потенциалов U₁ между измерительным и вторым индифферентным электродами и по полученным значениям вычисляют электрокожное сопротивление Z_x точки акупунктуры по формуле:

Во втором варианте способа измерения электрокожного сопротивления между измерительным и первым индифферентным электродами включают последовательно соединенные постоянный калиброванный и два переменных резистора. Измеряют падение напряжения от постоянного измерительного тока на постоянном калиброванном резисторе. Если оно не равно первому заданному постоянному значению U_o1 напряжения, то изменяют сопротивление первого переменного резистора и последовательно измеряют падение напряжения от постоянного измерительного тока на постоянном калиброванном резисторе до тех пор, пока падение напряжения на постоянном калиброванном резисторе по модулю не станет равным первому заданному постоянному значению напряжения. После этого, как и в первом варианте способа, осуществляют периодическое изменение сопротивления второго переменного резистора с заданной частотой в изменяемом диапазоне сопротивлений и последовательно измеряют переменную составляющую падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе. Изменение диапазона периодического изменения сопротивлений второго переменного резистора осуществляют до тех пор, пока переменная составляющая падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе не станет равной второму заданному постоянному значению U_o2 напряжения. После этого измеряют переменную составляющую падения напряжений U₁ между измерительным и вторым индифферентным электродами, и электрокожное сопротивление Z_x вычисляют по формуле:

Известно устройство дня измерения электрокожного сопротивления (Патент России 2121293, МПК А 61 В 5/05, А 61 Н 39/02. Устройство для измерения электрокожного сопротивления / А.Т.Селезнев, заявлено 25.06.96 г.), содержащее два усилителя, измерительный электрод, подключенный к первому входу первого усилителя, два индифферентных электрода, компаратор, выход которого через первый электронный ключ соединен со входом первого блока памяти, две схемы совпадений, первые входы которых раздельно соединены с первым и вторым выходами триггера, выходы раздельно подключены к первым входам первого и второго электронных ключей, второй вход первой схемы совпадений соединен с первым выходом мультивибратора и входом триггера, второй блок памяти, регистратор, третий блок памяти, третий электронный ключ, третью схему совпадений, блок выделения модуля напряжений и коммутатор, первый и второй входы которого раздельно подключены к первому и второму индифферентным электродам, а третий вход - к выходу первой схемы совпадений, четвертый электронный ключ, первый вход которого подключен к первым входам первой и третьей схем совпадений, второй вход подключен к первому индифферентному электроду, а выход соединен через калиброванный резистор с измерительным электродом, блок вычитания, входы которого раздельно соединены через второй и третий блоки памяти с выходами второго и третьего электронных ключей, управляемый делитель напряжений, первый вход которого через блок выделения модуля напряжений соединен с выходом первого усилителя, второй вход подключен к выходу первого блока памяти, а выход - ко входу второго усилителя, и источник эталонного напряжения, при этом вторые входы второго и третьего электронных ключей объединены и подключены к выходу второго усилителя и первому входу компаратора, второй вход компаратора подключен к выходу источника эталонного напряжения, выход коммутатора соединен со вторым входом первого усилителя, второй выход мультивибратора подключен ко вторым входам второй и третьей схем совпадений, выход третьей схемы совпадений подключен к первому входу третьего электронного ключа, а вход регистратора соединен с выходом вычитающего устройства.

В устройстве-аналоге измерение электрокожного сопротивления осуществляется при минимальном значении постоянного (гальванического) измерительного тока и исключении погрешностей измерения от электродных и электрокожных потенциалов, а также от электрокожных сопротивлений индифферентной зоны. При этом обеспечивается непосредственный отсчет регистрируемых значений электрокожного сопротивления по шкале регистратора.

В то же время значение измерительного тока при использовании устройства-аналога определяется разностью электрокожных потенциалов между измерительным и первым индифферентным электродами, электрокожными сопротивлениями зоны расположения измерительного и первого индифферентного электродов, а также сопротивлением калиброванного резистора. В результате этого измерение электрокожного сопротивления разных зон точек акупунктуры, имеющих разные электрокожные потенциалы и разное электрокожное сопротивление, будет осуществляться при разных значениях измерительного тока, что будет приводить к погрешностям измерений устройства-аналога за счет нелинейности электрокожного сопротивления.

Кроме этого, измерение электрокожного сопротивления на постоянном (гальванического) измерительном токе ограничивает возможности использования способа-аналога для реализации медицинских диагностических методов, основанных на использовании для измерений переменного измерительного тока, а также приводит к появлению дополнительных методических погрешностей измерений при использовании настоящего устройства-аналога для реализации отмеченных методов.

Таким образом, основным недостатком первого устройства-аналога является недостаточная точность измерения электрокожного сопротивления.

В определенной мере недоставки устройства-аналога устранены в устройстве для измерения электрокожного сопротивления (Патент России 2121291, МПК А 61 В 5/05, А 61 Н 39/02. Устройство для измерения элекгрокожного сопротивления. / А.Т.Селезнев, заявлено 26.03.96 г.), содержащем 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.

Во втором устройстве-аналоге обеспечивается измерение электрокожного сопротивления на переменном измерительном токе при постоянном значении падения напряжения на измеряемом сопротивлении, что позволяет в значительной мере исключить погрешности измерений от электрокожных и электродных потенциалов и поляризационных процессов в тканях и обеспечивает возможности выполнения условий единства измерений при реализации медицинских диагностических методов, основанных на использовании переменного измерительного тока. При этом на результаты измерений не влияет электрокожное сопротивление индифферентных зон.

В то же время при проведении измерений с помощью второго устройства-аналога значение переменной составляющей измерительного тока зависит от электрокожного сопротивления зоны точки акупунктуры, что может являться причиной возникновения погрешностей измерений за счет нелинейности измеряемого электрокожного сопротивления. Кроме этого, за счет разности электрокожных и электродных потенциалов зон расположения измерительного и первого индифферентного электродов в измерительной цепи протекает постоянный измерительный ток, значение которого определяется разностью соответствующих электрических потенциалов в измерительной цепи и электрокожными сопротивлениями зон расположения измерительного и первого индифферентного электродов. Это также может являться причиной появления методических погрешностей измерений, что дополнительно снижает достоверность регистрируемых параметров.

