트랜지스터의 재혈류측정기. 계획, 설명

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인간의 심혈관 시스템의 상태를 평가할 때 현대 의학과 생물학은 소위 임피던스 재채기법(인체의 전기 전도도 변화의 등록) 기술을 널리 사용합니다. Rheoplethysmography는 중추 및 말초 순환 연구에 사용됩니다. 이 방법의 장점은 연구 자체가 실제로 연구 대상의 상태를 변경하지 않는다는 것입니다.

인체의 모든 부분 사이의 전기 저항은 복잡한 체적 저항이며 교류에 대한 단순화 된 등가 회로가 그림 1에 나와 있습니다. 하나.

정전 용량 Se-t는 전극의 표면과 피부 안쪽에 인접한 조직 사이에서 발생합니다. 피부, 특히 상피는 매우 높은 저항을 가지며 Se-t 커패시터의 유전체입니다. 피부 아래에있는 조직은 조건부로 구조가 균질 한 것으로 받아 들여집니다. 그것들은 St 및 Rt 요소의 형태로 제공됩니다. Se-t 커패시터의 커패시턴스는 피부의 유전 특성, 피부 상태(예: 수분) 및 적용된 전극의 면적에 따라 다릅니다.

트랜지스터의 재혈류측정기
Pic.1

커패시턴스의 값은 주파수가 증가함에 따라 감소하는 편광 효과의 값에 의해 결정됩니다. 80-100kHz 이상의 주파수에서는 분극 현상이 거의 관찰되지 않으며 커패시터 St의 커패시턴스가 작습니다. 따라서 이러한 주파수 영역에서 조직의 전도도는 활성 성분만 있다고 가정할 수 있습니다.

생체 조직 저항의 절대 값은 불안정하지만 종종 고려하기 어려운 여러 가지 이유에 따라 다릅니다. 결과적으로 관심이 있습니다. 저항의 절대 값이 아니라 초기 수준에서 상대적인 변화입니다.

현재 생체 조직의 전기 전도도는 주로 혈액 공급 정도에 의해 결정된다는 것이 입증 된 것으로 간주 될 수 있습니다. 이것은 혈액(주로 혈장)이 매우 높은 전기 전도성을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 고주파에서 생체 조직의 전기 전도도에 의해 개별 장기 또는 신체 부위의 혈액 충전을 판단할 수 있습니다. 연구 기술을 rheopletismography라고하며 때로는 그냥 rheography라고합니다.

재혈류측정기(reoplethysmograph)라고 하는 아래에 설명된 장치는 혈액 충전의 펄스 변동과 예를 들어 호흡 중 혈액 충전의 느린(0Hz부터) 변화를 반영하여 생체 조직의 전기 전도도에서 빠르고 작은 변화를 연구하도록 설계되었습니다. . Reoplethysmograph는 모든 cardiograph에 대한 트랜지스터의 휴대용 접두사입니다(혈액 충전의 펄스 진동을 기록할 때). 이 부착물의 출력에서 전압은 레코더(예: H373)에도 적용될 수 있습니다.

작동 주파수 150kHz. 저항 변화가 2ohm일 때 최소 50mV의 출력 전압. 0,1%씩. 출력 1-4에서 가져온 출력 전압의 주파수 범위는 0,2-150Hz이고 출력 2-3에서 가져온 출력 전압의 주파수 범위는 0-150Hz입니다.

회로도

reoplethysmograph의 작동 원리는 블록 다이어그램으로 설명됩니다(그림 2). 살아있는 조직의 연구 영역은 150kHz 주파수의 교류로 전원이 공급되는 다리의 팔 중 하나에 연결됩니다. 브리지는 대각선의 RF 전압이 최소화되도록 균형을 이룹니다.

트랜지스터의 재혈류측정기
Pic.2

연구 대상의 전도도 변화는 연구 대상의 전기 전도도 변화 법칙에 따라 브리지 출력에서 RF 전압의 변조로 이어집니다. 변조된 RF 전압이 증폭되어 감지됩니다. 감지 결과 변조 LF 전압이 해제되어 기록 장치에 공급됩니다.

reopletismograph의 개략도가 그림 3에 나와 있습니다. 1. RF 발생기는 용량성 피드백 회로에 따라 트랜지스터 T1에서 만들어집니다. 발진 회로는 트랜지스터의 컬렉터 회로에 포함되며, 공진 주파수는 코일 L2의 인덕턴스와 커패시터 C3-C2의 총 커패시턴스에 의해 결정됩니다. 포지티브 피드백의 깊이는 커패시터 C3-C2의 커패시턴스와 저항 R1의 저항 비율에 따라 다릅니다. 트랜지스터의 베이스는 교류(커패시터 CXNUMX을 통해)에 의해 접지됩니다.

그림 3(확대하려면 클릭)

이 방식에 따라 조립된 발전기는 고주파 안정성을 가지며 루프 코일의 설계가 간단하며 코일 리드가 켜진 순서를 선택할 필요가 없기 때문에 조정이 어려움을 일으키지 않습니다.

