DE102011116051A1 - Device for measuring ECG signal in human body, has electric or electronic switches that switch component between two electrodes according to electronically controllable impedance - Google Patents

Device for measuring ECG signal in human body, has electric or electronic switches that switch component between two electrodes according to electronically controllable impedance

Info

Publication number
DE102011116051A1
DE102011116051A1 DE201110116051 DE102011116051A DE102011116051A1 DE 102011116051 A1 DE102011116051 A1 DE 102011116051A1 DE 201110116051 DE201110116051 DE 201110116051 DE 102011116051 A DE102011116051 A DE 102011116051A DE 102011116051 A1 DE102011116051 A1 DE 102011116051A1
Authority
DE
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
electrodes
impedance
measuring
switch
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE201110116051
Other languages
German (de)
Inventor
Anmelder Gleich
Original Assignee
Oliver Bartels
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Detecting, measuring or recording for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/04Detecting, measuring or recording bioelectric signals of the body or parts thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Detecting, measuring or recording for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/04Detecting, measuring or recording bioelectric signals of the body or parts thereof
    • A61B5/0488Electromyography
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Detecting, measuring or recording for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/04Detecting, measuring or recording bioelectric signals of the body or parts thereof
    • A61B5/0402Electrocardiography, i.e. ECG
    • A61B5/0428Input circuits specially adapted therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Detecting, measuring or recording for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/04Detecting, measuring or recording bioelectric signals of the body or parts thereof
    • A61B5/0476Electroencephalography

Abstract

The measuring device has two electrodes (E1,E2) that transmit the high-impedance measuring voltage signal to a high-impedance measurement amplifier (V1) to measure the current between two electrodes. The electric or electronic switches (S1,S2) switch the component between two electrodes according to the electronically controllable impedance.

