RU2053711C1

RU2053711C1 - Device for measuring electric conductivity of skin

Info

Publication number: RU2053711C1
Application number: SU915021706A
Authority: RU
Inventors: В.С. Лобзин; Н.М. Жулев; А.Б. Тюкаркина; В.В. Шутов; А.Н. Шур; С.Н. Жулев
Original assignee: Жулев Сергей Николаевич
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1996-02-10

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has swinging frequency generator, irritating and receiving electrodes, screened casing , mixer, filter, detector, amplifier, two-coordinated self- recorder, time-base generator, heterodyne, synchronizer, electrode casing , flexible dielectric cuff, porous capillary, electrolyte, tube, bulb, cable, electrode casing fixing unit, flexible rope. The electrodes have hollow electric conductive casing with flexible dielectric cuff, having porous capillary inside, filled with electrolyte. The capillary is connected with the bulb by means of the tube. The electrodes are fixed on the screened base. EFFECT: enhanced accuracy of measurements. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для контроля электрокожной проводимости, и может быть использовано в медицине для функциональной диагностики. The invention relates to medical equipment and is intended to control the electrical conductivity of the skin, and can be used in medicine for functional diagnostics.

Известно устройство для измерения проводимости кожи, содержащее четыре электрода, генератор прямоугольных импульсов и дифференциальный усилитель. Недостатком известного устройства является низкая точность измерения электрокожной проводимости, вызванная влиянием электродных эффектов, возникающих при подаче длительных импульсов. A device for measuring the conductivity of the skin, containing four electrodes, a rectangular pulse generator and a differential amplifier. A disadvantage of the known device is the low accuracy of measuring the electric skin conductivity caused by the influence of electrode effects that occur when long pulses are applied.

Известно также устройство для измерения электрокожной проводимости, содержащее два серебряных электрода, источник переменного синусоидального тока постоянной частоты, цепь сравнения и регистратор. Недостатком известного устройства является низкая точность измерения электрокожной проводимости, так как измерения производят на одной частоте, а величины электрокожной проводимости зависят от частоты. It is also known a device for measuring electric skin conductivity, containing two silver electrodes, a source of alternating sinusoidal current of constant frequency, a comparison circuit and a recorder. A disadvantage of the known device is the low accuracy of measuring the electrical conductivity, since the measurements are made at the same frequency, and the values of the electrical conductivity depend on the frequency.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является известное устройство для измерения электрокожной проводимости, содержащее два токовых электрода, соединенных с генератором, два измерительных электрода, фильтр, последовательно соединенные детектор, усилитель и регистратор. Недостатком известного устройства является низкая точность измерения электрокожной проводимости, так как измерения производят на одной частоте, а величины электрокожной проводимости зависят от частоты. Closest to the proposed device is a known device for measuring electric conductivity, containing two current electrodes connected to a generator, two measuring electrodes, a filter, a series-connected detector, amplifier and recorder. A disadvantage of the known device is the low accuracy of measuring the electrical conductivity, since the measurements are made at the same frequency, and the values of the electrical conductivity depend on the frequency.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что в его состав дополнительно введены смеситель, включенный между измерительными электродами и фильтром, выход которого подключен к входу детектора, последовательно соединенные генератор развертки и гетеродин, выходом подключенный к второму входу смесителя и синхронизатор, выход которого соединен с входом генератора, выполненного в виде генератора качающейся частоты, а вход с вторым выходом генератора развертки, третий выход которого подключен к второму входу регистратора, выполненного в виде двухкоординатного самописца, причем электроды выполнены в виде полого электропроводного корпуса с эластичной диэлектрической манжетой, внутри которого имеется пористый капилляр, заполненный электролитом, причем капилляр через патрубок соединен с грушей, а электроды закреплены на экранированном основании. The essence of the proposed device lies in the fact that it includes a mixer, connected between the measuring electrodes and the filter, the output of which is connected to the input of the detector, a series-connected sweep generator and a local oscillator, the output connected to the second input of the mixer and a synchronizer, the output of which is connected to the input generator, made in the form of a oscillating frequency generator, and the input with the second output of the sweep generator, the third output of which is connected to the second input of the recorder, a two-coordinate recorder, and the electrodes are made in the form of a hollow electrically conductive housing with an elastic dielectric cuff, inside of which there is a porous capillary filled with electrolyte, the capillary being connected through a pipe to the bulb, and the electrodes are mounted on a shielded base.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для измерения электрокожной проводимости; на фиг.2 устройство электрода для измерения электрокожной проводимости; на фиг.3 устройство крепления блока электродов к конечности пациента. Figure 1 presents the structural diagram of a device for measuring electric skin conductivity; figure 2 the device of the electrode for measuring electric skin conductivity; in Fig.3 a device for attaching a block of electrodes to a patient's limb.

