Устройство для измерения степени гидратации биотканей

Устройство для измерения степени гидратации биотканей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение содержит СВЧ-генератор, аттенюатор, циркулятор с согласующим элементом , измерительный термистор первой мостовой схемы, первый дифференциальный усилитель, первый и второй блоки выборки и хранения (БВХ), второй и третий дифференциальные усилители управления, источник питания СВЧ-генератора, блок ин1 дикации, источник опорного напряжения и компенсационный термистор второй мостовой схемы. Цель изобретения - повышение точности измерения обеспечивается введением двух следящих систем, работающих в импульсном режиме, первая из которых, обеспечивает устранение дрейфа нуля первого дифференцирующего усилителя и состоит из последовательно включенных второго дифференциального усилителя и первого БВХ, а вторая обеспечивает нормирование мощности СВЧ-генератора 1 и состоит из последовательно включенных источника опорного напряжения, третьего дифференциального усилителя, второго БВХ и аттенюатора, а также за счет использования общего источника 14 опорного напряжения для цифрового блока индикации и системы нормирования мощности СВЧ-генератора . 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 А 61 В 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4358084/14 (22) 04.01.88 (46) 30.08.93. Бюл. ¹ 32 (72) Ю.В. Берлин, В.Е. Волков, P.Á. Корнева, С.В. Семенов и В.И. Скорик (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1781867, кл. А 61 В 5/00, 29.07.85.,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ГИДРАТАЦИИ БИОТКАНЕЙ (57) Изобретение содержит СВЧ-генератор, аттенюатор, циркулятор с согласующим элементом, измерительный термистор первой мостовой схемы, первый дифференциальный усилитель, первый и второй блоки выборки и хранения (6BX), второй и третий дифференциальные усилители управления, источник питания СВЧ-генератора, блок ин дикации, источник опорного напряжения и

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для измерения степени гидратации тканей человека.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения степени гидратации биотканей: на фиг. 2 — структурная схема блока управления; на фиг. 3 — временная диаграмма напряжений на выходе блока управления.

В состав устройства (фиг. 1) входят СВЧ генератор 1, аттенюатор 2, циркулятор 3 с согласующим элементом 4, измерительный термистор первой мостовой схемы 5, первый дифференциальный усилитель 6, первый и второй блоки 7, 8 выборки и хранения (6BX). второй и третий дифференциальные усилители 9 и 10, блок 11 управления, источ„„5LI „„1836915 А1 компенсационный термистор второй мостовой схемы. Цель изобретения — повышение точности измерения обеспечивается введением двух следящих систем, работающих в импульсном режиме, первая иэ котодых обеспечивает устранение "дрейфа" нуля йервого дифференцирующего усилителя и состоит из последовательно включенных второго дифференциального усилителя и первого БВХ, а вторая обеспечивает нормирование мощности СВЧ-генератора 1 и состоит из последовательно включенных источника опорного напряжения, третьего дифференциального усилителя, второго

БВХ и аттенюатора, а также за счет использования общего источника 14 опорного напряжения для цифрового блока индикации и системы нормирования мощности СВЧ-генератора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ник 12 питания, соединенный с питающей сетью через замыкающий контакт реле включения (на фиг. 1 не показаны), блок 13 индикации, источник 14 опорного напряжения и компенсационный термистор второй мостовой схемы 15.

Блок 11 управления (фиг. 2) содержит генератор 16 тактовых импульсов, делитель

17 частоты, первый и второй RS триггеры 18 и 19, элемент И-НЕ 20, ИЛИ-НЕ 21 и индикатор 22 режима работы.

