Устройство для определения степени гипербилирубинемии

(5 Ц А 61 В 5 Комитет Российской Федерации по иатентам и товарным знакам ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ" фф" НТУ(71) Малое предприятие Чехномедика" (72) Антонов ВСОванесов ЕНПрищепа М.И Сецко ИВ; Шибаюв АН(73) Аафоиерное общество закрытого типа - ЪЕаа иет паегщ ТеаюмеаацС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ГИПЕРЬИЛИРУЬИНЕМИИ (7) Иэобретеме относится к медицинской технике и может быть испоазовано для неинвазивного опредетения содержания бипирубина в подкожных ткаах и крови новорождещых Устройство содержит импульсный источник света с системой автоматического возбуждения, передающий и приемный световодь блок фотоэлектрического преобразования блок обработки сигналов Введение в устройство схемы вычитания и интегрирующих усилителей, включенных между выходами блока фотоэлектрического преобразования и входами схемы вычитания, выход которой подключен к входу блока обрабопэ сюнапов, состоящего иэ последователыю соединенаа компаратора и преобразователя длительности импульса в код позволяет повысить точность определения содержания билирубина и снизить энергопотребление устройства 4 ип 7 зл. флы.2001595 7.2 Корректор Е, Папп Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101 Редактор А. БерЗаказ 3138 СоставительТехред М,Моргентал Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Иэобреение Относится к медицинской икс и может быть использовано для накожного неинвдэионого определения содержания билирубина в подкожных тканях и крови новорожденных,Определение степени гипербилирубин.":мии (реэмерно повышенГ/Го содержания билирубина) и контроль эа динамикой ее развития, начиная с рождениребенка, имеет особую важность для оперативного предотвращения последствий о случае быстро прогрессирующей гемолитической желтухи, частота появления которой приблизительно росна 6%, Поскольку процедуОа определения у новорожденных степени гипербилирубинемии носит массовый (скринингооьй) характер для всех родильных учреждений, при Обычном тотальном скрининге новорожденных путем иноаэивнсчо лабораторного Огределения содержания сывороточного билирубина в 94% случаев кровь для анализа берется беэ необходимости у фактически здоровых пациентов, Поэтому потребность в приборе, обеспечиоаОщем массовое, безопасное и надежное определение сте)они гипербилирубинемии у Ооорожден ьх вес/мг дысоИзле тн, гг)пгоц И,1:р)1101111/1/11 ио,)31 оОго с 1) и е/.1 д цпрэде/ .-1 онце,рации били/)уб 1 и 1 о кОви и;:1.Нентоо п,тем 1: мере 11 я эдне 1 и спектр,: 1Гх ко: (ф чин тле с гр 1 иЯ к;)жкОЙ ) 0).рх."с)и несольхин точкх сгекг)а/ноО пи,па;он: )огэ/дст410 100 м; оы 1 сле ИЛ Эо ЭТИМ .1 1 Ег 11 Я 1 1 ЕГРО ЦИИ Г Ь/ИГ чбин Иэ)естое ) )ОйсВО с/)де(иэ истгк 1 тон Р, ис; 0111 к света Ролдконно. гГи,:скуО Си;).му 1; проб 1/д дгя Годоодд Облучаюцего и с)Орд отрд:еноговега спектрофотометр, фогодетектор, регистрирующее устройтоо и.эталон диффуэ;ого отражения сведОдако изоесг/ ое устройство имеет низкую точность и: "херений в связи с ем, что о н. м не осуществгяегся отделение компонсчты страженого светя. связанной с процессами рассеяния и поглощения света в обьеме подножной биоткани и несущеЙ информаци о О содержанк и билирубиа, от хомп 01 енты, сояэаной с поверхностнымоажением и не,есуц,ей полезной информацииНаиболее близким к изобретению является медицинский прибор для определения желтухи, в котором концентрация билирубина в подкожных анях (ее повыш нное значение связано с наличием у пациента желтухи), определяется путем отрджательно, о фото/етрирг)од ия подкожных каней на д.ух длинах ьолн в "синей" и "де/ )-О " .)