Устройство для измерения электрокожного сопротивления

Устройство для измерения электрокожного сопротивления

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для измерения электрических параметров кожного покрова в точках акупунктуры и может быть использовано в специализированных диагностических приборах для лечебно-профилактических учреждений, основанных на методах электропунктуры. Устройство содержит измерительный и два индифферентных электрода, два калибровочных резистора, повторитель напряжения, три электронных ключа, два усилителя, блок выделения модуля напряжений, эталонный источник напряжения, компаратор, управляемый делитель напряжения, мультивибратор, два блока памяти и регистратор. Изобретение позволяет повысить точность измерения и достоверность регистрируемых информативных параметров электрокожного сопротивления при реализации медицинских диагностических методов, в частности метода Р. Фолля. 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для измерения электрических параметров кожного покрова в точках акупунктуры, используемым для диагностических исследований методами электропунктуры, в частности при медицинском диагностическом электропунктурном методе Р.Фолля, широко представленном в современной традиционной медицине.

Эффективность диагностических исследований при реализации медицинских методов на основе специализированных измерительных устройств в значительной степени определяется обеспечением единства измерений для используемых методов и достоверностью регистрируемых диагностических показателей.

Для диагностического метода Р. Фолля единство измерений определяется необходимостью формирования заданной нелинейной функции измерительных преобразований регистрируемого электрокожного сопротивления с целью получения информативных показателей в значения выбранных условных единиц (усл.ед.) "проводимости", определяемых в соответствии с "Эталонной кривой" Вернера (Вернер Ф. Основы электроакупунктуры. - М.: ИМЕДИС, 1993. - 184 с.; Крамер Ф. Учебник по электропунктуре, т. I. - М.: ИМЕДИС, 1995. - 189 с.), а достоверность регистрируемых показателей определяется степенью соответствия регистрируемых значений "проводимости" электрокожному сопротивлению выбранных зон кожного покрова.

Известно устройство для измерения электрокожного сопротивления, предназначенное для электропунктурной диагностики по методу Р.Фолля (Voll R. Arbeitsrichtlinien fur die Elektroakupunktur. - M.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 информативного электрокожного сопротивления, подключаемого между измерительным и индифферентным электродами в регистрируемое регистратором значение "проводимости", определяемой в условных единицах "проводимости". При этом за счет включения резистора R₁ последовательно с информативным электрокожным сопротивлением, изменения измерительного напряжения, подаваемого в цепь информативного сопротивления в зависимости от значения информативного сопротивления и выбора рабочей точки усилителя на нелинейном участке амплитудной характеристики (лампового триода) обеспечивается формирование нелинейной функции преобразований (электрокожного сопротивления в регистрируемую "проводимость") в соответствии с "эталонной кривой" Вернера.

В то же время в устройстве-аналоге не обеспечивается требуемая точность и достоверность регистрируемых значений "проводимости" за счет регистрации "проводимости" по значениям сумм электрокожных сопротивлений в зонах расположения измерительного и индифферентного электродов. В результате этого в зависимости от электрокожного сопротивления в зоне расположения индифферентного электрода одним и тем же значениям регистрируемых значений "проводимости" могут соответствовать разные значения электрокожного сопротивления выбранных информативных зон.

Кроме этого, при проведении исследований с помощью устройства-аналога через кожный покров пропускается постоянный (гальванический) измерительный ток, сила которого изменяется до значения 12 мкА, что вызывает значительные поляризационные процессы в биологических тканях, определяющие изменение поляризационных потенциалов, а следовательно, и снижение достоверности регистрируемых показателей. При этом за счет протекающего тока относительно большого значения при измерениях осуществляется раздражение информативных зон кожного покрова, что в свою очередь изменяет их электрокожное сопротивление, а следовательно, приводит к снижению достоверности регистрируемых при диагностических исследованиях параметров "проводимости".

Таким образом, в устройстве-аналоге не обеспечивается требуемая точность и достоверность регистрации значений "проводимости", что определяет снижение эффективности диагностических исследований при использовании устройства-аналога.

