RU70775U1 - Аппаратно-программный комплекс "юпрана" для электропунктурной диагностики и медикаментозного тестирования - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицинской информационно-измерительной технике и может быть использовано для осуществления электропунктурной диагностики с медикаментозным тестированием по классическому методу Р.Фолля и современным модификациям метода. Устройство (рис.1) содержит один измерительный электрод (10) и один контактный электрод (11), аналоговый модуль измерения (9), модуль памяти (8), модуль накопления (7), интерфейс связи (12) с персональным компьютером (ПК) (13). Модуль измерения (9) в своей основе содержит операционный усилитель, включенный по схеме повторителя, обладающего большим входным и малым выходным импендансом, за счет некритичности разброса параметров операционного усилителя повышается точность результатов измерения. На разность потенциалов между входами операционного усилителя влияет ток, протекающий через измерительный (10) и контактный (11) электроды, который зависит от электропроводности кожного покрова обследуемого пациента. На выходе усилителя получаем напряжение от 1,5 до 3,5 В, в зависимости от тока входа, что и является в свою очередь входным параметром аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) (2). Микроконтроллер (1) обрабатывает полученные данные, исходя из 1024 уровней квантования для АЦП, и осуществляет передачу данных посредством порта USB (6), через интерфейс связи (12) в компьютер (13), накопление характеристик тестируемых препаратов в КМОП-ячейках аналоговых ключей (7), управляет выдачей на контактный электрод характеристик тестируемых препаратов. Использование электропитания от USB-порта ПК позволяет исключить из принципиальной схемы модуль питания, применение микроконтроллера (1) включающего в себя модули АЦП и USART, а так же возможность функционирования с карманным ПК позволило минимизировать габариты и вес устройства. Устройство может использоваться с различными ПК, в частности с карманным ПК (рис 2), в стационарных, амбулаторных и полевых условиях для диагностики и индивидуального подбора лечения. 9 з-п, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к медицинской информационно-измерительной технике, а именно к устройствам для диагностических исследований по динамике параметров электропроводности кожного покрова в области биологически активных точек (БАТ), используемым совместно с персональным компьютером (ПК) для реализации медицинского диагностического метода Р.Фолля и современных модификаций метода.

В 1954 году Р.Фолль в ходе совместных исследований электропроводности в биологически активных точках (БАТ) с М. Глазер-Тюрк заметил, что случайное прикосновение медикамента к коже исследуемого существенно изменяет параметры электропроводности. Так был открыт феномен электропунктурного тестирования медикаментов.

Для проведения электропунктурной диагностики и медикаментозного тестирования используются электроизмерительные приборы, которые позволяют исследовать динамику электропроводности в БАТ. Показатели электропроводности в устройствах для диагностики по методу Р.Фолля принято оценивать в условных единицах (Вернер Ф. Основы электроакулунктуры - М.: ИМЕДИС, 1993. - 184 с.; Крамер Ф. Учебник по электропунктуре, т.I. - М.: ИМЕДИС, 1995. - 189 с.). Достоверность проводимых диагностических исследований по методу Р.Фолля в значительной степени определяется точностью и повторяемостью получаемых показателей.

Известно устройство для измерения электрокожного сопротивления, предназначенное для диагностики по методу Р.Фолля (Voll R. Arbeitsrichtlinien fur die Elektroakupwilctur. - М.L.Verlag, Hamburg, II Teil, 1963. - 102 s.; Крамер Ф. Учебник по электропунктуре, т.I - М.: ИМЕДИС, 1995. - 189 с.), содержащее индифферентный электрод, подключенный к входу усилителя (сетке лампового триода) и через резистор (R1) соединенный с общей шиной электропитания, измерительный электрод, подключенный к выходу управляемого источника напряжения, вход которого соединен с выходом блока вычитания (образованы резистором R2 и источником электропитания за счет противофазного по напряжениям подключения резистора R1), входы которого раздельно соединены с источником эталонного напряжения (выходное напряжение которого формируется на резисторе R3) и выходом усилителя, и регистратор, подключенный к выходу усилителя.

В известном устройстве обеспечивается преобразование электрокожного сопротивления, подключаемого к цепи между измерительным и индифферентным электродами для заданного измерительного тока, и (или) падения напряжения между электродами в регистрируемые с помощью регистратора выходные значения параметров, определяемые в условных единицах проводимости" в соответствии с "эталонной кривой" Вернера.

