реоплетизмограф

Формула изобретения

Реоплетизмограф, содержащий генератор синусоидального тока высокой частоты, выход которого соединен с парой токовых электродов, фильтр нижних частот и два канала, каждый из которых содержит по две входные клеммы, соединенные с соответствующими парами потенциометрических электродов, и включенные последовательно усилитель высокой частоты, детектор, и усилитель реоплетизмограммы, отличающийся тем, что в каждый из каналов введены устройство выборки-хранения, схема сравнения и аналоговый вычитатель, причем выход усилителя реоплетизмограммы подключен к одному из входов аналогового вычитателя и к запоминающему входу устройства выборки-хранения, выход которого связан с другим входом аналогового вычитателя, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот и схемой сравнения, соединенной также с управляющим входом устройства выборки-хранения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к приборам для функциональной диагностики, и может быть использовано для проведения исследований центрального и периферического кровообращения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является двухканальный реоплетизмограф типа РПГ2-02, который предназначен для исследования кровотока путем измерения импеданса тетраполярным методом [1]. Устройство содержит генератор синусоидального тока частотой 40 кГц, ток от которого поступает на зондируемый участок тела через токовые электроды, общие для двух каналов. Измерение импедансов производится двумя идентичными каналами, каждый из которых содержит два потенциометрических электрода и последовательно включенные усилитель высокой частоты, линейный детектор, усилитель реоплетизмограмм, пассивный фильтр верхних частот, представляющий собой дифференцирующую RC-цепочку, отфильтровывающую постоянную составляющую сигнала, и активный фильтр нижних частот, являющийся выходом "РЕО".

Принципиальным недостатком указанного устройства являются вносимые фильтром верхних частот искажения, проявляющиеся в изменении формы (морфологии) кривой реограммы и, соответственно, невысокая точность измерений ее амплитудных характеристик, снижающая качество диагностики. Увеличение постоянной времени фильтра Т - RC до значения 3 сек снижает вносимые ошибки, но затягивает время установления кривой реограммы около "нулевого", изоэлектрического уровня до 12-15 сек, что делает практически невозможной работу с прибором. Уменьшение же постоянной времени менее значения 2-3 сек снижает точность измерений. Иными словами, выбор значения постоянной времени фильтра верхних частот требует удовлетворения двух взаимопротиворечащих условий: неискаженное пропускание по возможности самых низших частот и быстрое установление кривой реограммы около изоэлектрического уровня.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений и, соответственно, качества диагностики за счет того, что реограмма не имеет искажений начиная практически с нулевой частоты и при этом время ее установления около нулевого уровня составляет сотые доли секунды.

Технический результат достигается за счет того, что устройство содержит генератор синусоидального тока, нагруженный на токовые электроды, общие для двух каналов, каждый из которых включает в себя два потенциометрических электрода и последовательно включенные усилитель высокой частоты, линейный детектор, усилитель реоплетизмограммы, и активный фильтр нижних частот, являющийся выходом "РЕО". Новым в устройстве является то, что в каждый из каналов последовательно с усилителем реоплетизмограммы вместо фильтра верхних частот введены устройство выборки-хранения, схема сравнения и аналоговый вычитатель, причем выход усилителя реоплетизмограммы подключен к одному из входов аналогового вычитателя и к запоминающему входу устройства выборки- хранения, выход которого подан на другой вход аналогового вычитателя, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот и схемой сравнения, соединенной с управляющим входом устройства выборки-хранения.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Оно содержит генератор 1 синусоидального тока высокой частоты, выход которого соединен с парой электродов 2, называемых токовыми. Две другие пары электродов 3, называемых потенциометрическими, подключены к входам двух каналов, каждый из которых содержит последовательно включенные усилители 4 высокой частоты, детекторы 5 и усилители 6 плетизмограммы, к выходам которых подключены устройства выборки- хранения 7, схемы сравнения 8 и аналоговые вычитатели 9, выходы которых соединены с фильтрами 10 нижних частот, являющимися выходными клеммами для кривой реограммы (выходы "РЕО").

Устройство работает следующим образом.

На пациента накладываются электроды 2 и 3 по методике тетраполярной реографии. При протекании зондирующего тока, создаваемого генератором 1, по объемному проводнику, образованному участком тела пациента, на потенциометрических электродах 3 создается разность потенциалов, пропорциональная полному электрическому сопротивлению (импедансу) объемного проводника. Усилители 4 высокой частоты каждого из каналов усиливают падения напряжения, и на выходе детекторов 5 появляются напряжения, пропорциональные базовым импедансам соответствующих областей тела пациента. Базовое (среднее) значение импеданса будет модулироваться переменной составляющей, обусловленной пульсовой волной кровенаполнения и дыхательной волной пациента. Напряжения с выходов усилителей 6 плетизмограммы запоминаются устройствами выборки-хранения 7 и "сдвигают" уровень выходного напряжения аналоговых вычитателей 9, что позволяет поддерживать напряжения на входе фильтров 10 нижних частот в зоне линейной работы. При уходе этих напряжений за пределы линейной зоны, срабатывают схемы сравнения 8, в устройства выборки-хранения 7 записывается новое значение напряжения сдвига и кривая реограммы возвращается в центр линейной зоны, на изоэлектрический уровень. Таким образом, при нижней частоте пропускания, практически равной нулю, происходит автоматическая компенсация постоянной составляющей входного сигнала, при этом время установления кривой реограммы около изоэлектрического значения составляет 10-15 миллисекунд.

Во время проведения медицинских испытаний реоплетизмографа, подтверждено отсутствие частотных и фазовых искажений реограммы начиная с частот порядка тысячных долей Гц при скорости установления кривой реограммы в линейной зоне регистрирующего устройства в течение сотых долей секунды, в результате чего повысилась точность проводимых измерений и стала возможной неискаженная регистрация изменений кровотока центральных и периферических органов при воздействии дыхательной волны.

Источники информации

1. М.И.Гуревич и др. Импедансная реоплетизмография. Киев. Наукова думка, 1982, с. 103, рис. 59.