RU2057519C1

RU2057519C1 - Device for measuring energy parameters of biological tissue zones

Info

Publication number: RU2057519C1
Authority: RU
Inventors: В.Г. Гусев
Original assignee: Уфимский государственный авиационный технический университет; Гусев Владимир Георгиевич
Priority date: 1992-04-23
Filing date: 1992-04-23
Publication date: 1996-04-10

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has active and neutral electrodes mountable on acupuncture point or skin zone, power supply source with small internal resistance, device for measuring electric current having current-voltage converter and millivoltmeter connected in cascade so that the power supply source and the device for measuring electric current are set in series with their outputs connected with the active and neutral electrodes. Newly introduced features are electronic switch, electric pulses polarity selection unit, electronic switch signals control autogenerator. The electric pulses polarity selection unit is installed between the current-voltage converter and millivoltmeter. The electronic switch is included into the circuit break between the power supply source and device for measuring electric current to provide for power supply source to be disconnected from the corresponding lead of the device for measuring electric current and connected to the common bus during the time period the power supply source is switched off. Autogenerator output signal which output is connected to the electronic switch control unit leads to set electronic switch switching cycle duration. EFFECT: enhanced effectiveness in evaluating psychophysical state parameters; improved accuracy of diagnosis. 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для оценки психофизиологического состояния пациентов по энергетическим параметрам биологически активных точек (БАТ), а также в ветеринарии при диагностике заболеваний животных. The invention relates to medical equipment and can be used to assess the psychophysiological state of patients by the energy parameters of biologically active points (BAP), as well as in veterinary medicine in the diagnosis of animal diseases.

Известно устройство, содержащее преобразователь ток-напряжение, один из входов которого соединен с индифферентным электродом через электронный переключатель, управляющий вход которого подключен к источнику управляющих импульсов, активный электрод, источник постоянного напряжения и регистратор. A device is known that contains a current-voltage converter, one of the inputs of which is connected to an indifferent electrode through an electronic switch, the control input of which is connected to a source of control pulses, an active electrode, a constant voltage source, and a recorder.

Недостатком является низкая метрологическая надежность (воспроизводимость результатов измерений), а также влияние влажности кожи и степени нажатия активного электрода. The disadvantage is the low metrological reliability (reproducibility of measurement results), as well as the influence of skin moisture and the degree of pressing of the active electrode.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие принцип действия; на фиг. 3 пример ее возможной схемотехнической реализации. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 diagrams explaining the principle of action; in FIG. 3 example of its possible circuitry implementation.

Устройство имеет активный электрод, устанавливаемый на точку акупунктуры, и индифферентный электрод, закрепляемый на зоне кожного покрова. Активный электрод подключен к одному из выводов преобразователя 1 ток-напряжение. Он имеет малое входное сопротивление (десятки Ом). Выход преобразователя 1 ток-напряжение через селектор 2 полярности импульсов подключен к входу милливольтметра 3. Второй входной вывод преобразователя 1 ток-напряжение подключен к электронному переключателю 4. Он обеспечивает последовательное включение преобразователя 1 ток-напряжение и источник 5 постоянного напряжения в случае, если переключатель 4 находится в положении II. Преобразователь 1 ток-напряжение и милливольтметр 3 представляют собой устройство для измерения электрического тока. В положении I переключатель 4 соединяет вывод преобразователя 1 ток-напряжение с общей шиной и индифферентным электродом. Положение электронного переключателя 4 определяется выходным сигналом источника 6 управляющих прямоугольных импульсов. Для этого выход источника 6 подключается к цепям управления электронного переключателя 4. Источник 6 сигналов управления выполняется на основе операционного усилителя. The device has an active electrode mounted on an acupuncture point, and an indifferent electrode fixed to the skin area. An active electrode is connected to one of the terminals of the current-voltage converter 1. It has a low input impedance (tens of ohms). The output of the current-voltage converter 1 through a pulse polarity selector 2 is connected to the input of the millivoltmeter 3. The second input terminal of the current-voltage converter 1 is connected to the electronic switch 4. It provides sequential switching of the current-voltage converter 1 and a constant voltage source 5 in case the switch 4 is in position II. The current-voltage converter 1 and the millivoltmeter 3 are a device for measuring electric current. In position I, switch 4 connects the output of the current-voltage converter 1 to a common bus and an indifferent electrode. The position of the electronic switch 4 is determined by the output signal of the source 6 of the control rectangular pulses. For this, the output of the source 6 is connected to the control circuits of the electronic switch 4. The source 6 of the control signals is based on an operational amplifier.

