Б.Л.Хасцаев, *Т.С.Катаев
Северо-Кавказский государственный технологический университет, г.Владикавказ,
*Северо-Осетинская государственная медицинская академия, г.Владикавказ
Работа посвящена проблеме, актуальность которой определяется рядом причин, основные из которых: отсутствие приборов для построения диаграммы распределения импедансов биобъектов; высокая потребность в этих приборах, повышение точности измерений.
Анализ принципов построения приборов для определения импедансных характеристик биообъектов позволил выявить путь, предусматривающий применение в приборе линеаризованной четырехплечей мостовой измерительной цепи (МЦ) и ЭВМ [ 1]. В работе подробно рассматривается структура разработанного прибора, содержащего генератор синусоидального напряжения (ГСН), МЦ, образованную первым, вторым и третьим элементами, первый ОУ, выход которого соединен с общим выводом первого и второго элементов МЦ, инвертирующий вход - с общим выводом второго и третьего элементов МЦ, неинвертирующий вход соединен с первым выходом ГСН, второй ОУ, неинвертирующий вход которого соединен с инвертирующим входом первого ОУ и общим выводом второго и третьего элементов МЦ, а инвертирующий вход соединен с другим выводом первого элемента МЦ, другой вывод третьего элемента и второй выход ГСН заземлены, масштабный усилитель (МУ), вход которого соединен с выходом второго ОУ, амплитудный выпрямитель (АВ), вход которого соединен с выходом МУ, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), вход которого соединен с выходом АВ, ЭВМ, вход которого соединен с выходом АЦП, два мультиплексора, одноименные входы которых соединены параллельно, выход первого мультиплексора соединен с выходом второго ОУ и входом МУ, а выход второго мультиплексора соединен с инвертирующим входом второго ОУ и выводом первого элемента МЦ, первый выход ЭВМ соединен с адресными входами мультиплексоров, второй выход ЭВМ соединен с входом управления первого элемента, а третий выход - с входом управления третьего элемента МЦ, четвертый выход ЭВМ соединен с входом управления МУ, n-ное число измерительных электродов (ИЭ), соединенные с входами мультиплексоров и обеспечивающие подключение к точкам зоны биообъекта.
В работе приводятся алгоритм работы прибора и алгоритм обработки измеренных данных. Так при работе с прибором необходимо: ИЭ в нужных точках заданной зоны подсоединить к исследуемому биобъекту, с помощью первого элемента МЦ установить частотонезависимый выходной сигнал МЦ, а с помощью третьего элемента - диапазон измерения параметров импедансов. При этом напряжение с выхода МЦ подается на вход МУ, коэффициент усиления которого устанавливается сигналами от ЭВМ. Напряжение с выхода МУ подается на АВ и после выпрямления напряжение подается на АЦП для преобразования в кодовый сигнал, несущий информацию об измеряемой величине. С выхода АЦП сигнал поступает в ЭВМ, которая устанавливает в начале измерений мультиплексоры в исходное состояние, что зависит от номера ИЭ, с которого необходимо проведение измерений. По программе также можно задавать номер ИЭ, до которого необходимо проведение измерений. В ходе измерений ЭВМ обеспечивает переключение мультиплексоров, в результате чего измеряется импеданс между другой парой ИЭ. ГСН подает на МЦ сигналы и низкой, и высокой частоты. Как правило на низких частотах измеряются реактивные составляющие импедансов биообъектов, а на высоких частотах - активные составляющие импедансов.
Предлагаемый прибор может быть использован для автоматизации многократных и долговременных измерений импедансных характеристик при сохранении морфологии исследуемых биообъектов, при изучении новообразований, мозга, мастита молочной железы, активных точек тела, кровеносных сосудов, мягких и костных тканей, желудка, реакции организма и пр. Применение прибора приведет к безусловному повышению достоверности и эффективности медико-биологических исследований, улучшению качества и снижению сроков лечения заболеваний, ускорению сроков внедрения лекарственных препаратов и т.д.
ЛИТЕРАТУРА: