RU2116750C1

RU2116750C1 - Method and device for measuring electric skin resistance

Info

Publication number: RU2116750C1
Application number: RU96110131A
Authority: RU
Inventors: Ю.Г. Быстров; А.Л. Розанов; В.П. Злоказов; В.А. Загрядский; Д.Г. Соколов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Руссоком"
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1998-08-10

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: method involves placing contact electrodes on skin surface of the object under investigation and letting current of known properties pass between them. EFFECT: enhanced accuracy of measurements. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике, и может быть использовано для оценки состояния человека по электрофизическим параметрам поверхности кожи, в частности по состоянию акупунктурных точек и соответствующих им меридианов и корреспондирующих с ними органов. The invention relates to medicine, namely to medical equipment, and can be used to assess a person’s condition by the electrophysical parameters of the skin surface, in particular by the state of acupuncture points and their corresponding meridians and corresponding organs.

Известно устройство для определения активной составляющей электрического сопротивления кожи, а из описания работы этого устройства следует и способ [1]. A device for determining the active component of the electrical resistance of the skin, and from the description of the operation of this device follows the method [1].

Способ заключается в наложении электродов, пропускании между ними импульсов, одинаковых по амплитуде и длительности, и измерении напряжения между электродами. The method consists in applying electrodes, passing pulses between them of the same amplitude and duration, and measuring the voltage between the electrodes.

Устройство содержит первый и второй электроды, генератор импульсов, выпрямитель, блоки выборки-хранения и выходной измерительный блок. The device comprises first and second electrodes, a pulse generator, a rectifier, sampling-storage units and an output measuring unit.

Недостатком известных способа и устройства является невозможность обеспечения определенной точности в результате возникновения ответной физиологической реакции. A disadvantage of the known method and device is the inability to provide a certain accuracy as a result of physiological response.

Наиболее близким является способ измерения электрокожного сопротивления и устройство для его осуществления, включающие наложение электродов, пропускание между ними однонаправленных импульсов стабилизированного по амплитуде длительностью 200 - 380 мс, мощностью не более 0,13 мВт, плотностью не более 36,2 мкА/см², с интервалом следования импульсов не менее 1,2-1,32 с тока и измерение напряжения между электродами в интервале времени 200 - 380 мс от начала импульса [2].The closest is a method of measuring electric skin resistance and a device for its implementation, including applying electrodes, passing between them unidirectional pulses of amplitude-stabilized duration of 200 - 380 ms, a power of not more than 0.13 mW, a density of not more than 36.2 μA / cm ² , with a pulse repetition interval of at least 1.2-1.32 s of current and measuring the voltage between the electrodes in a time interval of 200 - 380 ms from the beginning of the pulse [2].

Устройство для измерения электрокожного сопротивления содержит первый и второй электроды, подключенные соответственно к входу и выходу стабилизатора тока, выход которого и второй электрод подключены одновременно к блоку индикации и к входу блока формирования импульса тока, выход которого соединен с первым электродом и входом стабилизатора тока [2]. A device for measuring electric skin resistance comprises first and second electrodes connected respectively to the input and output of the current stabilizer, the output of which and the second electrode are connected simultaneously to the display unit and to the input of the current pulse generating unit, the output of which is connected to the first electrode and the input of the current stabilizer [2 ].

Однако данное устройство не обеспечивает точность и повторяемость результатов измерения с использованием прямоугольных импульсов тока. Это вызывает возбуждение нервных окончаний и мышечных тканей биологического объекта, что приводит к нарушению функционального состояния объекта исследования и, как следствие, к снижению повторяемости результатов и точности измерения электрокожного сопротивления. However, this device does not provide accuracy and repeatability of the measurement results using rectangular current pulses. This causes excitation of the nerve endings and muscle tissue of the biological object, which leads to a violation of the functional state of the object of study and, as a result, to a decrease in the repeatability of the results and the accuracy of the measurement of electric skin resistance.

Техническим результатом изобретения является устранение возбуждающего влияния измерительного тока на нервную и мышечную ткань, сохранение функционального состояния объекта исследования, что в свою очередь позволит повысить точность и повторяемость результатов измерения. The technical result of the invention is to eliminate the exciting effect of the measuring current on the nervous and muscle tissue, maintaining the functional state of the object of study, which in turn will improve the accuracy and repeatability of the measurement results.

