[发明专利]检测电位的装置和方法

说明书

描述一种检测患者(1)的身体的电位的装置，所述装置具有多个用来与测量电极(11)相连的输入端(Y₁，...，Y_n)，可以将测量电极放在患者(1)的身体上，所述装置还具有多个输出端(A₁，...，A_n)，其中每个输入端(Y₁，...，Y_n)均通过放大器(Op₁，...，Op_n)与输出端(A₁，...，A_n)相连，设置加法单元(13)，所述加法单元与输出端(A₁，...，A_n)相连并且可输出放大器(Op₁，...，Op_n)的输出端(A₁，...，A_n)的信号(E₁，...，E_n)的平均值。设置减法单元(19)，所述减法单元排列在加法单元(13)后面并且可将加法单元(13)的输出以放大系数(1/β)放大后从减法单元(19)的输出中减去，将减法单元(19)的输出与放大器(Op₁，...，Op_n)的输入端相连，并且减法单元(19)中的放大系数(1/β)和放大器(Op₁，...，Op_i)的放大(β′)对于减法单元(19)的输出如此适配，使得放大系数(1/β)的倒数对应于放大(β′)，即可解决适当设计测量装置从而从信号中可靠去除共模信号的任务。

技术领域

本发明涉及检测患者身体电位的装置，所述装置具有用来与可以放在患者身体上的测量电极相连的多个输入端，并且具有多个输出端，其中每个输入端均通过放大器与输出端相连，其中设置了与输出端相连并且用来输出放大器输出端信号平均值的加法单元。本发明还涉及检测电位的方法。

背景技术

如果想要例如在患者皮肤上测量电位，并且这些电位中所含的有用信号与心电图(ECG)或者肌电图(EMG)一样仅仅在μV范围内，那么就会产生以下问题。

由于患者身体被电场包围，因此仅仅容性耦合就会在患者皮肤上形成电位。一般来说可以这样描述该效应：患者身体尤其会容性耦合到周围环境中的电源引起的230V/50Hz交变电压场。出于安全原因，不允许使患者本身耦合到环境接地，因为这可能会给患者带来严重危险。

除此之外，还有必须将患者皮肤上的电极与其相连的测量设备与环境接地进行电隔离的问题。这又产生测量设备与其内部地也会容性耦合到周围环境，从而产生设备接地处在某个大小未知的电位并且该电位一般来说有别于患者电位的问题。

现在为了至少实现患者和测量设备的地线处在相同电位或者至少两者之间存在固定的电位差，已知可通过附加电极将设备接地与患者身体相互连接。附图1所示就是这种情况。但是一般来说由于周围的场不均匀，容性耦合到周围环境的结果不一样，使得设备接地和患者可能处在不同的电位，因此有平衡电流流动，该平衡电流将会由于经由电极耦合到患者的阻抗而引起所谓的共模信号，测量设备中的放大器会将其一并放大。如果真正利用测量采集的有用信号非常小，则共模信号就会导致无法分辨真正的有用信号。除此之外，所产生的困难是放大器必须具有很高的动态性能，才能处理有用信号和与其叠加的较高共模信号。此外后置数字电子分析装置还必须为每个测量值提供大量的比特位，以便能够处理大信号。

此外从DE 29 26 165 A1的现有技术可知，应从放大器的输入信号减去放大器输出信号的平均值。但是依然存在问题，尽管不会放大共模信号，但仍然会在放大器输出端上将其与有用信号一起输出。如果有用信号极小，则可能会导致共模信号与放大的有用信号的大小处在相同的数量级，无法轻而易举地将其相互分离。此外还存在必须适配放大器和后置电子分析装置使其也能继续处理较大共模信号的问题。

发明内容

因此本发明的任务就是对检测电位的测量装置进行适当设计，从而可从信号中可靠去除共模信号。