RU5912U1 - UNIVERSAL LASER PHOTOPLETISMOGRAPH - Google Patents

Abstract

1. Универсальный лазерный фотоплетизмограф, содержащий блок излучателя, выполненный в виде последовательно соединенных генератора импульсов, модулятора и излучателя, фотоприемник, селективный усилитель и блок регистрации, отличающийся тем, что фотоплетизмограф содержит п + 1 блоков излучателей, к каждому из выходов которых подсоединен вход многоканального световода, выходы которого соединены с поверхностью объекта диагностики и через регистрирующий световод соединены с входом фотоприемника, выходы фотоприемника соединены с входами п + 1 селективных усилителей, выходы которых соединены с блоком регистрации.2. Фотоплетизмограф по п.1, отличающийся тем, что многоканальный световод и регистрирующий световод соединены с объектом диагностики на поверхности отраженного и/или рассеянного излучения.3. Фотоплетизмограф по п.1, отличающийся тем, что многоканальный световод и регистрирующий световод соединены с объектом диагностики на противоположных поверхностях.1. A universal laser photoplethysmograph containing a radiator unit made in the form of series-connected pulse generator, modulator and emitter, a photodetector, a selective amplifier and a recording unit, characterized in that the photoplethysmograph contains n + 1 emitter blocks, to each of which outputs an input of a multi-channel a fiber whose outputs are connected to the surface of the diagnostic object and through a recording fiber are connected to the input of the photodetector, the outputs of the photodetector are connected to the inputs of + 1 selective amplifiers, the outputs of which are connected to the recording unit. 2. The photoplethysmograph according to claim 1, characterized in that the multi-channel fiber and the recording fiber are connected to a diagnostic object on the surface of the reflected and / or scattered radiation. Photoplethysmograph according to claim 1, characterized in that the multichannel fiber and the recording fiber are connected to the diagnostic object on opposite surfaces.

Description

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФ Полезная модель относится к медицине, а именно к устройствам лазерной спектрофотоплетизмографической диагностики состояний тканей и органов по их оптическим характеристикам, например микроциркуляции крови, степени оксигенации тканей и крови, наличие и степень тяжести деструктино-воспалительных, в том числе онкологических процессов. Известны приборы, позволяющие определить микроциркуляцию крови и оксигентацию тканей методом оптических лазерных (биофотометрических, спектрофотометрических) измерений /1/. Наиболее близким из известных приборов того же назначения является фотоплетизмограф, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, амплитудный модулятор, источник света и последовательно соединенные фотоприемник, селективный усилитель, выпрямитель, фильтр низких частот и полосовой усилитель, а также блок автоматической регулировки импульсов, при этом выходы дифференциального усилителя, формирователя импульсов, полосового усилителя и блока автоматической регулировки импульсом подключены ко входам регистрирующего устройства. Для определения микроциркуляции крови пришедший через биологический объект световой поток принимается фотоприемником, преобразуется в электрический сигнал, многократно обрабатывается и через соответствующие входы попадает на регистратор, где фиксируется первая производная сигнала пульсации кровотока, сигнал моментов перехода этой производной через ноль, сигнал пульсации кровотока и сигнал постоянной составляющей фотоплетизмограммы /2/. МКИ 6 А61В 5/0295 UNIVERSAL LASER PHOTOPLETISMOGRAPH The utility model relates to medicine, namely to devices for laser spectrophotopletismographic diagnostics of tissue and organ conditions by their optical characteristics, for example, microcirculation of blood, degree of oxygenation of tissues and blood, the presence and severity of destructive-inflammatory, including oncological processes. Known devices that allow to determine the microcirculation of blood and tissue oxygenation by optical laser (biophotometric, spectrophotometric) measurements / 1 /. The closest known device for the same purpose is a photoplethysmograph containing a series-connected pulse generator, an amplitude modulator, a light source and a series-connected photodetector, a selective amplifier, a rectifier, a low-pass filter and a band amplifier, as well as an automatic pulse control unit, with differential outputs an amplifier, a pulse shaper, a strip amplifier, and an automatic pulse control unit are connected to the inputs of the recording device triplets. To determine the microcirculation of blood, the light stream coming through a biological object is received by a photodetector, converted into an electrical signal, processed several times, and through the corresponding inputs it enters the recorder, where the first derivative of the blood flow pulsation signal is recorded, the signal of the moments when this derivative passes through zero, the blood pulsation signal and a constant signal component of the photoplethysmogram / 2 /. MKI 6 A61V 5/0295

