Устройство для кератоимпедансометрии

(5)5 А 6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТО МУ СВИ ЛЬ ов СО дтельевой пециескоеэлитиР нчу ви(57) Устройство для керии отжет б РАТОИМПЕДАН пг дансомет и технике ь мв реографии носится к медицин ыть использован дд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Институт физики полупроводникАН СССР, Одесский научно-исследовский институт глазных болезней и ткатерапии им, акад. В П Филатова и Сальное конструкторско-технологичбюро специальной электроники и анческого приборостроения СО Ач ССС(56) Тринчук В В, Импедансоме оия роцы глаза. Киев Здоровья, 1986, с 17 медицинскои диагностике для выявленных границ патологических изменений очагов биоткани, для поиска БАТ и определения их функционального состояния. Целью изобретения является повышение точности диагностики состояния кераты глаза. Устройство содержит генератор 1, выходной усилитель 2, первый развязывающий трансформатор 3, активный электрод 4, пассивный электрод 5, элемент 6 согласования, селективный усилитель 7, перв й фазовый детектор 8, элемент 9 сравнения, делитель 10, фазовращатель 11, управляемыусилитель 12 втор( н разделительныи трансформатор 13, первый переключатель 11, второй фазовый детектор 15, усилитель 16, вычислитель 17, первый О тпиггер 18, второй О- триггер 19, элемент НЕ 20, детектор 21, логарифмическии усилиель 22, источник 23 опорного напряжения, второй переключатель 24.Изобретение относится к медицинской технике, а именно к кератоимпедансометрии, и может быть использовано в реографии и в медицинской диагностике для выявления границ паталогических изменений очагов биоткани, для поиска БАТ и определения их функциональнога состояния.Целью изобретения является повышение точности диагностики состояния кераты глаза.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство для кератоимпедансометрии содержит генератор 1, соединенные последовательно выходной усилитель 2, первый развязывающий трансформатор 3 и активный электрод 4, а также пассивный электрод 5, элемент 6 согласования, подключенный к второму выходу первого развязывающего трансформатора 3, соединенные последовательно селективный усилитель 7, первый фазовый детектор 8, элемент 9 сравнения; соединенные последовательно делитель 10 частоты, фазовращатель 11 и управляемый усилитель 12, выход которого соединен с входом выходного усилителя 2, второй разделительный. трансформатор 13, выход которого соединен с входом селек. тивнаго усилителя 7; соединенные последовательно первый переключатель 14, второй фазовый детектор 15, усилитель 16 и вычислитель 17, а также первый О-триггер 18, второй О-триггер 19, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого переключателя 14, второй выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора 8, первый вход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора 15, элемент НЕ 20, выход которого соединен с С-входам первого О-триггера 18, а вход - с С-входом второго О-триггера 19 и первым выходом генератора 1, второй выход которого подключен к делителю 10, выход которого соединен с О-входами первого и второго О-триггеров 18, 19; соединенные последовательно детекторы 21 и логарифмический усилитель 22, выход которого соединен с вторым входам вычислителя 17, третий выход первого развязывающего трансформатора 3 соединен с входом детектора 21, четвертый выход - с первым входом второго развяэывающего трансформатора 13, второй вход которого подключен к пассивному электроду 5 и выходу элемента 6 согласования; соединенные последовательно источник 23 опорного напряжения, второй переключатель 24, выход которого подключен к выходу управления регулируемого усилителя 12, а втсрой вход - к выходу элемента 9 сравнения, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство работает следующим образом.Высокочастотный сигнал с частотой2 11(например, 2 МГц) с генератора 1 поступает на делитель, с выхода которого через фазовращатель 11 поступает на входрегулируемого усилителя 12, а затем черезвыходной усилитель 2 и первый развязывающий трансформатор 3 поступает на активный электрод 4. Для напряжения наактивном электроде 4 можно записатьО-О, еД,где О - амплитуда напряжения;в- угловая частота;1 - время.