RU2146877C1 - Device for measurement of electric resistance of skin - Google Patents
Device for measurement of electric resistance of skin Download PDFInfo
- Publication number
- RU2146877C1 RU2146877C1 RU97105652A RU97105652A RU2146877C1 RU 2146877 C1 RU2146877 C1 RU 2146877C1 RU 97105652 A RU97105652 A RU 97105652A RU 97105652 A RU97105652 A RU 97105652A RU 2146877 C1 RU2146877 C1 RU 2146877C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- electrode
- electrodes
- output
- additional
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для измерения электрических параметров кожного покрова в точках акупунктуры, используемых для диагностических исследований методами электропунктуры. The invention relates to medical equipment, and in particular to devices for measuring the electrical parameters of the skin at acupuncture points used for diagnostic studies by electro-puncture methods.
Известно устройство для обнаружения биологически активных точек по А.с. СССР N 228856, кл. A 51 B 10/00, 1963 г., содержащее щуп (измерительный электрод), пассивный (индифферентный) электрод, источник электропитания (управляемый источник напряжения) и индикатор (регистратор). A device for detecting biologically active points according to A.S. USSR N 228856, class A 51 B 10/00, 1963, containing a probe (measuring electrode), passive (indifferent) electrode, power supply (controlled voltage source) and indicator (recorder).
В известном устройстве измерение электрокожного сопротивления ЭКС точки акупунктуры ТА осуществляется на основе метода "вольтметра-амперметра" по значению измерительного тока, пропускаемого между измерительным и индифферентным электродами при приложении между ними заданного измерительного напряжения. При этом устройством осуществляется измерение суммарного сопротивления кожного покрова в зонах расположения измерительного и индифферентного электродов, а ЭКС индифферентной зоны определяет погрешности измерения ЭКС ТА. Кроме этого, на регистрируемое значение ЭКС ТА оказывает влияние сопротивления контактов измерительного и индифферентного электродов, которые могут изменяться в зависимости от силы прижатия электродов и изменения состояния кожного покрова, что дополнительно приводит к погрешностям измерения ЭКС ТА. In the known device, the measurement of the electric skin resistance of the ECS of the TA acupuncture point is carried out on the basis of the "voltmeter-ammeter" method by the value of the measuring current passed between the measuring and indifferent electrodes when a predetermined measuring voltage is applied between them. In this case, the device measures the total resistance of the skin in the areas where the measuring and indifferent electrodes are located, and the EKS of the indifferent zone determines the measurement errors of the EKS TA. In addition, the registered value of the pads EXT is influenced by the resistance of the contacts of the measuring and indifferent electrodes, which can vary depending on the pressing force of the electrodes and the change in the condition of the skin, which additionally leads to errors in the measurement of the pads.
Таким образом, основным недостатком известного устройства-аналога является низкая точность измерения. Thus, the main disadvantage of the known analog device is the low measurement accuracy.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является устройство для поиска точек акупунктуры по А. с. СССР N 1060185, кл. A 61 H 39/02, заявл. 11.08.82 г., опубл. 15.12.83 г., содержащее усилитель, к первому входу которого подключен измерительной электрод и первый выход управляемого резистора, вход которого соединен с выходом блока согласования, первый индифферентный электрод, подключенный ко входу повторителя напряжений, второй индифферентный электрод, соединенный с общей шиной, повторитель напряжения, вход которого соединен с первым пассивным электродом, первый электронный ключ, первый выход которого соединен с выходом повторителя напряжения и вторым входом усилителя, а второй выход - со вторым выходом управляемого резистора, второй усилитель, первый и второй регистраторы, последовательно соединенные второй электронный ключ, третий усилитель, первый блок памяти, компаратор, третий электронный ключ и второй блок памяти, а также мультивибратор, две схемы совпадений и триггер, вход которого подключен к выходу мультивибратора и первым входам схем совпадений, первый выход которого соединен со входом первого электронного ключа и вторым входом второй схемы совпадения, а второй выход - со вторым входом первой схемы совпадения, выход которой подключен ко входу второго электронного ключа, выход усилителя соединен с выходом второго электронного ключа и через второй усилитель - со вторым входом компаратора, выход второго блока памяти соединен со входом блока согласования и вторым регистратором, выход второй схемы совпадения соединен со входом третьего электронного ключа, а первый регистратор - с выходом первого блока памяти. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed technical solution is a device for searching acupuncture points by A. s. USSR N 1060185, class A 61 H 39/02, claimed 08/11/82, publ. 12.15.83, containing an amplifier, to the first input of which a measuring electrode is connected and the first output of a controlled resistor, the input of which is connected to the output of the matching unit, the first indifferent electrode connected to the input of the voltage follower, the second indifferent electrode connected to the common bus, the repeater voltage, the input of which is connected to the first passive electrode, the first electronic switch, the first output of which is connected to the output of the voltage follower and the second input of the amplifier, and the second output to the second a controlled resistor, a second amplifier, a first and a second recorder, a second electronic key, a third amplifier, a first memory block, a comparator, a third electronic key and a second memory block, as well as a multivibrator, two matching circuits and a trigger whose input is connected to the output multivibrator and the first inputs of the matching circuits, the first output of which is connected to the input of the first electronic key and the second input of the second matching circuit, and the second output is to the second input of the first matching circuit, the output of which the swarm is connected to the input of the second electronic key, the output of the amplifier is connected to the output of the second electronic key and through the second amplifier to the second input of the comparator, the output of the second memory unit is connected to the input of the matching unit and the second recorder, the output of the second matching circuit is connected to the input of the third electronic key, and the first recorder - with the output of the first memory block.