тометрические измерения, например степень оксигенации тканей, что безусловно снижает область применения прибора.tometric measurements, for example, the degree of tissue oxygenation, which certainly reduces the scope of the device.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей фотоплетизмографа за счет увеличения числа проводимых диагностических исследований, таких как определение степени оксигенации, определение объемной оксегинации, определение микроциркуляции и кровенаполнения верхних слоев тканей и т.д.The technical result of the proposed utility model is to expand the functionality of the photoplethysmograph by increasing the number of diagnostic tests conducted, such as determining the degree of oxygenation, determining volumetric oxygenation, determining microcirculation and blood supply to the upper layers of tissues, etc.

Сущность полезной модели выражается в совокупности следующих существенных признаков:The essence of the utility model is expressed in the aggregate of the following essential features:

универсальный лазерный фотоплетизмограф сцц эжащий Yi+1 блоковuniversal laser photoplethysmograph scc ezhi Yi + 1 blocks

излучателя, выполненных в виде последовательно соединенных генератора импульсов, модулятора и излучателя, каждый из блоков излучателя через многоволоконный световод, соединен с объектом диагностики и через регистрирующий световод соединены со входом фотоприемника, выходы фотоприемника соединены с входами п-И селективных усилителей, выходы которых соединены с блоком регистрации. Многоволоконный световод и регистрирующий световод соединены с объектом диагностики на поверхности отраженного или рассеянного излучения, а также на противоположных поверхностях.emitter, made in the form of series-connected pulse generator, modulator and emitter, each of the emitter blocks through a multi-fiber optical fiber, connected to the diagnostic object and through the recording optical fiber connected to the input of the photodetector, the outputs of the photodetector are connected to the inputs of PI selective amplifiers, the outputs of which are connected to registration unit. The multifiber optical fiber and the recording optical fiber are connected to the diagnostic object on the surface of the reflected or scattered radiation, as well as on opposite surfaces.

на фиг. 1 - изображена блок-схема универсального лазерного фотоплетизмографа.in FIG. 1 - shows a block diagram of a universal laser photoplethysmograph.

на фиг.2, 3 - указана схема подключения световода к объекту диагностикиfigure 2, 3 - shows the connection diagram of the fiber to the diagnostic object

Универсальный лазерный фотоплетизмограф, содержит п+1 блоков излучателя 1, выполненных в виде параллельно соединенных генератора импульсов 2, модулятора 3 и излучателя 4, к каждому из выходов блоков излучения подсоединен вход многоволоконного световода 5, выход которого соединен с объектом диагностики 6, и через регистрирующий световод 7 соединены со входом фотоприемника 8, выходы фотоприемника соединены с входами п+1 селективных усилителей 9, выходы которых соединены с блоком регистрации 10.A universal laser photoplethysmograph contains n + 1 blocks of a radiator 1 made in the form of parallel-connected pulse generator 2, a modulator 3 and a radiator 4, an input of a multi-fiber fiber 5 connected to each output of the radiation blocks, the output of which is connected to the diagnostic object 6, and through the recording the optical fiber 7 is connected to the input of the photodetector 8, the outputs of the photodetector are connected to the inputs n + 1 of selective amplifiers 9, the outputs of which are connected to the recording unit 10.

