устройство для электропунктуры

Формула изобретения

1. Устройство для электропунктуры, включающее последовательно соединенные один положительный и двадцать четыре измерительных электрода, коммутатор входов, фильтр, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, персональный компьютер, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит двадцать пятый измерительный и второй, третий и четвертый положительные электроды, коммутаторы калибровки, измерительных токов, внешних приборов, измерительный резистор, блок формирователя измерительных напряжений, блок контроллера, включающий в себя аналого-цифровой преобразователь, при этом двадцать пятый измерительный электрод выполнен с возможностью свободного перемещения, коммутатор калибровки своим входом соединен с первым измерительным электродом, а выходом - с входом коммутатора входов, к выходу последнего подсоединен вход коммутатора измерительных токов, а измерительный резистор включен между общим проводом и точкой соединения коммутатора измерительных токов с фильтром, один из выходов блока формирователя измерительных напряжений соединен с общим проводом, а к четырем другим подключены четыре положительных электрода, кроме того, шиной управления режимом между собой связаны коммутаторы внешних приборов, входов, измерительных токов, усилитель, блок формирователя измерительных напряжений, блок контроллера, в который также связан с персональным компьютером шиной.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок формирователя измерительных напряжений содержит четыре независимых источника измерительных напряжений, коммутатор источников измерительных напряжений и коммутатор групп, кроме того, источники измерительных напряжений связаны с общим проводом, а коммутаторы - с шиной управления режимом.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок контроллера содержит соединенные между собой шиной адреса/данных центральное процессорное устройство с аналого-цифровым преобразователем в составе, оперативное и постоянное запоминающее устройства, буфер световой индикации и устройство оптронной развязки, связанное, кроме того, общей шиной с центральным процессорным устройством.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для оценки электрофизиологического состояния точек акупунктуры в рефлексодиагностикe и в рефлексотерапии, а также для поиска точек.

Известно устройство для электропунктуры, включающее зондирующий электрод и опорный электрод, проводящая поверхность которого в 25 раз превышает площадь конца зондирующего электрода. С последним соединен генератор, формирующий электрические сигналы с высоким содержанием гармонических составляющих. К обоим электродам подключен преобразователь полного сопротивления, измеренного на конце электрода, в частоту. С ним соединен компьютер, на экране которого воспроизводятся значения сопротивления. Компьютер обеспечен программой для анализа данных (см. патент США, N 5339827, A 61 H 39/02, 1994 г.).

Недостатками известного устройства являются низкие информативность и условная взаимная корреляция данных, полученных в результате разновременных измерений сопротивлений в различных акупунктурных точек одной парой электродов. Снижает достоверность полученных данных нестабильное положение электродов на коже человека, увеличивающее количество помех и вносящее существенные субъективные ошибки при измерении.

Причиной имеющихся недостатков является оснащенность известного устройства только одной парой электродов.

Этот недостаток частично устраняется в другом известном устройстве для электропунктуры (прототип) - многоканальном устройстве марки "BITA - 12 - МГ" (см. В. Г. Макац. Основы акупунктурной биоэнергодиагностики. Винница, 1991, с. 73-78). Известное устройство предназначено для непрерывного сравнительного исследования биоэлектрический активности отдельных цепей биообъекта (или же воздействия) с выводом данных на компьютер, анализом и выдачей материала на дисплей. Известное устройство содержит последовательно соединенные один положительный и двадцать четыре измерительных электрода, коммутатор входов, фильтр, усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), персональный компьютер. Известное устройство предназначено для сравнительного излучения биоэлектрический активности двадцати четырех исследуемых акупунктурных зон по ходу двенадцать классических меридианов справа и слева относительно зоны пупочной области. В известном устройстве не используют внешний источник тока, а измеряют ток, генерируемый биообъектами.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность результатов измерений при контроле за состоянием акупунктурных точек в ходе диагностики, поиска или стимуляции точек, что снижает точность диагностики и эффективность терапии с помощью известного устройства для электропунктуры. Причинами низкой достоверности полученных результатов являются слабость регистрируемого биоэлектрического сигнала и наличие помех при его измерении.

В основу изобретения поставлена задача: в устройстве для электропунктуры путем включения в него новых конструктивных элементов и создания новых связей между ними обеспечить повышение достоверности результатов оценки электрофизиологического состояния акупунктурных точек в ходе диагностики, поиска и стимуляции точек. Это приводит к повышению точности рефлексодиагностики и эффективности рефлексотерапии с помощью заявляемого устройства для электропунктуры.