Названное устройство выбрано в качестве прототипа заявленного устройства как совпадающее с ним по максимальному числу признаков. The named device is selected as a prototype of the claimed device as matching with it according to the maximum number of features.
В устройстве-прототипе за счет использования второго индифферентного электрода обеспечивается исключение из результата измерения ЭКС индифферентной зоны, что повышает точность измерения за счет исключения погрешностей от составляющей ЭКС индифферентной зоны и сопротивления контакта индифферентного электрода. В то же время в устройстве-прототипе на регистрируемое значение ЭКС оказывает влияние сопротивление контакта измерительного электрода, которое в значительной степени зависит от силы его прижатия к кожной поверхности и состояния кожной поверхности в измерительной зоне. В результате этого при использовании устройства-прототипа возможны значительные погрешности измерения ЭКС ТА. In the prototype device through the use of the second indifferent electrode, the exclusion of the indifferent zone from the measurement result of the ECS is ensured, which increases the accuracy of the measurement by eliminating errors from the component of the ECS of the indifferent zone and the contact resistance of the indifferent electrode. At the same time, in the prototype device, the recorded value of the ECS is affected by the contact resistance of the measuring electrode, which largely depends on the strength of its pressing against the skin surface and the state of the skin surface in the measuring zone. As a result of this, when using the prototype device, significant errors in measuring EX-TA are possible.
Для уменьшения влияния на погрешность измерения ЭКС ТА сопротивления контакта измерительного электрода при изменении силы его прижатия к кожной поверхности в известных устройствах применяются специальные силонормирующие датчиковые системы, обеспечивающие стабилизацию силы прижатия измерительного электрода к кожной поверхности и измерения ЭКС при нормируемом значении этой силы. Так в приборах Р. Фоля (см. Voll. R. Arbeitsrichlinien fur die Elektroakupunktur. - Hambung, Blume, 1963) измерение ЭКС проводят при силе прижатия измерительного электрода равной 5-6 H. Однако стабилизация силы прижатия измерительного электрода к кожной поверхности и нормирование ее значения не обеспечивают в достаточной мере исключение влияния на результат измерения ЭКС ТА сопротивления контакта измерительного электрода за счет изменения состояния кожной поверхности, возможных наклонов измерительного электрода и других факторов, что определяет погрешности измерения ЭКС. To reduce the influence on the measurement error of the EKS TA of the contact resistance of the measuring electrode when the force of its pressing against the skin surface changes in known devices, special load-sensing sensor systems are used that provide stabilization of the pressing force of the measuring electrode to the skin surface and measure the EKS at the normalized value of this force. So in R. Foll’s devices (see Voll. R. Arbeitsrichlinien fur die Elektroakupunktur. - Hambung, Blume, 1963), the measurement of ECS is carried out with a pressing force of the measuring electrode equal to 5-6 H. However, stabilization of the pressing force of the measuring electrode to the skin surface and normalization its values do not sufficiently ensure that the resistance to the contact of the measuring electrode is affected by the change in the state of the skin surface, possible inclinations of the measuring electrode, and other factors, which determines the measurement error of EC .
