Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2470580

(19)

RU

(11)

2470580

(13)

C1

(51) МПК A61B5/053 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.12.2012 - действует Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011123186/14, 08.06.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

08.06.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 08.06.2011

(45) Опубликовано: 27.12.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 94006943 A1, 27.07.1996. SU 1204182 A, 15.01.1986. RU 2252692 C2, 27.05.2005. RU 2229839 C2, 10.06.2004. WO 9823204 A1, 04.06.1998.

Адрес для переписки:

191167, Санкт-Петербург, Невский пр., 180, ООО "Интеллектуальные программные системы", директору

(72) Автор(ы):

Шаповалов Валентин Викторович (RU),

Саввин Владимир Васильевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ЛЭТИ" ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)" (RU),

Общество с ограниченной ответственностью "Интеллектуальные программные системы" (RU)

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ТКАНЕЙ УЧАСТКА ТЕЛА БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА И РЕОАНАЛИЗАТОР

(57) Реферат:

Группа изобретений относится к медицине. Способ определения электрического сопротивления внутренних тканей участка тела отличается повышенной точностью определения значений этого сопротивления. Эффект повышения точности достигается использованием электрической манипуляции площади электродов в классической биполярной схеме их установки с последующей вычислительной обработкой результатов промежуточных измерений. Регистрируемая реограмма формируется в виде последовательности квантовых значений сопротивления исследуемого участка. Результат определения сопротивления участка ткани не зависит от значений переходных сопротивлений наложенных на кожу электродов, что не требует использования электродных паст и допускает возможность регистрации реограммы в условиях двигательной активности пациента. Предложен также реоанализатор, реализующий новый способ реографического исследования в автоматическом режиме. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к медицинскому приборостроению. Более конкретной областью применения объектов группы являются средства реографии или импедансометрии.

Реография или биоимпедансометрия - метод исследования органов, основанный на регистрации электрического сопротивления (проводимости) биологических тканей. Чаще всего объектом регистрации является не только абсолютная величина сопротивления этих тканей, но ее изменения по пространству и во времени. В первом случае задачей регистрации является обнаружение областей и участков тела с аномальными значениями их электрического сопротивления, а во втором - изменения сопротивления участков тела в связи с меняющимся кровенаполнением. Чем больше приток крови к тканям, тем меньше их сопротивление. Для получения реограммы через участок тела пациента пропускают электрический ток малой силы и регистрируют величину возникающего напряжения, пропорционального электрическому сопротивлению этого участка тела. В неинвазивной реографии (биоимпедансометрии) пропускание тока через тело осуществляют с использованием накладываемых на кожу электродов. В зависимости от конкретной клинической задачи меняется зона исследования и, соответственно, место наложения электродов. Поэтому различают реографию легких, сосудов мозга (реоэнцефалография), сосудов конечностей (реовазография), импедансную маммографию и др. Географические исследования производят с использованием специальных приборов - реографов. В настоящее время известно и выпускается промышленностью большое число моделей этих приборов: РГ1-01, РГ2-02, 4РГ-1М, 4РГ-2М, РПГ2-02, РА5-01, РПГ2-03 (см. http://dic.academic.ru/dic.nsf/encmedicine/26624). Известны и другие более современные промышленные модели реографов: http://www.diamant.spb.ru/pr_diamr.htm, http://www.davincicenter.ru/directions/mammography.php. Все известные реографы используют только два метода измерения электрического сопротивления биологических тканей. Первый из них называется биполярным, а второй - тетраполярным.

