Фотооксигемометр

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК 1465019 4 А 61 В 50 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ-14 ельство СССР5/00, 1981. идеГОсудАРстВенный КомитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4175819/2801. 12.8615.03.89. Бюл. У 10(71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И,Ульянова(56) Авторское свидетВ 969249, кл. А 61 В 4) ФОТООКСИГЕМОМЕТР7) Изобретение относится к меднской технике, в частности к мнским фотометрическим устройстможет быть использовано при опр ленни степени насьпцения гемоглобинакрови кислородом без нарушения целостности кожного или слизистого покровов организма человека. Целью,изобретения является повышение достоверности получаемых результатов засчет цифровых методов измерения. Поставленная цель достигается за счетвведения в состав известного устройства порогового аналого-цифровогопреобразователя б, блока памяти 7,цифроаналогового преобразователя 8,интегратора 9. Предложенный фотооксигемометр повышает достоверность получаемых результатов без нарушенияцелостности кожного или слизистогопокрового организма. 1 з.п. ф-лы,2 ил10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к медицинской технике, в частности к медицинским Фотометрическим устройствам,предназначенным для определения сте 5пени насыщения гемоглобина крови кислородом без нарушения целостностикожного или слизистого покровов организма.Цель изобретения - повышение достоверности получаемых результатовэа счет цифровых методов измерения.На Фиг.1 представлена Функциональная схема фотооксигемометрау нафиг,2 - функциональная схема порогового аналого-цифрового преобразователя.Фотооксигемометр содержит генератор 1 тактовых импульсов, дифферен"циальный усилитель 2, двухволновыйисточник 3 света, первый фотоприемник4, второй фотоприемник 5, пороговыйаналого-цифровой преобразователь 6,блок 7 памяти, цифроаналоговый преобразователь 8, интегратор 9, регистратор 10.Пороговый аналого-цифровой преобразователь 6 состоит.из первого порогового элемента 11 и второго порогового элемента 12, триггера 13,элемента И 14, счетчика 15 и генератора 16 счетных импульсов.Устройство работает следующим образом.Генератор 1 тактовых импульсов ,формирует импульсы, управляющие работой устройства. Формируемые генератором 1 тактовые импульсы поступают на входы управления соответствен"но порогового аналого-цифрового преобразователя 6, блока 7 памяти и интегратора 9,В работе Фотооксигемометра можновыделить два цикла исследований. Первый цикл длится в течение времени от.С до с, а второй - отдоВ первом цикле двухволновый источниксвета 3 формирует световой поток впервом спектральном диапазоне с максимумом мощности излучения на длиневолны (например, 660 нм), Во второмцикле двухволновый источник 3 светаформирует излучение с длиной волны,соответствующей изобестической точке(например 805 нм) . Изменение длиныволны излучения в соответствующихциклах осуществляется импульсами синхронизации генератора 1 тактовыхимпульсов, которые поступают на вход управления двухволнового источника3 света.В первом цикле импульсом синхронизации генератора 1 тактовых импульсов в блоке 7 памяти устанавливается цифровой код константы. С выхода блока 7 памяти параллельный код константы поступает на вход цифроаналогового преобразователя 8. Сигнал на выходецифроаналогового преобразователя 8будет пропорционален коду, поданному на его вход.Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 8 поступает на вход интегратора 9, работа которого синхронизируется импульсом, поступающим на его управляющий вход. В первом цикле на выходе интегратора 9 формируется сигнал линейно изменяющийся во времени, крутизна измененияэтого сигнала определяется цифровым кодом константы,С выхода интегратора 9 сигнал поступает на первый вход дифференциального усилителя 2. На второй вход дифФеренциального усилителя 2 поступаетсигнал, формируемый .первым Фотоприемником 4. Дифференциальный усилитель 2 (с достаточно большим коэффициентом усиления) усиливает разность входныхсигналов и эта усиленная (по напряжению и току) разность подается на двухволновый источник 3 света,Двухволновый источник 3 света формирует линейно изменяющийся во времени-й световой потокУо(%1) (фиг.1), который поступает в исследуемую ткань, рассеивается в ней и поглощается. Таким образом, вокруг двухволнового источника 3 света в исследуемой ткани в каждый моментв течение интерваласоздается пространственная освещенность, которая уменьшается с удалением от двухволнового источника 3 света. Следовательно, часть светового потока двухволнового источника 3 света поступит после взаимодействия с тканью на первый Фотоприемник 4, а другая часть того же потока поступит на второй фотоприемник 5. На выходах первого 4 и второго 5 Фотоприемников будут сформированы линейно изменяющиеся электрические сигналы, крутизна изменения которых определяется крутизной поступающих на них линейно изменяющихся световых потоков.14650 Функции, выполняемые пороговым аналого-цифровым преобразователем, заключаются в следующем.