Устройство (фиг.1,2,3) содержит генератор качающейся частоты 1, токовые 2,3 и измерительные 4,5 электроды, экранированное основание блока электродов 6, смеситель 7, фильтр 8, детектор 9, усилитель 10, регистратор в виде двухкоординатного самописца 11, генератор развертки 12, гетеродин 13, синхронизатор 14, корпус электрода 15, эластичную диэлектрическую манжету 16, пористый капилляр 17, электролит 18, патрубок 19, грушу 20, кабель 21, фиксатор экранированного основания блока электродов 22 и эластичный жгут 23. The device (Fig.1,2,3) contains a oscillating frequency generator 1, current 2.3 and measuring 4.5 electrodes, a shielded base of the electrode block 6, a mixer 7, a filter 8, a detector 9, an amplifier 10, a recorder in the form of a two-coordinate recorder 11, a sweep generator 12, a local oscillator 13, a synchronizer 14, an electrode body 15, an elastic dielectric cuff 16, a porous capillary 17, an electrolyte 18, a pipe 19, a bulb 20, a cable 21, a shielded base of the electrode block 22 and an elastic cord 23.

Генератор качающейся частоты 1 подключен к токовым электродам 2,3, установленным на экранированном основании блока электродов 6, закрепленном с помощью фиксатора 22 и эластичного жгута 23 на конечности пациента, а измерительные электроды 4,5 соединены с первым и вторым входами смесителя 7, выход которого соединен с входом фильтра 8, выход которого подключен к входу детектора 9, выход которого через усилитель 10 подключен к первому входу регистратора 11, к второму входу которого подключен первый выход генератора развертки 12, а второй выход генератора развертки 12 подключен к входу гетеродина 13, выход которого соединен с третьим входом смесителя 7, третий выход генератора развертки 12 через синхронизатор 14 подключен к генератору качающейся частоты 1. Электроды 1,2,3,4 содержат корпус 15 с закрепленной на измерительном конце диэлектрической манжетой 16, корпус электрода 15 заполнен пористым капилляром 17 и залит электролитом 18, пористый капилляр 17 через патрубок 19 соединен с грушей 210, к корпусу электрода 15 присоединен кабель 21, а сам электрод закреплен экранированном основании блока электродов 6, который с помощью фиксатора 22 и эластичного жгута 23 закреплен на конечности пациента. The oscillating frequency generator 1 is connected to current electrodes 2,3 mounted on the shielded base of the electrode block 6, fixed with a latch 22 and an elastic cord 23 on the patient's limbs, and the measuring electrodes 4,5 are connected to the first and second inputs of the mixer 7, the output of which connected to the input of the filter 8, the output of which is connected to the input of the detector 9, the output of which through the amplifier 10 is connected to the first input of the recorder 11, to the second input of which the first output of the scan generator 12 is connected, and the second output is the generator sweep 12 is connected to the input of the local oscillator 13, the output of which is connected to the third input of the mixer 7, the third output of the sweep generator 12 is connected through the synchronizer 14 to the oscillating frequency generator 1. The electrodes 1,2,3,4 contain a housing 15 with a dielectric fixed to the measuring end cuff 16, the housing of the electrode 15 is filled with a porous capillary 17 and filled with electrolyte 18, the porous capillary 17 is connected through a pipe 19 to a bulb 210, a cable 21 is connected to the housing of the electrode 15, and the electrode itself is fixed to the shielded base of the electrode block ov 6, which with the help of the latch 22 and elastic cord 23 is fixed on the limbs of the patient.