бас)ях с 1 скт)а, В этих пб)лас 1 чх сЭектрд процессы поглощения светового излучения определяю)ся главным сбразом наличием 5 гиг/ментов - билирубина и гемоглобина, Используемые длины волн гыбраны так, что сротоетгтоующие 1 спекгр,г;ьные коэффициенты поглощения светд гемоглобином близки, а спектральные коэффициенты по глощения света билирубином отличаютсязначительно, В результате фотоэлектрического преобразования дод световых сигнала, несущих информацию о содержании билирубина л подкожных тканях, преобра эуются о доя злектри вских сигнала, которые послР, соотостству 0 пей обработки ОСЕСПЕЧИвдвт П 01 учЕИЕ цИФрОВОй ИнфОрмацчи о содержаии билируб 1 на.Известное усгройсго содержит им пуд,сный источник с 11,1,) инге:сионостькоторого затухает во времени как экспоненциальная функция, а Г.пг.ктр излучения содержит по крайней 11;Г)а две различные длины волны, средсэоо для вывода света 25 (передаоци 1 соеовод), средСтво для приема /ерег)1)г)он/)го света (приемный свеГо од); сиг,. у 10.буждения источника сРтд, срдГ)эты,/)юцуГ):отом/Т 11 еси, когда у)и/ие прижяи к .О)е пе 1,едаощего и Г;р 10 Р ОГ)етОРГдол достиГаэт заданнои ое/и 111,; редсоо д/ 1 выработки двух 3/е Гни 1 ки, с 1 ГН .1/оо и 1 с,)тооых сиГнд лов дь 4 л,3 д.11 ых д/и 1 ьцл 1 ( си 1 Ри Яхин и "э;дено / /,./, ри гм нж, /йлгктри-г".Кд образом гд и ин. 01 г;:нг) ь сг)отоетстойцег/ с, гооогг) с 1 длд (б)док фотозлек 1/ческогг) преобрдэ;/одния), средство Г/работки д; ул получе 1.1 х электг/ических 40 си лоо для Опргэделения содержания биирубинд л подкожных эканых, включающее средгт 0 для измерения длительности доеменно о интероала от момента дости/кения одним иэ з)ектрических сигналов 1 ри спаде обуслоолен Ом затуханием иненсионосги светового импульса, заранее Определенного уровня до момента достижения другим электрическим сигналом при гпаде того лк ;а)анее Опр/оделенного уров яВ изьсс.ном устроистве средство, выводящее излучение импульсного источника соега к поверхности ко)ни пациента, и средство, и инимаощее переотраженный тканями свет. выполнены раздельно, так что отраженный непосредственно от кожной пооерхност свет не попадает в принимающее средство, т.е. в него попадает только обьемная комгОнентд переотраженного5 10 15 20 света, несущая информацию о внутренних подкожных тканях. что позволяет повысить точность определения содержания билирубина,Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерений, неудовлвтворяющая современным медицинским требованиям тотального скрининга, и повышенное энергопотребление, Это связано с тем, что обработка сигналов в известном устройсве основана нв использовании экспоненциальной временной зависимости спада интенсивности импульса света, твк как длительность интервала между моментами достижения преобразованными сигналами заданного уровня пропорцивнальна концентрации билирубинв толька при условии экспоненциальн 6 го с высокой точностью спада интенсивности светового излучения.Однако у реальных импульсных источников света(лаем-вспышек) характеристика затухания интенсивности является близкой к зкспоненциальной лишь в небольшом участке от всего временного интервала свече. ния, что приводит в известном устройстве к значительным непроизводительным затратам знвргии, существенно сокращающим продолжительность автономной работы переносного скринингового прибора, питающегося от встроенных батарей или акумуапоров.Кроме того, временная зависимость интенсивности светового излучения ламп- вспышек меняется в процессе наработки иэ-эа абляции стеклянной колбы, распыления материала катода и т,д что приводит к изменению показаний прибора при исследованиях одного и того объекта, т.е. к снижению тОчности измерений,Точность измерений снижается такжеследствие того. что в спектре излучения ламп-вспышек присутствует, как правило. коротковолновая (Л 410 нм) составляющая, которая возбуждает в объеме биотканей флуоресцанцию. изменяющую спектральные характеристики отраженного излучения и, следовательно. искажающую информацию о содержании билирубина.