Согласно биполярному способу к исследуемому участку тела прикладывают два электрода, через которые пропускают стабилизированный по величине электрический ток. Во время пропускания тока измеряют возникающее между электродами падение напряжения, после чего расчетным путем на основе использования классического закона Ома определяют величину межэлектродного электрического сопротивления. Биполярный способ оценки электрического сопротивления биологической ткани не обеспечивает высокой точности определения этого сопротивления. Указанный недостаток определяется тем, что установленное таким образом сопротивление складывается из двух составляющих: искомого электрического сопротивления участка биологической ткани и сопротивления переходов электрод-кожа. Последнее, как правило, много больше электрического сопротивления биологической ткани. В результате искомая полезная информация о величине электрического сопротивления биологической ткани оказывается замаскированной влиянием значительных по величине и непостоянных по уровню значений переходных сопротивлений электродов. Паразитное влияние переходных сопротивлений стремятся уменьшить использованием электродов с большой площадью, использованием специальных электродных паст, подкладыванием под электроды смоченных проводящими растворами фланелевых салфеток и другими средствами, в том числе проведением измерений в условиях полной неподвижности (с задержкой дыхания) пациента. Из-за сравнительно низкой точности получаемых значений импеданса биологической ткани биполярный способ измерений имеет весьма ограниченное применение.

От указанного недостатка свободен тетраполярный способ определения электрического сопротивления биологических тканей. Согласно этому способу на исследуемый участок тела накладывают четыре электрода. Через два из них, которые называют токовыми или инжекторными, пропускают стабилизированный по величине электрический ток. А для измерения возникающего на исследуемом участке тела падения напряжения, пропорционального электрическому сопротивлению этого участка, используют два других электрода, которые также прикладывают к телу биообъекта. Такие электроды называют измерительными или потенциальными. Чаще всего потенциальные электроды размещают на исследуемом участке тела внутри площади, ограниченной снаружи токовыми электродами. Подобное размещение можно назвать «классическим». Типичным примером подобной реализации тетраполярного способа определения электрического сопротивления тканей тела является так называемая интегральная реография, когда как токовые, так и потенциальные электроды размещаются на верхних и нижних конечностях человека и исследуемым объектом является все его тело. Однако при необходимости оценки электрического сопротивления вполне определенного и достаточно ограниченного участка тела точность измерений, выполненных «классическим» тетраполярным способом, оказывается недостаточной. Причиной снижения точности в этом случае являются так называемые ошибки нелокальности, поскольку при достаточно большом пространственном разнесении токовых и потенциальных электродов создается большая неоднозначность при отнесении полученных результатов измерения электрического сопротивления к тому или иному ограниченному участку тела.

Известны модификации тетраполярного способа биоимпедансных измерений, которые предложены в патентах РФ 2094013 и 2204938. Согласно предложенным в упомянутых патентах способам один из потенциальных электродов устанавливают на теле биообъекта вне зоны протекания измерительного тока. При этом места установки этого потенциального электрода выбирают так, чтобы упомянутый электрод можно было рассматривать как подключенный к исследуемому участку тела через своеобразный проводящий «щуп», образованный теми участками тела биообъекта, через которые измерительный ток не протекает. В этом случае потенциал, регистрируемый таким удаленным электродом, принимают в качестве элемента разности потенциалов, т.е. падения напряжения на исследуемом участке тела из-за протекания через него измерительного тока. На основе этой разности потенциалов и измерительного тока определяют сопротивление исследуемого участка. В вариантах реализации упомянутых способов используют несколько дополнительных потенциальных электродов, а сопротивление исследуемого участка тела определяют с использованием расчетов разностей падений напряжений на исследуемом участке тела и на других участках, через которые протекает измерительный ток. Используют также дополнительные токовые электроды, через которые пропускают дополнительный измерительный ток, Тем самым на отдельных участках тела создают падения напряжения противоположной полярности. Это облегчает условия определения сопротивления на том или ином выделенном участке за счет использования процедуры вычитания падений напряжения на «неинтересных» участках тела. Однако, несмотря на все подобные весьма остроумные приемы модификации известного тетраполярного способа определения сопротивления биологической ткани, ошибки нелокальности продолжают оставаться весьма значительными, а точность измерения региональных сопротивлений биологической ткани недостаточной.

Известен способ определения электрического сопротивления биологической ткани, свободный от ошибок нелокальности и от шибок, обусловленных влиянием переходных сопротивлений электрод-кожа. Этот способ предложен в а.с. СССР 1204182. Упомянутый способ наиболее близок заявляемому и принят в качестве его прототипа. Способ, описанный в изобретении СССР 1204182, фактически является модификацией классического биполярного способа, когда одни и те же электроды используются как токовые и как потенциальные и которые устанавливаются на границах того участка тела, сопротивление которого исследуется.