Таким образом, основным недостатком устройств-аналогов является низкая точность измерения электрокожного сопротивления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенным вариантам технических решений является устройство для измерения электрокожного сопротивления (Патент России 2121294, МПК А 61 В 5/05, А 61 Н 39/02. Устройство для измерения электрокожного сопротивления. / А.Т.Селезнев, заявлено 2.07.96 г.), содержащее два усилителя, измерительный электрод, подключенный к первому входу первого усилителя, два индифферентных электрода, три электронных ключа, компаратор, выход которого через первый электронный ключ соединен со входом первого блока памяти, второй блок памяти, два мультивибратора, регистратор, управляемый делитель напряжений, коммутатор, первый вход которого подключен ко второму индифферентному электроду, два калиброванных резистора, амплитудный детектор, выход которого через управляемый делитель напряжений соединен со входом второго усилителя, источник эталонного напряжения, при этом второй вход коммутатора подключен к первым выводам калиброванных резисторов и выходу третьего электронного ключа, первый вход которого подключен к выходу первого мультивибратора, а второй вход - к первому индифферентному электроду и второму выводу первого калиброванного резистора, второй вывод второго калиброванного резистора соединен с первым входом первого усилителя, выход которого подключен ко входу амплитудного детектора, а второй вход - к выходу коммутатора, третий вход коммутатора подключен к первому выходу второго мультивибратора и первому входу первого электронного ключа, выход источника эталонного напряжения подключен к первому входу компаратора, выход первого блока памяти соединен со вторым входом управляемого делителя напряжений, второй выход второго мультивибратора подключен к первому входу второго электронного ключа, второй вход которого подключен к выходу второго усилителя и второму входу компаратора, а выход через второй блок памяти соединен с регистратором.

Настоящее устройство выбрано в качестве прототипа заявляемых вариантов устройств.

В устройстве-прототипе обеспечивается измерение электрокожного сопротивления на переменном измерительном токе при исключении влияния на результаты измерений электрокожного сопротивления индифферентной зоны. При этом с помощью регистратора осуществляется отсчет измеряемого электрокожного сопротивления по линейной измерительной шкале.

В то же время при измерениях в устройстве-прототипе в зависимости от разности электрокожных потенциалов и электрокожных сопротивлений зон расположения измерительного и первого индифферентного электродов происходит изменение значений как постоянной, так и переменной составляющих измерительного тока, что определяет возможности появления погрешностей измерений за счет нелинейности измеряемого электрокожного сопротивления.

Таким образом, основные недостатки известных устройств определяются недостаточной точностью измерения электрокожного сопротивления.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков.

Поставленная цель в первом варианте устройства достигается тем, что в устройство дня измерения электрокожного сопротивления, содержащее два усилителя, измерительный электрод, подключенный к первому выводу постоянного калиброванного резистора и первому входу первого усилителя, выход которого подключен к амплитудному детектору, два индифферентных электрода, электронный ключ, первый вход которого подключен к выходу мультивибратора, второй вход подключен к первому индифферентному электроду, а выход - к второму выводу постоянного калиброванного резистора, компаратор, вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, и регистратор, введены второй амплитудный детектор и управляемый резистор, первый вход которого подключен к выходу электронного ключа и второму входу первого усилителя, второй вход подключен к выходу компаратора, а выход - к первому индифферентному электроду, первый и второй входы второго усилителя раздельно подключены к измерительному и второму индифферентному электродам, а выход через второй амплитудный детектор соединен с регистратором, выход первого амплитудного детектора подключен к второму входу компаратора.

Поставленная цель во втором варианте устройства достигается тем, что в устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее измерительный электрод, подключенный к первому выводу постоянного калиброванного резистора и первому входу усилителя, выход которого подключен к амплитудному детектору, электронный ключ, первый и второй входы которого раздельно подключены к выходу первого мультивибратора и первому индифферентному электроду, а выход - к второму выводу постоянного калиброванного резистора и первому входу коммутатора, второй вход коммутатора подключен к второму индифферентному электроду, а выход - к второму входу усилителя, компаратор, вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, два блока памяти, регистратор, подключенный к выходу первого блока памяти, и второй мультивибратор, введены второй коммутатор и управляемый резистор, первый вход которого подключен к первому входу первого коммутатора, второй вход подключен к выходу второго блока памяти, а выход - к первому индифферентному электроду, первый и второй входы второго коммутатора раздельно подключены к второму входу компаратора и к входу первого блока памяти, третий вход подключен к третьему входу первого коммутатора и первому выходу второго мультивибратора, а выход подключен к выходу амплитудного детектора, второй выход второго мультивибратора подключен к первому входу второго блока памяти, второй вход которого подключен к выходу компаратора.

Поставленная цель в третьем варианте устройства достигается тем, что в устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее два усилителя, измерительный электрод, подключенный к первому выводу постоянного калиброванного резистора и первому входу первого усилителя, выход которого подключен к амплитудному детектору, два индифферентных электрода, электронный ключ, первый вход которого подключен к выходу мультивибратора, а второй вход - к первому индифферентному электроду, два компаратора, первый вход первого компаратора подключен к источнику эталонного напряжения, блок памяти и регистратор, введены второй амплитудный детектор, выход которого подключен к регистратору, а вход - к выходу второго усилителя, первый и второй входы которого раздельно подключены к измерительному и второму индифферентному электродам, два управляемых резистора, первый вход второго управляемого резистора подключен к объединенным выходам первого управляемого резистора и электронного ключа, второй вход подключен к выходу первого компаратора, а выход - к первому индифферентному электроду, первый вход первого управляемого резистора подключен к второму входу первого усилителя и второму выводу постоянного калиброванного резистора, второй вход первого управляемого резистора подключен к выходу блока памяти, первый и второй входы которого раздельно подключены к выходам первого мультивибратора и второго компаратора, первый вход второго компаратора подключен к источнику эталонного напряжения, второй вход через блок выделения модуля напряжений соединен с выходом первого усилителя, второй вход первого компаратора подключен к выходу первого амплитудного детектора.

Поставленная цель в четвертом варианте устройства достигается тем, что в устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее измерительный электрод, подключенный к первому выводу постоянного калиброванного резистора и первому входу усилителя, выход которого подключен к амплитудному детектору, электронный ключ, первый и второй входы которого раздельно подключены к выходу первого мультивибратора и первому индифферентному электроду, коммутатор, первый вход которого подключен к второму выводу постоянного калиброванного резистора, второй вход подключен к второму индифферентному электроду, а выход - к второму входу усилителя, компаратор, вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, два блока памяти, регистратор, подключенный к выходу первого блока памяти, и второй мультивибратор, введены два управляемых резистора, первый вход второго управляемого резистора подключен к объединенным выходам электронного ключа и первого управляемого резистора, второй вход подключен к выходу второго бока памяти, а выход - к первому индифферентному электроду, первый и второй входы первого управляемого резистора раздельно подключены к первому входу первого коммутатора и выходу третьего блока памяти, второй коммутатор, первый вход которого подключен к второму входу первого компаратора, второй вход подключен к входу первого блока памяти, третий вход подключен к третьему входу первого коммутатора и первому выходу второго мультивибратора, второй выход второго мультивибратора подключен к объединенным первым входам второго и третьего блоков памяти, второй вход второго блока памяти подключен к выходу первого компаратора, второй вход третьего блока памяти подключен к выходу первого мультивибратора, а третий вход - к выходу второго компаратора, первый вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, а второй вход через блок выделения модуля напряжений соединен с выходом усилителя.