Принцип рабооты устройства для измерения степени гидрэтации тканей человека (фиг, 1) основан на измерении уровня отраженного сигнала при облучении участка кожной поверхности человека колебаниями

СВЧ в зависимости от степени ее гидратации. .В сантиметровом диапазоне для волн отражающие свойства каждой поверхности

1836915 определяются величиной ее диэлектрической проницаемости, которая в свою очередь существенно зависит от количества содержащейся в биотканях воды.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 на диоде Ганна генерирует

СВЧ колебания, которые через аттенюатор

2 и элемент развязки — циркулятор 3 поступают на согласующий элемент 4, направленный на кожу человека. Отраженная от кожи волна, несущая информацию о степени гидратации тканей через согласующий элемент 4, циркулятор 3 попаДает на вход термистора первой мостовой схемы 5. Для компенсации температурного ухода в устройстве имеется термистор, включенный во вторую мостовую схему 15, Сигналы с выходов термисторов, включенных в цепь мостовых схем 5 и 15, поступает через первый дифференциальный усилитель 6 на вход цифрового блока 13 индикации.

Управление устройством в режимах калибровки и измерения осуществляется блоком 11, имеющим три выхода (фиг. 2): выход 1 управляет включением источника питания 12, выход 2 — системой устранения "дрейфа" нуля усилителя 6; выход 3 — системой управления нормирования мощности СВЧ генератора 1.

При включении устройства и блока 11 начинает работать генератор 16 тактовых импульсов и в момент времени А (см. фиг. 3) при переполнении делителя 17 частоты триггер 18 переводится в нулевое состояние, на выходе 1 устанавливается уровень логического О, т.е, выключается источник 12 питания и индикатор 22, а на выходе 2— уровень логической 1, чем обеспечивается включение первой следящей системы, состоящей из последовательно соединенных второго дифференциального усилителя 29 и

БВХ 7, На выходе 3 сохраняется исходный уровень логического О, т.е. система нормирования мощности генератора, состоящая из последовательно включенных источника

14 опорного напряжения, третьего дифференциального усилителя 10, второго БВХ 8 и аттенюатора 2, находится в режиме хранения.

В момент времени В при появлении сигнала на первом выходе делителя 17 частоты триггеры 18. 19 переводятся в единичное состояние. На выходах 1 и 3 устанавливается уровень логической 1, что соответствует включению источника 12 питания и второй системы — нормирования мощности, Одновременно на выходе 2 устанавливается уровень логического О, т.е. система устранения

"дрейфа" нуля переводится в режим хранения. Уровень логического О на инверсном выходе первого триггера 18 предотвращает дальнейшее прохождение сигналов с первого выхода делителя 17 частоты через элемент И-НЕ 20 íà S вход второго триггера 19.

В момент времени С сигнал со второго выхода делителя 17 частоты переводит второй триггер 19 в нулевое состояние. На выходе

4 устанавливается уровень логической 1— включен блок 13 индикации. На выходах 1 и

2 сохраняется прежнее состояние.

При переполнении двигателя 17 частоты в момент времени А1 начинается новый цикл работы блока управления..

Режим устранения "дрейфа" нуля.

В этом режиме, как отмечалось выше, сигнал на первом выходе 2 блока 11 равен нулю, реле включения источника 12 питания обесточено, СВЧ генератор 1 не работает. В это же время (интервал АВ на временной диаграмме фиг.3) сигнал на выходе 2 блока 11 соответствует уровню логической единицы, при котором БВХ 7 находится в режиме "выборка", при этом на сигнальный вход БВХ 7 поступает потенциал "корпуса" со входа второго дифференциального усилителя 9, и далее на его выход. Этот попенциал в момент времени В фиксируется БВХ 7 и далее хранится в нем до момента времени А1(временная диаграмма фиг. 3), полностью устраняя "дрейф" нуля усилителя 6.

Режим нормирования мощности генератора СВЧ колебаний.

