RU2387372C1

RU2387372C1 - System of biotissues diagnostics

Info

Publication number: RU2387372C1
Application number: RU2008139364/14A
Authority: RU
Inventors: Кирилл Дмитриевич Белик (RU); Кирилл Дмитриевич Белик; Дмитрий Васильевич Белик (RU); Дмитрий Васильевич Белик
Original assignee: Кирилл Дмитриевич Белик; Дмитрий Васильевич Белик
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-04-27

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medical equipment. System contains: control unit, forming driving signals, setting values of medium power, carrier frequency, value of change of amplitude modulation of outlet signal of high-frequency generator, and driving signal, setting states of switches, switching system from diagnostics mode into therapy mode; high-frequency generator, forming outlet signal with carrier frequency 14 MHz-42 MHz, with amplitude modulation frequency which is changed at set value within the range 0.5 kHz-2000 kHz, and power 5 W - 100 W; two current sensors, voltage sensor; calculation unit, calculating biotissue impedance and difference of phases between voltage and current; impedance and phase subtracter; register memory; impedance parametre calculator; comparison unit; read-only storage; computer; two pairs of electrodes installed without contact with biotissue, first pair electrodes - at distance not more than three centimetres from biotissue surface, and second pair electrodes - at distance more than three centimetres from biotissue surface and at distance from each other equal to sum of distances from each first pair electrode to biotissue surface, with possibility to eliminate interaction of first pair electrodes with each other and with second pair electrodes. For switching to surgical or therapeutic systems, system of biotissue diagnostics contains digital channel switched to computer outlet. System allows to determine electric biotissue impedance both on its surface and at set depth without contact of measuring devices with biotisuue.

EFFECT: application of claimed system allows to increase accuracy of diagnostics of biotissues of various types and physiological states.

2 cl, 4 dwg

Description

Система диагностики биотканей относится к медицинской диагностической технике с возможностью проведения терапевтического воздействия. Система диагностики биотканей позволяет диагностировать изменения гистологической структуры (например, воспалительные, некротические, онкологические процессы, в том числе процессы гемодинамики и лимфодинамики определенных областей организма), цитологических параметров биотканей, а также производить инфузию ионов лекарственного вещества в биоткани.The diagnostic system for biological tissues refers to a medical diagnostic technique with the possibility of conducting a therapeutic effect. The biotissue diagnostic system allows you to diagnose changes in the histological structure (for example, inflammatory, necrotic, oncological processes, including hemodynamics and lymphodynamics of certain areas of the body), cytological parameters of biological tissues, as well as infusion of drug ions into biological tissues.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является импедансный электрохирургический аппарат (RU 2204351, 7 А61В 18/12 от 20.05.2003 г.), позволяющий во время хирургического вмешательства оценивать структуру биоткани. Этот аппарат содержит блок управления, блок управляемого источника питания, генераторы высокой и низкой частоты, подключенные через первый и второй датчики тока, первый и второй датчики напряжения и блоки вычисления импеданса на высоких и низких частотах к активному и пассивному электродам. Блоки вычисления импеданса соединены с блоком вычисления коэффициента поляризации по Тарусову, подключенным через блок сравнения к монитору. Второй вход блока сравнения связан с постоянно запоминающим устройством. Электрохирургический аппарат определяет величины импеданса биоткани на частотах 2 кГц и 440 кГц, вычисляет коэффициент поляризации Кп биоткани, который равен отношению величин импедансов. Путем сравнения вычисленного значения коэффициента поляризации Кп с заданными, определенными экспериментально и соответствующими здоровому или патологическому состоянию биоткани, значениями Кп производится идентификация физиологического состояния диагностируемой биоткани, после чего электрохирургический аппарат вырабатывает мощность электрохирургического воздействия, соответствующую полученным характеристикам.The closest analogue of the claimed invention is an impedance electrosurgical apparatus (RU 2204351, 7 АВВ 18/12 dated 05/20/2003), which allows to evaluate the structure of biological tissue during surgical intervention. This apparatus contains a control unit, a controlled power supply unit, high and low frequency generators connected through the first and second current sensors, first and second voltage sensors and impedance calculation blocks at high and low frequencies to the active and passive electrodes. The impedance calculation units are connected to the Tarusov polarization coefficient calculation unit connected via the comparison unit to the monitor. The second input of the comparison unit is connected to a read-only memory device. The electrosurgical apparatus determines the impedance values of the biological tissue at frequencies of 2 kHz and 440 kHz, calculates the polarization coefficient Kp of the biological tissue, which is equal to the ratio of the impedance values. By comparing the calculated value of the polarization coefficient Kp with the given values determined experimentally and corresponding to the healthy or pathological state of the biological tissue, the values of Kp are used to identify the physiological state of the diagnosed biological tissue, after which the electrosurgical device generates an electrosurgical power corresponding to the obtained characteristics.

Недостатком импедансного электрохирургического аппарата (RU 2204351) является невысокая степень точности диагностирования различных структур и физиологических состояний биотканей. Это связано с тем, что диапазон измерений электрических характеристик, производимых данным аппаратом, недостаточно широкий (тестирование биотканей проводится на двух частотах). А также с тем, что использование для тестирования биотканей только двух частот повышает вероятность получения искаженных (ошибочных) величин импедансов биоткани и, соответственно, коэффициента поляризации Кп в случае, когда имеет место влияние внешних факторов (электромагнитные помехи, топология биоткани и ее различные клинические состояния, др.). Это еще более снижает достоверность идентифицирования и диагностирования биотканей. Другой недостаток импедансного электрохирургического аппарата заключается в том, что проведение исследования некоторых видов пораженных биотканей (ожоги, травмы), особенно когда оно довольно длительно во времени, становится проблематичным в связи с причинением обследуемому пациенту значительной боли и раздражения, возникающих в результате контактного перемещения по биоткани активного электрода. Следовательно, область применения импедансного электрохирургического аппарата ограничена.The disadvantage of the impedance electrosurgical apparatus (RU 2204351) is the low degree of accuracy in diagnosing various structures and physiological conditions of biological tissues. This is due to the fact that the measurement range of the electrical characteristics produced by this device is not wide enough (testing of biological tissues is carried out at two frequencies). And also because the use of only two frequencies for testing biological tissues increases the likelihood of obtaining distorted (erroneous) values of the biological tissue impedances and, accordingly, the polarization coefficient Kp in the case when there is an influence of external factors (electromagnetic interference, biological tissue topology and its various clinical conditions , etc.). This further reduces the reliability of identification and diagnosis of biological tissues. Another drawback of the impedance electrosurgical apparatus is that the study of some types of affected biological tissues (burns, injuries), especially when it is quite long in time, becomes problematic due to the fact that the patient under examination has significant pain and irritation resulting from contact movement through the biological tissue active electrode. Therefore, the scope of the impedance electrosurgical apparatus is limited.