Таким образом, недостатки известных устройств определяются низкой точностью измерения. Thus, the disadvantages of the known devices are determined by low measurement accuracy.
Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков. The aim of the invention is to remedy these shortcomings.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее измерительный и два индифферентных электрода, дифференциальный усилитель и регистратор, введен второй дифференциальный усилитель, входы которого раздельно подключены к измерительному электроду и первому выходу источника напряжения, а выход - к дополнительному электроду, второй выход источника напряжения подключен к первому входу первого дифференциального усилителя и общей шине устройства, второй вход которого соединен с первым индифферентным электродом, а выход - с первым входом преобразователя "ток-напряжение", второй вход преобразователя "ток-напряжение" соединен с вторым индифферентным электродом, а выход - с регистратором, измерительный и дополнительный электроды выполнены в виде коаксиальной пары с центральным измерительным электродом, при этом расстояние h между измерительным и дополнительным электродами выбирается из условия:
где d - диаметр измерительного электрода; H - минимальная толщина рогового слоя эпидермиса исследуемой зоны кожного покрова.This goal is achieved by the fact that a second differential amplifier is introduced into the device for measuring electric skin resistance, containing a measuring and two indifferent electrodes, a differential amplifier and a recorder, the inputs of which are separately connected to the measuring electrode and the first output of the voltage source, and the output to the additional electrode, the second output of the voltage source is connected to the first input of the first differential amplifier and the common bus of the device, the second input of which is connected to the first m is an indifferent electrode, and the output is with the first input of the current-voltage transducer, the second input of the current-voltage transducer is connected to the second indifferent electrode, and the output is with the recorder, the measuring and additional electrodes are made in the form of a coaxial pair with a central measuring electrode , the distance h between the measuring and additional electrodes is selected from the condition:
where d is the diameter of the measuring electrode; H is the minimum thickness of the stratum corneum of the epidermis of the studied area of the skin.
При таком выполнении устройства для измерения электрокожного сопротивления за счет введения дополнительного электрода и второго дифференциального усилителя обеспечивается постоянное падение напряжения на ЭКС ТА при изменении сопротивления контакта измерительного и дополнительного электродов, что позволяет исключить влияние сопротивлений контактов на регистрируемое ЭКС ТА, а следовательно, повысить точность измерения информативного сопротивления ТА. Кроме того, подключение объединенных второго выхода источника напряжения и первого входа первого дифференциального усилителя к общей шине устройства обеспечивает исключение влияния внешних наводок электрических сигналов на объект исследований, т.к. потенциал внутренних тканей будет определяться потенциалом общего провода устройства, который при измерениях может быть заземлен, что дополнительно повышает точность измерения ЭКС ТА. With this embodiment of the device for measuring electric skin resistance, by introducing an additional electrode and a second differential amplifier, a constant voltage drop on the EX-TA is ensured when the contact resistance of the measuring and additional electrodes changes, which eliminates the influence of the contact resistances on the registered EX-TA, and, therefore, improves the measurement accuracy informative resistance TA. In addition, connecting the combined second output of the voltage source and the first input of the first differential amplifier to the common bus of the device eliminates the influence of external pickups of electrical signals on the object of study, because the potential of internal tissues will be determined by the potential of the device’s common wire, which during measurements can be grounded, which further increases the accuracy of measuring the EX-TA.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - разрез используемого в устройстве датчика с измерительным и дополнительным электродами, на фиг. 3 - расположение датчика на кожной поверхности с указанием направлений растекания измерительного тока. The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device, in FIG. 2 is a sectional view of a sensor used in the device with measuring and additional electrodes; FIG. 3 - the location of the sensor on the skin surface, indicating the directions of spreading of the measuring current.