Согласно упомянутому известному способу процедура определения электрического сопротивления производится в несколько последовательных этапов. На первом этапе через установленные на теле биообъекта электроды пропускают измерительный ток, измеряют напряжение между электродами и определяют первое значение сопротивления так, как это обычно делают в «классическом» биполярном способе. На втором этапе изменяют (например, увеличивают) площадь электродов, одновременно пропорционально изменяя (например, увеличивая) величину измерительного тока, и вновь измеряют напряжение между электродами и определяют второе значение сопротивления. На третьем этапе, используя полученные первое и второе значения сопротивления, вычисляют значение электрического сопротивления участка биологической ткани между электродами по установленной расчетной формуле. При этом полученное значение сопротивления оказывается соответствующим только данному локальному участку биологической ткани без влияния переходных сопротивлений электрод-кожа. Дополнительным условием получения подобного результата является сохранение неизменными внешних габаритов обоих электродов при выполнении второго этапа определения сопротивления. Необходимость указанного условия определяется требованием сохранения неизменным того объема биологической ткани, через который протекает измерительный ток. При выполнении указанного условия рассматриваемый известный способ гарантирует получение такой высокой точности измерений, который не может быть обеспечен никаким другим из известных способов.

Недостатком рассматриваемого известного способа является то, что для его реализации необходимо использование электродов сложной конструкции, которая обеспечивала бы возможность изменения площади электрода при сохранении неизменными его внешних габаритных размеров.

Выше уже упоминалось, что существует большое число самых разнообразных типов реографов, выпускаемых промышленностью, которые используют как биполярный, так и тетраполярный способ определения сопротивления. Большинство этих приборов являются аналоговыми, но в последние годы появились цифровые реографы. Например, предложенный в заявке РФ 94006943/14 реоанализатор или предложенный в патентах РФ 2127075, 2153285, патенте на полезную модель 66932 импедансный маммограф. В таких реографах определение значений сопротивления производится с преобразованием аналоговых измерительных сигналов в цифровую форму, а для вычисления выходных значений контролируемых параметров, например скорости изменений значений сопротивления, используются микропроцессоры. Заявляемое измерительное устройство наиболее близко соответствует реоанализатору по заявке РФ 94006943/14, который принят в качестве его прототипа.

Реоанализатор-прототип представляет собой многоканальный реограф, в составе которого присутствует блок электродов, генератор измерительного тока, электронный коммутатор, АЦП и управляющий микропроцессор. Кроме того, в состав реонализатора входит ЭВМ, которая производит программную обработку данных реографических измерений. Реоанализатор имеет в своем составе токовые и потенциальные электроды, т.е. обеспечивает выполнение реографических измерений с использованием тетраполярного способа. В связи с этим известный реоанализатор обладает и известным упоминавшимся выше недостатком - недостаточной точностью определения электрического сопротивления участка биологической ткани из-за ошибок нелокальности.

Технической задачей заявляемой группы изобретений является повышение точности определения значения электрического сопротивления участка биологической ткани при одновременном упрощении конструкции используемых измерительных средств.

Сущность первого объекта группы изобретений - способа определения значения электрического сопротивления участка тела биологического объекта заключается в том, что на поверхность тела накладывают две пары электродов на расстоянии, определяемом размером исследуемого участка. Электроды в каждой паре расположены максимально близко друг к другу и имеют одинаковую площадь. Далее пропускают измерительный ток установленной величины поочередно сначала в первом и втором измерительных циклах через первый электрод первой пары и каждый из электродов второй пары, затем в третьем и четвертом измерительных циклах через второй электрод первой пары и каждый из электродов второй пары. В каждом измерительном цикле определяют соответствующее значение сопротивления Z 1 , Z 2 , Z 3 и Z 4 . По результатам четырех измерений определяют среднее значение сопротивления Z cp . Далее увеличивают величину измерительного тока в 2 раза и в пятом измерительном цикле пропускают его через электрически соединенные между собой электроды в каждой паре. При этом измеряют значение напряжения между электродами. Далее определяют значение электрического сопротивления Z би и величину электрического сопротивления внутренних тканей исследуемого участка биообъекта Z Т по формуле: Z Т =2Z би -Z cp .