Сигнал с выхода второго фотопри 5 емника 5 поступает на входы двух пороговых элементов 11 и 12 (фиг.2) Первый и второй пороговые элементы 11 и 12 имеют напряжения срабатывания соответственно О, и Б , Сигналы с выхода пороговых элементов 11 и 12 поступают на установочные входы триггера 13. До моментасрабатывания порогового элемента 12 (при Ц 10 ) выходной сигнал триггера 15 13 поддерживает элемент И 14 по первому входу в закрытом состоянии. В моментнаступает динамическая компенсация напряжения П, сигналом с выхода второго фотоприемника 5, по . 2 О этому пороговый элемент 12 срабатывает и его выходным сигналом триггер 12 устанавливается в состояние, разрешающее прохождение счетных импульсов с выхода генератора 16 счетных им пульсов через элемент И 14 на счетный вход счетчика 15. В момент сигналом триггера 13 синхронизируется работа генератора 14 счетных импульсов. Триггер 13 будет формировать ЗО на выходе сигнал, открывающий элемент И 15 по первому входу, до момента когда наступает динамическая компенсация У сигналом фотоприемника 5, В моментсработает пороговое устройство 11 и его выходным сигналом триггера 13 установится в исходное состояние, счетные импульсы поступят на счетчик 15 в течение г. -й 4 . Число счетных импульсов, поступивших на счетчик 15, определяется крутизной наклона линейно изменяющегося сигнала фотоприемника 5 или оптическими свойствами исследуемой ткани в первом спектральном диапазоне. 45Во втором цикле функционирование устройства аналогично работе в первом цикле за исключением того, что в блоке 7 памяти устанавливается некод контактом, а код, полученный в пороговом аналого-цифровом преобразователе 6 в первом цикле. Поскольку крутизна наклона линейно изменяющегося светового потока фотоприемника 4 во втором спектральном диапазоне устанавливается в соответствии с результатом измерения оптических свойств исследуемой ткани в первом спектральном диапазоне (за счет воздейст 194вия оптоэлектронного контура отрицательной обратной связи), то во втором спектральном диапазоне крутизна наклона линейно изменяющегося сигнала фотоприемника 5 (или соответствующий ей код счетчика 15) будет пропорциональна степени насыщения гемоглобина крови кислородом. Код результата измерения формируется автоматически пропорциональным отношению коэффициентов обратного светорассеяния участка ткани между двумя фотоприемниками 4 и 5 в двух спектральных диапазонах в зависимости от степени оксигенации крови,Результат измерения в виде кодасчетчика 15 хранится в пороговоманалого-цифровом преобразователе 6необходимое для его использованиявремя. Этот код может быть индицирован на индикаторе 16 по мере необходимости.В предложенном фотооксигемометрепо сравнению с известным повышаетсядостоверность получаемых результатовза счет исключения из структуры известного устройства переключателя,с помощью которого производиласькоммутация сигналов фотоприемников,а это в свою очередь приводило кперегрузке электронных цепей, в частности дифференциального усилителя исумматораКроме того, наличие переключателя неизбежно вносило дополнительные составляющие погрешности всигналы коммутируемых цепей. Формула изобр е тения 1. Фотооксигемометр, содержащий генератор тактовых импульсов, усили" тель, регистратор, двухволновый источник света, два фотоприемника, причем фотоприемники расположены на разном расстоянии от двухволнового источника света, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности получаемых результатов за счет цифровых методов измерения, в него введены цифроаналоговый преобразователь, интегратор, пороговый аналого-цифровой преобразователь и блок памяти, причем выход интегратора соединен с первым входом усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого фотоприемника, а выход соединен с первым входом двухволнового источника света, выход14 б 50 Составитель А.СапкоТехред Л.Олийнык Редактор М,Келемеш Корректор М, Васильева 3 аказ .858/6 Тираж 644 ПодписноеВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-.издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 второго фотоприемника соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока памяти и входом регистратора, выход блока памяти соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом интегратора, выходы генератора тактовых импульсов соединены с вторыми входами двухволнового источника света, интегратора, блока памяти и порогового аналогоцифрового преобразователя..2. Фотооксигемометр по п.1, о т. - 15 л и ч а ю щ и й с я тем, что пороговый аналого-цифровой преобразователь содержит два пороговых элемен 19 Ьта, триггер, элемент И, счетчик игенератор счетных импульсов, причемвходы обоих пороговых элементов соединены вместе и являются первым вхо.дом порогового аналого-цифровогопреобразователя, а выходы подключенык установочным входам триггера, выход которого соединен с первым входомэлемента И и входом генератора счетных импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выходкоторого соединен со счетным входомсчетчика, установочный вход которогоявляется вторым входом пороговогоаналого-цифрового преобразователя,а выход счетчика " выходом пороговогоаналого-цифрового преобразователя.