Задачей заявляемого изобретения является повышение точности диагностирования биотканей различных типов и физиологических состояний, расширение области применения системы диагностики биотканей.The task of the invention is to improve the accuracy of diagnosis of biological tissues of various types and physiological conditions, expanding the scope of the diagnostic system of biological tissues.

Поставленная задача решается тем, что система диагностики биотканей, содержащая блок управления, подключенный к входу генератора высокой частоты, соединенному с датчиком напряжения, который подключен к первой паре электродов, первый и второй датчики тока, подключенные к входам блока вычисления, вычислитель параметров импеданса, выход которого подключен к входу блока сравнения, подключенного к входу ЭВМ, к входу блока управления и к выходу постоянного запоминающего устройства, при этом блок вычисления выполнен с возможностью вычисления импеданса биоткани, а вычислитель параметров импеданса выполнен с возможностью вычисления коэффициента поляризации по Тарусову, согласно изобретению дополнительно содержит вторую пару электродов, соединенную с выходом датчика напряжения; подключенные к выходу блока управления первый и второй переключатели, соединенные, соответственно, с выходами первой и второй пар электродов и с входами первого и второго датчиков тока; подключенный к выходу блока управления третий переключатель, соединенный с выходом датчика напряжения и с входом блока вычисления; вычитатель импедансов и фаз, подключенный к выходам блока вычисления, регистровую память, подключенную к выходам вычитателя импедансов и фаз, к входу генератора высокой частоты и к входам блока вычисления параметров импеданса, а также отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью установки электродов без контакта с биотканью, электродов первой пары - на расстоянии не более трех сантиметров от поверхности биоткани, а электродов второй пары - на расстоянии более трех сантиметров от поверхности биоткани и на расстоянии друг от друга, равном сумме расстояний от каждого электрода первой пары до поверхности биоткани, а также с возможностью исключения взаимодействия электродов первой пары друг с другом и с электродами второй пары, при этом блок вычисления выполнен с дополнительной возможностью вычисления значений разности фаз между напряжением и током; вычислитель параметров импеданса подключен к выходу блока управления и выполнен с дополнительной возможностью вычисления интегрального параметра импеданса; блок управления выполнен с возможностью формирования управляющих сигналов, задающих, соответственно, значение несущей частоты и величину изменения частоты амплитудной модуляции выходного сигнала, формируемого генератором высокой частоты, а также с возможностью формирования управляющего сигнала, задающего значение средней мощности выходного сигнала генератора высокой частоты, и управляющего сигнала, задающего состояния первого, второго и третьего переключателей; генератор высокой частоты выполнен с возможностью формирования выходного сигнала с несущей частотой от 14 МГц до 42 МГц, с частотой амплитудной модуляции, изменяемой на заданную величину в пределах от 0,5 кГц до 2000 кГц, и мощностью от 5 Вт до 100 Вт.The problem is solved in that a biological tissue diagnostic system comprising a control unit connected to an input of a high frequency generator connected to a voltage sensor that is connected to a first pair of electrodes, first and second current sensors connected to inputs of a calculation unit, an impedance parameter calculator, an output which is connected to the input of the comparison unit connected to the input of the computer, to the input of the control unit and to the output of the permanent storage device, while the calculation unit is configured to calculate the impedance of the biological tissue, and the impedance parameter calculator is configured to calculate the polarization coefficient according to Tarusov, according to the invention further comprises a second pair of electrodes connected to the output of the voltage sensor; the first and second switches connected to the output of the control unit, connected, respectively, to the outputs of the first and second pairs of electrodes and to the inputs of the first and second current sensors; a third switch connected to the output of the control unit, connected to the output of the voltage sensor and to the input of the calculation unit; a subtractor of impedances and phases connected to the outputs of the calculation unit, a register memory connected to the outputs of the subtractor of impedances and phases, to the input of the high frequency generator and to the inputs of the unit for calculating the impedance parameters, and also characterized in that it is configured to install electrodes without contact with biological tissue, electrodes of the first pair - at a distance of not more than three centimeters from the surface of the biological tissue, and electrodes of the second pair - at a distance of more than three centimeters from the surface of the biological tissue and at a distance from each other, an explicit sum of the distances from each electrode of the first pair to the surface of the biological tissue, and also with the possibility of eliminating the interaction of the electrodes of the first pair with each other and with the electrodes of the second pair, while the calculation unit is made with the additional possibility of calculating the phase difference between voltage and current; the impedance parameter calculator is connected to the output of the control unit and is configured to additionally calculate the integral impedance parameter; the control unit is configured to generate control signals that specify, respectively, the carrier frequency value and the magnitude of the change in the frequency of the amplitude modulation of the output signal generated by the high frequency generator, as well as with the possibility of generating a control signal that sets the average power of the output signal of the high frequency generator, and control a signal specifying the states of the first, second and third switches; the high-frequency generator is configured to generate an output signal with a carrier frequency from 14 MHz to 42 MHz, with an amplitude modulation frequency that can be changed by a predetermined value in the range from 0.5 kHz to 2000 kHz, and with a power of 5 W to 100 W.

Дополнительно система диагностики биотканей может содержать цифровой канал, подключенный к выходу ЭВМ.Additionally, the diagnostic system of biological tissues may contain a digital channel connected to the output of the computer.

Благодаря тому, что в заявляемую систему дополнительно введена вторая пара электродов, и заявляемая система выполнена с возможностью установки электродов без контакта с биотканью, электродов первой пары - на расстоянии не более трех сантиметров от поверхности биоткани, а электродов второй пары - на расстоянии более трех сантиметров от поверхности биоткани и на расстоянии друг от друга, равном сумме расстояний от каждого электрода первой пары до поверхности биоткани, а также с возможностью исключения взаимодействия электродов первой пары друг с другом и с электродами второй пары, то становится возможным одновременно, на заданной текущей несущей частоте и частоте модуляции (f) выходного сигнала измерять электрофизические параметры среды, состоящей из слоя воздуха и слоя биоткани в области, расположенной под электродами первой пары электродов, и электрофизические параметры среды, состоящей из слоя воздуха, в области, расположенной между электродами второй пары. Следовательно, становится возможным определять, посредством блока вычисления, который выполнен с возможностью вычисления импеданса биоткани и значений разности фаз между напряжением и током, соответствующие заданной частоте модуляции (f) значения электрического импеданса Zбв(f) и разности фаз φбв(f) среды, состоящей из слоя воздуха и слоя биоткани в области, расположенной под электродами первой пары электродов, и значения электрического импеданса Zв(f) и разности фаз φв(f) среды, состоящей из слоя воздуха в области, расположенной между электродами второй пары.Due to the fact that a second pair of electrodes is additionally introduced into the inventive system, and the inventive system is configured to install electrodes without contact with biological tissue, the electrodes of the first pair at a distance of not more than three centimeters from the surface of the biological tissue, and the electrodes of the second pair at a distance of more than three centimeters from the surface of the biological tissue and at a distance from each other, equal to the sum of the distances from each electrode of the first pair to the surface of the biological tissue, as well as with the possibility of excluding the interaction of the electrodes of the first pair s with each other and with the electrodes of the second pair, it becomes possible at the same time, at a given current carrier frequency and modulation frequency (f) of the output signal, to measure the electrophysical parameters of the medium consisting of an air layer and a tissue layer in the region located under the electrodes of the first electrode pair, and electrophysical parameters of the medium, consisting of a layer of air, in the region located between the electrodes of the second pair. Therefore, it becomes possible to determine, by means of a calculation unit, which is configured to calculate the impedance of the biological tissue and the phase difference between voltage and current, corresponding to a given modulation frequency (f), the values of the electrical impedance Zbw (f) and the phase difference φbv (f) of the medium consisting from the air layer and the tissue layer in the region located under the electrodes of the first pair of electrodes, and the electric impedance values Zв (f) and the phase difference φв (f) of the medium consisting of the air layer in the region located between the electrodes odes second pair.