Для этого в способе измерения электрокожного сопротивления, включающем наложение электродов, пропускание между ними однонаправленных импульсов стабильного по амплитуде тока длительностью 200 - 380 мс, мощностью не более 0,13 мВт, плотностью не более 36,2 мкА/см², с интервалом следования импульсов не менее 1,2 - 1,32 с, однонаправленный импульс тока имеет отрицательную полярность в месте измерения, при этом крутизну фронта импульса плотности тока устанавливают не менее 0,7 мкА/см² • с, а крутизну спада импульса тока устанавливают не более 0,7 мкА/см² • с и измеряют напряжение между электродами в интервале времени 200 - 380 мс от начала импульса тока.To this end, in a method of measuring electric resistance, including applying electrodes, passing unidirectional pulses between them, a current amplitude stable in duration of 200 to 380 ms, power not more than 0.13 mW, density not more than 36.2 μA / cm ² , with a pulse repetition interval not less than 1.2 - 1.32 s, a unidirectional current pulse has a negative polarity at the measurement site, while the slope of the pulse edge of the current density is set to at least 0.7 μA / cm ² • s, and the slope of the current pulse is set to not more than 0 7 μA / cm ² • s and measure the voltage between the electrodes in the time interval 200 - 380 ms from the beginning of the current pulse.

Крутизну фронта импульса плотности тока не менее 0,7 мкА/см² • с выбирают исходя из условия аккомодационной способности нервной ткани. Из электрофизиологии тканей известно, что критический градиент тока зависит от постоянной времени мембраны и от воздействующего тока. Конкретные данные получены в результате экспериментальных исследований при чрескожном воздействии. Конкретные цифры крутизны спада импульса тока получены аналогично. Отрицательная полярность необходима для исключения поляризационных процессов, влияющих на результат.The steepness of the front of the pulse of a current density of at least 0.7 μA / cm ² • s is selected based on the conditions of accommodation capacity of the nervous tissue. From the electrophysiology of tissues, it is known that the critical current gradient depends on the membrane time constant and on the acting current. Specific data were obtained as a result of experimental studies with transdermal exposure. The specific digits of the slope of the current pulse are obtained similarly. Negative polarity is necessary to exclude polarization processes that affect the result.

В устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее первый и второй электроды, блок индикации, блок формирования импульса тока и стабилизатор тока, соединенный с первым и вторым электродами, введен блок формирования крутизны импульса тока, первый вход которого соединен с выходом блока формирования импульса тока, второй вход соединен с первым электродом и входом стабилизатора тока, а выход соединен с выходом стабилизатора тока, с вторым электродом, с блоком индикации и с входом блока формирования импульса тока. A device for measuring electric skin resistance, comprising the first and second electrodes, an indication unit, a current pulse generating unit and a current stabilizer connected to the first and second electrodes, introduces a current pulse slope forming unit, the first input of which is connected to the output of the current pulse generating unit, the second the input is connected to the first electrode and the input of the current stabilizer, and the output is connected to the output of the current stabilizer, with the second electrode, with the display unit and with the input of the current pulse generating unit.

На чертеже изображена блок-схема устройства. The drawing shows a block diagram of a device.

Устройство для измерения электрокожного сопротивления содержит первый 1 и второй 2 электроды, подключенные соответственно к входу и выходу стабилизатора 3 тока, выход которого и второй электрод 2 подключены одновременно к блоку 4 индикации, к входу блока 5 формирования импульса тока и к выходу блока 6 формирования крутизны импульса, выход блока 5 формирования импульса тока соединен с первым входом блока 6 формирования крутизны импульса тока, второй вход которого соединен одновременно с первым электродом 1 и входом стабилизатора 3 тока. The device for measuring electric skin resistance contains the first 1 and second 2 electrodes connected respectively to the input and output of the current stabilizer 3, the output of which and the second electrode 2 are connected simultaneously to the display unit 4, to the input of the current pulse generating unit 5 and to the output of the slope forming unit 6 pulse, the output of the current pulse generating unit 5 is connected to the first input of the current pulse slope forming unit 6, the second input of which is connected simultaneously with the first electrode 1 and the input of the current stabilizer 3.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Измерительные электроды 1 и 2 устанавливают и фиксируют на поверхности кожи биообъекта, после чего подключают электроды к источнику тока мощностью не более 0,13 мВт и пропускают между электродами однонаправленный стабилизированный по амплитуде импульс тока плотностью не более 36,2 мкА/см² с крутизной фронта импульса плотности тока не менее 0,7 мкА/см² и крутизной спада импульса тока не более 0,7 мкА/см² • с.Measuring electrodes 1 and 2 are installed and fixed on the surface of the skin of a biological object, then the electrodes are connected to a current source with a power of not more than 0.13 mW and a unidirectional amplitude-stabilized current pulse with a density of not more than 36.2 μA / cm ² with a front slope is passed between the electrodes a current density pulse of not less than 0.7 μA / cm ² and a slope of the current pulse of not more than 0.7 μA / cm ² • s.