Устройство содержит объект исследований 1 (участок кожного покрова), четыре электрода: дополнительный 2, измерительный 3 и индифферентные 4, 5, преобразователь "ток-напряжение" 6, первый 7 и второй 9 дифференциальные усилители, регистратор 8 и источник 10 напряжения. Электроды 2-5 подключены к исследуемому кожному покрову, схема замещения которого представлена в виде узла 1 на основе модели Филиппсона без учета ввиду малого значения сопротивления подкожных тканей и электрокожных потенциалов (см. Macs Phillippe. Изучение импеданса кожи человека для низкочастотных токов. - These. dat. Ing. Univ. Nancy, 1973. - 96 p.), включающего в себя электрокожные сопротивления Zx, Z1 и Z2 в точках расположения электродов 3 - 5, и сопротивления контакта электродов ZK1 - ZK4 в точках расположения электродов 2 - 5 соответственно. Настоящая схема замещения справедлива при условии минимального расстояния между точками A1, A2 и удалении точек A3, A4 от точек A1, A2 на расстояние, значительно превышающее толщину H рогового слоя эпидермиса кожного покрова исследуемой зоны (см. Селезнев А.Т. Влияние составляющей поверхностного тока на погрешность измерения электрокожного сопротивления. /Воронеж. Гос. пед. ун-т. - Воронеж, 1996. - 8 с. рук. Деп. В ВИНИТИ 16.04.96, N 1234 - В96).The device contains a research object 1 (skin site), four electrodes: additional 2, measuring 3 and indifferent 4, 5, a current-voltage converter 6, the first 7 and second 9 differential amplifiers, a recorder 8 and a voltage source 10. Electrodes 2-5 are connected to the studied skin, the equivalent circuit of which is presented in the form of a
Первый электрод 2 (дополнительный) подключен к выходу второго дифференциального усилителя 7, входы которого раздельно подключены к измерительному электроду 3 и первому выходу источника 10 напряжения, второй выход источника напряжения 10 подключен к первому неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя 9 и общей шине устройства, второй (инвертирующий) вход которого соединен с первым индифферентным электродом 4, а выход - с первым входом преобразователя 6 "ток-напряжение", второй вход преобразователя 6 "ток-напряжение" соединен с вторым индифферентным электродом 5, а выход - с регистратором 8. The first electrode 2 (optional) is connected to the output of the second differential amplifier 7, the inputs of which are separately connected to the
Преобразователь 6 "ток - напряжение" предназначен для выработки напряжения, пропорционального протекающему току в цепи между выходом дифференциального усилителя 9 и вторым индифферентным электродом 5. Он выполнен на прецизионном резисторе и масштабном усилителе на микросхеме КР140УД1208. The current-voltage converter 6 is designed to generate a voltage proportional to the flowing current in the circuit between the output of the differential amplifier 9 and the second indifferent electrode 5. It is made on a precision resistor and a large-scale amplifier on the KR140UD1208 chip.
Дифференциальный усилитель 7 предназначен для поддержания равенства потенциалов измерительного электрода 3 и первого выхода источника 10 напряжения. Дифференциальный усилитель 7 выполнен на трех микросхемах типа КР140УД1208 в виде усилителя с высоким входным сопротивлением (RBX > 100 МОм).Differential amplifier 7 is designed to maintain equal potentials of the measuring
Регистратор 8 предназначен для регистрации выходного напряжения преобразователя 6 "ток - напряжение", пропорционального электрокожной проводимости, или электрокожному сопротивлению ТА. Регистратор 8 представляет собой милливольтметр постоянного или переменного тока в зависимости от используемого при реализации устройства режима измерения (на постоянном или переменном токе). The registrar 8 is designed to register the output voltage of the Converter 6 "current-voltage", proportional to the electrical conductivity, or the electrical resistance of the TA. The recorder 8 is a millivoltmeter of direct or alternating current, depending on the measurement mode used in the implementation of the device (direct or alternating current).
Дифференциальный усилитель 9 предназначен для поддержания равенства потенциалов первого индифферентного электрода 4 и второго выхода источника 10 напряжения. Дифференциальный усилитель 9 выполнен аналогично дифференциальному усилителю 7. Differential amplifier 9 is designed to maintain equal potentials of the first indifferent electrode 4 and the second output of the voltage source 10. Differential amplifier 9 is made similar to differential amplifier 7.
Источник 10 напряжения предназначен для выработки измерительного напряжения, подаваемого на неинвертирующие входы дифферецниальных усилителей 7, 9. В качестве источника напряжения 10 при реализации устройства для режима измерения на постоянном (гальваническом) токе можно использовать батарею типа "Корунд" или стабилизатор напряжения. При реализации режимов измерений на переменном измерительном токе в качестве источника 10 напряжения необходимо использовать соответствующий генератор напряжения. The voltage source 10 is designed to generate a measuring voltage supplied to the non-inverting inputs of the differential amplifiers 7, 9. As a voltage source 10, when implementing the device for the measurement mode at constant (galvanic) current, you can use the battery type "Corundum" or voltage regulator. When implementing measurement modes on an alternating measuring current, a corresponding voltage generator must be used as a voltage source 10.