코일 L1에서 고주파 전압이 측정 브리지에 적용됩니다. 왼쪽에서 차폐 케이블을 사용하여 요소 C13R5-R7과 직렬로 연결된 브리지의 어깨 계획에 따라 아래쪽에서 연구 대상이 연결됩니다(조건부로 다이어그램 "환자"에 표시됨). 전위차계 R4 사용 ( "균형"), 능동 구성 요소 측면에서 브리지의 균형을 잡을 수 있으며 커패시터 C4-C11을 사용하여 반응성 구성 요소에 대해 균형을 잡을 수 있습니다.

실제 조건에서는 전기 전도도의 빠른(펄스) 변동과 예를 들어 호흡으로 인한 느린 변동이 항상 관찰됩니다. 느린 진동의 진폭은 일반적으로 펄스 진동의 진폭보다 훨씬 큽니다. 브리지가 미세하게 균형을 이루면 느린 진동 변화로 인해 불균형이 발생할 수 있으며, 이는 차례로 출력 전압의 위상을 변경합니다. 따라서 밸런싱하는 동안 스위치 P2는 저항 R8이 단락되는 위치로 설정되고 균형 표시기(마이크로 전류계)는 검출기 출력에 연결됩니다.

연구 결과는 수치로 얻을 수 있습니다. 이를 위해 전위차계는 장치 전체 영역의 감도가 보정되는 저항을 변경하여 "환자"와 직렬로(때로는 병렬로) 켜집니다. 대부분 다음과 같은 교정 방법이 사용됩니다: "환자" 회로의 저항이 0,05옴만큼 변경되면 기록 진폭은 1cm가 되어야 합니다. 접점의 접촉 저항의 영향을 배제하기 위해 그림 3이 사용됩니다. 저항 R5는 "환자"와 직렬로 연결되고 저항 R1은 저항 R6보다 200배 큰 Vk5i 스위치와 병렬로 연결됩니다. 동시에 총 저항은 R0,05보다 5옴 작습니다. 느린 진동을 기록하기 전에 교정할 때 저항 R5은 R7와 병렬로 연결됩니다. 그러면 회로의 총 저항이 1옴 감소합니다.

브리지의 전압은 이미 터 팔로워에 공급되어 트랜지스터 T2에 조립 된 다음 캐스 코드 방식에 따라 만들어진 3 단계 증폭기에 공급됩니다. 증폭기 부하는 17kHz의 주파수로 조정된 L150CXNUMX 회로입니다.

감지기는 반도체 다이오드 D1 - D2로 만들어지며 전파 감지기를 사용한 결과 대칭 출력을 갖습니다. 검출기 방전 회로의 시간 상수는 검출 후 최대 150Hz의 주파수를 갖는 신호 구성 요소가 격리되도록 선택됩니다. 저주파 측에서 시정수는 천이 커패시터 C21 및 C22의 커패시턴스와 후속 단계의 입력 저항에 의해 결정됩니다. 입력 임피던스가 1MΩ인 경우 최저 주파수 제한은 -0,2dB 레벨에서 약 3Hz입니다.

측정을 시작하기 전에 브리지가 균형을 이루는 화살표의 최소 편차에 따라 마이크로 전류계가 검출기의 출력에 연결됩니다.

구조 및 세부 사항

재혈압계는 외부 치수가 50X120X180 mm인 직사각형 금속 케이스로 제작되었습니다. 전원 공급 장치를 제외한 모든 부품은 전면 패널이기도 한 상단 덮개에 부착된 회로 기판에 장착됩니다. 전면 패널에는 마이크로 전류계, 스위치 Vk1 - Vk3, 스위치 P1, P2 및 "환자" 케이블 연결용 커넥터가 있습니다. 장치를 녹음 장치에 연결하기 위한 커넥터는 후면 패널에 있습니다. reoplethysmograph의 모든 부분은 두 개의 회로 기판에 장착됩니다. 하나는 주석으로 만든 스크린에 배치되고 다른 하나에는 증폭기, 감지기 및 측정 브리지가 장착됩니다.

이 장치는 V가 30-50 범위인 트랜지스터를 사용합니다. 루프 코일은 SB-2a 유형의 코어에 만들어지며 PEV 0,1 와이어로 감겨 있으며 코일 L1-200회, 코일 L2-80회, 코일 L3-200회 및 코일 L4-100회를 포함합니다.

인덕터 Dr1은 외경이 600mm인 F-12 페라이트 링에 권선되어 있으며 PEV 200 와이어가 0,1회 감겨 있습니다.

저항 R4는 권선 저항이어야 하며, 저항 R5는 27,27 및 91 Ohms의 저항과 병렬로 연결된 50개로 구성됩니다. 감도가 200-XNUMX µA인 모든 마이크로 전류계를 표시기로 사용할 수 있습니다.

설명된 rheoplethysmograph로 얻은 샘플 기록이 그림 4에 나와 있습니다. 넷.

트랜지스터의 재혈류측정기
Pic.4

저자: V. Bolshov, V. Smirnov; 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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