Измеритель электрической проводимости мышц человека

Измеритель электрической проводимости мышц человека

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Cases Cassewc«ssa

Сецналистнчеаннх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>65737О (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) ЗаЯвлено 0312.76 (21) 2425033/18-21 (51) N. Кл.

G R 27/00 с присоединением заявки J6— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (58) УДК 621. 317.. 3 (088. 8) Опубликовано 150479. Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 15а4.79 (72) Авторы изобретения

Л. С. Алеев и В. Т. Кондратов

pl) ЗаяяитЕЛЬ Ордена Леннна институт кибернетики AH украинской CCP (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ

МЫШЦ ЧЕЛОВЕКА

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения электрической проводимости активных точек . мышц человека с целью повышения эффективности биоэлектрического управления движениями человека.

Известно устройство для измерения и регистрации изменений электрической проводимости ьишц человека, состоящее иэ генератора высокой частоты, мостовой схеьы, исследуемого объекта, усилителя, детектора, фильтра нижних частот, отсчетно-регистрирующего устройства и двух биполярных электродов. 15

И з вести ое у трой ст в о пр едн аз н ач ен о для регистрации изменений во времени электрической проводимости мышц человека, отражающее кровонаполнение отдельных органов или участков тела(1).

Недостаткамй устройства являются низкое быстродействие, связанное с постоянной времени фильтра, кроме того, точность известного устройства ограничена ввиду трудности установки баланса мостовой схемы, в результате на выходе детектора гоявляется постоянная составляющая, искажающая результат измерения. 30

Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия и точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель электрической проводимости мышц человека, содержащий генератор, два биполярных электрода, дифференциальный усилитель и последовательно соединенные интегратор и регистрирующий прибор, снабжен синхронным детектором, двумя делителями напряжения, блоком управления, двумя переключателями и делителем частоты, управляющий вход которого связан с выходом блока управления, а выход— с управляющими входами синхронного детектора, и-:;тегратора и первого переключателя, причем выход последнего связан с одним биполярным электродом, а два входа — с соответствующими входами ген ератора, один из которых подключен к делителю частоты, входу первого делителя напряжения и к одному выходу второго переключателя, вход которого связан с другим биполярным электродом и входом второго делителя напряжения, выход этого делителя и другой выход второго переключателя соединены с одним входом дифференциального усилителя, другой вход пос657370

3 леднего связан с выходом первого делителя напряжения, причем усилитель подклк чен через синхронный детектор к интегратору. :

На чертеже представлена.функциональная схема предлагаемого измерителя электрической проводимости мыац человека.

Измеритель содержит биполярные электроды 1,2, переключатели 3,4, генератор 5, блок управления 6, делитель 7 частоты, первый делитель 8 10 напряжения, второй делитель 9 напряжения, дифференциальный усилитель 10, синхронный детектор ll интегратор

12 и регистрирующий прибор 13, при этом к выходу блока 6 подключен де- )5 литель 7, вход которого соединен с одним из входов переключателей 3,4, с входом первого делителя 8 и подключен к одному из парафаэных выходов -генератора 5. Выход делителя 7 о0 соецинен с цепями управления интегратора 12, детектора 11 и переключателя 4. Входы переключателя 4 подключены к парафаэным выходам генератора

5, а выход через электроды 1 и 2 и исследуемый объект †. к входу делителя 9, параллельно которому включен своим выходом и одним из входов переключатель 3 ° Выходы делителей 8 и 9 соединены со входами усилителя 10.

К парафазным выходам последнего подключены входы детектора 11, а выход этого детектора соединен через интегратор 12 с регистрирующим прибором

13.

Работа устройства заключается в следующем.

Генератор 5 (высокой частоты) генерирует .парафазные синусоидальные (или ,прямоугольные) напряжения частотой

150 кГц 10

"у«) =() в па а (()

Ц (1)=-0 9in(Е K=U Sln(ui +48O ) (3)

Через переключатель 4 высокочастотные напряжения выражений (1) и (2) поочередно поступают на электрод 1 и на исследуемый объект 14. Переключатель 4 управляется (как и детектор 11) н апр яжени ем 50