Благодаря тому, что в заявляемую систему введен вычитатель импедансов и фаз, подключенный к выходам блока вычисления и к входам регистровой памяти, то становится возможным определение импеданса слоя биоткани, расположенного под электродами первой пары электродов, как величины Zб(f), равной разности электрических импедансов Zбв(f) и Zв(f), и соответствующей величины разности фаз φб(f), равной разности фаз между напряжением и током φбв(f) и φв(f): Zб(f)=Zбв(f) - Zв(f) и φб(f)=φбв(f) - φв(f), соответственно. Кроме того, описанный подход позволяет устранить помехи, возникающие в тракте измерения, и учитывать диэлектрические параметры воздуха в области измерения.Due to the fact that the subtractor of impedances and phases connected to the outputs of the calculation unit and to the inputs of the register memory is introduced into the inventive system, it becomes possible to determine the impedance of the biological tissue layer located under the electrodes of the first pair of electrodes as the value of Zб (f) equal to the difference in electrical impedances Zbw (f) and Zb (f), and the corresponding phase difference φb (f), equal to the phase difference between voltage and current φbb (f) and φb (f): Zb (f) = Zbb (f) - Zb (f ) and φб (f) = φбв (f) - φв (f), respectively. In addition, the described approach allows you to eliminate the interference that occurs in the measurement path, and take into account the dielectric parameters of the air in the measurement area.

Благодаря тому, что блок управления выполнен с возможностью формирования управляющего сигнала, задающего значение несущей частоты выходного сигнала, формируемого генератором высокой частоты, то обеспечивается возможность регулирования толщины слоя биоткани, расположенного под электродами первой пары, в которой происходит поляризация ионов в соответствии с параметрами измерительного электрического поля, что позволяет задавать глубину локализации исследуемого образования либо процесса.Due to the fact that the control unit is configured to generate a control signal that sets the carrier frequency of the output signal generated by the high-frequency generator, it is possible to control the thickness of the layer of biological tissue located under the electrodes of the first pair, in which ion polarization occurs in accordance with the parameters of the measuring electric field, which allows you to set the depth of localization of the studied formation or process.

Благодаря тому, что блок управления выполнен с возможностью формирования управляющего сигнала, задающего значение средней мощности выходного сигнала генератора высокой частоты, то становится возможным регулировать степень воздействия генерируемого электрического тока на биоткань организма, на которую этот ток подается посредством электродов.Due to the fact that the control unit is configured to generate a control signal that sets the average power of the output signal of the high-frequency generator, it becomes possible to control the degree of influence of the generated electric current on the biological tissue of the body, to which this current is supplied by means of electrodes.

Таким образом, за счет совокупности вышеназванных признаков становится возможным определять электрический импеданс исследуемого участка биоткани без наличия контакта с нею измерительных устройств (электродов). Кроме того, обеспечивается возможность определения электрического импеданса биоткани как на ее поверхности, так и на заданной глубине. Этим обусловлена возможность, не причиняя обследуемому пациенту боли и раздражения, диагностировать, например, такие поражения биоткани, как ожоги, травмы, язвы и физиологическое состояние окружающих (подлежащих) биотканей, не имеющих макроскопически определяемых поражений, а также возможно осуществление неинвазивного исследования функционального и структурного состояния патологической либо условно патологической области органа (в том числе при диагностике новообразований и при определении картины ишемии участков головного мозга и сосудистой гемодинамики). Также, наряду с названными диагностическими возможностями, обеспечивается применение заявляемой системы для терапевтических целей, поскольку в процессе работы системы существует возможность, регулируя мощность генерируемого электрического тока, формировать выходной сигнал с параметрами, обеспечивающими получение лечебного воздействия на биоткань. А наличие в заявляемой системе управляемых с блока управления переключателей, разрывающих или восстанавливающих электрическую связь между первой парой электродов и первым датчиком тока, между второй парой электродов и вторым датчиком тока, между датчиком напряжения и блоком вычисления, обеспечивает защиту заявляемой системы, а также подключаемых к ней других систем от токов большой мощности при проведении терапевтических и хирургических процедур. Таким образом, обеспечивается более широкая область применения заявляемой системы.Thus, due to the combination of the above features, it becomes possible to determine the electrical impedance of the studied area of the biological tissue without contact with it measuring devices (electrodes). In addition, it is possible to determine the electrical impedance of biological tissue both on its surface and at a given depth. This makes it possible, without causing pain and irritation to the examined patient, to diagnose, for example, such lesions of biological tissue as burns, injuries, ulcers and the physiological state of surrounding (underlying) biological tissues that do not have macroscopically determined lesions, and it is also possible to carry out a non-invasive study of functional and structural the state of the pathological or conditionally pathological region of the organ (including in the diagnosis of neoplasms and in determining the pattern of ischemia of the brain and vascular hemodynamics). Also, along with the mentioned diagnostic capabilities, the application of the inventive system for therapeutic purposes is provided, since during the operation of the system it is possible to regulate the power of the generated electric current by generating an output signal with parameters providing a therapeutic effect on the biological tissue. And the presence in the inventive system of switches controlled from the control unit that breaks or restores the electrical connection between the first pair of electrodes and the first current sensor, between the second pair of electrodes and the second current sensor, between the voltage sensor and the calculation unit, protects the inventive system, as well as connected to other systems from currents of high power during therapeutic and surgical procedures. Thus, it provides a wider scope of the claimed system.

