Устройство для отведения биопотенциалов Советский патент 1982 года по МПК A61B5/04 

Изобретение относится к медицине кой технике, а именно к электрофизиологическим диагностическим устройствсцл и может быть использовано э 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 электрических 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 1.

Однако при длительном отведении биопотенциалов в условиях сухихI электродов известное устройство не обеспечивает необходимой помехоустойчивости при регистрации биопотенциалов.

Причем недостаточная помехоустойчивость определяется тем, что не возможно достичь очень высокой

10 идентичности и стабильности коэффициентов передачи буферных усилителей, а также ограниченным конечным значением коэффициенга синфазной режекции дифференциального

15 усилителя.

Целью изобретения является повы шение помехоустойчивости при длительном отведении биопотенциалов.

Поставленная цель достигается

20 тем, что в устройстве для отведения биопотенциалов, содержащем отводящие электроды с размещенными на низе буферными усилителями, соединенными экранированной линией связи с

25 диффергенциальными входами усилителя узла гальванической развязки, нейтральный электрод, соединенный с усилителем источник постоянного напряжения,подключенный к первой вторич30ной обмотке трансформатора, гальванически 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 буферньоми 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 .2 и внутреннего (кольца) 3, отводящие электроды 4 и 5, на каждом из которых размещены буферные усилители 6 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 6 и 7 подключены ко второму изолированному источнику постоянного напряжения в 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 напряхсения который соединен с узлом 11 гальванической развязки сигнальной цепи. Электростатический экран 19 развязывающего усилителя охватывает все элементы изолированной секции развязывающего 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 внутреннеу кольцу 3 нейтрального электрода, а экранирующая оплетка линии 8 связи - к его наружному кольцу 2.

Устройство работает следующим бразом.

Сигналы биоэлектрической активости, отводимые-электродами 4 и 5 тносительно .двухполюсного нейтрали ого электрода 1, через буферные

усилители 6 и 7 поступают на дифференциальные входы усилителя узла Ц гальванической развязки сигнальной цепи, причем питание буферных усилителей осуществляется от изолированного источника постояного напряжения, выполненного в виде дополнительного выпрямителя 12, подключенного к изолированной обмоке 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 гальванически изолированный выход усилителя.

Использование двухполюсного нейтрального электрода коаксиального типа с внешним кольцом, подключамым 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 включение развязывающего усилителя. Поэтому выражение для расчета коэффициента синфазной режекции (Кр,) имеет вид

2-0 /Z n 2-xlnli

-)Г

Крд(:

,o 7К 7

лп -гп

- лп -о Г

г, °

где Z

нмпедансы утечек межгп

in. ду каждым из входов экраном биоизмерительной системы с учетом емкостных со. противлении кабеля. Введение буферных усилителей с гальванически изолированными цепями питания, приводит .к трансформации сопротивлении переходов, т.е. существенно уменьшается z и Z в формуле, в результате чего происходит резкое увеличение коэффициента синфазнойрежекции устройства, причем влияние неидентичности коэффициентов передачи буферных усилителей в этой схеме практически не сказывается-.

Таким образом применение двухполюсного нейтрального электрода с одновременной развязкой цепей питания буферных усилителей приводит к значительному повышению.синфазной помехоустойчивости.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного, так как позволяет существенно {на 40-50 Дб повысить синфазную помехоустойчивость биоизмерительной системы, обеспечивая достоверную регистра