RU179569U1 - Устройство регистрации кожно-гальванической реакции (КГР) - Google Patents
Устройство регистрации кожно-гальванической реакции (КГР) Download PDFInfo
- Publication number
- RU179569U1 RU179569U1 RU2017136306U RU2017136306U RU179569U1 RU 179569 U1 RU179569 U1 RU 179569U1 RU 2017136306 U RU2017136306 U RU 2017136306U RU 2017136306 U RU2017136306 U RU 2017136306U RU 179569 U1 RU179569 U1 RU 179569U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- rag
- operational amplifier
- adc
- parallel
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008430 psychophysiology Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001256 tonic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
- A61B5/0531—Measuring skin impedance
- A61B5/0533—Measuring galvanic skin response
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области медицины и медицинской техники, в частности к устройству для диагностики состояния живого организма по электрической проводимости кожи, может быть использована в экспериментальной и клинической медицине, а также в психофизиологии, педагогике и спортивной медицине. Устройство также найдет применение в сфере образования. Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности устройства регистрации КГР. В устройстве для регистрации КГР, содержащем электроды датчика КГР со средствами их крепления, подключенные к входному устройству, средства для подавления импульсных помех, блок регистрации, электроды датчика КГР через эталонный логарифмирующий резистор параллельно подключены к входному устройству, выполненному в виде операционного усилителя. Средства для подавления импульсных помех выполнены в виде параллельно подключенного к выходам операционного усилителя центрального контроллера, содержащего блок регистрации в виде встроенного АЦП. Выходы операционного усилителя подключены к низко- и высокоуровневым выходам АЦП, а резисторы, задающие измерительный ток, соединенные с эталонным логарифмирующим резистором, подключены к программно управляемым выводам центрального контроллера. Могут использоваться два устройства одновременно для снятия КГР на правой и левой руках. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к области медицины и медицинской техники, в частности к устройству для диагностики состояния живого организма по электрической проводимости кожи, может быть использована в экспериментальной и клинической медицине, а также в психофизиологии, педагогике и спортивной медицине.
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.
Так, известно устройство (патент RU на изобретение №1567428, МПК
B60T7/12, опублик. 30.05.1990) для регистрации КГР. Устройство имеет электроды со средствами их крепления к коже, подключенные к входному устройству, средства для выделения сигналов в полосах частот фазической и тонической составляющих электродермальной активности, средства для детектирования импульсов фазической составляющей, средства для уменьшения амплитуды импульсных помех, а также блок регистрации.
Известное устройство не свободно от артефактов, которые накладываются на временную последовательность сигналов КГР и сходны с импульсами фазической составляющей. Эти артефакты являются, например, следствием неконтролируемых движений человека при регистрации (артефакты движения (АД). В сигнале могут появляться также шумы из-за изменения контактного сопротивления между электродами и кожей человека. Упомянутые выше помехи, включая АД, могут иметь характеристические частоты, сравнимые с фазической составляющей, что ставит их выявление и учет в особую проблему.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому решению является устройство для осуществления способа регистрации КГР (патент RU на изобретение №2107460, МПК: A61B5/05, A61B5/103, A61B5/18, опублик. 27.03.1998), которое принято за прототип.
В прототипе используется последовательное соединение элементов, что дает низкую надежность устройства.
Таким образом, технической проблемой, существующей в настоящее время, является низкая надежность известных устройств регистрации КГР. Создание предлагаемого технического решения направлено на решение данной технической проблемы, а именно на создание устройства для регистрации кожно-гальванической реакции с повышенной надежностью и возможностью регистрировать КГР при сохранение эталонов движений в пространстве при выполнении рабочей деятельности, включающей манипуляции руками.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности и удобства применения устройства регистрации КГР.
Достигается технический результат тем, что в устройстве для регистрации кожно-гальванических реакций, содержащем электроды датчика КГР со средствами их крепления, подключенные к входному устройству, средства для подавления импульсных помех, блок регистрации, согласно полезной модели, электроды датчика КГР через эталонный логарифмирующий резистор параллельно подключены к входному устройству, выполненному в виде операционного усилителя, а средства для подавления импульсных помех выполнены в виде параллельно подключенного к выходам операционного усилителя центрального контроллера, содержащего блок регистрации в виде встроенного АЦП, при этом выходы операционного усилителя подключены к низко- и высокоуровневым выходам АЦП, а резисторы, задающие измерительный ток, соединенные с эталонным логарифмирующим резистором, подключены к программно управляемым выводам центрального контроллера. Могут использоваться два устройства одновременно для снятия КГР на правой и левой руках.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фиг.1, на которой представлена схема предлагаемого устройства, где:
1 – датчик КГР;
2 – эталонный логарифмирующий резистор;
3 – резистор для задания измерительного тока;
4 – операционный усилитель;
5 – центральный контроллер;
6 – программно управляемые выводы центрального контроллера;
7 – высокоуровневый выход АЦП;
8 – низкоуровневый выход АЦП.