Полученное благодаря всем перечисленным признакам значение оказывается соответствующим сопротивлению того участка биологической ткани, который находится между установленными на теле парами электродов, и оно не зависит от величины сопротивлений электрод-кожа ни одного из электродов. Тем самым обеспечивается достижение поставленной технической задачи: повышение точности определения значения электрического сопротивления участка биологической ткани.

Сущность второго объекта группы изобретений - реоанализатора заключается в том, что реоанализатор содержит два блока изолированных друг от друга близкорасположенных электродов с одинаковой площадью, управляемый демультиплексор, управляемый генератор измерительного тока, измеритель напряжения, АЦП и микропроцессор. Каждый из электродов каждого блока электродов связан с демультиплексором, генератор измерительного тока связан со входом демультиплексора, который через измеритель напряжения и АЦП связан с сигнальным входом микропроцессора, выходы управляющих сигналов микропроцессора связаны с входами сигналов управления генератора измерительного тока и демультиплексора, а выход микропроцессора связан с выходным прибором.

Благодаря перечисленным признакам предложенный реоанализатор позволяет реализовать в автоматическом режиме все предусмотренные заявленным способом процедуры определения электрического сопротивления участка биологической ткани.

В частном случае реализации выходной прибор выполнен в виде персонального компьютера с установленной в нем программой обработки результатов определения электрического сопротивления участка биологической ткани.

Благодаря указанной форме выполнения реонализатор может быть использован для решения самых разнообразных задач медицинской диагностики.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-3.

На фиг.1 показана структурная схема реоанализатора.

На фиг.2 приведена временная диаграмма измерительного тока, протекающего через электроды реоанализатора.

На фиг.3 показан пример огибающей измеренных значений электрической проводимости (пульсовой волны) участка биологической ткани.

Пример практической реализации заявленного способа определения электрического сопротивления внутренних тканей исследуемого участка тела биологического объекта удобно рассмотреть совместно с примером реализации заявленного реоанализатора.

Реоанализатор содержит четыре плоских металлических электрода 1, 2, 3 и 4. Площадь каждого из электродов 1, 2, 3 и 4 составляет (15÷30) мм 2 . Электроды 1 и 2 (3 и 4) могут иметь одинаковую или различную геометрическую форму, но одинаковую площадь. Могут быть использованы малогабаритные многоразовые стандартные ЭКГ электроды. Электроды 1 и 2 конструктивно объединены в одну электродную сборку 5, а электроды 3 и 4 - в электродную сборку 6. В каждой из сборок 5 и 6 электроды 1 и 2, а также электроды 3 и 4 соответственно электрически изолированы друг от друга и установлены на расстоянии 1-2 мм между собой. Каждый из электродов 1 и 2, так же как и каждый из электродов 3 и 4, снабжен отдельным электрическим выводом из сборки 5 и сборки 6 соответственно. Выводы электродов 1, 2, 3 и 4 подключены к выходам двухканального управляемого демультиплексора 7 таким образом, что выводы электродов 1 и 2 подключены к выходам одного канала демультиплексора 7, а выводы электродов 3 и 4 - к выходам другого канала демультиплексора 7. Сигнальный вход демультиплексора 7 подключен к выходу управляемого генератора 8 измерительного тока, а вход сигнала управления подключен к выходу микропроцессора 9. К этому же выходу микропроцессора 9 подключен и вход сигнала управления генератора 8 измерительного тока. К входу демультиплексора 7 подключены также последовательно соединенные измеритель 10 напряжения и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 11. Выход последнего подключен к сигнальному входу микропроцессора 9, а выход микропроцессора 9 связан с оконечным выходным прибором 12, в качестве которого наиболее целесообразно использовать персональный компьютер.

