+

RU2366360C1 - Device to measure biological fabric impedance - Google Patents

Device to measure biological fabric impedance Download PDF

Info

Publication number
RU2366360C1
RU2366360C1 RU2008110270/14A RU2008110270A RU2366360C1 RU 2366360 C1 RU2366360 C1 RU 2366360C1 RU 2008110270/14 A RU2008110270/14 A RU 2008110270/14A RU 2008110270 A RU2008110270 A RU 2008110270A RU 2366360 C1 RU2366360 C1 RU 2366360C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converter
measuring
control
impedance
digital filter
Prior art date
Application number
RU2008110270/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Образцов (RU)
Сергей Александрович Образцов
Сергей Дмитриевич Леонов (RU)
Сергей Дмитриевич Леонов
Юрий Валентинович Троицкий (RU)
Юрий Валентинович Троицкий
Геннадий Николаевич Федоров (RU)
Геннадий Николаевич Федоров
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Смоленская государственная медицинская академия федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Смоленская государственная медицинская академия федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Смоленская государственная медицинская академия федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию
Priority to RU2008110270/14A priority Critical patent/RU2366360C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2366360C1 publication Critical patent/RU2366360C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making. ^ SUBSTANCE: proposed invention serves to measure biological fabric impedance. Proposed device comprises controlled-output frequency sine-wave oscillator, electronic switch, measuring unit, measuring electrodes, analog multiplexer, wide-band amplifier, half-period average magnitude converter with re-adjustable time constant, ADC, transversal digital filter, data control and processing and indicator. ^ EFFECT: expanded frequency and measurement ranges, higher accuracy. ^ 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к биофизике и медицинской технике и может быть использовано для малоинвазивной диагностики очаговых образований и заболеваний внутренних органов.The invention relates to biophysics and medical equipment and can be used for minimally invasive diagnosis of focal formations and diseases of internal organs.

Известны устройства, измеряющие активную и емкостную составляющие импеданса биологических тканей (Ефремов А.В. и др. Устройство для измерения активной и емкостной составляющих импеданса биологических тканей // Пат. РФ №2196504, А61В 5/04). Устройство работает по четырехэлектродной схеме и состоит из синусоидального генератора, широкополосного усилителя с автоматической регулировкой усиления для поддерживания измерительного тока заданной амплитуды, фазочувствительного измерителя разности двух напряжений, усилителя постоянного напряжения, блока индикации, а также аналоговых блоков цепей обратной связи и управления. Из схемы устройства следует, что принципом его работы является измерение импеданса по соотношению амплитуд и фаз напряжения и тока в биологической ткани в соответствии с законом Ома для комплексных величин, определяемому фазочувствительным измерителем. Составляющие импеданса находят как действительную и мнимую части комплексного импеданса, выделяемые с использованием синхронного детектирования.Known devices that measure the active and capacitive components of the impedance of biological tissues (Efremov A.V. et al. A device for measuring the active and capacitive components of the impedance of biological tissues // Pat. RF No. 2196504, A61B 5/04). The device operates on a four-electrode circuit and consists of a sinusoidal generator, a broadband amplifier with automatic gain control to maintain a measuring current of a given amplitude, a phase-sensitive meter for the difference of two voltages, a constant voltage amplifier, an indication unit, and also analog blocks of feedback and control circuits. From the circuit of the device it follows that the principle of its operation is the measurement of impedance by the ratio of the amplitudes and phases of voltage and current in biological tissue in accordance with Ohm's law for complex quantities determined by a phase-sensitive meter. The components of the impedance are found as the real and imaginary parts of the complex impedance extracted using synchronous detection.

