[發明專利]用于檢測生物電信號的方法和設備

有效

• 申請號: 201610867229.4
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107019509B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: U.巴策爾
• 申請（專利權）人: 西門子保健有限責任公司
• 主分類號: A61B5/0428
• 分類號: A61B5/0428;A61B5/0402;A61B5/0432;A61B5/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧江;張濤

本發明說明一種用于運行生物電差分測量裝置的方法。所述方法具有以下步驟：?檢測生物電測量信號（E），其中所述測量信號（E）具有生物電有用信號和干擾信號（S，SI），和?檢測通過借助所述生物電差分測量裝置的共模電流測量引起的干擾信號（S）。同樣說明了一種所屬的差分測量裝置。通過測量并顯示所歸因于的干擾信號（S，SI）或者由所述干擾信號導出的、干擾信號（S，SI）有多強地映射到有用信號上的指標，對于臨床人員而言可以簡化測量數據的分析并且因此明顯降低錯誤診斷的風險。

技術領域

本發明涉及一種用于運行差分測量裝置的方法以及一種所屬的用于檢測生物電信號、例如EKG-信號的生物電差分測量裝置。

背景技術

在生物電信號的、尤其EKG-信號的測量中由于測量裝置的不理想的測量輸入端而出現共模干擾信號。共模干擾信號是通過共模信號引起的干擾，如其例如可以由具有50Hz的電網頻率產生的那樣。

當在差分信號測量中在兩個測量輸入端上出現不相等的條件、如不同的阻抗和電容的時候出現共模干擾信號。用于測量心電圖（EKG）的常用測量裝置的示例在圖1中示出。

圖1示出根據現有技術的用于測量患者P的EKG-信號的電路裝置。該電路裝置包括第一電極1和第二電極2，它們與患者P接觸，使得心臟電流可以通過電極1和2流至差分放大器4。差分放大器4具有第一輸入端5、第二輸入端6和輸出端7。第一輸入端5與第一電極1并且第二輸入端6與第二電極2電連接。

放大器4的輸出信號被傳送給第一信號檢測單元12，所述第一信號檢測單元檢測由放大器4放大的信號。這兩個電極1和2以RC元件符號表示，該RC元件應表示兩個測量路徑15、16的阻抗值。在此，第一測量路徑15從第一電極1與患者P的接觸部經由第一電極1延伸到放大器4的第一輸入端5并且第二測量路徑16從第二電極2與患者P的接觸部經由第二電極2延伸至放大器4的第二輸入端6。

用于通過500千歐姆的阻抗差引起的共模干擾的EKG-信號E的一個示例在圖2中給出。所屬的測量結構相應于圖1中的測量結構。在所示出的圖表中，在單位為秒的時間t上繪出單位為mV的EKG-信號E的幅度A。干擾方的幅度A例如在500千歐姆阻抗差的示例中是約1.3mV。在該示例中，強的EKG-信號E以大于2mV的幅度A存在，但也有這樣的患者P，其具有僅僅0.1mV的幅度A，該幅度將在這些干擾方中完全消失。在較大的阻抗差的情況下，共模干擾信號的幅度A進一步增加并且也可以達到所示示圖的多倍。

原則上在差分測量裝置中共模信號、例如干擾信號沒有被一起放大，使得它們被抑制。然而，測量裝置的輸入端的不同阻抗導致在差分測量裝置的放大器電路的兩個輸入端上存在由相同干擾信號引起的不同的輸入信號，使得現在差分干擾信號與實際測量信號一起被放大。所述共模干擾信號在患者、例如人或動物上的應用中非常強，因為在患者皮膚上的這些電極接觸部在無昂貴的準備的情況下具有非常不同的品質。

在患者上的電極接觸部可以具有在10千歐姆和數兆歐姆之間的阻抗以及同樣具有強烈地發生變化的電容。由此，在兩個測量輸入端上的阻抗和電容之間的差也位于直至數兆歐姆的范圍內。通過500千歐姆的這樣的阻抗差引起的共模干擾的EKG-信號E的一個示例在圖2中示出。在測量裝置的輸入端上的阻抗差有時還更高，使得幾乎不能夠實現測量信號的分析或者可能導致錯誤診斷。

與此相反，電極接觸部的阻抗的總和由于在具有數百兆歐姆至數千兆歐姆的輸入阻抗的電路技術方面的進步而幾乎不重要。該總和對于共模干擾信號完全不重要的。

用于在生物電信號的測量中的共模干擾抑制的方法并非在診斷的所有情況中是可靠的，因為這有時根據規范需要所示測量數據的受保證的傳輸功能，但這通過自適應方法不能夠被保證。但共模干擾信號在診斷環境中是干擾性的并且可能導致錯誤診斷。

在診斷環境中信號干擾的評價到目前為止是醫生的責任，醫生基于由有用信號和干擾信號組成的測量信號必須自身確定，哪些信號分量在診斷方面是有意義的并且哪些信號分量通過干擾引起。