Реоплетизмограф

Реферат: Реоплетизмограф містить послідовно з'єднані генератор струму високої частоти. Систему електродів, підсилювач високої частоти, детектор та інтегратор. Генератор виконаний керуючим, залежність величини вихідного сигналу якого обернено пропорційна величині сигналу керування. Вхід генератора підключений до виходу інтегратора, вхід якого з'єднаний з виходом детектора. Додатково реоплетизмограф містить блоки керування, порівняння, звукової та світлової сигналізації та вимірювач температури. Блок керування зв'язаний з керуючим генератором струму, блоками порівняння та звукової і світлової сигналізації, а також з вимірювачем температури, і з'єднаний з другим входом блока порівняння. Вхід цього блока зв'язаний з блоком звукової і світлової сигналізації, який з'єднаний з виходом детектора. UA 71290 U (12) UA 71290 U UA 71290 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до медичної техніки і може бути використана в функціональній діагностиці для реографічних досліджень. Найбільш близьким технічним рішенням до того, що заявляється, є реограф (Авторське свідоцтво СРСР № 1806597, Бюл. № 13, опублікований 07.04.93). Реограф містить керуючий генератор струму, який виконаний з обернено пропорційною залежністю між величиною струму і сигналом керування, систему електродів, підсилювач високої частоти, детектор та інтегратор, який включений між детектором і входом керування генератора струму. Недоліком цього реографа є неможливість враховувати залежність значень виміряних параметрів імпедансу ділянок біологічної тканини від температури. Так при температурних змінах на одній і тій же ділянці біологічної тканини і незмінних інших умов виміру параметри імпедансу будуть різні. Задачею даної корисної моделі є підвищення точності визначення імпедансу при реографічних вимірах, автоматизація цього процесу та усунення впливу зовнішніх і апаратних перешкод. Поставлена задача вирішується шляхом додаткового введення блоків керування, порівняння, звукової та світлової сигналізації та вимірювача температури, причому блок керування зв'язаний з керуючим генератором струму, блоками порівняння та звукової і світлової сигналізації, а також з вимірювачем температури, який приєднаний до другого входу блока порівняння, а вихід цього блока зв'язаний з блоком звукової і світлової сигналізації, який з'єднаний з виходом детектора. Реоплетизмограф може працювати в повному діапазоні зміни фізіологічного значення імпедансу, забезпечує стабільність і достовірність виміру від апаратних перешкод, зменшується вплив зовнішніх та внутрішніх перешкод об'єкта дослідження. На кресленні зображена блок-схема реоплетизмографа, де 1 - керуючий генератор струму (КГС), 2 - система електродів (СЕ), 3 - підсилювач високої частоти (ПВЧ), 4 - детектор (Д), 5 інтегратор (І), 6 - блок керування (БК), 7 - вимірювач температури (ВТ), 8 - блок порівняння (БП), 9 - блок звукової і світлової сигналізації (БЗСС). Прилад працює наступним чином. З блока керування подається сигнал на запуск процесу виміру імпедансу і температури. Зміна електричного опору біологічного об'єкта, що підключається до системи електродів 2, модулює по амплітуді високочастотний сигнал з керуючого генератора струму високої частоти 1. Далі сигнал підсилюється підсилювачем високої частоти 3 і детектується детектором 4. Цей сигнал є вихідним сигналом реоплетизмографа, пропорціональний значенню виміряного імпедансу і виводиться на індикатори БЗСС. Ланцюг зворотного зв'язку утворюється інтегратором 5 і керуючим генератором струму високої частоти 1. Вихідний сигнал інтегрується з постійною часу t і надходить на вхід керуючого генератора струму високої частоти. Величина струму керуючого генератора струму високої частоти обернено пропорційна сигналу керування. В результаті дії зворотного зв'язку величина струму високої частоти забезпечує компенсацію сигналів обвідної високочастотної напруги на системі електродів 2. Компенсація буде тим більша, чим більший період сигналу згинаючої перевищує постійну часу t інтегратора 