Устройство для измерения биологи-ческих потенциалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторском сви итильствь

Союэ Советских

Социалистических

Республик (ii> 839482 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (2?) Заявлеио03. 09. 79 (21) 2817933/28-13 с присоединением заявки Но(23) Приоритет—

Опубликовано 230681. Бюллетень N9 23 . Датаопубликованияописаиия 230681

Р1 М „з

61 В 5/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (5З) ПВ 6.15. 475 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.И.Рудой, .Э.А.Бакай, В.И.Кушпиль и В..Майко

t с

: е.

;.. 1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ

ПОТЕНЦИАЛОВ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для электрофизиологических исследований. °

Известно устройство для измерения биологических потенциалов, содержащее измерительные электроды, регули-руемый усилитель, имеющий информационный и управляющий входы, измеритель, усилитель постоянного тока, фильтр нижних частот, перемножитель напряжений, блок вычитания, генератор синусоидального сигнала и делитель напряжений, причем измерительные электроды подключены к измери" 15 тельному входу регулируемого усилите ля, выход которого соединен со вхо° цом измерителя и первым входом блока. вычитания, второй вход которого подключен к выходу генератора синусои- 2О цального сигнала, выход блока вычитания соединен с первым входом перемножителя напряжений, второй вход которого подключен к выходу генератора синусоидального сигнала, выход пере- 25 множителя напряжений через фильтр нижних частот и усилитель постоянного тока подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, выход генератора синусоидального сигнала 3Q соединен также со входом делителя напряжений, выход которого соединен с информационным входом регулируемого усилителя 11 .

Недостатком этого устройства является высокая погрешность измерения, вызванная. в процессе исследования изменением сопротивления между измерительными электродами, наложенными на биообъект, что ограничивает область применения устройства и осложняет диагностику.

Цель изобретения — обеспечение возможности уменьшения погрешности, вызванной изменением в процессе исследования сопротивления между измерительными электродами, наложенными на биообъект.

Указанная цель достигается тем, чтЬ в устройстве, содержащем измерительные электроды, регулируемый усилитель, имеющий информационный и управляющий входы, измеритель, усилитель постоянного тока, фильтр ниж них частот, перемножитель напряжений, блок вычитания, генератор синусоидального сигнала и делитель напряжений, причем измерительные электроды под-. ключены к измерительному входу регулируемого усилителя, выход которого

839482 лителя, выход генератора синусоидаль" ногс сигнала соединен также со входом

20 электроды 1,подключенные к измерительному входу регулируемого усилителя

2, выход которого соединен со входом измерителя 3 и первым входом блока

4 вычитания, второй вход которого подключен к выходу генератора 5 синусоидального сигнала, выход блока 4 вычитания соединен с первым входом перемножителя б напряжений, второй вход которого подключен к выходу генератора 5 синусоидального сигнала, выход перемножителя б напряжений через фильтр 7 нижних частот и усилитель 8 постоянного тока подключен к управляющему входу регулируемого усилителя 2, выход генератора 5 синусоидального сигнала соединен также со входом делителя 9 напряжений, выход которого подключен последователь- 4Q но в цепь, образованную сопротивлением информационного входа регулиру. емого усилителя 2.и сопротивлением между точками наложения электродов 1.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с измерительных электродов

1, который поступает на информационный вход регулируемого усили>„еля 2, описывается выражением

U lorn+ 2 вх UZ и. ° вх — + . > (1)

4 („„) где К вЂ” коэффициент ослабления делителя напряжений; бу, — биопотенциал, который необходимо точно измерить;

Z. — начальное внутреннее сопро1» тивление биообъекта;

2 „ — входное сопротивление регулируемого усилителя; 60

65 08Ых 0 "Ьх 0г "" B)4+0 Q . (8) соединен со входом измерителя и первым " входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу генератора синусоидального сигнала, выход блока вычитания соединен с первым входом перемножителя напряжений, второй вход которого подключен к выходу генератора синусоидального сигнала, выход перемножителя напряжений через фильтр нижних частот и усилитель постоянного тока подключен к управляющему входу регулируемого усиделителя напряжений, выход де>:ителя . напряжЕний подключен последовательно в цепь, образованную сопротивлением информационного входа регулируемого усилителя и сопротивлением между точками наложения электродов.

На чертеже изображена структурная схема. предлагаемого устройства для измерения биологических потенциалов °

Устройсть> содержит измерительные

uu — частота синусоидального сигнала генератора 5 синусоидального сигнала;

U> — амплитуда синусоидального сигнала генератора, причем первое слагаемое представляет собой калибровочный сигнал генератора 5 синусоидального сигнала, а второе — полезный сигнал.

