Спосіб вимірювання імпедансу ділянки тканини організму людини

Реферат: Спосіб вимірювання імпедансу ділянки тканини організму людини, при якому через прикладені з двох сторін ділянки тканини організму людини струмові електроди пропускають струм різної частоти. На двох потенціальних електродах вимірюють напругу і визначають імпеданс. Локалізують ділянку тканини організму людини, а саме усувають вплив меридіанних імпедансів, використовуючи для цього охоронний електрод одного із струмових електродів. Змінюють міжелектродну відстань потенціальних електродів або одночасно переміщають ці електроди в межах міжелектродної відстані струмових електродів. UA 110904 U (12) UA 110904 U UA 110904 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі медичної галузі, зокрема до способів вимірювання параметрів імпедансу чи адмітансу окремих ділянок тканин організму людини, що може бути використано для діагностичних цілей. Відомим аналогом є спосіб вимірювання імпедансу з використанням двоелектродного первинного перетворювача (Авторське свідоцтво № 940742, кл. А61В5/05, 1988). Недоліком аналога є вплив на результат вимірювання приелектродного імпедансу, утвореного на межі електрод-тканина організму людини. Усувається такий вплив на вищих частотах тестового сигналу, чим звужується частотний діапазон вимірювання. З метою забезпечення інваріантності результату вимірювання до приелектродного імпедансу використовують чотириелектродний первинний перетворювач. Найближчим аналогом до корисної моделі є спосіб електродіагностики стану кісткової тканини (Деклараційний патент України на корисну модель № 35735, А61В8/00, 2008), за яким через прикладені з двох сторін ділянки тканини організму людини струмові електроди пропускають струм різної частоти та на інших двох потенціальних електродах вимірюють напругу і визначають імпеданс. Спільними ознаками найближчого аналога та корисної моделі є можливість діагностувати за тетраполярною (чотириелектродною) методикою окремі ділянки тканин організму людини, в тому числі і кісткову тканину, в частотному діапазоні. Однак за цим способом не повністю локалізується досліджувана ділянка тканини організму людини, а саме: вимірюється імпеданс ділянки тканини організму людини, що визначається площею струмових електродів та відстанню між ними, а також імпеданс, зумовлений крайовими ефектами ємнісних сенсорів, у даному разі так званий меридіанний імпеданс. Зумовлено це тим, що лінії електричного поля в такій ділянці є викривленими поза розмірами струмових електродів. Окрім цього коаксіальне виконання струмових та потенціальних електродів в одній площині не дає можливості локалізувати досліджувану ділянку в межах міжелектродної відстані струмових електродів. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб вимірювання імпедансу ділянки людського організму в частотному діапазоні або на окремих частотах тестового синусоїдального сигналу з метою контролювання лише локалізованого об'ємного імпедансу. Поставлена задача вирішується тим, що у способі вимірювання імпедансу ділянки тканини людського організму, при якому через прикладені з двох сторін ділянки тканини організму людини струмові електроди пропускають струм різної частоти, а на двох потенціальних електродах вимірюють напругу і визначають імпеданс, згідно з корисною моделлю, локалізують ділянку тканини організму, а саме усувають вплив меридіанних імпедансів, використовуючи для цього охоронний електрод одного із струмових електродів, змінюють міжелектродну відстань потенціальних електродів або одночасно переміщають ці електроди в межах міжелектродної відстані струмових електродів. Корисна модель пояснюється кресленням, де спосіб реалізується з використанням ємнісного первинного перетворювача (сенсора), умовно зображеного на кресленні (а), його схема заміщення наведена на кресленні (б). Сенсор (а) містить струмові 1, 2 та потенціальні 3, 4 електроди, а також охоронний електрод 5 струмового електрода 1. Електрод 2 - це високопотенціальний електрод, а електрод 1 - вимірювальний. Форма струмового електрода 1 та охоронного електрода 5 являє собою два плоских концентричних елементи. На схемі заміщення (б) зображені приелектродні імпеданси 6, 7, 8, 9, відповідно електродів 1, 2, 3, 4, імпеданси 10, 12 частин тканин ділянки організму струмового кола, які обмежені відповідними струмовими та потенціальними електродами (1, 3 та 2, 4), приелектродні імпеданси 15 і 17 в колі електрода 5, вимірюваний імпеданс тканини 11, меридіанний імпеданс 16, що являє собою імпеданс між частиною високопотенціального електрода 2 та охоронним електродом 5 з його приелектродними імпедансами 15, 17. Всі зазначені на схемі (б) імпеданси, окрім імпедансу 14, є неінформативними. Для вилучення впливу меридіанного імпедансу 16 та приелектродних імпедансів 15, 17 на результат вимірювання необхідно забезпечити еквіпотенціальність на електродах 1 та 5, подавши на охоронний електрод 5 потенціал електрода 2. У такому разі струм через імпеданс тканини проходить лише в межах площі струмових електродів (а). Імпеданси 6 та 7 при використанні тетраполярної схеми, як відомо, на результат не впливають. Вплив імпедансів 8, 13 та 9, 14 усувається використанням засобу вимірювання напруги з високоомним входом. Таким способом отримаємо імпеданс ділянки, яка визначається лише площею струмових електродів та відстанню між потенціальними електродами. Виміряний імпеданс 11 1 UA 110904 U 5 10 визначатиметься у даному разі відношенням напруги на потенціальних електродах 3, 4 до струму через електроди 1, 2. Отже, локалізація ділянки тканини організму людини може здійснюватися зміною площі струмових електродів 1, 2 та (або) зміною міжелектродної відстані потенціальних електродів 3, 4 або переміщенням на ділянці їхнього під'єднання. Таким способом можна вибрати будь-яку ділянку тканин організму людини для діагностування. Це може бути як м'язова тканина чи орган, так і кісткова тканина. При цьому усувається, як зазначено вище, імпеданс, що знаходиться поза розмірами площі струмових електродів 1, 2. При цьому також легко можна розраховувати питомий імпеданс, оскільки спрощується вимірювання відповідних геометричних розмірів і вони визначаються відстанню між потенціальними електродами 3, 4 та площею струмових електродів 1, 2. Виміряний імпеданс при цьому не буде залежати від місця накладання потенціальних електродів 3, 4, а лише від внутрішньої структури локалізованої ділянки тканини організму людини. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб вимірювання імпедансу ділянки тканини організму людини, при якому через прикладені з двох сторін ділянки тканини організму людини струмові електроди пропускають струм різної частоти, а на двох потенціальних електродах вимірюють напругу і визначають імпеданс, який відрізняється тим, що локалізують ділянку тканини організму людини, а саме усувають вплив меридіанних імпедансів, використовуючи для цього охоронний електрод одного із струмових електродів, змінюють міжелектродну відстань потенціальних електродів або одночасно переміщають ці електроди в межах міжелектродної відстані струмових електродів. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2