5. Сигнали обвідної з періодом, меншим постійної часу будуть підсилені і після детектування утворюють вихідний сигнал реоплетизмографа, пропорціональний значенню виміряного імпедансу і виводиться на індикатори БЗСС. Одночасно з вимірювача температури 7 сигнал пропорційний значенню поточної температури tn надходить в блок порівняння 8, де порівнюється зі зразковим значенням при температурі 20 °С. При їх відмінностях з блока керування в блок 9 БЗСС надходить корегуючий сигнал, яким і установлюється дійсне значення виміряного імпедансу, в якому усунена температурна складова похибки виміру. Повний опір біологічного об'єкта є функцією температури. Так в основі кількісного аналізу зміни кровонаповнення тканин методом реоплетизмографії застосовують відношення, які встановлюють зв'язок між електричним опором ділянки тіла і його геометричними параметрами. Залежність опору провідника від властивостей речовини провідника, його довжини і перерізу виражається формулою: Z 55 l , S (1), де Z - вимірювальний опір (Ом), ρ - питомий опір крові (Ом см); l - відстань між електродами (см); 2 S - площа поперечного перерізу (см ). Оскільки опір визначається особливостями будови провідника, то температура навколишнього середовища (температура тіла), спотворюючи стан структури хімічних зв'язків 1 UA 71290 U 5 атомів речовини, має вирішальний вплив на цей опір. Зміна температури змінює значення питомого опору (2) ρ=ρo(1+ ·t), де ρ0 - питомий опір при нормальній температурі тіла (Ом·см); -1  - температурний коефіцієнт опору ділянки біологічної тканини ((°С) ); t - температура (°С). Підставивши (2) в (1) маємо залежність повного опору ділянки біологічної тканини від температури: Z  0 1    t   l S (3). Таким чином, вимірюючи значення поточної температури tn=t+Δt (4) визначаємо поточне значення імпедансу Zn  10  0 1    t n   l S Різниця ΔZ визначається з виразів (5) і (3) і відповідає ΔZ=Zn-Z (6). Z  15    0 t n  t  . S В залежності від отриманих поточних значень виміряної температури, вводиться з блока керування корегуюча поправка на визначене значення імпедансу в блок БЗСС. А так як передаточна функція реоплетизмографа, має коефіцієнт передачі К(р) сигналу в операторній формі Кр  20 25 30 35 40 (5). к1 р  , к2 де К1 - коефіцієнт передачі обвідної реографічного сигналу від системи електродів 2 до виходу детектора 4; 1/К2 - коефіцієнт передачі сигналу від виходу інтегратора 5 до системи електродів 2; τ - постійна інтегрування інтегратора 5, то на виході детектора 4 і на індикаторах блока 8 БЗСС мають сигнал похідної від сигналу обвідної імпедансу на системі електродів 2. При рівності К1=К2 на системі електродів відбувається повна компенсація сигналів відмінних від похідної реографічного сигналу. А температурна складова похибки відкоректована сигналом з блока порівнянь і врахована в дійсному значенні показань повного імпедансу в блоці 8 БЗСС. Таким чином в реоплетизмографі досягається підвищення точності виміряного сигналу реографа, за рахунок зменшення температурної складової похибки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Реоплетизмограф, що містить послідовно з'єднані генератор струму високої частоти, систему електродів, підсилювач високої частоти, детектор та інтегратор, генератор струму високої частоти виконаний керуючим, залежність величини вихідного сигналу якого обернено пропорційна величині сигналу керування, причому вхід керування генератора струму високої частоти підключений до виходу інтегратора, вхід якого з'єднаний з виходом детектора, який відрізняється тим, що додатково містить блоки керування, порівняння, звукової та світлової сигналізації та вимірювач температури, причому блок керування зв'язаний з керуючим генератором струму, блоками порівняння та звукової і світлової сигналізації, а також з вимірювачем температури, який з'єднаний з другим входом блока порівняння, а вихід цього блока зв'язаний з блоком звукової і світлової сигналізації, який з'єднаний з виходом детектора. 2 UA 71290 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3