Description

  • [0001]
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere Informationen aus einem EMG, EKG oder EEG Signal abzuleiten, um eine verbesserte Diagnose zu ermöglichen. The object underlying the invention is to derive more information from an EMG, EKG, or EEG signal to enable improved diagnosis.
  • [0002]
    Sowohl EMG, EKG als auch EEG Messsysteme sind seit langem bekannt und Stand der Technik. Both EMG, ECG and EEG measurement systems have long been known and the prior art. Zur Ableitung der Signale werden gewöhnlich auf den Körper aufgebrachte Elektroden verwendet, welche an einen hochohmigen Ableitverstärker angeschlossen sind, der das Signal zu weiteren Filterung, Signalverarbeitung und Darstellung aufbereitet. coated electrodes are used to derive the signals usually on the body used which are connected to a high-impedance Ableitverstärker which processes the signal to further filtering, signal processing and display.
  • [0003]
    Auch wenn viele Fortschritte in der Konstruktion der Elektroden und der Ableitverstärker erzielt wurden, siehe beispielsweise Although many advances in the design of the electrodes and the Ableitverstärker been made, for example, see DE10353971 DE10353971 , . DE10353969 DE10353969 , . EP2090225 EP2090225 , . US4213466 US4213466 , . US5099856 US5099856 oder or US5711307 US5711307 , so bleibt doch das ursprüngliche Prinzip der hochohmigen Ableitung bestehen. , Yet maintaining the original principle of the high-impedance derivative exist.
  • [0004]
    Neben Stärke und Form des Signals ist auch der Ursprung des Signals innerhalb des Körpers für die Diagnostik von großem Interesse. In addition to strength and shape of the signal is also the origin of the signal within the body for the diagnosis of great interest. Zu dessen Bestimmung werden traditionell Mehrkanalsysteme verwendet, welche begrenzte Aussagen hierüber erlauben. For its determination multichannel systems are traditionally used which allow limited statements about this. In jüngster Zeit finden hierzu auch Matrixsysteme Einzug in die Wissenschaft, siehe Recently, this will also matrix systems moving into the science, see US6965794 US6965794 . ,
  • [0005]
    All diesen Systemen ist gemein, dass sich die Tiefe einer Signalquelle unterhalb der Hautoberfläche bzw. des Abstands der Quelle zu den Messelektroden nur sehr schwer bestimmen lässt. All these systems have in common is that the depth of a source below the skin surface or the distance of the source allows for the measuring electrodes is very difficult to determine.
  • [0006]
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messung der Tiefe der Signalquelle zu ermöglichen, um so beispielsweise EMG Signale des M. gastrocnemius in der Wade von denen des M. soleus sauber trennen zu können, beide Muskeln liegen im menschlichen Körper übereinander, unterscheiden sich jedoch durch ihre Zwei- bzw. Eingelenkigkeit. The invention has for its object to provide a measurement of the depth of the source, in order to separate such as EMG signals of the gastrocnemius muscle in the calf from those of the soleus clean, both muscles are superimposed in the human body, but differ by their two- or Eingelenkigkeit.
  • [0007]
    Das Problem wird erfindungsgemäß durch das in Patentanspruch 1 beschriebene Messgerät gelöst, dessen Funktion im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert wird: The problem is solved by the method described in claim 1 meter, whose function is explained below with reference to an embodiment:
    Das Beispiel in Bild 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Messsystem. The example in Figure 1 shows an inventive measuring system. Dieses verfügt neben dem üblichen hochohmigen Ableitverstärker V1 über einen weiteren Strommesskanal TIA1, der über zwei elektronische Schalter S1 und S2 mit den beiden Ableitelektroden E1 und E2 gekoppelt ist. This has in addition to the usual high-impedance Ableitverstärker V1 via a further current measurement channel TIA1, which is coupled via two electronic switches S1 and S2 to the two lead electrodes E1 and E2. Hierbei kann es sich beispielsweise um hochwertige CMOS-Schalter handeln. This may be, high-quality CMOS switches, for example.
  • [0008]
    In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß Unteranspruch handelt es sich bei TIA1 um einen symmetrischen Transimpedanzverstärker oder um einen Integrator, siehe Bild 2, wie er in Femtoamperemetern verwendet wird. In a particularly preferred embodiment according to dependent claim is at TIA1 a symmetrical transimpedance amplifier or an integrator, see Figure 2, as used in Femtoamperemetern. Bei letzterem werden anstelle der Widerstände R1 und R2 des Transimpedanzverstärkers die Kondensatoren C1 und C2 verwendet, durch den Messstrom geladen und per Schalter S3 und S4 periodisch entladen, was wiederum das Rauschverhalten verbessert. In the latter, instead of the resistors R1 and R2 of the transimpedance amplifier, the capacitors C1 and C2 are used, loaded by the measuring current and discharged periodically by switches S3 and S4, which in turn improves