Поставленная задача решается тем, что в известное устройство для электропунктуры, включающее один положительный и двадцать четыре измерительных электрода, коммутатор входов, фильтр, усилитель, АЦП, персональный компьютер, дополнительно введены двадцать пятый измерительный и второй, третий, четвертый положительные электроды, коммутаторы калибровки, измерительных токов, внешних приборов, измерительный резистор, блок формирователя измерительных напряжений, блок контроллера с АЦП, при этом двадцать пятый измерительный электрод выполнен с возможностью свободного перемещения, коммутатор калибровки своим входом соединен с первым измерительным электродом, а выходом - с входом коммутатора входов, к выходу последнего подсоединен вход коммутатора измерительных токов, а измерительный резистор включен между общим проводом и точкой соединения коммутатора измерительных токов с фильтром, один из выходов блока формирователя измерительных напряжений соединен с общим проводом, а к четырем другим подключены четыре положительных электрода, кроме того, шиной управления режимом между собой связаны коммутаторы внешних приборов, входов, измерительных токов, усилитель, блок формирователя измерительных напряжений, блок контроллера, который также связан шиной с персональным компьютером.

В предпочтительном варианте выполнения устройства предусмотрено, что блок формирователя измерительных напряжений содержит четыре независимых источника измерительных напряжений, коммутатор источников измерительных напряжений и коммутатор групп, кроме того, источники измерительных напряжений связаны с общим проводом, а коммутаторы - с шиной управления режимом.

Другой особенностью выполнения заявляемого устройства является то, что блок контроллера содержит соединенные между собой шиной адреса/данных центральное процессорное устройство (ЦПУ) с АЦП в составе, постоянное и оперативное запоминающие устройства, буфер световой индикации и устройство оптронной развязки, связанное, кроме того, общей шиной с ЦПУ.

Между совокупностью приведенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь.

Введение в конструкцию заявляемого устройства двадцать пятого измерительного электрода позволяет в дополнительной двадцать пятой точке акупунктуры проверить достоверность информации, полученной с помощью стационарно закрепленных двадцати четырех измерительных электродов.

Применение четырех положительных электродов по сравнению с одним (в прототипе) повышает достоверность результатов исследований точек акупунктуры за счет повышения информативности измерений, создавая эффект перекрестного измерения, что значительно снижает ошибку съема данных. Кроме того, при работе лишь с одним положительным электродом меняются электрические характеристики кожи под электродом в ходе измерений, что вносит искажения в результаты, снижая их достоверность. При попеременном включении в работу одного из четырех положительных электродов характеристики кожи под тремя не используемыми в данный момент времени электродами успевают восстановиться до исходного состояния, характерного для пациента. Поэтому достоверность полученных данных при работе заявляемого устройства выше, чем в известном устройстве с одним положительным электродом. Кроме того, перекрестный тестовый замер электрических характеристик кожи с помощью попеременного включения одного из четырех электродов, проведенный перед началом процедуры, позволяет вычесть из результатов шумовое влияние, вносимое самими электродами и электрическими цепями устройства, что также повышает достоверность результатов измерений. Именно четыре положительных электрода применяют в заявляемом устройстве по числу конечностей человека, на которых их закрепляют.

Измерительный резистор, включенный в электрическую цепь последовательно с пациентом, является делителем - постоянным добавочным сопротивлением в цепи, величина которого подбирается в зависимости от биоэлектрического сопротивления пациента, приближая заявляемое устройство по функции, выполняемой в отношении к человеку, к источнику тока или к источнику напряжения. Тем самым измерительный резистор позволяет удерживать выведенные на дисплей электрические характеристики любого пациента в пределах динамического диапазона, позволяет делать пики на графике изменения показателей более острыми, т.е. более различными, нивелируя шумовые колебания, повышая достоверность полученных данных. Кроме того, измерительный резистор определяет ток короткого замыкания, обеспечивая безопасность процедуры для пациента.

На повышение достоверности результатов измерений влияет и работа коммутаторов в заявляемом устройстве:

- коммутатор калибровки позволяет перед началом работы устранить отрицательное влияние временного и температурного дрейфа параметров электронных комплектующих приборов;

- коммутатор измерительных токов подключает измерительный резистор и варьирует его номинал;

- коммутатор внешних приборов позволяет сформировать команды для подключения внешних приборов воздействия и, таким образом, оперативно в обрабатывающей результаты измерений программе на персональном компьютере учесть изменения измеряемых характеристик при воздействии на пациента электрического и других полей внешних приборов (аппараты функциональной диагностики, источники лазерного, ультразвукового, КВЧ-излучений и др.).