При таком выполнении вариантов устройства для измерения электрокожного сопротивления за счет введения второго амплитудного детектора и управляемого резистора в первом варианте устройства, второго коммутатора и управляемого резистора во втором варианте устройства, второго амплитудного детектора, двух управляемых резисторов, второго компаратора и блока выделения модуля напряжений в третьем варианте устройства, двух управляемых резисторов, второго коммутатора, второго компаратора и блока выделения модуля напряжений в четвертом варианте устройства обеспечивается возможность получения высокой точности измерений электрокожного сопротивления, определяемой использованием для измерений постоянного значения амплитуды переменной составляющей измерительного тока в первом и втором вариантах устройств, а также постоянного значения амплитуды переменой составляющей измерительного тока и постоянного значения постоянной составляющей измерительного тока в третьем и четвертом вариантах устройств.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг 2 изображены функциональные схемы устройств, поясняющих осуществление вариантов предлагаемого способа, на фиг.3 - фиг.6 - функциональные схемы четырех вариантов предлагаемых устройств соответственно.

Согласно предлагаемым вариантам способа и устройства схема замещения объекта исследований (участка кожного покрова) представлена в виде узла 1 - измерительный электрод 2, первый 3 и второй 4 индифферентные электроды, переменный (управляемый, второй переменный, второй управляемый) резистор 5, постоянный калиброванный резистор 6, коммутатор (первый коммутатор) 7, милливольтметр 8, первый переменный (управляемый) резистор 9, усилитель (первый усилитель) 10, электронный ключ 11, второй усилитель 12, амплитудный детектор (первый амплитудный детектор) 13, компаратор (первый компаратор) 14, мультивибратор (первый мультивибратор) 15, второй амплитудный детектор 16, регистратор 17, источник 18 эталонного напряжения, второй мультивибратор 19, блок (второй блок) 20 памяти, второй коммутатор 21, первый блок 22 памяти, блок 23 выделения модуля напряжений, второй компаратор 24.

Схема 1 замещения кожного покрова представлена в виде модели Шеффера без учета сопротивления подкожных тканей (см. Macs Phillippe. Изучение импеданса кожи человека для низкочастотных токов. - These, dat. Ing. Univ. Nancy, 1973. - 96 p.), где E₁, Е₂ и Е₃ - электрокожные (в общем случае включающие и электродные) потенциалы, a Z_x, Z₁ и Z₂ - электрокожные сопротивления в точках расположения измерительного электрода 2, первого и второго индифферентных электродов 3, 4 соответственно.

Измерительный электрод 2 может быть выполнен в виде латунного электрода со сферической контактной поверхностью диаметром 3 мм, первый индифферентный электрод 3 - в виде отрезка латунной трубы диаметром 20 мм и длиной 110 мм, второй индифферентный электрод 4 - в виде фиксируемого латунного электрода небольшой площади (порядка 5÷10 см²) со специальным фиксирующим приспособлением.

Переменный (управляемый, второй переменный, второй управляемый) резистор 5 предназначен для периодического изменения значения измерительного тока с заданной частотой в необходимом диапазоне изменения сопротивлений. В качестве переменного (второго переменного) резистора 5 в простейших вариантах устройств (фиг.1, фиг.2) можно использовать переменный резистор, например, типа СП-3 с сопротивлением, выбираемым в диапазоне 100-500 кОм, в вариантах устройств (фиг.3 - фиг.6) в качестве управляемого (второго управляемого) резистора 5 может быть использован полевой или биполярный транзистор, например, типов КП103И, КТ503Г, а также диод - резисторный оптрон, например, типа АОР103.

Постоянный калиброванный резистор 6 совместно с переменными (управляемыми) резисторами 5, 9 предназначен для создания замкнутой цепи прохождения измерительного тока через измеряемое электрокожное сопротивление Z_x. В качестве постоянного калиброванного резистора 6 можно использовать точный постоянный резистор типа ПТМН-0,5 с сопротивлением, выбираемым при настройке устройства в диапазоне 10-100 кОм в зависимости от заданного значения измерительного тока.

Коммутатор (первый коммутатор) 7 предназначен для переключения измерительной цепи при проведении измерений. В качестве коммутатора (первого коммутатора ) 7 в простейших вариантах устройств для реализации предлагаемых способов измерений можно использовать переключатель, например, типа П2К, в предлагаемых вариантах устройств можно использовать коммутаторы, выполненные на элементах микросхемы типа К176КТ1 или К561КП2.

Милливольтметр 8 предназначен для измерения переменных составляющих падений напряжений на постоянном калиброванном резисторе 6 и разности потенциалов между измерительным 2 и первым индифферентным 3 электродами, а также падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе 6 от постоянного измерительного тока. В качестве милливольтметра 8 может быть использован универсальный милливольтметр, имеющий высокое входное сопротивление (порядка 100 МОм и более).

Первый переменный (первый управляемый) резистор 9 предназначен для изменения значения постоянного измерительного тока. В качестве первого переменного (первого управляемого) резистора 9 можно использовать элементы, аналогичные переменному (управляемому, второму переменному, второму управляемому) резистору 5.

Усилитель (первый усилитель) 10 предназначен для усиления разности потенциалов, прикладываемой между его входами, и представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока с большим входным сопротивлением (порядка 100 МОм и более). Усилитель может быть выполнен на микросхемах типа К140УД12 и К154УД1 в виде масштабного дифференциального усилителя.

Электронный ключ 11 предназначен для периодического замыкания выводов управляемого резистора 5 с частотой выходных импульсов мультивибратора (первого мультивибратора) 15, выбираемой равной частоте F измерительного сигнала. В качестве электронного ключа 11 можно использовать элемент микросхемы типа К176КТ1.

Второй усилитель 12 предназначен для усиления разности потенциалов, воздействующей между его входами, и может быть выполнен аналогично первому усилителю 10.

Амплитудный детектор 13 предназначен для формирования выходного сигнала, пропорционального амплитуде переменной составляющей входного сигнала. Амплитудный детектор 13 может быть выполнен на микросхеме типа К154УД1, диоде КД522А и элементах фильтра.

Компаратор (первый компаратор) 14 предназначен для сравнения подаваемых на его входы напряжений и выработки пропорционального их разности выходного сигнала. Компаратор (первый компаратор) 14 может быть выполнен в виде дифференциального усилителя с большим коэффициентом усиления на микросхеме типа К154УД1.

Мультивибратор (первый мультивибратор) 15 предназначен для формирования выходных импульсов с частотой F измерительного сигнала, обеспечивающих управление работой электронного ключа 11, и может быть выполнен в виде мультивибратора на двух элементах микросхемы типа К176ЛЕ5.

