CS220360B1

CS220360B1 - Zapojení přístroje pro hloubkové měření admitance živé tkáně

Info

Publication number: CS220360B1
Application number: CS482480A
Authority: CS
Inventors: Karel Brezina
Original assignee: Karel Brezina
Priority date: 1980-07-07
Filing date: 1980-07-07
Publication date: 1983-04-29

Description

Vynález se týká zapojení přístroje pro· měření admitance živé tkáně, tvořené zdrojem harmonického elektrického proudu o konstantní amplitudě napětí, který má první výstup připojen na druhou pomocnou elektrodu, na druhou měřicí elektrodu a zem, druhý výstup má připojen na první pomocnou elektrodu, a jednak přes posouvatel táze na druhý vstup prvního fázového detektoru, jehož první vstup je spojen se vstupem detektoru a s prvním vstupem druhého fázového detektoru, přičemž výstup prvního fázového detektoru je zároveň druhým výstupem zapojení, výstup detektoru je zároveň prvním výstupem zapojení a výstup druhého fázového detektoru je zároveň třetím výstupem zapojení.

Při obvyklém měření admitance živé tkáně se zúčastňuje na měření živé tkáně celý elektrický proud přiváděný do tkáně ze zdroje prostřednictvím elektrod. Tento proud je v měřené tkáni rozložen nerovnoměrně v závislosti na geometrickém tvaru a vzájemné poloze elekrod, dále na fyzikálních vlastnostech různých částí tkáně a na intenzitě jejich prokrvení.

Výsledkem měření je jakási průměrná informace o stavu měřené tkáně jako celku. Tafeovfi informace nemusí upozornit lékaře na lokální „poruchu” tkáně, jestliže tato není natolik výrazná, aby podstatně ovlivnila celkový výsledek měření. Proto je třeba realizovat metodu, která umožní měření pouze v určitém místě tkáně, a to zejména v její hloubce.

Tuto metodu nazýváme hloubkovým měřením. Spočívá v tom, že do tkáně se přivádí elektrický proud prostřednictvím dvojích elektrod, a to měřicích a pomocných, přičemž měřicí elektroda je s příslušnou pomocnou elektrodou na stejném elektrickém potenciálu, avšak nesmí být s ní přímo spojená, a to alespoň u jedné dvojice.

U dosavadních přístrojů pro hloubkové měření tkáně jsou tyto požadavky splněny použitím symetrické soustavy elektrických obvodů s ideálními cívkami, magneticky vázanými s činitelem vazby k = l. Avšak toto řešení je pouze přibližné, neboť ideální cívky vyznačující se indukčností bez rezistence nelze s dostatečnou přesností realizovat.

Tyto nedostatky jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první pomocná elektroda je připojena k prvnímu vstupu operačního zesilovače a dále na druhý vstup druhého fázového detektoru a první měřicí elektroda je připojena na druhý vstup operačního· zesilovače a přes odpor na výstup operačního zesilovače, přičemž paralelně k tomuto od220360 póru je svými vstupy připojen diferenční zesilovač, který má výstup připojen na první vstup prvního fázového detektoru.

Výhoda zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že se dosáhne rovnosti elektrických potenciálů pro měřicí a pomocnou elektrodu a tím se splní nutné podmínky pro hloubkové měření.

Na výkresu je znázorněno schéma zapojení přístroje pro hloubkové měření tkáně podle vynálezu.

Zdroj 1 harmonického proudu o konstantní amplitudě napětí má první výstup 13 připojen jednak na druhou pomocnou elektrodu 9, a jednak na druhou měřicí elektrodu 7 připojenou na nulový potenciál a druhý výstup 14 má připojen jednak přes posouvatel fáze 2 na druhý vstup 22 prvního fázového detektoru 10, a jednak na první pomocnou elektrodu 8 spojenou s prvním vstupem 15 operačního zesilovače 3 a dále připojenou na druhý vstup 27 druhého fázového detektoru 11.

