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用于电压测量系统的测量接触优化技术方案

技术编号:39936980 阅读:9 留言:0更新日期:2024-01-08 22:15
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))的测量系统(1),包括:传感器电极(3,3a,3b,3c),和用于传感器电极的至少部分地通过患者的重力可压缩的机械悬挂件(10),其包括框架结构(4)和可压缩的支撑结构(5),其中机械悬挂件可紧固在测量系统的底座(U)上,以便将传感器电极抵靠底座支撑,支撑结构设置在传感器电极下方,框架结构至少部分地包围支撑结构,和支撑结构在未加载的状态下伸出框架结构,其中可压缩的支撑结构导电地构成,且朝向传感器电极的方向和朝向底座的方向分别由第一上部导电层和第一下部导电层(5a,5b)覆盖,其中第一导电层构成用于截取降在可压缩的支撑结构上的电压(U1)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于测量患者的生物电信号的测量系统、一种对应的信号测量电路、一种对应的差分电压测量系统以及一种对应的方法,所述测量系统构成为检测相对于测量系统的患者定位。


技术介绍

1、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(ekg)、脑电图(eeg)或肌电图(emg)。

2、借助所提及的电压测量系统测量心脏活动尤其对于心脏的成像是必需的,以便使成像的过程匹配于心脏在心跳期间的强烈表现的运动。为此通常使用必须紧固在患者的身体上的传感器。心跳测量的一种可能性是电容式ekg,其中ekg信号以纯电容的方式截取,而无需患者与传感器直接接触,尤其穿过患者的衣物直接接触。为了实现心跳信号的良好的信号质量,信号幅值优选地必须是大的。这能够通过在患者与传感器之间的大的电容来实现。电容能够经由在传感器与患者之间的耦合面的大小影响。耦合面越大,所实现的电容也就越大。

3、对于患者来说特别舒适的是,无需佩戴或紧固各个传感器就能够进行电容式ekg测量。对此已知的是,传感机构集成到例如成像设施的检查床的表面中或集成到支承垫中或集成到(座椅)靠背中,使得只要患者定位在检查床或座椅上,就能够进行电压测量。这种设备例如在德国专利文献de 10 2015 218 298 b3中描述。

4、对于顺利的检查进程重要的是,快速地识别患者在检测生物电信号的意义上是否正确定位,或者是否平躺在例如支承垫上,以便能够立即给出反馈,并且在必要时改变患者的姿态。

5、在德国专利申请de 10 2016 112 391 a1中提出,除了传感器电极之外施加注入信号,以便能够估计借助于传感器电极检测到的测量信号的信号质量。根据估计的信号质量,能够得出关于当前患者位置的品质的结论,并且在必要时能够重新定位患者。为了能够施加注入信号,需要至少一个单独的注入电极,这伴随着增加的材料耗费并且可能限制患者舒适度。此外,注入电极本身的耦合是未知的,使得应在患者保护方面对注入信号的馈入进行关键评估。此外,注入信号可能干扰在检查时存在的其他医学设备,这同样可能意味着对患者的健康风险。

6、此外,德国专利申请de 10 2021 202 347 a1描述了一种用于检测生物电信号的测量系统,所述测量系统构成为与当前患者位置或其相对于测量系统的姿态无关地设定恒定的压紧力。


技术实现思路

1、基于此,本专利技术的目的是,提供一种替选的手段,所述手段可靠地且快速地检测当前患者位置或姿态的品质,从而检测借助当前患者位置应预期的测量质量。目的尤其是,基于检测到的品质或位置质量提供用于患者的重新定位或新定位的手段。

2、所述目的通过一种用于测量患者的生物电测量信号的测量系统、一种用于测量患者的生物电测量信号的差分电压测量系统的信号测量电路、一种差分电压测量系统以及一种对应的方法来实现。优选的和/或替选的、有利的设计方案是以下描述的主题,其中不同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。

3、在下文中描述所述目的关于要求保护的设备的根据本专利技术的解决方案。在此,也能够结合设备中的一个设备来描述或要求保护例如能够针对方法的特征、优点或替选的实施方式。对应的功能性特征在此通过设备的对应的实体模块或单元构成。

4、在第一方面中,本专利技术涉及一种用于测量患者的生物电信号的测量系统。

5、患者典型地为人类。患者原则上也能够是动物。

6、测量系统原则上如在德国专利申请de 10 2021 202 347 a1中描述的测量系统那样地构造。因此,上述专利申请的公开应该完全包括在本申请中。

7、测量系统包括传感器电极。测量系统也包括用于传感器电极的至少部分地可压缩的机械悬挂件,所述机械悬挂件包括框架结构和支撑结构。压缩典型地通过由患者身体施加或引入的力分量引起。机械悬挂件尤其可以通过患者的重力压缩。意即,患者尤其可以定位在测量系统、更具体地传感器电极的上方或上面。机械悬挂件在此可以紧固在测量系统的底座上,并且构成为,使得所述机械悬挂件将传感器电极抵靠底座支撑。支撑结构设置在传感器电极下方并且框架结构至少部分地包围支撑结构。在实施方案中,至少机械悬挂件的支撑结构可压缩地、尤其通过患者的重力可压缩地构成。相反,在实施方案中,框架结构是不可压缩的或比支撑结构明显更硬。支撑结构与框架结构相比在未加载的状态下更高地构成。换言之,支撑结构在未加载的状态下伸出框架结构。