В отличие от известного устройства (прототипа), в составе которого отсутствует источник внешнего напряжения и измеряют слабый генерируемый биообъектом сигнал, на точность измерения которого поэтому сильно влияют присутствующие в измерительной цепи шумы и помехи, к точкам акупунктуры в заявляемом устройстве прикладывают внешнее напряжение с помощью блока формирователя измерительных напряжений. При этом измерительный сигнал усилен (по сравнению с прототипом) и на его характеристики меньше влияют присутствующие шумы и помехи. Блок формирователя измерительных напряжений обеспечивает индивидуальный подход к пациенту, учитывая физиологические особенности каждого, устанавливают четыре градации величины напряжения (от 1,0 до 10,0 В), воздействующего на пациента и выбираемого с помощью программы персонального компьютера. Поэтому блок формирователя измерительных напряжений своей работой повышает достоверность результатов измерений, полученных при эксплуатации заявляемого устройства.

Блок контроллера позволяет повысить достоверность результатов измерений, поскольку он синхронизирует моменты подключения и отключения измерительных и положительных электродов с высокой точностью по времени, а также буферизирует результаты измерений и осуществляет обмен информацией с персональным компьютером в синхронном режиме, что в свою очередь позволяет программе в персональном компьютере высокоэффективно использовать ресурсы компьютера, и обработку результатов вести параллельно с измерениями.

Связи между узлами заявляемого устройства, в том числе и осуществляемые с помощью шин, построены так, чтобы обеспечить функцию измерительной цепи по отношению к пациенту в конкретный момент времени или близкой к источнику тока, или близкой к источнику напряжения, поскольку именно такая работа цепи позволяет повысить достоверность результатов измерений.

Применение предлагаемого устройства позволяет в 1,5 - 2 раза увеличить достоверность полученных результатов измерения, осуществлять непрерывный контроль за состоянием акупунктурных точек как в режиме их поиска, так и в режимах диагностики или лечения. Устройство обеспечивает безопасное и безболезненное проведение процедур.

Изобретение поясняется чертежами на фиг. 1 - 3. На фиг. 1 представлена общая функциональная блок-схема заявляемого устройства для акупунктуры; на фиг. 2 - функциональная блок-схема блока формирователя измерительных напряжений; на фиг. 3 - функциональная блок-схема блока контроллера.

Устройство для электропунктруры (фиг. 1) содержит двадцать пять измерительных электродов 1, которые подключены к коммутатору входов 3. Между первым измерительным электродом 1 и коммутатором входов 3 включен коммутатор калибровки 2. К выходу коммутатора входов 3 подсоединен вход коммутатора измерительных токов 4.

К выходу последнего подсоединен вход фильтра 5, а к его выходу - вход усилителя 6. Между точкой соединения фильтра и коммутатором измерительных токов 4 и общим проводом включен измерительный резистор 7. Выход усилителя 6 связан с входом блока контроллера 8. Кроме того, эти два узла связаны между собой шиной управления режимом 9.

Блок формирователя измерительных напряжений 10 связан с четырьмя положительными электродами 11 и с общим проводом. Кроме того, общей шиной управления режимом 9 связаны между собой также коммутаторы входов 3 и измерительных токов 4, внешних приборов 12 и блок формирователя измерительных напряжений 10. Блок контроллера 8 подключен к персональному компьютеру 13 с помощью шины 14.

Блок формирователя измерительных напряжений 10 (фиг. 2) содержит четыре источника измерительных напряжений 15, связанных с общим проводом и с четырьмя входами коммутатора источников напряжения 16, к выходу которого подсоединен вход коммутатора групп 17, имеющий четыре выхода для подсоединения четырех положительных электродов 11. Коммутаторы источников напряжения 16 и групп 17 соединены также с шиной управления режимов 9.

Блок контроллера 8 (фиг. 3) содержит ЦПУ 18, в состав которого включен АЦП 19, связанный, кроме того, с усилителем 6. В блок контроллера входят также оперативное 20 и постоянное 21 запоминающие устройства и буфер световой индикации 22, которые связаны друг с другом и с ЦПУ 18 с помощью шины адреса/данных 23. ЦПУ 18 связано общей шиной 24 с устройством оптронной развязки 25, которое через шину 14 имеет выход к персональному компьютеру 13. Заявляемое устройство для электропунктуры работает в соответствии с программой, заложенной в постоянное запоминающее устройство 21 в блоке контроллера 8 под управлением команд, поступающих от персонального компьютера 13. По включению питания производится калибровка устройства для электропунктуры (без подключения пациента) путем измерения напряжения смещения нуля АЦП 19 в режиме короткого замыкания первого измерительного электрода 1 с первым положительным электродом 11 с помощью коммутатора калибровки 2 и напряжения собственных шумов устройства в режиме холостого хода при размыкании цепи первого измерительного электрода и коммутатора входов 3 с помощью коммутатора 2.