При этом за счет включения резистора R1 последовательно с электрокожным сопротивлением, изменения значения напряжения, подаваемого в измерительную цепь, и выбора рабочей точки усилителя на нелинейном участке амплитудной характеристики (лампового триода) обеспечивается формирование заданной нелинейной функции преобразования электрокожного сопротивления (падения напряжения между электродами) в значения условных единиц "проводимости" и заданного изменения измерительного тока в зависимости от измеряемого электрокожного сопротивления (падения напряжения между электродами) в соответствии с "эталонной кривой" Вернера. Использование нелинейного участка характеристики лампового триода, вид нелинейности которой для разных экземпляров ламп может быть различным, является причиной возникновения погрешностей формирования заданной нелинейной функции преобразований и заданного изменения измерительного тока, что определяет снижение точности измерения диагностических параметров при использовании устройства - аналога.

При этом в устройстве для настройки прибора требуется выбор рабочей точки лампового триода на нелинейном участке характеристики, что определяет сложности регулировки прибора, а также в определенной степени является причиной дополнительного снижения точности измерительных преобразований.

Известно устройство для измерения электрокожного сопротивления (патент России №2173537, МПК А61В 5/05, А61Н 39/02), предназначенное для диагностики по методу Р.Фолля, содержащее два усилителя, коммутатор, первый вход которого подключен к первому входу первого блока памяти, второй и третий входы раздельно подключены к первому и второму индифферентным электродам, а выход - к первому входу первого усилителя, второй вход которого подключен к измерительному электроду, управляемый делитель напряжения, первый вход которого подключен к выходу первого блока памяти, а выход - к объединенным первым входам компаратора и второго блока памяти, второй вход компаратора подключен к выходу эталонного источника напряжения, а выход - ко второму входу первого блока памяти, блок вычитания, мультивибратор, два регистратора, резистор, управляемый источник напряжения, первый выход которого подключен к измерительному электроду и второму входу первого усилителя, второй выход - к общей шине электропитания, а вход подключен к выходу блока вычитания, первый вход которого подключен к выходу источника эталонного напряжения и второму входу компаратора, а второй вход подключен к выходу второго усилителя и второму регистратору, первый вход второго усилителя подключен ко второму входу коммутатора,

первому индифферентному электроду и через резистор соединен с общей шиной электропитания, а второй вход подключен к общей шине электропитания, первый выход мультивибратора подключен к объединенным первым входам коммутатора и первого блока памяти, второй выход мультивибратора подключен ко второму входу второго блока памяти, выход которого подключен к первому регистратору, выход первого усилителя подключен ко второму входу управляемого делителя напряжения.

В устройстве с помощью регистратора по выходному напряжению второго усилителя обеспечивается измерительное преобразование электрокожного сопротивления (падения напряжения) в выходные сигналы, регистрируемые в условных единицах "проводимости" по линейной измерительной шкале, в значительной степени, соответствующей "эталонной кривой" Вернера, формируемой при использовании линейных преобразующих элементов устройства, что определяет повышение точности измерительных преобразований, а следовательно, и повышение достоверности диагностических исследований по методу Р.Фолля. В то же время требуемая степень соответствия функции преобразования электрокожного сопротивления (падения напряжения), а также заданное изменение значений измерительного тока в устройстве достигается не во всем диапазоне измеряемых значений электрокожного сопротивления (падения напряжения). Как отмечают авторы, практически полное соответствие измерительной шкалы "эталонной кривой" Вернера может быть достигнуто лишь при использовании дополнительно нелинейных элементов (например, полупроводниковых диодов - в цепи второго регистратора) или нелинейного участка амплитудной характеристики второго усилителя, выбираемого при настройке устройства.

Недостатки известных устройств определяются недостаточной точностью измерения параметров электропроводности БАТ в значениях условных единиц "проводимости", низкой диагностической информативностью регистрируемых параметров, В устройствах не предусмотрено использование возможностей персонального компьютера, в частности карманного ПК. Габариты устройства и отсутствие модуля хранения характеристик препаратов для тестирования ограничивают полноценную реализацию метода Р.Фолля в части медикаментозного тестирования и применения метода в полевых условиях.

Известно устройство для электропунктурной диагностики и терапии по методу Р.Фолля и способ записи характеристик тестирующего объекта на носителе для этого устройства (Патент России №2108085, А61Н 39/00). Устройство содержит активный и пассивный электроды, каждый из которых раздельно подключен к стрелочному индикатору результатов измерений, а также расположенную между индикатором и поисковым

электродом тест-ячейку, содержащую носитель информационной характеристики тестирующего агента биологически активных веществ (БАВ) в виде оптических изображений этих веществ на носителе. Способ включает размещение БАВ между гелийнеоновым или гелийаргоновым лазером и носителем информационных характеристик БАВ в виде подложки со светочувствительным фотоматериалом таким образом, чтобы расфокусированный лазерный луч охватывал весь объем БАВ, при этом экспозиция по времени соответствует времени формирования оптического изображения БАВ на носителе. Данное устройство имеет базу носителей характеристик препаратов для тестирования в виде оптических изображений этих объектов, но механизм подключения характеристик препарата сложен из-за необходимости облучать лазером носитель этих характеристик, что усложняет конструкцию устройства, увеличивает габариты, в связи с чем, ограничивается область применения.