Недостатками устройства являются необходимость применения четырех электродов, что приводит к значительному усложнению конструкции электродного блока и к большему повреждению ткани при вводе электродов, а также малая приспособленность метода к измерению импеданса биологических тканей. Дело в том, что емкостная составляющая импеданса биологических тканей существенно меньше активной составляющей, поэтому напряжения, подаваемые на фазочувствительный измеритель, имеют незначительный фазовый сдвиг, вследствие чего измеритель вносит большую погрешность из-за фазовых шумов и фона промышленной частоты. При необходимости проводить измерения в широком диапазоне частот эта проблема усугубляется, поскольку затрудняется формирование двух опорных сигналов, сдвинутых на 90°, необходимых для обеспечения синхронного детектирования.The disadvantages of the device are the need to use four electrodes, which leads to a significant complication of the design of the electrode block and to greater damage to the tissue when introducing the electrodes, as well as the small adaptability of the method to measure the impedance of biological tissues. The fact is that the capacitive component of the impedance of biological tissues is significantly less than the active component, therefore, the voltages applied to the phase-sensitive meter have a slight phase shift, as a result of which the meter introduces a large error due to phase noise and industrial frequency background. If it is necessary to carry out measurements in a wide range of frequencies, this problem is aggravated, since it is difficult to form two reference signals shifted by 90 °, which are necessary to ensure synchronous detection.

Второе устройство (Фролов С.С. и др. Устройство для измерения активной и емкостной составляющих импеданса небных миндалин // Заявка на изобретение №2006109298 от 23.03.2006 г., А61В 5/00) имеет более сложную схему. Основными его блоками являются: генератор импульсов, входное устройство, синхронный демодулятор, усилитель постоянного тока. Для формирования синусоидального измерительного сигнала используется нелинейный преобразователь линейно изменяющегося напряжения в синусоидальное. Принцип действия данного устройства также основан на детектировании разности фаз и соотношения амплитуд тока и напряжения в биологической ткани, следовательно, данное устройство, также как и первое, плохо приспособлено для измерения различающихся на 2-3 порядка составляющих импеданса биологических тканей.The second device (Frolov S.S. et al. A device for measuring the active and capacitive components of the impedance of palatine tonsils // Application for invention No. 2006109298 of 03.23.2006, А61В 5/00) has a more complex scheme. Its main blocks are: pulse generator, input device, synchronous demodulator, DC amplifier. To generate a sinusoidal measuring signal, a nonlinear converter of linearly varying voltage to sinusoidal is used. The principle of operation of this device is also based on the detection of the phase difference and the ratio of the amplitudes of the current and voltage in biological tissue, therefore, this device, like the first, is poorly adapted to measure the components of the impedance of biological tissues that differ by 2-3 orders of magnitude.

Альтернативой фазочувствительному способу измерения составляющих комплексного сопротивления может служить способ, основанный на измерении составляющих импеданса независимо друг от друга за счет исключения зависимости измеряемой величины от другой составляющей импеданса с помощью специального функционального преобразования (Папоян, С.П. Способ измерения составляющих комплексного сопротивления // Изв. вузов. Приборостроение. - 1988. Т. 31. №5. С.55-57). Однако схема, предложенная авторами данного способа, не позволяет получить требуемую точность в широком диапазоне изменения активной и реактивной составляющей измеряемого сопротивления.An alternative to the phase-sensitive method of measuring the components of the complex resistance can be a method based on measuring the components of the impedance independently of each other by eliminating the dependence of the measured value on the other component of the impedance using a special functional transformation (Papoyan, S.P. Method of measuring the components of the complex resistance // Izv. universities. Instrument making. - 1988. V. 31. No. 5. S. 55-57). However, the scheme proposed by the authors of this method does not allow to obtain the required accuracy in a wide range of changes in the active and reactive component of the measured resistance.

Общим недостатком рассмотренных устройств является зависимость показаний прибора от конфигурации применяемых электродов, что затрудняет сравнение измерений, проводимых в тканях различных органов. Применение же унифицированных электродов по причине существенного различия структуры, формы и размеров органов невозможно.A common drawback of the devices considered is the dependence of the readings of the device on the configuration of the electrodes used, which makes it difficult to compare the measurements taken in the tissues of various organs. The use of standardized electrodes due to a significant difference in the structure, shape and size of organs is impossible.

