DE102014015895B4 - Einrichtung zur Erfassung von elektrischen Potentialen - Google Patents

Abstract

Einrichtung (1, 1') zur Erfassung von elektrischen Potentialen mit einer Mehrzahl von Messeingängen (9) zur Verbindung mit Messelektroden (11), die am Körper eines Patienten (3) platziert werden können,
mit einer Mehrzahl von Messverstärkern (Op₁,...,Op_N),
wobei jedem Messeingang (9) einer aus der Mehrzahl der Messverstärker (Op₁,...,Op_N) zugeordnet ist und jeder Messeingang (9) mit einem Eingang des diesem zugeordneten Messverstärkers (Opi) verbunden ist,
mit einem Potentialausgang (27) zur Verbindung mit einer Zusatzelektrode (31), die am Körper des Patienten (3) platziert werden kann, wobei der Potentialausgang (27) derart ausgestaltet ist, dass er mit einer vorgegebenen Spannung beaufschlagt werden kann,
mit einer Summiereinheit (17), die mit den Ausgängen (13) der Messverstärker (Op₁,...,Op_N) verbunden ist und die ausgestaltet ist, ein Signal auszugeben, das ein Maß für den Mittelwert der von den Messverstärkern (Op₁,...,Op_N) ausgegebenen Signale ist
dadurch gekennzeichnet,
dass der Potentialausgang (27) mit einer Strommesseinrichtung (29) verbunden ist, die ausgestaltet ist, ein Stromsignal auszugeben, das proportional zu dem durch den Potentialausgang (27) fließenden Strom (I_C) ist,
dass eine Auswertungseinheit (35) vorhanden ist, die derart verschaltet ist, dass ihr ein der Spannung am Potentialausgang (27) entsprechendes Signal, das von der Summiereinheit (17) an deren Ausgang (19) ausgegebene Signal und das von der Strommesseinrichtung (29) ausgegebene Signal zugeführt werden, und
dass die Auswerteeinrichtung (35) ausgestaltet ist, aus den zugeführten Signalen ein Impedanzsignal zu erzeugen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung von elektrischen Potentialen mit einer Mehrzahl von Messeingängen zur Verbindung mit Messelektroden, die am Körper eines Patienten platziert werden können, mit einer Mehrzahl von Messverstärkern, wobei jedem Messeingang einer aus der Mehrzahl der Messverstärker zugeordnet ist und jeder Messeingang mit einem Eingang des diesem zugeordneten Messverstärkers verbunden ist, mit einem Potentialausgang zur Verbindung mit einer Zusatzelektrode, die am Körper des Patienten platziert werden kann, wobei der Potentialausgang derart ausgestaltet ist, dass er mit einer vorgegebenen Spannung beaufschlagt werden kann, mit einer Summiereinheit, die mit den Ausgängen der Messverstärker verbunden ist und die ausgestaltet ist, ein Signal auszugeben, das ein Maß für den Mittelwert der von den Messverstärkern ausgegebenen Signale ist, sowie ein Verfahren zur Bestimmung der Impedanz der Verbindung zwischen einer Zusatzelektrode und der Haut eines Patienten.
• Wenn beispielsweise auf der Haut eines Patienten elektrische Potentiale gemessen werden sollen und das in diesen Potentialen enthaltene Nutzsignal lediglich im µV-Bereich liegt, wie dies beispielsweise bei einem Elektrokardiogramm (EKG) oder einem Elektromyogramm (EMG) der Fall sein kann, ergeben sich die folgenden Probleme.
• Da der Körper des Patienten von elektrischen Feldern umgeben ist, bilden sich durch kapazitive Kopplung auf der Haut des Patienten Potentiale aus. Dieser Effekt lässt sich allgemein in der Weise beschreiben, dass der Körper kapazitiv insbesondere an ein 230V/50Hz-Wechselspannungsfeld, was durch sich in der Umgebung des Patienten befindliche Netzspannungsquellen verursacht ist, angekoppelt ist (In den USA wären es 60Hz.).
• Aus Sicherheitsgründen ist es allerdings nicht zulässig, den Patienten selbst an eine einheitliche Umgebungsmasse anzukoppeln, da dies ein erhebliches Risiko für den Patienten mit sich brächte.
• Darüber hinaus muss ebenfalls aus Sicherheitsgründen auch ein Messgerät, mit dem die Elektroden auf der Haut des Patienten verbunden sind, von einer Umgebungsmasse galvanisch getrennt sein. Daraus ergibt sich wiederum, dass auch das Messgerät mit seiner internen Masse kapazitiv an die Umgebung angekoppelt ist, so dass das Problem entsteht, dass die Gerätemasse auf einem Potential liegt, dessen Höhe nicht bekannt ist und das sich allgemein von dem Potential des Patienten unterscheidet.
• Um nun zumindest zu erreichen, dass der Patient und die Masse des Messgeräts auf demselben Potential liegen oder zumindest zwischen beiden eine feste Potentialdifferenz vorliegt, ist es bekannt, die Gerätemasse und den Körper des Patienten über eine zusätzliche Elektrode miteinander zu verbinden.
• Da aber die Gerätemasse und der Patient aufgrund der Inhomogenität der umgebenden Felder allgemein auf einem unterschiedlichen Potential liegen können, was sich aus der unterschiedlichen kapazitiven Ankopplung an die Umgebung ergibt, fließt ein Ausgleichsstrom, der aufgrund der Impedanz der Kopplung an den Patienten über die Zusatzelektrode zu einem sogenannten Gleichtaktsignal führt, das von den Verstärkern im Messgerät mit verstärkt wird. Wenn die eigentlich mit der Messung zu erfassenden Nutzsignale sehr klein sind, führt das Gleichtaktsignal dazu, dass das eigentliche Nutzsignal nicht mehr aufgelöst werden kann. Darüber hinaus ergibt sich die Schwierigkeit, dass die Verstärker einen großen Eingangsdynamikbereich haben müssen, damit das Nutzsignal und das dieses überlagernde höhere Gleichtaktsignal verarbeitet werden können. Des Weiteren muss eine nachgeschaltete digitale Auswerteelektronik eine hohe Zahl von Bits pro Messwert bereitstellen, um die großen Signale verarbeiten zu können.
• Dazu ist es aus Bruce B. Winter et al., Driven-Right-Leg Circuit Design, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. BME-30, No. 1, January 1983, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, bekannt, die zusätzliche, an dem Patienten angebrachte sogenannte Common- oder Zusatzelektrode durch das Messgerät mit einem Potential zu beaufschlagen, das dem Mittelwert der an den Messelektroden erfassten Signale entspricht, wobei dieses Mittelwertsignal noch invertiert verstärkt wird, also eine negative Rückkopplung vorliegt.
• Die Druckschrift DE 602 22 258 T2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Barriereeigenschaften einer Zieloberfläche, die natürliches Gewebe umfasst.
• Es hat sich nun gezeigt, dass die Qualität der an den Messelektroden erfassten Signale stark davon abhängt, wie gut der Kontakt zwischen der Zusatzelektrode und der Haut des Patienten ist. Schon dann, wenn die Elektrode sich leicht von der Haut des Patienten löst, tritt ein deutlich erhöhtes Rauschen in den Messsignalen auf oder diese Signale sind häufig unbrauchbar. Insbesondere wenn zwischen dem Patient und dem Messgerät eine Potentialdifferenz vorliegt und ein Ausgleichsstrom über die Zusatzelektrode fließt, gibt es einen Spannungsabfall am Übergang Zusatzelektrode/Haut, der von der Übergangsimpedanz abhängig ist. Die Qualität der Messsignale hängt also stark von der Übergangsimpedanz zwischen der Zusatz- oder Common-Elektrode und dem Patienten ab.