Работа устройства заключается в следующем. The operation of the device is as follows.

При одной из полярностей выходного напряжения источника 6 электронный переключатель 4 переключается в положение II. Так как входное сопротивление преобразователя 1 ток-напряжение невелико, то все напряжение источника 5 оказывается приложенным к активному и индифферентному электродам. В цепи активный-индифферентный электрод потечет электрический ток, значение которого зависит от сопротивления цепи ТА кожный покров под индифферентным электродом и от напряжения источника электрической энергии. Значение напряжения порядка 2-4 В, минусовой конец подсоединен к общей шине. На выходе преобразователя 1 ток-напряжение будет положительное напряжение, пропорциональное электрическому току, протекающему в цепи ТА. Оно имеет положительную полярность и не пропускается к милливольтметру 3 селектором 2 полярности импульсов. По окончании длительности импульса одной полярности значение сигнала на выходе источника 6 меняется на противоположное. Электронный переключатель 4 переключается в положение I. При этом ТА и зона кожного покрова под индифферентным электродом окажутся замкнуты накоротко через малое сопротивление входа преобразователя 1 ток-напряжение. В цепи потечет электрический ток, значения которого зависят от емкости цепи между ТА и кожным покровом под индифферентным электродом, активного сопротивления этой цепи и разности потенциалов между указанными участками кожного покрова. По существу этот электрический ток характеризует весь комплекс энергетических параметров зоны между электродами. Ввиду малой площади активного электрода (1-3 мм²) энергетические параметры в основном зависят от состояния точки акупунктуры и ответной ее реакции на предшествующее воздействие положительного импульса электрического напряжения. Поэтому измеряемая совокупность параметров названа комплексным энергетическим параметром. В положении I электронного переключателя 4 через преобразователь I ток-напряжение протекает импульс электрического тока, который уменьшается по закону, близкому к экспоненциальному. Причем скорость уменьшения в ТА значительно меньше. Направление электрического тока при этом противоположно тому, который протекал при положении II электронного ключа. Поэтому импульс на выходе преобразователя I ток-напряжение имеет отрицательную полярность. Он свободно пропускается селектором 2 полярности и подается на милливольтметр 3. Показания милливольтметра 3 пропорциональны величине импульса и зависят от скорости изменения электрического тока. По шкале милливольтметра 3 оценивается состояние ТА, которое характеризуется указанными выше параметрами.With one of the polarities of the output voltage of the source 6, the electronic switch 4 switches to position II. Since the input resistance of the current-voltage converter 1 is small, the entire voltage of the source 5 is applied to the active and indifferent electrodes. An electric current will flow in the active-indifferent electrode, the value of which depends on the resistance of the TA circuit on the skin under the indifferent electrode and on the voltage of the electric energy source. The voltage value is about 2-4 V, the negative end is connected to the common bus. At the output of the converter 1, the current-voltage will be a positive voltage proportional to the electric current flowing in the TA circuit. It has a positive polarity and is not passed to the millivoltmeter 3 by a pulse polarity selector 2. At the end of the pulse duration of one polarity, the signal value at the output of the source 6 changes to the opposite. The electronic switch 4 switches to position I. In this case, the TA and the skin area under the indifferent electrode will be short-circuited through the low resistance of the input of the current-voltage converter 1. An electric current will flow in the circuit, the values of which depend on the capacity of the circuit between the TA and the skin under the indifferent electrode, the active resistance of this circuit and the potential difference between the indicated sections of the skin. In essence, this electric current characterizes the whole complex of energy parameters of the zone between the electrodes. Due to the small area of the active electrode (1-3 mm ² ), the energy parameters mainly depend on the state of the acupuncture point and its response to the previous exposure to a positive voltage pulse. Therefore, the measured set of parameters is called a complex energy parameter. In position I of the electronic switch 4, an electric current pulse flows through the current-voltage converter I, which decreases according to a law close to exponential. Moreover, the rate of decrease in TA is much less. The direction of the electric current in this case is opposite to that which flowed at position II of the electronic key. Therefore, the pulse at the output of the converter I current-voltage has a negative polarity. It is freely passed by a polarity selector 2 and fed to a millivoltmeter 3. The readings of a millivoltmeter 3 are proportional to the magnitude of the pulse and depend on the rate of change of the electric current. On a millivoltmeter 3 scale, the state of the TA is estimated, which is characterized by the above parameters.