Благодаря тому, что генератор высокой частоты выполнен с возможностью формирования выходного сигнала с несущей частотой от 14 МГц до 42 МГц и частотой амплитудной модуляции, изменяемой на заданную величину в пределах от 0,5 кГц до 2000 кГц, а блок управления выполнен с возможностью формирования управляющих сигналов, задающих значение несущей частоты и величину изменения частоты амплитудной модуляции выходного сигнала, формируемого генератором высокой частоты, то становится возможным определение значений электрических импедансов Zбв, Zв и сдвигов фаз φбв, φв на различных частотах (f) выходного сигнала, принадлежащих диапазону от 0,5 кГц до 2000 кГц. А за счет наличия в заявляемой системе регистровой памяти, подключенной к выходам вычитателя импедансов и фаз, осуществляется формирование функциональных зависимостей Zбв(f) и Zв(f), на основе которых становится возможным определение значений импедансов исследуемого слоя биоткани Zб и сдвигов фаз φб, соответствующих различным значениям (f), и, соответственно, формирование функциональных зависимостей Zб(f) и φб(f), областью задания которых является множество значений частот (f), принадлежащих интервалу от 0,5 кГц до 2000 кГц. Следовательно, в заявляемой системе функция Zб(f) может характеризоваться не одним значением коэффициента поляризации по Тарусову (Кп), как в случае двухчастотного определения импеданса, производимого электрохирургическим аппаратом - аналогом, а целым набором значений Кп, каждый из которых более точно характеризует определенный тип диагностируемой биоткани в ее определенном физиологическом состоянии. Более высокая точность диагностирования типов и физиологических состояний биоткани по сравнению с аппаратом-аналогом достигается также определением функциональной зависимости φб(f), поскольку значения сдвига фаз между измерительным напряжением и измеренным током позволяют судить о параметрах биологических клеток, составляющих исследуемую ткань.Due to the fact that the high-frequency generator is capable of generating an output signal with a carrier frequency from 14 MHz to 42 MHz and an amplitude modulation frequency that can be changed by a predetermined value in the range from 0.5 kHz to 2000 kHz, and the control unit is configured to generate control signals that specify the value of the carrier frequency and the magnitude of the change in the frequency of the amplitude modulation of the output signal generated by the high-frequency generator, it becomes possible to determine the values of the electrical impedances Zbv, Zv and sd Whigs of phases φbv, φv at various frequencies (f) of the output signal, belonging to the range from 0.5 kHz to 2000 kHz. And due to the presence in the inventive system of register memory connected to the outputs of the subtractor of impedances and phases, the formation of functional dependencies Zbw (f) and Zb (f) is carried out, on the basis of which it becomes possible to determine the values of the impedances of the studied layer of biological tissue Zb and phase shifts φb corresponding different values of (f), and, accordingly, the formation of functional dependencies Zб (f) and φб (f), the domain of which is the set of frequency values (f), belonging to the interval from 0.5 kHz to 2000 kHz. Therefore, in the inventive system, the function Zb (f) can be characterized not by one value of the polarization coefficient according to Tarusov (Kp), as in the case of a two-frequency determination of the impedance produced by the electrosurgical apparatus - an analog, but by a whole set of Kp values, each of which more accurately characterizes a certain type diagnosed biological tissue in its specific physiological state. A higher accuracy in diagnosing the types and physiological conditions of biological tissue compared with an analogue device is also achieved by determining the functional dependence φb (f), since the phase shift between the measuring voltage and the measured current allows us to judge the parameters of the biological cells that make up the tissue under study.

Благодаря тому, что вычислитель параметров импеданса выполнен с дополнительной возможностью вычисления интегрального параметра импеданса, то обеспечивается возможность вычисления на базе значений Zб(f) интегральной величины импеданса Zбs. Вычисление интегральной величины импеданса Zбs позволяет, в случае возникновения помех в электрической системе, нивелировать частные недостоверные значения импеданса Zб на определенных частотах (f), а также отслеживать изменение значений Zб(f) в зависимости от физиологического состояния биоткани в исследуемой области.Due to the fact that the impedance parameter calculator is made with the additional possibility of calculating the integral impedance parameter, it is possible to calculate the integral impedance value Zбs based on the values Zb (f). The calculation of the integral value of the impedance Zбs allows, in the event of interference in the electrical system, to level out partial unreliable values of the impedance Zб at certain frequencies (f), as well as to track the change in the values of Zб (f) depending on the physiological state of the biological tissue in the studied area.

Наряду с этим, в случае возникновения в области исследования различных клинических состояний (кровотечения, некроз и т.п.), когда имеет смысл говорить об изменении электрофизических свойств биотканей, обеспечивается, за счет связи блока вычисления параметров импеданса с выходом блока управления, возможность того, что врач может с блока управления осуществлять корректирование вычисляемых вычислителем параметров импеданса значений Кп, Zбs и φб. Тем самым еще больше снижается вероятность получения неверных, ошибочных значений Кп, Zбs и φб, а значит еще больше повышается точность и достоверность диагностики типа и физиологического состояния биоткани.Along with this, if various clinical conditions (bleeding, necrosis, etc.) occur in the field of research, when it makes sense to talk about changes in the electrophysical properties of biological tissues, it is possible, due to the connection of the impedance parameter calculation unit with the output of the control unit, that the doctor can correct the impedance parameters calculated by the calculator from the control unit for the values of Kp, Zbs and φb. Thereby, the probability of obtaining incorrect, erroneous values of Кп, Zбs and φб is further reduced, which means that the accuracy and reliability of the diagnosis of the type and physiological state of biological tissue are further increased.

Таким образом обуславливается формирование более широкого набора более точных и достоверных значений характеристик исследуемой биоткани, что позволяет осуществить более точную ее диагностику путем последующего сравнения полученных значений частных Кп, Zбs и φб с введенными в постоянное запоминающее устройство известными, установленными экспериментальным путем, значениями, которые определяют соответствие полученных электрических параметров определенным типам и физиологическим состояниям биоткани и параметрам терапевтического и хирургического воздействия на них.Thus, the formation of a wider set of more accurate and reliable values of the characteristics of the studied biological tissue is determined, which allows for more accurate diagnostics by subsequent comparison of the obtained values of the partial Kp, Zbs and φb with the known, experimentally established, values that determine the correspondence of the obtained electrical parameters to certain types and physiological states of biological tissue and therapeutic parameters and irrugic impact on them.

Дополнительно, для подключения к хирургическим или терапевтическим системам, заявляемая система диагностики может содержать цифровой канал, подключенный к выходу ЭВМ.Additionally, to connect to surgical or therapeutic systems, the inventive diagnostic system may include a digital channel connected to the output of the computer.

Сущность заявляемого изобретения поясняется графическими изображениями, где на фиг.1 представлена функциональная схема системы диагностики биотканей в варианте выполнения, когда она дополнительно содержит цифровой канал, на фиг.2 представлена функциональная схема варианта выполнения блока вычисления, на фиг.3 представлены кривые, характеризующие частотное распределение электроимпеданса мышечной биоткани при двухчастотной (а) и многочастотной (б) импедансометрии, на фиг.4 представлены кривые, характеризующие многочастотную электроимпедансометрию здоровой биоткани стенки тонкой кишки в 2-х экспериментах.The essence of the invention is illustrated by graphical images, in which Fig. 1 shows a functional diagram of a diagnostic system for biological tissues in an embodiment when it additionally contains a digital channel, Fig. 2 shows a functional diagram of an embodiment of a calculation unit, and Fig. 3 presents curves characterizing the frequency distribution of the electrical impedance of muscle biotissue with dual-frequency (a) and multi-frequency (b) impedanometry, Fig. 4 presents curves characterizing the multi-frequency electro edansometriyu healthy biological tissue wall of the small intestine in 2 experiments.

