Реограф

(51) 4 фсщщч ф, фИл ТЕН 1(ю;:,;- .;Еф Г В,(у-,( ЕТЕНИЯ АНИЕ ИЗ Л У ельство СС 5/02, 17.0 5 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидет СР В 831106, кл. А 61 В 5.79Патент ГДР И 13908кл. А 61 В 5/04, 12. 12. 79.(54) (57) РЕОГРАФ, содержащий последовательно соединенные генератор напряжения высокой частоты, первый преобразователь напряжение-ток и первый переключатель, к выходам которого подключены соответственно первый измерительный электрод и первый токовый электрод, второй переключатель, к выходам которого под ключены соответственно второй токовый электрод и второй измерительный электрод, последовательно соединенные усилитель высокой частоты и детектор, и регистратор, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью проведения измерений в динамическом режиме, в него введены второйпреобразователь напряжение-ток, первый выход которого соединен с входом второго переключателя, третийпереключатель, вход которого подключен к входу второго преобразователя напряжение-ток, а первый вьюход - к входу первого преобразователя напряжение-ток, фазоинвертор,вход и выход которого соединенысоответственно с первым и вторымвыходами третьего переключателя,усилитель низкой частоты, включенный между детектором и регистратором, и трансформатор, первичная обмотка которого включена между первым и вторым измерительными электродами, вторичная обмотка - междувходами усилителя высокой частоты,а средняя точка первичной обмоткисоединена с вторыми выходамипервого и второго преобразователейнапряжение-ток.12Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для измерения и регистрациисопротивления биологического объекта.Цель изобретения - проведениеизмерений в динамическом режиме.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема реографа,"на фиг. 2 - эквивалентная электрическая схема выделения сигнала,пропорционального переходному сопротивлению электрод-кожа; на фиг,3 -эквивалентная электрическая схемавыделения сигнала, пропорционального сопротивлению внутренних тканейбиообъекта,Реограф (фиг, 1) содержит последовательно соединенные генератор 1напряжения высокой частоты, первыйпреобразователь 2 напряжение-ток ипервый переключатель 3, к выходамкоторого подключены соответственнопервый измерительный электрод 4 ипервый токовый электрод 5, последовательно соединенные второй преобразователь б напряжение-ток и второйпереключатель 7, к выходам которогоподключены соответственно второй токовый электрод 8 и второй измерительный электрод 9, третий переключатель 10, вход которого подключенк входу второго преобразователя 6напряжение-ток, а первый выход -к входу первого преобразователя 2напряжение-ток, фазоинвертор 11,вход и выход которого соединены соответственно с первым и вторым выходами третьего переключателя 10, последовательно соединенные усилитель12 высокой частоты, детектор 13,усилитель 14 низкой частоты и регистратор 15, и трансформатор 16,первичная обмотка которого включенамежду первым измерительным электродом4 и вторым измерительным электродом9, вторичная обмотка - между входамиусилителя 12 высокой частоты, а средняя точка первичной обмотки соединена с вторыми выходами первого преобразователя 2 напряжение-ток и второго преобразователя б напряжениеток.Первичная обмотка трансформатора16 выполнена в виде последовательного включения двух полуобмоток, имеющих одинаковое количество виткови тесную индуктивную связь друг сдругом. Общая точка двух полуобмотокявляется средней точкой первичной . 5661 2обмотки трансформатора б. Резонансная частота трансформатора 16 устанавливается близкой к частоте генератора 1 напряжения высокой частоты.Первый преобразователь 2 напряжение-ток и второй преобразователь6 напряжение-ток имеют одинаковыекоэффициенты преобразования по модулю и фазе и могут быть выполнены,1 О например, на транзисторе, включенном по схеме с общей базой с разделительным трансформатором в коллекторной нагрузке. Идентичность коэффициентов преобразования может бытьобеспечена схемой регулируемогорезистивно"емкостного делителя,включенного ыа входе каждого изпреобразователей 2 и б напряжениеток.Детектор 13 может быть выполненлибо в виде амплитудного детектора,либо фазового детектора с управлением от генератора 1 напряжениявысокой частоты,25 Первый измерительный электрод 4и второй измерительный электрод 9размещены между первым токовымэлектродом 5 и вторым токовым электродом 8 на биообъекте, экривалентная электрическая схема которогопредставлена комплексными сопротивлениями 17-23 (фиг.2 и 3). Сопротивления 17, 19 и 21 и 23 имитируютпереходные сопротивления электродкожа электродов 5, 4, 9 и 8 соответственно, а сопротивления 18, 20 и22 - сопротивления внутренних тканей биообъекта на участках междуэлектродами 5 и 4, между электродами 4 и 9, и между электродами 9 и 8соответственно.Устройство работает следующим образом.Первый и второй преобразователи2 и 6 напряжение-ток преобразуютвыходной сигнал генератора 1 напряжения высокой частоты в ток высокойчастоты. Вследствие идентичностикоэффициентов преобразования преобразователей 2 и 6 напряжение-токтоки на их выходах имеют одинаковыеамплитуды, а разность фаз междуними составляет 0 или 180 , в зависимости от положения третьегопереключателя 10. Эти токи проходятчерез биообъект, образуя суммарныйсигнал на первичной обмотке трансформатора 16, причем величина сигнала пропорциональна измеряемому3 12сопротивлению. После предварительного усиления и детектирования, осуществляемых усилителем 12 высокойчастоты и детектором 13, низкочастотный сигнал, пропорциональный переменной составляющей измеряемогосопротивления биообъекта, усиливается усилителем 14 низкой частотыи поступает на регистратор 15,Биообъект включен в схему неуравновешенного моста переменноготока, образованного двумя полуобмотками первичной обмотки трансформатора 16 и сопротивлениями 19-21биообъекта на участке между измерительными электродами 4 и 9 (фиг.2и фиг.