Второй амплитудный детектор 16 предназначен для формирования выходного сигнала, пропорционального амплитуде переменной составляющей входного сигнала, и может быть выполнен аналогично первому амплитудному детектору 13.

Регистратор 17 предназначен дня регистрации выходного напряжения, пропорционального измеряемому электрокожному сопротивлению. В качестве регистратора 17 может быть использован стрелочный микроамперметр типа М42103.

Источник 18 эталонного напряжения предназначен для формирования постоянного стабилизированного эталонного напряжения U₀. В качестве источника 18 эталонного напряжения можно использовать стабилизированный источник напряжения.

Второй мультивибратор 19 предназначен для последовательного формирования на выходах управляющих сигналов и может быть выполнен аналогично первому мультивибратору 15. При реализации устройств частота формирования управляющих сигналов на выходах второго мультивибратора 19 выбирается как минимум в 5-10 раз меньше частоты импульсов первого мультивибратора 15.

Блок (второй блок) 20 памяти предназначен для запоминания выходного напряжения компаратора 14 (второго компаратора 24) при подаче на его первый вход управляющего сигнала и может быть выполнен в виде запоминающего конденсатора и входного электронного ключа, в качестве которого можно использовать элемент микросхемы К176КТ1.

Второй коммутатор 21 предназначен для переключения выходной цепи амплитудного детектора 13 в зависимости от управляющего сигнала, подаваемого на его третий вход. Второй коммутатор 21 может быть выполнен аналогично первому коммутатору 7.

Первый блок 22 памяти предназначен для запоминания входного напряжения и передачи его на регистратор и может быть выполнен в виде запоминающего конденсатора и выходного повторителя напряжений, в качестве которого можно использовать микросхему К154УД1.

Блок 23 выделения модуля напряжений предназначен для формирования на выходе однополярного напряжения, пропорционального модулю выходного напряжения первого усилителя 10. Блок 23 выделения модуля напряжений может быть выполнен на двух микросхемах типа К154УД1.

Второй компаратор 24 предназначен для сравнения подаваемых на его входы напряжений и выработки пропорционального их разности выходного сигнала. Второй компаратор 24 может быть выполнен аналогично первому компаратору 14.

Третий блок 25 памяти предназначен для запоминания выходного напряжения второго компаратора 24 при одновременном воздействии на его первый и второй входы управляющих сигналов и может быть выполнен в виде запоминающего конденсатора и входного аналогового ключа с управляющей схемой совпадений, в качестве которых можно использовать элементы микросхем К176КТ1 и К176ЛА7.

Способ измерения электрокожного сопротивления в точках акупунктуры осуществляется следующим образом.

Индифферентные электроды 3, 4 размещают в выбранной индифферентной зоне кожного покрова, а измерительный электрод 2 контактной поверхностью прижимают в зоне точки акупунктуры.

При этом в электрической цепи между измерительным электродом 2 и первым индифферентным электродом 3 будет протекать электрический ток I, значение которого для первого варианта способа можно представить в виде:

где R₀ - сопротивление постоянного калиброванного резистора 6; R₁ - сопротивление переменного резистора 5.

При периодическом изменении сопротивления R₁ переменного резистора 5 с частотой F измерительного сигнала в выбранном диапазоне значений сопротивлений [0÷2ΔR] измерительный ток будет изменяться от минимального I_min до максимального I_max значений, которые можно записать в виде:

При этом измерительный ток I можно представить в виде постоянной составляющей I₀, определяемой средним значением тока:

и переменной составляющей с амплитудой ΔI:

Подставляя выражения (2), (3) в выражения (4), (5), для постоянной и переменной составляющих измерительного тока получим:

Изменяющийся в измерительной цепи ток будет замыкаться через электрокожное сопротивление точки акупунктуры Z_x, на котором будет создаваться падение напряжения как от постоянной, так и от переменной составляющих.

С помощью милливольтметра 8 в режиме измерения переменного тока при подключении его к выводам постоянного калиброванного резистора 6 можно определить амплитуду падения напряжения от переменной составляющей измерительного тока на постоянном калиброванном резисторе 6, значение которой можно представить в виде:

При изменении диапазона ΔR изменения сопротивлений переменного резистора 5 будет изменяться переменная составляющая ΔI измерительного тока и падение напряжения U₁.

Последовательно изменяя диапазон изменения сопротивлений ΔR переменного резистора 5 и измеряя соответствующие значения падений напряжений U₁, можно добиться выполнения условия:

где U₀ - заданное постоянное значение напряжения.

Выражение (9) с учетом выражения (8) можно записать в виде:

где ΔR₀ - диапазон изменения сопротивления переменного резистора, соответствующий выполнению условия (9).

Из выражения (10) можно представить значение амплитуды переменной составляющей измерительного тока ΔI:

Поскольку значения U₀ и R₀ при реализации способа выбираются постоянными, то амплитуда переменной составляющей ΔI измерительного тока также будет постоянной и не будет зависеть от параметров исследуемых зон кожного покрова. При этом амплитуда ΔI переменной составляющей измерительного тока будет определяться значениями параметров U₀ и R₀, изменением которых при реализации способа можно обеспечить выбор заданного значения амплитуды измерительного тока.

Если с помощью коммутатора 7 милливольтметр 8 подключить между измерительным 2 и вторым индифферентным 4 электродами и провести измерение амплитуды переменной составляющей напряжения U₂, то милливольтметр 8 зарегистрирует следующее значение, справедливое при условии, что измерительный ток в цепи второго индифферентного электрода 4 равен нулю:

Как показывает выражение (12), напряжение U₂ является пропорциональным измеряемому электрокожному сопротивлению Z_x зоны точки акупунктуры, что позволяет проводить отсчет электрокожного сопротивления по шкале милливольтметра 8 при реализации предлагаемого способа измерения.

При этом измерение электрокожного сопротивления осуществляется при заданном значении амплитуды переменной составляющей измерительного тока, а регистрируемое значение электрокожного сопротивления не зависит от электрокожных потенциалов зон расположения измерительного и индифферентных электродов и электрокожных сопротивлений индифферентных зон.

В первом варианте предлагаемого способа значение постоянной составляющей измерительного тока не нормируется и определяется в соответствии с выражением (6).

Отличие второго варианта предлагаемого способа заключается в обеспечении возможности проведения измерений при заданных значениях как переменной, так и постоянных составляющих измерительного тока.

Это достигается следующим образом. При реализации второго варианта способа измерения электрокожного сопротивления после установки измерительного 2 и индифферентных 3, 4 электродов в исследуемых зонах кожного покрова протекающий в цепи между измерительным 2 и первым индифферентным 3 электродами измерительный ток I можно представить в виде:

где R₁, R₂ - сопротивления первого 9 и второго 5 переменных резисторов соответственно.