the noise behavior. Sinnvollerweise erfolgt die Entladung in den Messpausen (S1 und S2 offen). Logically, the discharge takes place in the measuring pauses (S1 and S2 open). Natürlich wäre auch eine Zuschaltung lediglich eines Widerstands parallel zu den Elektroden und Messung des Spannungsabfalls über diesen mit Hilfe des ohnehin vorhandenen hochohmigen Ableitverstärkers denkbar, theoretisch könnte dieser Widerstand auch über weitere Elektroden abseits der Messelektroden geschaltet sein oder deren parasitärer Übergangswiderstand genutzt werden. Of course, a switching only a resistor parallel to the electrodes and measuring the voltage drop on this with the help of the already existing high-impedance Ableitverstärkers conceivable theoretically this resistance could be switched away from the measuring electrodes or the parasitic resistance also be used on other electrodes. Allerdings wird ein derartiges System wesentlich schlechtere Rauscheigenschaften aufweisen als ein dediziert zur Strommessung ausgelegter Transimpedanzverstärker oder Integrator. However, such a system will have much poorer noise characteristics than a dedicated is laid out for current measurement transimpedance amplifier or integrator.
  • [0009]
    Beide elektronischen Schalter werden synchron von einem Rechteckgenerator RG1 mit einer Frequenz im zweistelligen Kilohertz-Bereich geschaltet, welche gemäß Unteranspruch weit oberhalb der interessierenden obersten Frequenz des EMG Signals liegt und somit leicht über einen analog oder digital realisierten Tiefpass TP1 und TP2 ausgefiltert werden kann, ohnehin benötigen die nachfolgenden A/D-Wandler ADC1 und ADC2 Anti-Alias Tiefpässe. Both electronic switches are switched synchronously by a square wave generator RG1 having a frequency in the tens of kilohertz range, which is in accordance with sub-claim far above the interest uppermost frequency of the EMG signal, and thus can be easily filtered out by an analog or digitally implemented low pass TP1 and TP2, anyway need the following A / D converter ADC1 and ADC2 anti-aliasing low-pass filters. Das Rechtecksignal wird gleichzeitig an den Signalverarbeitungsprozessor DSP1 zur Zustandsermittlung des Messsystems weitergegeben, die Messdaten über ADC1 und ADC2 digitalisiert und an DSP1 geleitet. The rectangular signal is transmitted simultaneously to the signal processor DSP1 for status determination of the measurement system digitizes the measured data via ADC1 and ADC2 and passed to DSP1.
  • [0010]
    Bedingt durch das Nyquist-Theorem ist eine Abtastung der Spannung an den Ableitelektroden zu dem Zeitpunkt, zu dem keine Strommessung stattfindet und S1 wie S2 geöffnet sind, völlig ausreichend zur Rekonstruktion des EMG Signals. Due to the Nyquist theorem is a sampling of the voltage on the lead electrodes to the point at which there is no current measurement and S1 are open as S2, fully sufficient for reconstruction of the EMG signal. Es ist lediglich auf einen exakt definierten Abtastzeitpunkt zu achten, gegebenenfalls sind die Wandler mit dem Schaltsignal des Rechteckgenerators RG1 zu synchronisieren. It is only necessary to ensure a well-defined sample time, where appropriate, the converter must be synchronized with the switching signal of the square-wave generator RG1. Der Rechteckgenerator kann auch als meist vorhandener Timer in DSP1 intern realisiert sein. The square-wave generator can also be realized as most existing timer in DSP1 internally.
  • [0011]
    Sind hingegen S1 und S2 geschlossen, so führt das System eine Strommessung über den Strommesskanal TIA1 durch. Are closed, however, S1 and S2, the system performs a current measurement on the current measurement channel TIA1. Entgegen der bisherigen technischen Lehre zur Konstruktion von Ableitverstärkern kann durch diese zeitweilig niederohmige Anschaltung eines Strommesskanals überraschenderweise eine wesentliche Zusatzinformation für die nachfolgende Signalverarbeitung gewonnen werden. In contrast to previous teachings to construct Ableitverstärkern an important additional information for the subsequent signal processing can be obtained through this temporary low resistance connection of a current measurement channel, surprisingly.
  • [0012]
    Denn der Strommesskanal stellt idealerweise einen Kurzschluss ohne eigenen Innenwiderstand dar, sodass der Strom lediglich durch den Innenwiderstand der Signalquelle begrenzt wird. For the current measuring channel is ideally represents a short circuit without its own internal resistance, so the current is limited only by the internal resistance of the signal source. Dieses setzt sich aus dem körpereigenen Innenwiderstand von der Hautoberfläche bis zur Signalquelle und dem Übergangswiderstand an den Messelektroden zusammen, siehe Bild 3. Für das EMG Signal EMG1 eines tief liegenden Muskels 1 addieren sich die Widerstände R6 bis R9 bis zur Oberfläche zu einem offensichtlich höheren Wert als im Fall des oberflächennäheren Muskels 2 mit dem EMG Signal EMG2, dessen Strom nur durch R6 und R7 begrenzt wird und somit höher ausfällt. This is made up of the body's internal resistance of the skin surface to the signal source and the contact resistance to the measurement electrodes, see Figure 3. For the EMG signal EMG1 a deep muscle 1, the resistors R6 to R9 add up to the surface to an apparently higher value than in the case of the surface closer muscle 2 with the EMG signal EMG2 whose current is limited only by R6 and R7, and thus be higher. In jedem Fall kommt der Hautwiderstand bzw. Übergangswiderstand mit R3 und R4 begrenzend hinzu. In any case, the skin resistance or contact resistance is added limiting with R3 and R4.