В определенной мере отмеченные недостатки устройства-аналога устранены в устройстве для поиска точек акупунктуры (патент России 2108086, МПК A 61 B 5/05, A 61 H 39/02. Устройство для поиска точек акупунктуры /А.Т. Селезнев (СССР), 1998 г.), выбранном в качестве второго устройства-аналога заявляемого устройства. Устройство содержит измерительный и два индифферентных электрода, дифференциальный усилитель, регистратор и управляемый источник напряжения, первый выход которого соединен с измерительным электродом, а второй выход - с первым входом дифференциального усилителя и общей шиной электропитания, вычитающее устройство, выход которого соединен со входом управляемого источника напряжения, первый вход соединен с источником эталонного напряжения, а второй вход - с регистратором и через амплитудный детектор - с выходом преобразователя "ток - напряжение", входы которого соединены соответственно с первым индифферентным электродом и выходом дифференциального усилителя, второй вход дифференциального усилителя подключен ко второму индифферентному электроду.

В настоящем устройстве-аналоге обеспечивается формирование нелинейной функции измерительных преобразований информативного электрокожного сопротивления в выходное напряжение, регистрируемое регистратором. При этом выбором параметров используемых в устройстве элементов может быть в определенной мере обеспечено соответствие функции преобразований устройства "эталонной кривой" Вернера, что реализует возможности достижения единства измерений при диагностических исследованиях по методу Р. Фолля. Кроме того, в настоящем устройстве обеспечивается преобразование информативного электрокожного сопротивления зоны расположения измерительного электрода при исключении влияния на результаты преобразований электрокожного сопротивления индифферентных зон. В результате этого создаются условия для определения "проводимости" каждой исследуемой зоны вне зависимости ее от электрокожного сопротивления зон расположения индифферентного электрода, что определяет повышение точности и достоверности регистрируемых показателей при использовании настоящего устройства-аналога.

В то же время при использовании второго устройства-аналога, как и в первом устройстве-аналоге, через исследуемый кожный покров пропускается постоянный измерительный ток, имеющий относительно большое значение, что является причиной снижения достоверности регистрации за счет поляризационных процессов и раздражающего действия пропускаемого электрического тока.

Таким образом, основным недостатком известных устройств-аналогов является недостаточная точность и достоверность регистрируемых диагностических параметров электрокожной "проводимости".

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является устройство для измерения электрокожного сопротивления по патенту России на изобретение (Патент России 2121293, МПК A 61 B 5/05, A 61 H 39/02. Устройство для измерения электрокожного сопротивления /А.Т. Селезнев (СССР), заявл. 25.06.96 г.), содержащее два усилителя, измерительный электрод, подключенный к первому входу первого усилителя, два пассивных (индифферентных) электрода, три электронных ключа, компаратор, выход которого через первый электронный ключ соединен со входом первого блока памяти, второй блок памяти, первый мультивибратор, регистратор, управляемый делитель напряжений, второй мультивибратор и коммутатор, первый вход которого подключен ко второму пассивному электроду, два калибровочных резистора, амплитудный детектор, выход которого через управляемый делитель напряжений соединен с входом второго усилителя, эталонный источник напряжения, при этом второй вход коммутатора подключен к первым выводам калибровочных резисторов и выходу третьего электронного ключа, первый вход которого подключен к выходу первого мультивибратора, а второй вход - к первому пассивному электроду и второму выводу первого калибровочного резистора, второй вывод второго калибровочного резистора соединен с первым входом первого усилителя, выход которого подключен ко входу амплитудного детектора, а второй вход - к выходу коммутатора, третий вход коммутатора подключен к первому выходу второго мультивибратора и первому входу первого электронного ключа, выход эталонного источника напряжения подключен к первому входу компаратора, выход первого блока памяти соединен со вторым входом управляемого делителя напряжений, второй выход второго мультивибратора подключен к первому входу второго электронного ключа, второй вход которого подключен к выходу второго усилителя и второму входу компаратора, а выход через второй блок памяти соединен с регистратором.

Названное устройство выбрано в качестве прототипа заявленного устройства как совпадающее с ним по максимальному числу признаков.