Дополнительный 2 и измерительный 3 электроды (фиг. 2) представляют собой коаксиальную пару и выполнены в виде эквивалентного измерительного электрода со сферической контактной поверхностью, аналогичного измерительного электродам, используемым в известных устройствах для измерения ЭКС ТА. При реализации устройства все электроды изготавливались из нержавеющей стали, внешней диаметр D дополнительного электрода был выбран D=3 мм, диаметр измерительного электрода 3 составлял d=0,5 мм, а расстояние между дополнительным 2 и измерительным 3 электродами h=0,05 мм. Additional 2 and measuring 3 electrodes (Fig. 2) are a coaxial pair and are made in the form of an equivalent measuring electrode with a spherical contact surface, similar to the measuring electrodes used in known devices for measuring ECS TA. When implementing the device, all the electrodes were made of stainless steel, the outer diameter D of the additional electrode was chosen D = 3 mm, the diameter of the
Устройство для измерения электрокожного сопротивления работает следующим образом. A device for measuring electric resistance is as follows.
Индифферентные электроды 3, 4 фиксируются в индифферентной области кожного покрова 1, а датчик устройства с дополнительным 2 и измерительным 3 электродами прижимается контактной поверхностью электродов к кожному покрову в исследуемой зоне точки акупунктуры. При этом в электрической цепи между дополнительным 2 (точка A1) и вторым индифферентным 5 (точка A4) электродами будет протекать некоторый измерительный ток I. Этот ток будет проходить через сопротивление контакта ZK1 дополнительного электрода 2, информативное ЭКС ТА ZX, ЭКС индифферентной зоны Z2 в точке A4 расположения второго индифферентного электрода 5.The
Для подтверждения отмеченного на фиг. 3 показано расположение датчика с дополнительным 2 и измерительным 3 электродами на кожной поверхности, условно изображенной в виде высокоомного рогового слоя 11 эпидермиса толщиной H и низкоомных внутренних тканей 12. Здесь в виде пунктирных линий условно показано растекание измерительного тока под электродами. Как показывает фиг. 3, измерительный ток проходит через тонкий роговой слой 11, частично замыкаясь через область рогового слоя в зоне расположения измерительного электрода 3. При этом с некоторыми допущениями можно считать, что потенциал измерительного электрода 3 будет определяться падением напряжения на участке рогового слоя под измерительным электродом 3 от измерительного тока, замыкаемого из зоны расположения дополнительного электрода 2 по поверхностной части рогового слоя 11 эпидермиса на ЭКС ТА ZX. Справедливость такого предположения наиболее вероятна при выборе измерительного электрода 3 с минимальным (технологически реализуемым при изготовлении датчика) диаметром d и расстоянием h между измерительным 3 и дополнительным 2 электродами.To confirm what is noted in FIG. Figure 3 shows the location of the sensor with an additional 2 and measuring 3 electrodes on the skin surface, conventionally depicted as a high-resistance stratum corneum 11 of the epidermis with a thickness H and low-resistance
Значение измерительного тока I в цепи между точками A1, A4 будет определяться разностью потенциалов U этих точек и суммарным сопротивлением Z цепи, состоящей из последовательно включенных сопротивлений ZK1, ZX, Z2, ZK4 (здесь ZK1 включает сопротивление контакта дополнительного электрода 2 и сопротивление рогового слоя 11 на участке между дополнительным 2 и измерительным 3 электродами):
I = U/(ZK1 + ZX + Z2 + ZK4) (1)
Поскольку при использовании дифференциальных усилителей 7, 9 с высоким входным сопротивлением значениями электрических токов в цепях измерительного электрода 3 и первого индифферентного электрода 4 можно пренебречь, то потенциал точки A2 будет определяться потенциалом точки соединения ЭКС ТА ZX и сопротивлений контактов ZK1, ZK2, а потенциал точки A4 - потенциалом общей точки соединений сопротивлений ZX, Z1, Z2 (сопротивлением внутренних тканей ввиду его малого значения при анализе пренебрегаем). Т.к. у дифференциальных усилителей потенциалы входов (инвертирующего и неинвертирующего) практически равны между собой, то в устройстве разность потенциалов между точками A2-A4, а следовательно, и между клеммами ЭКС ТА ZX будет определяться напряжением E источника 10 напряжения. При этом в соответствии с (1) измерительный ток I будет равен:
I = E/ZX. (2)
Измерительный ток I замыкается на выход дифференциального усилителя 9 через преобразователь 6 "ток-напряжение", на выходе которого формируется выходное напряжение Uвых, пропорциональное с коэффициентом передачи преобразователя "ток-напряжение" K измерительному току I:
Uвых = K I = KE/ZX. (3)
По значению напряжения Uвых с помощью регистратора 8 в устройстве будет осуществляться регистрация измеряемого ЭКС ТА ZX.The value of the measuring current I in the circuit between points A 1 , A 4 will be determined by the potential difference U of these points and the total resistance Z of the circuit, consisting of series-connected resistances Z K1 , Z X , Z 2 , Z K4 (here Z K1 includes the contact resistance of the
I = U / (Z K1 + Z X + Z 2 + Z K4 ) (1)
Since when using differential amplifiers 7, 9 with a high input impedance, the values of electric currents in the circuits of the
I = E / Z X. (2)
The measuring current I is closed to the output of the differential amplifier 9 through the current-voltage converter 6, the output of which forms the output voltage U o proportional to the transfer coefficient of the current-voltage converter K to the measuring current I:
U o = KI = KE / Z X. (3)
By the value of the voltage U o with the help of the recorder 8 in the device will be recorded measured EX-TA TA Z X.
