CN105852844A

CN105852844A - 在生物电信号的测量中抑制共模信号成分

Info

Publication number: CN105852844A
Application number: CN201610085578.0A
Authority: CN
Inventors: U.巴策尔; P.格赖夫; H.卡尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2036-02-15
Also published as: DE102015202447A1; US20160228024A1; CN105852844B; US9872629B2

Abstract

本发明涉及在生物电信号的测量中抑制共模信号成分。描述一种差分电压测量系统（500）。所述差分电压测量系统（500）具有用于测量生物电信号的信号测量电路（502）和干扰信号测量电路（503），所述干扰信号测量电路与所述差分电压测量系统（500）的电位（V）耦合并且与固定的参考电位（E）电连接。在此，干扰信号测量电路（503）被设置用于测量从所述差分电压测量系统（500）的电位（V）流向固定的参考电位（E）的电流（I_E）。也描述一种具有附加路径（RLD）的差分电压测量系统（600）。此外描述一种利用平均电位测量方法的差分电压测量系统（700）。

Description

在生物电信号的测量中抑制共模信号成分

技术领域

本发明涉及用于差分地测量生物电信号的电压的方法和差分电压测量系统。

背景技术

在生物电信号、例如EKG信号的测量中由于EKG测量装置的不理想的测量输入端而出现共模干扰信号（由共模信号引起的干扰）。这些共模干扰信号例如由具有50Hz的电网频率得出。如果在差分EKG信号测量中在两个测量输入端处出现不相等的条件、如不同的阻抗和电容，则出现共模干扰信号。用于测量心电图的常规测量装置的示例在图1中被示出。

实际上，在差分测量的情况下共模信号、例如干扰信号不被共同放大，使得所述共模信号被抑制。然而，EKG测量装置的输入端的不同阻抗导致由相同的干扰信号引起的不同输入信号施加在EKG测量装置的放大器电路的两个输入端处，使得干扰信号与实际的测量信号被一起放大。这些共模干扰信号在应用中在患者、例如人或动物处是非常强的，因为患者的皮肤处的电极接触部在没有复杂的准备的情况下具有强烈不同的品质。患者处的电极接触部可以具有10千欧和几兆欧之间的阻抗以及同样强烈变化的电容。由此，两个测量输入端处的阻抗和电容之间的差别也位于直至几兆欧的范围中。针对由500千欧的阻抗差引起的共模干扰的EKG信号的示例在图2中被示出。EKG测量装置的输入端处的阻抗差有时候是更高的，使得EKG信号的分析显得几乎不再可能。

在具有号码10 2014 219 943.3的专利申请中描述了一种可能的电路，利用所述电路可以确定以及抑制所描述的共模干扰信号。在所提到的专利申请中所描述的测量电路（参见图3）具有第一测量路径和第二测量路径。所述测量电路在两个测量路径之一、例如第二测量路径中具有分流电阻。在分流电阻处出现电压降，所述电压降与在第二测量路径中流动的共模电流成比例。附加地，所述装置包括自适应滤波器，所述自适应滤波器根据所检测的电压降被调整并且对所检测的测量信号进行滤波，使得所检测的测量信号的共模成分被抑制。

不过，分流电阻通过热噪声影响通过放大器电路所检测的测量信号。

所提到的具有号码DE 10 2014 219 943.3的专利申请中的替代的装置包括与第二测量路径分离或者从第二测量路径分岔的附加测量路径中的分流电阻（参见图4）。因为在该变型方案中分流电阻不直接位于第二测量路径中，该分流电阻也不通过热噪声影响通过第一放大器电路所检测的测量信号。

然而，在所描述的装置中的问题在于：其中所使用的自适应滤波也导致有用信号的衰减，这降低信/噪比的总增益。此外，在图4中所示出的电路装置的情况下也还总是存在用于测量共模信号的分流电阻和第二测量路径之间的直接电连接，即使在该情况下分流电阻不被直接或者串行地集成到第二测量路径中。因此，分流电阻还总是位于模拟输入接线的影响范围中，使得用于测量共模电流的测量装置和用于测量有用信号的测量电路之间的一定的遗留的干扰相互作用遗留。

发明内容

因此本发明的任务是开发具有改善的信/噪比的差分电压测量系统，在所述差分电压测量系统中由共模信号引起的干扰被有效地抑制。

该任务通过根据专利权利要求1的差分电压测量系统、通过根据专利权利要求7的具有带有用于右腿的驱动电路的附加路径的差分电压测量系统以及通过根据专利权利要求11的利用平均电位测量方法的差分电压测量系统来解决。