4и 8 и (Z -М ь

Ц т(=)* . т 7Г п1 2 и-1

В результате периодической работы переключателя 4 на его выходе формируется напряжение (при Сп =1) п т („. < + в1п(2п ) 1 к представляющее собой периодическую последовательность пачек разнополярных напряжений частоты ou . Подача на объект пачек разнополярных высокочастотных напряжений с частотой воздействия 1-10 кГц осуществляет возбуждение нервномлшечных волокон между участками приложения электродов. Поскольку проводимость мышц в возбужденном состоянии намного превосходит проводимость кожи, то проводимостью послед= ней можно пренебречь. Изменяя частоту воздействия, .можно возбуждать различные слои ьишц. Эта частота выбирается равной частоте стимулирующего напряжения при биоуправлении движениями маац человека. Цепь, состоящая из сопрРотивления В участка ьыац между электродами 1 и 2 и входного сопротивления ВВ„ усилителя 10, образует делитель найряжения с коэффициентом передачи E„=R„ /R в . В РезУльтате на вход усилителя 10, через нормально замкнутые контакты перекидного переключателя 3 поступает напряжение

О (g) K О 81пс + % "" и") (6)

3 (Ф481псьо т1 4 2 -4

На второй вход усилителя 10 поступает через делитель 8 напряжение

08(1)=К О л51llШо, (7) где К вЂ” коэффициент передачи делителя 8 напряжения. В усилителе 10 напряжения выражений (6) и (7) вычитаются. На детектор 11 поступает уже н апр яжени е

U„î(t) = u4î(), где К9 — коэффициент усиления усилителя 10. В результате синхронного детектирования на интегратор 12 воздействует напряжение

55 частота (В которого устанавливается в пределах от 1 до 10 кГц, в зависимости от требуемой частоты возбуждения мышц, путем деления частоты соо в делителе 7, при этом проводимость переклю-60 . чателя 4 и детектора 11 изменяются по закону

4G< ® 910(2h-1XU 4 (+) п у, ь

Т Я: . 2п-1 и 1О т н (9) 4. щп(гп-4)uubt1>

=О зююи 1 К -ʄ— K - " ЛЫЙ вЂ” "1Ы Г tl-.1 где )щ ="э() тРм "н

+ 7

При интегрировании напряжения выражение (9) за период Т„= 277/и, Ь

5 657370

2 14„„ щ напряжения выражения (3) получаем на выходе интегратора 12 напря жение

Формула изобретения

Составитель В. Скоробогатова

Техред О. .ндрейко Корректор О. Билак

Редактор Т. Янова

Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1785/44

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 пропорциональное коэффициенту пере5 дачи К =В»/Вй». Увеличением значения

Ll ïîâûøàþT чувствительность регистрирующего прибора, показывающего в режиме измерения значение, пропорциональное R>. Применение управляю10 щего устройства и управляемого делителя частоты позволяет расширить функциональные воэможности предложенного измерителя, поскольку изменением коэффициента деления m делителя частоты изменяется частота воздействия пачек раэнополярных высокочастот- ных напряжений, а, следовательно, и возбуждение различных слоев ьыац.

В режиме калибровка переключатель 3 устанавливается в другое положение. Выход генератора 5 подключается к входам усилителя 10 через делители 8 и 9 с коэффициентами передачи соответственно К и К 25

Коэффициент передачи К4 устанавливается произвольно или близким по значению к К . Изменяя коэффициент передачи К делителя 8, добиваются нулевого (а при необходимости сред- 30 него или максимального) показания регистрирующего прибора. Нулевое показание обеспечивается при выполнении равенства К4=K +-АК, где + ЬК вЂ” значение коэффйциента деления, обеспечивающее компенсацию аддитивной составляющей погрешности усилительно-преоб-. разовательного тракта.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение быстродействия и точности измерения электрической проводимости различных мышц человека.

Измеритель электрической проводимости мышц человека, содержащий генератор, два биполярных электрода, дифференциальный усилитель и последовательно соединенные интегратор и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что с целью. повышения быстродействия и точнос и измерения, он снабжен синхронным детектором, двумя делителями напряжения, блоком управления, двумя переключателями и делителем частоты, управляющий вход которого связан с выходом блока управления, а выход — c управляющими входами синхронного детектора, интегратора и первого переключателя, причем выход последнего связан с одним биполярным электродом, а два входа — с соответствующими выходами генератора, один из которых подключен к делителю частоты, входу первого делителя напряжения и к одному выходу второго переключателя, вход которого связан с другим бипол ярным эл ектр одом и входом второго делителя напряжения, выход этого делителя и другой выход второго переключателя соединены с одним входом дифференциального усилителя, другой вход последнего связан с выходом первого делителя напряжения, причем усилитель подключен через синхронный детектор к интегратору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Большов В. и Смирнов В. Реоплетизмограф на транзисторах, Радио, Р 8, 1966.