Устройство для отведения биопотенциалов

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (n)952211 (61) Дополнительное к авт.. саид-ву (51)М Кл з (22) Заявлено 041080 (21) 299208б/28-13 с присоединением заявки Nо

A б1 В 5/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК б15. 471 (088.8) Опубликовано 230882, Бюллетень Мо 31

Дата опубликования описания 23.08.82 (72) Автор изобретения

Ю.A. Разумов,т а т

Всесоюзный научно-исследовательский и испыт ательный институт медицинской техники (71 ) За яв итель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВЕДЕНИЯ БИОПОТЕНЦИАЛОВ

Изобретение относится к медицинс кой технике, а именно к электрофизиологическим диагностическим устройствам и может быть использовано в приборах для длительного контроля физиологических параметров больных, когда применение электродной пасты или других средств, снижающих сопротивление перехода электрод— биологический объект, является нежелательным, а также в аппаратуре, работающей в условиях сильных элект. рических помех.

Известно устройство для отведения биопотенциалов, которое содержит отводящие электроды с размещенными на них буферными усилителями, соединенными экранированной линией связи с дифференциальными входами усилителя узла гальванической развязки, нейтральный электрод, соединенный с усилителем источник постоянного напряжения, подключенный к первой вторичной обмотке трансформатора, гальванически изолированной от генератора импульсов, и электростатический экран, установленный над элементами узла гальванической развязки и источника постоянного напряжения 11).

Однако при длительном отведении биопотенциалов в условиях сухих i электродов известное устройство не

5 обеспечив ает необходимой помехоустойчивости при регистрации биопотенциалов °

Причем недостаточная помехоустойчивость определяется тем, что не возможно достичь очень высокой идентичности и стабильности коэффициентов передачи буферных усилителей, а также ограниченньм конечным значением коэффициента синфазной режекции дифференциального усилителя.

Целью изобретения является ïîâûшение помехоустойчивости при длительном отведении биопотенциалов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для отведения биопотенциалов, содержащем отводящие электроды с размещенными на них буферными усилителями, соединенными экранированной линией связи с

25 дифференциальными входами усилителя узла гальванической развязки, нейтральный электрод, соединенный с усилителем источник постоянного напряжения,подключенный к первой вторич30 ной обмотке трансформатора, гальва3

952211 нически изолированной от генератора импульсов, и электростатический экран, установленный над элементами узла гальванической развязки и источника постоянного напряжения, имеется второй источник постоянного напряжения, соединенный со второй вторичной обмоткой трансформатора и с буферными усилителями, а нейтральный электрод выполнен в виде концентрических колец, причем внутренее кольцо через центральную жилу экранированной линии связи соединено со средней точкой дифференциального усилителя и общей шиной первого источника постоянного напряжения, а наружное кольцо соединено через экранирующую оплетку линии связи с электростатическим экраном.

На чертеже изображена структурная схема устройства для отведения биопотенциалов.

Устройство содержит нейтральный электрод 1, выполненный двухполюсным с коаксиальным расположением его полюсов в виде наружного кольца и внутреннего (кольца) 3, отводящие электроды 4 и 5, на каждом из которых размещены буферные усилители б и 7 в виде истоковых повторителей напряжения, выходы которых при помощи экранированной линии 8 связи подключены к сопротивлениям 9

"и 10 нагрузки и дифференциальным входам усилителя узла 11 гальванической развязки сигнальной цепи.

Цепи питания буферных усилителей б и 7 подключены ко второму изолированному источнику постоянного напряжения н виде дополнительного выпрямителя 12, подключенного к отдельной вторичной изолированной обмотке 13 импульсного трансформатора 14, в первичную обмотку 15 которого включен генератор 16 импульсов, а во вторичную обмотку 17 основной выпрямитель 18, источника постоянного напряжения который соединен с узлом 11 гальванической развязки сигнальной цепи. Электростатический экран 19 развязывающего усилителя охватывает нсе элементы изолированной секции разнязывающего усилителя и имеет электрический контакт с экраном линии 8 связи, причем общая шина изолированной секции при помощи дополнительной центральной жилы 20 экранированной линии 8 связи подключена к внутреннему кольцу 3 нейтрального электрода, а экранирующая оплетка линии 8 связи — к его наружному кольцу 2.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы биоэлектрической активности, отводимые электродами 4 и 5 относительно .двухполюсного нейтралн" ного электрода 1, через буферные

5 !