Техническая сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что блок излучателя 1 включает в себя систему специально подобранных лазерных излучателей 4, работающих на различных длинах волн, обеспечивая возможность измерения биохимических параметров по отношению амплитуд или фаз сигналов на этих длинах волн, а также , что разделение в приемном тракте осуществляется за счет разных частот в модуляторе амплитудной модуляции светового потока от излучателя 4 или частот следования импульсов, которые выделяются из общего сигнала набором селективных усилителей 9, настроенных на соответствующие частоты генераторов импульсов 2.The technical essence of the proposed utility model is that the emitter unit 1 includes a system of specially selected laser emitters 4 operating at different wavelengths, providing the ability to measure biochemical parameters in relation to the amplitudes or phases of the signals at these wavelengths, as well as that the separation in the receiving path is carried out due to different frequencies in the modulator of the amplitude modulation of the light flux from the emitter 4 or the pulse repetition frequencies that are allocated from the common signal 9 ohms selective amplifier tuned to the frequency corresponding to the pulse generator 2.

Универсальный лазерный фотоплетизмограф состоит из системы лазерных излучателей, включающих в себя (совокупность) несколько блоков излучения 1, каждый из которых содержит генератор импульсов 2, частотный или амплитудный модулятор 3, излучатель 4, многоволоконный световод 5, набор селективных усилителей 9 и блок регистрации и математической обработки сигнала 10.A universal laser photoplethysmograph consists of a system of laser emitters, including (a set of) several radiation units 1, each of which contains a pulse generator 2, a frequency or amplitude modulator 3, an emitter 4, a multi-fiber light guide 5, a set of selective amplifiers 9, and a recording and mathematical unit signal processing 10.

Прибор работает следующим образом. Генератор импульсов 2 вырабатывает периодическую последовательность импульсов, которая через частотный модулятор 3 поступает на излучатель 4. Каждый излучатель работает либо в импульсном режиме с частотной модуляцией, либо в непрерывном режиме с амплитудной модуляцией и на определенной длине волны.The device operates as follows. The pulse generator 2 generates a periodic sequence of pulses, which through the frequency modulator 3 is supplied to the emitter 4. Each emitter operates either in a pulse mode with frequency modulation or in a continuous mode with amplitude modulation and at a specific wavelength.

излучения попадают на исследуемый биологический объект. Далее, отраженный (либо прошедший) от объекта диагностики 6 световой поток через регистрирующий световод 7 попадает на фотоприемник 8, преобразуется в электрический сигнал, после чего набором селективных усилителей 9 из общего сигнала выделяют различные частоты амплитудном модуляции светового потока или частоты следования импульсов, которые и фиксируются блоком регистрации и математической обработки сигнала 10.radiation falls on the studied biological object. Further, the light flux reflected (or transmitted) from the diagnostic object 6 through the recording optical fiber 7 enters the photodetector 8, is converted into an electrical signal, and then, using a set of selective amplifiers 9, various frequencies of the amplitude modulation of the light flux or pulse repetition frequencies are extracted from the common signal, which fixed block registration and mathematical processing of the signal 10.

Место контакта многоканального 5 и регистрирующего световода 7 с объектом диагностики 6, в зависимости от целей исследования, должно быть на одной поверхности для исследования отраженного и рассеянного излучения и на противоположных поверхностях для регистрации прошедшего через ткани излучения.The contact point of the multi-channel 5 and the recording fiber 7 with the diagnostic object 6, depending on the objectives of the study, should be on the same surface for the study of reflected and scattered radiation and on opposite surfaces for recording radiation transmitted through the tissue.

Обработка результатов исследования ведется по известным методикам фотоплетизмографического и оксигемометрического исследования функционального состояния различных систем /3/.Processing of the research results is carried out according to well-known methods of photoplethysmographic and oxyhemometric studies of the functional state of various systems / 3 /.

