SU1463224A1

SU1463224A1 - Rheograph

Info

Publication number: SU1463224A1
Application number: SU864165731A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Николаевич Федосеев
Original assignee: Московский Институт Радиотехники,Электроники И Автоматики
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1989-03-07

Abstract

Изобретение относитс к медицинской технике и предназначено дл определени параметров сердечно-сосудистой системы , в частности кровенаполнени локальных участков тканей, путем регистрации изменений электрического сопротивлени биообъекта . Реограф содержит генератор I напр жени , индифферентный электрод 2, последовательно соединенные измерительный электрод 3, преобразователь 4 тока в напр жение, демодул тор 5 и блок 6 регистрации и один или несколько блоков 7 фокусировки, в состав каждого из которых вход т операционный усилитель 8, активный электрод 9 фокусировки, пассивный электрод 10 фокусировки и резистор 11. В реографе создаетс обратна св зь различного знака через биообъект, благодар чему увеличиваетс чувствительность к изменени м электропроводности исследуемого участка ткани, расположенного под измерительным электродом 3, что позвол ет повысить пространственную избирательность измерени импедансных параметров кровообращени . 1 ил. (ЛThe invention relates to medical technology and is intended to determine the parameters of the cardiovascular system, in particular the blood filling of local tissue sites, by recording changes in the electrical resistance of a bioobject. The rheograph contains a voltage generator I, an indifferent electrode 2, measuring electrode 3 connected in series, a current-to-voltage converter 4, a demodulator 5 and a recording unit 6 and one or several focusing blocks 7, each of which includes an operational amplifier 8, active focusing electrode 9, passive focusing electrode 10 and resistor 11. In the rheograph, feedback of a different sign is created through a bioobject, thereby increasing the sensitivity to changes in electrical conductivity under investigation a tissue site, located under the measuring electrode 3, which allows to increase spatial selectivity impedance measuring circulatory parameters. 1 il. (L

Description

6ио объент6io volume

DD

юYu

8eight

J1/J1 /

hihi

4 О5 ОО tC 1C4 О5 ОО tC 1C

рительным электродом 3, то это вызывает уменьшение тока через этот электрод в большей степени, чем через пассивный электрод 10. Поскольку операционный усилитель 12 всегда поддерживает на измерительном электроде 3 потенциал, близкий к нулю, то потенциал на пассивном электроде 10 вследствие равенства сопротивлений резисторов 11 и 13 станет положительным (при прин том положительном направ1 Изобретение относитс к медицинской тех- нике, а именно к устройствам дл измерени параметров сердечно-сосудистой системы .electrode 3, this causes a decrease in current through this electrode to a greater extent than through the passive electrode 10. Since the operational amplifier 12 always maintains a potential on the measuring electrode 3 that is close to zero, the potential on the passive electrode 10 due to the equal resistance of the resistors 11 and 13 will become positive (with the positive direction taken1) The invention relates to medical technology, namely, devices for measuring parameters of the cardiovascular system.

Целью изобретени вл етс повышение пространственной избирательности измерени импеданса параметров кровообращени . На чертеже приведена структурна электрическа схема реографа.The aim of the invention is to increase the spatial selectivity of the measurement of the impedance of blood circulation parameters. The drawing shows a structural electrical diagram of the reograph.

Реограф содержит генератор 1 напр - .- .Reograf contains a generator 1 for example - .-.

жени к выходу которого подключен индиф- 10 лении зондирующего тока от индифферент- ферентный электрод 2, последовательно соет ного электрода 2 к остальным электродамthe output of which is connected to the indifference of the probing current from the indifferent electrode 2, successively to the grid electrode 2 to the remaining electrodes

«-реографа и пренебрежении входными токами операционного усилител 8). Выходное“-Reograph and neglect of the input currents of the operational amplifier 8). Output

л тор З и блок 6 регистрации, и группу напр жение операционного усилител 8 со- блоков 7 фокусировки, каждый из которых ответственно имеет отрицательный знак, что - .. приводит к еще большему уменьшению токаL torus 3 and registration unit 6, and the voltage group of the operational amplifier 8 of the co-focusing units 7, each of which responsibly has a negative sign, which - .. leads to an even greater decrease in current

через измерительный электрод 3. Таким образом , биологический объект оказываетс охваченным положительной обратной св зью, но только дл неоднородностей, расположенродом I O фокусировки и выходом преоб- 20 ных ближе к измерительному электроду 3, разовател 4 тока в напр жение.чем к пассивному электроду 10, что при--водит к увеличению чувствительности реографа , к изменению электропроводности исследуемого участка биообъекта.through the measuring electrode 3. Thus, the biological object is covered by positive feedback, but only for irregularities, is located the focusing IO and the output is closer to the measuring electrode 3, spreading the current 4 to the voltage, than to the passive electrode 10, which leads to an increase in the sensitivity of the rheograph, to a change in the electrical conductivity of the investigated area of a bio-object.