根据本发明的差分电压测量系统具有用于测量生物电信号的信号测量电路，所述信号测量电路例如被集成到EKG组件中。此外，所述差分电压测量系统具有干扰信号测量电路，所述干扰信号测量电路与差分电压测量系统或者EKG组件的电位耦合并且附加地与固定的参考电位电连接。在此，干扰信号测量电路被设置用于测量从差分电压测量系统的电位流向固定的参考电位的电流。

在信号测量电路和干扰信号测量电路之间不存在直接耦合。两个电路仅通过信号测量电路或者EKG组件的电位连接。

差分电压测量系统的电位和固定的参考电位之间的电流的测量例如可以通过如下方式被实现：阻抗被接通在差分电压测量系统的电位和固定的参考电位之间，差分放大器电路作为电压测量单元与所述阻抗并联。

例如包括电容的阻抗用于将流向固定的参考电位的电流转换成能够测量的电压。共模电流从电极流到EKG组件中。电流在那里才到达信号测量电路中并且由于寄生效应进一步流动到EKG组件的电位上。电流从EKG组件的电位出来进一步朝固定的参考电位、例如接地的方向流动。通过这里提供显式路径，在所述显式路径上电流从EKG组件的电位朝接地的方向流动，可以在该路径上测量电流流动。从EKG组件到接地的剩余电流流动也又仅仅通过寄生效应进行。信号测量电路或者EKG组件和干扰信号测量电路之间的电流因此仅仅通过EKG电路的共同的电位流动。

通过将信号测量电路和干扰信号测量电路仅仅通过EKG电路的共同的电位耦合，实现对两个子系统的最优的分离，其中特别是干扰信号测量电路对信号测量电路的影响是最小的。

根据本发明，因此实现将患者的测量信号或者生物电信号的测量与共模干扰信号的测量的进一步分离，使得共模的干扰信号的测量不再损害生物电信号的测量。

根据本发明的具有带有用于右腿的驱动电路的附加路径的差分电压测量系统具有第一测量路径，所述第一测量路径包括第一电极，所述第一电极在输入端处与患者连接并且在输出端处提供第一测量接触部。此外，根据本发明的具有带有用于右腿的驱动电路的附加路径的差分电压测量系统具有第二测量路径，所述第二测量路径包括第二电极，所述第二电极在输入端处与所述患者连接并且在输出端处提供第二测量接触部。根据本发明的差分电压测量系统的一部分也是放大器电路，所述放大器电路具有第一输入端，所述第一输入端与第一测量路径电连接，以及具有第二输入端，所述第二输入端与第二测量路径电连接，以及具有输出端。根据本发明的差分电压测量系统具有在放大器电路的输出端处的第一信号检测单元以及带有与患者的接触部的附加路径。附加路径包括用于右腿的驱动电路；具有已知的电阻值的分流电阻，所述分流电阻被接通在附加接触部和驱动电路之间；以及电压测量装置，所述电压测量装置与分流电阻并联，利用所述电压测量装置能够测量在分流电阻处下降的电压以及因此在附加接触部和驱动电路之间流动的电流。

如下低欧姆电阻应当被理解为分流电阻，所述低欧姆电阻被用于测量流过该低欧姆电阻的电流。

也被称为Right-Leg-Drive（右腿驱动）的用于右腿的驱动电路应被理解为如下驱动电路，所述驱动电路通过附加路径与患者连接。通过也被称为RLD路径的附加路径，患者被设定为参考电位。驱动电路用于产生信号，所述信号可以被调节为各个测量路径的各个或者全部信号的平均共模电压或者被设定为固定的电压值。通过也被称为RLD路径的附加路径的测量具有以下优点：在那里电流比流过第一测量路径和第二测量路径的电流强1至3个数量级。