Система диагностики биотканей в варианте выполнения, когда она дополнительно содержит цифровой канал, подключенный к выходу ЭВМ (фиг.1), содержит блок управления 12, подключенный к генератору высокой частоты 1, к выходу которого подсоединен датчик напряжения 2. Один выход датчика напряжения 2 подключен через третий переключатель 18 к входу блока вычисления 7. Второй выход датчика напряжения 2 подключен к первой паре электродов 3, к выходу которой, через переключатель 16, подключен первый датчик тока 5. Третий выход датчика напряжения 2 подключен ко второй паре электродов 4, к выходу которой, через переключатель 17, подключен второй датчик тока 6. Входы переключателей 16, 17, 18 подключены к выходу блока управления 12. Выходы первого датчика тока 5 и второго датчика тока 6 подключены к входам блока вычисления 7. К выходам блока вычисления 7 последовательно подключены: вычитатель импедансов и фаз 8; регистровая память 9, соединенная с входом генератора высокой частоты 1; вычислитель параметров импеданса 10, подключенный к выходу блока управления 12; блок сравнения 11, выходы которого подключены к блоку управления 12 и к ЭВМ 14, к выходу которой подключен цифровой канал 15; к входу блока сравнения 11 подключено постоянное запоминающее устройство 13.The biological tissue diagnostic system in the embodiment, when it additionally contains a digital channel connected to the computer output (Fig. 1), contains a control unit 12 connected to a high-frequency generator 1, to the output of which a voltage sensor 2 is connected. One output of the voltage sensor 2 is connected through the third switch 18 to the input of the calculation unit 7. The second output of the voltage sensor 2 is connected to the first pair of electrodes 3, the output of which, through the switch 16, is connected to the first current sensor 5. The third output of the voltage sensor 2 is connected to about the second pair of electrodes 4, to the output of which, through the switch 17, a second current sensor is connected 6. The inputs of the switches 16, 17, 18 are connected to the output of the control unit 12. The outputs of the first current sensor 5 and the second current sensor 6 are connected to the inputs of the calculation unit 7 . The outputs of the calculation unit 7 are connected in series: a subtractor of impedances and phases 8; register memory 9 connected to the input of the high-frequency generator 1; an impedance parameter calculator 10 connected to the output of the control unit 12; a comparison unit 11, the outputs of which are connected to a control unit 12 and to a computer 14, to the output of which a digital channel 15 is connected; to the input of the comparison unit 11 is connected to a read-only memory 13.

Система диагностики биотканей выполнена с возможностью установки каждого из электродов без контакта с биотканью, электродов первой пары 3 - на расстоянии не более трех сантиметров от поверхности биоткани, а электродов второй пары 4 - на расстоянии более трех сантиметров от поверхности биоткани и на расстоянии друг от друга, равном сумме расстояний от каждого электрода первой пары 3 до поверхности биоткани (не показано). Расстояние от электродов первой пары 3 до поверхности биоткани, составляющее не более трех сантиметров, определено экспериментально и обусловлено тем, что при таком условии поглощение биотканью энергии электрического поля, создаваемого электродами, максимально.The diagnostic system of biological tissues is configured to install each of the electrodes without contact with biological tissue, the electrodes of the first pair of 3 - at a distance of no more than three centimeters from the surface of the biological tissue, and the electrodes of the second pair of 4 - at a distance of more than three centimeters from the surface of the biological tissue and at a distance from each other equal to the sum of the distances from each electrode of the first pair 3 to the surface of the biological tissue (not shown). The distance from the electrodes of the first pair 3 to the surface of the biological tissue, which is no more than three centimeters, is determined experimentally and due to the fact that under this condition the absorption of the electric field energy generated by the electrodes by the biological tissue is maximum.

Система диагностики биотканей выполнена также с возможностью исключения взаимодействия электродов первой пары 3 друг с другом и с электродами второй пары 4 (не показано). Исключение взаимодействия электродов первой пары 3 друг с другом может быть обеспечено, например, установкой этих электродов на расстоянии друг от друга, превышающем их наибольший линейный размер. Исключение взаимодействия электродов первой пары 3 с электродами второй пары 4 может быть обеспечено, например, расположением электродов второй пары 4 над электродами первой пары 3 на расстоянии от них более трех сантиметров при одновременном наличии заземленной сетки - экрана между этими двумя парами электродов.The biological tissue diagnostic system is also configured to exclude the interaction of the electrodes of the first pair 3 with each other and with the electrodes of the second pair 4 (not shown). The exception of the interaction of the electrodes of the first pair 3 with each other can be achieved, for example, by installing these electrodes at a distance from each other in excess of their largest linear size. An exception to the interaction of the electrodes of the first pair 3 with the electrodes of the second pair 4 can be achieved, for example, by the location of the electrodes of the second pair 4 above the electrodes of the first pair 3 at a distance of more than three centimeters from them, while there is a grounded mesh screen between these two pairs of electrodes.

Вычислитель параметров импеданса 10 выполнен с возможностью вычисления коэффициента поляризации по Тарусову и интегрального параметра импеданса. Вычислитель параметров импеданса 10 может быть реализован на базе программно-логической интегральной схемы (ПЛИС).The calculator of the impedance parameters 10 is configured to calculate the polarization coefficient according to Tarusov and the integral parameter of the impedance. The calculator of the impedance parameters 10 can be implemented on the basis of a program-logic integrated circuit (FPGA).

Блок управления 12 выполнен с возможностью формирования управляющих сигналов, задающих, соответственно, значение несущей частоты и величину изменения частоты амплитудной модуляции выходного сигнала, формируемого генератором высокой частоты 1, а также с возможностью формирования управляющего сигнала, задающего значение средней мощности выходного сигнала генератора высокой частоты 1, и управляющего сигнала, задающего состояния первого переключателя 16, второго переключателя 17 и третьего переключателя 18.The control unit 12 is configured to generate control signals that respectively set the carrier frequency and the magnitude of the change in the frequency of the amplitude modulation of the output signal generated by the high-frequency generator 1, as well as with the possibility of generating a control signal that sets the average power of the output signal of the high-frequency generator 1 and a control signal specifying the states of the first switch 16, the second switch 17, and the third switch 18.

Генератор высокой частоты 1 является источником электрического тока с несущей частотой от 14 МГц до 42 МГц, с частотой амплитудной модуляции, изменяемой на заданную величину в пределах от 0,5 кГц до 2000 кГц, и мощностью от 5 Вт до 100 Вт.High frequency generator 1 is an electric current source with a carrier frequency from 14 MHz to 42 MHz, with an amplitude modulation frequency that can be changed by a predetermined value in the range from 0.5 kHz to 2000 kHz, and with a power of 5 W to 100 W.