  • [0013]
    Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Unteranspruch kann der Übergangswiderstand aus R3 bis R5 vor der Messung durch kurzzeitiges Einspeisen eines schwachen Messstroms aus einer Stromquelle unterhalb jeder Gefährdungsgrenze bestimmt werden, wahlweise bei nur zwei Elektroden als klassische Widerstandsmessung oder mit weiteren Elektroden auch als genauere Vierpolmessung. According to a preferred embodiment according to dependent claim, the contact resistance of R3 may be determined to R5 prior to the measurement by briefly supplying a low measuring current from a power source below each hazard limit, optionally in only two electrodes than conventional resistance measurement or with further electrodes as accurate four-pole measurement. Dieses Messergebnis wird dem Signalverarbeitungsprozessor DSP1 zur Subtraktion von der ermittelten Quellimpedanz zur Verfügung gestellt, um reliable Messergebnisse zu erhalten. This measurement result is provided to the signal processor DSP1 for subtracting the determined source impedance are available to obtain reliable measurement results.
  • [0014]
    Denn durch die Division der gemessenen Spannung im hochohmigen Fall durch den gemessenen Strom bei geschlossenen Schaltern S1, S2 kann jetzt der Signalverarbeitungsprozessor DSP1 gemäß Unteranspruch die Quellimpedanz errechnen und, nach Subtraktion des Übergangswiderstands, deren körperinternen Anteil. Because by dividing the measured voltage in the high impedance case by the measured current with closed switches S1, S2 of the signal processing processor can now DSP1 calculate the source impedance in accordance with sub-claim and, after subtraction of the contact resistance, the internal body portion. Bei einer vergleichbaren Entstehungsart des körpereigenen Signals wird die Quellimpedanz einen weitgehend proportionalen Bezug zur Tiefe der Signalquelle unterhalb der Hautoberfläche haben. In a similar mode of origin of the body's signal source impedance will have a substantially proportional relation to the depth of the source below the skin surface.
  • [0015]
    Gemäß Unteranspruch ist daher durch Korrelation mit bekannten Signalformen eines Potentials eine rechnerische Aufteilung des Signalgemischs auf verschiedene Tiefenkanäle oder eine mehrdimensionale grafische Darstellung möglich. Therefore, according to dependent claim a mathematical division of the signal mixture on different depth channels or a multi-dimensional graphical representation is possible by correlation with known signal forms a potential.
  • [0016]
    In einer weiteren Ausführungsform gemäß Unteranspruch wird der Transimpedanzverstärker so durch Einsatz eines analogen Multiplizierers modifiziert, dass dieser einen weichen Übergang zwischen Spannungs- und Strommessung durch Reduktion des Kompensationsstroms und somit scheinbare kontinuierliche Erhöhung des Eingangswiderstands ermöglicht. In a further embodiment according to dependent claim of the transimpedance amplifier is modified by using an analog multiplier that this enables a smooth transition between voltage and current measurement by reduction of the compensation current and therefore apparent continuous increase of input resistance. Dies kann insbesondere bei vorhandenen Kapazitäten helfen, sprungartige Lade- bzw. Entladevorgänge und daraus resultierende Artefakte zu vermeiden. This can help especially in existing capacity, abrupt charging and discharging and to avoid possible artifacts. Alternativ kann gemäß weiterem Unteranspruch auch ein Satz von Strommess-Widerständen oder ein variabler Widerstand genutzt werden, allerdings ist wiederum die Verschlechterung der Rauscheigenschaften zu beachten. Alternatively, a set of current sense resistors or a variable resistor can be used as further sub-claim, but again, the deterioration of noise characteristics is observed.
  • [0017]
    Selbstverständlich kann die Erfindung gemäß Unteranspruch auch mit einer Vielzahl von Elektroden beispielsweise in Matrixform genutzt werden, um neben der Tiefenbestimmung weitere räumliche Dimensionen zu erfassen. Naturally, the invention can be used for example in a matrix form in accordance with sub-claim with a plurality of electrodes to detect in addition to the depth determination more spatial dimensions. In einer weiteren Form der Erfindung gemäß Unteranspruch kann dann über zusätzliche Schalter zwischen den Elektroden eine direkte Verbindung dieser und somit eine räumliche Lenkung des Messstroms durchgeführt werden. In another form of the invention according to dependent claim may then be carried out via additional switches between the electrodes and thus a direct connection of this spatial steering of the measuring current. Für die Kontaktierung der Vielzahl von Elektroden kann ein anisotrop leitfähiges Gummimaterial (Leitgummi) hilfreich sein. For contacting the plurality of electrodes, an anisotropic conductive rubber material (conductive rubber) can be helpful.