Druhý vstup 16 operačního zesilovače 3 je připojen na první měřicí elektrodu 6 a přes odpor 5 na výstup 17 operačního zesilovače 3, přičemž paralelně k tomuto odporu 5 je prvním vstupem 18 a druhým vstupem 19 připojen diferenční zesilovač 4. Výstup 20 diferenčního zesilovače 4 je spojen v uzlu s prvním vstupem 21 prvního· fázového detektoru 10, s prvním vstupem 26 druhého fázového detektoru 11 a se vstupem 24 detektoru 12. Výstup 25 detektoru 12 je zároveň prvním výstupem zapojení, výstup 23 prvního fázového detektoru 10 je zároveň druhým výstupem zapojení a výstup 28 druhého fázového detektoru 11 je zároveň třetím výstupem zapojení.

Funkce zapojení podle vynálezu je následující: po připojení měřené živé tkáně „MT” prostřednictvím první měřicí elektrody 6 a druhé měřicí elektrody 7, první pomocné elektrody 8 a druhé pomocné elektrody 9 začne ze zdroje 1 harmonického proudu o konstantní amplitudě napětí a z operačního zesilovače 3 protékat elektrický proud. Tento proud má charakter dvou prostorově oddělených složek, a to pomocný proud Ip dodávaný zdrojem 1 harmonického proudu a přiváděný do tkáně prostřednictvím první a druhé pomocné elektrody 8 a 9 a měřicí proud I dodávaný operačním zesilovačem 3 a přiváděný do tkáně prostřednictvím první měřicí elektrody 6 a druhé měřicí elektrody

7. Operační zesilovač 3 zaručuje svými vlastnostmi, že první měřicí elektroda 6 je na stejném elektrickém potenciálu jako první pomocná elektroda 8, takže mezi nimi neprotéká žádný elektrický proud a obě elektrody dohromady vytvářejí spolu s druhou měřicí elektrodou 7 a druhou pomocnou elektrodou 9 takové rozložení elektrického proudu v měřené tkáni jako při obvyklém měření. Měřicí proud I zakreslený na připojeném schématu jako· proudová trubice „PT” prochází oblastí „O” v hloubce tkáně. Pro admitanci Ý_x té oblasti měřené tkáně, která je protékána proudovou trubicí „PT” platí:

kde U je komplexní amplituda napětí zdroje harmonického proudu 1.

Je-li Ú konst., pak na výstupu 25 detektoru 12 je napětí

U = k_d A R U_max Y_x

Na výstupu 23 prvního fázového detektoru je napětí

U = k_fd A R U²max B_xj a na výstupu 28 druhého fázového detektoru je napětí

U = ki!_D ARU2_max G_XJ kde

Ýx = G_x - j B_x a Y_x = | Ý_x | k_d — je konstanta charakterizující detektor k_fd — je konstanta charakterizující první a druhý fázový detektor 10 a 11 A — je zesílení diferenčního zesilovače 4

Připojí-li se na výstupy přístroje obvody potlačující stacionární složky napětí, lze zapojení použít i pro vyhodnocení změn modulu a složek měření admitance (hloubková reografie či reopletyzmograflej.

Claims

Zapojení přístroje pro hloubkové měření admitance živé tkáně tvořené zdrojem harmonického elektrického proudu o konstantní amplitudě napětí, který má výstup připojen na druhou pomocnou elektrodu, na druhou měřicí elektrodu a zem, druhý výstup má připojen na první pomocnou elektrodu a přes posouvatel fáze na druhý vstup prvního fázového detektoru, jehož první vstup je připojen se vstupem detektoru a s prvním vstupem druhého fázového detektoru, přičemž výstup prvního fázového detektoru je zároveň druhým výstupem zapojení, výstup detektoru je zároveň prvním výstupem zapojení a výstup druhého fázového detektoru je zároveň třetím výstupem zapojení, vyznačující se tím, že první pomocná elektroda je připojena k prvnímu vstupu (15) operačního zesilovače (3) a dále na druhý vstup (27) druhého fázového detektoru (lij a první měřicí elektroda je připojena na druhý vstup (16J operačního zesilovače (3] a přes odpor (5) na výstup (17J operačního zesilovače (3), přičemž paralelně k tomuto odporu (5) je svým prvním vstupem (18J a druhým vstupem (19J připojen diferenční zesilovač (4 ], který má výstup (20 j připojen na první vstup (21 ] prvního fázového detektoru (10).