根据本发明的利用平均电位测量方法的差分电压测量系统具有第一测量路径，所述第一测量路径包括第一电极，所述第一电极在输入端处与患者连接并且在输出端处提供第一测量接触部。所述差分电压测量系统具有第二测量路径，所述第二测量路径包括第二电极，所述第二电极在输入端处与患者连接并且在输出端处提供第二测量接触部。此外，根据本发明的差分电压测量系统具有放大器电路，所述放大器电路具有第一输入端，所述第一输入端与第一测量路径电连接，以及具有第二输入端，所述第二输入端与第二测量路径电连接，以及具有输出端。附加地，根据本发明的差分电压测量系统包括在放大器电路的输出端处的第一信号检测单元以及电位测量单元，所述电位测量单元被设置用于由位于第一电极和放大器电路的第一输入端之间的第一测量路径处的电位以及位于第二电极和放大器电路的输入端之间的第二测量电路处的电位确定平均值。该平均具有如下优点：由此通过第一和第二测量路径的电极的接触部的不同品质引起的差分成分在共同的接触点处被消除，电位测量单元在所述接触点处进行测量。

从属权利要求以及随后的描述分别包含本发明的特别有利的构型和改进方案。在此，一个权利要求类型的权利要求尤其也可以与另一权利要求类型的从属权利要求类似地被改进。此外，也可以在本发明的范围中将不同的实施例和权利要求的不同特征也组合为新的实施例。

在根据本发明的差分电压测量系统的优选构型中，信号测量电路具有第一测量路径，所述第一测量路径包括第一电极，所述第一电极在输入端处与患者连接并且在输出端处提供第一测量接触部。根据本发明的差分电压测量系统此外具有第二测量路径，所述第二测量路径包括第二电极，所述第二电极在输入端处与所述患者连接并且在输出端处提供第二测量接触部。在该构型中，信号测量电路具有放大器电路，所述放大器电路具有第一输入端，所述第一输入端与第一测量路径电连接，以及具有第二输入端，所述输入端与第二测量路径电连接，以及具有输出端。此外，信号测量单元包括在放大器电路的输出端处的第一信号检测单元。

在差分电压测量系统的同样优选的构型中，干扰信号测量电路具有放大器电路，所述放大器电路具有第一输入端，所述第一输入端与阻抗的面向差分电压测量系统的电位的末端电连接，并且具有第二输入端，所述第二输入端与阻抗的面向固定的参考电位的末端电连接，以及具有输出端。此外，在该构型中干扰信号测量电路具有在干扰信号测量电路的放大器电路的输出端处的第一信号检测单元。

在根据本发明的差分电压测量系统的一种变型方案中，电容被接通在阻抗和固定的参考电位之间，所述电容包括具有寄生电容的元件或者ESD保护电容器。

在此，电容具有少于10pF的电容值是优选的。

附加地，根据本发明的差分电压测量系统可以拥有用于产生如下信号的与患者的另外的接触部，所述信号可以被调节为各个或者全部信号的平均共模电压或者被设定为固定的电压值。该附加路径是RLD路径，所述RLD路径与已经被提及的用于右腿的驱动电路电连接。如果从RLD路径将带有干扰信号的信号适宜地、即以负相关的方式传输到患者上，则可以在施加到患者上的信号的帮助下获得对干扰信号的补偿。

在根据本发明的具有用于右腿的驱动电路的差分电压测量系统的情况下，分流电阻具有10-100kΩ的范围中的电阻值是优选的。

在具有用于右腿的驱动电路的差分电压测量系统的优选构型中，电压测量装置具有放大器电路。放大器电路具有第一输入端，所述第一输入端与分流电阻的面向驱动电路的末端电连接，具有第二输入端，所述第二输入端与分流电阻的面向到患者的附加接触部的末端电连接，以及具有输出端。放大器电路例如可以被构成为运算放大器、尤其差分放大器，利用所述运算放大器可以确定电压差。

在根据本发明的具有用于右腿的驱动电路的差分电压测量系统的一种变型方案中，电压测量装置具有信号检测单元，所述信号检测单元与电压测量装置的放大器电路的输出端电连接。

在根据本发明的利用平均测量方法的差分电压测量系统的一种构型中，电位测量单元包括两个并联的电位测量路径。第一电位测量路径包括第一电极和放大器电路的第一输入端之间的第一接触部和第一电阻并且第二电位测量路径包括第二电极和放大器电路的第二输入端之间的第二接触部和第二电阻。在此，两个并联的测量路径在并联的测量路径的分支点处被聚集到共同的被平均的电位上。

优选地，电位测量单元具有放大器电路，所述放大器电路包括第一输入端，所述第一输入端与并联的电位测量路径的分支点电连接，以及包括第二输入端，所述第二输入端与参考电位电连接，以及包括输出端。在此，电位测量单元被设置用于确定测量路径和参考电位的被平均的差信号。