  • [0018]
    Schließlich kann auch durch die schnelle Ausführung einer Vielzahl von Strommessungen hintereinander nach Zuschaltung des Strommesskanals die Reaktion des Übertragungsmediums im Körper auf diese schlagartige Impedanzänderung an den Elektroden bestimmt werden. Finally, the reaction of the transmission medium in the body can be determined in this abrupt impedance change at the electrodes by the rapid execution of a plurality of current measurements consecutively after switching on of the measuring channel. Aus der Bioimpedanzanalyse zur Körperfettbestimmung ist bekannt, dass dieses Medium bedingt durch die dünnen isolierenden Zellwände die Eigenschaften eines Netzwerks aus ohmschen Widerständen und Kondensatoren hat. For the bioimpedance the body fat determination is known that this medium through the thin insulating cell walls has the characteristics of a network of ohmic resistors and capacitors caused. Dieses Netzwerk zeigt auf den Impedanzsprung eine zeitliche Variation des Stroms als Antwort, welche schneller als die Änderung des Stroms durch die Signalquelle erfolgt, aber dieser überlagert ist. This network shows an impedance jump a time variation of the current as a response which is faster than the change in current by the signal source, but it is superimposed. Durch geeignete Filter lässt sich eine rechnerische Abtrennung der Impulsantwort zur nachfolgenden Auswertung vornehmen. By suitable filters, a calculated separation of the impulse response for subsequent evaluation can make.
  • [0019]
    Aus der Bioimpedanzanalyse ist bekannt, dass sich die Impulsantwort mit den Bestandteilen des Mediums und mit dem Abstand zur Quelle verändert. From the bioimpedance analysis, it is known that the impulse response changes with the constituents of the medium and the distance to the source. Das Vorgesagte gilt ebenso für eine Impulsantwort auf die Abschaltung des Strommesskanals hin, hier wird entsprechend eine Vielzahl von Spannungsmessungen vorgenommen. The comments made above also applies to an impulse response to the shutdown of the current measuring channel out here is carried out according to a variety of voltage measurements. Beide Messungen können nacheinander durchgeführt werden und lassen sich zur Erhöhung der Messgenauigkeit miteinander kombinieren. Both measurements can be carried out in sequence and can be combined to increase the measuring accuracy. Sinnvollerweise werden, sofern mehrere Messgeräte am Körper parallel zum Einsatz kommen, diese geeignet synchronisiert. It makes sense, are provided a plurality of measuring devices on the body used in parallel, this synchronized suitable. Sofern lediglich auf die Impulsantwort bei der Messung Wert gelegt wird, kann das Messgerät geeignet vereinfacht werden, z. Provided only to the impulse response during the measurement value is placed, the meter can be suitably simplified z. B. durch den Ersatz der vollständigen Strommessung durch lediglich eine elektronische Kurzschließung der Elektroden, um den Messstrom zum Fließen zu bringen, mit nachfolgender schneller Spannungsmessung nach Entfernung des Kurzschlusses. For example, by the replacement of the full current measurement by only an electronic short-circuiting of the electrodes in order to bring the measuring current to flow, with subsequent rapid voltage measurement after removal of the short circuit.
  • [0020]
    Die vorliegende Erfindung ermöglicht bei der Messung von EMG, EKG und EEG Signalen durch die überraschende Wirkung einer zusätzlichen niederohmigen Strommessung die Gewinnung einer zusätzlichen Information zur Einordnung der gemessenen Signale insbesondere nach der Tiefe der Signalquelle unterhalb der Hautoberfläche und erlaubt somit eine wesentlich verbesserte Analyse und Zuordnung der gemessenen Signale im Rahmen der medizinischen und sportlichen Diagnostik. The present invention allows for the measurement of EMG, EKG and EEG signals by the surprising effect of an additional low-impedance current measurement, the recovery of additional information on the classification of the measured signals, in particular by the depth of the source below the skin surface and thus allows a substantially improved analysis and assignment of the measured signals in the context of medical diagnosis and sports.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • [0021]
    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
  • [0022]
    • DE 10353971 [0003] DE 10353971 [0003]
    • DE 10353969 [0003] DE 10353969 [0003]
    • EP 2090225 [0003] EP 2090225 [0003]
    • US 4213466 [0003] US 4213466 [0003]
    • US 5099856 [0003] US 5099856 [0003]
    • US 5711307 [0003] US 5711307 [0003]
    • US 6965794 [0004] US 6965794 [0004]