В этом режиме (интервал ВС на временной диаграмме фиг. 3) сигналы на выходах 1 и 3 блока управления 11 соответствуют уровням логической 1, при которых включается источник 12 питания и СВЧ генератор

1 и включается система нормирования мощности. На выходе 2 блока 11 устанавливается уровень логического О, при котором система устранения "дрейфа" нуля переводится в режим хранения, а индикатор 22 сохраняет свое прежнее состояние, При включении системы нормирования мощноЧти оператор направляет элемент 4 в воздух, что соответствует случаю полного сопряжения СВЧ колебаний (1007; по шкале цифрового блока 13 индикации), при котором сигнал с выхода дифференциального усилителя 6 и с источника 14 опорного напряжения поступает на входы третьего дифференциального усилителя 10 и разностный сигнал с его выхода — на вход второго БВХ

8 и далее на управляющий вход аттенюатора 2, изменяя его затухание так, что сигнал на выходе усилителя 6 устанавливается рав1836915 ным опорному, которое таже поступает на вход цифрового блока 13 индикации.

Режим измерения.

В этом режиме (интервал СА1 на вре- . менной диаграмме фиг. 3) на третьем выходе блока управления 11 устанавливается уровень логического 0 — система нормирования мощности генератора СВЧ колебаний переводится в режим хранения, включается индикатор 22 режима работы, информируя

10 оператора об окончании режимов "калибровка"; на выходах 1 и 2 сохраняется прежнее состояние уровней напряжения.

В этом режиме оператор направляет согласующий элемент 4 в сторону объекта, степень гидратации тканей которого необ15 ходимо измерить, и по блоку 13 индикации производят ее непосредственный отсчет в течение 120 с, при этом устройство работает

20 так, как это было описано ранее.

П римере н ие двух следя щих систем, работающих в импульсном режиме, и использование одного источника опорного среднее значение ошибки с 15% до 2%, что повысило точность измерения степени гидратации тканей и значительно улучшило технические характеристики прибора.

Использование устройства в медицинской практике позволяет оперативно опре30 делить состояние гидробаланса организма, оценить ход заживления послеоперацион35 ных ран, эффективность терапевтического воздействия.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения степени гидратации биотканей, содержащее источ- 40 ник питания и СВЧ-генератор, циркулятор с согласующим элементом, при этом второй выход циркулятора соединен с входом измерительного термистора первой мостовой схемы, компенсационный термистор второй 45 мостовой схемы, выходы обеих мостовых схем соединены с входами первого дифференциального усилителя, выход которого подключен к блоку индикации, о т л и ч а юнапряжения для цифрового блока индикации и системы нормирования мощности 25

СВЧ генератора, позволило уменьшить щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первый и второй блоки выборки и хранения, аттенюатор, второй и третий дифференциальные усилители. источник опорного напряжения и блок управления, при этом аттенюатор включен между выходом СВЧ-генератора и входом циркулятора, первые входы триггера и третьего дифференциальных усилителей соединены с выходом первого дифференциального усилителя, их вторые входы соответственно сообщены с общей шиной и выходом источника опорного напряжения, который также подключен к второму входу блока индикации, выход второго дифференциального усилителя через первый блок выборки и хранения соединен с вторым входом первого дифференциального усилителя, выход третьего дифференциального усилителя через второй блок выборки и хранения соединен с управляющим входом аттенюатора, первый выход блока управления соединен с входом управления источника питания, второй и третий выходы блока управления соединены с входами управления соответственно первого и второго блоков выборки и хранения.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в нем блок управления содержит генератор тактовых импульсов, соединенный с входом делителя частоты, два RS-триггера, элементы И-НЕ, ИЛИ НЕ и индикатор режима работы, причем первый выход делителя частоты соединен с S-входом первого триггера и через элемент.И-HE c S-входом второго триггера, второй выход — с R- входом второго триггера, третий выход — с входом R первого триггера, инверсный и прямой выходы соответственно первого и второго триггеров подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом индикатора режима, а инверсный выход первого триггера также соединен с вторым входом элемента И-НЕ, при этом прямой выход первого триггера является первым выходом блока управления, его инверсный выход — вторым выходом блока управления, а прямой выход второго триггера — третьим выходом блока управления.

1836915

1836915

Составитель А.Сазонов

Техред M.Ìîðråíòàë Корректор В.Петраш

Редактор С,Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2847 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5