[發明專利]帶反饋有源電極

在審

• 申請號: 202010189186.5
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111820891A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 劉紅星;劉樂;屈永東
• 申請（專利權）人: 蘇州格里德醫學傳感技術有限公司
• 主分類號: A61B5/0408
• 分類號: A61B5/0408;A61B5/0478;A61B5/0492;A61B5/0496
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于生理電信號檢測的反饋有源電極，它包括電極電源(圖1，V₊和V_-),主運算放大器(圖1，A1),“虛擬地”電路(圖1，R和R),“虛擬地”反饋電路(圖1，輔助運算放大器A2和限流電阻r),主運算放大器偏置網絡(圖1，R1、R2和R3),屏蔽電路(圖1，限流電阻R7和屏蔽層Shield)，其特征在于，電極從皮膚(圖1，Skin)直接或透過布料間接(圖1，Cloth,A點)獲得電極輸入電位V_in，V_in與主運算放大器(圖1，A1)同相端相連；主運算放大器(圖1，A1)輸出(圖1，V_out)通過限流電阻(圖1，R7)和電極屏蔽層(圖1，Shield)相連；主運算放大器(圖1，A1)輸出(圖1，V_out)與主運算放大器(圖1，A1)反相端相連；電極電源正負兩端(圖1，V₊和V_-)的旁路，串接兩等值電阻(圖1，R和R)，構成“虛擬地”電路，其兩電阻R中間連接點G的電位為(V₊+V_-)/2,稱為電源兩端中點電位點，即“虛擬地”；“虛擬地”(圖1，G)電位輸入基于運算放大器(圖1，A2)的電壓跟隨器的同相端,其輸出通過限流電阻(圖1，r)反饋至體表另一點(直接接觸或隔著布料，圖1，F)，構成“虛擬地”反饋電路；主運算放大器(圖1，A1)的輸入V_in依次串聯兩電阻(圖1，R1和R3)，然后連至輔助運算放大器(圖1，A2)的輸出端，主運算放大器(圖1，A1)的反相端通過電阻(圖1，R2)連至兩串聯電阻R1和R3的連接點，形成主運算放大器的偏置網絡。

2.根據權利要求1描述的一種用于生理電信號檢測的反饋有源電極，其特征在于，主運算放大器偏置網絡(圖1，R1、R2和R3)中的R1、R2和R3的取值通過求解如下優化問題確定，其中，V_I為主運算放大器(圖1，A1)輸入端的電壓噪聲，I_N1為主運算放大器(圖1，A1)同相端的偏置電流，E_nf和E_nB為主運算放大器(圖1，A1)輸入端1/f噪聲密度和寬帶白噪聲密度的電氣特性參數(單位V/√Hz)，T為電阻絕對溫度(單位K),k為波爾茲曼常數1.38×10^-23J/K，C_eq為體表端(圖1，A處)的等效輸入電容，Rset為設定的輸入電阻的最小值：

以上優化問題中的目標函數V²＝V₁²+V₂²+V₃²+V₄²+V₅²+V₆²是電壓噪聲、電流噪聲、各電阻的熱噪聲產生的總輸出噪聲的度量，單位是V²/Hz，每個頻率點對應一個噪聲函數值。