Целью изобретения является максимально возможная компактность устройства, повышение точности показателей и обеспечение возможности использования совместно с персональным компьютером, в частности с карманным ПК.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для диагностики по методу Р.Фолля содержащее один измерительный электрод и один контактный электрод, аналоговый модуль измерения, модуль памяти, модуль накопления рецепта, интерфейс связи с персональным компьютером (ПК). Модуль измерения в своей основе содержит операционный усилитель, включенный по схеме повторителя, обладающего большим входным и малым выходным импендансом, за счет некритичности разброса параметров операционного усилителя повышается точность результатов измерения. На разность потенциалов между входами операционного усилителя влияет ток, протекающий через измерительный и контактный электроды, который зависит от электропроводности кожного покрова обследуемого пациента. На выходе усилителя получаем напряжение от 1,5 до 3,5 В, в зависимости от тока входа, что и является в свою очередь входным параметром аналогово-цифрового преобразователя (АЦП). Микроконтроллер обрабатывает полученные данные, исходя из 1024 уровней квантования для АЦП, и осуществляет передачу данных посредством порта USB - интерфейса в компьютер, накопление характеристик тестируемых препаратов в КМОП-ячейках аналоговых ключей, управляет выдачей на контактный электрод характеристик тестируемых препаратов. Использование электропитания от USB-порта ПК позволило исключить из принципиальной схемы модуль питания, применение микроконтроллера включающего в себя модули АЦП и USART позволило минимизировать габариты и вес устройства,

повысить надежность. Возможность функционирования со стационарными ПК, ноутбуками и карманными ПК достигнута благодаря двум вариантам специальных программных продуктов, функционирующих один в среде Windows, а другой - в среде Windows mobile. Необходимым условием является наличие у ПК порта USB - хост, который предусмотрен для подключения внешних устройств.

Преимуществами этого устройства в сравнении с предшествующими вариантами являются: однополярное питание от USB-порта ПК (КПК), что позволяет исключить из принципиальной схемы модуль питания; минимальное количество электронных компонентов за счет применения микроконтроллера, включающего в себя модули АЦП и USART; минимальная погрешность измерения за счет некритичности разброса параметров аналоговых компонентов (операционный усилитель); низкое энергопотребление и небольшие габариты в сочетании с функциональностью; возможность модификации устройства посредством обновления программы микроконтроллера, без аппаратных изменений.

Таким образом, устройство может использоваться в стационарных, амбулаторных и полевых условиях для полномасштабной электропунктурной диагностики с медикаментозным тестированием по методу Р.Фоллю и современным модификациям метода.

Claims (8)

1. Устройство для диагностики и медикаментозного тестирования по методу Р.Фолля и современных модификаций метода, содержащее измерительный электрод и контактный электрод, подключенные к модулю измерения, выполненного на базе операционного усилителя, включенный по схеме повторителя, обладающего большим входным и малым выходным импендансом, инвертирующий вход усилителя через резистор, подключен к контактному электроду, а неинвертирующий вход усилителя подключен к измерительному электроду.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для электропитания аппаратной части и передачи информации в персональный компьютер используется USB-порт (RS232).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения интерфейса связи с ПК используется чип FT232BM.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительный модуль выполнен на базе операционного усилителя TL072.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что инвертирующий вход усилителя подключен через резистор, сопротивление которого выбирается равным 24 кОм.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для обработки полученных от АЦП данных исходя из 1024 уровней квантования для АЦП, осуществления передачи данных в компьютер, управления модулем накопления и модуля хранения характеристик препаратов, используется микроконтроллер PIC16F877, включающий в себя модули АЦП и USART, в результате чего достигается минимализация количества электронных компонентов.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве модуля накопления волновых характеристик препаратов для тестирования применяются КМОП-ячейки аналоговых ключей CD4066, управление которыми осуществляется через порт В микроконтроллера, а в качестве модуля хранения волновых характеристик препаратов для тестирования применяется микросхема с энергонезависимой флеш-памятью EEPROM AT28C256, управление которыми осуществляется через порта А и D микроконтроллера.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что специально разработанные программные продукты, функционирующие как в среде Windows, так и в среде Windows mobile позволяют проводить диагностику в комплекте со стационарным ПК, ноутбуком или карманным ПК.