Результат калибровки обрабатывается в контроллере 8 и сообщается в персональный компьютер 13 и учитывается при обработке результатов измерений в рабочем режиме. По получению команды программной инициализации от персонального компьютера 13 контроллер 8 тестирует линию связи с компьютером 13 и индицирует готовность устройства для электропунктуры к рабочему режиму. Затем на теле пациента закрепляют двадцать четыре измерительных электрода для контроля двенадцати основных меридианов слева и справа (двадцать пятый электрод остается незакрепленным) и четыре положительных электрода на четырех конечностях пациента. В рабочем режиме по команде от компьютера 13 заявляемое устройство подключает посредством коммутатора входов 3 один из двадцати четырех измерительных электродов и при помощи коммутатора групп 17 один из четырех положительных. Двадцать пятый электрод включается в работу после основных измерений в случае необходимости их контроля или уточнения. Принцип работы заявляемого устройства для электропунктуры в части электроизмерений в точках не меняется в зависимости от выбора режимов поиска точек, диагностики или лечения. Меняется лишь выбор программы задания режима и обработки данных. К выбранному и подключенному положительному электроду автоматически выбирается и подключается один из четырех источников измерительных напряжений 15 из блока формирователя измерительных напряжений 10. Номиналы источников измерительных напряжений 15 устанавливаются заранее. Таким образом, команда от персонального компьютера 13 определяет величину напряжения, прикладываемого к внешней цепи - пациенту, а также конфигурацию цепи: какую пару электродов необходимо подключить в данный момент времени. Кроме того, такая же команда определяет величину сопротивления измерительного резистора 7, подключенного в измерительную цепь посредством коммутатора измерительных токов 4. С выхода коммутатора выходов 3 измерительный ток, снятый одним из двадцати пяти электродов, поступает на вход коммутатора измерительных токов 4, с выхода коммутатора 4 - на измерительный резистор 7, с которого напряжение снимается фильтром 5, отфильтровывается от помех и наводок в измерительной цепи. От фильтра 5 сигнал усиливается усилителем 6 до величины диапазона рабочего напряжения АЦП 19. С выхода усилителя 6 сигнал поступает на вход АЦП 19, являющегося составной частью ЦПУ 18 в блоке контроллера 8. Здесь производиться оцифровка напряжения поступающего сигнала, дополнительная цифровая фильтрация помех и наводок от переменного напряжения 220/380 В сети. Алгоритм работы блока контроллера 8 позволяет осуществлять управления работой устройства, обработку результатов измерений, передавать измеренные значения сигналов на компьютер 13 или накапливать результаты в оперативном запоминающем устройстве 20. На персональный компьютер 13 сигнал поступает через устройство оптронной развязки 25, которое осуществляет гальваническую развязку с персональным компьютером 13, а также преобразование уровней сигналов между компьютером 13 и блоком контроллера 8. В случае необходимости в режиме диагностики или лечения компьютер 13 дает команду на подключение к пациенту через коммутатор внешних приборов 12 одного из диагностических или лечебных аппаратов. Реакция пациента на действие аппарата считывается с точек акупунктуры тем же описанным выше образом.

Режим работы устройства отображают индикаторы буфера световой индикации 22.

В части защиты от поражения электрическим током человека заявляемое устройство для электропунктуры выполнено по классу электробезопасности II типу H ГОСТ 12.2.025-75.

В работе устройства используют персональный компьютер 13 типа IBM, подключенный через интерфейс RS - 232 и устройство оптронной развязки 25 на базе микросхемы типа 6 N 136 opt 20.

ЦПУ 18 выполнено на базе однокристальной микро-ЭВМ INTEL 80 с 196 кв-20;

буфер световой индикации 22 - микросхемы типа 82 с 55 A;

постоянное запоминающее устройство 21-27F256;

оперативное запоминающее устройство 20-61C256;

измерительный резистор 7-C2-36;

фильтр 5 и усилитель 6 - на базе операционных усилителей типа K 544 УД 2А и К 157 УД 2А; источники измерительных напряжений - KP142EH12A.

Элементная база всех коммутаторов (2, 3, 4, 12, 16, 17) заявляемого устройства выполнена на базе микросхем типа K590KH6 и K561KT3.

В качестве измерительных электродов 1 использовали электроды марки ЭПКК-2, выпускаемые НПП "РЭМА" (г. Львов) согласно ТУ 64-1-3175-76;

в качестве положительных электродов 11

- электроды типа электрокардиографических марки mE. 443.101.