Предлагаемое изобретение направлено ив повышение точности измерений содержания билирубина и снижение энергопотребления устройством,указанный результат достигается тем. что в известное устройство. содержащее импульсный источник света, связанный с системой автоматического возбуждения, передающий световод, вход которого оптически связан с источником света, приемный световод, блок фотоэлектрического преоб 25 30 35 40 45 50 55 разования. вход которого оптически связан с выходом приемного световода, и блок обработки сигналов. введены схема вычитания и два интегрирующих усилителя. включенных соответственно между выходами блока фотоэлектрического преобразования и входами схемы вычитания, выход которой соединен с входом блока обработки сигналов, включающего последовательно соединенные компаратор и преобразователь длительности импульса в код.Отличительными признаками изобретения являются также следующие:каждый иэ интегрирующих усилителей выполнен на основе операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а инвертирующий вход соединен с выходом через параллельно соединенные резистор и емкость:параметры элементов интегрирующих усилителей удовлетворяют соотношению йэел Сэел с Ясин Ссин где йэел Сэел и Ясин Ссин значения резисторов и емкостей интегрирующих усилителей, соответствующих "зеленому" и "синему" выходным сигналам блока фотоэлектрического преобразования.Компаратор выполнен в виде операционного усилителя, инвертирующий вход которого для исключения погрешностей обработки сигнала, связанных с дрейфом нулевого уровня сигнала на входе компаратора. соединен с выходом через частотнозависимую цепь обратной связи:передающий световод для исключения коротковолновой составляющей иэ спектра излучения источника света выполнен из материала, поглощающего световое излучение с длинами волн менее 410 нм и прозрачного для светового излучения видимого диапазона с длинами волн более 410 нм;система автоматического возбуждения содержит преобразователь напряжения, соединенный выходами с блоком питания источника света и накопителем энергии, схему управления, подключенную к управляющему входу преобразователя напряжения, пусковой ключ. соединенный с входом схемы управления, второй вход которой соединен с выходом блока питания источника света;приемный и передающий световоды посредством фиксирующего элемента жестко скреплены в световодный блок. при этом выходной торец передающего и входной торец приемного световодов расположены в одной плоскости на заданном расстоянии друг от друга для отделения объемной ком 2001595пене ты Отраженного света, несущей ин" Ормэцию 0 содержании билирубина, от ,ол)тоненты, связанной с поверхностным отражением, на световодном блоке, выполненном с возможностью перемещения относительно корпуса устройства, закреплен постоянный магнит, а в каче;тае пускового ключа системы автоматического возбуждения использован магнитоуправляемый переключатель с герметизированными контактами, установленный на корпусе устройства с возможностью срабатывания под дейсгвием магнитного поля постоянного магнита при определенном перемещении световодного блока относительно корпусэ;о устройство введены жестко скрепленные с корпусом держатель с направляющими прорезями, п арал лель н ы л 1 и осиродольного перемещения световодного бло э, и ограничитель с огверстием, ось которосо параллельна оси иродольно)о иеремеценил ссет)эооднОГО блока, а также стержень, Одним своим концом жестко прикрепленный к внутреннел 1 у торцу светонодного блока, а другил вставленныи в огэерстио ограничите,)я причем диаметр стерж я и мечее ем о два рэз м.ньш; диаметр; оте",р тия, эоетоосдый элок вьеэ)нэч и аиде рэочоплечих .-;Г,:й, ось Кач.НИ .О Орь; ОстааЕс В НЭГрааЛЯО )Ц 1 ."ЭРОЕ.И ДРРжсз ЛЯ.