Важной особенностью живой биологической ткани по сравнению с техническим объектом является невозможность четко зафиксировать ее положение в связи с дыханием и сердцебиением. Существенное влияние на динамическую погрешность измерения оказывает постоянная времени фильтра преобразователя средневыпрямленного значения.An important feature of living biological tissue in comparison with a technical object is the inability to clearly fix its position in connection with breathing and heartbeat. A significant effect on the dynamic measurement error is exerted by the filter time constant of the converter of the average rectified value.

Целью настоящего изобретения является:The aim of the present invention is:

- создание устройства для измерения с повышенной точностью активной и емкостной составляющих импеданса биологических тканей в широком диапазоне частот с расширенным рабочим диапазоном каждой составляющей,- the creation of a device for measuring with increased accuracy the active and capacitive components of the impedance of biological tissues in a wide frequency range with an extended operating range of each component,

- уменьшение динамической погрешности, вызванной инерционностью фильтра преобразователя средневыпрямленного значения,- reduction of dynamic error caused by the inertia of the filter of the Converter average straightened value,

- обеспечение независимости результатов измерения от конфигурации электродов.- ensuring the independence of the measurement results from the configuration of the electrodes.

Достижение первой цели достигается введением дополнительных плеч измерительной схемы с различными номиналами элементов, одним концом подсоединенных к одному из электродов, а другим - к электронному коммутатору, через который подается синусоидальный сигнал от генератора.Achieving the first goal is achieved by introducing additional arms of the measuring circuit with different ratings of the elements, one end connected to one of the electrodes, and the other to the electronic switch, through which a sinusoidal signal from the generator is supplied.

Данное решение позволяет измерять составляющие импеданса биологических тканей, различающиеся на несколько порядков.This solution allows you to measure the components of the impedance of biological tissues, varying by several orders of magnitude.

Уменьшение динамической погрешности достигается введением цифрового трансверсального фильтра. Цифровой фильтр производит оптимальную обработку переходного процесса преобразователя средневыпрямленного значения с целью определения установившегося значения выходного сигнала по начальному характеру процесса до выхода на режим. Так как параметры переходного процесса преобразователя могут изменяться с течением времени в связи с изменением параметров составляющих его элементов из-за влияния микроклиматических факторов и старения, перед каждым циклом измерений проводится его адаптация. Кроме того, введено цифровое устройство управления и обработки информации, которое в соответствии с кривой переходного процесса преобразователя осуществляет синтез коэффициентов оптимального цифрового фильтра известным методом зеркального отражения обрабатываемого сигнала.Dynamic error reduction is achieved by introducing a digital transverse filter. The digital filter performs optimal processing of the transient of the converter of the average rectified value in order to determine the steady-state value of the output signal from the initial character of the process before entering the mode. Since the transient parameters of the converter can change over time due to changes in the parameters of its constituent elements due to the influence of microclimatic factors and aging, its adaptation is carried out before each measurement cycle. In addition, a digital device for controlling and processing information has been introduced, which, in accordance with the transient curve of the converter, synthesizes the coefficients of the optimal digital filter by the known method of mirror reflection of the processed signal.

Обеспечение независимости результатов измерения от конфигурации электродов достигается введением в устройство управления и обработки информации функции расчета удельных значений измеряемого импеданса с помощью математической модели распределения электрического поля в ткани при заданной пользователем конфигурации электродов. Использование удельных, а не абсолютных, значений импеданса позволяет легко сопоставлять результаты измерений, проведенных с использованием различных электродов, в том числе и нестандартных, без дополнительных исследований. Кроме того, вычислительный блок обеспечивает временную и статистическую обработку множества измерений и вычисления различных, в том числе и интегральных, характеристик, являющихся функцией времени измерения и значений составляющих импеданса на различных частотах, например коэффициент, характеризующий крутизну дисперсии электропроводности, и параметры диаграммы Коула-Коула («координаты» центра и радиус) и выдачу результатов измерения в обработанном виде на индикатор.Ensuring the independence of the measurement results from the configuration of the electrodes is achieved by introducing into the control and information processing device a function for calculating the specific values of the measured impedance using a mathematical model of the distribution of the electric field in the tissue at a user-defined electrode configuration. The use of specific, rather than absolute, impedance values makes it easy to compare the results of measurements carried out using various electrodes, including non-standard ones, without additional studies. In addition, the computing unit provides temporal and statistical processing of a variety of measurements and calculation of various, including integral, characteristics that are a function of the measurement time and the values of the impedance components at different frequencies, for example, a coefficient characterizing the slope of the conductivity dispersion and parameters of the Cole-Cole diagram (“Coordinates” of the center and radius) and the output of the measurement results in processed form to the indicator.