Напряжение с частотой 11, сдвинутое пофазе на 180 относительно напряжения О наактивном электроде 4, поступает на пассивный электрод 5 через отключаемые элементы 6 (йэт и Сэт) согласования.Рассмотрим работу устройства, когдаэлементы 6 согласования отключены, т е.выполняется условие Яэт = 0 и Сэт = О,При подаче на измеряемый объект переменного напряжения с частотой 11 через него протекает ток= О,е (1 л)С+6)и на индуктивной нагрузке первичной обмотки второго развязывающего трансформатора 15 выделяется напряжениеОн =-Ун -- Оо е" (го)С+ 6)в = О, оРе "1 С --),где С - емкое.ь измеряемо о объекта, и) =:2 л 1;0- проводимость измеряемого обьекта;2, = м н - индуктивное сопротивлениепервичной обмотки второго развязывающего трансформатора 13, причем всегда выполняется условие /2 Н,( 2 иэм ф 2 н/==500/2 иэм /),где /2 кэ/ - модуль измеренного импеданса.Напряжение, пропорциональное Он, выделясгся на вторичной обмотке трансформатора 13 и поступает на вход селективногоусилителя 7, где усилива;.,тся и поступает напервые входы фазовых детекторов 8 и 15.Ортагональные опорные напряжения счастотой 11, поступающие иа вторые входыфазовых детекторов 8 и 15 через первыйпереключатель 14, формируются следующим образом.Напряжение с выхода генератора 1 счастотой 211 поступает на элемент НЕ 20 ина вход С второго триггера 19, На вход Спервоо триггера 18 напряжение с частотой211 поступает с выхода инвертора 20. Таким5 10 20 25 30 35 40 45 50 образом, на входы С триггеров 18 и 19 поступают противофазные сигналы с частотой 21. На входы О-триггеров 18 и 19 поступает сигнал синхронизации с частотой 1 с выхода делителя 10 частоты. На выходах триггеров 18 и 19 формируются меандры с частотой т. фазовый сдвиг между которыми составляет 90 С, поступающие через переключатель 14 на вторые входы первого и второго фазовых детекторов 8 и 15.фазовый детектор 8 настроен на емкостную составляющую (режим 1) измеояемого объекта и не его выходе имеетОв - К Оо.н С,где к - коэффициент пропорциональности.Сигнал, пропорциональный емкости С измеряемого объекта, поступает на регистратор (на чертеже не показан).На выходе фазового детектора 15, настроенного на активную составляющую измеряемого обьекта, имеем015 = КОо н 6 - О.Напряжение, пропорциональное проводимости 6 измеряемого обьекта, поступает на выходную клемму устройства для подключения к регистратору и на вход логарифмического усилителя 16, на выходе которого имеем сигнал, пропорциональный 9 В измеряемого объекта, который также поступает на регистратор.В режиме измерения емкости С и проводимости 6 или 9 Я напряжение источника 23 опорного напряжения через переключатель 24 поступает на управляющий вход управляемого усилителя 12. Источник 23 Опорного напряжения служит для установки амплитуды напряжения Оо на активном электроде 4, изменяя усиление управляемого усилителя 12,При переключении переключателя 24 управляющий вход управляемого силителя 12 оказывается подключенным к выходу элемента 9 сравнения,Напряжение Ов-С сравнивается с опорным напряжением,Сигнал ошибки усиливается и через переключатель 24 поступает на управляющий вход управляемого усилителя 12, изменяя его усилие и. соответственно, амплитуду напряжения на измеряемом объекте таким образом, что напряжение Ов поддерживается равным опорному с большой точностью ОцК Оон С = сопи, отсюда08 1 -1Оо = , -С, т.е, амплитуда напряже,Ьч Сния, поступающего на измеряемый объект, обратно пропорциональна емкости и не зависит от параллельной проводимости объекта, Это напряжение поступает на детектор,21 и с вго выхода на регистратор, а через логарифмический усилитель 22 напряжение 022 - 9 С(2) поступает на регистратор и на второй вход вычислителя 17.В двух случаях, когда при измерении объекта его проводимость определяется активным сопротивленИем Й (например, низкая частота 1 и др.), переключатель 14 переводится в другов положение (режим 2),При переключении фазы опорного напряжвния фазовый детектор 8 оказыается настроенным на активную составляющую измеряемого объекта, Тогда напряжение еговыхода,пропорциональноеб,поступает на первый вход элемента 9 сравнения. Этонапряжение сравнивается с опорным и сигнал ошибки регулирует усилие управляемого усилителя 12 для выполнения условия 08= К Оо н О =- сопв 1. Тогда напряжение Оо будет пропорционально В измеряемого сбьекта, а напряжение на выходе фазового детектора 15 будет пропорциональноО 5- КО.