Предположим, что максимальный диапазон изменения сопротивлений (определяемый во втором варианте способа изменением сопротивления второго переменного резистора 5), необходимый для формирования в измерительной цепи заданной амплитуды переменной составляющей измерительного тока, определяется значениями [0÷2ΔR_max]. При этом среднее значение сопротивления второго переменного резистора 5 будет равно:

С учетом предположения (14) выражение (13) можно переписать в виде:

При реализации второго варианта способа сначала милливольтметр 8 подключают с помощью коммутатора 7 к постоянному калиброванному резистору 6 и измеряют падение напряжения U₃ от постоянного измерительного тока I, которое с учетом выражения (15) можно представить в виде:

Если падение напряжения U₃ не равно первому заданному напряжению U_o1, то проводят последовательное изменение сопротивления R₁ первого переменного резистора 9 и измерение падений напряжения U₃, изменяющихся в соответствии с выражением (16) при изменении сопротивления R₁ первого переменного резистора 9.

Процесс изменения сопротивления R₁ осуществляют до тех пор, пока не будет достигнуто условие:

где R_1o - соответствующее значение сопротивления R₁ первого переменного резистора 9 при выполнении условия (17).

Из выражения (17) можно выразить значение постоянного измерительного тока I, протекающего через электрокожное сопротивление Z_x.

В соответствии с выражением (18) значение измерительного тока I будет определяться величинами U_o1 и R_O, значения которых при реализации способа выбираются постоянными. В результате этого при реализации второго варианта способа выбором параметров U_o1, R_O можно обеспечить проведение измерений при заданном значении измерительного тока I, которое не будет зависеть от параметров исследуемых зон кожного покрова.

После установки заданного постоянного значения измерительного тока I периодически с частотой измерительного сигнала F в диапазоне изменения сопротивлений [0÷2ΔR] (аналогично первому варианту способа) изменяют сопротивление второго переменного резистора 5, в результате чего измерительный ток I будет изменяться в диапазоне от I_min до I_max, значения которых можно представить аналогично выражениям (2), (3) в виде:

При этом амплитуду переменной составляющей измерительного тока I аналогично выражениям (5), (7) можно представить в виде:

От переменной составляющей измерительного тока ΔI на электрокожном сопротивлении точки акупунктуры Z_x создастся падение напряжения U₄:

Измеряя с помощью милливольтметра 8 в режиме измерения переменных напряжений падение напряжения U₄ и последовательно изменяя диапазон изменения сопротивлений ΔR (аналогично первому варианту способа измерения), можно добиться выполнения условия:

или

где ΔR_O - диапазон изменения сопротивлений второго переменного резистора 5.

Из выражения (23) можно представить значение амплитуды переменной составляющей измерительного тока ΔI:

которая аналогично первому варианту способа будет определяться параметрами U₀₂ и R_O и не будет зависеть от параметров исследуемых зон кожного покрова.

Если с помощью коммутатора 7 милливольтметр 8 подключить между измерительным и вторым индифферентным электродом 4 и провести измерение переменной составляющей напряжения U₅, то полученное значение будет пропорционально измеряемому электрокожному сопротивлению:

λ

Таким образом, измеряя напряжение U₅ при реализации второго варианта способа, по шкале милливольтметра 8 можно проводить отсчет измеряемого электрокожного сопротивления Z_x.

При этом во втором варианте способа измерение электрокожного сопротивления осуществляется при заданном значении постоянного измерительного тока I и амплитуды ΔI переменной составляющей измерительного тока, а регистрируемые значения электрокожного сопротивления, как и в первом варианте способа, не зависят от электрокожных потенциалов зон расположения измерительного и индифферентных электродов и электрокожных сопротивлений индифферентных зон.

Отмеченное определяет высокую точность измерений при использовании предложенных вариантов способа измерения электрокожного сопротивления, что позволяет обеспечить высокую достоверность регистрируемых диагностических показателей.

Первый вариант устройства для измерения электрокожного сопротивления (фиг.3), предназначенный для осуществления первого варианта предложенного способа, работает следующим образом.

В устройстве измерительный ток в цепи между измерительным 2 и первым индифферентным 3 электродами создается при подключении к соответствующей цепи последовательно соединенных постоянного калиброванного резистора 6 и управляемого резистора 5, выполняющего функцию переменного резистора 5 в первом варианте способа измерения. При этом переменная составляющая измерительного тока формируется за счет периодического изменения сопротивления управляемого резистора 5 путем периодического замыкания его первого входа и выхода с помощью электронного ключа 11, а частота измерительного сигнала F определяется частотой выходного сигнала мультивибратора 15, управляющего работой электронного ключа 11.

Учитывая, что в устройстве диапазон изменения сопротивлений первого переменного резистора - управляемого резистора 5 определяется половиной значения сопротивления R₃ управляемого резистора, амплитуду переменной составляющей измерительного тока в соответствии с выражением (7) можно представить в виде:

Амплитуду падения напряжения U₁ на постоянном калиброванном резисторе 6 от переменной составляющей измерительного тока с учетом выражения (26) можно представить в виде:

С помощью первого усилителя 10 и амплитудного детектора 13 на выходе первого амплитудного детектора 13 формируется напряжение U₆, которое является пропорциональным напряжению U₁:

где K₁ - общий коэффициент передачи последовательного канала, состоящего из первого усилителя 10 и первого амплитудного детектора 13.

С помощью компаратора 14 напряжение U₆ сравнивается с выходным напряжением U₀ источника 18 эталонного напряжения и на выходе компаратора 14 формируется напряжение, пропорциональное разности напряжений U₆, U₀. При изменении выходного напряжения компаратора 14 пропорционально изменяется сопротивление R₃ управляемого резистора 5, что в свою очередь приводит к изменению в соответствии с выражениями (27), (28) амплитуды ΔI переменной составляющей измерительного тока и падения напряжения U₁ на постоянном калиброванном резисторе 6.

Процесс изменения амплитуды ΔI измерительного тока и сопротивления R₃ управляемого резистора 5 происходит до тех пор, пока выходное напряжение U₆ первого амплитудного детектора 13 не станет равным заданному постоянному значению напряжения U₀, что соответствует условию (9) при реализации первого варианта предложенного способа:

где R_3о - сопротивление управляемого резистора 5, соответствующее выполнению условия (9).

После переходного процесса значение амплитуды переменной составляющей измерительного тока остается постоянным и равным в соответствии с выражением (29):

С помощью второго усилителя 12 и второго амплитудного детектора 16 осуществляется выработка выходного напряжения U₇ второго амплитудного детектора 16, пропорционального амплитуде переменной составляющей разности потенциалов между измерительным 2 и вторым индифферентным 4 электродами при прохождении в цепи между измерительным 2 и первым индифферентным 3 электродами переменной составляющей измерительного тока с заданной амплитудой ΔI, которое с учетом анализа цепи прохождения измерительного тока при условии, что в цепи второго индифферентного электрода (при высоком входном сопротивлении второго усилителя 12) измерительный ток равен нулю, можно представить в виде:

где К₂ - общий коэффициент передачи последовательного канала, состоящего из второго усилителя 12 и второго амплитудного детектора 16.