ле 12 с резистором м в цепи ииратмииОднако знак обратной св зи через биосв зи Сопротивлени резисторов 1 и 13 5 .погический объект измен етс на противо- выбираютс так, что плотность тока через положный, т. е. становитс отрицательным, если неоднородность по вл етс в окрестности пассивного электрода 10. И в этом случае ток через измерительный электрод 3 уменьшаетс , но уже в меньшей степени, чем через пассивный электрод 10. Потенциал разбаланса на пассивном электроде 10 становитс отрицательным (ток через резистор И меньше, чем через резистор 13), а активный электрод 9 оказываетс под по- г ложительным напр жением, поскольку пас- сивный электрод 10 подключен к инвертирующему входу операционного усилител 8. Дл измерительного электрода 3 напр жение на активном электроде 9 вл етс до/ 1диненные измерительный электрод 3, преоб I разователь -4 тока в напр жение, демоду- ;л тор 5 и блок 6 регистрации, и группу блоков 7 фокусировки, каждый из которых 1 содержит операционный усилитель 8, к выхо- ; ду и инвертирующему входу которого под- ; ключены соответственно активный 9 и пассивный 10 электроды фокусировки и резистор 11, включенный между пассивным элект- аом 10 фокусировки и выходом преоб- зовател 4 тока в напр жение. Преобразователь 4 тока в напр жение может быть выполнен в виде инвертирующего усилител на операционном усилителе 12 с резистором 13 в цепи обратнойHowever, the sign of feedback through biosc resistance of resistors 1 and 13 5. The logical object is changed to opposite, so that the current density through the positive, i.e. becomes negative, if a non-uniformity in the vicinity of the passive electrode 10. And in this case, the current through the measuring electrode 3 is reduced, but to a lesser extent than through the passive electrode 10. The unbalance potential on the passive electrode 10 becomes negative (the current through the resistor is And less than through the resistor 13), and the active electrode 9 is under positive voltage, since the passive electrode 10 is connected to the inverting input of the operational amplifier 8. For the measuring electrode 3, the voltage on the active electrode 9 is up to I current equalizer -4 to voltage, demod-; torus 5 and recording unit 6, and a group of focusing blocks 7, each of which 1 contains an operational amplifier 8, to the output; do and inverting input which under; Active 9 and passive 10 focusing electrodes and resistor 11 connected between passive focusing electrion 10 and the output of the current converter 4 to voltage are connected respectively. The current-to-voltage converter 4 can be made in the form of an inverting amplifier on the operational amplifier 12 with a resistor 13 in the reverse circuit.

измерительный электрод 3 и пассивные электроды 10 одинакова. В частности, если площадь измерительного электрода 3 равна сумме площадей пассивных электродов 10 всех блоков 7 фокусировки, то проводимость резистора 13 должна быть равна сумме про- водимостей резисторов 11 всех блоков 7 фокусировки. В простейщем варианте выполнени реограф содержит один блок 7 фокусировки .measuring electrode 3 and passive electrodes 10 are the same. In particular, if the area of the measuring electrode 3 is equal to the sum of the areas of the passive electrodes 10 of all the focusing blocks 7, then the conductivity of the resistor 13 should be equal to the sum of the resistivities of the resistors 11 of all the focusing blocks 7. In the simplest embodiment, the reogograph contains one focusing unit 7.

Реограф работает следующим образом.Reograf works as follows.

Ток высокой частоты, задаваемый генератором 1, зондирует биологический объект через индифферентный электрод 2, измерительный электрод 3, активный 9 и пасполнительным источником тока, который комThe high-frequency current set by generator 1 probes a biological object through an indifferent electrode 2, measuring electrode 3, an active 9, and a passive current source, which is

сивный 10 электроды Ток через измери- 40 пенсирует первоначальное уменьшение тока тельный электрод 3, промодулированныйчерез измерительный электрод 3.A sive 10 electrodes. The current through the measuring unit compensates for the initial decrease in the current of the positive electrode 3, modulated through measuring electrode 3.