Определение электрического сопротивления участка биологической ткани начинается с установки на этом участке электродов 1, 2, 3 и 4. Для этого на двух противоположных границах какого-либо участка тела, например на границах проекции на поверхность тела того или иного внутреннего органа, устанавливают и закрепляют электродные сборки 5 и 6. Предназначенные для контактирования с кожей биообъекта поверхности электродов 1, 2, 3 и 4 предварительно обезжиривают. Применения электродных паст или иных средств снижения переходных сопротивлений электродов не требуется. Необходимо, чтобы кожа под электродами и на всей длине подлежащего обследованию участка тела между электродными сборками 5 и 6 была сухой и чистой.

Весь процесс определения электрического сопротивления участка биологической ткани выполняется автоматически в соответствии с зафиксированной в памяти микропроцессора 9 программой работы реоанализатора. Программа включает в себя шесть последовательных этапов, пять из которых связаны с выполнением измерительных процедур (временные диаграммы этих процедур показаны на фиг.2), а один является чисто вычислительной процедурой. На первом этапе измерительный ток установленной величины и частоты (например, 100 мкА на частоте 10 кГц), создаваемый генератором 8, в соответствии с кодовым сигналом команды микропроцессора 9, подается на вход демультиплексора 7. Одновременно соответствующий кодовый сигнал поступает на управляющий вход демультиплексора 7, который коммутирует поступивший на его вход измерительный ток таким образом, что он проходит по последовательной цепи через электрод 1, участок тела биообъекта и электрод 3 (см. позиция 13 на временной диаграмме фиг.2). Возникающее между указанными электродами падение напряжения измеряется измерителем 10 и после его преобразования АЦП 11 в цифровом виде поступает на сигнальный вход микропроцессора 9, который производит расчет первого значения сопротивления Z 1 . Это значение фиксируется в оперативной памяти микропроцессора 9. Через установленный интервал времени, например через 10 мс, на входы управляющих сигналов генератора 8 и демультиплексора 7 подается новый кодовый сигнал команды управления. В соответствии с этим командным сигналом генератор 8 тока продолжает формировать измерительный сигнал установленной величины, а демультиплексор 7 производит переключение подключенных к его выходам электродов таким образом, что теперь измерительный ток проходит по последовательной цепи через электрод 1, участок тела биообъекта и электрод 4 (см. позиция 14 на фиг.2). Возникающее между указанными электродами падение напряжения опять измеряется измерителем 10 и после его преобразования АЦП 11 в цифровом виде поступает на сигнальный вход микропроцессора 9, который производит расчет второго значения сопротивления Z 2 . Это значение также фиксируется в оперативной памяти микропроцессора 9. Снова через установленный интервал времени на входы управляющих сигналов генератора 8 и демультиплексора 7 подается следующий кодовый сигнал команды управления. В соответствии с этим командным сигналом генератор 8 тока продолжает формировать измерительный сигнал установленной величины, а демультиплексор 7 производит переключение подключенных к его выходам электродов таким образом, что теперь измерительный ток проходит по последовательной цепи через электрод 2, участок тела биообъекта и электрод 3 (см. позиция 15 на фиг.2). Возникающее между указанными электродами падение напряжения опять измеряется измерителем 10 и после его преобразования АЦП 11 в цифровом виде поступает на сигнальный вход микропроцессора 9, который производит расчет третьего значения сопротивления Z 3 . Это значение также фиксируется в оперативной памяти микропроцессора 9. Опять через установленный интервал времени на входы управляющих сигналов генератора 8 и демультиплексора 7 подается следующий кодовый сигнал команды управления. В соответствии с этим командным сигналом генератор 8 тока продолжает формировать измерительный сигнал установленной величины, а демультиплексор 7 производит переключение подключенных к его выходам электродов таким образом, что теперь измерительный ток проходит по последовательной цепи через электрод 2, участок тела биообъекта и электрод 4 (см. позиция 16 на фиг.2). Возникающее между указанными электродами падение напряжения опять измеряется измерителем 10 и после его преобразования АЦП 11 в цифровом виде поступает на сигнальный вход микропроцессора 9, который производит расчет четвертого значения сопротивления Z 4 . Это значение также фиксируется в оперативной памяти микропроцессора 9. Наконец, через установленный интервал времени на входы управляющих сигналов генератора 8 и демультиплексора 7 подается следующий кодовый сигнал команды управления. В соответствии с этим командным сигналом генератор 8 тока формирует измерительный сигнал удвоенной величины, а демультиплексор 7 производит переключение подключенных к его выходам электродов таким образом, что теперь измерительный ток проходит через участок тела биообъекта и все электроды 1, 2, 3 и 4 (см. позиция 17 на фиг.2). При таком подключении электроды 1 и 2, а также соответственно электроды 3 и 4 соединяются параллельно, т.е. результирующая площадь контакта каждой пары названных электродов с поверхностью тела биообъекта увеличивается в два раза. Поскольку величина создаваемого генератором 8 измерительного тока также увеличена в два раза, то величина тока, протекающего через каждый отдельный электрод 1, 2, 3 и 4 и, следовательно, плотность тока на электродах остаются неизменными. В такой ситуации величина переходных сопротивлений параллельно соединенных электродов 1 и 2, а также 3 и 4 изменяется обратно пропорционально изменению их площади, т.е. уменьшается в два раза. Возникающее между параллельной парой электродов 1 и 2 и параллельной парой электродов 3 и 4 падение напряжения измеряется измерителем 10 и после его преобразования АЦП 11 в цифровом виде поступает на сигнальный вход микропроцессора 9, который производит расчет значения сопротивления Z би . Это значение Z би фиксируется в оперативной памяти микропроцессора 9.