С помощью регистратора 17 по напряжению U₇ обеспечивается определение измеряемого значения электрокожного сопротивления Z_x, которое в соответствии с выражением (31) является пропорциональным напряжению U₇. При этом отношением U₀/R₀ определяется амплитуда переменной составляющей измерительного тока, а коэффициентом передачи К₂ - диапазон измерения электрокожного сопротивления.

Таким образом в первом варианте устройства обеспечивается возможность измерения электрокожного сопротивления на основе первого варианта способа измерения. При этом выбором параметров устройства: K₁, К₂, U₀, R₀ можно обеспечить заданные параметры при проведении измерений.

Работа второго варианта устройства для измерения электрокожного сопротивления (фиг.4), реализующего первый вариант способа измерения, осуществляется следующим образом.

Здесь в отличие от первого варианта устройства используется один канал усиления и выделения амплитуды переменных составляющих напряжений, состоящий из усилителя 10 и амплитудного детектора 13, для подключения которого к соответствующим цепям применяются два коммутатора 7 и 21.

С помощью первого мультивибратора 15, аналогового ключа 11 и управляемого резистора 5 во втором варианте устройства аналогично первому варианту устройства обеспечивается формирование переменного измерительного тока. С помощью второго мультивибратора 19 измерительный цикл работы устройства разбивается на два полупериода. При формировании управляющего сигнала на втором выходе второго мультивибратора 19 в первые полупериоды работы устройства выходы коммутаторов 7, 21 подключаются к их первым входам, в результате чего с помощью усилителя 10 и амплитудного детектора 13 формируется выходное напряжение амплитудного детектора 13, соответствующее напряжению U₆ первого варианта устройства. Это напряжение через второй коммутатор 21 подается на второй вход компаратора 14, где сравнивается с напряжением U₀, подаваемым на первый вход компаратора 14 с выхода источника 18 эталонного напряжения.

В первые полупериоды работы второго варианта устройства управляющим сигналом со второго выхода второго мультивибратора 19 открыт второй блок 20 памяти, в результате чего выходное напряжение компаратора 14 проходит на выход второго блока 20 памяти и воздействует на второй вход управляемого резистора 5. В результате этого в первые полупериоды работы второго варианта устройства, как и в первом варианте устройства, обеспечивается изменение сопротивления R₃ управляемого резистора 5 для установки заданного значения амплитуды ΔI переменной составляющей измерительного тока.

При этом длительность выходных сигналов второго мультивибратора 19 в первые полупериоды работы устройства для обеспечения установки заданной амплитуды переменной составляющей измерительного тока выбирается больше длительности соответствующего переходного процесса.

При изменении состояния второго мультивибратора 19 во вторые полупериоды работы устройства первый блок 20 памяти закрывается и его выходное напряжение остается постоянным в течение второго полупериода работы устройства. В результате этого во вторые полупериоды работы устройства амплитуда переменной составляющей измерительного тока остается постоянной и равной заданному значению, определяемому выражением (30).

Управляющим сигналом с первого выхода второго мультивибратора 19 во вторые полупериоды работы устройства переключаются коммутаторы 7, 21, в результате чего их выходы соединяются со вторыми входами.

В результате этого второй вход усилителя 10 подключается к второму индифферентному электроду 4 и на выходе амплитудного детектора 13 формируется выходное напряжение U_7-1, равное в соответствии с выражением (31):

Напряжение U_7-1 через второй коммутатор 21 подается на первый блок 22 памяти и запоминается в нем. При этом с помощью регистратора 17, как и в первом варианте устройства, осуществляется регистрация измеряемого значения электрокожного сопротивления Z_x по напряжению U_7-1.

Таким образом, во втором варианте устройства, как и в первом варианте, обеспечивается измерение электрокожного сопротивления при использовании переменного измерительного тока заданной амплитуды. Причем на результаты измерений не оказывают влияние электрокожные потенциалы зон расположения измерительного и индифферентных электродов и электрокожные сопротивления индифферентных зон кожного покрова.

Работа третьего варианта устройства для измерения электрокожного сопротивления (фиг.5), реализующего второй вариант способа измерения, осуществляется следующим образом.

В третий вариант устройства для обеспечения возможности установки заданного значения измерительного тока I и амплитуды ΔI переменной составляющей измерительного тока в цепь прохождения измерительного тока включены два управляемых резистора 5, 9. При этом с помощью первого управляемого резистора 9 при работе устройства осуществляется установка заданного значения постоянного измерительного тока, а с помощью второго управляемого резистора 5 - заданной амплитуды его переменной составляющей.

С помощью электронного ключа 11 с частотой измерительного сигнала, определяемой частотой выходных импульсов первого мультивибратора 15, осуществляется формирование в измерительной цели между измерительным 2 и первым индифферентным 3 электродами измерительного тока I, значение которого определяется выражением (15). От измерительного тока I, включающего как постоянную, так и переменную составляющие, на постоянном калиброванном резисторе 6 создается падение напряжения U₄, определяемое выражением (16).

С помощью первого усилителя 10 и блока выделения модуля 23 напряжений на выходе блока выделения модуля 23 напряжений формируется напряжение U₈, которое в моменты времени, соответствующие формированию управляющего сигнала на выходе первого мультивибратора 15 (при открытом электронном ключе 11), пропорционально падению напряжения на постоянном калиброванном резисторе 6 от максимального значения измерительного тока (при ΔR_max=0), которое можно представить в виде:

где К₃ - общий коэффициент передачи первого усилителя 10 и блока 23 выделения модуля напряжений; R₁ - сопротивление первого управляемого резистора.

Напряжение U₈ с помощью второго компаратора 24 сравнивается с заданным постоянным напряжением U₀, в результате чего на выходе второго компаратора 24 пропорционально разности сравниваемых напряжений формируется выходное напряжение, которое через открытый в моменты времени воздействия управляющего сигнала на выходе первого мультивибратора 15 блок 20 памяти проходит на его выход и воздействует на второй вход первого управляемого резистора 9.

В результате этого сопротивление R₁ первого управляемого резистора 9 будет изменяться, что приведет к изменению максимального значения измерительного тока. Процесс изменения максимального значения измерительного тока и сопротивления R₁ будет происходить до тех пор, пока напряжение U₈ не станет равным напряжению U₀, что соответствует выполнению условия (17).

При этом с учетом выражений (17), (33) максимальное значение измерительного тока будет определяться выражением:

Переходный процесс установления заданного максимального значения измерительного тока должен заканчиваться в течение периода действия выходного сигнала первого мультивибратора 15, при изменении состояния которого и выключении управляющего сигнала блок 20 памяти закрывается и его выходное напряжение остается постоянным до следующего периода воздействия управляющего сигнала мультивибратора 15.