Устройство для регистрации КГР содержит электроды датчика 1 КГР со средствами их крепления, подключенные к входному устройству, средства для подавления импульсных помех, блок регистрации.
Электроды датчика 1 КГР через эталонный логарифмирующий резистор 2 параллельно подключены к входному устройству, выполненному в виде операционного усилителя 4 (OPA2348A фирмы Texas Instruments), а средства для подавления импульсных помех выполнены в виде параллельно подключенного к выходам операционного усилителя 4 центрального контроллера 5, содержащего блок регистрации в виде встроенного АЦП, при этом выходы операционного усилителя 4 подключены к низкоуровневому 8 и высокоуровневому 7 выходам АЦП, а резисторы 3, задающие измерительный ток, соединенные с эталонным логарифмирующим резистором 2, подключены к программно управляемым выводам 6 центрального контроллера.
Для регистрации КГР используется 12-ти битный малошумный АЦП с аппаратным логарифмированием, встроенный в центральный контроллер 5 (система на кристалле CC2541 фирмы Texas Instruments).
Кривая чувствительности АЦП отображена на фиг.2. Согласно исследованиям при размещении датчика 1 КГР на пальце сопротивление кожных покровов здорового бодрого человека находится в пределах от 100 кОм до 1 МОм. При измерениях с расположением датчика 1 на запястье отмечено незначительное пропорциональное смещение указанных значений в сторону увеличения. Таким образом, как видно из графика, в значимой области измерений кривая чувствительности АЦП является практически линейной, а уровень чувствительности – максимально возможным.
Логарифмирование обеспечивается параллельным включением в цепь измерения эталонного резистора 2 и использованием резисторов 3 для задания измерительного тока.
Кроме того, резисторы 3 выполняют защитную функцию, не позволяя измерительному току превысить величину в 1 мкА, тем самым ограничивая силу тока до значений, заведомо безопасных для носителя предлагаемого устройства.
Электроды датчика 1 КГР выполнены из нержавеющей стали марки 12х18н10т. Сплав отличается высокой коррозионной стойкостью, рекомендован, в частности, для применений в пищевой промышленности и хорошо подходит для безопасного контакта с кожей человека.
Помеху от электрохимической поляризации электродов или нестабильности операционного усилителя 4 можно рассматривать как виртуальную ЭДС во входной цепи операционного усилителя 4. При этом в пределах временного интервала измерения полярность и величину данной ЭДС можно считать постоянной.
Измерение производится двуполярным способом, что обеспечивается противофазным переключением напряжений (0 и 2,5В) на выходах 7, 8. Двуполярный режим измерения позволяет автоматически подавлять помехи от возможной электрохимической поляризации электродов, а также исключать влияние напряжения смещения операционного усилителя 4. Двуполярный режим измерения осуществляется за счёт чередования полярности опорного напряжения на входе операционного усилителя 4. При таком типе измерений влияние постоянной условной ЭДС (помехи) фильтруется простейшей программной операцией центрального контроллера 5. Поскольку центральный контроллер 5 выполнен по технологии КМОП, выводы 6 программно управляемых портов контроллера допустимо использовать в качестве источников напряжения соответствующего номинала. Таким образом, процесс измерения включает в себя снятие показаний датчика 1 при прямой и обратной полярности опорного напряжения.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обладает улучшенными техническими характеристиками, по сравнению с известными решениями.