З). Выходной ток каждого изпреобразователей 2 и 6 напряжениеток разделяется внутри моста надве ветви, токи в которых проходятчерез соответствующую полуобмоткупервичной обмотки трансформатора16, причем по отношению к токамв ветвях эти полуобмотки включенывстречно. Благодаря тесной индуктивной связи между полуобмотками, имеющими одинаковое количество витков,обеспечивается выравнивание токовв ветвях моста, поэтому ток, возбуждаемый в любой из этих ветвей каждымиз преобразователей 2 и 6 напряжение-ток, равен половине выходноготока соответствующего преобразователя 2 или 6 напряжение-ток,Напряжение, наводимое каждым изпреобразователей 2 и 6 напряжениеток на первичной обмотке трансформатора 16, равно алгебраической сумменапряжений, создаваемых токами,протекающими в ветвях моста на сопротивлениях 19-2 1 биообъекта, причемзнаки напряжения для различных ветвей противоположны, Точность выполнения указанных соотношений увеличивается при повышении сопротивления трансформатора 16 и входногосопротивления усилителя 12 высокойчастоты.Изменением положений первого,второго и третьего переключателей 3,7 и О обеспечивается такое распределение токов, протекающих в ветвяхмоста через биообъект на участкемежду измерительными электродами,4 и 9, чтобы выходные токи преобразователей 2 и 6 напряжение-ток, протекающие через измеряемое сопротивпение, были в фазе, а через остальные сопротивления биообъекта - в15661 4 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 противофазе. Так как величины токов в ветвях моста одинаковы, то токи через измеряемое сопротивление удваиваются и образуют суммарный сигнал на первичной обмотке трансформатора 16, а токи через остальные сопротивления биообъекта взаимно компенсируются. При этом измеряемым сопротивлением могут быть, в зависимости от положения переключателей 3, 7 и 10, как переходные сопротивления 19 и 21 электрод-кожа измерительных электродов 4 и 9, сопротивле. ние 20 внутренних тканей биообъекта на участке между измерительными электродами 4 и 9, по отдельности, так и любая комбинация из последовательно включенных сопротивлений 19, 20 и 21.Для иллюстрации работы реографа приведены эквивалентные электрические схемы выделения сигнала, пропорционального переходному сопротивлению 19 первого измерительного электрода 4 (фиг.2) и внутреннему сопротивлению 20 биообъекта (фиг.З).В положении переключателей 3, 7 и 1 О, обеспечивающих подключение первых выходов первого и второго преобразователей 2 и 6 напряжениеток соответственно к первому токовому электроду 5 и второму измерительному электроду 9 при разности фаз 0 между выходными токами преобразователей 2 и 6 напряжение-ток (фиг.2), реограф производит измерение в динамическом режиме переходного сопротивления 19 первого измерительного электрода 4. Процесс формирования сигнала происходит следущцим образом. Выходной ток первого преобразователя 2 напряжение-ток протекает через первый токовый электрод 5, переходное сопротивление 17 этого электрода и внутреннее сопротивление 18 биообъекта, а далее разделяется на две ветви, одна нз которых образована последовательным соединением переходного сопротивления 19 первого измерительного электрода 4 и одной полу- обмотки трансформатора 16, а другая - последоватепьным соединением внутреннего сопротивления 20 биообъекта, переходного сопротивления 2 1 второго измерительного электрода 9 и другой полуобмотки трансформатора 16. Выходной ток второго преобразователя 6 напряжение-ток разде1215661 77 ив. ВНИИПИ Заказ 921/2Тираж 659 Подписное ляется на две ветви вне биообъекта, При этом одна ветвь образована одной полуобмоткой трансформатора 16, а другая ветвь - последовательным соединением переходных сопротивлеНий 19 и 21 измерительных электродов 4 и 9, внутреннего сопротивления 20 биообъекта и другой полуобмотки трансформатора 16. При равенстве амплитуд выходных токов преобразователей 2 и б напряжение-ток и при фазовом сдвиге 0 между ними токи, протекающие через сопротивление 19, удваиваются, образуя суммарный сигнал на первичной обмотке трансформатора 16, а токи, протекающие через споротивления 20 и 2 1 взаимно компенсируютсяВ положении переключателей 3, 7 и 10, обеспечивающих подключение первых выходов первого и второго преобразователей 2 и 6 напряжениеток соответственно к первому и второму токовым электродам 5 и 8 при разности Фаз 180 О между выходными токами преобразователей 2 и б напряжение-ток (фиг.3), реограф осуществляет измерение сопротивления 20 внутренних тканей биообъекта на участке между измерительньва электродами 4 и 9. Процесс Формирования сигнала происходит таким же образом, как при измерении переходногосопротивления 19, но при этом токи,5протекающие через сопротивление 20,удваиваются, а токи, протекающиечерез сопротивления 19 и 20,взаимно уничтожаются,Аналогичным образом при соответствующей коммутации переключателей3, 7 и 10, реограф обеспечивает измерение всех других возможных комбинаций сопротивлений 19-2 1 биообъекта. Таким образом, реограф производитизмерение в динамическом режимесопротивления различных участков биообъекта, в том числе и переходногосопротивления электрод-кожа. Точность определения измеряемого сопротивления в основном зависит от погрешности компенсации остальных сопротивлений измерительной цепи, которая в реографе не превьппает 0,5 Ж. р 5 Реограф, обеспечивая непрерывностьизмерения сопротивлений биообъекта,позволяет исследовать динамическиепроцессы, происходящие как в глубинных структурах биообъекта, так и вего поверхностных структурах, атакже выявлять взаимосвязи междуними е