Блок вычисления 7 выполнен с возможностью вычисления импеданса биоткани и значений разности фаз между напряжением и током. Блок вычисления 7 может быть выполнен по принципу вычисления соотношения амплитудных значений тока и напряжения, определяющего импеданс биоткани, а также подсчета временных интервалов между положительными фронтами сигналов напряжения и тока, что определяет сдвиг фаз между измерительным напряжением и измеренным током. Блок вычисления 7 в одном из вариантов выполнения (фиг.2) содержит соединенные между собой два тактовых генератора, два счетчика импульсов, три амплитудных детектора, два делителя амплитудных значений напряжения на амплитудные значения токов, измеренных электродами заявляемой системы диагностики биотканей.The calculation unit 7 is configured to calculate the impedance of the biological tissue and the values of the phase difference between voltage and current. The calculation unit 7 can be performed on the basis of calculating the ratio of the amplitude values of the current and voltage, which determines the impedance of the biological tissue, as well as counting the time intervals between the positive edges of the voltage and current signals, which determines the phase shift between the measuring voltage and the measured current. The calculation unit 7 in one of the embodiments (figure 2) contains interconnected two clock generators, two pulse counters, three amplitude detectors, two dividers of the amplitude values of the voltage by the amplitude values of the currents measured by the electrodes of the inventive diagnostic system of biological tissues.

Система диагностики биотканей работает следующим образом. Первую пару электродов 3 устанавливают над исследуемым участком биоткани таким образом, чтобы электроды были расположены без контакта с диагностируемой биотканью, на расстоянии не более трех сантиметров от ее поверхности: один электрод устанавливают над патологичным участком биоткани, другой - над здоровым. Для исключения взаимодействия электродов первой пары 3 друг с другом их устанавливают на расстоянии друг от друга, превышающем наибольший линейный размер этих электродов, но, при этом предпочтительно, чтобы электрод, расположенный над здоровым участком биоткани, находился как можно ближе к границе исследуемого патологичного участка биоткани. Вторую пару электродов 4 устанавливают на расстоянии более трех сантиметров от поверхности биоткани и на расстоянии друг от друга, равном сумме расстояний от каждого электрода первой пары 3 до поверхности биоткани. Исключить взаимодействие электродов второй пары 4 с электродами первой пары 3 возможно, например, установкой между этими двумя парами электродов заземленной сетки - экрана.The diagnostic system of biological tissues works as follows. The first pair of electrodes 3 is installed over the studied area of the biological tissue so that the electrodes are located without contact with the diagnosed biological tissue, at a distance of no more than three centimeters from its surface: one electrode is placed over the pathological section of the biological tissue, and the other over the healthy one. To exclude the interaction of the electrodes of the first pair 3 with each other, they are installed at a distance from each other exceeding the largest linear size of these electrodes, but it is preferable that the electrode located above a healthy area of biological tissue be as close as possible to the border of the pathological region of biological tissue under study . The second pair of electrodes 4 is installed at a distance of more than three centimeters from the surface of the biological tissue and at a distance from each other equal to the sum of the distances from each electrode of the first pair 3 to the surface of the biological tissue. It is possible to exclude the interaction of the electrodes of the second pair 4 with the electrodes of the first pair 3, for example, by installing a grounded screen between the two pairs of electrodes.

Для работы системы в режиме диагностики с блока управления 12 задают рабочие параметры генератора высокой частоты 1: несущую частоту выходного сигнала, чем регулируют глубину исследуемого слоя биоткани; значения средней мощности выходного сигнала, составляющие от 5 Вт до 10 Вт для режима диагностики; величину изменения частоты амплитудной модуляции в пределах интервала от 0,5 кГц до 2000 кГц.For the system to work in the diagnostic mode, the operating parameters of the high-frequency generator 1 are set from the control unit 12: the carrier frequency of the output signal, which controls the depth of the studied biological tissue layer; average output power values ranging from 5 W to 10 W for the diagnostic mode; the magnitude of the change in the frequency of the amplitude modulation within the interval from 0.5 kHz to 2000 kHz.

С блока управления 12 устанавливают переключатели 16, 17, и 18 в состояние электрической связи между датчиками токов 5, 6 и парами электродов 3,4, соответственно, а также между датчиком напряжения 2 и блоком вычисления 7.From the control unit 12 set the switches 16, 17, and 18 in the state of electrical communication between the current sensors 5, 6 and the pairs of electrodes 3.4, respectively, as well as between the voltage sensor 2 and the calculation unit 7.

Генератор высокой частоты 1 формирует выходной сигнал с заданными средней мощностью, несущей частотой и с частотой амплитудной модуляции, равной 0,5кГц+S*(n-1), где S - заданная с блока управления 12 величина изменения частоты амплитудной модуляции, n - порядковый номер текущей записи в регистровой памяти 9. Сформированный генератором высокой частоты 1 сигнал через датчик напряжения 2 и пары электродов 3 и 4 поступает в исследуемые биоткани. Одновременно происходит измерение электрофизических параметров среды, состоящей из слоя воздуха и слоя биоткани заданной глубины в области, расположенной под электродами первой пары электродов 3, и электрофизических параметров среды, состоящей из слоя воздуха в области, расположенной между электродами второй пары 4.High-frequency generator 1 generates an output signal with a given average power, carrier frequency, and with an amplitude modulation frequency equal to 0.5 kHz + S * (n-1), where S is the magnitude of the change in the amplitude modulation frequency specified from the control unit 12, n is an ordinal the number of the current record in the register memory 9. The signal generated by the high-frequency generator 1 through a voltage sensor 2 and a pair of electrodes 3 and 4 enters the biological tissues under study. At the same time, the electrophysical parameters of the medium consisting of the air layer and the biological tissue layer of a given depth are measured in the region located under the electrodes of the first pair of electrodes 3, and the electrophysical parameters of the medium consisting of the air layer in the region located between the electrodes of the second pair 4.

Сигналы с датчика напряжения 2, первого датчика тока 5 и второго датчика тока 6 в цепи измерения обрабатываются блоком вычисления 7, в результате чего в вычитатель импедансов и фаз 8 поступают сформированные системой на текущей частоте (f) сигналы, соответствующие значению электрического импеданса среды, состоящей из слоя воздуха и слоя биоткани заданной глубины в области, расположенной под электродами первой пары электродов 3 (Zбв(f)), сигналы, соответствующие значению электрического импеданса среды, состоящей из слоя воздуха в области, расположенной между электродами второй пары 4 (Zб(f)), сигналы, соответствующие значению разности фаз между напряжением и током φбв(f) для импеданса Zбв(f), и сигналы, соответствующие значению разности фаз между напряжением и током φв(f) для импеданса Zв(f).The signals from the voltage sensor 2, the first current sensor 5 and the second current sensor 6 in the measurement circuit are processed by the calculation unit 7, as a result of which the signals generated by the system at the current frequency (f) corresponding to the electric impedance value of the medium consisting of from the air layer and the biological tissue layer of a given depth in the region located under the electrodes of the first pair of electrodes 3 (Zbv (f)), the signals corresponding to the value of the electrical impedance of the medium consisting of the air layer in the region laid between the electrodes of the second pair 4 (Zб (f)), signals corresponding to the value of the phase difference between voltage and current φбв (f) for the impedance Zбв (f), and signals corresponding to the value of the phase difference between voltage and current φв (f) for impedance Zв (f).

