DE102017214862A1 - Detection of signal path defects in the measurement of bioelectric signals - Google Patents

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Abstract

Es werden Fehlerdetektionsvorrichtungen (40; 41; 42) zur Detektion von Signalpfaddefekten (D) in einem differentiellen Spannungsmesssystem (1) und ein solches differentielle Spannungsmesssystem (1) beschrieben. Dieses differentielle Spannungsmesssystem (1) weist eine Signalmessschaltung (2) mit mindestens zwei Nutzsignalpfaden (6a, 6b) zur Messung von bioelektrischen Signalen (BS) auf. Die Fehlerdetektionsvorrichtung (40) weist zumindest einen ersten Störsignalpfad (7S) zur Messung eines ersten Störsignals (S[k]) und eine Störsignalauswerteeinheit (13; 18) auf. Die Störsignalauswerteeinheit (13; 18) dient dazu, einen Signalpfaddefekt in mindestens einem der Nutzsignalpfade (6a; 6b) des differentiellen Spannungsmesssystem (1) zu detektieren. Der Signalpfaddefekt (D) wird detektiert, wenn zumindest ein Teil der bioelektrischen Signale (BS) auf dem ersten Störsignalpfad (7S)gemessen wird. Darüber hinaus werden entsprechende Verfahren zur Detektion von Signalpfaddefekten (D) in einem differentiellen Spannungsmesssystem (1) zur Messung von bioelektrischen Signalen (BS) erläutert.Error detection devices (40; 41; 42) for detecting signal path defects (D) in a differential voltage measurement system (1) and such a differential voltage measurement system (1) are described. This differential voltage measuring system (1) has a signal measuring circuit (2) with at least two useful signal paths (6a, 6b) for the measurement of bioelectric signals (BS). The error detection device (40) has at least one first interference signal path (7S) for measuring a first interference signal (S [k]) and a Störsignalauswerteeinheit (13; 18). The Störsignalauswerteeinheit (13, 18) serves to detect a signal path defect in at least one of the Nutzsignalpfade (6a, 6b) of the differential voltage measuring system (1). The signal path defect (D) is detected when at least a part of the bioelectric signals (BS) is measured on the first noise path (7S). In addition, corresponding methods for the detection of signal path defects (D) in a differential voltage measuring system (1) for the measurement of bioelectric signals (BS) are explained.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fehlerdetektionsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Detektion von Signalpfaddefekten in einem differentiellen Spannungsmesssystem, welches mindestens zwei Nutzsignalpfade und eine Signalmessschaltung zur Messung von bioelektrischen Signalen aufweist. Zudem betrifft die Erfindung ein differentielles Spannungsmesssystem mit einer solchen Fehlerdetektionsvorrichtung.The invention relates to an error detection device and to a method for detecting signal path defects in a differential voltage measuring system which has at least two useful signal paths and a signal measuring circuit for measuring bioelectric signals. In addition, the invention relates to a differential voltage measuring system with such an error detection device.

Differentielle Spannungsmesssysteme zur Messung von bioelektrischen Signalen werden beispielsweise in der Medizin zur Messung von Elektrokardiogrammen (EKG), Elektroenzephalogrammen (EEG) oder Elektromyogrammen (EMG) genutzt. Bei solchen Anwendungen sollte vorzugsweise auf jedem Messkanal auf eine hohe Eingangsimpedanz von mindestens mehreren MOhm geachtet werden, um den Einfluss von Störungen zu reduzieren oder zumindest nicht zu verstärken. Die hohe angestrebte Eingangsimpedanz sollte auch in den Kabeln, der oben genannten Geräte zur Messung von bioelektrischen Signalen, gehalten werden. Üblicherweise sind die Messleitungen der Kabel von einer Schirmung umgeben. Um eine bessere Handhabbarkeit zu erlangen, sind die Kabel zudem flexibel, schlank und leicht. Diese Merkmale führen jedoch zu einem Konflikt zwischen der Lebensdauer und der Handhabbarkeit der Kabel und erhöhen das Risiko eines Kabeldefekts.Differential voltage measuring systems for measuring bioelectric signals are used, for example, in medicine for the measurement of electrocardiograms (ECG), electroencephalograms (EEG) or electromyograms (EMG). In such applications, it is preferable to pay attention to a high input impedance of at least several MOhms on each measurement channel in order to reduce or at least not amplify the influence of noise. The high target input impedance should also be kept in the cables, the above-mentioned devices for the measurement of bioelectric signals. Usually, the test leads of the cables are surrounded by a shield. In addition, the cables are flexible, slim and lightweight for better manageability. However, these features conflict with the life and manageability of the cables and increase the risk of cable failure.