在根据本发明的利用平均测量方法的差分电压测量系统的一种优选变型方案中，电位测量单元具有第二信号检测单元，所述第二信号检测单元与电位测量单元的放大器电路的输出端电连接。

此外，根据本发明的利用平均测量方法的差分电压测量系统可以具有带有用于右腿的驱动电路的附加的患者接触部。在此，电位测量单元包括附加的患者接触部和分支点之间的附加的电位测量路径，使得在确定被平均的电位时顾及施加在附加的患者接触部处的电位。

根据本发明的差分电压测量系统可以在有效的构型中具有至少一个附加的测量路径以及信号测量电路的至少一个附加的、与放大器电路并联的、具有分别用于两个信号的输入端的放大器电路。

此外，根据本发明的差分电压测量系统可以包括一个或多个预接的多路复用器，通过所述多路复用器可以将另外的测量接触部与信号测量电路的放大器电路的第一和第二信号输入端连接。

附图说明

下面参照所附的图借助实施例再一次进一步解释本发明。在此，在不同的图中相同的组件配备相同的参考符号。所述图一般不是按比例的。

图1示出常规EKG测量装置的框图，

图2示出如下图表，在所述图表中示出了被干扰信号叠加的EKG，

图3示出如下电路装置，利用所述电路装置来抑制、确定以及补偿共模干扰信号，

图4示出根据本发明的一个实施例的具有分流电阻的差分电压测量系统，

图5示意性示出根据本发明的第一实施例的差分电压测量系统，

图6示意性示出根据本发明的第二实施例的差分电压测量系统，

图7示意性示出根据本发明的第三实施例的差分电压测量系统。

具体实施方式

在图1中示出了用于测量患者P的心电图（EKG）的常规电路装置100。电路装置100包括第一电极1和第二电极2，所述第一电极和第二电极与患者P接触，使得心脏电流可以通过电极1、2流动到差分放大器4。放大器4包括第一输入端5、第二输入端6以及输出端7。第一输入端5与第一电极1电连接并且第二输入端6与第二电极2电连接。放大器4的输出信号被传送到信号检测单元21，所述信号检测单元检测由放大器4所放大的信号。两个电极1和2利用RC元件来象征性地表示，所述RC元件阐明第一测量路径以及第二测量路径的阻抗值。在此，第一测量路径从第一电极1到患者P的接触部通过第一电极1伸展到放大器4的第一输入端5并且第二测量路径从第二电极2到患者的接触部通过第二电极2伸展到放大器4的第二输入端6。

针对由于500千欧的阻抗差引起的被共模干扰的EKG信号的示例在图2中被示出。所属的测试构造与图1中的构造相对应。在所示出的图表中关于以秒为单位的时间t绘制了以mV为单位的EKG信号的幅度U_EKG。干扰信号的幅度在具有500千欧阻抗差的示例中为大约1.3mV。在该示例中，具有大于2 mV的幅度的强的EKG信号被给定，但是也存在仅具有0.1mV的幅度的患者，所述幅度在这些干扰者中将完全地消失。在更大的阻抗差的情况下，共模干扰信号的幅度进一步升高并且也可能达到所示出的图示的多倍。

在图3中阐明了用于EKG信号的差分测量的电路装置300。

第一电极1以其输入端与患者P连接。第一电极1是第一测量路径的一部分，所述第一测量路径包括第一电极1以及附加地包括电阻R。第二电极2以其输入端同样与患者P电连接。第二电极2以其输出端与分流电阻3连接并且与该分流电阻形成第二测量路径。

第一放大器电路4包括第一输入端5和第二输入端6以及输出端7。第一放大器电路4以其第一输入端5通过电阻R与第一电极1连接。第一放大器电路4以其第二输入端6通过分流电阻3与第二电极2电连接。第一放大器电路4的输出端7与信号检测单元21的输入端连接。信号检测单元21的输出端与分析单元23的输入端连接。

第二放大器电路8包括第一输入端9和第二输入端10，其中第二放大器电路8的第一输入端9被接通在分流电阻3和第一放大器电路4的第二输入端6之间并且第二放大器电路8的第二输入端10被接通在第二电极2和分流电阻3之间。第二放大器电路8以其输出端11与第二信号检测单元22电连接。