СО 3 ЭН С . РЭНИИ, Е.)ЛМ с ЗЬК)с)ОИ Гр.ЪЛНОЙГ Э фИГ.1 Под:,дотагя 1 ха СГруК (Энсзч С Е.л. уэ:р)лисГ)а; нэ фиг.2 - а 1 эеле,н)е диагэллы сит."оэлоо; э 1 иг,З пример)нл 1)зэ но 0 В )О/)нс,нив электриеэ;ОГ 1 )э- С" И )ЛЭтрОЙС 1 С ), НсЭ фиг.4;) ОДИН ИЭ ВсэИ,)- 1 ЭВ ЬЕ По, Н.с".и СИИЧЕ Е;КОИ КО 1 Е)НО)КИ ГРЕГ)О 1 СОа, НЭ 1)Г)Г,4 .; )ДИН;13 ЕсЭИсЧЭЕ)О )ы)олнения мхани ес Ой части усгройст Г 33Усгройсгво содержиг импульсныи ис.точ)ик 1 света (фиг,11 свчзэнный с системол 2 автолатисОского о,)збу)кдения, пердэ)сЩс 1 и и пэиемныЙ сае)ОВОДы 3, 4, Ьлок 5 фотоэлектрического преобразования, ин Гегрирующие )силители 8, 9, подключенные меж ду выходами блока 5 фотозлектр)ческого преобразования и входами схемы 10 вычитания, выход которои подключен к входу лока 11 обработки сигнэлоо, содержащего кллпаратор 12 и преобразователь 13 дли- теГьности импульса в код, Блок 5 фотоэлектрического преобразования содержит светофильтры 6.1. б.2, соответствующие "синей" и "зеленой" областям спектра, фотоэлектрические преобразователи 7.1, 7,2.Интегрирующие усилители 8, 9 выполн,ны в виде операционньх усилителеи с 5 10 15 20 25 Я 0 35 г,0 4 г, 50 Обратсвй СвсЭЬЭ, Обра )ОВЭЕ)ОЙ Парэ)ЛЕЛ),ным соединениел емкости С и ре".истора х(фиг,З), Параметры элементов интегрирующих усилителеи удовлетворяот соотношениюЙзе) С)еп с Вси Сс)сл,Кгмэрэтор 12 оыполнена ссноое операционного усилигеля с частотно-зависимой цепьо обратной сояэ 1, устраняющейвлияние дрейфа нулевого у 1 эг)г ня входногосинала.Передающий светооод 3 ложет бьть выполнен, например, из кварцевого етеклаТФГОС Г 3514-76, иоглоцэ ощего коротковолновую часть из; уче );я.С стемэ 2 автолатического оозбуждечия содерхкит преобразователь 14 нэиряжения, соединенный с блоком 15,-игэнияисточника светя и )лко )1 этле 116 энергии,схелу 17 упраале л прОГэ)ээооэ гелем, кП РВОЛ 1 У ВХОДУ КОТО сЭ) ю)ЕЛДКЛ с)ЧЕ Н ИУСОООНключ 18. к второму )Кс, ш,ход блока 15питания источни;э свел эПреобэразлооэте)ь .1 длител,ости импульса о код е;одерэк 1 т,).Следгэе)этгл,но соединенные ген 1 эатер 19 счетчик 20,ДешифРатоР Р 1 и инД)к, о с 0,)и нэчэльной уст )нивки и сбросо.; Л)кэ 20 нэс,)ИГНГ, ПОКаЗаНЫ).1 ре Обэ;)30 оэтлль 14 );)Н)яжс.с 19 служ 1 э де)Я ир .001 ээзо)э)ия )я ске) 0 постоянноО )лгряжения зыр;)-.т Рлсмосс)СТОЧ)И Е)1 ПИЭНИЯ УСТ)РОЙЛла Эс 31 ЕЯ Иаккул)л.л Ор, 1: ф)и.3 ел"кэ:ла) о еп)сокоеНЭГЯ)КО 1 ИЕ .1 ЛбжСТ Ь Т, Чс)Чв )ЕалЭ Йчне Е 2(Блок 1. Г)итэния сл;жи для е)к,улу -1 ЭООснис Э)ЕКТ 1 ЭИс.С),О) ЭНГЭГИ ОО ОрМЯрсбо)пэеоел езэг)э л; 11 и Е)ос)едуоще -Го быс)О О оЭожес 1 л э с) 3 е.рГ 1 и о изсЭО;)Л)1 РаЗРЯДНЫй КЛНЭЛ ИМГУЛЬСНОГОисГО)и с) 1 сетэ и мом 10 быт, выполненаналог)с)НО 2,11 ак э)11 ь 16 э)оргии служит для на,ОЛЕЭНсЯ .)ЛЕК ГРИНСКОЙ Э 1 ЭГИ 1 ОО ОРЕМЯ)обо), преобразовэ:ля 11 и оследующетго ии)ания этой энер)- й элсмслт)эо С, 9, 11,НэкопитРь 16 можа быть оь)полне а видеконденсатора,Пусковой ключ т" 10 кг Г быть оь)голненНа ОСНОВЕ ЛЯ НИТОУПРЕЭОЛЯЕЛ)ОГО ПЕРЕКЛЮЧаТОЛЯ С РЛЕИЗИРС асНН Л 1 И КОТсЛКТдМИ.Генератор 19 можел быть выполнен посхеме 2 в качестве счетчика 20, д.;шифратора 21 и индикатора 22 используотса стандартные ликросхемы серии 564,Мехэнисеская часть устройства включает корпус 23, фиксирующий элемент 24,скрепляющий световоды 1, 4, постоянныймагнит 25, держател), 26 л 0 г)эничитель 27, 2001595 1010 15 20 25 30 35 40 45 50 55 закрепленные на корпусе 23, стержень 28, возвратную пружину 29, ось 30 качания световодного блока выполненного в виде равноплечих качелей. Пусковой ключ 18 установлен на корпусе 23 таким образом, что при определенном продольном смещении световодов 3, 4 относительно корпуса 23 магнит 25 оказывается вблизи магнитоуправляемых контактов ключа 18, что приводит к их замыканию.