После выполнения всех пяти перечисленных выше измерительных процедур производится автоматический расчет искомого значения сопротивления исследуемого участка биологической ткани (длительность расчетного этапа на временной диаграмме фиг.2 не показана). Для этого сначала микропроцессор 9 рассчитывает среднее значение Z cp четырех полученных ранее и зафиксированных в оперативной памяти значений сопротивлений: Z 1 , Z 2 , Z 3 и Z 4 . Искомое среднее значение Z cp будет равно: Z cp =(Z Э +Z Т ), где Z Э - суммарное значение переходных сопротивлений в последовательной цепи электроды - ткань тела биообъекта, a Z Т - искомое значение сопротивления участка тела биообъекта. Затем микропроцессор 9 производит вычисление Z Т в соответствии с алгоритмом: Z Т =2Z би -Z cp =(2Z Э /2+2Z Т )-(Z Э +Z Т ). Поскольку определенное значение Z би по указанным выше причинам равно Z би =Z Э /2+Z Т , то полученное значение разности будет равно только значению электрического сопротивления участка тела биообъекта.

Таким образом, независимость определяемой величины электрического сопротивления участка биологической ткани от величины переходных сопротивлений установленных на границах этого участка электродов формально объясняется тем, что последние взаимно вычитаются при вычислении Z Т по приведенной выше формуле. Сама же формула получена при условии, что при определении Z би сопротивление переходов электрод-кожа изменилось в два раза, при том что сопротивление исследуемого участка биологической ткани осталось неизменным. Корректность выполнения этого условия обеспечивается тем, что изменения сопротивления переходов электрод-кожа в два раза достигают увеличением в два раза площади электродов с одновременным изменением в это же число раз протекающего через электроды измерительного тока, т.е. при сохранении неизменной величины плотности тока на электродах. Последним, согласно физике приэлектродных процессов, гарантируется, что изменение переходных сопротивлений электродов будет происходить только за счет изменения их площади, а влияние всех других причин изменений переходных сопротивлений электродов будет исключено.

Изменение площади электродов приведет хотя и к незначительным, но возможным ошибкам нелокальности в определении электрического сопротивления участка биологической ткани. Для их минимизации перед измерением с увеличенной площадью электродов проводят четыре измерения при использовании одиночных электродов из состава каждой пары. При этом в разных измерениях используют различные сочетания электродов. Тем самым создаются условия, при которых измерительный ток проходит через различные участки того объема биологической ткани, который охватывается линиями измерительного тока при выполнении измерения с увеличенной площадью электродов. Полученные в результате четырех измерений результаты усредняют, а полученное среднее значение принимают как сопротивление, образованное суммой переходных сопротивлений электродов и сопротивления исследуемого участка биологической ткани. Как результат выполнения всех указанных операций составляется система из двух уравнений с двумя неизвестными: значением сопротивления участка биологической ткани Z Т и значением переходного сопротивления электродов Z Э . Решением упомянутой системы относительно искомого неизвестного Z Т и является используемый микропроцессором 9 расчетный алгоритм определения значения сопротивления исследуемого участка биологической ткани. Тем самым в заявленном реоанализаторе реализуется заявленный способ определения электрического сопротивления участка ткани биологического объекта.