Claims (1)
- Устройство для регистрации кожно-гальванических реакций (КГР), содержащее электроды датчика КГР со средствами их крепления, подключенные к входному устройству, средства для подавления импульсных помех, блок регистрации, отличающееся тем, что электроды датчика КГР через эталонный логарифмирующий резистор параллельно подключены к входному устройству, выполненному в виде операционного усилителя, а средства для подавления импульсных помех выполнены в виде параллельно подключенного к выходам операционного усилителя центрального контроллера, содержащего блок регистрации в виде встроенного АЦП, при этом выходы операционного усилителя подключены к низко- и высокоуровневым выходам АЦП, а резисторы, задающие измерительный ток, соединенные с эталонным логарифмирующим резистором, подключены к программно управляемым выводам центрального контроллера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136306U RU179569U1 (ru) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | Устройство регистрации кожно-гальванической реакции (КГР) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136306U RU179569U1 (ru) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | Устройство регистрации кожно-гальванической реакции (КГР) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU179569U1 true RU179569U1 (ru) | 2018-05-17 |
Family
ID=62151742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017136306U RU179569U1 (ru) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | Устройство регистрации кожно-гальванической реакции (КГР) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU179569U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4578635A (en) * | 1981-01-14 | 1986-03-25 | Mee John L | Device for measuring and indicating changes in the resistance of a living body |
| RU2107460C1 (ru) * | 1996-05-28 | 1998-03-27 | Акционерное общество закрытого типа "Нейроком" | Способ регистрации кожно-гальванических реакций и устройство для его осуществления |
| CN1723844A (zh) * | 2005-07-01 | 2006-01-25 | 天津大学 | 模拟解调方式的混频生物阻抗测量系统 |
| GB2449904A (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-10 | Univ Montfort | A high-frequency current source for Electrical impedance Tomography (EIT), with compensation for amplifier gain error |
| RU2549314C2 (ru) * | 2012-07-13 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Диагностика+" (ООО "Диагностика+") | Способ контроля сердечно-легочной реанимации и устройство для его осуществления |
| US20160136044A1 (en) * | 2013-11-21 | 2016-05-19 | Chengdu University Of Traditional Chinese Medicine | Evidence-Based Acupuncture and Moxibustion Meridian-Acupoint Treating and Detecting Instrument Supporting Multiplexed Output and Method of Use Thereof |
-
2017
- 2017-10-13 RU RU2017136306U patent/RU179569U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4578635A (en) * | 1981-01-14 | 1986-03-25 | Mee John L | Device for measuring and indicating changes in the resistance of a living body |
| RU2107460C1 (ru) * | 1996-05-28 | 1998-03-27 | Акционерное общество закрытого типа "Нейроком" | Способ регистрации кожно-гальванических реакций и устройство для его осуществления |
| CN1723844A (zh) * | 2005-07-01 | 2006-01-25 | 天津大学 | 模拟解调方式的混频生物阻抗测量系统 |
| GB2449904A (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-10 | Univ Montfort | A high-frequency current source for Electrical impedance Tomography (EIT), with compensation for amplifier gain error |
| RU2549314C2 (ru) * | 2012-07-13 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Диагностика+" (ООО "Диагностика+") | Способ контроля сердечно-легочной реанимации и устройство для его осуществления |
| US20160136044A1 (en) * | 2013-11-21 | 2016-05-19 | Chengdu University Of Traditional Chinese Medicine | Evidence-Based Acupuncture and Moxibustion Meridian-Acupoint Treating and Detecting Instrument Supporting Multiplexed Output and Method of Use Thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10194809B2 (en) | Integrated electronics for photoplethysmography and electrocardiography | |
| Shyu et al. | Total design of an FPGA-based brain–computer interface control hospital bed nursing system | |
| KR101947676B1 (ko) | 생체 신호를 측정하는 장치 및 방법 | |
| US20160242672A1 (en) | Vital signal measuring apparatus and method for estimating contact condition | |
| CN107847139A (zh) | 阻抗感测 | |
| US9594104B2 (en) | Simultaneous impedance testing method and apparatus | |
| Schneider et al. | An approach to improve impedance plethysmography on the wrist by using adaptive feedback control | |
| RU2214166C2 (ru) | Устройство для определения психофизиологического состояния человека | |
| RU179569U1 (ru) | Устройство регистрации кожно-гальванической реакции (КГР) | |
| Affanni | Dual channel electrodermal activity and ECG wearable sensor to measure mental stress from the hands | |
| US20230337929A1 (en) | Systems and methods for calibrating dry electrode bioelectrical impedance sensing | |
| US20190192041A1 (en) | Apparatus for Measurement and Diagnosis of the Galvanic Skin Response of a Person Working with a Computer and the Method of Measuring and Performing Diagnostic with this Device | |
| Fan et al. | Three-lead ECG detection system based on an analog front-end circuit ADS1293 | |
| JP2016086969A (ja) | 神経刺激装置およびその制御方法 | |
| JP6077776B2 (ja) | 皮膚電気活動測定装置 | |
| KR101480535B1 (ko) | 헤어핀 타입의 휴대용 뇌파 측정 장치를 포함한 뇌파 측정 시스템 | |
| CN105395191A (zh) | 基于年龄段检测的人员生理状态检测装置 | |
| Friganović et al. | Brain-computer interface based on steady-state visual evoked potentials | |
| Gharbi et al. | System for body and mind monitoring in coaching process | |
| Prabhakar et al. | Wearable Device for Health Care Applications | |
| Abhishek et al. | Low Power Portable EEG for Continuous Monitoring with Active Electrodes | |
| RU2076629C1 (ru) | Способ и устройство для селекции r-зубца кардиосигнала | |
| CZ37158U1 (cs) | Systém pro měření biometrických parametrů jedince | |
| CN210205245U (zh) | 一种按摩床垫的控制器及按摩床垫 | |
| Abdol Aziz et al. | Athlete overtraining monitoring system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191014 |