172916. lajstromszámú szabadalom • Automatikus kiegyenlítésű impedanciapletizmográf
3 172916 4 — A mérés közben bekövetkező paciens alapimpedanciaváltozás esetleg több kézi utánállítást tesz szükségessé.- További kézi beállításra van szükség a 6 regisztráló érzékenységváltozása miatt. Ugyanis a kimeneti jel nagysága egy és ugyanazon paciensnél is az elektródák elhelyezésétől függ. A regisztráló érzékenységének beállítására nemcsak a felhívott ismert megoldásnál, hanem valamennyi többi ismert megoldásnál szükséges volt. A találmány célja, olyan megoldás biztosítása, amely kiküszöböli az eddig ismert megoldások hátrányait és rendelkezik többlet előnyös tulajdonságokkal. A kitűzött feladat egy olyan mérési elrendezés és áramköri felépítés létrehozása, amely az impedanciapletizmográfiai gyakorlatban előforduló teljes alapimpedanciatartományban automatikus kiegyenlítést biztosít, a mérés közben fellépő alapimpedanciaváltozásokat szintén kiegyenlíti, valamint a teljes impedanciatartományban állandó a relatív érzékenysége. A találmány szerinti berendezés blokkvázlatát a 2. ábra mutatja. A berendezés tartalmaz: 2 áramgenerátort, első 3 erősítőt, első lineáris 4 detektort, 5 különbségképzőt, 6 regisztrálót, 7 nemlineáris áramkört, 8 referencia impedanciát, második lineáris 9 erősítőt, második lineáris 10 detektort, váltakozóáramú 11 feszültségmérőt, az elemekre, illetve kapcsolataikra jellemző, hogy az első 3 erősítő automatikus erősítésszabályozó áramkört tartalmaz, amely erősítésszabályozó áramkör bemenőpontjához az 5 különbségképző kimenőpontja csatlakozik a 7 nemlineáris áramkörön keresztül. Az ismert megoldás 1. ábráját összehasonlítva a találmány szerihti megoldás 2. ábrájával a találmány lényegét abban határozhatjuk meg, hogy a paciensről elvezetett jelet egy automatikusan szabályozott erősítőn átvezetve egy referencia jellel hasonlítjuk össze és azzal automatikusan egyenlővé tesszük. Az 1 paciensen a 2 áramgenerátorból folyó mérőáram a 8 referencia impedancián is átfolyik. A 8 referencia impedanciához kapcsolódó második 9 erősítőből és a hozzá csatlakozó második lineáris 10 detektorból áll a referencia csatorna. Az 1 paciens vizsgáló elektródáihoz kapcsolódó automatikus erősítésszabályozó áramkörrel ellátott első 3 erősítő és az ezt követő lineáris 4 detektor képezi a mérőcsatomát. A két csatorna kimenete az 5 különbségképző - célszerűen differenciálerősítő - bemenetéihez kapcsolódik. A 7 nemlineáris áramkör kimenete az első 3 erősítő automatikus erősítésszabályozó áramkörének bemenetéhez csatlakozik. A váltakozóáramú 11 feszültségmérő szintén a páciens vizsgáló elektródáihoz csatlakozik, miáltal egy lineáris impedanciamérőhöz jutunk. A berendezés működése a következő: a 8 referencia impedanciáról kapott feszültséget a második 9 erősítő felerősíti, a második lineáris 10 detektor pedig a felerősített jel abszolút értékét képezi. A pácienshez kapcsolódó automatikus erősítésszabályzó áramkörrel ellátott első 3 erősítőből és a lineáris 4 detektorból álló mérőcsatoma működése hasonló. A két csatorna kimeneti jelét az 5 különbségképző összehasonlítja és a különbségi jellel a 7 nemlineáris áramkörön keresztül addig vezérÜ az első 3 erősítő automatikus erősítésszabályzó áramkörét, amíg az 5 különbségképző kimenetén a hibajel gyakorlatilag zérussá válik. A zárt szabályzókor által beállított szimmetria az 5 különbségképző bemenetem egyúttal egy nagy közösmódusú elnyomás beállítását is jelenti. Ez a közösmódusú elnyomás a referencia csatornában és a mérőcsatornában is jelenlevő, és egymással azonos fázisban levő zajok elnyomását eredményezi. Más szavakkal úgy fogalmazható meg az áramkör működése, hogy egy állandó árammal táplált, egymással sorbakapcsolt két impedancia közül az egyik állandó nagyságú a másik változó. A két impedanciáról kapott feszültségeket felerősítjük, majd abszolút értéküket képezzük. Az abszolút értékeket egyenlővé tesszük oly módon, hogy a változó nagyságú impedanciához kapcsolódó erősítő erősítését szabályozzuk. A felépítés ismertetésekor említett 7 nemlineáris áramkörnek igen fontos szerepe van. A berendezéssel alacsonyfrekvenciás, néhány ezrelék nagyságú relatív impedanciaváltozásokat kívánunk regisztrálni, ugyanakkor a nagy változásokat gyorsan kívánjuk kiegyenlíteni. Amennyiben a kis változásokat csak igen lassan, a nagy változásokat pedig a lehető leggyorsabban egyenlítjük ki, akkor az 5 különbségképző áramkör kimenetén jelentkező hibajel megegyezik a regisztrálni kívánt jellel, és azt a 6 regisztrálóra vezetünk. A 7 nemlineáris áramkör tehát mindenkor a kívánt szabályozási sebességet biztosítja. A váltakozóáramú 11 feszültségmérő az AC millivoltmérőknél szokásos megoldású és az alapimpedancia abszolút értékének mérésére szolgál. Természetesen a célszerű gyakorlati kivitel tartalmazhat az 1 páciens elektródái és a berendezés között „földfüggetlen” csatlakozást biztosító transzformátorokat vagy egyéb csatoló négypólusokat. A 3. ábrán bemutatjuk a szabályozási időállandó (rsz) kiegyenlítéstől (U*) való függését, abban az esetben, ha 7 nemlineáris áramkör előnyös kiviteli alakjaként kettő vagy több antiparalellel kapcsolt félvezető diódát alkalmazunk. A találmány szerinti megoldás megvalósította az elöljáróban kitűzött célokat. Nevezetesen:- feleslegessé tette a mérés kezdetekor a berendezés kézi kiegyenlítését.- Feleslegessé tette a mérés közben a páciens alapimpedanciaváltozás következtében az ismert megoldásoknál szükséges utánállítást.- Feleslegessé vált a regisztráló érzékenységének beállítása, mert a kimeneti jel nagysága nem függ a páciens alapimpedanciájának értékétől, illetve az elektródák elhelyezésétől. Az ismert berendezések hátrányainak megszüntetése mellett a találmányi megoldás még a következő előnyöket hozta:- Az eddig ismert valamennyi berendezés esetén a regisztrált jel közvetlenül nem volt kiértékelhető az orvos részéről. Ugyanis a kapott jel 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
