Пристрій для визначення електрофізіологічних харатеристик точок акупунктури

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для диагностики состояния органов и оценки реакции организма на воздействие различных факторов и предназначенным для использования как в медицинских учреждениях так и в бытовых условиях. Известно устройство для определения электрофизиологических характеристик точек акупунктуры, которое является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату [1], содержащее пассивный и активный электроды, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок сопряжения, блок управления, дешифратор, в котором активный электрод через усилитель соединен аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя, групповой вход которого соединен с групповым входом блока сопряжения. Устройство также содержит компаратор, блок коммутации, цифроаналоговый преобразователь, блок отображения информации. В известном устройстве пассивный электрод соединен с общим проводом устройства. Блок отображения информации соединен шиной обмена с блоком управления, сигнальный вход усилителя подключен к измерительному электроду и первому выходу блока коммутации, выход усилителя соединен с входом компаратора и первым входом блока коммутации, а групповой вход управления соединен с первым групповым выходом дешифратора команд, второй групповой выход которого подключен к первому групповому входу блока коммутации, а групповой выход - к первому гр упповому выходу блока сопряжения, второй групповой выход которого соединен с групповым входом цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу блока коммутации, второй выход которого соединен с аналоговым входом аналогоцифрового преобразователя, вход запуска которого соединен с первым выходом дешифратора, групповой выход - с групповым входом блока сопряжения, а второй выход - с первым входом блока сопряжения, второй вход которого подключен к выходу компаратора, блок сопряжения соединен второй шиной обмена с блоком управления. В известном устройстве не обеспечиваются постоянные условия проведения измерений, что является необходимым при сравнительном анализе результатов обследований. Негативное влияние на результат измерений, осуществляемых известным устройством, оказывают нестабильность напряжения питания и нестабильность опорного напряжения аналогоцифрового преобразователя. При проведении обследований пациентов с помощью данного устройства происходит изменение оптимальных параметров в блоке коммутации и усилителе, что негативно влияет на достоверность определения выходных параметров. В известном устройстве для частичной компенсации погрешности измерений предусмотрено проведение трех этапов режима автокалибровки; проверка характеристики аналого-цифрового преобразователя, тестирование цифроаналогового преобразователя, проверка характеристики усилителя для всех возможных значений его коэффициента усиления. Необходимость проведения трех этапов автокалибровки, направленных на частичную компенсацию погрешности измерений, а также связанное с этим выполнение схемотехнического решения устройства, предусматривающее наличие цифроаналогового преобразователя, обусловливает неудобство в эксплуатации известного устройства, а также усложнение технического решения и программного обеспечения. В известном устройстве признаком попадания активного электрода в точку акупунктуры является максимальная проводимость цепи до пассивного электрода. Начало измерения электрофизиологической характеристики осуществляется автоматически по порогу срабатывания компаратора. Это является причиной погрешности локализации тестируемого участка кожи, что приводит к недостаточной точности установки активного электрода в точку акупунктуры. Оператор, работающий с известным устройством, должен формировать команды управления и изменения режимов работы, которые передаются в устройство. Для этого оператор вынужден прерывать обследование. Кроме того, необходимость передачи информации не только из устройства, но и в обратном направлении, требует наличия двунаправленной групповой связи. Это создает неудобство в эксплуатации, вызывает усложнение схемотехнического решения устройства и его программного обеспечения. Таким образом, известное устройство имеет высокую погрешность измерений, сложное схемотехническое решение и неудобно в эксплуатации. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для определения электрофизиологических характеристик точек акупунктуры, в котором за счет введения новых элементов, изменения связей между элементами и нового их выполнения, обеспечивается полное устранение влияния нестабильности напряжения питания, опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя на результат измерения в цифровом коде, как в режиме поиска точки, так и в режиме измерения, при одновременном упрощении устройства, и за счет этого повышается точность измерения, достоверность диагностирования и удобство в эксплуатации. