SU1708298A1

SU1708298A1 - Device for determining the bioobject hydration degree

Info

Publication number: SU1708298A1
Application number: SU884628642A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Тищенко; Юрий Васильевич Рево; Иван Михайлович Гадупяк; Сергей Евгеньевич Соколов
Original assignee: Научно-Производственное Объединение По Радиоэлектронной Медицинской Аппаратуре
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к медицинской технике. Устройство дл определени степени гидратации биообъектов содержит два генератора 1 и 2. выходы которых соединены с входами преобразовател 3 напр жение - ток, к выходам которого подключены токовые электроды 4, потенциальные электроды 5 соединены через усилитель 6с выходом фильтра 7 низкой частоты и входомфильтра 8 высокой частоты, выходы которых подключены к входу первого и второго детекторов 11 и 12 соответственно, с целью повышени точности измерени путем они-. жени вли ни помех мультипликативного вида и дестабилизирующих факторов в него введены две параллельные цепи, одна из которых включает в себ последователь'но соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14 и индикатор 17. а друга - последовательно соединённые блок 9 масштабировани , аналого-цифровой преобразователь 15 и третий индикатор 18, подключенные к выходу детектора 12 последовательно соединенные АЦП 16 и индикатор 19, а также введены третий и четвертый детекторы 10 и 13, первый из которых включен между выхЬдом генератора 1 и входом АЦП 14. а второй - между выходом генератора 2 и вторым входом АЦП 16, при этом выход детектора 12 соединен с вторым входом АЦП 15. 1 ил.слсXI о00ю ю00The invention relates to medical technology. The device for determining the degree of hydration of bioobjects contains two generators 1 and 2. The outputs of which are connected to the inputs of the voltage converter 3 are the current, to the outputs of which current electrodes 4 are connected, potential electrodes 5 are connected via amplifier 6c by the output of the low-frequency filter 7 and the high-frequency filter input 8 The outputs of which are connected to the input of the first and second detectors 11 and 12, respectively, in order to improve the measurement accuracy by means of them. Influences of multiplicative type interference and destabilizing factors, two parallel circuits are introduced into it, one of which includes series-connected analog-to-digital converter (A / D converter) 14 and indicator 17. And the other - series-connected scaling unit 9, analog-digital the converter 15 and the third indicator 18 connected to the output of the detector 12 are connected in series to the ADC 16 and the indicator 19, and the third and fourth detectors 10 and 13 are introduced, the first of which is connected between the output of the generator 1 and the input ADC 14. and the second between the output of the generator 2 and the second input of the ADC 16, while the output of the detector 12 is connected to the second input of the ADC 15. 1 illustration XI o00yu00

Description

Изобретение относитс к медицинской технике, а именно к приборам дл функциональной диагностики, и может быть использовано при биофизических исследовани х дл оценки прижизненной структуры биообъекта по ее электрическому сопротивлению , в том числе и дл определени пригодности трансплантанта. , Известны устройства дл измерени электрического сопротивлени биообъектов , содержащие блок питани , блок установки величины тока, блок измерени и два электрода.The invention relates to medical technology, namely to devices for functional diagnostics, and can be used in biophysical studies to assess the lifetime structure of a biological object by its electrical resistance, including to determine the suitability of the graft. There are known devices for measuring the electrical resistance of biological objects, comprising a power supply unit, a current magnitude setting unit, a measuring unit, and two electrodes.

Однако устройства не обеспечивают необходимую точность измерени электрического сопротивлени из-за значительного дрейфа инструментальной погрешности. Кроме того, они не позвол ют оперативно получать информацию о диагностических значени х электрического сопротивлени бмообъекта ЭС БО на двух различающихс (например, на два пор дка) частотах, что необходимо дл оценки степени гидратации исследуемого биообъекта.However, the devices do not provide the necessary accuracy of measuring electrical resistance due to a significant drift of instrumental error. In addition, they do not allow to quickly obtain information about the diagnostic values of the electrical resistance of a BSE BS object at two different (for example, two orders of magnitude) frequencies, which is necessary to assess the degree of hydration of the biological object under study.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство , содержащее два генератора, преобразователь напр жение - ток, токовые и потенциальные электроды, два фазовращател , два детектора, два усилител , фильтры высокой и низкой частоты и блок регистрации.The closest in technical essence to the present invention is a device containing two generators, a voltage converter — current, current and potential electrodes, two phase shifters, two detectors, two amplifiers, high and low frequency filters, and a recording unit.

