集成差分电压测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于测量患者(P)的生物电信号(S(k))的集成差分电压测量系统(1)，所述差分电压测量系统(1)具有：至少两个信号测量电路(30)，所述信号测量电路(30)分别包括传感器电极(3，4)；参考测量电路，所述参考测量电路包括参考电极(5)；以及共同的导电电极覆盖件(3a)，其中导电电极覆盖件覆盖通过传感器电极和参考电极的底面形成的至少一个区域。和参考电极的底面形成的至少一个区域。和参考电极的底面形成的至少一个区域。

【技术实现步骤摘要】
集成差分电压测量系统


[0001]本专利技术涉及一种用于测量患者的生物电信号的集成差分电压测量系统，所述集成差分电压测量系统包括尤其导电的电极覆盖件。

技术介绍

[0002]用于测量生物电信号的电压测量系统、尤其差分电压测量系统例如在医学中用于测量心电图(ECG)、脑电图(EEG)或肌电图(EMG)。
[0003]尤其对于心脏的成像需要利用所提及的电压测量系统测量心脏活动，以便使成像的过程匹配于心脏在心跳期间的十分鲜明的运动。为此使用必须紧固在患者的身体上的传统的传感器。心跳测量的可行性是电容式ECG，其中纯电容式截取ECG信号，而患者与传感器不直接接触、尤其不穿过患者的衣物直接接触。为了达到心跳信号的良好的信号质量，测量信号幅度优选地必须是大的。这能够通过患者与传感器之间的大的电容来实现。经由传感器与患者之间的耦合面的大小影响电容。耦合面越大，则所实现的电容也越大。
[0004]为了抑制测量信号干扰，已知的是，设置例如呈电压测量系统的接地或参考电极、中性驱动电极(NDE)的形式的保护措施。所述保护措施通常至少部分地作为与检测测量信号的传感器电极分离的传感器元件设置。这增加了电容式ECG测量的准备耗费，因为不同的传感器元件在患者处必须设置或保持在期望的位置中。
[0005]此外，已知层状地集成到导电的纺织品中的电容式ECG装置，其中例如通过利用导电颗粒的蒸镀工艺实现导电性。在此情况下，参考电极通常实施为单独的传感器元件。此外，在传感器元件中使用纺织品使清洁过程变得困难。此外，纺织品不是X射线透明的，并且因此不适合用于触发任意医学图像数据检测。