Вычитатель импедансов и фаз 8 производит операцию поэлементного вычитания векторов Zбв(f) и Zв(f) и векторов φбв(f) и φв(f). Сигналы на выходах вычитателя импедансов и фаз 8, поступающие на входы регистровой памяти 9, определяются как Zб(f)=Zбв(f) - Zв(f) и φб(f)=φбв(f) - φв(f).The subtractor of impedances and phases 8 performs the operation of elementwise subtraction of the vectors Zbw (f) and Zb (f) and the vectors φbw (f) and φb (f). The signals at the outputs of the subtractor of impedances and phases 8, arriving at the inputs of the register memory 9, are defined as Zб (f) = Zвв (f) - Zв (f) and φб (f) = φбв (f) - φв (f).

После записи в ячейку регистровой памяти 9 значений Zб и φб, соответствующих нижнему значению частоты амплитудной модуляции из интервала от 0,5 до 2000 кГц, регистровой памятью 9 формируется сигнал, задающий порядковый номер текущей записи значений Zб и φб векторов Zб(f) и φб(f) в ее области данных и, тем самым, в генераторе высокой частоты 1 устанавливается следующее значение частоты амплитудной модуляции, превышающее предыдущее значение частоты амплитудной модуляции на заданную с блока управления 12 величину. Далее работа системы происходит в описанной выше последовательности, начиная с формирования генератором высокой частоты 1 модулированного сигнала.After the values of Zb and φb corresponding to the lower value of the frequency of the amplitude modulation from the interval from 0.5 to 2000 kHz are written into the cell of the register memory 9, a signal is generated by the register memory 9 that sets the sequence number of the current record of the values of Zb and φb of the vectors Zb (f) and φb (f) in its data area and, therefore, in the high-frequency generator 1, the next value of the amplitude modulation frequency is set that exceeds the previous value of the amplitude modulation frequency by a value set from the control unit 12. Further, the system operates in the sequence described above, starting with the formation of a modulated signal by a high-frequency generator 1.

После того как в регистровой памяти 9 будет сформирована запись, содержащая значения Zб и φб, соответствующие наибольшему возможному значению частоты амплитудной модуляции из интервала от 0,5 до 2000 кГц, на выходе регистровой памяти 9 формируются две функциональные последовательности Zб(f) и φб(f), определяемые множеством значений частот (f), принадлежащих интервалу от 0,5 кГц до 2000 кГц.After the record containing the values of Zб and φб corresponding to the highest possible value of the amplitude modulation frequency from the interval from 0.5 to 2000 kHz is generated in the register memory 9, two functional sequences Zб (f) and φб (2) are formed at the output of the register memory 9 f) defined by a plurality of frequency values (f) belonging to the interval from 0.5 kHz to 2000 kHz.

Вычислитель параметров импеданса 10 на базе значений Zб(f) вычисляет электрические параметры, определяемые формулами:The calculator of the impedance parameters 10 based on the values of Zб (f) calculates the electrical parameters determined by the formulas:

коэффициенты поляризации по Тарусовуpolarization coefficients according to Tarusov

и интегральный параметр импедансаand integral impedance parameter

где n - количество частот измерений (f),where n is the number of measurement frequencies (f),

илиor

Представленные на фиг.3 (а, б) кривые, характеризующие частотное распределение электроимпеданса мышц при двухчастотной (а) и многочастотной (б) импедансометрии, иллюстрируют, что при многочастотной электроимпедансометрии, реализуемой заявляемой системой диагностики биотканей, функция Zб(f) характеризуется не одним значением Кп, вычисленным на базе двух значений электроимпеданса Z(f_min) и Z(f_max), как в случае двухчастотного измерения импеданса (фиг.3а), реализуемого импедансным электрохирургическим аппаратом - аналогом, а целым набором значений Кп, каждый из которых вычислен на базе двух значений из ряда (Zб(f₁), Zб(f₂),…Zб(f_n)), что позволяет оценить дисперсию поляризации ионов в зависимости от частоты измерительного электрического поля и более точно характеризует определенный тип биоткани в ее определенном физиологическом состоянии.The curves depicted in Fig. 3 (a, b) characterizing the frequency distribution of muscle electrical impedance at dual-frequency (a) and multi-frequency (b) impedancemetry illustrate that with multi-frequency electrical impedancemetry implemented by the inventive system for diagnosing biological tissues, the function Zб (f) is characterized by more than one R value calculated based on two values elektroimpedansa Z (f _min) and Z (f _max), as in the case of two-frequency impedance measuring (3a) implemented impedance electrosurgical apparatus - analog, and the whole set vALUE minutes Kn, each of which is calculated on the basis of two values of a number (Zb (f _1), Zb (f ₂₎ ... Zb (f _n)), which allows to estimate the variance of the polarization of ions depending on the frequency of the measurement of the electric field, and more particularly characterizes a certain type of biological tissue in its specific physiological state.

В результате возникновения помех в системе диагностики биотканей отдельные значения импеданса биоткани, соответствующие определенным частотам, могут быть искажены (фиг.4) и, следовательно, точность диагностирования с использованием частных коэффициентов поляризации Кп может быть снижена. В этом случае вычисленная интегральная величина Zбs позволяет нивелировать частные недостоверные значения импеданса Zб на определенных частотах. Так, используя для измерений импеданса, по меньшей мере, 5-6 опорных частот, при искажении значений импеданса на двух из них степень точности диагностирования интегральным методом будет достаточно высока даже при использовании в качестве расчетных данных значения импедансов, соответствующие всем частотам.As a result of interference in the biotissue diagnostic system, individual biotissue impedance values corresponding to certain frequencies can be distorted (Fig. 4) and, therefore, the accuracy of diagnosis using partial polarization coefficients Kp can be reduced. In this case, the calculated integral value of Zбs allows to level out partial unreliable values of the impedance Zб at certain frequencies. So, using at least 5-6 reference frequencies for impedance measurements, when the impedance values are distorted on two of them, the degree of diagnostic accuracy by the integral method will be quite high even when using impedance values corresponding to all frequencies as calculation data.