Claims (10)

  1. Messgerät zur Erfassung von EMG-, EKG- oder EEG-Signalen oder anderen elektrischen Signalen aus körperinternen Quellen von Lebewesen, mit mindestens zwei Elektroden, welche mindestens ein derartiges Signal aufnehmen und nach elektronischer Verstärkung zur Auswertung bringen, dadurch gekennzeichnet , dass zusätzlich zur hochohmigen Messung der Spannung an diesen Elektroden auch eine Messung des an den Elektroden verfügbaren Signalstroms durchgeführt wird, indem mindestens eine niederohmige Schaltung, welche – direkt oder durch Mitbenutzung der zur Messung der Spannung vorgesehenen Messverstärker – den Strom zwischen mindestens zwei Elektroden misst, während des Messvorgangs zeitweise über mindestens einen elektrischen oder elektronischen Schalter oder mindestens ein elektronisch in seiner Impedanz steuerbares Bauteil so zwischen mindestens zwei Elektroden zugeschaltet wird, dass zwischen diesen Elektroden der zu messende – von der körperinternen Quelle gespeiste – Stro Measuring instrument for detecting EMG, EKG, or EEG signals or other electrical signals from the body's internal sources of living beings with at least two electrodes which at least receive such a signal and to bring electronic amplification for evaluation, characterized in that in addition to the high-impedance measurement the voltage across these electrodes, a measurement of the available on the electrode signal current is performed by at least one low-impedance circuit which - directly or by joint use of the measures provided for measuring the voltage measurement amplifier - measures the current between at least two electrodes, during the measurement time, via at least one electrical or electronic switch or at least one electronically controllable impedance in its component is so switched between at least two electrodes that between these electrodes to be measured - fed by the body's internal source - Stro m fließen kann. m can flow.
  2. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitweise Zusammenschaltung periodisch mit einer Frequenz oder einem Frequenzspektrum oberhalb des zu messenden Frequenzbereichs der körpereigenen Signalquelle erfolgt, wodurch auf das an mindestens einer Elektrode abgenommenen Signal diese Frequenz aufmoduliert wird und somit aus der Modulation, deren Tiefe oder deren Phasenversatz Informationen zur räumlichen Ortung der Signalquelle oder Informationen über Eigenschaften dieser Signalquelle gewonnen werden. Timepiece according to claim 1, characterized in that the temporary interconnection occurs periodically with a frequency or a frequency spectrum above the frequency to be measured range of the body's own signal source, which is modulated onto the removed at least one electrode signal, this frequency, and thus from the modulation, the depth or the phase offset information for the spatial location of the signal source or information about characteristics of this source are obtained.
  3. Messgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Messung der Spannung und des Stromes anhand des ohmschen Gesetzes eine rechnerische Bestimmung des Innenwiderstands der körpereigenen Signalquelle einschließlich des Signalpfades bis zu den Elektroden vorgenommen wird und wahlweise zusätzlich eine Trennung des gemessenen Signalgemischs nach unterschiedlichen Innenwiderständen und somit Signalquellen vorgenommen wird. Timepiece according to claim 1 or 2, characterized in that a computational determination of the internal resistance of the body's signal source, including the signal path is made to the electrode by measuring the voltage and current based on the Ohm's law and, optionally, a separation of the measured composite signal according to different internal resistances and thus signal sources is made.
  4. Messgerät nach Anspruch 1 oder einer Kombination mit 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Strommessung ein Transimpedanzverstärker oder Femtoampere-Integrator verwendet wird. Timepiece according to claim 1 or a combination of 2 to 3, characterized in that, for current measurement, a transimpedance amplifier or femtoamperes integrator is used.
  5. Messgerät nach Anspruch 1 oder einer Kombination mit 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Schaltungen zur Strommessung mit unterschiedlichem ohmschen Innenwiderstand oder Blindwiderstand bereitgehalten und über elektrische oder elektronische Schalter zur Strommessung zugeschaltet werden können. Timepiece according to claim 1 or a combination of 2 to 4, characterized in that different circuits for current measurement with different internal ohmic resistor or reactance kept ready and can be switched via electric or electronic switch for current measurement.
  6. Messgerät nach Anspruch 1 oder einer Kombination mit 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Zuschaltung der Strommessschaltung oder Wahl des Innenwiderstands der Strommessschaltung durch elektronische Verstärker oder analoge Multiplizierer durchgeführt wird, welche durch Einbringung von Kompensationsströmen am Messeingang für die Elektroden einen scheinbar variablen Eingangswiderstand der Strommessschaltung simulieren. Timepiece according to claim 1 or a combination of 2 to 5, characterized in that the electronic connection of the current measuring circuit, or selecting the internal resistance of the current sensing circuit by electronic amplifiers or analog multipliers is carried out, which by introducing compensation currents at the measurement input for the electrodes an apparently variable input resistor the current measurement circuit to simulate.
  7. Messgerät nach Anspruch 1 oder einer Kombination mit 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Elektroden benutzt wird, um durch eine Vielzahl von Spannungs- oder Strommessungen und anschließende Berechnung im Rahmen eines mathematischen Modells eine mehrdimensionale räumliche Ortung der Signalquelle im Körper zu ermöglichen. Timepiece according to claim 1 or a combination of 2 to 6, characterized in that is used a plurality of electrodes to allow by a plurality of voltage or current measurements and subsequent calculations as part of a mathematical model of a multi-dimensional spatial location of the signal source in the body ,
  8. Messgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elektroden über elektronische Schalter einzeln auf mindestens einen zentralen elektrischen Knoten aufgeschaltet werden können, wodurch eine Zusammenschaltung der Elektroden zur Lenkung des von der körpereigenen Signalquelle verursachten Stromflusses stattfindet, welche zu messbaren Veränderungen an benachbarten Elektroden führt. Timepiece according to claim 7, characterized in that a plurality of electrodes can be switched via electronic switches individually to at least one central electrical node, whereby an interconnection of the electrodes takes place for directing the flow of current caused by the body's own signal source, which leads to measurable changes at adjacent electrodes.
  9. Messgerät nach Anspruch 1 oder einer Kombination mit 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Übergangswiderstands der Elektroden zum Körper und körperinterner Widerstände eine zusätzliche Messung der Spannung oder des Stroms an jedenfalls zwei Elektroden unter Einbringung eines schwachen externen Gleich- oder Wechsel-Messstroms auf mindestens zwei gleiche oder benachbarte Elektroden vorgenommen wird, wodurch der gemessene Übergangswiderstand in nachfolgenden mathematischen Modellen und Berechnungen zur Orts- oder Eigenschaftsbestimmung der körpereigenen Signalquelle heraus gerechnet werden kann. Timepiece according to claim 1 or a combination of 2 to 8, characterized in that for determining the contact resistance of the electrodes to the body and the body of internal resistors, an additional measurement of the voltage or current at any event two electrodes by introducing a weak external DC or AC measurement current is carried out on at least two of the same or adjacent electrodes, whereby the measured resistance can be expected in subsequent mathematical models and calculations for determining location or property of the body's signal source out.
  10. Messgerät nach Anspruch 1 oder einer Kombination mit 2 bis 9, oder vereinfachtes Messgerät nach Anspruch 1 oder einer Kombination mit 2 bis 9, bei dem auf die getrennte Auswertung der Spannungs- oder der Strommessung verzichtet wird und lediglich durch einen Schaltvorgang eine Umschaltung von hoch- auf niederohmige Messung an den Elektroden vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch mehrfache niederohmige Strom- oder hochohmige Spannungsmessung hintereinander nach einer Zu- oder Abschaltung des Strommesskanals die Impulsantwort des aus Blind- und Realwiderständen bestehenden Übertragungsmediums im Körper auf den Schaltimpuls des Messgeräts bestimmt wird, welche zur verbesserten Bestimmung der Position der Signalquelle und anderer Eigenschaften des Übertragungsmediums genutzt werden kann. Timepiece according to claim 1 or a combination of 2 to 9, or simplified measuring instrument according to claim 1 or a combination of 2 to 9, wherein said dispensing with the separate evaluation of the voltage or current measurement, and only by a switching operation to switch from high is carried out on low-impedance measurement at the electrodes, characterized in that the impulse response of the group consisting of reactive and real resistors transmission medium is determined in the body to the switching pulse of the measuring instrument through multiple low-power or high impedance voltage measurement after another after a connection or disconnection of the current measurement channel, which can be used for improved determination of the position of the signal source, and other characteristics of the transmission medium.
DE201110116051 2011-10-17 2011-10-17 Device for measuring ECG signal in human body, has electric or electronic switches that switch component between two electrodes according to electronically controllable impedance Ceased DE102011116051A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110116051 DE102011116051A1 (en) 2011-10-17 2011-10-17 Device for measuring ECG signal in human body, has electric or electronic switches that switch component between two electrodes according to electronically controllable impedance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110116051 DE102011116051A1 (en) 2011-10-17 2011-10-17 Device for measuring ECG signal in human body, has electric or electronic switches that switch component between two electrodes according to electronically controllable impedance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011116051A1 true true DE102011116051A1 (en) 2013-04-18