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для определения электрофизиологических характеристик точек акупунктуры, содержащем пассивный и активный электроды, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок сопряжения, блок управления, дешифратор, в котором активный электрод через усилитель соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя, групповой выход которого соединен с групповым входом блока сопряжения, согласно изобретению, что устройство дополнительно содержит разъем системной шины компьютера, узел формирования опорного напряжения, переключатель режимов, выход разъема системной шины компьютера соединен со входом узла формирования опорного напряжения, первый выход которого соединен с пассивным электродом, а второй - со входом опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя, групповой вход разъема системной шины компьютера соединен с групповым выходом блока сопряжения, а групповой выход - с гр упповым входом дешифратора, выход которого соединен со входом блока сопряжения и первым входом блока управления, второй вход которого соединен с выходом переключателя режимов, а выход- со входом управления аналого-цифрового преобразователя. Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем. 'Введение в схему дополнительных элементов и предлагаемых связей между ними и общими с прототипом элементами позволяет реализовать в устройстве отрицательную обратную связь, обеспечивающую нейтрализацию факторов нестабильности опорного напряжения питания и опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя. В процессе работы устройства через разъем системной шины компьютера поступает нестабилизированное напряжение питания, из которого формируется опорное напряжение аналого-цифрового преобразователя и напряжение, подаваемое на пассивный электрод, контактирующий с телом пациента. Формируемые напряжения связаны между собой постоянным пропорциональным соотношением, то есть изменение напряжения питания вызывает соответствующее относительное изменение опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя и напряжения на пассивном электроде. Через тело пациента и активный электрод, перемещаемый по поверхности кожи, протекает ток, ограниченный сопротивлением тела и входным сопротивлением усилителя. Коэффициент передачи усилителя зависит от сопротивления контролируемой части тела пациента, следовательно, изменение выходного напряжения отражает изменение напряжения на пассивном электроде и изменение сопротивления контролируемого участка тела пациента. Напряжение с выхода усилителя поступает аналого-цифровой преобразователь, который вырабатывает цифровой код, соответствующий отношению его опорного напряжения к входному напряжению. Таким образом полностью нейтрализуется фактор влияния опорного напряжения на результат измерения в цифровом коде. Устранение влияния нестабильности опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя осуществляется как в режиме поиска, так и в режиме измерения, которые определяются блоком управления и задаются состоянием переключателя режимов. При этом результат измерения в цифровом коде отражает только изменение сопротивления контролируемой части тела пациента, снижаются требования к стабилизации и фильтрации напряжения питания и опорного напряжения, а также обеспечиваются постоянные оптимальные параметры для проведения обследований и сравнительного анализа результатов. Упрощение схемотехнического решения устройства обусловлено тем, что предложенная схема устройства обеспечивает работу устройства в режиме считывания результатов измерений по однонаправленной шине данных, исключающих необходимость двунаправленных групповых связей, значительно усложняющих схему. Это схемотехническое упрощение позволяет существенно упростить программное обеспечение, необходимое для реализации работы устройства, что также способствует удобству его эксплуатации. Обеспечение работы устройства только в режиме считывания результатов из устройства в компьютер, без передачи информации по шине данных в обратном направлении, достигается внесением в цифровой код с результатами измерений характеристик режима работы устройства. Состояние переключателя режимов работы воздействует на блок управления, который изменяет характер цифрового кода, вырабатываемого аналого-цифровым преобразователем. Таким образом исключается необходимость передачи по шине данных из компьютера в устройство команд переключения режимов. Заявляемое устройство для определения электрофизиологических характеристик точек акупунктуры представлено чертежом (фиг.), где приведена блок-схема устройства. Заявляемое устройство содержит активный электрод 1, пассивный электрод 2, усилитель 3, аналого-цифровой преобразователь 4, блок 5 сопряжения, блок 6 управления, дешифратор 7, разъем 8 системной шины компьютера, узел 9 формирования опорного напряжения, переключатель 10 режимов. Активный электрод 1 через усилитель 3 соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя 4, групповой выход которого соединен с групповым входом блока 5 сопряжения. Выход разъема 8 системной шины компьютера соединен со входом узла 9 формирования опорного напряжения, первый выход которого соединен с пассивным электродом 2, а второй - со входом опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя 4. Групповой вход разъема 8 системной шины компьютера соединен с групповым выходом блока 5 сопряжения, а групповой выход -с групповым входом дешифратора 7. Вы ход деши фратора 7 соединен со входом блока 5 сопряжения и первым входом блока 6 управления, второй вход которого соединен с выходом переключателя 10 режимов, а выход - с входом управления аналого-цифрового преобразователя 4. Устройство устанавливается в слот компьютера (на чертеже не показан). К устройству подключается активный электрод 1, пассивный электрод 2 и переключатель 10 режимов, исходное состояние которого соответствует режиму поиска