8、此外,机械悬挂件的可压缩的支撑结构导电地构成,这意味着,所述支撑结构包括导电材料或由导电材料构成。尤其地,支撑结构连续地、即跨越其整个体积导电地构成。支撑结构在朝向传感器电极的方向和朝向底座的方向分别由第一上部导电层和第一下部导电层覆盖。所述第一上部导电层和第一下部导电层用于截取降在可压缩的支撑结构上的电压。换言之,预先定义的电流可以经由两个第一导电层施加到支撑结构上。在替选的实施方案中,支撑结构是多层的,并且以包括第一上部导电层和第一下部导电层以及在其间的可压缩的导电材料的形式构成。根据本专利技术,第一导电层用作为贴靠在支撑结构上的测量电极。所述第一导电层是根据本专利技术的电压测量设备的组成部分,其在施加定义的电流的情况下检测在支撑结构上降落的电压。

9、在本专利技术的优选的实施方案中,传感器电极构成为差分电压测量系统的信号测量电路的一部分。

10、对应地,在另一方面中,本专利技术涉及一种用于测量患者的生物电信号的差分电压测量系统的信号测量电路。该信号测量电路包括:

11、-根据本专利技术的测量系统,

12、-测量放大器电路,以及

13、-在测量放大器电路与传感器电极之间的传感器线路。

14、在本专利技术的实施方案中,传感器电极构成为面电极,优选地构成为正方形的或矩形的或圆形的面电极,并且具有膜状构造。

15、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的生物电测量信号传递到测量放大器电路上。

16、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。意即,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。

17、传感器电极的根据本专利技术的机械悬挂件至少部分地可压缩地构成,即,在机械负载的情况下、尤其在通过倚靠测量系统或定位在测量系统上的患者引起的机械负载的情况下,机械悬挂件有利地至少在可压缩地构成的区域或部分中改变其形状、尤其其高度。机械悬挂件将测量系统的底座、例如测量系统的下部外面与传感器电极连接。因此,机械悬挂件在无压力/负载的情况下以距底座预先定义的间距承载从而支撑传感器电极。为了稳定测量系统,悬挂件可以紧固、例如焊接或粘接在底座上。

18、为了使传感器电极处的通过患者运动引起的压力改变和由此引起的电容改变和摩擦效应最小化,机械悬挂件包括框架结构和支撑结构。支撑结构设置在传感器电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于测量患者(P)的生物电信号(S(k))的测量系统(1),所述测量系统(1)包括:

2.根据权利要求1所述的测量系统,

3.根据权利要求1或2所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

5.根据上述权利要求中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,所述测量系统还包括计算单元,所述计算单元构成为在患者负载下基于借助于第一导电层施加到所述支撑结构上的电流(I1)以及在所述支撑结构上降落的电压(U1)来求取第一当前压缩力(KK1)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

8.根据权利要求2至4中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

9.根据上述权利要求中任一项所述的测量系统,

10.根据权利要求6和9所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

11.根据权利要求9或10所述的测量系统,

12.一种用于差分电压测量系统(100)的信号测量电路(40),所述差分电压测量系统(100)用于测量患者(P)的生物电信号(S(k)),所述信号测量电路(40)包括:

13.一种用于测量患者(P)的生物电信号(S(k))的差分电压测量系统(100),所述差分电压测量系统(100)具有分别对应于有效信号路径(6a,6b)的至少两个信号测量电路(40),其中所述信号测量电路中的至少一个信号测量电路包括根据权利要求1至11中任一项所述的测量系统(1)。

14.根据权利要求13所述的用于测量患者的生物电信号的差分电压测量系统,所述差分电压测量系统包括控制设备,所述控制设备构成为经由至少一个接口单元由所述计算单元检测至少一个第一当前压缩力和/或至少一个第二当前压缩力(KK1,KK2),并且将所述至少一个第一当前压缩力和/或至少一个第二当前压缩力(KK1,KK2)分别与至少一个预先定义的第一力阈值和/或第二力阈值(S1,S2)进行比较,并且基于所述比较,产生针对操作人员的包括用于重新定位所述患者的要求的输出信号和/或用于对所述信号测量电路进行参数化的控制信号。

15.一种用于借助于根据权利要求13或14所述的差分电压测量系统(100)测量患者(P)的生物电信号(S(k))的方法,所述差分电压测量系统(100)包括至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的测量系统(1),所述方法包括以下步骤,

16.一种根据权利要求15连同权利要求9至11中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的方法,所述方法还包括

17.根据权利要求15或16所述的方法,所述方法在所述生物电信号的测量期间重复地执行。

...

【技术特征摘要】

1.一种用于测量患者(p)的生物电信号(s(k))的测量系统(1),所述测量系统(1)包括:

2.根据权利要求1所述的测量系统,

3.根据权利要求1或2所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

5.根据上述权利要求中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,所述测量系统还包括计算单元,所述计算单元构成为在患者负载下基于借助于第一导电层施加到所述支撑结构上的电流(i1)以及在所述支撑结构上降落的电压(u1)来求取第一当前压缩力(kk1)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

8.根据权利要求2至4中任一项所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

9.根据上述权利要求中任一项所述的测量系统,

10.根据权利要求6和9所述的用于测量患者的生物电信号的测量系统,

11.根据权利要求9或10所述的测量系统,

12.一种用于差分电压测量系统(100)的信号测量电路(40),所述差分电压测量系统(100)用于测量患者(p)的生物电信号(s(k)),所述信号测量电路(40)包括:

13.一种用于测量患者(p)的...

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

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