Устройство для анализа электро-фореграмм

Устройство для анализа электро-фореграмм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Б, А. Клюшин, Г.Е. Брикач,i А. В. Ревин - -"., .-.;. / и С. Н. Богословский

- - - у @ / (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОФОРЕГРАММ

Изобретение относится к медицинской тех.. вике и предназначено для количественного и сравнительного анализа электрофореграмм.

По основному авт.св. К 738602 известно устройство для анализа электрофореграмм, содержащее источник света, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, высоковольтный источник питания, генератор тактовой частоты с переключателем диапазона, коммутатор,. решающий блок, регистратор и узел ввода информации (1) .

Недостатком известного устройства является низкая разрешающая способность при измерении оптической плотности электрофореграмм и йеиадежная работа в автоматическом

И режиме.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности при измерении оптической плотности злектрофореграммы и повышение. надежности работы устройства в автоматичес20 ком режиме.

Поставленная цель достигается тем, что уст ройство дополнительно содержит переключатель диапазона компенсатора, коммутатор-ком2 пенсатор, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом коммутато-; ра, к другому выходу которого подключен через переключатель диапазона компенсатора другой управлявиций вход коммутаТора -компенсатора, синхроииэирующий вход которого соединен с выходом генератора тактовой частоты.

Устройство также содержит узел управления регистратором, информационный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход подключен к выходу решающего блока и входам переключателя диапазона компенсатора, узла управления интенсивностью света и переключателей диапазона источника питания и генератора тактовой частоты, а выход узла управления регистратора подключен к регистратору. Причем устройство имеет электроннь1й индикатор, входом подключенный к соответствующему выходу коммутатора.

На чертеже изображена блок-схема устройства для анализа электрофореграмм.

805998

Устройство содержит решающий блок 1, соединенньй через коммутатор 2 с узлом 3 управления интенсивностью света, переключателем 4 диапазона усилителя, переключателем

:" 5 диапазона источника питания, переключателем 6 диапазона генератора, переключателем

7 диапазона компенсатора, которые соответственно соединены с источником 8 света, усилителем 9, источником 10 питания, генератором 11 тактовой частоты, коммутатором компенсатором 12, цифровой управляющий вход которого соединен с соответствующим . выходом коммутатора 2, а сиихронизирующий вход соединен с выходом генератора 11, который также соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 13, выход которого соединен с соответствующим входом коммутатора 2, а информационный вход — с выходом усилителя 9. Информационный вход усилителя соединен с выходом приемника 14 света, упр-.,вляющий вход которого соединен с выходом источника 10 питания. Соответствующий выход решающего блока 1 соединен с переключателями 4-7 диапазонов и узлом 15 управления регистратором, информационный вход которого соединен с выходом АЦП 13, а выход — с регистратором 16. Кроме того, с соответствующим выходом коммутатора 2 соединен электронный индикатор 17, а решающий блок 1 соединен с узлом 18 ввода информации и другим регистратором 19.

В предлагаемом устройстве в качестве ре- шающего блока 1 может быть применена мини или микро ЭВМ. Коммутатор 2 на семь выходных и одно входное направление, а также АЦП 13 и приемник 14 света строятся по .известным схемам. Узел 3 управления, переключатели 4-7 могут быть выполнены в виде запоминающих регистров на триггерах с дешифратораМи и выходными делителями напряжений, управляющие сигналы с которых соответственно выдаются на источник 8 света изменяя интенсивность его, усилитель 9,увеличивая или уменьшая его коэффициент усиления, источник 10 питания, управляя с помощью низковольтного входа высоковольтным выходом его, генератор 11, выполненный, например в виде мультивибратора, изменяя его частоту путем изменения параметров цепочки RC, коммутатор-компенсатор 12, выполненный, например в виде двух ячеек Керра, одна из которых служит для коммутации информьционного луча, а другая — опорного, по мере поступления тактирующих импульсов с генератора 11 тактовой частоты. Причем иа последнюю ячейку Керра дополнительно поступает управляющий аналоговый сигнал а переключателя 7, который обеспечивает тре10

З5

50 буемую компенсацию опорного луча (иэ-за соответствующего изменения адаптации интенсивности света источника 8 для конкретного элемента разложения ЭФГ), а с поступлением управляющего сигнала из решающего блока

1 через коммутатор 2 запрещается поступление в генератор 11 и коммутатор-компенсатор 12 пропускает только один иэ лучей:— либо информационны» либо опорныи, в зависимости от того, какой из них был установлен последним тактирующим имшульсом.

В качестве цифровых регистраторов 26 и 19 могут быть использованы соответственно перфоратор ПЛ вЂ” 150П и электрическая печатающая машинка типа "Консул 260", причем узел 15 управления регистратором с поступлением управляющего сигнала из решающего блока 1 обеспечивает включение перфоратора ПЛ вЂ” 1.50П и снимает запрет на прохождение информационного сигнала с выхода

АЦП 13 на регистрацию. Тот же управляющий сигнал из решающего блока 1 обеспечивает установку в исходное положение узла управления 3 и переключателей 4 — 7.