В случае возникновения в исследуемой области биоткани определенных клинических состояний (кровотечения, некроз и т.п.), когда вероятно изменение электрофизических свойств биотканей, существует возможность производить корректирование определяемых вычислителем параметров импеданса 10 значений Кп, Zбs и φб. Для этого врач, проводящий исследование, во время работы системы с помощью элементов управления (не показано), размещенных на блоке управления 12, вводит поправочные коэффициенты Кр, Kz и Кφ, соответствующие возникшим клиническим состояниям, с учетом которых вычислитель параметров импеданса 10 корректирует, соответственно, значения Кп, Zбs и φб:In the event that certain clinical conditions (bleeding, necrosis, etc.) occur in the studied tissue area, when the electrophysical properties of biological tissues are likely to change, it is possible to correct the impedance parameters 10 calculated by the calculator, Kp, Zbs and φb. For this, the doctor conducting the study, during operation of the system using the controls (not shown) located on the control unit 12, enters the correction coefficients Kp, Kz and Kφ corresponding to the emerging clinical conditions, taking into account which the calculator of the impedance 10 corrects, respectively , the values of Кп, Zбс and φб:

При помощи элементов управления блока управления 12 врач также устанавливает глубину локализации исследуемой области, значение которой является прямо пропорциональным задаваемому с блока управления 12 значению несущей частоты выходного сигнала, формируемого генератором высокой частоты 1. В блоке сравнения 11 происходит сравнение вычисленных значений Кп, Zбs и φб_к с записанными в постоянном запоминающем устройстве 13, установленными экспериментальным путем, значениями, которые определяют соответствие полученных электрических параметров определенным типам и физиологическим состояниям биоткани, а также параметрам терапевтического и хирургического воздействия на них. Результатом такого сравнения является диагностирование типов и физиологических состояний исследуемых биотканей, а также определение параметров (мощность, скважность) выходных сигналов, обеспечивающих осуществление эффективного лечебного воздействия ими на биоткань с учетом характера ее патологичности. Информация с результатами сравнения поступает в ЭВМ 14, где она отображается и регистрируется, а также через цифровой канал 15 (в случае, когда система содержит цифровой канал) к хирургическим и терапевтическим системам и в блок управления 12.Using the controls of the control unit 12, the doctor also sets the localization depth of the investigated area, the value of which is directly proportional to the value of the carrier frequency of the output signal generated by the high-frequency generator 1 set from the control unit 12. In the comparison block 11, the calculated values of Kp, Zbs and φb are compared _to with recorded in the ROM 13 established by experimentation, the values that define electric parameters matching the obtained certain types and physiological states of the biological tissue, as well as the parameters of therapeutic and surgical impact on them. The result of this comparison is the diagnosis of the types and physiological conditions of the studied biological tissues, as well as the determination of the parameters (power, duty cycle) of the output signals, which ensure the effective therapeutic effect on the biological tissue, taking into account the nature of its pathology. Information with the results of the comparison enters the computer 14, where it is displayed and recorded, as well as through the digital channel 15 (in the case when the system contains a digital channel) to the surgical and therapeutic systems and to the control unit 12.

Для того чтобы использовать заявляемую систему для проведения терапии врач с блока управления 12 задает рабочие параметры генератора высокой частоты 1: несущую частоту выходного сигнала, чем регулирует глубину воздействия на биоткань; значения средней мощности выходного сигнала, в пределах от 11 Вт до 100 Вт для режима проведения терапии. При этом переключатели 16, 17 и 18 устанавливают в режим разрыва электрической связи между первой парой электродов 3 и первым датчиком тока 5, между второй парой электродов 4 и вторым датчиком тока 6, между датчиком напряжения 2 и вычислителем импедансов и фаз 7, соответственно. При формировании генератором высокой частоты 1 выходного сигнала с заданными параметрами происходит терапевтическое воздействие в слое биоткани, толщина которого определяется величиной несущей частоты выходного сигнала генератора высокой частоты 1. Терапевтическое воздействие возможно осуществлять по методам гальванизации или электрофореза. В последнем случае на первую пару электродов 3 наносят лекарственное вещество.In order to use the inventive system for conducting therapy, the doctor sets the operating parameters of the high-frequency generator 1 from the control unit 12: the carrier frequency of the output signal, which regulates the depth of exposure to biological tissue; values of the average power of the output signal, ranging from 11 W to 100 W for the treatment regimen. In this case, the switches 16, 17 and 18 are set to break the electrical connection between the first pair of electrodes 3 and the first current sensor 5, between the second pair of electrodes 4 and the second current sensor 6, between the voltage sensor 2 and the impedance and phase 7 computer, respectively. When the high-frequency generator 1 generates an output signal with the specified parameters, a therapeutic effect occurs in the biological tissue layer, the thickness of which is determined by the carrier frequency of the output signal of the high-frequency generator 1. The therapeutic effect can be carried out by galvanization or electrophoresis. In the latter case, a drug substance is applied to the first pair of electrodes 3.

Claims

1. A biotissue diagnostic system comprising a control unit connected to an input of a high-frequency generator connected to a voltage sensor that is connected to a first pair of electrodes, first and second current sensors connected to inputs of a calculation unit, an impedance parameter calculator whose output is connected to an input the comparison unit connected to the input of the computer, to the input of the control unit and to the output of the permanent storage device, while the calculation unit is configured to calculate the impedance of the biological tissue, and the calculator p parameters of the impedance is configured to calculate the coefficient of polarization Tarusova, characterized in that it further comprises a second pair of electrodes connected to the voltage output of the sensor; the first and second switches connected to the output of the control unit, connected respectively to the outputs of the first and second pairs of electrodes and to the inputs of the first and second current sensors; a third switch connected to the output of the control unit, connected to the output of the voltage sensor and to the input of the calculation unit; a subtractor of impedances and phases connected to the outputs of the calculation unit, a register memory connected to the outputs of the subtractor of impedances and phases, to the input of the high-frequency generator and to the inputs of the unit for calculating the impedance parameters, while it is configured to install electrodes without contact with biological tissue, the electrodes of the first pairs - at a distance of not more than three centimeters from the surface of the biological tissue, and the electrodes of the second pair - at a distance of more than three centimeters from the surface of the biological tissue and at a distance from each other equal to the sum of the distance d from each electrode of the first pair to the surface of the biological tissue, and also with the possibility of eliminating the interaction of the electrodes of the first pair with each other and with the electrodes of the second pair, while the calculation unit is made with the additional possibility of calculating the phase difference between voltage and current; the impedance parameter calculator is connected to the output of the control unit and is made with the additional possibility of calculating the integral impedance parameter; the control unit is configured to generate control signals that respectively set the carrier frequency and the magnitude of the change in the frequency of the amplitude modulation of the output signal generated by the high frequency generator, as well as with the possibility of generating a control signal that sets the average power of the output signal of the high frequency generator, and a control signal, setting state of the first, second and third switches; the high-frequency generator is configured to generate an output signal with a carrier frequency from 14 to 42 MHz, with an amplitude modulation frequency that can be changed by a predetermined value in the range from 0.5 to 2000 kHz, and with a power from 5 to 100 watts.

2. The biological tissue diagnostic system according to claim 1, characterized in that it further comprises a digital channel connected to the output of the computer.