第一放大器电路4用于检测测量信号、即患者的心脏电流并且将与由第一电极1和第二电极2所检测的信号的差相对应、然而可能还具有共模成分的信号转交给第一信号检测单元21，而第二放大器电路8用于确定分流电阻3处的与在第二测量路径中流动的共模电流成比例的电压降并且将所述电压降转交给第二信号检测单元22。分析单元23例如可以包括自适应滤波器，所述自适应滤波器根据由第二信号检测单元22所检测的信号被调整并且对由第一信号检测单元21所检测的信号进行滤波，使得由第一信号检测单元21所检测的测量信号的共模成分被抑制。

在图4中示出了具有分流电阻3的电路装置400。分流电阻3在该变型方案中被布置在与第二测量路径分离的或者从第二测量路径分岔的附加的测量路径中。在分流电阻3处下降的电位被第二放大器电路8测量并且被转发给信号检测单元22。因为在图4中所示出的变型方案的情况下分流电阻3不位于第二测量路径中，该分流电阻也仅在小的程度上通过热噪声影响通过第一放大器电路4所检测的测量信号。用于测量共模电压的附加的测量路径还包括具有可调节电容15以及可调节欧姆电阻16的可调节阻抗14，其中可调节阻抗14例如可以被调整，使得用于测量共模电压的附加的测量路径具有与第二测量路径相同的特性。替代地，可调节阻抗14也可以被调整，使得在附加的测量路径上实现更高的电流流动，这有助于改善地抑制第一和第二测量路径上的共模干扰信号。在该信号测量电路中针对共模电流的测量路径虽然已经不直接处于信号测量电路中，但是还总是处于模拟输入接线的影响区域中。

在图5中示意性阐明了根据本发明的一个实施例的差分电压测量系统500、例如EKG测量电路。差分电压测量系统500包括两个测量路径MP1、MP2和具有两个测量电路502、503的信号测量组件501、例如EKG组件。在此，第一测量电路502是信号测量电路，利用所述信号测量电路例如测量带有共模电流的EKG信号。此外也称为干扰信号测量电路的第二测量电路503用于测量干扰的共模电流并且被设置用于测量共模电流，其方式是，从EKG组件501的电位V通过在图5中被示出为阻抗IM的寄生电容或者针对ESD保护所设计的保护电容器到地E的路径上的电流被测量。

也称为EKG测量电路的信号测量电路502包括第一电极1，所述第一电极以其输入端与患者P连接。第一电极1是包括第一电极1的第一测量路径MP1的一部分。EKG测量电路502包括第二电极2，所述第二电极以其输入端同样与患者P电连接。在此，第二电极2是第二测量路径MP2的一部分。

信号测量电路502包括放大器电路4，所述放大器电路具有第一输入端5和第二输入端6以及输出端7。放大器电路4以其第一输入端5与第一电极1连接并且以其第二输入端6与第二电极2电连接。放大器电路4的输出端7与第一信号检测单元21的输入端连接。

在图5中的右下方示出了第二测量电路、即用于测量干扰的共模电流的干扰信号测量电路503。第二测量电路503不直接与EKG测量电路502连接，而是仅通过也被称为EKG组件的电位V的参考电位连接。电位V例如可以是EKG组件的测量电路500的外壳的电位。

如在图5中可看出，电流I_E在干扰信号测量电路503中从参考电位V通过阻抗IM以及通过附加的电容C向地E流动。阻抗IM用于将向地E流动的电流转换成能够被干扰信号测量电路503测量的电压。附加的电容C例如可以包括寄生电容、电容器或者尤其ESD保护电容器。

干扰信号测量电路503包括具有第一输入端9和第二输入端10以及输出端11的测量放大器8。测量放大器8的第一输入端9与阻抗IM的位于参考电位V上的末端电连接并且干扰信号测量电路503的第二输入端10与阻抗IM的被布置在地侧的末端电连接。干扰信号测量电路503的输出端与第二信号检测单元22电连接。如果电流I_E现在从EKG组件的电位V朝地E的方向流动，则该电流可以借助于干扰信号测量电路503被测量。