В качестве узла ввода информации 18 может быть использован фотосчитыватель

СП -3.

В качестве электронного индикатора 17 может быть использован, например штатный осциллограф к ЭВМ, применяемой, например, в качестве решающего блока 1, или любой другой, Для простоты объяснения работы устройства на чертеже ие приведены узлы устройства, обеспечивающие движение ЭФГ в измерительном канале.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в транспортирующий узел устройства (на чертеже не показан) загружают электрофореграммы. Включают решающий блок 1, который через соответствующие переключатели 4-7 диапазонов устанавливает начальные интенсивность света источника 8, коэффициент усиления усилителя 9, напряжение на выходе источника 10, тактовую частоту генератора 11 и соответствующую компенсацию опорного луча в коммутаторекомпенсаторе 12 (после ввода первой информации по информационному и опорному лучу) и затем начинается движение электрофореграмм.

Свет от источника 8 образует два (монохроматических) луча. Один луч, пройдя сквозь электрофореграмму, получается информационным, а второй — является опорным, причем с соответствующей компенсацией интенсивности (осуществляется через переключатель 7) в зависимости от требуемой интенсивности

805998

5 источника света, устанавливаемый автоматически для конкретной части электрофореграмм.

При разрешающем сигнале, который поступает от решающего блока через коммутатор 2 на коммутатор-компенсатор 12, последний обеспечивает переменное, с частотой тактируюпвтх импульсов от генератора 11, поступление информационного и опорного (с соответствующей компенсацией) лучей на приемник 14 света, сигнал с выхода которого усиливается усилителем 9. Выходной сигнал усилителя (в виде соответствующего уровня напряжения), пропорциональный коэфффициенту пропускания конкретной части электрофореграммы, поступает на сигйальный вход

АЦП 13. Те же тактирующие импульсы генератора 1, что поступают на коммутатор-компенсатор 12, приходят на управляющий вход

АЦП 13 и обеспечивают соответствующую синхронизацию момента начала преобразования аналогового сигнала с усилителя 9 с коммутацией информационного и опорного лучей.

Максимальная частота генератора ll выбирается с учетом минимального необходимого времени переключения информационного и опорного лучей плюс времени преобразования аналогового сигнала в. цифровой код в

АЦП 13, плюс времени считывания этого кода с выхода АЦП 13 через. коммутатор 2 в решающий блок 1, плюс времени, необходимого для соответствующей перестройки ио командам с решающего блока 1 нараметров усилителя 9, источника 10 питания, геиерато. ра 11 и коммутатора-компенсатора 12 (у последнего в части изменения компенсации опорного луча).

Считывание информации в решающий блок

1 происходит по синхросигналу об окончании преобразования информации, поступающему с АЦП 13 через коммутатор 2 в решаюцрй блок 1, Для светлых частей электрофореграмм код, соответствующий информационному лучу, на выходе АЦП 13 приближается к максимуму (все единицы), для темных к минимуму (все нули).

После получения очередного двоичного кода, соответствующего очередному информационному лучу, решающий блок 1, также как и в известном устройстве, обеспечивает адаптацию параметров измерительного канала к конкретной части ЭФГ путем сравнения текущего значения кода с верхней и нижней контрольно-предупредительными границами (КПГ), а также сравнения с несколькими предыдущими значениями для определения скорости (тенденции) приближения значений кода к верхней или .нижней КПГ, и выдачи соответствующих управляющих сигналов на узел 3 управления, переключатели 4-7.

Кроме того, эа счет получения цифрового

6 кода цо опорному лучу и сравнения его с соответствующим кодом по информационному лучу (по каждому конкретному элементу разложения ЭФГ), решающий блок 1 может с высокой разрешающей способностью определять текущее значение оптической плотности конкретного элемента разложения ЭФГ (цорядка 0,01-0,001 Д) и с большей точностью вести автоматически соответствующую nepeie стройку параметров измерительного канала устройства для информационного луча (при- соответствующей компенсации опорного луча). При этом еще за счет сравнения с опорным лучом, проходящим по тому же измерительному каналу устройства, обеспечивается повышение помехоустойчивости при измерении оптической плотности в диапазоне от 0 до 4-6 Д за счет уменьшения влияния колебаний питающих напряжений, нестабильности источника света и др. причин на точность измерения величины оптической плотности.

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается существенное повышение разрешаю. щей способности измерения оптической плотности элементов разложения ЭФГ при дчнамическом диапазоне измерения от 0 до 4-6 Д.

Также происходит автоматический ввод информации по и электрофорегргммам в решающий блок 1. При этом только в начале и конце очередной ЭФГ в решающий блок 1 посылаются соответствующие сннхросигналы с узла, транспортирующего ЭФГ. Величина и зависит от имеющегося в решающем блоке 1 объеме программно доступной памяти.