О

ОО

65 усилители 6 и 7 поступают на дифференциальные входы усилителя узла 11 гальванической развязки сигнальной цепи, причем питание буферных усилителей осуществляется от изолированного источника постоянного напряжения, выполненного в виде дополнительного выпрямителя 12, подключенного к изолированной обмотке 13 трансформатора 14 преобразователя постоянного напряжения (содержащего генератор 16 импульсов, трансформатор 14 и основной выпрямитель 18), который служит изолированным источником питания. Узел 11 гальванической развязки осуществляет бескорпусную передачу сигнала на гальнанически изолированный выход усилителя.

Использование двухполюсного нейтрального электрода коаксиального типа с внешним кольцом,,подключаемым к экрану линии связи, а внутренним — к общей шине изолированной секции, существенно видоизменяет выражение для коэффициента синфазной режекции. Экспериментально установлено, что устройство с таким нейтральным электродом с точки зрения обеспечения синфазной помехоустойчивости, эквивалентно устройству с четырехэлектродным включением разнязывающего усилителя. Поэтому выражение для расчета коэффициента синфазной режекции (Kp ) имеет вид и,„=((, " ("" """)1 где Z, Z — импедансы утечек меж М ( р п ду каждым из входов экраном биоизмерительной системы с учетом емкостных сопротивлений кабеля.

Введение буферных усилителей с гальванически изолированными цепями питания. приводит .к трансформации сопротивлении переходов, т.е. существенно уменьшается Z„ Z< в формуле, в результате чего происходит резкое увеличение коэффициента синфазной режекции устройства, причем влияние неидентичности коэффициентов передачи буферных усилителей в этой схеме практически не сказывается-.

Таким образом применение днухполюсного нейтрального электрода с одновременной развязкой цепей пи. тания буферных усилителей привоДит к значительному повышению,синфазной помехоустойчивости.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от изнестного, так как позволяет существенно (на 40-50 Дб) повысить синфазную помехоустойчивость биоизмерительной системы, обеспечивая достоверную регистра952211

Формула изобретения

Составитель A. Соловьев

Редактор Н. Гунько Техред М.Тепер Корректор Г. Решетник

Заказ 6000/5 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного коми тета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 цию биопотенциалов без применения электродной пасты или других средств снижающих сопротивление перехода электрод — биологический объект . Кроме того, в устройстве возможно применение простых и сравнительно низкоточных буферных усилителей, что позволяет осущест вить широкое внедрение в медицинскую измерительную технику активных электродов.

Устрой ст во для от в еде н ия биопотенциалов, содержащее отводящие электроды с размещенными на них буферными усилителями, соединенными экранированной линией связи с дифференциальными входами усилителя узла гальванической развязки, нейтральный электрод, соединенный с усилителем источник постоянного напряжения, подключенный к первой вторичной обмотке трансформатора, гальванически изолированной от генератора импульсов, и электростатический экран„установленный над элемейтами узла гальванической развязки и источника постоянного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при длительном отведе. нии биопотенциалов, в нем имеется второй источник постоянного напряжения, соединенный со второй вторичнои обмоткой трансформатора и буферными усилителями, а нейтральный электрод выполнен в виде концентрических колец, причем внутрен" нее кольцо через центральную жилу экранированной линии связи соединено со средней точкой дифференциального усилителя и общей шиной первого источника постоянного напряжения, а наружное кольцо соединено через экранирующую оплетку

2О линии связи с электростатическим экраном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3915154, кл. 128-2.1, 1976.