有利地，流经附加的电流路径的电流I_E比通过第一和第二测量路径MP1、MP2的电流I_CM强多个数量级。此外，在附加的电流路径中的测量对输入接线也没有影响。这种电路在使用也简称为RLD路径的所谓的Right-Leg-Drive（右腿驱动）（用于右腿的驱动电路）的情况下也起作用。在该情况下，流向地的电流I_E典型地具有比流过测量路径MP1、MP2的电流高1至3个数量级的值。如已经提及的，在图4中所示出的信号测量电路400的情况下用于测量共模电流或者共模信号的测量路径虽然已经不直接在信号测量电路中，但是还总是在模拟输入接线的影响区域中。而在根据本发明的一个实施例的图5中的电路装置500的情况下，用于测量共模信号的测量路径503与信号测量电路502仅还共享共同的参考电位并且因此被最大限度地去耦，这有利地导致通过测量共模电流如果未完全消除则最小化EKG测量路径的干扰。

在图6中示意性示出了差分电压测量系统600、例如EKG测量电路，在所述差分电压测量系统中共模电流在单独的电流路径中被测量，所述电流路径被构造为RLD路径。在这种电流路径中，比通过测量电路600的第一测量路径MP1以及通过第二测量路径MP2的电流I_CM大大约1至3个数量级的电流I_RLD流动。与在图5中所示出的测量电路相似，在图6中所示出的测量电路600包括具有第一电极1的第一测量路径MP1，所述第一电极以其输入端与患者P连接，并且包括具有第二电极2的第二测量路径，所述第二电极以其输入端同样与患者P电连接。

在图6中所示出的测量电路600此外具有放大器电路4，所述放大器电路包括第一输入端5和第二输入端6以及输出端7。放大器电路4以其第一输入端5与第一电极1电连接并且以其第二输入端6与第二电极2电连接。放大器电路4的输出端7与第一信号检测单元21的输入端电连接。

附加地，第一信号检测单元21与也被称为Right-Leg-Drive（右腿驱动）的驱动电路19连接。驱动电路19通过具有附加的接触部20的附加的路径RLD与患者P连接。通过也被称为RLD路径的附加的路径将患者P设定为参考电位。驱动电路19用于产生如下信号，所述信号可以被调节为各个或全部信号的平均共模电压或者被设定为固定的电压值。附加地，在驱动电路19和路径20之间布置有分流电阻3。在分流电阻3处下降的电压由电压测量装置24确定。电压测量装置24包括第二放大器电路8，所述第二放大器电路测量在分流电阻3处下降的电压并且将所述电压转发给第二信号检测单元22。第二放大器电路8同样包括第一输入端9和第二输入端10以及输出端11。第一输入端9与分流电阻3的面向驱动电路19的末端18连接并且第二输入端10与分流电阻3的面向患者P的末端17连接。第二放大器电路8的输出端11与第二信号检测电路22电连接。在第二放大器电路8的帮助下，在分流电阻3处下降的电压以及因此作为通过RLD路径RLD的电流I_RLD的分量的共模电流被测量。

RLD路径RLD的总阻抗几乎不被分流电阻3影响，因为该分流电阻与患者保护电阻和电极转移电阻相比是相对小的。分流电阻的典型值在10-100kΩ的范围中变动，患者保护电阻的电阻值典型地位于100kΩ至500kΩ的范围中，电极转移电阻的值通常位于10千欧至2兆欧的范围中。

在图7中示意性示出了根据本发明的第三实施例的差分电压测量系统700。与在图5和图6中所示出的测量电路500、600相似，系统700包括具有第一电极1的第一测量路径MP1，所述第一电极在输入端处与患者P连接并且在输出端处提供第一测量接触部，并且包括具有第二电极2的第二测量路径MP2，所述第二电极在输入端处与患者P连接并且在输出端处提供第二测量接触部。

第一放大器电路4以其第一输入端5与第一测量路径MP1电连接，以其第二输入端5与第二测量路径MP2电连接并且以其输出端6与第一信号检测单元21电连接。附加地，系统700包括电位测量单元38，所述电位测量单元被设置用于由位于第一电极1和第一放大器电路3的第一输入端4之间的第一测量路径MP1处的电位以及位于第二电极2和第一放大器电路4的第二输入端6之间的第二测量电路MP2处的电位确定平均值。为此，电位测量单元38包括具有电阻31、22的两个附加的第三和第四测量路径MP3、MP4，所述电阻与第一测量路径MP1和第二测量路径MP2连接并且通过接触点KP被彼此并联。