В устройстве-прототипе с помощью регистратора обеспечивается измерение значений электрокожного сопротивления в зоне расположения измерительного электрода при обеспечении линейной функции измерительных преобразований, минимальном значении измерительного тока и независимости регистрируемых значений от электрокожного сопротивления индифферентных зон, что повышает точность и достоверность регистрируемых показателей за счет исключения влияния на результаты измерений электрокожного сопротивления индифферентных зон, поляризационных процессов в тканях, а также раздражающего действия измерительного тока и определяет соответствующее повышение достоверности регистрируемых показателей. В то же время линейная функция измерительных преобразований и регистрация значений электрокожных сопротивлений, а не "проводимости" не позволяет обеспечить единство измерений при реализации диагностического метода Р. Фолля, что определяет снижение достоверности регистрируемых параметров.

Таким образом, недостатки известных устройств определяются недостаточной точностью и достоверностью регистрируемых показателей, определяемой требованиями обеспечения единства измерений при реализации медицинских диагностических методов и исключения влияния на результаты измерений электрокожного сопротивления индифферентной зоны, а также воздействия на биологические ткани измерительного тока.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее два усилителя, три электронных ключа, два блока памяти, два калибровочных резистора, измерительный и два индифферентных электрода, мультивибратор, первый выход которого подключен к первому входу первого электронного ключа, а второй выход - к первому входу второго электронного ключа, компаратор, первый вход которого подключен к выходу первого усилителя и второму входу первого электронного ключа, второй вход - к выходу эталонного источника напряжения, а выход - ко второму входу второго электронного ключа, вход первого усилителя подключен к выходу управляемого делителя напряжений, первый вход которого через первый блок памяти соединен с выходом второго электронного ключа, регистратор, соединенный через второй блок памяти с выходом первого электронного ключа, первый вывод первого калибровочного резистора подключен к первому входу третьего электронного ключа, второй вывод первого калибровочного резистора и первый вывод второго калибровочного резистора объединены, а второй вывод второго калибровочного резистора подключен к измерительному электроду, введен повторитель напряжения, вход которого подключен к первому индифферентному электроду, а выход - к объединенным выходу третьего электронного ключа и первому входу второго усилителя, второй вход второго усилителя подключен к объединенным второму выводу первого калибровочного резистора и первому выводу второго калибровочного резистора, выход второго усилителя через блок выделения модуля напряжений соединен со вторым входом управляемого делителя напряжений, второй вход третьего электронного ключа подключен к объединенным первому выходу мультивибратора и первому входу первого электронного ключа, а второй индифферентный электрод соединен с общей шиной электропитания устройства.

При таком выполнении устройства для измерения электрокожного сопротивления за счет введения повторителя напряжения и блока выделения модуля напряжений обеспечивается возможность получения заданной нелинейной шкалы измерительных преобразований электрокожного сопротивления в регистрируемую "проводимость", что позволило повысить точность и достоверность регистрируемых параметров путем обеспечения условий единства измерений при использовании устройства для реализации диагностического медицинского метода Р. Фолля.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 приведены диаграммы зависимостей функции передачи предлагаемого устройства от информативного сопротивления: диаграмма 1 соответствует использованию первого усилителя с линейной амплитудной характеристикой и регистратора с линейной шкалой измерения; диаграмма 2 - первого усилителя с нелинейным начальным участком амплитудной характеристики и регистратора с линейной шкалой или первого усилителя с линейной амплитудной характеристикой и регистратора с нелинейной шкалой.

Устройство содержит объект исследований (участок кожного покрова), представленный в виде узла 1 (эквивалентной схемы замещения участка кожного покрова), измерительный электрод 2, первый и второй индифферентные электроды 3, 4, второй калибровочный резистор 5, повторитель напряжения 6, первый калибровочный резистор 7, второй усилитель 8, третий электронный ключ 9, мультивибратор 10, блок 11 выделения модуля напряжений, первый электронный ключ 12, управляемый делитель 13 напряжений, второй блок 14 памяти, первый блок 15 памяти, первый усилитель 16, регистратор 17, эталонный источник 18 напряжения, компаратор 19 и второй электронный ключ 20.

Схема 1 замещения кожного покрова представлена в виде модели Шеффера без учета сопротивления подкожных тканей (см. Macs Phillippe. Изучение импеданса кожи человека для низкочастотных токов. - These. dat. Ing. Univ. Nancy, 1973. - 96 p.), где E₁, E₂ и E₃ - электрокожные (в общем случае включающие и электронные) потенциалы, а R_x, R₁ и R₂ - электрокожные сопротивления в точках расположения измерительного электрода 2 (A₁ - информативной точке) и индифферентных электродов 3, 4 (в индифферентных точках кожного покрова A₂ и A₃) соответственно.