• Davon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Erfassung von Potentialen bereitzustellen, die es erlaubt, die Übergangsimpedanz zwischen der Zusatzelektrode und dem Patienten zuverlässig zu bestimmen.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Potentialausgang mit einer Strommesseinrichtung verbunden ist, die ausgestaltet ist, ein Stromsignal auszugeben, das proportional zu dem durch den Potentialausgang fließenden Strom ist, dass eine Auswertungseinheit vorgesehen ist, die derart verschaltet ist, dass ihr ein der Spannung am Potentialausgang entsprechendes Signal, das von der Summiereinheit an deren Ausgang ausgegebene Signal und das von der Strommesseinrichtung ausgegebene Signal zugeführt werden, und dass die Auswerteeinrichtung ausgestaltet ist, aus den zugeführten Signalen ein Impedanzsignal zu erzeugen.
• Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Idee zugrunde, dass der Mittelwert der an den Messelektroden am Patienten erfassten Potentiale gerade dem Gleichtaktsignal bzw. der Gleichtaktspannung entspricht. Auf der anderen Seite setzt sich die zwischen dem Patienten und dem Potentialausgang abfallende Gesamtspannung, die ebenfalls der Gleichtaktspannung entspricht, aus dem Spannungsabfall an der Zusatzelektrode, der durch die fragliche Übergangsimpedanz bestimmt ist, sowie dem Spannungsabfall über einem Messwiderstand und ggfs. einer Zusatzspannung, mit der der Potentialausgang zusätzlich beaufschlagt wird, zusammen.
• Insgesamt wird der Potentialausgang also durch die ggfs. vorhandene Zusatzspannung sowie die am Messwiderstand abfallende Spannung beaufschlagt. Wenn nun zusätzlich der durch den Potentialausgang fließende Strom bestimmt wird, ist es möglich, aus dem mittels der Summiereinheit erzeugten Mittelwertsignal und dem Stromsignal die Impedanz an der Zusatzelektrode mittels der Auswertungseinheit zu berechnen, wobei hier ggfs. noch die Zusatzspannung eingeht, mit der der Potentialausgang zusätzlich beaufschlagt wird. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Stromsignal und das Mittelwertsignal einer FourierTransformation unterzogen werden und die Quotienten der Fourier-Koeffizienten gebildet werden. Es sind aber auch andere Möglichkeiten denkbar, ein Impedanzsignal zu generieren.
• Auf diese Weise ist es einfach möglich, durch Messung des Stroms durch den Potentialausgang sowie durch Bestimmung des Mittelwertsignals die Impedanz an der Zusatzelektrode kontinuierlich zu überwachen. Insbesondere kann eine obere Grenze für die Impedanz überwacht werden, oder das von der Auswertungseinheit erzeugte Signal kann dazu verwendet werden, einen Alarm zu erzeugen, wenn eine schnelle Änderung, beispielsweise eine Erhöhung, der Impedanz auftritt, die durch eine Ablösung der Zusatzelektrode von der Haut des Patienten verursacht ist.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das von der Summiereinheit erzeugte Mittelwertsignal verwendet, um damit den Potentialausgang zu beaufschlagen. In weiter bevorzugter Weise ist dabei der Ausgang der Summiereinheit mit dem Eingang eines ersten Verstärkers verbunden, wobei der Ausgang des ersten Verstärkers mit dem Potentialausgang verbunden ist.