由该接线在接触点KP处产生被平均的电位。该平均具有如下优点：由此通过第一和第二测量路径MP1、MP2的电极1、2的接触部的不同品质引起的差分成分在共同的接触点KP处被消除。共同的接触点KP处的被平均的电位被第二放大器电路33测量，所述第二放大器电路是电位测量单元38的一部分。第二放大器电路33具有第一输入端34、第二输入端35以及输出端36，其中被平均的电位施加在第一输入端34处。第二放大器电路33将被平均的电位与该第二放大器电路的第二输入端处的参考电位V进行比较并且将所测量的信号通过该第二放大器电路的输出端36传送给信号检测装置37。第二输入端处的参考电位例如可以是EKG输入电路的电位。EKG输入电路的电位是本身自由浮动的，该电位被非常强地与地绝缘。所述电位以连接在患者上的方式总是与患者相适应。共模电流流动，直到EKG组件位于患者的电位上。因为EKG组件和患者从不通过0欧姆的电阻连接，组件和患者的电位从不相等，电压由于共模电流在该电阻之上下降。该电压是患者和EKG组件的电位的差。

最后，再一次指出：先前所描述的详细的方法和设备是实施例以及基本原理也可以由本领域技术人员在宽的范围中改变，而不离开本发明的范围，只要该范围由权利要求预先给定。

为了完整性也指出：不定冠词“一”或“一个”的使用不排除有关的特征也可以多倍地存在。术语“单元”同样不排除所述单元由多个组件构成，所述组件必要时也可以是空间上分布的。

附图标记列表

1 第一电极

2 第二电极

3 分流电阻

4 差分放大器

5 第一输入端

6 第二输入端

7 输出端

8 第二放大器电路

9 第一输入端

10 第二输入端

11 输出端

14 可调节阻抗

15 可调节电容

16 欧姆电阻

19 驱动电路/右腿驱动

20 RLD路径

21 第一信号检测单元

22 第二信号检测单元

23 分析单元

24 电压测量装置

31、32 电阻

33 第二放大器电路

34 第一输入端

35 第二输入端

36 输出端

37 信号检测装置

38 电位测量单元

100 用于测量心电图的电路装置

300 电路装置

400 电路装置

500 差分电压测量系统

501 信号测量组件

502 信号测量电路

503 干扰信号测量电路

600 差分电压测量系统

700 差分电压测量系统

C 电容

E 地

I_CM 通过第一测量路径以及通过第二测量路径的电流

IM 阻抗

I_RLD 通过RLD路径的电流

MP1 第一测量路径

MP2 第二测量路径

MP3 第三测量路径

MP4 第四测量路径

KP 接触点

P 患者

R 电阻

RLD RLD路径

t 时间

U_EKG EKG信号的幅度

V EKG组件的电位。

Claims

1.差分电压测量系统（500），具有：

- 信号测量电路（502），所述信号测量电路用于测量生物电信号，

- 干扰信号测量电路（503），所述干扰信号测量电路与所述差分电压测量系统（500）的电位（V）耦合以及与固定的参考电位（E）电连接，其中所述干扰信号测量电路（503）被设置用于测量从所述差分电压测量系统（500）的电位（V）流向所述固定的参考电位（E）的电流（I_E）。

2.根据权利要求1所述的差分电压测量系统（500），其中阻抗（IM）被接通在所述差分电压测量系统（500）的电位（V）和所述固定的参考电位（E）之间。

3.根据权利要求1或2所述的差分电压测量系统（500），其中所述信号测量电路（502）具有：

- 第一测量路径（MP1），所述第一测量路径包括第一电极（1），所述第一电极在输入端处与患者（P）连接并且在输出端处提供第一测量接触部，

- 第二测量路径（MP2），所述第二测量路径包括第二电极（2），所述第二电极在输入端处与所述患者（P）连接并且在输出端处提供第二测量接触部，

- 放大器电路（4），所述放大器电路具有第一输入端（5），所述第一输入端与所述第一测量路径（MP1）电连接，并且具有第二输入端（6），所述第二输入端与所述第二测量路径（MP2）电连接，以及具有输出端（7），

- 在所述放大器电路（3）的输出端（6）处的第一信号检测单元（21）。

4.根据权利要求2或3所述的差分电压测量系统（500），其中所述干扰信号测量电路（503）具有：

- 放大器电路（8），所述放大器电路具有第一输入端（9），所述第一输入端与所述阻抗（IM）的面向所述差分电压测量系统（500）的电位（V）的末端电连接，并且具有第二输入端（10），所述第二输入端与所述阻抗（IM）的面向所述固定的参考电位（E）的末端电连接，以及具有输出端（11），