Измерительный электрод 2 выполнен в виде латунного электрода со сферической контактной поверхностью диаметром 3 мм.

Второй индифферентный электрод 3 выполнен в виде фиксируемого латунного электрода небольшой площади (порядка 5 - 10 см²) со специальным фиксирующим приспособлением.

Первый индифферентный электрод 4 представляет собой отрезок латунной трубы диаметром 20 мм и длиной 110 мм.

Второй калибровочный резистор 5 предназначен для формирования нелинейной функции преобразования электрокожного сопротивления в параметры "проводимости" устройства, а также для создания эквивалента сопротивления индифферентного электрода для обеспечения единства измерений с приборами Р. Фолля. В качестве второго калибровочного резистора 5 можно использовать точный постоянный резистор типа ПТМП-0,5 с сопротивлением 5 - 100 кОм, выбираемым в зависимости от заданного вида нелинейности измерительных преобразований устройства.

Повторитель 6 напряжения предназначен для передачи на выход потенциала точки A₃ кожного покрова зоны расположения первого индифферентного электрода 4 при исключении в его цепи измерительного тока. Повторитель 6 напряжения выполнен на аналоговой микросхеме К154УД1 в виде усилителя с высоким входным сопротивлением (100 МОм и более).

Первый калибровочный резистор 7 предназначен для создания в измерительной цепи информативного электрокожного сопротивления R_x при включении электронного ключа 9 измерительного тока, замыкаемого по цепи: измерительный электрод 2, второй калибровочный резистор 5, первый калибровочный резистор 7, третий электронный ключ 9, выход повторителя напряжения 6, общая шина электропитания устройства, второй индифферентный электрод 3. В качестве первого калибровочного резистора 7 можно использовать точный постоянный резистор типа ПТМН-0,5 с сопротивлением 50 - 500 кОм, выбираемым в зависимости от диапазона измерений, значения измерительного тока и вида нелинейности измерительных преобразований устройства.

Второй усилитель 8 представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока с большим входным сопротивлением (100 МОм и более) и предназначен для усиления разностей потенциалов между его первым и вторым входами. Усилитель выполнен на аналоговой микросхеме К140УД8 в виде масштабного дифференциального усилителя.

Третий электронный ключ 9 предназначен для подключения к измерительной цепи первого калибровочного резистора 7 при подаче на вход ключа управляющего напряжения с первого выхода мультивибратора 10. Электронный ключ 9 выполнен на одном элементе микросхемы К176КТ1.

Мультивибратор 10 предназначен для поочередного формирования сигналов управления на первом и втором его выходам. Мультивибратор 10 выполнен на микросхеме К176ЛЕ5.

Блок 11 выделения модуля напряжений предназначен для преобразования выходного напряжения второго усилителя 8 в соответствующее напряжение одной (положительной) полярности. Блок 11 выделения модуля напряжений выполнен на двух микросхемах К154УД1 и четырех полупроводниковых диодах КД522А.

Первый электронный ключ 12 предназначен для пропускания на вход второго блока 14 памяти выходного напряжения первого усилителя 16 при воздействии на его вход управляющего сигнала с первого выхода мультивибратора 10. Первый электронный ключ 12 выполнен аналогично третьему электронному ключу 9.

Управляемый делитель 13 напряжений предназначен для изменения напряжения, подаваемого на вход первого усилителя 16 по управляющему напряжению, подаваемому с выхода блока 15 памяти. Управляемый делитель 13 напряжения выполнен по схеме делителя напряжений на постоянном резисторе и управляемом полупроводниковом сопротивлении, в качестве которого использован полевой транзистор типа КП103М1.

Второй блок 14 памяти предназначен для запоминания напряжения, подаваемого с выхода первого усилителя 16 при открывании первого электронного ключа 12. Второй блок 14 памяти выполнен в виде запоминающего конденсатора и повторителя напряжения на микросхеме К140УД8.

Первый блок 15 памяти предназначен для запоминания выходного напряжения компаратора 19 при открывании второго электронного ключа 20. Первый блок 15 памяти выполнен аналогично второму блоку 14 памяти предлагаемого устройства.