• Bei dieser Vorgehensweise wird das sogenannte Driven-Right-Leg-Prinzip verwirklicht, gemäß dem eine Zusatzelektrode am Körper des Patienten mit einem Signal beaufschlagt wird, das proportional zu dem Mittelwert der an den Messelektroden erfassten Signale ist. Dadurch kann das Gleichtaktsignal, das in den von den Messverstärkern erfassten Potentialen enthalten ist, weiter reduziert werden. Dieses ggfs. verstärkte und invertierte Mittelwertsignal ist dann eine Zusatzspannung, die bei der Bestimmung der Übergangsimpedanz durch die Auswertungseinheit mit berücksichtigt werden muss, weswegen dieses entsprechende Signal ebenfalls der Auswertungseinheit zugeführt werden muss.
• Außerdem wird dann die Strommesseinrichtung derart angeordnet, dass sie zwischen den Ausgang des ersten Verstärkers und den Potentialausgang geschaltet ist, wobei der erste Verstärker das Mittelwertsignal von der Summiereinheit in geeigneter Weise verstärkt.
• Außerdem kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform das Ausgangssignal der Summiereinheit zweiten Eingängen der Messverstärker zugeleitet werden, so dass zusätzlich oder alternativ zu dem Driven-Right-Leg-Prinzip auch das Referenzverstärker-Prinzip verwirklicht wird, bei dem ein dem Gleichtaktsignal proportionales Signal an den Verstärkern von den Messsignalen abgezogen wird. Somit kann das Mittelwertsignal auch dazu verwendet werden, um den Effekt des Gleichtaktsignals am Ausgang des jeweiligen Messverstärkers zusätzlich weiter zu reduzieren.
• Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung der Impedanz der Verbindung zwischen einer Zusatzelektrode und der Haut eines Patienten mit einer Einrichtung, aufweisend eine Mehrzahl von Messeingängen zur Verbindung mit Messelektroden, die am Körper eines Patienten platziert werden können, eine Mehrzahl von Messverstärkern, wobei jedem Messeingang einer aus der Mehrzahl der Messverstärker zugeordnet ist und jeder Messeingang mit einem Eingang des diesem zugeordneten Messverstärkers verbunden ist, einen Potentialausgang zur Verbindung mit der Zusatzelektrode, wobei der Potentialausgang derart ausgestaltet ist, dass er mit einer vorgegebenen Spannung beaufschlagt werden kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
• - Generieren eines Mittelwertsignals, das ein Maß für Mittelwert der Höhe der von den Messverstärkern ausgegebenen Signale ist,
• - Beaufschlagen des Potentialausgangs mit einer vorgegebenen Spannung und Bereitstellen eines Spannungssignals, das ein Maß für die Höhe der Spannung ist, mit der der Potentialausgang beaufschlagt wird,
• - Erfassen des durch den Potentialausgang fließenden Stroms und Generieren eines Stromsignals, das ein Maß für die Höhe des durch den Potentialausgang fließenden Strom ist, und
• - Generieren eines Impedanzsignals aus dem Mittelwertsignal und dem Stromsignal.
• Für dieses Verfahren gelten die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erläuterten Vorteile.
• Neben der in bevorzugten Ausführungsformen erfolgenden Zuführung des Mittelwertsignals, ggf. in verstärkter Form, zu der Zusatzelektrode und/oder zu den zweiten Eingängen der Messverstärker, ist es auch möglich, dass der Potentialausgang mit einer zeitlichen variierenden Spannung, beispielsweise einem sinusförmigen Spannungsverlauf, als Zusatzspannung beaufschlagt wird. Ein solcher Verlauf wird jedoch bei der Bestimmung des Impedanzsignals vorliegend nicht berücksichtigt.
• Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung erläutert, wobei
• 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist und
• 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels.
• 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1, wobei die Einrichtung 1 an einen Patienten 3 angeschlossen ist. Die Kapazitäten C₁ , C₂ , C₃ und C₄ sowie die Netzspannungsversorgung 5 deuten dabei an, dass sowohl der Patient 3 als auch das Gehäuse 7 der Einrichtung 1 kapazitiv an die Umgebung und insbesondere an ein 50Hz- oder 60Hz-Wechselspannungsfeld angekoppelt sind, so dass der Patient 3 und das Gehäuse 7, das die Gerätemasse der Einrichtung 1 bildet, auf unbestimmten und voneinander abweichenden Potentialen liegen.
• Die erfindungsgemäße Einrichtung 1 weist eine Mehrzahl von Messeingängen 9 auf, über die die Einrichtung mit Elektroden 11 am Patienten 3 verbunden werden kann, so dass über die Elektroden 11 ein Potential auf der Haut des Patienten 3 gemessen werden kann. Die Impedanzen Z₁ , Z_N deuten dabei an, dass die Kopplung zwischen den Elektroden 11 und der Haut des Patienten 3 mit einer Impedanz verbunden ist. Die Erfindung ist aber nicht auf die Anwendung bei Elektroden, die auf der Haut eines Patienten platziert werden, beschränkt, sondern kann beispielsweise auch bei invasiv angebrachten Elektroden angewandt werden.
• Des Weiteren weist die Einrichtung 1 Messverstärker Op₁ ,...,Op_N auf, die einen ersten, mit „+“ gekennzeichneten nichtinvertierenden und einen zweiten, mit „-“ gekennzeichneten invertierenden Eingang aufweisen. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Messverstärker Op₁ ,...,Op_N in Bezug auf die Eingangssignale V₁ ,..., V_N von den Messeingängen 9 als nicht-invertierende Verstärker verschaltet. Es ist aber auch denkbar, dass sie als invertierende Verstärker verschaltet sind, wobei dies dann aber bei der weiteren Verarbeitung der Ausgangssignale E₁ ,...,E_N der Messverstärker Op₁ ,...,Op_N berücksichtigt werden muss.
• Die Ausgänge 13 der Messverstärker Op₁ ,...,Op_N sind mit einer Mikroprozessoreinheit 15 verbunden, die programmtechnisch derart ausgestaltet ist, dass durch sie die folgenden Funktionen bzw. Einheiten realisiert werden.
• Während in dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel die im Folgenden erläuterten Einheiten durch eine digital arbeitende Mikroprozessoreinheit realisiert sind, ist es genauso möglich, diese Einheiten oder Funktionen durch Analogtechnik, beispielsweise durch Operationsverstärker, zu realisieren. Dies ist ebenfalls vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung erfasst.
• Zunächst ist durch die Mikroprozessoreinheit 15 eine Summiereinheit 17 realisiert, die dadurch, dass die Mikroprozessoreinheit 15 mit den Ausgängen 13 der Messverstärker Op₁ ,...,Op_N verbunden ist, ebenfalls mit diesen Ausgängen 13 gekoppelt ist, und die an einem Ausgang 19 ein Signal ausgibt, das in diesem Ausführungsbeispiel dem Mittelwert der von den Messverstärkern Op₁ ,...,Op_N ausgegebenen Ausgangsignalen E₁ ,...,E_N entspricht, d.h. entweder gleich dem Mittelwert oder proportional dazu ist.