Устройство работает следующим образом,Световой импульс от импульсного источника 1 света. возбужденного системой 2 автоматического возбуждения, с помощью передающего световода 3 подводится к участку кожной поверхности. Облучающий импульс света, содержащего в своем спектре "синюю" и "зеленую" составляющие, после отражения, рассеяния и поглощения в эпидермальной и истинной кожных тканях достигает подкожной жировой клетчатки, которая у новорожденных содержит боль. шое количество билирубина (содержание билирубина в подкожной жировой клетчатке связано с содержанием его в крови). Ввиду повышенного содержания билирубинэ в подкожной жировой клетчатке происходит эффективное поглощение коротковолновой, т.е. "синей" составляющей светового импульса. Переотразившись от подкожных тканей. спектрально преобразованный световой импульс снова проходит через кожную ткань, дополнительно рассеиваясь и поглощаясь в ней.Переотраженное излучение, несущее информацию о содержании билирубина в подкожной жировой клетчатке, поступает с помощью приемного световода 4 в блок 5 фотоэлектрического преобразования. В блоке 5 фотоэлектрического преобразования "синяя" и "зеленая" составляющие выделяются (например. с помощью интерференционных светофильтров 6.1, 6,2) и преобразуются в электрические сигналы с помощью фотопреобразовэтелей 7.1, 7.2 (например, фотодиодов).Электрические сигналы (соответственно "синий" и "зеленый") интегрируются за время действия светового импульса интегрирующими усилителями 8. 9, После окончания действия светового импульса интеграторы 8, 9 разряжаются (фиг.2, а), выходные сигналы интеграторов вычитаются В схеме 10 вычитания, разностный сигнал (фиг.2, б) поступает на блок 11 обработки, где определяется интервал времени, в течение которого разностный сигнал положителен, с помощью компэрэтора 12 и преобразователя 13 длительности импульса В код. Покажем, что длительность указанного интервала времени однозначно связана с содержанием билирубина в подкожной жировой клетчатке.Сигналы с выхода блока 5 фотоэлектрического преобразования заряжают в течение всего времени действия светового импульса лампы-вспышки емкости интегрирующих усилителей 8,9 до некоторых конечных напряжений Чосин, Чозел, пропорциональных энергии светового излучения Нд ДЛИНЭХ ВОЛН Лсин, Лзел, ПО ОКОНЧЭНИИ действия светового импульса емкости начинают разряжаться через резисторы, при этом значения емкостей и резисторов Всин. Взел Ссин, Сзел ВЫбРЭНЫ Так, ЧтобЫ РЭЗРЯД емкостей происходил за времена, многократно превышающие длительность светового импульса т,. Затухание во времени сигнэлов нэ выходах интегрирующих усилителей 8, 9 описывается точной экспоненциальной зависимостью, при этом ПаРаМЕтРЫ Взел, Сзел, Всин Ссин, ОПРЕДЕЛЯЮ- щие постоянные времени затухания. Выбраны тэк. чтобы выполнялось соотношение Взел СзелВсин Ссин (например, 10 Взел Сзел = Всин Ссин), Математически затухание ВО времени сигнэлОВ Чсин, Чзел Описы. вэется следующим образом: ч, - ч, ехрНт-то)йс 3. (1) ЧзелЧоъел ехр(1-Ьз)/тзел 3 (2) Гдв 1 син = Всин Ссин. тзел = Взел Сзел 1 о момент окончания светового импульса; а Чосин, Чозел С УЧЕТОМ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗЭКОНЭ БУ. гера-Ламберга-Бэра в кожных и подкожных биотканях Определяются по формулам Чосин Асин 1 син Есин ЕХр( КЬсин Х х Сь Оь 3. (3) Чозел Азел озел Рзел ехр(-Козел х х Сь Оь), (4) где Чосин, Чозел - соответственно значениянапряжений на емкостых интегрирующихусилителей по окончании светового импульса в момент то;Асин. Азел - коэффициенты фотоэлектрического преобразования соответственно надЛИНЭХ ВОЛН Лсин И Йел,1 осин, 1 озел - спектральная интенсивность падающего на кожу света соответственно на длинах волн лсин и козел,Есин, Езел - спектральные факторы ослабления интенсивности света иэ-эа его абсорбции, рассеяния и отражения кожнымии подкожными биотканями соответственнона длинах волн Асин и Алел:КьсИ, КОЗЕЛ - СПЕКТраЛЬНЫЕ КозффицИ. :ты поглощения света билирубином соот. ,3 ЕТСТВЕННО Нд ДЛИНВХ ВОЛН Ясин И ЛзелСь - концентрация (плотность содержания) билирубина в подкожных тканях; 5Оь - эквивалентная длина оптического г.