Кодированный сигнал, соответствующий полученному значению сопротивления исследуемого участка биологической ткани, с выхода микропроцессора 9 поступает далее на выходной прибор 12.

После этого в соответствии с задаваемой микропроцессором 9 программой работы реоанализатора весь рассмотренный выше цикл работы реоанализатора повторяется. В результате на вход выходного прибора 12 поступает набор последовательных квантованных кодированных значений электрического сопротивления исследуемого участка биологической ткани. Период квантования значений сопротивления в таком наборе определяется суммарным временем выполнения всех перечисленных выше шести процедур. В рассматриваемом примере период квантования составляет 60 мс (длительность этапа вычислительной обработки принята равной 10 мс). Огибающая полученных квантованных значений сопротивления соответствует изменению во времени электрического сопротивления исследуемого участка биологической ткани (см. фиг.3).

В общем случае в качестве выходного прибора в составе реанализатора могут использоваться самые разнообразные устройства, начиная с простейшего самописца, снабженного декодирующим устройством. Однако предпочтительной формой выполнения выходного прибора является персональный компьютер. В этом случае в компьютере производится установка пакета программ вычислительной обработки данных реографических измерений для получения данных специальных медицинских исследований, например, таких как программа определения ударного объема сердца, программа определения мест расположения стеноза кровеносных сосудов, программа определения внутричерепного давления и многих других.

Таким образом, заявленный реанализатор, реализующий заявленный способ определения электрического сопротивления исследуемого участка внутренних тканей биологического объекта, может выполнять функции самых разнообразных приборов медицинской диагностики. Оба объекта настоящего изобретения легко воспроизводимы в промышленном производстве.

Формула изобретения

1. Способ определения электрического сопротивления внутренних тканей участка тела биологического объекта, заключающийся в том, что на поверхность тела накладывают две пары электродов на расстоянии, определяемом размером исследуемого участка, при этом электроды в каждой паре расположены максимально близко друг к другу и имеют одинаковую площадь, пропускают измерительный ток установленной величины поочередно сначала в первом и втором измерительных циклах через первый электрод первой пары и каждый из электродов второй пары, затем в третьем и четвертом измерительных циклах через второй электрод первой пары и каждый из электродов второй пары, в каждом измерительном цикле определяют соответствующее значение сопротивления Z 1 , Z 2 , Z 3 и Z 4 , по результатам четырех измерений определяют среднее значение сопротивления Z cp , увеличивают величину измерительного тока в 2 раза и в пятом измерительном цикле пропускают его через электрически соединенные между собой электроды в каждой паре, при этом измеряют значение напряжения между электродами, определяют значение электрического сопротивления Z би и величину электрического сопротивления внутренних тканей исследуемого участка биообъекта Z Т по формуле:

Z Т =2Z би -Z ср .

2. Реоанализатор, содержащий два блока изолированных друг от друга близкорасположенных электродов одинаковой площади, управляемый демультиплексор, управляемый генератор измерительного тока, измеритель напряжения, АЦП и микропроцессор, при этом каждый из электродов каждого блока электродов связан с демультиплексором, генератор измерительного тока связан со входом демультиплексора, а вход демультиплексора дополнительно через измеритель напряжения и АЦП связан с сигнальным входом микропроцессора, выходы управляющих сигналов микропроцессора связаны с входами сигналов управления генератора измерительного тока и демультиплексора, а выход микропроцессора связан с выходным прибором.

3. Реоанализатор по п.2, отличающийся тем, что выходной прибор выполнен в виде персонального компьютера с установленной в нем программой обработки результатов определения электрического сопротивления участка биологической ткани.

РИСУНКИ