Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НАРКОЗА НА БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ

Авторы:
Город:
Улан-Удэ
ВУЗ:
Дата:
24 февраля 2017г.

В ВСГУТУ разработано техническое устройство для проведения биоимпедансной диагностики по оценке степени воздействия внешних факторов (наркоза и др.) на биологический объект, который состоит из следующих блоков - блока питания, стабилизатора, генератора, микроконтроллера, детектора, фильтра, электродов и ЖК-дисплея. Техническое устройство отличается от всех существующих [1,2,3] тем, что позволяет одновременно получить данные импеданса при трех разных частотах зондирующего тока. Данные импеданса позволят оценить воздействие наркоза на организм биологического объекта.

Блок  питания  выносной,  обеспечивает  питание  схемы  постоянным  нестабилизированным напряжением 12 В. Мощность блока 6 Вт.

На рисунке 1 представлена структурная схема технического устройства биоимпедансной диагностики.




 

Питающее напряжение поступает на стабилизатора, собранный на двух аналоговых микросхем LM3175 и LM7805. Первая представляет собой регулируемый стабилизатор, построенный на выходном напряжении 10В. Вторая – это нерегулируемый стабилизатор с выходным напряжением 5 В. Стабилизированное напряжение 10 В. питает повторитель генератора, а все остальные блоки используют напряжение 5В.

Генератор состоит из задающего генератора, функции которого выполняет микроконтроллер и усилители, собранного на микросхеме 4011. Объединив входы элемента получим инвертор, усиливающий входной меандр до уровня 10В. Выходное напряжение генератора поступает на активный электрод и на измерительную схему  (D2, R5, C11), преобразует импульсное напряжение в постоянное и позволяет микроконтроллеру оценивать уровень выдаваемого на электроды сигнала.

Электрод прикладывают к биологическому объекту, через него протекает электрический ток и на измерительном электроде появляется потенциал.

Напряжение измерительного электрода поступает на схему измерения сдвига фаз и детектор (D1, R4, C10). Детектор вместе с фильтром преобразуют импульсное напряжение в постоянное для оценки его микроконтроллером.

Схема измерения сдвига фаз выполнена на микросхеме 4070, который, выдает импульсы шириной равной величине сдвига фаз. Далее импульсы преобразуются в постоянное напряжение (R6, C12).

На рисунке 2 представлена электрическая принципиальная схема устройства для проведения биоимпедансной диагностики.

Микроконтроллер выполняет несколько функций. Во – первых, генерирует последовательности импульсов частотой 50, 100 и 200 кГц со скважностью 50%. Во – вторых, используя встроенный аналого- цифровой преобразователь, оцифровывает значения напряжения на активном, измерительном электроде ми со схем измерения сдвига фаз. В – третьих, на основе полученных данных вычисляет значение импеданса в условных единицах    и   выводит на  ЖК-дисплей.




Для оценки работоспособности данного аппарата были проведены опыты на биологическом объекте (лабораторная крыса рода «Вистар») при воздействии наркоза. Последовательность проведения опытов: взвесили мышь – 150 гр; с помощью шприца ввели в мышечную ткань крысы общий наркоз 45 млг/кг; после того как крыса погрузилась в сон закрепляем ее на деревянной доске с помощью марлевых бинтов; в области сердца выстригаем небольшой участок шерсти; Подключаем прибор и проверяем его готовность к работе, а затем прилаживаем электроды в область сердца; снимаем показания аппарата в Омах через 5, 10, 15, 20 минут в трех повторностях, данные представлены в таблице.



Таблица Результаты опытов по измерению импеданса в зависимости от частоты


50 кГц

100 кГц

200 кГц

1

2

3

 

5 мин

246+_4

233+_5

165+_6

1

2

3

10 мин

213+_5

211+_4

161+_5

1

2

3

15 мин

213+_4

211+_5

156+_5

1

2

3

20 мин

213+_6

211+_4

150+_4



Заключение

Разработано техническое устройство для проведения биоимпедансной диагностики биологических объектов, который позволяет одновременно получить данные импеданса при разных частотах зондирующего тока. Для оценки работоспособности данного аппарата были проведены опыты на биологическом объекте (крыса) при воздействии наркоза. Анализ данных крысы под действием наркоза показал, что с увеличением времени воздействия импеданс уменьшается. А с увеличением частоты зондирующего тока вначале импеданс возрастает до частоты 100 кГц, а затем падает.

 

Список литературы

 

1.                        Николаев Д.В., Похис К.А., Цветков А.А., Смирнов А.В. Способ региональной биоимпедансометрии. Патент РФ № 2204938. 27.05.2003 г.

2.                        Капитанов Е.Н., Николаев Д.В. и др. Устройство для измерения электрического импеданса в частях тела. Патент РФ № 2242165. 20.12. 2004 г.

3.                      Устюжанин В.А., Епифанцев В.В., Ишков А.А. Устройство для проведения импедансной спектрометрии биологических объектов Патент на полезную модель РФ. №100894. 20.06. 2010 г.