Через 200 мс после подачи на биообъект измерительного импульса тока производят измерение напряжения между электродами и заканчивают измерение напряжения между электродами не позже 380 мс после подачи измерительного импульса тока. После окончания процесса измерения ток отключают. Следующий цикл измерения начинают не раньше, чем через 1,2 с после отключения измерительного импульса тока. 200 ms after applying a measuring current pulse to a biological object, the voltage between the electrodes is measured and the voltage measurement between the electrodes is completed no later than 380 ms after the current measuring pulse is applied. After the measurement process is completed, the current is turned off. The next measurement cycle begins no earlier than 1.2 s after the measuring current pulse is turned off.

Устройство работают следующим образом. The device operates as follows.

Первый 1 и второй 2 электроды устанавливают на теле пациента в месте измерения электрокожного сопротивления, включают блок 5 формирования импульса тока, который осуществляет формирование импульсов тока со следующими параметрами: длительностью 200 - 380 мс, мощностью не более 0,13 мВт, плотностью не более 36,2 мкА/см² • с, с интервалом следования импульсов не менее 1,2 - 1,32 с. Эти импульсы тока подаются на первый вход блока 6 формирования крутизны импульсов тока, содержащий апериодическое звено (инерционное звено), за счет чего происходит сглаживание ("завал") фронта и среза импульсов, причем пассивные параметры апериодического звена выбираются таким образом, чтобы обеспечить крутизну фронта импульса плотности тока не менее 0,7 мкА/см² • с, а крутизну спада импульса тока более 0,7 мкА/см² • с. Для реализации этой функции блок 6 формирования крутизны импульсов тока включен между первым 1 и вторым 2 электродами обратной связи стабилизатора 3 тока, который при подаче на его вход сформированного импульса тока на выходе формирует импульс напряжения, по амплитуде соответствующий величине электрокожного сопротивления между электродами 1 и 2.The first 1 and second 2 electrodes are installed on the patient’s body in the place of measuring electric skin resistance, include a current pulse generating unit 5, which generates current pulses with the following parameters: duration 200 - 380 ms, power no more than 0.13 mW, density no more than 36 , 2 μA / cm ² • s, with a pulse repetition interval of at least 1.2 - 1.32 s. These current pulses are fed to the first input of the current pulse slope forming unit 6, containing an aperiodic link (inertial link), due to which there is a smoothing ("blocking") of the front and the pulse cutoff, the passive parameters of the aperiodic link being selected so as to ensure the steepness of the front pulse current density of not less than 0.7 μA / cm ² • s, and the slope of the current pulse is more than 0.7 μA / cm ² • s. To implement this function, the unit 6 forming the slope of the current pulses is connected between the first 1 and second 2 electrodes of the feedback of the current stabilizer 3, which, when a generated current pulse is fed to its input, generates a voltage pulse, the amplitude corresponding to the value of the electrical skin resistance between electrodes 1 and 2 .

С выхода стабилизатора 3 тока этот сигнал поступает на блок 4 индикации, на цифровом дисплее которого устанавливается значение измеренного электрокожного сопротивления. From the output of the current stabilizer 3, this signal is fed to the display unit 4, on the digital display of which the value of the measured electric skin resistance is set.

Предлагаемый способ измерения электрокожного сопротивления и устройство для его осуществления позволяют сохранить морфологическую интактность, сохранить функциональное состояние объекта исследования и значительно повысить точность измерения электрокожного сопротивления и повторяемость результатов. The proposed method for measuring electric skin resistance and a device for its implementation can maintain morphological intactness, maintain the functional state of the object of study and significantly increase the accuracy of measuring electric skin resistance and the repeatability of the results.

Кроме того, значительно расширяются возможности применения способа и устройства в наиболее чувствительных зонах кожи с повышенной иннервацией, в точках акупунктуры, а также на слизистых оболочках тканей внутренних органов. In addition, the possibilities of applying the method and device in the most sensitive areas of the skin with increased innervation, at acupuncture points, as well as on the mucous membranes of the tissues of internal organs are greatly expanded.

Claims

1. A method for measuring electric skin resistance, including applying electrodes, passing unidirectional pulses between them of a current amplitude stable in duration of 200 - 380 ms, power not more than 0.13 mW, density not more than 36.2 μA / cm ² , with a pulse repetition interval not less than 1.2 - 1.32 s and measuring the voltage between the electrodes in a time interval of 200 - 380 ms from the beginning of the current pulse, characterized in that the unidirectional current pulse has a negative polarity at the measurement location, while the slope of the front of the current density pulse and set at least 0.7 μA / cm ² and the slope of the current pulse set no more than 0.7 μA / cm ² s.

2. Device for measuring electric resistance, containing the first and second electrodes, an indication unit, a pulse forming unit and a current stabilizer connected to the first and second electrodes, characterized in that a current pulse slope forming unit is introduced into it, the first input of which is connected to the output of the unit forming a current pulse, the second input is connected to the first electrode and the input of the current stabilizer, and the output is connected to the output of the current stabilizer, the second electrode, the indicating unit and the input of the pulse forming unit t ok.