уи поглощения света билирубином в подкожных тканях.Если коэффициенты фотоэлектрического преобразования Асин и Азел выбраны тэк. 10 чтобы Выполнялось равенство Асин осин есин Аэел озел Рзел (5) 15 тогда из формул (3), (4) следует П(Чосин/Нозел) = (Кьсин- Кьэел) Сь Оь,(6) т,е. концентрация билирубинв Сь пропорциональна логарифму отношения напряженийна емкостях интеграторов по окончании соетового импульса СЬ = СОПЗТ П(Чосин/Нозел),(7) 25 ПОСКОЛЬКУ (Кьсин - КЬзел) И ОЬ ЯВЛЯОТС фИК сир;вэнь,и величинами, Таким образом, для определения концентрации Сь нужно Определить значение логарифма отношения 30 нэпряже,ий Носин и ЧозелДля оцределения значения указанного логарифма сигналы напряжений с выходов и:"тегриругзщих усилителей 8,9 сначала 1 одалотс: цэ схему 10 вьчитания, затем с 35 выхода хемы 10 вычитания (фиг,2, б) рэзностньц си нал на ряжсния подается на коиэзатор 12, с помощью которого формируесимпульс (фиг.2, в), длительность коз опого равна длительности положительной 40 раэОСТИ синаЛов Чэел И Чсин. ДЛИТЕЛЬНОСТЬ т положительного значения разностного сигнала будет определять искомое значение логарифма п(НосиНоэел). Действительно. о момент т выполняется следующее соотноше ние согласно формулам (1), (2) Носин/Чозел = ехрт -то)/тзел/ехр(т- - То)/1 син,далее, проведя логарифмирование левой 55 и правой частей, с учетом рввенстоа тсин =10 Тзел Э ТВКжв ТОГО. ЧТО ТоТ, ПОЛУЧИМ П(Чосин/Чозел) = -91/10 Тзел,Чсин = Нзел = Чосин ехрТ -То)/ссин =и посколькун л имеет фикгированнае значение, то1 = соз 1 п(Чосин/Ннел), (8) С учетом формул (7) и (8) получаем соот- ношение Сь = сопзт" т,(9) что и требовалось показать, т,е, концентрация билирубина Сь в подкожньх тканях однозначно определяется длительностью с положительной разности раэностного сигнала начальных напряжений,Рассмотрим работу конкретной реализации устройства (фиг,З. 4), При нажатии внешнего торца световодого блока, состоящего из световодов 3, 4 и фиксируощего элемента 24 к коже Гзиетэ происходит перемещение соетооодного блока относительно корпуса 23 усройстоа. При достижении заданного усилия Грижатия перемещение достигает заданой величины (заданное усилие прижатия при заданной величине смещения обесг ечиоается пружиной 29), цри этом магнит 25 оказывается вблизи контактов пускового клоча 18 и выэь.вает их эалыкание. Срабэтыоэие пускового юю а 18 инициируе работу схемы 17 управеиГ;реобразователем 14 нэпрямсения. Схема 17 упоаолеия выдав сигнал, раэреда ощип работу преобразователя 14 напряжения. Преобразователь 14 напряжения вырабатывает нэпря;кение, заряжающее бло: 15 питания ис 1 о нлкэ света и накопитель 16 энергии, Одновременно с началом рабо 1 ы преоэраэовэтеля 14 вклочаотся эолены эвуксчой сигнализации (на фиг,З. 4 не показаны), вырабатывающие звукооои сигнал в течение заданного времени, До окончания звукового сигнала соетооодный блок должен оставэ 1 ься принсэтьм к ложе,Равномерное прижэние светооодов 3, 4 к коже обеспечивается выполнением соетоводного блока в виде равноплечих качелей с подвижной осью 30, которая перемещается в прорезях держателя 26, Одновременно с продольным перемещением светооодный блок может поворачиваться (качаться) относительно оси 30 качания, чем обеспечивается его равномерное прижатие к коже, величина качаний при этом ограничивается перемещением стержня 28 в отверстии ограничителя 27, После полного заряда блока 15 питания происходит его разряд на лампу- вспышку 1, в результате чего формируется световой импульс. Импульс тока, протекающего от блока 15 питания через лэмпу 13200159514вспышку 1, формирует на датчике тока (резисторе). входящем в выходную цепь блока 15 питания, напряжение. поступающее на второй вход схемы 17 управления, которая запрещает работу преобразователя 14 напряжения. Накопитель 16, заряженный до напряжения. соответствующего напряжению питания элементов преобразования и обработки сигналов (элементы 8, 9, 10, 12, 19. 