• Des Weiteren ist die Mikroprozessoreinheit 15 derart ausgestaltet, dass das Mittelwertsignal, das am Ausgang 19 der Summiereinheit 17 erzeugt wird, über eine Erfassungseinheit 21 einem Ausgang 23 zugeführt wird. Der Ausgang 23 ist über einen ersten Verstärker 25 mit einem Potentialausgang 27 der Einrichtung 1 verbunden.
• Zwischen dem Ausgang des ersten Verstärkers 25 und dem Potentialausgang 27 weist die Einrichtung 1 in dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel einen weiteren, zweiten Verstärker 29 auf, der als Strom-Spannungswandler verschaltet ist, so dass an dessen Ausgang ein Signal erzeugt wird, das dem Strom zwischen dem Ausgang des ersten Verstärkers 25 und dem Potentialausgang 27 entspricht. Damit arbeitet der zweite Verstärker 29 als Strommesseinrichtung, und dessen Ausgangssignal wird zu der Mikroprozessoreinheit 15 geleitet.
• Der Potentialausgang 27 der Einrichtung 1 ist mit einer Common- oder Zusatzelektrode 31, die ebenfalls auf der Haut des Patienten 3 platziert ist, verbunden, wobei der Übergang zwischen der Zusatzelektrode 31 und der Haut des Patienten 3 eine Impedanz Z_C aufweist, die möglichst kontinuierlich überwacht werden soll, um zu erfassen, wenn sich beispielsweise die Zusatzelektrode 31 von der Haut des Patienten 3 löst.
• Außerdem wird das Mittelwertsignal über einen weiteren Ausgang 33 von der Mikroprozessoreinheit 15 ausgegeben und von dort den mit „-“ gekennzeichneten zweiten invertierenden Eingängen der Messeverstärker Op₁ ,...,Op_N zugeführt. Damit wird durch diese Rückführung des Mittelwertsignals das an sich aus dem Stand der Technik bekannte Referenzverstärkerprinzip realisiert.
• Schließlich ist in der Mikroprozessoreinheit 15 eine Auswertungseinheit 35 realisiert, die einerseits mit der Erfassungseinheit 21 und andererseits mit dem Ausgang des zweiten Verstärkers 29 verbunden ist. Somit werden der Auswertungseinheit 35 das Ausgangssignal der Summiereinheit 17, ein Signal, das der Spannung entspricht, mit der der Potentialausgang 27 beaufschlagt wird, und zwar von dem ersten Verstärker 25, sowie ein Stromsignal, das dem durch den Potentialausgang 27 fließenden Strom entspricht, zugeführt.
• Auf der Grundlage dieser Signale berechnet die Auswertungseinheit ein Impedanzsignal aus dem Mittelwertsignal und dem Stromsignal. Dieses Impedanzsignal kann an einem Ausgang 37 der Einrichtung 1 ausgegeben werden und beispielsweise zur Generierung eines Alarms weiter verwendet werden. Das Impedanzsignal kann in der Weise generiert werden, dass das Stromsignal und das Mittelwertsignal Fourier-transformiert und die Quotienten der Fourier-Koeffizienten ermittelt werden.
• Das in 2 dargestellte, zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung unterscheidet sich von dem aus 1 lediglich dadurch, dass der zweite Verstärker 29 in diesem Fall zusammen mit einem Messwiderstand Z_X so verschaltet ist, dass dieser den Spannungsabfall über den Messwiderstand Zx und dadurch den Strom durch den Potentialausgang erfasst. Somit dient hiermit die Kombination aus zweitem Verstärker 29 und Messwiderstand Zx als Strommesseinrichtung. Ansonsten arbeitet diese Einrichtung 1` analog zu der aus 1.
• Bei beiden Ausführungsbeispielen wird Folgendes ausgenutzt. Ausgehend von 2 ergibt sich für die Gleichtaktspannung V_CM bzw. das Gleichtaktsignal die Beziehung $${\text{V}}_{\text{CM}}={\text{V}}_{\text{C}}+{\text{V}}_{\text{x}}+{\text{V}}_{\text{add}}\text{.}$$