Сущность изобретения поясняется функциональной схемой, представленной на чертеже.The invention is illustrated by the functional diagram shown in the drawing.

Устройство содержит синусоидальный генератор 1 с регулируемой частотой выходного сигнала, электронный коммутатор 2, вход которого соединен с выходом генератора 1, а выходы - с входами измерительного блока 3, состоящего из плеч, представляющих собой делители из последовательно включенных двух резисторов или двух конденсаторов, выходы которых объединены и подключены к первому измерительному электроду 4, входы, объединенные выходы и средние точки плеч подключены к входу аналогового мультиплексора 5, а второй электрод 4 подсоединен к общей шине устройства, включенные последовательно широкополосный усилитель 6, вход которого соединен с выходом аналогового мультиплексора 5, преобразователь средневыпрямленного значения 7 с перестраиваемой постоянной времени, аналого-цифровой преобразователь 8, трансверсальный цифровой фильтр 9, снабженный цифровым вычислительным устройством блок управления и обработки информации 10, выходы которого соединены с входом управления частотой генератора 1, селекторными входами электронного коммутатора 2 и аналогового мультиплексора 5, входом управления постоянной времени преобразователя средневыпрямленного значения 7, входом управления цифровым фильтром 9 и входом индикатора 11, кроме того, на вход блока управления и обработки информации 10 подается сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя 8 и трансверсального цифрового фильтра 9.The device contains a sinusoidal generator 1 with an adjustable frequency of the output signal, an electronic switch 2, the input of which is connected to the output of the generator 1, and the outputs are connected to the inputs of the measuring unit 3, consisting of arms representing dividers of two resistors or two capacitors connected in series, the outputs of which combined and connected to the first measuring electrode 4, the inputs, combined outputs and midpoints of the shoulders are connected to the input of the analog multiplexer 5, and the second electrode 4 is connected to a common bus e devices connected in series with a broadband amplifier 6, the input of which is connected to the output of the analog multiplexer 5, a converter of the average rectified value 7 with a tunable time constant, an analog-to-digital converter 8, a transverse digital filter 9, an information control and processing unit 10 equipped with a digital computing device, outputs which are connected to the frequency control input of the generator 1, selector inputs of the electronic switch 2 and the analog multiplexer 5, the control input the time constant of the converter of the average rectified value 7, the digital filter control input 9 and the indicator input 11, in addition, the signal from the output of the analog-to-digital converter 8 and the transverse digital filter 9 is fed to the input of the control and information processing unit 10.