Die Ursache für defekte Kabel sind beispielsweise gebrochene Leitungen oder oftmals Kinken, wie sie z. B. in 1 gezeigt sind. Kinken können nach einer Torsion oder Beugung der langen Kabel entstehen, wenn die Messleitungen sich auswölben und nicht in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Die ausgewölbten Messleitungen können dann die Leitungs-Isolation durchbrechen und die Schirmung kontaktieren, was zu einer verringerten Eingangsimpedanz in den Kabeln und damit zu einer Verstärkung von Störungen führen kann. Das Problem hierbei ist, dass sich solche Störungen, ohne spezielle Testumgebung, nicht immer eindeutig auf eine verminderte Eingangsimpedanz in den Kabeln zurückführen lassen. Zudem treten Kinken und andere Eingangsimpedanz-reduzierende Kabeldefekte oftmals als Wackelkontakte auf, was eine Fehlerdetektion ebenfalls erschwert. Daher besteht die Gefahr, dass unbeabsichtigt mit einem defekten Kabel gearbeitet wird, bis die Signalqualität nicht mehr ausreichend ist, um bioelektrische Messungen und Untersuchungen durchführen zu können.The cause of defective cables are, for example, broken lines or often kinks, as z. In 1 are shown. Kinks may result from torsion or flexing of the long cables when the test leads bulge out and do not return to their original shape. The bulging leads may then break the line insulation and contact the shield, which may result in reduced input impedance in the cables and hence amplification of interference. The problem here is that such interference, without a special test environment, can not always be clearly attributed to a reduced input impedance in the cables. In addition, kinks and other input impedance-reducing cable defects often occur as loose contacts, which also makes fault detection difficult. Therefore, there is a risk of unintentionally working with a defective cable until signal quality is insufficient to perform bioelectric measurements and examinations.

Eine gängige Lösung, um Störungen durch eine verminderte Eingangsimpedanz in den Kabeln zu vermeiden oder zu detektieren ist es, die Kabel in regelmäßigen Abständen auszutauschen oder zumindest durch Servicepersonal untersuchen zu lassen. Beim Überprüfen der Kabel durch Servicepersonal wird ein von einem Simulator erzeugtes Referenzsignal auf das zu untersuchende Kabel aufgegeben. Daraufhin wird das Kabel bewegt und ein Ausgangssignal wird gemessen. Dieses Ausgangssignal wird mit dem Referenzsignal verglichen und überprüft, ob es Abweichungen zwischen den beiden Signalen und somit Störungen gibt. Bei welchen Störungen ein Kabelbruch angenommen wird, beruht jedoch auf der Expertenmeinung. Zudem ist diese Überprüfung relativ aufwendig.A common solution to avoid or detect interference from a reduced input impedance in the cables is to have the cables replaced at regular intervals, or at least inspected by service personnel. When testing the cables by service personnel, a reference signal generated by a simulator is applied to the cable under test. The cable is then moved and an output signal is measured. This output signal is compared with the reference signal and checks whether there are deviations between the two signals and thus interference. For which faults a cable break is assumed, however, is based on the expert opinion. In addition, this review is relatively expensive.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, um Signalpfaddefekte, insbesondere Kabeldefekte, in einem differentiellen Spannungsmesssystem, zu detektieren.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and a method for detecting signal path defects, in particular cable defects, in a differential voltage measurement system.