Первый усилитель 16 предназначен для усиления выходного напряжения управляемого делителя 13 напряжений. Он может быть выполнен в виде масштабного усилителя постоянного тока на микросхеме типа К154УД1 при использовании усилителя с линейной амплитудной характеристикой, а также на биополярных и полевых транзисторах при использовании усилителя в различных вариантах практической реализации предлагаемого устройства как с линейной, так и нелинейной амплитудной характеристикой.

Регистратор 17 предназначен для регистрации измеряемого значения электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости" в соответствии с "эталонной кривой" Вернера. В качестве регистратора использован стрелочный микроамперметр типа М42102. При практической реализации одного из вариантов устройства для создания нелинейного начального участка шкалы прибора использовался полупроводниковый диод КД522А, включаемый последовательно с микроамперметром.

Эталонный источник 18 напряжения предназначен для выработки постоянного стабилизированного напряжения U₀, подаваемого на второй вход компаратора 19. Управляемый источник 18 напряжения выполнен на стабилизирующем диоде КС147А и полевом транзисторе КП103И1.

Компаратор 19 предназначен для сравнения выходного напряжения первого усилителя 16 с напряжением U₀ эталонного источника 18 напряжения. Компаратор выполнен на микросхеме К154УД1.

Второй электронный ключ 20 предназначен для пропускания в заданные моменты времени на вход первого блока 15 памяти выходного напряжения компаратора 19 при формировании на втором выходе мультивибратора 10 управляющего напряжения.

Устройство для измерения электрокожного сопротивления работает следующим образом.

Второй индифферентный электрод 4 располагается в руке пациента, первый индифферентный электрод 3 фиксируется в произвольной выбранной индифферентной области кожного покрова 1, а измерительный электрод 2 прижимается контактной поверхностью к кожному покрову в исследуемой информативной зоне.

Мультивибратор 10 с заданной частотой изменяет свое состояние, в результате чего на его первом и втором выходах периодически формируются управляющие сигналы, которые открывают в соответствующие моменты времени электронные ключи устройства. При формировании управляющего напряжения на первом выходе мультивибратора 10 открываются первый 12 и третий 9 электронные ключи, при формировании управляющего напряжения на втором выходе - второй электронный ключ 20.

В моменты времени, соответствующие воздействию управляющего напряжения со второго выхода мультивибратора 10, первый 12 и третий 9 электронные ключи закрыты. В результате этого первый вывод первого калибровочного резистора 7 отключен от выхода повторителя напряжения 6, что соответствует разомкнутому состоянию электрической цепи измерительного электрода 2, при котором измерительный ток в цепи не протекает.

На выходе повторителя напряжения 6 формируется напряжение, определяемое потенциалом точки A₃ исследуемого кожного покрова, которое прикладывается к первому входу второго усилителя 8. При условии высокого входного сопротивления второго усилителя 8 потенциал второго входа второго усилителя 8 при отсутствии измерительного тока определяется потенциалом точки A₁ информативной зоны кожного покрова. В результате этого между входами второго усилителя 8 действует разность потенциалов U₁, которую можно представить в виде: U₁=E₁-E₃ (1) При коэффициенте усиления второго усилителя 8, равном K₁, на его выходе пропорционально напряжению U₁ формируется выходное напряжение U₂, равное: U₂=K₁(E₁-E₃) (2) На выходе блока 11 выделения модуля напряжений по напряжению U₂ сформировано пропорциональное положительное напряжение. Это напряжение, проходя через последовательно включенный управляемый делитель 13 напряжения и первый усилитель 16, на выходе первого усилителя 16 создаст выходное напряжение ₃, равное: U₃=K₃K₂K₁(E₁-E₃), (3) где K₂ и K₃ - коэффициенты передачи управляемого делителя 13 напряжений и первого усилителя 16 соответственно.

С помощью компаратора 19 напряжение U₃ сравнивается с выходным напряжением U₀ эталонного источника напряжения 18, в результате чего на выходе компаратора 19 формируется напряжение, пропорциональное разности напряжений U₀ и U₃. Это напряжение через открытый второй электронный ключ 20 проходит в первый блок 15 памяти и с его выхода воздействует на первый вход управляемого делителя 15 напряжений. В результате изменения напряжения на первом входе управляемого делителя 15 напряжения его коэффициент передачи K₂ будет изменяться.