В этом устройстве результат измерени электрического сопротивлени определ етс выражением U() - U() , благодар чему значитэлъно уменьшаетс вли ние помех аддитивного вида, возникающих в услови х двигательной активности биообъекта.In this device, the result of measuring the electrical resistance is determined by the expression U () - U (), thereby significantly reducing the effect of interference of an additive form arising under the conditions of the physical activity of a bio-object.

Это устройство имеет р д существенных недостатков. Во-первых, оно не обеспечивает необходимую точность измерени aneKYpiwecKoro сопротивлени из-за изменени параметров генераторов под действием дестабилизирующих . Во-вторых, результат измерени : U() -U (Z°x) пропорционально измен етс при зоздейстаии помех мультипликативного вида , действующих как на электроды и биообъект , так и на другие блоки устройства.This device has a number of significant drawbacks. Firstly, it does not provide the necessary accuracy of measuring aneKYpiwecKoro resistance due to the change in the parameters of the generators under the action of destabilizing ones. Secondly, the measurement result: U () -U (Z ° x) varies proportionally with the creation of multiplicative-type noise, acting both on the electrodes and the biological object, and on other units of the device.

Цепь изобретени - повышение точности измерени путем снижени вли ни помех мультипликативного вида и дестабилизирующих факторов.The circuit of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the influence of multiplicative type interference and destabilizing factors.

Дл этого в устройство дл определени степени гидратации биообъектов, содержащее два генератора, выходы которых соединены с входами преобразовател напр жение - ток, к выходам которого подключены токовые злектроды, потенциальные электроды соединены через усилительTo do this, a device for determining the degree of hydration of biological objects, containing two generators, the outputs of which are connected to the inputs of a voltage converter — a current, to the outputs of which current electrodes are connected, potential electrodes are connected through an amplifier

с входом фильтра низкой частоты и входом фильтра высокой частоты, выходы которых подключены к входу первого и входу второго детекторов соответственно, введены соединенные с выходом первого детектора две параллельные цепи, одна из которых включает в себ последовательно соединенные первый аналого-цифровой преобразователь и первый индикатор, а друга - последовательно соединенные блок масштабировани , третий аналого-цифровой преобразователь и третий индикатор, подключенные к выходу второго детектора последовательно соединенные второйAn input of a low-frequency filter and an input of a high-frequency filter, the outputs of which are connected to the input of the first and the input of the second detector, respectively, have two parallel circuits connected to the output of the first detector, one of which includes the first A / D converter and the first indicator connected in series, and the other is a serially connected scaling unit, a third analog-to-digital converter and a third indicator connected to the output of the second detector in series by the second oh

5 аналого-цифровой преобразователь и второй индикатор, а также введены третий и четвертый детекторы, первый из которых включен между выходом первого генератора и вторым входом первого аналого-цифрового преобразовател , а второй - между5 analog-to-digital converter and the second indicator, as well as the third and fourth detectors, the first of which is connected between the output of the first generator and the second input of the first analog-digital converter, and the second between

0 выходом второго генератора и вторым входом второго аналого-цифрового преобразовател , при этом выход второго детектора соединен с вторым входом третьего аналого-цифрового преобразовател . На чертеже0 by the output of the second generator and the second input of the second analog-to-digital converter, while the output of the second detector is connected to the second input of the third analog-digital converter. In the drawing

5 приведена структурна схема устройства.5 shows a block diagram of the device.

Устройство содержит генератор t и 2, преобразователь 3 напр жение - ток. электроды 4-1 и 4-2 токовые, электроды 5-1 и 5-2 потенциальные, усилитель 6. фильтрыThe device contains a generator t and 2, the voltage converter 3 is a current. electrodes 4-1 and 4-2 current, electrodes 5-1 and 5-2 potential, amplifier 6. filters

0 низкой 7 и высокой 8 частот, блок 9 масштабировани , детекторы 10-13. АЦП 14-16. индикаторы 17-19.0 low 7 and high 8 frequencies, block 9 scaling, detectors 10-13. ADC 14-16. indicators 17-19.

