Устройство для измерения электрического сопротивления биологических тканей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 7938 д 14 А ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОМИТЕТ СССР ЕНИЙ И ОТКРЫТИИИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТВЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСенное обьенной медиМА" Рево,льство СССР(46) 23.01.88,Бюл. у (71) Научно-производс динение по радиоэлектцинской аппаратуре "Р (72) И.М.Гадуняк, Ю.В С.Е.Соколов, Н.П.Щибр (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидет У 94042, кл. А 61 В(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯРИЧЕСКОГО СОПРОТИКИХ ТКАНЕЙ(57) Изобретение предназначено дляизмерения электрического сопротивления биологических тканей. Устройство содержит два электрода 4 и 5,эталонный резистор 1, источник 2 стабильного напряжения, блок 9 измерения и операционный усилитель 3.С целью повышения точности измеренияв него введены два детектора 6 и 7и преобразователь 8 отношения напряжений, а источник 2 выполнен в,виде источника стабильного напряжения пеоеменной частоты. 2 ил.Изобретение относится к медицинской техйике, а именно к устройствам для функциональной диагностики.Цель изобретения - повьппение точности измерения электрического сопротивления биологических тканей.На фиг.1 приведена структурная схема устройства для измерения электрического сопротивления биологических тканей; на фиг.2 - структурная схема преобразователя отношения напряжений.Устройство (фиг.1) содержит эталонный резистор 1, источник 2 стабиль ного напряжения, операционный усилитель 3, электроды 4 (первый) и 5 (второй), детекторы 6 (первый) и 7 (второй), преобразователь 8 отношения напряжений и блок 9 измерения.Преобразователь 8 отношения напряжений (Фиг.2 ) содержит инвертор 10 напряжения и аналого-цифровой преобразователь с двухтактным интегрированием, в состав которого входят двухпозиционный ключ 11, повторитель 12 напряжения, блок 13 управления, резистор,14 памяти, интегратор 15 и компаратор 16. Инвертор 1 О напряже" ния содержит резисторы 17 и 18 и операционный усилитель 19, а интегратор 15 - резистор 20, конденсатор 21 и операционный усилитель 19, а интегратор 15 - резистор 20, конденсатор .21 и операционный усилитель 22.Устройство работает следующим образом.Электроды 4 и 5, конструкция которых зависит от цели исследования (например, пластины, накладываемые на кожу, иглы, вводимые в подкожные ткани, фиксированные электродные системы, вмонтированные в специальные ячейки для излучения электро- сопротивления биожидкостей),размещают на биологической ткани.На выходе источника 2 имеем, например, переменное напряжение ,= = Бзп Ы , где Б- амплитуда, о- круговая частота. Так как операционный усилитель 3 включен по схеме неинвертирующего включения, то выходное напряжение источника 2 1 с помощью эталонного резистора 1 со значением К преобразуется в токт1 =, в -= который, протекая через13 Щбиологическую ткань с электричес 45 50 55 где К и С - номинальные значения резистора 20 и 1 конденсатора 21Во втором такте ключ переключается в положение 2, что приводит к появлению на входе интегратора 15 проинвертированного напряжения1 с помощью которого осуществляется разряд конденсатора 21.,В некоторый момент времени Т (конец второго такта ) выходное напряжение интеграТо Тхтора 15 Б = в ----Б -= О,КС г ф что Фиксируется с помощью компаратора 16, где осуществляется измерение интервала времени Т. Результат измерения электрического сопротивле" ния исследуемой биологической ткани ким сопротивлением К вызывает па 1дение напряжения Б.= 1 К.При этомна выходе операционного усилителя 3Кхполучают напряжение Б =( -- +1)к гЭС помощью детекторов 6 и 7 осу"ществляется преобразование переменного напряжения синусоидальной фор 1 О мы в постоянное напряжение. Причемна выходе детектора 6 имеем постоянКхное напряжение= 1 Б ( +1), а3 тна выходе детектора 7 - 1 = К Б-5где 1 у, - коэффициент детектирования.Посредством преобразователя 8 осуществляют преобразование отношениянапряжений Б и 1, так как напряжение-делимое 1 х пропорциональноизмеряемому сопротивлению биологической ткани К и неинформационному1параметру Б , а напряжение"делитель1 пропорционально лишь неинформаФивному параметру Б,то результатпреобразования пропорционален измеряемому сопротивлению К. Результат преобразования поступает на вход блока9 измерения, на выходе которого получаем результат измерения электрического сопротивления биологическойткани Б,. Преобразователь 8 функционируетследуннцим образом,В первом такте ключ находится вположении 1 и через повторитель12 напряжения 1 поступает на входинтегратора 15. Через фиксированныйинтервал времени Т(конец первоготакта) на выходе интегратора 15 полу 1чают напряжение 11= -- 11То,11367938 где И = сопят.о Формула изобретения5Как видно из уравнения результат измерения И пропорционален К и не зависит от неинформативного параметра Б, что и снижает чувствительность результата измерения И к изменению амплитуды П переменного напряжения на выходе источника 2 вследствие дрейфа характеристик его элементов как во времени, так и при изменении температуры окружающей 15 среды, а также по причине изменения питающего напряжения. Кроме того, использование источника 2 позволяет обойтись без промежуточного преобразования напряжение - ток и ниэкочувствительного стрелочного прибора, что и повышает точность измерения. Все это расширяет сферы возможного применения устройства, в частности, при измерении электричес кого сопротивления биологических тканей на различных частотах ы, реализуемом посредством переключения частоты генерирования источника 2. В этом случае, ввиду низкой чувствительности результата измерения И к изменениям параметра О, (вызываемых, в свою очередь, изменениями значений паразитных реактивностей под действием внешних влияю щих факторов ) также повышается точ 30 о1 ох - К Г,- эт ность измерения электрического сопротивления биологических тканей. Устройство для измерения элект" рического сопротивления биологических тканей, содержащее два электрода, эталонный резистор, источник стабильного напряжения, блок измерения и операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к первому электроду и первому выводу эталонного резистора, выход - к второму электроду, а неинвертирующий вход - к первому выходу источника стабильного напряжения, второй вход которого и второй вывод эталонного резистора соединены с общей шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности из" мерения, дополнительно введены два детектора и преобразователь отношения напряжений, а источник стабильного напряжения выполнен в виде источника стабильного напряжения переменной частоты, при этом вход блока измерения подключен к выходу преобразователя отношения напряжений, первый вход которого через первый детектор соединен с выходом операционного усилителя, второй вход через второй детектор - с первьи выходом источника напряжения переменной частоты, а третий вход - с общей шиной.