Изменение коэффициента передачи K₂ будет проходить до тех пор, пока выходное напряжение U₃ первого усилителя 16 не станет равным напряжению U₀. Это будет соответствовать значению коэффициента передачи последовательного канала передачи напряжения K₀=K₃K₂K₁, который можно определить из выражения (4): U₀=K₃K₂K₁(E₁-E₃) (4) Или Длительность периода выходного напряжения мультивибратора 10 выбирается такой, чтобы переходной процесс установления выходного напряжения первого усилителя 16 и коэффициента усиления K₀ последовательного канала передачи напряжения заканчивался за половину периода изменения управляющего напряжения.

При изменении состояния мультивибратора 10 на противоположное второй электронный ключ 20 закрывается, в результате чего выходное напряжение первого блока 15 памяти, а следовательно, и коэффициент передачи K₀ последовательного канала остаются постоянными в течение второй половины периода работы мультивибратора 10.

При этом управляющим сигналом с первого выхода мультивибратора 10 открываются первый 12 и третий 9 электронные ключи. В результате этого первый вывод первого калибровочного резистора 7 подключается к выходу повторителя напряжения 6 и в замкнутой цепи (измерительный электрод 2, второй 5 и первый 6 калибровочные резисторы, третий электронный ключ 9, выход повторителя напряжения 6, общая шина электропитания устройства, второй индифферентный электрод 4) начинает протекать измерительный ток I, значение которого можно определить на основании закона Ома для участка однородной цепи: где R₀₁ и R₀₂ - сопротивления первого 7 и второго 5 калибровочных резисторов соответственно.

От тока I на первом калибровочном резисторе 7 создастся падение напряжения U₄, которое будет воздействовать между первым и вторым входом второго усилителя 8: Напряжение U₄, проходя через последовательный канал передачи напряжения, на выходе первого усилителя 16 сформирует напряжение U₅: Подставляя в выражение (8) значение коэффициента передачи K₀ последовательного канала из выражения (5), получим: Напряжение U₅ через открытый первый электронный ключ 12 воздействует на второй блок 14 памяти, запоминаясь в нем, а с помощью регистратора 17 по напряжению U₅ обеспечивается регистрация измеряемого параметра "проводимости" кожного покрова, пропорциональной значениям электрокожного сопротивления R_x исследуемой информативной зоны кожного покрова.

Выражение (9) является функцией передачи заявляемого устройства измерения электрокожного сопротивления. Здесь переменным информативным параметром, используемым для регистрации "проводимости", является сопротивление R_x схемы 1 замещения кожного покрова.

При этом в зависимости от изменения информативного параметра R_x в соответствии с выражением (9) функция передачи устройства является нелинейной, вид нелинейности которой определяется значениями сопротивлений R₀₁, R₀₂, используемых при реализации устройства калибровочных резисторов и напряжения U₀.

Выбором определенных значений параметров элементов устройства можно добиться заданной нелинейности функции преобразования устройства, соответствующей "эталонной кривой" Вернера.

При этом измерения будут проводиться при минимальном значении измерительного тока, которое в соответствии с выражением (6) для реальных значений электрокожных потенциалов и сопротивлений калибровочных резисторов (при E₁-E₃=50 мВ; R₀₁=110 кОм; R₀₂=10 кОм) для возможного диапазона электрокожных сопротивлений R_x(10-500 кОм) не будет превышать 0,4 мкА и менее.

Для иллюстрации отмеченного на фиг. 2 приведены диаграммы изменения выходного напряжения U₅ первого усилителя 16 в относительных значениях (в условных единицах - процентах от максимального значения напряжения U₅), определяющие функцию передачи предлагаемого устройства по шкале регистратора 17, от изменения информативного параметра электрокожного сопротивления R_x при значениях: R₀₁=110 кОм; R₀₂=10 кОм; U₀=5 В.