Устройство работает следующим образом. Электроды 4 вводят в ткань. Блок управления и обработки информации 10 в соответствии с указаниями пользователя определяет порядок работы устройства, задавая частоты, на которых следует проводить измерения в определенный момент времени. Блок управления и обработки информации 10 устанавливает частоту выходного сигнала синусоидального генератора 1, поступающего на вход электронного коммутатора 2. Электронный коммутатор 2 коммутирует входной сигнал на одно из плеч измерительного блока 3, выбираемое в соответствии с управляющими сигналами блока управления и обработки информации 10 в зависимости от типа измеряемой составляющей импеданса (активной или емкостной) и рабочего диапазона. В цепи синусоидальный генератор 1 - электронный коммутатор 2 - последовательно включенные резисторы или конденсаторы плеча измерительного блока 3 - электроды 4 - биологическая ткань - общая шина питания начинает протекать ток. Значения напряжений в узлах включенного в работу плеча измерительного блока 3 снимаются мультиплексором 5 и коммутируются на вход широкополосного усилителя 6. С выхода усилителя переменный синусоидальный сигнал поступает на вход преобразователя средневыпрямленного значения напряжения 7, выполняющего детектирование средневыпрямленного значения напряжения синусоидального сигнала. Далее сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, где производится оцифровка сигнала. Дальнейшая обработка сигнала ведется в цифровом виде. С выхода АЦП 8 цифровой сигнал подается на трансверсальный цифровой фильтр 9, где производится оптимальная обработка переходного процесса преобразователя 7 с целью определения установившегося значения выходного сигнала по начальному характеру процесса до выхода на режим. Так как параметры переходного процесса преобразователя 7 могут изменяться с течением времени в связи с изменением параметров составляющих его элементов из-за влияния микроклиматических факторов и старения, перед каждым циклом измерений проводится адаптация цифрового фильтра 9. При этом цифровой фильтр 9 работает в амплитудном режиме (сигнал проходит транзитом, не изменяясь), блок управления и обработки информации 10 в соответствии с кривой переходного процесса преобразователя 7 осуществляет синтез коэффициентов оптимального цифрового фильтра 9 известным методом зеркального отражения обрабатываемого сигнала.The device operates as follows. The electrodes 4 are introduced into the tissue. The control and information processing unit 10, in accordance with the instructions of the user, determines the operation of the device by setting the frequencies at which measurements should be taken at a certain point in time. The control and information processing unit 10 sets the frequency of the output signal of the sinusoidal generator 1 supplied to the input of the electronic switch 2. The electronic switch 2 commutes the input signal to one of the arms of the measuring unit 3, selected in accordance with the control signals of the control and information processing unit 10 depending on type of measured impedance component (active or capacitive) and operating range. In the circuit, a sinusoidal generator 1 - an electronic switch 2 - series-connected resistors or capacitors of the shoulder of the measuring unit 3 - electrodes 4 - biological tissue - a common power bus begins to flow current. The voltage values at the nodes of the arm of the measuring unit 3 are taken by the multiplexer 5 and switched to the input of the broadband amplifier 6. From the output of the amplifier, an alternating sinusoidal signal is fed to the input of the converter of the average rectified voltage value 7, which detects the average rectified voltage value of the sinusoidal signal. Next, the signal is fed to an analog-to-digital converter (ADC) 8, where the signal is digitized. Further signal processing is carried out digitally. From the output of the ADC 8, the digital signal is fed to a transverse digital filter 9, where the transient process of the converter 7 is optimally processed in order to determine the steady-state value of the output signal from the initial character of the process before entering the mode. Since the transient parameters of the transducer 7 can change over time due to changes in the parameters of its constituent elements due to the influence of microclimatic factors and aging, the digital filter 9 is adapted before each measurement cycle. In this case, the digital filter 9 operates in the amplitude mode (signal passes in transit, without changing), the control unit and information processing 10 in accordance with the transient curve of the transducer 7 performs the synthesis of optimal digital coefficients This filter 9 in known manner mirroring the processed signal.

Кроме того, блок управления и обработки информации 10 выполняет статистическую обработку результатов множества измерений с определением статистических величин, таких как математическое ожидание, дисперсия, статистические моменты и т. д., а также различных характеристик являющихся функциями результатов измерений, например коэффициент, характеризующий крутизну дисперсии электропроводности, и параметры круговой диаграммы Коула-Коула, аппроксимируя ее окружностью методом наименьших квадратов. Блок управления и обработки информации 10 осуществляет определение удельных значений измеряемого импеданса с помощью математической модели распределения электрического поля в ткани при заданной пользователем конфигурации электродов.In addition, the information control and processing unit 10 performs statistical processing of the results of a plurality of measurements with the determination of statistical values, such as mathematical expectation, variance, statistical moments, etc., as well as various characteristics that are functions of the measurement results, for example, a coefficient characterizing the dispersion slope electrical conductivity, and the parameters of the Cole-Cole pie chart, approximating its circle by the least squares method. The control unit and information processing 10 determines the specific values of the measured impedance using a mathematical model of the distribution of the electric field in the tissue at a user-defined configuration of the electrodes.

