Усилитель биопотенциалов Советский патент 1984 года по МПК A61B5/04 

Изобретение относится к медицинскому приборостроению, а именно к устройствам для усиления биопотенциала, в частности электрокардиосигнала. При регистрации биоэлектрических сигналов широко используются усилители биопотенциалов, получающие питание от внешней электрической сети. При этом, с целью уменьшения помех, производят заземление электропроводящей массы усилителей биопотенциалов. Чтобы исключить возможность поражения пациента электрическим током при соприкосновении с неисправным оборудованием, необходимо изолировать пациента от земли. Это осуществляется путем изолирования от земли входных каскадов усилителей биопотенциалов, имеющих непосредственный контакт с пациентом. Известен усилитель биопотенциалов, содержащий дифференциальный усилитель, изолированный от земляной шины, к входам которого подключены отводящие электроды, а выход соединен через блок гальванической развязки с оконечным усилителем, подключенным к земляной щине, а нулевой электрод, подключенный к общей шине дифференциального усилителя 1. Известный усилитель биопотенциалов не обладает высоким общим коэффициентом подавления синфазной помехи. Этот недостаток обусловлен тем, что при гальванической изоляции пациента от земляной щины на нем относительно земляной шины возникает высокоамплитудная синфазная помеха с частотой сети, содержащая две составляющие: синфазное напряжение дифференциального усилителя и напряжение разделения. Первая составляющая действует между пациентом и общей шиной дифференциального усилителя, а вторая составляющая - между общей шиной дифференциального усилителя и земляной шиной. Каждая из составляющих си 1фазной помехи пациента вызывает искажение сигнала, регистрируемого на выходе усилителя биопотен циалов. Для увеличения общего коэффициента подавления синфазной помехи усилителя биопотенциалов обычно применяется параллельная отрицательная обратная связь по синфазному напряжению дифференциального усилителя. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является усилитель биопотенциалов, входящий в состав электрокардиографа и содержащий дифференциаль - 1 1 I ныи усилитель, гальванически изолированный от земляной шины, к входам которого подключены два отводяших электрода, а выход соединен через блок гальванической развязки с оконечным усилителем, подключенным к земляной шине, усилитель переменного тока и нулевой электрод. В данном усилителе биопотенциалов синфазный сигнал, выделенный в дифференциальном уси лителе, поступает с второго его выхода на вход усилителя переменного тока, а резистор, подключенный между нулевым электродом и общей шиной дифференциального усилителя, обеспечивает путь тока смещения дифференциального усилителя 2. Недостатком указанного усилителя биопотенциалов является низкий коэффициент подавления напряжения разделения, так как такое включение усилителя переменного тока в цепи обратной связи приводит лишь к снижению величины напряжения помехи, возникающего от протекания тока помехи с эквивалентного генератора синфазной помехи через его выходную емкость, биообъект, нулевой электрод и суммарную паразитную емкость развязки на землю, причем эта помеха действует синфазно на входе дифференциального усилителя относительно его общей шины. В то же время величина напряжения разделения, действующего между общей щиной дифференциального усилителя и земляной шиной, остается практически неизменной и через паразитную емкость блока гальванической развязки вызывает протекание тока помехи во входную цепь оконечного усилителя. Для известного усилителя биопотенциалов . (н о Сп Ч- С р где Н -коэффициент усиления в цепи обратной связи (усилителя переменного тока). Но -общий коэффициент подавления С нфазной помехи; Нр -коэффициент подавления напряжения разделения; J-Jj -коэффициент по.аавлеция синфаз ного напряжения дифференциального усилителя; -емкость пациента, модулирующая условия обследования; Ср -суммарная емкость развязки усилителя биопотенциалов; -сопротивление участка пациент- нулевой электрод, -частота. Таким образом, в известном усилителе биопотенциалов коэффициент подавления напряжения разделения Нр ограничивает величи 1у общего коэффициента подавления ., ,,, синфазной помехи Н0, которая может быть достигнута при увеличении коэффициента усиления в цепи обратной связи. Цель изобретения - повыщение помехоустойчивости к синфазной помехе. Поставленная цель достигается тем, что в усилитель биопотенциалов, содержащий дифференциальный усилитель, гальванически изолированный от земляной шины, к

УСИЛИТЕЛЬ БИОПОТЕНЦИАЛОВ, содержащий дифференциальный усилитель, гальванически изолированный от земляной шины, к входам которого подключены два отводящих электрода, а выход соединен через блок гальванической развязки с оконечным,усилителем, подключенным к земляной щине, усилитель переменного тока и нулевой электрод, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости к синфазной помехе, в него введен дополнительный электрод, подключенный к выходу усилителя переменного тока, вход которого соединен с общей шиной дифференциального усилителя, к которой подключен нулевой электрод, а общая шина усилителя переменного тока соединена с земляной шиной. ос ю со