Как показывает выражение (3), регистрируемое устройством ЭКС ТА не зависит как от сопротивлений контактов измерительного, дополнительного и индифферентных электродов, так и от ЭКС индифферентных зон, что обеспечивает высокую точность измерений при использовании предлагаемого устройства. As expression (3) shows, the EX-TA recorded by the device does not depend on the contact resistances of the measuring, additional and indifferent electrodes, or on the EX-indices of the indifferent zones, which ensures high measurement accuracy when using the proposed device.
Выполнение принятых выше условий, определяющих работоспособность заявляемого устройства, обеспечивается при выборе определенных соотношений между размерами используемых дополнительного 2 и измерительного 3 электродов. Для вывода этих соотношений будем считать, что потенциал точки соединения сопротивлений ZX, ZK1, ZK2, равный потенциалу точек кожной поверхности A2 под краем измерительного электрода 3, определяется падением напряжения от поверхностного тока, проходящего в пределах толщины ΔH рогового слоя 11 эпидермиса в горизонтальном направлении (фиг. 3) между дополнительным 2 и измерительным 3 электродами и замыкаемым в вертикальном направлении через роговой слой 11 эпидермиса под краем измерительного электрода, т.е. падением напряжения в последовательной цепи, состоящей из поверхностного сопротивления ZП и ЭКС ТА ZX. Для этого случая за поверхностное сопротивление ZП примем сопротивление рогового слоя в радиальном направлении от центра измерительного электрода 3 в пределах кольца поверхностного слоя высотой ΔH со средним диаметром (d+h) и толщиной h (в пределах зоны кожной поверхности между дополнительным 2 и измерительным 3 электродами), а за ЭКС ТА ZX - сопротивление кожной поверхности в вертикальном направлении в виде кольца с наружным диаметром d, внутренним диаметром (d - 2H) и толщиной ΔH. Роговой слой 11 в пределах исследуемой зоны будем считать электрически однородным с удельным сопротивлением ρ.
С учетом отмеченного поверхностное ZП сопротивление и ЭКС ТА ZX можно представить в виде:
Zп= ρh/π(d+h)ΔH; (4)
Zx= ρH[πd2/4-π(d-2ΔH)2/4].(5)
где π(d+h)ΔH/ - площадь поперечного сечения кольца, определяющая поверхностное сопротивление ZП (ΔH - высота кольца; π(d+h) - средняя длина образующей кольца; h - толщина кольца); [π2d/4-π(d-2ΔH)2/4] - площадь кольца, определяющего сопротивление ZX; H - толщина рогового слоя эпидермиса - высота кольца сопротивления ZX.The fulfillment of the above conditions that determine the operability of the inventive device is ensured by selecting certain ratios between the sizes of the additional 2 and measuring 3 electrodes used. To derive these relations, we assume that the potential of the connection point of the resistances Z X , Z K1 , Z K2 , equal to the potential of the points of the skin surface A 2 under the edge of the measuring
Given the above, surface Z P resistance and ECS TA Z X can be represented as:
Z p = ρh / π (d + h) ΔH; (4)
Z x = ρH [πd 2 /4-π (d-2ΔH) 2 /4.06.2012.(5)
where π (d + h) ΔH / is the cross-sectional area of the ring that determines the surface resistance Z P (ΔH is the height of the ring; π (d + h) is the average length of the generatrix of the ring; h is the thickness of the ring); [π 2 d / 4-π (d-2ΔH) 2/4] - ring area, which determines the resistance Z X; H - the thickness of the stratum corneum of the epidermis - the height of the resistance ring Z X.