Цифровой фильтр 9 и блок управления и обработки информации 10 могут быть реализованы с использованием одного микроконтроллера. Возможна реализация цифрового фильтра и преобразователя средневыпрямленного значения на базе сигнального процессора.The digital filter 9 and the control unit and information processing 10 can be implemented using one microcontroller. It is possible to implement a digital filter and a converter of the average rectified value based on a signal processor.

Результаты измерений, статистической и функциональной обработки выводятся на индикатор 11.The results of measurements, statistical and functional processing are displayed on indicator 11.

Пример. При проведении измерений импеданса ткани печени крысы линии Vistar массой 200 г получено абсолютное значение активной составляющей импеданса биологической ткани 1316 Ом при использовании электродов в виде двух игл диаметром 0,4 мм с расстоянием между ними 10 мм и открытым участком проводящей поверхности длиной 3 мм. Блок управления и обработки информации 10 производит решение уравнений электрического поля методом конечных элементов с граничными условиями, соответствующими конфигурации проводящих поверхностей электродов, в результате которого блок управления и обработки информации 10 определяет, что удельное значение активной составляющей импеданса составляет 4,67 Ом·м.Example. When measuring the impedance of the liver tissue of a Vistar rat strain weighing 200 g, the absolute value of the active component of the biological tissue impedance of 1316 Ohms was obtained using electrodes in the form of two needles with a diameter of 0.4 mm with a distance of 10 mm between them and an open area of the conductive surface 3 mm long. The control and information processing unit 10 performs the solution of the electric field equations by the finite element method with boundary conditions corresponding to the configuration of the conductive surfaces of the electrodes, as a result of which the information control and processing unit 10 determines that the specific value of the active component of the impedance is 4.67 Ohm · m.

Устройство позволяет определять удельные значения активной и емкостной составляющих импеданса на основании получаемого методами математического моделирования распределения электрического поля в биологической ткани при заданной конфигурации электродов. Устройство обладает расширенным рабочим диапазоном измеряемых значений импеданса за счет раздельного измерения составляющих импеданса и применения дополнительных плеч измерительной схемы с различными номиналами элементов и расширенным диапазоном рабочих частот за счет введения преобразователя средневыпрямленного значения напряжения, осуществляющего детектирование и сглаживание измерительного сигнала высокой частоты. Устройство обеспечивает повышенную точность при измерении импеданса биологической ткани за счет сокращения времени измерения при сохранении заданной инструментальной погрешности за счет введения цифрового фильтра, осуществляющего оптимальную обработку сигнала переходного процесса, и статистической обработки множества измерений с целью снижения случайной погрешности, обусловленной вызванными дыханием и сердцебиением колебаниями ткани. Устройство позволяет также выполнять вторичную обработку результатов измерений за счет использования мощного цифрового вычислительного устройства в блоке управления и обработки информации со встроенными алгоритмами обработки данных. Особым преимуществом с точки зрения пользователя является возможность вывода результатов измерения и обработанных данных на индикатор и передачи их в электронную вычислительную систему для дальнейшей обработки.The device allows you to determine the specific values of the active and capacitive components of the impedance based on the methods of mathematical modeling of the distribution of the electric field in biological tissue for a given configuration of the electrodes. The device has an expanded operating range of the measured impedance values due to the separate measurement of the impedance components and the use of additional arms of the measuring circuit with different element ratings and an expanded operating frequency range due to the introduction of a medium-rectified voltage converter that detects and smooths the high-frequency measurement signal. The device provides increased accuracy in measuring the impedance of biological tissue by reducing the measurement time while maintaining a given instrumental error due to the introduction of a digital filter that performs optimal processing of the transient signal, and statistical processing of many measurements in order to reduce the random error due to breathing and heartbeat tissue vibrations . The device also allows for secondary processing of measurement results through the use of a powerful digital computing device in the control unit and information processing with built-in data processing algorithms. A particular advantage from the point of view of the user is the ability to display measurement results and processed data on an indicator and transfer them to an electronic computer system for further processing.