н С- К.ВС - а.С выхода детектора 15 напряжение поступает на второй логарифмический усилитель 16 и с его выхода на регистратор и на вход вычислителя 17. Тогда на его Выходе с учетом напряжения, поступающего с выхода первого логарифмического усилителя 22 О 9 В на первый вход вычислителя 17, появляется напряжение 02 з - цй - с С, это означает, что и во втором режиме имеется полная информация о бисфизических свойствах измеряемого обьекта, обеспечивая экспрессность измерений, при этом ток через измеряемый объект определяется изменением емкостной составляющей измеряемого обьекта Ток, определяемый активной компонентой, поддерживается постоянным. Элемент 6 согласования используется в режиме ручной компенсации. контроль которой осуществляется пс внешним регистраторам, подключенным к выходам устройства,При работе с включенной обратной СВЯЗЬЮ ПСЯВЛЯРТСЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ДСПУСКОВО- го контроля, т.е, появляется возможность получать на выходе устройства сигнал, пропорциональныйВиэмРэт - Л В;Сиэм = Сэт +ЬС,при этом ток с частотой 1 через измеряемыйобьект поддерживается постоянным. Таким образом. устройство может применяться для измерения импеданса глаза идругих объектов, С его помощью можно осуществить практически все измерения. используемые в медицине с применениемтока переменной частоты.Заказ 150 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент". г. Ужгород. ул.Гагаринэ, 101 Устройство обеспечивает экспресс- ность измерений и может представить информацию, получаемую при измерении, в наиболее удобном для быстрого восприятия виде. Кроме того, устройство обеспечивает 5 полную гальваническую развязку измеряемого биообъекта от измерительной схемы. Повышенное быстродействие предложенного устройства позволяет использовать его в кератоимпедансометрии, когда предъяв ляются высокие требования к идеально:ти гальванической развязки и экспрессности измерений ввиду того, что в процессе измерений измеряемый объект (глаз) остается подвижным и желательно сократить до ми нимума время измерения,Формула изобретенияУстройство для кератоимпедансометрии, содержащее генератор, соединенные 20 последовательно выходной усилитель, первый развязывающий трансформатор и активный электрод, а также пассивный электрод, элемент согласования, подключенный к второму выходу первого развязы вающего трансформатора, соединенные последовательно селективный усилитель, первый фазовый детектор, элемент сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности диагностики состоя ния кераты глаза, в него введены соединенные последовательно делитель частоты, фазовращатели и управляемый усилитель выход которого соединен с входом выходного усилителя, второй разделительный грансформатор, выход которого соединен с входом селективного усилителя, соединенные последовательно первый переключатель, второй фазовый детектор, усилитель и вычислитель, а также первый и второй О- триггеры, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого переключателя, второй выход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора, первый вход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора, элемент НЕ, выход которого соединен с С-входом первого О-триггера, а вход - с С-входом второго О-триггера, и первым выходом генератора, второй выход которого подключен к делителю, выход которого соединен с О-входами первого и второго О-триггеров, детектор и логарифмический усилитель, выход которого соединен с вторым входом вычислителя, третий выход первого рэзвязывающего трасформвтора соединен с входом детектора, четвертый выход - с первым входом второго развяэывающего трансформатора, второй вход которого подключен к пассивному электр"- ду и выходу элемента согласования, соединенные последовательно исгочник опорного напряжения. второй переключатель, выход которого подключен к входу управ;,ения регулиоуемого усилителя, а второй вход - : выходу элемента сравнения,