Как видно из графиков (диаграмма 1), при использовании линейной амплитудной характеристики первого усилителя 16 в предлагаемом устройстве обеспечивается высокая степень соответствия функции преобразований "эталонной кривой" Вернера для диапазона изменения информативного электрокожного сопротивления 0-100 кОм. При использовании нелинейного (начального) участка амплитудной характеристики первого усилителя 16 или первого усилителя 16 с линейной амплитудной характеристикой и регистратора 20 с нелинейной шкалой достигается практически полное соответствие (диаграмма 2) функции преобразований "эталонной кривой" Вернера во всем диапазоне изменения информативного параметра сопротивления (при практической реализации предлагаемого устройства для обеспечения полного соответствия функции преобразований во всем диапазоне изменения информативных параметров "эталонной кривой" Вернера можно использовать нелинейность начального участка амплитудной характеристики первого усилителя 16 путем выбора соответствующего положения рабочей точки усилительного звена либо использовать нелинейный начальный участок шкалы используемого регистратора 17, что можно обеспечить путем включения последовательно с микроамперметром регистратора 17 полупроводникового диода).

Поскольку вид "эталонной кривой" Вернера традиционно определяется для диагностических приборов с двухточечным подключением к кожному покрову, в которых регистрируемое значение "проводимости" пропорционально сумме электрокожных сопротивлений (R_x+R₁) информативной и индифферентной зон, а в предлагаемом устройстве значение параметров "проводимости" пропорционально сопротивлению R_x информативной зоны кожного покрова, причем второй калибровочный резистор 5 включен последовательно с электрокожным сопротивлением R_x, то при выборе значения сопротивления второго калибровочного резистора 5 можно считать, что второй калибровочный резистор включает среднее значение электрокожного сопротивления индифферентной зоны.

В результате этого с высокой точностью обеспечивается единство измерений предлагаемого устройства с приборами, используемыми при реализации диагностического метода Р. Фолля.

Практические испытания разработанных на основании заявляемого устройства двух вариантов приборов (в первом варианте использован первый усилитель с нелинейным начальным участком амплитудной характеристики, определяемым соответствующим выбором положения рабочей точки усилительного элемента, и регистратор с линейной шкалой, во втором варианте прибора использован первый усилитель с линейной амплитудной характеристикой и регистратор с нелинейной шкалой для начального участка характеристики, образованным включением последовательно с микроамперметром полупроводниковых диодов) показали высокое соответствие нелинейных характеристик преобразований приборов "эталонной кривой" Вернера и повышение точности и достоверности регистрируемых значений электрокожного сопротивления в условных единицах "проводимости" за счет использования минимального значения измерительного тока и исключения влияния на результаты измерений электрокожного сопротивления индифферентных зон.

Таким образом, в устройстве для измерения электрокожного сопротивления повышается точность и достоверность измерения электрокожного сопротивления в выбранных условных единицах "проводимости", что является основой для эффективности использования медицинских диагностических методов, в частности электропунктурного метода Р. Фолля, а также определяет высокую повторяемость метрологических характеристик приборов при их серийном производстве.

Формула изобретения

Устройство для измерения электрокожного сопротивления, содержащее два усилителя, три электронных ключа, два блока памяти, два калибровочных резистора, измерительный и два индифферентных электрода, мультивибратор, первый выход которого подключен к первому входу первого электронного ключа, а второй выход - к первому входу второго электронного ключа, компаратор, первый вход которого подключен к выходу первого усилителя и второму входу первого электронного ключа, второй вход - к выходу эталонного источника напряжения, а выход - ко второму входу второго электронного ключа, вход первого усилителя подключен к выходу управляемого делителя напряжений, первый вход которого через первый блок памяти соединен с выходом второго электронного ключа, а второй вход через блок выделения модуля напряжений соединен с выходом второго усилителя, регистратор, соединенный через второй блок памяти с выходом первого электронного ключа, первый вывод первого калибровочного резистора подключен к первому входу третьего электронного ключа, второй вывод первого калибровочного резистора и первый вывод второго калибровочного резистора объединены, второй вывод второго калибровочного резистора подключен к измерительному электроду, отличающееся тем, что в него введен повторитель напряжения, вход которого подключен к первому индифферентному электроду, а выход - к первому входу второго усилителя и входу третьего электронного ключа, второй вход второго усилителя подключен ко второму выводу первого калибровочного резистора, второй вход третьего электронного ключа подключен к первому выходу мультивибратора, а второй индифферентный электрод соединен с общей шиной устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2