技术实现思路

[0006]与此相对，本专利技术的目的是提供一种机构，所述机构在简单的操作的情况下提供可靠的干扰抑制，并且在水密性和可清洁性方面符合临床环境的卫生要求。
[0007]所述目的通过根据本专利技术的差分电压测量系统来解决。本专利技术的另外的特别有利的设计方案和改进方案从下文中的描述中得出，其中不同的实施例或变型方案的各个特征也能够组合成新的实施例或变型方案。
[0008]本专利技术涉及一种用于测量患者的生物电信号的集成差分电压测量系统。根据本专利技术的差分电压测量系统检测生物电信号，例如人类患者或动物患者的生物电信号。为此，所述集成差分电压测量系统具有多个测量线路或有效信号路径。所述测量线路或有效信号路径例如作为单个线缆将安装在患者处以检测信号的电极与电压测量系统的其他部件、即尤其电子装置连接，所述电子装置用于评估或显示检测到的生物电信号、尤其心跳信号。
[0009]差分电压测量系统尤其可以构成为心电图(ECG)、脑电图(EEG)或肌电图(EMG)。
[0010]差分电压测量系统具有至少两个信号测量电路，所述信号测量电路分别对应于有效信号路径并且分别包括传感器电极。电压测量系统可以包括恰好两个、但也多于两个的
信号测量电路。
[0011]除了传感器电极外，信号测量电路还分别具有测量放大器电路和测量放大器电路与传感器电极之间的传感器线路。在本专利技术的实施方案中，传感器线路用于将借助于传感器电极检测到的生物电测量信号传输给相应的测量放大器电路。测量放大器电路优选地包括运算放大器，所述运算放大器能够构成为所谓的跟随器。即运算放大器的负输入端、也称为反相输入端与运算放大器的输出端耦合，由此在正输入端处产生高的虚拟输入阻抗。
[0012]电压测量系统还包括参考测量电路，所述参考测量电路包括参考电极。参考电极和所属的参考测量电路用于实现患者与ECG测量设备之间的电势平衡。在本专利技术的实施方案中，参考测量电路同样包括信号线路和运算放大器。
[0013]传感器电极以及参考电极分别构成为面电极并且具有膜状构造。换言之，所述传感器电极以及参考电极在一个空间维度上的尺寸明显比在其余两个空间维度上的尺寸小。电极能够任意成形。传感器电极尤其可以具有圆形、四边形或例如椭圆形的底面。传感器电极以及参考电极可以由以下材料构造或者包括所述材料中的至少一种材料：金属板或金属薄膜，蒸镀的或通过其他方法导电的纺织品，或其他导电材料如碳或具有碳混合物的材料。
[0014]传感器电极以及参考电极尤其层状地构造。两种电极形式具有至少一个导电层。导电层分别优选地具有最大100kOhm的面电阻。所述导电层朝向电极覆盖件或患者定向。
[0015]此外，在实施方案中，传感器电极中的每个传感器电极包括另外的层，例如用于无源屏蔽强电磁干扰辐射或用于以提供高输入阻抗的方式的有源屏蔽。参考电极也可以包括另外的屏蔽层。所有另外的层都设置在导电层的背向患者的一侧上。
[0016]根据本专利技术，传感器电极和参考电极在同一平面中面状地彼此相邻设置或设置在彼此中。所述传感器电极和参考电极相对彼此具有限定的间距。参考电极在此构成为，使得所述参考电极至少部分地包围传感器电极。
[0017]传感器电极具有如下直径或边长：在圆形或正方形的实施方案中，所述直径或边长处于3cm至6cm、优选4cm至5cm的范围中。在本专利技术的优选实施方案中，传感器电极具有相同的基本形状，但也可以具有不同的形状。
[0018]参考电极具有在15cm至30cm之间、优选在18cm至25cm之间的范围中的直径或最大边长。
[0019]信号测量电路的传感器线路用于将借助于传感器电极检测到的测量信号传输给测量放大器电路。测量放大器电路优选地包括运算放大器，所述运算放大器能够构成为所谓的跟随器。即运算放大器的负输入端、也称为反相输入端与运算放大器的输出端耦合，由此在正输入端处产生高的虚拟输入阻抗。
[0020]根据本专利技术，传感器线路和信号线路以及信号测量电路以及参考测量电路的其他部件设置在电极平面外、优选在电极平面的背向患者的一侧上。
[0021]根据本专利技术的电压测量系统的特征还在于共同的导电电极覆盖件，其中导电电极覆盖件覆盖通过传感器电极和参考电极的底面形成的至少一个区域。导电电极覆盖件一件式构成。
[0022]换言之，共同的电极覆盖件至少不仅覆盖两个传感器电极，而且覆盖参考电极。在实施方案中，电极覆盖件伸出通过传感器电极和参考电极的底面形成的面，即本身更大。在本专利技术的优选实施方案中，电极覆盖件具有在15cm至30cm、优选在20cm至35cm之间的范围
中的直径或最大边长。
[0023]根据本专利技术，传感器电极、参考电极以及导电电极覆盖件或根据本专利技术的电压测量系统构成为整体的传感器元件，所述传感器元件定位在患者处或上以用于ECG测量，并且不仅用于ECG信号检测而且用于电势平衡。
[0024]以所述方式可以减少用于ECG测量的准备耗费，因为还仅必须将一个或少量的传感器元件定位在患者处。
[0025]本专利技术基于如下认知：尤其具有棉成分的纺织品在干燥状态下具有在100MOhm和1000MOhm之间的体积电阻。实践表明，通过借助于喷雾或患者的汗水润湿，在ECG测量期间，棉和许多其他纺织品的体积电阻典型地下降到低于10MOhm、部分地甚至下降到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量患者(P)的生物电信号(S(k))的集成差分电压测量系统(1)，所述差分电压测量系统(1)具有：
‑
至少两个信号测量电路(30)，所述信号测量电路(30)分别包括：
‑
传感器电极(3，4)；
‑
参考测量电路，所述参考测量电路包括参考电极(5)；以及
‑
共同的导电电极覆盖件(3a)，其中所述导电电极覆盖件覆盖通过所述传感器电极和所述参考电极的底面形成的至少一个区域。2.根据权利要求1所述的差分电压测量系统，其中所述传感器电极以及所述参考电极具有层状构造，所述层状构造分别至少包括上导电层。3.根据权利要求1或2中任一项所述的差分电压测量系统，其中所述导电电极覆盖件具有小于100μm的层厚度。4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的差分电压测量系统，其中所述导电电极覆盖件由塑料形成。5.根据权利要求4所述的差分电压测量系统，其中所述导电电极覆盖件富含碳颗粒。6.根据上述权利要求中任一项所述的差分电压测量系统，其中所述导电电极覆盖件具有大于500MOhm的表面电阻。7.根据上述权利要求中任一项所述的差分电压测量系统，其中所述导电电极覆盖件具有小于100MO...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔里克，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：