20, 21, 22), осуществляет питание этих элементов после выключения преобразователя 14 (цепи питания на фиг.3 не показаны).Импульс света проходит через передающий световод 3 и проникает в кожные и подкожные биоткани, переотраженный импульс через световод 4 поступает на последовательно расположенные интерференционные фильтры 6.1. 6,2 и фотодиоды 7.1, 7,2 блока 5 фотоэлектрического проеобразования, Электрические сигналы, соответствующие "синей" и "зеленой" длинам волн, поступают на интегрирующие усилители 8, 9, сигналы с выходов которых поступают на схему 1 О вычитания, выполненную на резисторе. разностный сигнал компарируется компаратором 12, на выходе которого образуется импульс. длительность которого равна времени, в течение которого разностный сигнал положителен. Длительность этого импульса преобразуется в код преобразователем 13 - импульс с выхода компаратора 12 разрешает работу генератора 19, генерирующего импульсы с постоянной частотой, число этих импульсов подсчитывается счетчиком 20. а код с выхода счетчика 20 через дешифратор 21 поступает на жидкокристаллический индикатор 22, На этом цикл измерений заканчивается.По сравнению с 2 описанное устройство имеет следующие основные преимущества: интегрирование сигналов после их фотоэлектрического преобразования в течение всего времени действия импульса светового излучения позволяет уменьшить энергию. расходуемую на создание светового импульса, и, следовательно, снизить энергопотребление устройства; формирование экспоненциальной формы сигналов. за счет заряда и последующего разряда интегрирующих усилителей 8. 9 позволяет исключить влияние изменений временной зависимости интенсивности источника 1 из 5 10 ня сигнала (в результате внешних электромагнитных помех. изменений напряжения питания и т.п,) в канале обработки на точность устройства эа счет выполнения компаратора 12 с частотно-зависимой обратной связью; исключение искажающего результаты измерений явления флуоресценции в исследуемых тканях за счет выполнения передающего световода 3 из материала, поглощающего коротковолновую часть излучения; уменьшение энергопотребления схемы устройства за счет отключения преобразователя 14 напряжения системы 2 автоматического возбуждения после формирования светового импульса и использования для питания элементов измерительной схемы накопителя 16 энергии, заряжаемого во время работы преобразовате гя 14 напряжения; повышение надежносги устроиства эа счет использования в кэчестве пускового ключа 18 магнитоуправляемого переключателя с герметизированными контактами, обеспечивающего большое количество срабатываний: повышение воспроизводимости измерений за счет исключения неравномерности прижима световодов 3: 4 к коже пациента. что обеспечивается выполнением механической части устройства.(56) ОеМп О.РНаппегпапп Я.ЕЮесйе 1,.Г.: Меттоб аког бе 1 ептип 1 пц ЬгоЬи сопсегпгабоп 1 гогп зйп гейес 1 апсе. Оп 1 еб 81 а 1 ез раегн М 4029085 цпе 14, 1977. О.Я.С.: 128/2 В: 128/2 6.п 1.С.2: А 61 В 5/00.АЬо УавапзЬ: Меб 1 са 1 пзтгогпеп 1 Фог бетега 1 пп 9 1 аипб 1 се. Оп 1 еб Ятатез ра 1 епс М 4267844 Мау 19, 1981. О.Я,С.:128/633;128/665, м.С.3: А 61 В 5/00.Маршак И.С. Импульсные источники света.М,-Л,: Госэнергоиздат, 1963,Патент США ч. 4267844, кл, А 61 8 5/00, 19.05 1991,45 50 15 20 25 30 35 лучения на параметры обрабатывемых сигналов и, следовательно, повысить точность устройства: вычитание сигналов и обработка разностного сигнала в одном канале также позволяет повысить точность устройства по сравнению с (2. где используется обработка двух сигналов в двух каналах.