По мере ввода информации об электрофореграммах решающий блок 1 делает предварительную ее обработку, а по окончании ввода информации по всем заданным электро. фореграммам он делает ее полную обработку в соответствии с заданным алгоритмом. Резуль49 таты обработки выдаются автоматически на регистратор !9. Кроме того, при вводе ин формации об очередной ЭФГ, решающий блок

1 обеспечивает автоматический вывод величин оптической плотности элементов разложения ЭФГ в виде соответствующей кривой на электронный индикатор 17. При этом, если, например, в качестве электронного индикатора 17 применяется четырехлучевой осциллограф, на экран можно вывести кроме теку$0 шей ЭФГ две предыдущие ЭФГ и эталонную

ЭФГ,что позволяет оператору в реальном мас. штабе времени вести экспресс-оценку качественных характеристик анализируемых ЭФГ.

Кроме того обеспечивается визуальный контроль за функционированием устройства и при необходимости оператор может вмешаться в процесс анализа ЭФГ, внеся соответствующие коррективы в решающий блок l и переключатели 4-7.

805998

Введение электронного индикатора 17 упрощает и ускоряет отладку и внедрение предлагаемого устройства. ,Цля повышения надежности устройства в автоматическом режиме работы оно содержит узел 15 управления цифровым регистратором, на который из решающего блока 1 поступает управляющий сигнал; при нормальной работе устройства — зто запрет на включение регистратора 16 и прохождение на него информации с выхода АЦП 13, при сбоях или неисправности в работе коммутатора 2 или решающего блока 1, последний автоматически выдает сигнал разрешения на включение через узел 15 регистратора 16 и прохождения на него информации для регистрапии с АЦП 13, этим же сигналом через переключатели 4-7 устанавливаются начальные интенсивность света источника 8, коэффициент усиления усилителя 9, напряжение на выходе источника 10, так товую частоту генератора 11 и соответствующую компенсацию опорного луча в коммутаторе-компенсаторе 12.

Таким образом достигается автоматическое отключение от работы устройства решающего блока 1, коммутатора 2, индикатора 17, узла 18 ввода и регистратора 19, а остальные узлы устройства продолжают автономную работу с выводом результатов измерения на регистратор 16. При этом, конечно, за счет отсутствия адаптации измерительного канала устройства. к ЭФГ, уменьшается диапазон измерения оптической плотности (до 2 l1), однако такой режим обеспечивает сохранение работоспособности устройства без вмешательства оператора. Причем решающий блок 1 может .обнаруживать неисправность, например путем периодического тестового самоконтроля и при обнаружении сбоев или неисправностей выходить на останов, а при этом автоматичес-. ки вырабатывается сигнал во внешние цепи йа начальную установку, что и будет соответствовать автоматическому переходу на автономный режим работы.

Кроме того, при необходимости, решающий блок 1 может вьщать управляющий сигнал на коммутатор-компенсатор 12 для перехода в однолучевой режим, соответствующий режиму работы известного устройства.

В результате работы на опытном образце предлагаемого устройства для анализа злектрофореграмм, в котором в -качестве решающего блока J применена мини ЭВМ "Электроника 100" с тремя блоками внешнего МОЗУ, установили, что устройство позволяет существенно повысить разрешающую способность при измерении оптической плотности элементов разложения ЭФГ до 0,001 Д. При этом обеспечивается повышенная надежность функционирования устройства в автоматическом режиме, не требующем вмешательства оператора при сбоях и отказах самой ЭВМ, а также коммутатора 2.

Кроме того, за счет использования в качестве электронного индикатора 17, например двухлучевого осциллографа С -1 -18, оператор может визуально контролировать процесс ввода информации в устройство и вести экспресс-оценку качественных характеристик анализируемых ЭФГ, что известное устройство принципиально не позволяло.

Щ

Ф$

Формула изобретения света и переключателей диапазона источника питания и генератора тактовой частоты, а вы4S ход узла управления регистратора подключен к регистратору.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е.с я тем, что оно имеет электронный индикатор, входом подключенный к соответствующему выходу коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 738602, кл. А 61 В 5/02, С 01 27/26, 1977.

1. Устройство для анализа электрофореграмм по авт.св. Р 738602, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности при измерении оптической плотности электрофореграммы, оно дополнительно содержит - переключатель диапазона компенсатора и коммутатор-компенсатор, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом коммутатора, к дру-.

30 гому выходу которого подключен через переключатель диапазона компенсатора другой управляющий вход коммутатора-компенсатора, синхронизирующий вход которого соединен

c вьгходом генератора тактовой частоты.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства в автоматическом режиме, оно дополнительно содержит узел управления регистратором, информационный вход которого соединен с выходом

40 аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход подключен к выходу решающего блока и входам переключателя диапазона компенсатора, узла управления интенсивностью

805998

Составитель В. Остапчук

Техред Н Бабурка Корректор О. Билак

Редактор А. Шишкина

Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 93/3

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4