точек акупунктуры на теле пациента, После включения питания компьютера через стандартизированный разъем 8 системной шины компьютера в устройство поступает нестабилизированное напряжение питания. Напряжение подается в узел 9 формирования опорного напряжения, где формируются опорные напряжения, подаваемые с первого выхода на пассивный электрод 2, имеющий контакт с телом пациента, и со второго вы хода - на вход опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя 4. При этом формируемые опорные напряжения связаны между собой постоянным пропорциональным соотношением. В компьютер вводится программа для обеспечения обследования и обработки результатов. Запуск программы вызывает циклическое обращение к устройству. При этом дешифратор 7 обнаруживает признаки обращения к устройству. Выходной сигнал дешифратора 7 поступает на первый вход блока 6 управления, на второй вход которого поступает сигнал с переключателя 10 режимов, сигналы с выхода которого поступают на вход управления аналогоцифрового преобразователя 4, устанавливая в нем режим поиска точек акупунктуры. Одновременно с выхода дешифратора 7 сигнал поступает на вход блока 5 сопряжения. Через тело пациента и активный электрод 1, перемещаемый по поверхности кожи, протекает ток, ограниченный сопротивлением тела и входным сопротивлением усилителя 3, сигнал с выхода которого поступает на аналоговый вход аналого-цифрового преобразователя 4. Результат измерения с признаком режима поиска точки акупунктуры из аналого-цифрового преобразователя 4 через групповой выход передается на групповой вход блока 5 сопряжения. Через групповой выход блока 5 сопряжения сигнал, соответствующий результату измерения, поступает на групповой вход разъема 8 системной шины компьютера и через него - в системную шину компьютера. Программные средства устройства обеспечивают обработку результатов измерений и наблюдение за процессом поиска точки акупунктуры на экране видеомонитора. После обнаружения точки акупунктуры оператор изменяет состояние переключателя 10 режимов, который может быть расположен на активном электроде 1 для управления рукой или на полу для управления ногой. Сигнал переключателя 10 режимов поступает в блок 6 управления, который вызывает изменение режима работы аналого-цифрового преобразователя 4. При этом результаты, периодически передаваемые из аналого-цифрового преобразователя 4 через блок 5 сопряжения и разъем 8 системной шины компьютера в системную шину компьютера, имеют отличительный признак режима измерения электрофизиологической характеристики точки акупунктуры, в соответствии с которым обеспечивается обработка результатов измерения по предусмотренной программе, заключенной в память компьютера. Для испытания заявляемого изобретения изготовлена опытная партия устройств. Устройство выполнено в виде стандартизированного блока, предназначенного для установки в слот ISA системной платы IBMсовместимого персонального компьютера. Блок имеет наружный разъем, к которому подключается кабель с пассивным электродом 2 и активным электродом 1. В корпус активного электрода 1 вмонтирован переключатель 9 режимов работы. Схема устройства содержит шесть цифровых и аналоговых микросхем. Через разъем системной шины из блока питания компьютера в устройство поступают напряжения питания -12В, +5В и +12В, которые используются для питания микросхем. Узел 9 формирования опорного напряжения реализован на основе операционного усилителя, используемого в качестве инвертирующего интегрирующего масштабного усилителя постоянного напряжения, который из напряжения питания +12В формирует на вы ходе отрицательное опорное напряжение аналогоцифрового преобразователя 4. Этот операционный усилитель одновременно выполняет функцию сглаживающего пульсации напряжения и помехи низкочастотного фильтра. Усилитель 3 устройства выполнен по аналогичной схеме это инвертирующий масштабный усилитель постоянного напряжения на основе операционного усилителя, входное сопротивление которого определяется сопротивлением участка тела пациента между пассивным и активным электродами 1,2, соответственно, и дополнительного резистора. Для полного использования динамического диапазона аналого-цифрового преобразователя 4, максимальный коэффициент усиления усилителя 3 (при замыкании активного и пассивного электродов 1, 2, соответственно) установлен равным коэффициенту деления резисторного делителя напряжения в узле 9 формирования опорного напряжения. Дешифратор 7 устройства реализован на логических микросхемах ТТЛШ малой степени интеграции в виде комбинационного цифрового узла, выполняющего конъюнкцию от 4 аргументов. В качестве аргументов использованы входные сигналы 6-рязрядной шины адреса и сигналы считывания информации из устройств вводавывода, которые поступают в устройство через разъем 8 системной шины компьютера. В качестве аналого-цифрового преобразователя 4 использована микросхема КР572ПВЗ, к выводам задающего генератора которой подключена RC-цепь, обеспечивающая время преобразования не более 3мкс. Блок 6 управления аналого-цифровым преобразователем реализован на основе счетного триггера с асинхронным сбросом. В качестве блока 5 сопряжения использована микросхема КР1533АП5 - буферный селектор с тремя состояниями. Опытные образцы предлагаемого устройства были испытаны в автоматизированном центре медицинской диагностики завода "Коммунар", где подтвердилась их высокая точность и удобство в эксплуатации.