- 在所述放大器电路（8）的输出端（10）处的信号检测单元（22）。

5.根据权利要求2至4之一所述的差分电压测量系统（500），其中电容（C）被接通在所述阻抗（IM）和所述固定的参考电位（E）之间，所述电容包括具有寄生电容的元件或者ESD保护电容器和/或所述电容（C）具有少于10pF的电容值。

6.根据权利要求1至5之一所述的差分电压测量系统（500），所述差分电压测量系统拥有用于产生如下信号的与所述患者（P）的另外的接触部（RLD），所述信号能够被调节为各个或者全部信号的平均共模电压或者被设定为固定的电压值。

7.具有附加路径（RLD）的差分电压测量系统（600），具有：

- 在所述放大器电路（3）的输出端（6）处的信号检测单元（21），以及

- 具有与所述患者（P）的接触部（20）的附加路径（RLD），具有：

- 用于右腿的驱动电路（19），

- 具有已知的电阻值的分流电阻（3），所述分流电阻被接通在附加接触部（20）和所述驱动电路（19）之间，

- 电压测量装置（24），所述电压测量装置与所述分流电阻（3）并联，利用所述电压测量装置能够测量在所述分流电阻（3）处下降的电压以及因此在所述附加接触部（20）和所述驱动电路（19）之间流动的电流（I_RLD）。

8.根据权利要求7所述的差分电压测量系统（600），其中所述分流电阻（3）具有10-100kΩ的范围中的电阻值。

9.根据权利要求7或8所述的差分电压测量系统（600），其中所述电压测量装置（24）具有：

- 放大器电路（8），所述放大器电路具有第一输入端（9），所述第一输入端与所述分流电阻（3）的面向所述驱动电路（19）的末端电连接，并且具有第二输入端（15），所述第二输入端与所述分流电阻（3）的面向到所述患者（P）的附加接触部（20）的末端电连接，以及具有输出端（11）。

10.根据权利要求7至9之一所述的差分电压测量系统（600），其中所述电压测量装置（24）包括信号检测单元（22），所述信号检测单元与所述放大器电路（8）的输出端（11）电连接。

11.差分电压测量系统（700），具有：

- 在所述放大器电路（4）的输出端（7）处的信号检测单元（21），以及

- 电位测量单元（38），所述电位测量单元被设置用于由位于所述第一电极（1）和所述放大器电路（4）的第一输入端（5）之间的第一测量路径（MP1）处的电位以及位于所述第二电极（2）和所述放大器电路（4）的第二输入端（6）之间的第二测量电路（MP2）处的电位确定平均值。

12.根据权利要求11所述的差分电压测量系统（700），其中所述电位测量单元（38）包括两个并联的电位测量路径（MP3、MP4），其中第一电位测量路径（MP3）包括所述第一电极（1）和所述放大器电路（4）的第一输入端（5）之间的第一接触部和第一电阻（31）并且第二电位测量路径（MP4）包括所述第二电极（2）和所述放大器电路（4）的第二输入端（6）之间的第二接触部和第二电阻（32），其中两个并联的测量路径（MP3、MP4）在所述并联的测量路径（MP3、MP4）的分支点（KP）处被聚集到共同的被平均的电位上。

13.根据权利要求11或12之一所述的差分电压测量系统（700），其中所述电位测量单元（38）包括放大器电路（33），所述放大器电路具有第一输入端（34），所述第一输入端与所述并联的电位测量路径（MP3、MP4）的分支点（KP）电连接，并且具有第二输入端（35），所述第二输入端与参考电位（V）电连接，以及具有输出端（36），并且其中所述电位测量单元（38）被设置用于确定所述测量路径（MP1、MP2）和所述参考电位（V）的被平均的差信号。

14.根据权利要求11至13之一所述的差分电压测量系统（700），其中所述电位测量单元（38）具有信号检测单元（37），所述信号检测单元与所述电位测量单元（38）的放大器电路（33）的输出端（36）电连接。

15.根据权利要求11至14之一所述的差分电压测量系统（700），此外具有带有用于右腿的驱动电路的附加的患者接触部，其中所述电位测量单元（38）包括所述附加的患者接触部和所述分支点（KP）之间的附加的电位测量路径，使得施加在所述附加的患者接触部处的电位在确定被平均的电位时被顾及。