Устройство работает следующим образом. После наложения экранированного основания блока электродов 6 с электродами 2,3,4,5 на автономную зону иннервации исследуемого периферического нерва и закрепления его с помощью фиксатора 22 и эластичного жгута 23, подают переменное напряжение от генератора качающейся частоты 1 на токовые электроды 2, 3 и снимают выходное значение напряжения с измерительных электродов 4,5 и подают на первый и второй входы смесителя 7, на третий вход которого подается напряжение переменной частоты от гетеродина 13, сигнал разностной частоты с выхода смесителя 7 получают на фильтре 8, выпрямляют на детекторе 9, усиливают усилителем 10 и подают на первый вход регистратора 11, на второй вход которого подают напряжение с первого выхода генератора развертки 12, с второго выхода которого напряжение подают на вход гетеродина 13, а напряжение с третьего выхода генератора развертки 12 через синхронизатор 14 подают на вход генератора качающейся частоты 1, таким образом осуществляют измерение электрокожной проводимости в заданном диапазоне частот, создаваемом генератором качающейся частоты, причем формирование частоты генератором качающейся частоты 1, разностной частоты смесителя 7 и временной координаты регистратора 11 синхронизируют при помощи генератора развертки 12. Это обеспечивает возможность контроля электрокожной проводимости по частоте, а также времени запаздывания в канале измерения. The device operates as follows. After applying the shielded base of the block of electrodes 6 with electrodes 2,3,4,5 to the autonomous zone of innervation of the studied peripheral nerve and fixing it using the clamp 22 and elastic cord 23, an alternating voltage is supplied from the oscillating frequency generator 1 to the current electrodes 2, 3 and take the output voltage value from the measuring electrodes 4,5 and apply to the first and second inputs of the mixer 7, the third input of which is supplied with a variable frequency voltage from the local oscillator 13, the difference frequency signal from the output of the mixer 7 floor they are read on the filter 8, rectified on the detector 9, amplified by an amplifier 10 and fed to the first input of the recorder 11, the second input of which supplies voltage from the first output of the sweep generator 12, from the second output of which voltage is applied to the input of the local oscillator 13, and voltage from the third output the sweep generator 12 through the synchronizer 14 is fed to the input of the oscillating frequency generator 1, thus measuring the electric skin conductivity in a given frequency range created by the oscillating frequency generator, and the formation of the hour frequencies by the oscillator of the oscillating frequency 1, the differential frequency of the mixer 7 and the time coordinate of the recorder 11 are synchronized using the sweep generator 12. This provides the ability to control the electrical conductivity in frequency, as well as the delay time in the measurement channel.

Для обеспечения надежного контакта между электродами и кожей пациента грушей 20 вытесняют воздух из корпуса электрода 15 через пористый капилляр 17, окунают свободный конец полого электрода в электролит, в качестве которого используют физиологический раствор, и через пористый капилляр 17 в полость электрода всасывается электролит, а перед установкой электрода на конечность пациента с помощью груши 20 вытесняют часть электролита до образования капли на контактной поверхности эластичной диэлектрической манжеты 16, после приложения электродов 2,3,4,5 к коже пациента груши отпускают, это обеспечивает присос электродов и надежный контакт с исследуемым участком кожи, что обеспечивает высокую точность измерений электрокожной проводимости. To ensure reliable contact between the electrodes and the patient’s skin, the pear 20 displaces the air from the electrode housing 15 through the porous capillary 17, dips the free end of the hollow electrode into the electrolyte, which is used as a physiological solution, and the electrolyte is sucked through the porous capillary 17 into the electrode cavity, and before by installing the electrode on the patient’s limb with the help of a pear 20, part of the electrolyte is displaced until a drop forms on the contact surface of the elastic dielectric cuff 16, after application of the electrode 2,3,4,5 to a patient's skin Pears released, it provides the suction cup electrodes and good contact with the test area of the skin, which ensures high measurement accuracy electrodermal conductivity.

Проведение измерений электрокожной проводимости на различных участках с использованием электродов, заполненных электролитов, позволяет: повысить точность измерения за счет исключения влияния электродных эффектов, получить показатели электрокожной проводимости на различных частотах, так как при низких частотах на электропроводность влияют не только поверхностные слои кожи но и подкожно-жировая клетчатка. Carrying out measurements of electric skin conductivity in various areas using electrodes filled with electrolytes allows you to: improve measurement accuracy by eliminating the effects of electrode effects, obtain indicators of electric skin conductivity at different frequencies, since at low frequencies, not only the surface layers of the skin but also subcutaneously affect the conductivity fatty tissue.

Claims

1. DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL CONDUCTIVITY, comprising two current electrodes connected to a generator, two measuring electrodes, a filter, a detector, amplifier and a recorder connected in series, characterized in that a mixer is inserted into it, connected between the measuring electrodes and the filter, the output of which is connected to the detector input, series-connected sweep generator and local oscillator, the output connected to the second input of the mixer, and a synchronizer, the output of which is connected to the generator input, ying a frequency sweep generator and input - with the second output of the sweep generator, the third output is connected to the second input of the recorder, constructed in the form of XY recorder.

2. The device according to claim 1, characterized in that the electrodes are made in the form of a hollow electrically conductive housing with an elastic dielectric cuff, inside of which there is a porous capillary filled with electrolyte, the capillary being connected through a pipe to the bulb, and the electrodes are mounted on a shielded base.