На фиг. 2 приведена диаграмма изменения выходного напряжения преобразователя I ток-напряжение. При подключении источника 5, электронный переключатель 4 в положении II, на выходе преобразователя I ток-напряжение будет импульс положительной полярности. Он не пропускается на милливольтметр 3 селектором полярности электрических импульсов. При отключении источника 5 постоянного напряжения в цепи потечет электрический ток отклика на предыдущее энергетическое воздействие. Скорость его изменения и величина зависят от комплексного энергетического параметра ТА. Изменения тока отклика в индифферентных точках показано пунктиром, а в ТА сплошной линией. Импульс, заштрихованный на диаграмме, пропускается селектором 2 полярности импульсов и подается на вход милливольтметра 3. Так как милливольтметр 3 усредняет сигнал, то его показания пропорциональны усредненному или действующему значению последовательности импульсов, поданных на его вход. In FIG. 2 shows a diagram of the change in the output voltage of the converter I current-voltage. When connecting source 5, electronic switch 4 in position II, the output of the converter I current-voltage will be a pulse of positive polarity. It is not passed on to a millivoltmeter 3 by a polarity selector of electrical pulses. When you turn off the source 5 of the constant voltage in the circuit will flow an electric current response to the previous energy impact. Its rate of change and magnitude depend on the complex energy parameter of the TA. Changes in the response current at indifferent points are shown by a dashed line, and in TA by a solid line. The pulse shaded in the diagram is passed by the pulse polarity selector 2 and fed to the input of the millivoltmeter 3. Since the millivoltmeter 3 averages the signal, its readings are proportional to the average or actual value of the sequence of pulses supplied to its input.

Положительный эффект повышение метрологической надежности (улучшение воспроизводимости результатов измерений и уменьшение влияния влажности кожи и степени нажатия активного электрода) достигается по следующей причине. При измерении импульсов тока отклика на ТА не оказывается энергетического воздействия от внешнего источника электрической энергии. Поэтому измеряемый ток обусловлен только внутренней энергетикой ТА и в основном обусловлен электрическим зарядом, накопленным в ней при воздействии электрической энергией. Поэтому при коротком замыкании ТА на зону кожного покрова импульс электрического тока мало зависит от степени нажатия и увлажнения поверхности ТА (по сравнению с изменениями показаний у известных измерительных устройств, основанных на других принципах). Повышенная временная стабильность получаемых результатов, вероятно, объясняется той же причиной. Так как времена энергетических воздействий и пауз между ними со снятием накопленного заряда чередуются между собой, в значительно меньшей степени проявляются адаптационные эффекты и показания имеют лучшую временную стабильность. The positive effect of increasing metrological reliability (improving the reproducibility of measurement results and reducing the influence of skin moisture and the degree of pressing of the active electrode) is achieved for the following reason. When measuring the current pulse of the response to the TA, there is no energy impact from an external source of electrical energy. Therefore, the measured current is due only to the internal energy of the TA and is mainly due to the electric charge accumulated in it when exposed to electric energy. Therefore, in the event of a TA short circuit to the skin area, the electric current impulse is little dependent on the degree of pressing and hydration of the TA surface (compared with changes in readings of known measuring devices based on other principles). The increased temporal stability of the results obtained is probably due to the same reason. Since the times of energy impacts and pauses between them with the removal of the accumulated charge alternate with each other, adaptation effects are manifested to a much lesser extent and the readings have better temporary stability.

Claims

DEVICE FOR MEASURING ENERGY PARAMETERS OF ZONES OF BIOLOGICAL FABRIC, containing a current-voltage converter, one of the inputs of which is connected to an indifferent electrode through an electronic switch, the control input of which is connected to a source of control pulses, an active electrode, a constant voltage source, and a recorder, characterized in that In addition, a pulse polarity selector is introduced, and the active electrode is connected to the second input of the converter by a voltage current, the output of which is through the selector a pulse polarity torus is connected to a recorder made in the form of a millivoltmeter, and a constant voltage source is connected between the second contact of the electronic switch, which is closed to the input of the current-voltage converter, and an earth bus with an indifferent electrode.