  
• Dabei ist Vc die zwischen dem Potentialausgang 27 und dem Patienten abfallende Spannung, für die $$V_C=Z_C\cdot I_C$$

  

  gilt, wobei Ic der durch den Potentialausgang 27 fließende Strom und Z_C die fragliche Übergangsimpedanz ist. Vx ist die an einem Messwiderstand Zx abfallende Spannung für die ebenfalls die Beziehung $$V_X=Z_X\cdot I_C$$

  

  gilt. V_add ist eine zusätzliche Spannung, mit der der Potentialausgang 27 beaufschlagt werden kann. Grundsätzlich kann diese Spannung aber auch Null sein, d.h. V_add = 0.
• Wenn man einerseits die ersten beiden Gleichungen kombiniert und andererseits ausnutzt, dass der Mittelwert ${\overline{E}}_t$

  

  der Ausgangssignale E₁,...,E_N der Gleichtaktspannung entspricht, also ${\overline{E}}_t=V_{CM}$

  

  gilt, ergibt sich $$Z_C=\frac{{\overline{E}}_t-V_X-V_{add}}{I_C}.$$

  
• Bei den Ausführungsbeispielen wird Ic mittels der Strommesseinrichtung, also dem zweiten Verstärker 29, entweder direkt oder als Spannung an einem Messwiderstand Zx erfasst und ein entsprechendes Signal der Auswertungseinheit 35 zugeführt. Außerdem wird ${\overline{E}}_t$

  

  oder ein Signal, das proportional dazu ist, von der Summiereinheit 17 ermittelt und ein entsprechendes Signal ebenfalls der Auswertungseinheit 35 zugeführt. Schließlich wird ein mit V_add korrespondierendes Signal von der Erfassungseinheit 21 an die Auswertungseinheit 35 übermittelt, so dass basierend auf der letzten Beziehung von der Auswertungseinheit 35 ein Impedanzsignal erzeugt und am Ausgang 37 ausgegeben werden kann.
• Aus der letzten Beziehung ergibt sich dabei, dass die Höhe dieses Signals auf jeden Fall proportional zum Quotienten aus dem Mittelwertsignal ${\overline{E}}_t$

  

  und dem Strom I_C durch den Potentialausgang 27 ist, wobei abhängig davon, wie V_add gewählt ist, dieses Verhältnis, beispielsweise entsprechend der Verstärkung im ersten Verstärker 25, korrigiert werden muss.
• Bisher ist angenommen worden, dass es sich bei der zusätzlichen Spannung V_add um eine Spannung handelt, die proportional zum Mittelwertsignal ${\overline{E}}_t$

  

  ist. Es ist aber auch denkbar, dass die Erfassungseinheit 21 ein zusätzliches Spannungssignal V_add erzeugt, das einen bekannten, zeitlich veränderlichen Verlauf, beispielsweise einen sinusförmigen Verlauf, hat. Eine entsprechende Information wird dann von der Erfassungseinheit 21 an die aus Auswertungseinheit 35 übermittelt, so dass auch dann ein entsprechendes Impedanzsignal berechnet werden kann, wobei auch hier die obige letzte Gleichung zur Anwendung kommt.
• Bezugszeichenliste

1, 1'

Einrichtung

3

Patient

5

Netzspannungsversorgung

7

Gehäuse

9

Messeingang

11

Elektrode

13

Ausgang - Messverstärker

15

Mikroprozessoreinheit

17

Summiereinheit

19

Ausgang - Summiereinheit

21

Erfassungseinheit

23

Ausgang - Mikroprozessoreinheit

25

erster Verstärker

27

Potentialausgang

29

zweiter Verstärker

31

Zusatzelektrode

33

weiterer Ausgang

35

Auswertungseinheit

37

Ausgang

V_i

Eingangssignal

E_i

Ausgangssignal

Op_i

Messverstärker

Claims (7)