Чтобы потенциал точки соединения сопротивлений ZX, ZK1, ZK2 максимально приближался к потенциалу точки A1, необходимо обеспечить выполнение условия:
ZП < ZX. (6)
Поставляя выражения (4), (5) в (6), получим.To the potential of the connection point of the resistances Z X , Z K1 , Z K2 as close as possible to the potential of the point A 1 , it is necessary to ensure that the following conditions are met:
Z P <Z X. (6)
Putting expressions (4), (5) in (6), we obtain.
ρh/π(d+h)ΔH<ρH[πd2/4-π(d-2ΔH)2/4].
Преобразуем полученное выражение.ρh / π (d + h) ΔH <ρH [πd 2/4-π (d-2ΔH) 2/4].
Convert the resulting expression.
ρh/π(d+h)ΔH<ρH/[πd2/4-πd2/4+πdΔH-πΔH2].
Пренебрегая небольшим значением πΔΗ2, получим:
Выражение (7) определяет условия реализуемости принятых выше допущений и может быть использовано для выбора диаметра d измерительного электрода 3 и расстояния h между измерительным 3 и дополнительным электродами при практической реализации устройства.ρh / π (d + h) ΔH <ρH / [πd 2/4-πd 2/4 + πdΔH-πΔH 2].
Neglecting the small value of πΔΗ 2 , we obtain:
Expression (7) determines the feasibility conditions of the above assumptions and can be used to select the diameter d of the measuring
Диаметром d целесообразно выбирать минимальным из условия возможности изготовления датчика устройства. Используя значения толщины H рогового слоя 11 эпидермиса, которая составляет для разных пациентов и разных зон кожной поверхности 0,02 - 0,6 мм (см. Слынько П.П. Основы низкочастотной кондуктометрии в биологии. - М.: Наука, 1972. - 131 с.), по выбранному значению d в соответствии с выражением (7) можно рассчитать значение h. Внешний диаметр дополнительного электрода D выбирается в соответствии с диаметром измерительных электродов, используемых в известных приборах для электропунктурных диагностических систем (например, D = 3 мм). The diameter d, it is advisable to choose the minimum condition for the manufacture of the sensor device. Using the values of the thickness H of the stratum corneum 11 of the epidermis, which is 0.02 - 0.6 mm for different patients and different areas of the skin surface (see Slynko P.P. Fundamentals of low-frequency conductometry in biology. - M .: Nauka, 1972. - 131 s.), From the selected value of d in accordance with expression (7), we can calculate the value of h. The outer diameter of the additional electrode D is selected in accordance with the diameter of the measuring electrodes used in known devices for electropuncture diagnostic systems (for example, D = 3 mm).
При выборе d = 0,5 мм, H = 0,05 мм значение h < 0,056 мм. На практике получение такого значения h достаточно затруднительно и поэтому его можно выбирать в соотвествии с минимальным предельно технологически достижимым значением. При этом будет изменяться относительное изменение потенциала в точке A1 по отношению к точке A2. А т.к. в устройстве потенциал точки A2 определяется потенциалом первого выхода источника напряжения 10, то увеличение значения h в небольших пределах относительно рекомендуемого значения практически не будет сказываться на работе устройства.When choosing d = 0.5 mm, H = 0.05 mm, the value of h <0.056 mm. In practice, obtaining such a value of h is rather difficult and therefore it can be chosen in accordance with the minimum maximum technologically achievable value. In this case, the relative change in potential at point A 1 with respect to point A 2 will change. And since in the device, the potential of point A 2 is determined by the potential of the first output of the voltage source 10, then an increase in the value of h within small limits relative to the recommended value will practically not affect the operation of the device.