В результате установления необходимого значения сопротивления R₁ первого управляемого резистора 9 в третьем варианте устройства обеспечивается нормирование максимального значения измерительного тока, которое не будет зависеть от параметров исследуемых зон кожного покрова. Выбор для нормирования максимального значения тока в рассмотренном варианте устройства определен его независимостью от сопротивления второго управляемого резистора 5, что позволяет обеспечить устойчивость работы устройства, содержащего две цепи автоматического регулирования. При этом поддержание постоянным максимального значения измерительного тока в определенной мере целесообразно, поскольку степень воздействия на биологические структуры в значительной степени определяется максимальным значением тока.

В третьем варианте устройства аналогично первым двум вариантам устройства также обеспечивается установка заданной амплитуды переменной составляющей измерительного сигнала, которая осуществляется с помощью второго управляемого резистора 5, изменение сопротивления которого происходит пропорционально выходному напряжению первого компаратора 14, к входам которого прикладывается постоянное напряжение U₀ источника эталонного напряжения 18 и выходное напряжение первого амплитудного детектора 13.

В результате этого в третьем варианте устройства амплитуда переменной составляющей измерительного тока будет постоянной и равной:

Регистрация измеряемого значения электрокожного сопротивления в третьем варианте устройства аналогично первому варианту устройства осуществляется с помощью регистратора 17 по выходному напряжению U_7-2 второго амплитудного детектора 16, подключенного к выходу второго усилителя 12:

Таким образом, в третьем варианте устройства обеспечивается измерение электрокожного сопротивления при обеспечении нормирования амплитуды переменной составляющей измерительного сигнала и максимального значения измерительного тока, постоянные значения которых в соответствии с выражениями (34), (35) можно задавать путем выбора необходимых значений величин: K₁, К₂, U₀, R₀.

Четвертый вариант устройства (фиг.6) обеспечивает измерение электрокожного сопротивления на основе второго предложенного способа. При этом в четвертом варианте устройства аналогично третьему варианту устройства обеспечивается нормирование значений амплитуды переменной составляющей и максимального значения измерительного тока.

Отличие четвертого варианта устройства от третьего варианта заключается в использовании одного усилительного и преобразующего канала, выполненного на усилителе 10 и амплитудном детекторе 13.

С помощью первого коммутатора 7 аналогично второму варианту устройства входы усилителя 10 могут подключаться к постоянному калиброванному резистору 6 или к цепи между измерительным 2 и вторым индифферентным 4 электродами, а второго коммутатора 21 выход амплитудного детектора 13 подключается либо к первому блоку 22 памяти при регистрации выходного напряжения устройства, либо к первому компаратору 14 при формировании заданной амплитуды переменной составляющей измерительного тока.

Для управления коммутаторами используется второй мультивибратор 19, с помощью которого цикл работы устройства разбивается на два полупериода. В первые полупериоды при формировании управляющего сигнала на втором выходе второго мультивибратора 19 открываются первые входы второго 20 и третьего 25 блоков памяти, выходными напряжениями которых осуществляется изменение сопротивлений второго 5 и первого 9 управляемых резисторов для обеспечения возможности установки заданного значения амплитуды переменной составляющей измерительного тока и максимального значения измерительного тока соответственно.

Процесс установки заданных значений амплитуды переменной составляющей измерительного тока и максимального значения измерительного тока в четвертом варианте устройства осуществляется аналогично третьему варианту устройства с той лишь разницей, что в цепь управления второго управляемого резистора 5 включен второй блок 20 памяти, который открывается, как и третий блок 25 памяти, в первые полупериоды работы устройства.

Во вторые полупериоды работы устройства управляющий сигнал формируется на первом выходе второго мультивибратора 19. При этом закрываются второй 20 и третий 25 блоки памяти, в результате чего сопротивления управляемых резисторов 5, 9, а следовательно, и значения соответствующих измерительных токов остаются постоянными в течение вторых полупериодов работы устройства. Входы усилителя 10 во вторые полупериоды работы устройства подключаются между измерительным 2 и вторым индифферентным 4 электродами, а выходное напряжение амплитудного детектора 13 через второй коммутатор 21 проходит в первый блок 22 памяти, запоминаясь в нем и обеспечивая регистрацию измеряемого параметра электрокожного сопротивления с помощью регистратора 17.

Таким образом, в рассмотренных вариантах устройств с помощью регистратора 17 обеспечивается измерение электрокожного сопротивления зоны расположения измерительного электрода 2. При этом в первых двух вариантах устройств измерения проводятся с использованием заданного значения амплитуды переменной составляющей измерительного тока, в третьем и четвертом вариантах устройств - с использованием заданного значения амплитуды переменной составляющей измерительного тока и максимального значения измерительного тока, что определяет исключение погрешностей измерений от изменения условий измерений. Кроме того, измеряемое значение электрокожного сопротивления во всех четырех вариантах устройств не зависит от электрокожных сопротивлений зон расположения индифферентных электродов и электрокожных (включая электродные) потенциалов, что дополнительно определяет высокую точность измерений электрокожного сопротивления предложенными устройствами.

Таким образом, предлагаемые два варианта способа и четыре варианта устройств для измерения электрокожного сопротивления обеспечивают высокую точность измерений, что определяет высокую достоверность диагностических исследований на основе использования предложенных технических решений. Предложенные варианты способа и устройства для измерения электрокожного сопротивления могут быть использованы при реализации медицинских диагностических электропунктурных методов, широко применяемых в настоящее время. При этом высокая точность измерений при использовании предложенных вариантов способа и устройства позволяет получать высокодостоверные диагностические показатели, определяющие высокую эффективность проводимых медицинских исследований.

1. Способ измерения электрокожного сопротивлений точек акупунктуры, включающий наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух индифферентных электродов, подключение между измерительным и первым индифферентным электродами последовательно соединенных постоянного калиброванного резистора с известным сопротивлением и переменного резистора, периодическое изменение сопротивления переменного резистора с заданной частотой в выбранном диапазоне сопротивлений, измерение переменных составляющих падений напряжений между измерительным и вторым индифферентным электродами и на постоянном калиброванном резисторе и вычисление электрокожного сопротивления по значениям падений напряжений и сопротивлению постоянного калиброванного резистора, отличающийся тем, что диапазон изменения сопротивления переменного резистора выбирают таким, чтобы амплитуда падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе была равна заданному постоянному значению напряжения, а электрокожное сопротивление Z_x вычисляют по формуле:

где U₁ - амплитуда падения напряжения между измерительным и вторым индифферентным электродами; U₀ - заданное постоянное значение напряжения; R₀ - сопротивление постоянного калиброванного резистора.