Family

ID=47990696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201110116051 Ceased DE102011116051A1 (en) 2011-10-17 2011-10-17 Device for measuring ECG signal in human body, has electric or electronic switches that switch component between two electrodes according to electronically controllable impedance

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011116051A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4213466A (en) 1978-08-11 1980-07-22 Harvard College, President And Fellows Monitoring myoelectric signals
US5099856A (en) 1989-11-08 1992-03-31 Etymotic Research, Inc. Electrode isolation amplifier
US5711307A (en) 1995-04-13 1998-01-27 Liberty Mutual Insurance Company Method and apparatus for detecting myoelectric activity from the surface of the skin
DE10353969A1 (en) 2003-11-19 2005-07-07 Bernhard Gleich Biosignal measurement system, e.g. for measuring ECG, EMG and EEG signals from a patient, has a signal processing circuit with a DC-amplifier with output signal feedback via an active low-pass filter
DE10353971A1 (en) 2003-11-19 2005-07-07 Bernhard Gleich Biosignal measurement system in which an amplified electrical measurement signal is converted to a light signal for transmission along an optical fiber to an evaluation unit
US6965794B2 (en) 2001-10-05 2005-11-15 Fasstech, Inc. Apparatus for routing electromyography signals
EP1657677A1 (en) * 2004-10-15 2006-05-17 BrainLAB AG Method and apparatus for the localisation of neuronal electrical activity
US20080275316A1 (en) * 2007-05-04 2008-11-06 Reproductive Research Technologies, Lp Skin impedance matching system and method for skin/electrode interface
EP2090225A1 (en) 2008-02-15 2009-08-19 AGS - Medicare GmbH Assembly for measuring EEG, EOG and EMG