С выхода регулируемого усилителя сигнал поступает на вход измерителя

3 и описывается выражением

U><>>= К0 U Ох = "г 5 i n t + Ug пК, (2 ) где К = К . — номинальный коэф-, Z к+ Z jn

0 ZB>, фициент передачи регулируемого усилителя, причем первое слагаемое соответствует калибровочному сигналу с генератора 5 синусоидального сигна, а второе †полезному.

Этот сигнал поступает на первый вход блока 4 вычитания, на выходе которого появляется разностный сигнал, соответствующий выражению

U6. =0„ > ®6-+ «>+-U К= а к. (ь) вь!х 5.&. г .и Тп

Так как последовательно соединен.— ные перемножитель б напряжений, фильтр

7 нижних частот и усилитель 8 постоянного тока преобразуют управляющий сигнал с частотой, равной частоте ии сигнала генератора 5, то регулирования коэффициента передачи регулируемого усилителя не произойдет, и на измерителе наблюдается сигнал, опи-. сываемый вторым членом выражения (2 ), а так как К вЂ” известная величина, то биопотенциал О допределяется однозначно. EcfIB внутреннее сопротивление Z биообъекта изменилось на ве1 личину + Z,, то входной сигнал соответствует выражению

А- e n uJt «Ьх 0бд. 2.уХ

&х+« - >) «Вх".« -.

Так как в первый момент коэффициент передачи регулируемого усилителя остается без изменений, но на выходе усилителя появляется сигнал

0 и 0 «ах+« U Ä.„,в +0ьл" e>+«4 ()

Ьых х Z Z +ь«. 2 +2 2hz

1- 1 Ьх 1 то на выходе блока вычитания появляется сигнал

Ос -л2 0 . + алых Юь +2+gZ г

8Х

Этот сигнал преобразуется последовательно соединенными перемножителем напряжений, фильтром нижних частот и: усилителем постоянного тока в управляющее напряжение, подаваемое на управляющий вход регулируемого усилителя, при этом коэффициент усиления изменяется на величину

К и становится ь2 j

"0 «ах «Вх 2ВХ а выходное напряжение регулируемого усилителя изменяется и становится равным

839482

На выходе блока вычитания сигнал с частотой м исчезает, регулирование коэффициента передачи прекращается и на измеритель поступает напряжение, Соответствующее второму слагаемому выражения <81; Если в процессе исследования изменяется коэффициент передачи регулируемого усилителя на величину тдК и становится равным

, < 26х+2 + g g (9

2аХ 10 то сигнал на первом входе блока вычитания соответствует выражению

0 =Q>>. Кр U„ainNt+ О„А1пю э(10)

ЕХ 1 а на выходе блока .вычитания

ХЬМ 21 Г

Этот сигнал преобразуется после- рц довательно соединенными перемножителем напряжений, фильтром нижних частот и усилителем постоянного .тока в управляющее напряжение, подаваемое на управляющий вход регулируемого усилителя,.в соответствии с которым происходит регулирование коэффициента передачи до тех пор, пока .управляющий сигнал не становится равным нулю, т.е. пока не выполнится условие дК = О, что исключает погрешность, вносимую изменением в процессе исследования сопротивления между измерительными электродами, наложенными на биообъект. предлагаемое устройство позволя- 35 ет значительно повысить точность о измерений и чувствительность диагностической аппаратуры, что повышает надежность и качество результатов при проведении научно-исследователь- 4p ских работ в медицине, биологии и физиологии.

Формула изобретения

Устройство для измеренйя биологических потенциалов, состоящее из измерительных электродов, регулируемого усилителя, имеющего информационный и управляющий входы, измерителя, усилителя постоянного тока, фильтра нижних частот, перемножителя напряжений, блока вычитания,генератора синусоидального сигнала и делителя напряжений, причем измерительные электроды подключены к измерительному входу регулируемого усилителя, выход которого соединен со входом измерителя и первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу генератора синусоидального сигнала, выход блока вычитания соединен с первым входом перемножителя напряжений, второй вход которого подключен к выходу генератора синусоидального сигнала, выход перемножителя напряжений через фильтр нижних частот и усилитель постоянного тока подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, выход генератора синусоидального сигнала соединен также со входом делителя напряжений, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности, вызванной изменением в процессе исследования сопротивления между измерительными электродами, наложенными на биообъект, выход делителя напряжений подключен последовательно в цепь, образованную сопротивлением информационного входа регулируемого усилителя и сопротивлением между точками наложения электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 434565, кл. Н 03 6 3/20, 1972.

839482 .V

Составитель Ю.Алмазов .Редактор О.Малец Техред H. Майорош Корректор Н. Стец

Заказ 4581/2 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4