Другими преимуществами устройства в частных случаях его выполнения являются; исключение влияния дрейфа нулевого уров16 15 200159Формула изобретения1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ГИПЕРБИЛИРУБИНЕМИИ, со держащее импульсный источник света, связанный с системой автоматического 5 возбуждения, передающий световод, вход которого оптически связан с источником света, приемный световой; блок фотоэектрического преобразования, вход которого оптически связан с выходом приемного 10 световода, блок обработки сигналов, отличающееся тем, что в него введены схеме вычитания и два интегрирующих усищителя, включенных соответственно между вы ходами блока фотоэлектрического 15 преобразования и входами схемы вычитания, выход которой соединен с входом блока обработки, включающего последовательно соединенные компаратор и првобразовэтель длительности импульса в код.2. Устройство по п.1. Отличакищееея тем, что каждый из инт х усилителей выполнен в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого 25 связан с общей виной, а инвертирующий вход, являющийся входом интегрирующего усилителя, связан с выходом операционного усмлителя через параллельно соединенные резистор и емкость. 303. Устройство по п.2, отличающееся тем, что параметры интегрирующих усилителей удовлетворяют соотнощеииюйэеаСзелйаеСвен35 где Язепа Сам, йсн, Сим - значения резисторов и емкостей интегрирующих усили.телей. соответствующих "зеленому" .и "синему" выходным сигналам блока фотоэлектрического преобразования, 404, Устройство по п.1, отличающееся тем, что компаратор выполнен в виде операционного усилителя. неинвертирующий вход и выход которого являются соответственно входом и выходом компэратора, а 45 инвертирующий вход соединен с выходом через частотно-зависимую цепь обратной связи.5. Устройство по п.1. Отличающееся твм, что передающий световод выполнен 50 из материала, поглощающего световое излучение с длинами волн менее 410 нм и, пропускающего световое излучение видимого диапазона с длинами волн более 410 нм.6. Устройство по п.1. отличающееся тем, что система автоматического возбуждения содержит преобразователь напряжения, соединенный выходами с блоком питания источника света и накопителем энергии. схему управление, подключенную к управляющему входу преобразователя напряжения, пусковой ключ. соединенный с входом сх 6 мы управления, второй вход которой соединен с выхОдом блока питат ния источника 436 етэ7, Устройство по п.1, отличающееся тем. что приемный и передающий световоды жестко скремены в аветоводиый блок т тЮтетатте, ии этом выходной щ 6 ц передающего и ВхОдмей торец приемиее сеенжарв располо. жаммодной паескостм на заавном витт ют теи т аитси блоке. выполненном с воэможностью перемещения относительно корпуеэ устрейст а, закреплен настоянный магнит, э в качестве пусковее ключа системы автомата и иЮа в иинитеуправляемый переключатель с таисаессеи , тита Л 6 ННЫй Нв керпусе устрОйства с возмакнО- стью срабатывания пад действием магнитного поля постоянного магнита при виват ееитие са ет блока относительно корпуса.8. Устройстве по 6.7, отличающееся тем, что оно содержит жестко скрвплеиныевеете исе таинств прорезями, параллельными оем проаеьт -титееат св т ата,ограничитель с отверстием, ось котерого параллельна оси продольного перемещения световодногю блока, а также стержень, и иии т итесасти внутреннему торцу световедного блока, а другим вставленный в отверстие ограничителя, причем диаметр стержня не менее чем в два раза меньше диаметра отвар стив, а световодный.блок выполнен в виде рэвноплечих качелей, ось качания которых вставлена в направляющие прорези де-; ржателя, и связан с ограничителем возвратной пружиной.