Claims (1)

Устройство для измерения импеданса биологических тканей, включающее измерительные электроды, синусоидальный генератор, широкополосный усилитель, преобразователь средневыпрямленного значения, аналого-цифровой преобразователь, блок управления и обработки информации и индикатор, отличающееся тем, что дополнительно содержит трансверсальный цифровой фильтр, синусоидальный генератор подключен к входу электронного коммутатора, выходы которого подключены к входам измерительного блока, состоящего из плеч, представляющих собой делители из последовательно включенных двух резисторов или двух конденсаторов, выходы плеч объединены и подключены к первому измерительному электроду, второй измерительный электрод соединен с общей шиной, а входы, объединенные выходы и средние точки плеч подключены к входам аналогового мультиплексора, выход которого подключен к соединенным последовательно широкополосному усилителю, преобразователю средневыпрямленного значения, аналого-цифровому преобразователю и трансверсальному цифровому фильтру, блок управления и обработки информации дополнительно снабжен цифровым вычислительным устройством, входы которого соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя и выходом трансверсального цифрового фильтра, а выходы - с входом управления частотой генератора, селекторными входами электронного коммутатора и аналогового мультиплексора, входом управления постоянной времени преобразователя средневыпрямленного значения, входом управления цифровым фильтром, и подключенный к выходу блока управления и обработки информации индикатор. A device for measuring the impedance of biological tissues, including measuring electrodes, a sinusoidal generator, a broadband amplifier, a medium-rectified value converter, an analog-to-digital converter, a control and information processing unit and an indicator, characterized in that it further comprises a transverse digital filter, a sinusoidal generator connected to the electronic input switch, the outputs of which are connected to the inputs of the measuring unit, consisting of shoulders, which are dividers and of two resistors or two capacitors connected in series, the outputs of the arms are connected and connected to the first measuring electrode, the second measuring electrode is connected to a common bus, and the inputs, combined outputs and midpoints of the arms are connected to the inputs of an analog multiplexer, the output of which is connected to a broadband amplifier connected in series , RMS converter, analog-to-digital converter and transverse digital filter, control and information processing unit up to it is equipped with a digital computing device, the inputs of which are connected to the output of the analog-to-digital converter and the output of the transversal digital filter, and the outputs are connected to the generator frequency control input, selector inputs of the electronic switch and analog multiplexer, the input of the time constant control of the converter of the rectified value, the digital filter control input , and an indicator connected to the output of the control and information processing unit.
RU2008110270/14A 2008-03-17 2008-03-17 Device to measure biological fabric impedance RU2366360C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110270/14A RU2366360C1 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Device to measure biological fabric impedance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110270/14A RU2366360C1 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Device to measure biological fabric impedance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2366360C1 true RU2366360C1 (en) 2009-09-10

Family

ID=41166389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008110270/14A RU2366360C1 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Device to measure biological fabric impedance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2366360C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462185C1 (en) * 2011-07-19 2012-09-27 Учреждение Российской академии наук Институт механики сплошных сред Уральского отделения РАН Device for measuring impedance of biological media
RU2482792C1 (en) * 2011-12-27 2013-05-27 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Смоленская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Method of differential diagnostics of diffuse diseases of liver
RU2492806C1 (en) * 2012-03-05 2013-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр биотехнологий" Method of differential diagnostics of tumours
RU2531143C1 (en) * 2013-07-05 2014-10-20 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Смоленская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации Diagnostic technique for inflammatory process accompanying ingrown nail
WO2020101537A1 (en) * 2018-11-16 2020-05-22 Общество с ограниченной ответственностью "КИБЕРДОК" Device for generating an electromagnetic field and measuring the absorption thereof by a conductive medium

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2161904C2 (en) * 1996-10-28 2001-01-20 Карасев Александр Александрович Method and device for diagnosing human electrophysiologic state
RU2196504C2 (en) * 2000-06-28 2003-01-20 Новосибирская государственная медицинская академия Device for measuring active and capacitive components of biological tissue impedance
RU2295912C2 (en) * 2005-01-24 2007-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения Method and device for carrying out electromagnetic resonance impedansometric examination of living biological object tissues

