[发明专利]用于检测生物电信号的方法和设备

说明书

本发明说明一种用于运行生物电差分测量装置的方法。所述方法具有以下步骤：‑检测生物电测量信号（E），其中所述测量信号（E）具有生物电有用信号和干扰信号（S，SI），和‑检测通过借助所述生物电差分测量装置的共模电流测量引起的干扰信号（S）。同样说明了一种所属的差分测量装置。通过测量并显示所归因于的干扰信号（S，SI）或者由所述干扰信号导出的、干扰信号（S，SI）有多强地映射到有用信号上的指标，对于临床人员而言可以简化测量数据的分析并且因此明显降低错误诊断的风险。

技术领域

本发明涉及一种用于运行差分测量装置的方法以及一种所属的用于检测生物电信号、例如EKG-信号的生物电差分测量装置。

背景技术

在生物电信号的、尤其EKG-信号的测量中由于测量装置的不理想的测量输入端而出现共模干扰信号。共模干扰信号是通过共模信号引起的干扰，如其例如可以由具有50Hz的电网频率产生的那样。

当在差分信号测量中在两个测量输入端上出现不相等的条件、如不同的阻抗和电容的时候出现共模干扰信号。用于测量心电图（EKG）的常用测量装置的示例在图1中示出。

图1示出根据现有技术的用于测量患者P的EKG-信号的电路装置。该电路装置包括第一电极1和第二电极2，它们与患者P接触，使得心脏电流可以通过电极1和2流至差分放大器4。差分放大器4具有第一输入端5、第二输入端6和输出端7。第一输入端5与第一电极1并且第二输入端6与第二电极2电连接。

放大器4的输出信号被传送给第一信号检测单元12，所述第一信号检测单元检测由放大器4放大的信号。这两个电极1和2以RC元件符号表示，该RC元件应表示两个测量路径15、16的阻抗值。在此，第一测量路径15从第一电极1与患者P的接触部经由第一电极1延伸到放大器4的第一输入端5并且第二测量路径16从第二电极2与患者P的接触部经由第二电极2延伸至放大器4的第二输入端6。

用于通过500千欧姆的阻抗差引起的共模干扰的EKG-信号E的一个示例在图2中给出。所属的测量结构相应于图1中的测量结构。在所示出的图表中，在单位为秒的时间t上绘出单位为mV的EKG-信号E的幅度A。干扰方的幅度A例如在500千欧姆阻抗差的示例中是约1.3mV。在该示例中，强的EKG-信号E以大于2mV的幅度A存在，但也有这样的患者P，其具有仅仅0.1mV的幅度A，该幅度将在这些干扰方中完全消失。在较大的阻抗差的情况下，共模干扰信号的幅度A进一步增加并且也可以达到所示示图的多倍。

原则上在差分测量装置中共模信号、例如干扰信号没有被一起放大，使得它们被抑制。然而，测量装置的输入端的不同阻抗导致在差分测量装置的放大器电路的两个输入端上存在由相同干扰信号引起的不同的输入信号，使得现在差分干扰信号与实际测量信号一起被放大。所述共模干扰信号在患者、例如人或动物上的应用中非常强，因为在患者皮肤上的这些电极接触部在无昂贵的准备的情况下具有非常不同的品质。

在患者上的电极接触部可以具有在10千欧姆和数兆欧姆之间的阻抗以及同样具有强烈地发生变化的电容。由此，在两个测量输入端上的阻抗和电容之间的差也位于直至数兆欧姆的范围内。通过500千欧姆的这样的阻抗差引起的共模干扰的EKG-信号E的一个示例在图2中示出。在测量装置的输入端上的阻抗差有时还更高，使得几乎不能够实现测量信号的分析或者可能导致错误诊断。

与此相反，电极接触部的阻抗的总和由于在具有数百兆欧姆至数千兆欧姆的输入阻抗的电路技术方面的进步而几乎不重要。该总和对于共模干扰信号完全不重要的。

用于在生物电信号的测量中的共模干扰抑制的方法并非在诊断的所有情况中是可靠的，因为这有时根据规范需要所示测量数据的受保证的传输功能，但这通过自适应方法不能够被保证。但共模干扰信号在诊断环境中是干扰性的并且可能导致错误诊断。

在诊断环境中信号干扰的评价到目前为止是医生的责任，医生基于由有用信号和干扰信号组成的测量信号必须自身确定，哪些信号分量在诊断方面是有意义的并且哪些信号分量通过干扰引起。