Таким образом предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности измерения ЭКС ТА за счет уменьшения влияния сопротивлений контакта измерительного электрода. При этом обеспечивается снижение требований к условиям прижатия измерительного электрода, что дополнительно упрощает использование устройства для измерения электрокожного сопротивления в широкой сети лечебно-профилактических учреждений. Thus, the proposed device provides an increase in the accuracy of measuring EX-TA by reducing the influence of contact resistances of the measuring electrode. At the same time, the requirements for the conditions of pressing the measuring electrode are reduced, which further simplifies the use of the device for measuring electric skin resistance in a wide network of medical institutions.
Устройство может быть использовано для совершенствования известных специализированных приборов, используемых при диагностических электропунктурных исследованиях, например широко применяемых в настоящее время приборов Р. Фоля. The device can be used to improve the well-known specialized devices used in diagnostic electropuncture studies, for example, the widely used R. Fole devices.
Claims (1)
где d - диаметр измерительного электрода;
H - минимальная толщина рогового слоя эпидермиса исследуемой зоны кожного покрова.A device for measuring electric skin resistance, comprising a measuring and two indifferent electrodes, a differential amplifier and a recorder, characterized in that an additional electrode and a second differential amplifier are introduced into the device, the inputs of which are separately connected to the measuring electrode and the first output of the voltage source, and the output to the additional to the electrode, the second output of the voltage source is connected to the common bus of the device and the first input of the first differential amplifier, the second input is a cat it is connected to the first indifferent electrode, and the output is connected to the first input of the current-voltage converter, the second input of the current-voltage converter is connected to the second indifferent electrode, and the output to the recorder, while the measuring and additional electrodes are made in the form of a coaxial pair with a central measuring an electrode, while the distance between the measuring and additional electrodes h is selected from the condition
where d is the diameter of the measuring electrode;
H is the minimum thickness of the stratum corneum of the epidermis of the studied area of the skin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97105652A RU2146877C1 (en) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | Device for measurement of electric resistance of skin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97105652A RU2146877C1 (en) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | Device for measurement of electric resistance of skin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97105652A RU97105652A (en) | 1999-08-27 |
| RU2146877C1 true RU2146877C1 (en) | 2000-03-27 |
Family
ID=20191773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97105652A RU2146877C1 (en) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | Device for measurement of electric resistance of skin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2146877C1 (en) |
-
1997
- 1997-04-09 RU RU97105652A patent/RU2146877C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3907353B2 (en) | Bioimpedance measurement device | |
| US9615767B2 (en) | Fluid level indicator determination | |
| US10694970B2 (en) | Signal process system and method for the same and biological resistance detection device and element | |
| JP5755234B2 (en) | Apparatus and system for patient-electrode measurement | |
| EP1658809A1 (en) | Measuring device and measuring method | |
| US3784908A (en) | Electrical conductivity measurement method and apparatus | |
| Pei et al. | Flexible wireless skin impedance sensing system for wound healing assessment | |
| JPH073444B2 (en) | Conductivity measuring device | |
| CN104955386B (en) | The non-invasive measurement of tissue temperature based on impedance measurement | |
| Gunnarsson et al. | Three-lead in vivo measurement method for determining the skin-electrode impedance of textile electrodes: A fast, accurate and easy-to-use measurement method suitable for characterization of textile electrodes | |
| RU2146877C1 (en) | Device for measurement of electric resistance of skin | |
| Paulson et al. | A probe for organ impedance measurement | |
| Kumar et al. | An experimental validation of bio-impedance technique for medical & non-medical application | |
| US3604411A (en) | Electroencephalograph having meter probe movable in a calvarium-shaped liquid filled tank and method of use | |
| Littwitz et al. | Cell constant of the tetrapolar conductivity cell | |
| US6650933B1 (en) | Method for the express diagnosis of the physiological condition of a biological object and device for realizing the same | |
| RU212641U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE ELECTRICAL CONDUCTIVITY OF THE SKIN | |
| RU2268644C2 (en) | Method of measurement of electric-skin resistance of acupuncture points, device and method for the realization of the methods (versions) | |
| JP2001104274A (en) | Electrode for biological impedance measurement equipment | |
| RU2082315C1 (en) | Device for setting diagnosis based on biologically active points state | |
| Marszałek et al. | Investigations of real conditions properties of the biomedical electrodes with integrated electrode contact quality monitoring system for recording electrocardiographic signals | |
| Gómez et al. | Instrumentation system for in vivo organ studies | |
| US20040254436A1 (en) | Automatic continuous measuring device for ventricle volume | |
| Broeders | Jack of all trades in impedance measurement | |
| RU2195867C1 (en) | Device for measurement of electrodermal resistance |