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2161904C2 (en) * 1996-10-28 2001-01-20 Карасев Александр Александрович Method and device for diagnosing human electrophysiologic state
RU2196504C2 (en) * 2000-06-28 2003-01-20 Новосибирская государственная медицинская академия Device for measuring active and capacitive components of biological tissue impedance
RU2295912C2 (en) * 2005-01-24 2007-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения Method and device for carrying out electromagnetic resonance impedansometric examination of living biological object tissues

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АЛДЕРСОН А.А. Механизмы электродермальных реакций. - Рига: Зинатне, 1985. Устройства интегральной электроники: Основы теории, расчета и проектирования: Учебное пособие. Трансверсальные фильтры, 2005 ФГУ ГНИИ ИТТ "Информика" Федеральное агентство по образованию. Единое окно доступа к образовательным ресурсам. Найдено в Интернете: http://window.edu.ru/window, 20.01.2009. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462185C1 (en) * 2011-07-19 2012-09-27 Учреждение Российской академии наук Институт механики сплошных сред Уральского отделения РАН Device for measuring impedance of biological media
RU2482792C1 (en) * 2011-12-27 2013-05-27 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Смоленская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Method of differential diagnostics of diffuse diseases of liver
RU2492806C1 (en) * 2012-03-05 2013-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр биотехнологий" Method of differential diagnostics of tumours
RU2531143C1 (en) * 2013-07-05 2014-10-20 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Смоленская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации Diagnostic technique for inflammatory process accompanying ingrown nail
WO2020101537A1 (en) * 2018-11-16 2020-05-22 Общество с ограниченной ответственностью "КИБЕРДОК" Device for generating an electromagnetic field and measuring the absorption thereof by a conductive medium
RU2754400C2 (en) * 2018-11-16 2021-09-02 Общество с ограниченной ответственностью "КИБЕРДОК" Device for creating electromagnetic field and measuring its absorption by conducting medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Design and preliminary evaluation of a portable device for the measurement of bioimpedance spectroscopy
JP3636826B2 (en) Bioelectrical impedance measuring device
EP2301463A1 (en) Automatic control circuit for use in an electrosurgical generator
JPH09500732A (en) High frequency power measurement
RU2366360C1 (en) Device to measure biological fabric impedance
JP3947379B2 (en) Electrical property measuring device
CN101579236A (en) Multi-frequency and multi-segment measuring device and measuring method of human body impedance
EP1768545A1 (en) A method and device for determining a parameter of living tissue
Kubendran et al. Error correction algorithm for high accuracy bio-impedance measurement in wearable healthcare applications
CN112089418B (en) Thoracic cavity electrical impedance detection method based on human tissue conductivity frequency conversion amplitude modulation method
CN201441368U (en) A device for measuring human body impedance
JP2005052227A (en) Instrument measuring water content of stratum corneum non-affected by electrolyte component on skin surface
CN113100740A (en) Abdominal composition analyzer and analysis method thereof
Searle et al. Real time impedance plots with arbitrary frequency components
Cabrera-López et al. Bioimpedance measurement using mixed-signal embedded system
JP6941258B2 (en) An arithmetic processing device and a program for evaluating the water content of the stratum corneum, an electronic device equipped with the arithmetic processing apparatus, and a method for evaluating the water content of the stratum corneum.
JP2001212101A (en) Electric characteristic measuring apparatus
JP2003116803A (en) Electric characteristic measuring system
CN115363555A (en) System and method for measuring human body impedance
CN215128570U (en) Abdominal component analyzer
JP2002065628A (en) Living body impedance detecting system
Zhong et al. Enhanced bio-impedance demodulation method under non-integer period sampling conditions
Dai et al. Blood impedance characterization from pulsatile measurements
Dhar et al. Non-invasive bio-impedance measurement using voltage-current pulse technique
JP2001276008A (en) Instrument and method for measuring adipocyte

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130318

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载