1. Einrichtung (1, 1') zur Erfassung von elektrischen Potentialen mit einer Mehrzahl von Messeingängen (9) zur Verbindung mit Messelektroden (11), die am Körper eines Patienten (3) platziert werden können, mit einer Mehrzahl von Messverstärkern (Op₁,...,Op_N), wobei jedem Messeingang (9) einer aus der Mehrzahl der Messverstärker (Op₁,...,Op_N) zugeordnet ist und jeder Messeingang (9) mit einem Eingang des diesem zugeordneten Messverstärkers (Opi) verbunden ist, mit einem Potentialausgang (27) zur Verbindung mit einer Zusatzelektrode (31), die am Körper des Patienten (3) platziert werden kann, wobei der Potentialausgang (27) derart ausgestaltet ist, dass er mit einer vorgegebenen Spannung beaufschlagt werden kann, mit einer Summiereinheit (17), die mit den Ausgängen (13) der Messverstärker (Op₁,...,Op_N) verbunden ist und die ausgestaltet ist, ein Signal auszugeben, das ein Maß für den Mittelwert der von den Messverstärkern (Op₁,...,Op_N) ausgegebenen Signale ist dadurch gekennzeichnet, dass der Potentialausgang (27) mit einer Strommesseinrichtung (29) verbunden ist, die ausgestaltet ist, ein Stromsignal auszugeben, das proportional zu dem durch den Potentialausgang (27) fließenden Strom (I_C) ist, dass eine Auswertungseinheit (35) vorhanden ist, die derart verschaltet ist, dass ihr ein der Spannung am Potentialausgang (27) entsprechendes Signal, das von der Summiereinheit (17) an deren Ausgang (19) ausgegebene Signal und das von der Strommesseinrichtung (29) ausgegebene Signal zugeführt werden, und dass die Auswerteeinrichtung (35) ausgestaltet ist, aus den zugeführten Signalen ein Impedanzsignal zu erzeugen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ausgang (19) der Summiereinheit (17) mit dem Potentialausgang (27) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, wobei ein erster Verstärker (25) vorhanden ist, wobei der Ausgang (19) der Summiereinheit (17) mit dem Eingang des ersten Verstärkers (25) verbunden ist, wobei der Ausgang des ersten Verstärkers (25) mit dem Potentialausgang (27) verbunden ist und wobei die Strommesseinrichtung (29) zwischen dem Ausgang des ersten Verstärkers (25) und dem Potentialausgang (27) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Messverstärker (Op₁,...,Op_N) einen ersten und einen zweiten Eingang aufweisen, wobei jeder Messeingang (9) mit dem ersten Eingang des diesem zugeordneten Messverstärkers (Op₁,...,Op_N) verbunden ist und wobei der Ausgang (19) der Summiereinheit (17) mit den zweiten Eingängen der Messverstärker (Op₁,...,Op_N) verbunden ist.
5. Verfahren zur Bestimmung der Impedanz der Verbindung zwischen einer Zusatzelektrode (31) und der Haut eines Patienten (3) mit einer Einrichtung (1, 1'), aufweisend eine Mehrzahl von Messeingängen (9) zur Verbindung mit Messelektroden (11), die am Körper eines Patienten (3) platziert werden können, eine Mehrzahl von Messverstärkern (Op₁,...,Op_N), wobei jedem Messeingang (9) einer aus der Mehrzahl der Messverstärker (Op₁,...,Op_N) zugeordnet ist und jeder Messeingang (9) mit einem Eingang des diesem zugeordneten Messverstärkers (Op₁,...,Op_N) verbunden ist, einen Potentialausgang (27) zur Verbindung mit der Zusatzelektrode (31), wobei der Potentialausgang (27) derart ausgestaltet ist, dass er mit einer vorgegebenen Spannung beaufschlagt werden kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: - Generieren eines Mittelwertsignals, das ein Maß für einen Mittelwert der Höhe der von den Messverstärkern (Op₁,...,Op_N) ausgegebenen Signale (Ei) ist, - Beaufschlagen des Potentialausgangs (27) mit einer vorgegebenen Spannung und Bereitstellen eines Spannungssignals, das ein Maß für die Höhe der Spannung ist, mit der der Potentialausgang (27) beaufschlagt wird, - Erfassen des durch den Potentialausgang (27) fließenden Stroms und Generieren eines Stromsignals, das ein Maß für die Höhe des durch den Potentialausgang (27) fließenden Strom (I_C) ist, und - Generieren eines Impedanzsignals aus dem Mittelwertsignal und dem Stromsignal.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Mittelwertsignal verstärkt und das verstärkte Signal dem Potentialausgang (27) zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei die Messverstärker (Op₁,...,Op_N) einen ersten und einen zweiten Eingang aufweisen, wobei jeder Messeingang (9) mit dem ersten Eingang des diesem zugeordneten Messverstärkers (Op₁,...,Op_N) verbunden ist und wobei das Mittelwertsignal den zweiten Eingängen der Messverstärker (Op₁,...,Op_N) zugeführt wird.

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