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4213466A (en) 1978-08-11 1980-07-22 Harvard College, President And Fellows Monitoring myoelectric signals
US5099856A (en) 1989-11-08 1992-03-31 Etymotic Research, Inc. Electrode isolation amplifier
US5711307A (en) 1995-04-13 1998-01-27 Liberty Mutual Insurance Company Method and apparatus for detecting myoelectric activity from the surface of the skin
US6965794B2 (en) 2001-10-05 2005-11-15 Fasstech, Inc. Apparatus for routing electromyography signals
DE10353969A1 (en) 2003-11-19 2005-07-07 Bernhard Gleich Biosignal measurement system, e.g. for measuring ECG, EMG and EEG signals from a patient, has a signal processing circuit with a DC-amplifier with output signal feedback via an active low-pass filter
DE10353971A1 (en) 2003-11-19 2005-07-07 Bernhard Gleich Biosignal measurement system in which an amplified electrical measurement signal is converted to a light signal for transmission along an optical fiber to an evaluation unit
EP1657677A1 (en) * 2004-10-15 2006-05-17 BrainLAB AG Method and apparatus for the localisation of neuronal electrical activity
US20080275316A1 (en) * 2007-05-04 2008-11-06 Reproductive Research Technologies, Lp Skin impedance matching system and method for skin/electrode interface
EP2090225A1 (en) 2008-02-15 2009-08-19 AGS - Medicare GmbH Assembly for measuring EEG, EOG and EMG

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Merletti et al. Technology and instrumentation for detection and conditioning of the surface electromyographic signal: state of the art
US5454377A (en) Method for measuring the myocardial electrical impedance spectrum
US20060015033A1 (en) ECG electrode characterization and compensation
Mammone et al. Enhanced automatic artifact detection based on independent component analysis and Renyi’s entropy
Nimunkar et al. R-peak detection and signal averaging for simulated stress ECG using EMD
EP1551290B1 (en) Impedance-based measuring method for hemodynamic parameters
EP0366127A1 (en) Use of a catheter and measuring device for measuring the motility and the peristaltic in tubular body parts by means of simultaneous measurement of a plurality of impedances
Rash et al. Electromyography fundamentals
Logesparan et al. Optimal features for online seizure detection
Rodríguez-Carreño et al. Filter design for cancellation of baseline-fluctuation in needle EMG recordings
DE10334458A1 (en) Spatial force profile measurement unit for tactile gripping devices has slip resistant force transducer array in exchangeable mount
Zhang et al. Filtering of surface EMG using ensemble empirical mode decomposition
Mota et al. Development of a quasi-dry electrode for EEG recording
CN101554325A (en) Method for extracting fetal electrocardiograms (FECG) by separation
DE19817094A1 (en) Method of producing an electrocephalogram in magnetic resonance imaging e.g. for brain diagnosis
DE19638738A1 (en) Evaluation system for deriving diagnostic information from signals and data from medical sensor systems
Nayak et al. Filtering techniques for ECG signal processing
EP1665983A2 (en) Device for determining impedance of the thorax
DE102005051530A1 (en) Sensor arrays reading method e.g. for fingerprint sensors, involves having array having electrical impedances in form of sensor elements, arranged as matrix, and connected to row and column conductor track
WO1983004369A1 (en) Respiration or respiration and electrocardiographic monitor
DE4446346A1 (en) Detecting volume changes of electrolytes esp. blood or lymph fluid in living body parts
Zhou et al. Removing eye movement and power line artifacts from the EEG based on ICA
DE10153360A1 (en) EEG rod type instrument for medical and veterinary use, especially for examination of possibly BSE infected cattle
DE102007041646A1 (en) Active sensor e.g. proximity sensor, operating method, involves generating alternative transmitting signal, where shortest spectral distance of interference signal to nearest spectral line of transmitting signal spectrum is greater
DE102006019178A1 (en) Arrangement for two-dimensional measurement of various components in cross section of a multiphase flow

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20130528