2. Способ измерения электрокожного сопротивления точек акупунктуры, включающий наложение на точку акупунктуры измерительного и вне ее двух индифферентных электродов, подключение между измерительным и первым индифферентным электродами последовательно соединенных постоянного, калиброванного резистора с известным сопротивлением и первого переменного резистора, периодическое изменение сопротивления переменного резистора с заданной частотой в выбранном диапазоне сопротивлений, измерение переменных составляющих падений напряжений между измерительным и вторым индифферентным электродами и на постоянном калиброванном резисторе и вычисление электрокожного сопротивления по значениям падений напряжений и сопротивлению постоянного калиброванного резистора, отличающийся тем, что между измерительным и первым индифферентным электродами подключают последовательно с первым переменным резистором второй переменный резистор, затем изменяют сопротивление первого переменного резистора и последовательно измеряют падение напряжения от постоянного измерительного тока на постоянном калиброванном резисторе, изменение сопротивления первого переменного резистора осуществляют до тех пор, пока падение напряжения на постоянном калиброванном резисторе по модулю не станет равным первому заданному постоянному значению напряжения, после чего осуществляют периодическое изменение сопротивления второго переменного резистора с заданной частотой в изменяемом диапазоне сопротивлений и последовательно измеряют переменную составляющую падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе, изменение диапазона периодического изменения сопротивлений второго переменного резистора осуществляют до тех пор, пока амплитуда переменной составляющей падения напряжения на постоянном калиброванном резисторе не станет равной второму заданному постоянному значению напряжения, после чего измеряют переменную составляющую падения напряжений между измерительным и вторым индифферентным электродами, и электрокожное сопротивление Z_x вычисляют по формуле:

где U₁ - амплитуда падения напряжения между измерительным и вторым индифферентным электродами U₀₂ - второе заданное постоянное значение напряжения; R₀ - сопротивление постоянного калиброванного резистора.

3. Устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее два усилителя, измерительный электрод, подключенный к первому выводу постоянного калиброванного резистора и первому входу первого усилителя, выход которого подключен к первому амплитудному детектору, два индифферентных электрода, электронный ключ, первый вход которого подключен к выходу мультивибратора, второй вход подключен к первому индифферентному электроду, а выход - ко второму выводу постоянного калиброванного резистора, компаратор, вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, и регистратор, отличающееся тем, что в него введены второй амплитудный детектор и управляемый резистор, первый вход которого подключен к выходу электронного ключа и второму входу первого усилителя, второй вход подключен к выходу компаратора, а выход - к первому индифферентному электроду, первый и второй входы второго усилителя раздельно подключены к измерительному и второму индифферентному электродам, а выход через второй амплитудный детектор соединен с регистратором, выход первого амплитудного детектора подключен ко второму входу компаратора.

4. Устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее измерительный электрод, подключенный к первому выводу постоянного калиброванного резистора и первому входу усилителя, выход которого подключен к амплитудному детектору, электронный ключ, первый и второй входы которого раздельно подключены к выходу первого мультивибратора и первому индифферентному электроду, а выход - ко второму выводу постоянного калиброванного резистора и первому входу первого коммутатора, второй вход которого подключен ко второму индифферентному электроду, а выход - ко второму входу усилителя, компаратор, вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, два блока памяти, регистратор, подключенный к выходу первого блока памяти и второй мультивибратор, отличающееся тем, что в него введены второй коммутатор и управляемый резистор, первый вход которого подключен к первому входу первого коммутатора, второй вход подключен к выходу второго блока памяти, а выход - к первому индифферентному электроду, первый и второй входы второго коммутатора раздельно подключены ко второму входу компаратора и входу первого блока памяти третий вход подключен к третьему входу первого коммутатора и первому выходу второго мультивибратора, а выход подключен к выходу амплитудного детектора, второй выход второго мультивибратора подключен к первому входу второго блока памяти, второй вход которого подключен к выходу компаратора.

5. Устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее два усилителя, измерительный электрод, подключенный к первому выводу постоянного калиброванного резистора и первому входу первого усилителя, выход которого подключен к первому амплитудному детектору, два индифферентных электрода, электронный ключ, первый вход которого подключен к выходу мультивибратора, а второй вход - к первому индифферентному электроду, два компаратора, первый вход первого компаратора подключен к источнику эталонного напряжения, блок памяти и регистратор, отличающееся тем, что в него введены блок выделения модуля напряжений, второй амплитудный детектор, выход которого подключен к регистратору, а вход - к выходу второго усилителя, первый и второй входы которого раздельно подключены к измерительному и второму индифферентному электродам, два управляемых резистора, первый вход второго управляемого резистора подключен к объединенным выходам электронного ключа и первого управляемого резистора, второй вход подключен к выходу первого компаратора, а выход - к первому индифферентному электроду, первый вход первого управляемого резистора подключен ко второму входу первого усилителя и второму выводу постоянного калиброванного резистора, второй вход первого управляемого резистора подключен к выходу блока памяти, первый и второй входы которого раздельно подключены к выходам первого мультивибратора и второго компаратора, первый вход второго компаратора подключен к источнику эталонного напряжения, второй вход через блок выделения модуля напряжений соединен с выходом первого усилителя, второй вход первого компаратора подключен к выходу первого амплитудного детектора.

6. Устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее измерительный электрод, подключенный к первому выводу постоянного калиброванного резистора и первому входу усилителя, выход которого подключен к амплитудному детектору, электронный ключ, первый и второй входы которого раздельно подключены к выходу первого мультивибратора и первому индифферентному электроду, первый коммутатор, первый вход которого подключен ко второму выводу постоянного калиброванного резистора, второй вход подключен ко второму индифферентному электроду, а выход - ко второму входу усилителя, первый компаратор, вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, два блока памяти, регистратор, подключенный к выходу первого блока памяти, и второй мультивибратор, отличающееся тем, что в него введены третий блок памяти, блок выделения модуля напряжений, два управляемых резистора, первый вход второго управляемого резистора подключен к объединенным выходам электронного ключа и первого управляемого резистора, второй вход подключен к выходу второго блока памяти, а выход - к первому индифферентному электроду, первый и второй входы первого управляемого резистора раздельно подключены к первому входу первого коммутатора и выходу третьего блока памяти, второй коммутатор, первый вход которого подключен ко второму входу первого компаратора, второй вход подключен к входу первого блока памяти, третий вход подключен к третьему входу первого коммутатора и первому выходу второго мультивибратора, а выход - к выходу первого амплитудного детектора, второй выход второго мультивибратора подключен к объединенным первым входам второго и третьего блоков памяти, второй вход второго блока памяти подключен к выходу первого компаратора, второй вход третьего блока памяти подключен к выходу первого мультивибратора, а третий вход - к выходу второго компаратора, первый вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, а второй вход через блок выделения модуля напряжений соединен с выходом усилителя.