: Устройство работает следующим образом .: The device works as follows.

5 С помощью генераторов 1 и 2 вырабатываютс напр жени синусоидальной формы низкой и высокой частот, причем частоты обычно кратные, и высока частота отличаетс от низкой на 1-2 пор дка. В преобразователе 3 эти напр жени смешиваютс и преобразуютс в тестовые токи, которые поступают через токовые электроды 4-1 и 4-2 на исследуемый биообъект 20. С помощью потенциальных электродов 5-1 и 6-2 с биообъекта снимаютс напр жени , пропорциональные ЭС БО на низкой 2 и высокой Z% частотах. В усилителе 6 осуществл етс общее усиление сигналов двух частот, которые затем раздел ютс поэлементно с помощью5 Generators 1 and 2 produce sinusoidal voltages of low and high frequencies, frequencies that are usually multiples, and high frequencies differ from low frequencies by 1-2 times. In the converter 3, these voltages are mixed and converted into test currents that flow through the current electrodes 4-1 and 4-2 to the bio-object 20 under study. The potential electrodes 5-1 and 6-2 are removed from the bioobject and the voltage is proportional to the ES BW at low 2 and high Z% frequencies. In amplifier 6, the overall amplification of the two frequency signals is carried out, which are then separated element by element with the help of

Claims

0 selective filters of low 7 and high 8 frequencies, and then rectified with the help of the deflectors 11 and 12. At the outputs of these detectors, constant voltages Ui - and U2 - K2Z% are obtained, where Ki. Ka 5 coefficients of proportionality. The output voltages of the generators 1 and 2 are also fed to the detectors 10 and 13. The outputs of which receive constant voltages proportional to the amplitudes of the corresponding output voltages of the generators. In the ADC 14, the analog-to-digital conversion of the output voltage ratio of the detectors 10 and 11 is performed, and in the ADC 16 - the detectors 12 and 13. The output codes of the ADCs 14 and 16 are proportional to the values of the EC BS and. are invariant to change the output voltages of the generators 1, 2 and are indicated by indicators 17 and 19. By means of the scaling unit 9, the output voltage level of the detector 11 is reduced. This ensures the required dynamic range of the X values determined by the device. The A / D converters 15 and are visualized on the indicator 18. The measurement of the ratio allows the actual state of the BO to be determined with great accuracy. Since the measurement of the ES BO occurs in a fluctuating medium, this often leads to a multiplication of the useful signal with interference A (t), with the result that the voltages Ui and Da can be represented as Ui. KiZVA (t) and Da (t). When determining the code of the relation Ki Ki Z or W), there is a significant reduction in the influence of multiplicative interference A (t) on the result of measurement. therefore, the researcher in this case receives more reliable diagnostic information. In addition, in the device when measuring the electrical resistance of a bioobject using detectors, two voltages are obtained, one of which is proportional to the resistance and amplitude of the output voltage of the generator, and the other is only the amplitude of the generator voltage. The use of ADC of push-pull integration allows the AC-conversion of the ratio of these voltages, so that the measurement result is invariant to changes in the amplitude of the output voltage of the generator, which provides an increase in the accuracy of measurement in terms of destabilizing factors. Thus, the proposed device has wide areas of possible application in determining the degree of hydration of biological objects, which is important in the diagnosis of various disorders of water-salt metabolism of biological objects. Formula of Invention The device for determining the degree of hydration of biological objects, containing two generators, the outputs of which are connected to the converter inputs voltage, the outputs of which are connected to current electrodes, potential electrodes are connected through an amplifier to the input of a low-frequency filter and the input of a high-frequency filter, the outputs of which are connected to the input the first and the input of the second detectors, respectively, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy by reducing the influence of interference, the multiplicative form a and destabilizing factors, the first analog-to-digital converter connected in series with the output of the first detector and the first indicator connected to the output of the second detector are two parallel circuits, one of which includes the second analog-to-digital converter connected in series and the second indicator, and the other is a serially connected scaling unit, a third analog-to-digital converter and a third indicator, as well as the third and fourth detectors, the first of which are which is connected between the output of the first generator and the second input of the first analog-to-digital converter, and the second between the output of the second generator and the second analog-to-digital converter.