При проведении исследований используются стандартные приборы, такие как:When conducting research, standard instruments are used, such as:

-фотоприемник (8) - фотодиод типа ФД-7К;- photodetector (8) - photodiode type FD-7K;

-излучатель (4) - полупроводниковый лазер типа ИЛПН-108;-radiator (4) - semiconductor laser type ILPN-108;

-генератор импульсов (2) - эталонный генератор частоты на основе, например, симметричного мультивибратора;pulse generator (2) - reference frequency generator based on, for example, a symmetric multivibrator;

-модулятор (3) - любой амплитудный или частотный модулятор рабочего тока излучателя, например на основе источников тока, управляемых напряжением;-modulator (3) - any amplitude or frequency modulator of the operating current of the emitter, for example, based on voltage controlled current sources;

-селективный усилитель (9) - любой избирательный по частоте усилитель, например с двойным Т-образным мостом;-selective amplifier (9) - any frequency selective amplifier, for example with a double T-shaped bridge;

-блок регистрации (10) - компьютер типа IBM PC, снабженный платой многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП),registration unit (10) - an IBM PC type computer equipped with a multi-channel analog-to-digital converter (ADC) card,

например, типа ЛА-2;for example, type LA-2;

В качестве рабочих длин волн предлагаются следующие: спектральный диапазон 850 нм, для диагностики объемного кровинаполнения и диапазоны 589 нм, 577 нм, 586 нм, 650 нм для диагностики параметров оксигенации тканей.The following wavelengths are proposed as operating wavelengths: the spectral range of 850 nm, for the diagnosis of volumetric blood filling and the ranges of 589 nm, 577 nm, 586 nm, 650 nm for the diagnosis of tissue oxygenation parameters.

Заявляемая полезная модель может быть осуществлена в условиях массового производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологий. Имеется полная возможность серийного многократного воспроизведения заявляемого решения.The inventive utility model can be implemented in mass production using standard equipment, modern materials and technologies. There is a full possibility of serial multiple reproduction of the proposed solution.

Библиографические данные:Bibliographic data:

1.А.С. СССР N 786983, МКИ А 61В5/0295.1.A.S. USSR N 786983, MKI A 61B5 / 0295.

2.Патент РФ N 20323376, МКИ А 61В5/0295.2. RF patent N 20323376, MKI A 61B5 / 0295.

(j/Ґfuoee3(j / Ґfuoee3

- 5- 5

Claims (3)

1. Универсальный лазерный фотоплетизмограф, содержащий блок излучателя, выполненный в виде последовательно соединенных генератора импульсов, модулятора и излучателя, фотоприемник, селективный усилитель и блок регистрации, отличающийся тем, что фотоплетизмограф содержит п + 1 блоков излучателей, к каждому из выходов которых подсоединен вход многоканального световода, выходы которого соединены с поверхностью объекта диагностики и через регистрирующий световод соединены с входом фотоприемника, выходы фотоприемника соединены с входами п + 1 селективных усилителей, выходы которых соединены с блоком регистрации.1. A universal laser photoplethysmograph containing a radiator unit made in the form of series-connected pulse generator, modulator and emitter, a photodetector, a selective amplifier and a recording unit, characterized in that the photoplethysmograph contains n + 1 emitter blocks, to each of which outputs an input of a multi-channel a fiber whose outputs are connected to the surface of the diagnostic object and through a recording fiber are connected to the input of the photodetector, the outputs of the photodetector are connected to the inputs of + 1 selective amplifiers, the outputs of which are connected to the registration unit. 2. Фотоплетизмограф по п.1, отличающийся тем, что многоканальный световод и регистрирующий световод соединены с объектом диагностики на поверхности отраженного и/или рассеянного излучения. 2. Photoplethysmograph according to claim 1, characterized in that the multichannel fiber and the recording fiber are connected to a diagnostic object on the surface of the reflected and / or scattered radiation. 3. Фотоплетизмограф по п.1, отличающийся тем, что многоканальный световод и регистрирующий световод соединены с объектом диагностики на противоположных поверхностях. 3. Photoplethysmograph according to claim 1, characterized in that the multi-channel fiber and the recording fiber are connected to the diagnostic object on opposite surfaces.