Такое изменение знака обратной Such a change in the sign of the reverse

изменением сопротивлени исследуемого участка ткани, на который наложен измерительный электрод 3, преобразуетс в сигнал напр жени преобразователем 4, далее демодулируетс , усиливаетс и регистрируетс демодул тором 5 и блоком 6 регистрации.by changing the resistance of the tissue area to which the measuring electrode 3 is superimposed, is converted into a voltage signal by the transducer 4, then demodulated, amplified and recorded by the demodulator 5 and the recording unit 6.

При возникновении в биологическом объекте неоднородности по электрической проводимости одновременно под всеми электродами потенциалы на измерительном 3 и пассивном 10 электродах измен ютс синхронно . Поэтому разность потенциалов между измерительным 3 и пассивным 10 электродами не изменитс , а их потенциал благодар операционному усилителю 12 примет исходное значение, близкое к нулю.When a non-uniformity of electrical conductivity occurs in a biological object simultaneously under all electrodes, the potentials on the measuring 3 and passive 10 electrodes change synchronously. Therefore, the potential difference between the measuring 3 and the passive 10 electrodes does not change, and their potential due to the operational amplifier 12 will take an initial value close to zero.

Если локальна неоднородность с низкой электропроводностью образовалась под измечерез биологический объект приводит к уменьшению шунтирующего вли ни окрул аюших исследуемый участок тканей, что обеспечивает повышение пространственной избирательности импедансных измерений на биообъекте , в частности при исследовании кровообращени реографическим методом. В реографе могут быть использованы за5Q земленные охранные электроды (не показаны ), расположенные за пределами области фокусировки или между любой парой электродов реографа. При этом действие охранных электродов аналогично их действию в серийно выпускаемом реографе РПГ-203If local inhomogeneity with low electrical conductivity is formed under a measured biological object, the shunting effect of the surrounding tissue area decreases, thereby increasing the spatial selectivity of impedance measurements on a biological object, in particular, by studying the blood circulation by the rheographic method. In the rheograph, za5Q earth guard electrodes (not shown) located outside the focus area or between any pair of rheograph electrodes can be used. At the same time, the action of security electrodes is similar to their action in the serially produced rogograph RPG-203

55 и приводит к повыщению однородности электрического пол в биообъекте путем уменьшени краевого эффекта.55 and leads to an increase in the uniformity of the electric field in a bioobject by reducing the edge effect.

рительным электродом 3, то это вызывает уменьшение тока через этот электрод в большей степени, чем через пассивный электрод 10. Поскольку операционный усилитель 12 всегда поддерживает на измерительном электроде 3 потенциал, близкий к нулю, то потенциал на пассивном электроде 10 вследствие равенства сопротивлений резисторов 11 и 13 станет положительным (при прин том положительном направ .- .electrode 3, this causes a decrease in current through this electrode to a greater extent than through the passive electrode 10. Since the operational amplifier 12 always maintains a potential on the measuring electrode 3 that is close to zero, the potential on the passive electrode 10 due to the equal resistance of the resistors 11 and 13 will become positive (assuming a positive direction .-.

лении зондирующего тока от индифферент- ного электрода 2 к остальным электродамprobe current from an indifferent electrode 2 to the remaining electrodes

через биологический объект приводит к уменьшению шунтирующего вли ни окрул аюших исследуемый участок тканей, что обеспечивает повышение пространственной избирательности импедансных измерений на биообъекте , в частности при исследовании кровообращени реографическим методом. В реографе могут быть использованы за5Q земленные охранные электроды (не показаны ), расположенные за пределами области фокусировки или между любой парой электродов реографа. При этом действие охранных электродов аналогично их действию в серийно выпускаемом реографе РПГ-203through a biological object leads to a reduction in the shunting effect of the surrounding area of tissues, which provides an increase in the spatial selectivity of impedance measurements on a bioobject, in particular, in the study of blood circulation by the rheographic method. In the rheograph, za5Q earth guard electrodes (not shown) located outside the focus area or between any pair of rheograph electrodes can be used. At the same time, the action of security electrodes is similar to their action in the serially produced rogograph RPG-203

1463224 341463224 34

Claims

The formula for the invention of blood circulation meters introduced into it

a group of focusing blocks, each of the coRheograph containing the generator, for example, contains an operational amplifier, the output of which is connected to the output and to the inverting input is a coding electrode, and subsequently are connected, respectively, the active measuring electrode, the predominant electrode focusing and a passive current-to-voltage spreading device, a demodule-focusing electrode and a resistor, an on-off switch and a registration unit, characterized in that between the passive electrode is a focusing element, in order to increase space and the output of the current converter in the selectivity measurement of the impedance of the para-voltage.