Diese Aufgabe wird durch eine Fehlerdetektionsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, durch ein differentielles Spannungsmesssystem gemäß Patentanspruch 11 sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 15 gelöst.This object is achieved by an error detection device according to claim 1, by a differential voltage measuring system according to claim 11 and by a method according to claim 15.

Die erfindungsgemäße Fehlerdetektionsvorrichtung detektiert in einem eingangs genannten differentiellem Spannungsmesssystem Signalpfaddefekte, insbesondere Kabeldefekte der Kabel, die z.B. vom Patienten zu einem Messgerät des differentiellen Spannungsmesssystems führen. Dieses differentielle Spannungsmesssystem, beispielsweise ein EKG-Messsystem, weist wie eingangs erläutert, eine Signalmessschaltung mit mindestens zwei Nutzsignalpfaden zur Messung der bioelektrischen Signale auf. Erfindungsgemäß weist die Fehlerdetektionsvorrichtung zumindest einen ersten Störsignalpfad zur Messung eines ersten Störsignals und eine Störsignalauswerteeinheit auf, um einen Signalpfaddefekt in mindestens einem der Nutzsignalpfade des differentiellen Spannungsmesssystems zu detektieren. Dieser Signalpfaddefekt wird hier erfindungsgemäß detektiert, wenn zumindest ein Teil der bioelektrischen Signale, z. B. EKG-Signale, auf dem ersten Störsignalpfad gemessen wird.The fault detection device according to the invention detects in a differential voltage measuring system mentioned above signal path defects, in particular cable defects of the cables, e.g. lead from the patient to a measuring device of the differential voltage measuring system. As explained in the introduction, this differential voltage measuring system, for example an ECG measuring system, has a signal measuring circuit with at least two useful signal paths for measuring the bioelectric signals. According to the invention, the error detection device has at least one first interference signal path for measuring a first interference signal and a Störsignalauswerteeinheit to detect a signal path defect in at least one of the Nutzsignalpfade the differential voltage measuring system. This signal path defect is detected here according to the invention, if at least part of the bioelectric signals, for. B. ECG signals, is measured on the first Störsignalpfad.

Bei der Messung von bioelektrischen Signalen, beispielsweise von EKG-Signalen, treten bekanntermaßen häufig Gleichtaktstörsignale, auch „Common Mode“-Signale (CM-Signale) genannt, auf. Sie ergeben sich z. B. aus der Netzfrequenz mit 50Hz und treten auf, wenn bei der differentiellen Signal-Messung an den Messeingängen der beiden Nutzsignalpfade ungleiche Bedingungen wie verschiedene Impedanzen und Kapazitäten auftreten.In the measurement of bioelectric signals, for example of ECG signals, common-mode interference signals, also called "common-mode" signals (CM signals), are known to occur frequently. They arise z. B. from the mains frequency with 50Hz and occur when in the differential signal measurement at the measuring inputs of the two Nutzsignalpfade uneven conditions such as different impedances and capacitances occur.

Im Regelfall, also bei intakten Nutzsignalpfaden bzw. Kabeln, sind die Eingangsimpedanzen der Messleitungen der Kabel eines EKG-Messsystems so hoch, dass das Störsignal, das auf dem ersten Störsignalpfad gemessen wird diesen Gleichtaktstörsignalen entspricht. Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass bei einer reduzierten Eingangsimpedanz der Kabel das Potential des Messgeräts des differentiellen Spannungsmesssystems, z. B. des EKG-Geräts, einen im Vergleich zum intakten Kabel erhöhten Strom erzeugt. Dadurch enthält das Signal auf dem ersten Störsignalpfad nun nicht mehr nur Gleichtaktstörsignale, sondern auch die von dem differentiellen Spannungsmesssystems induzierten bioelektrischen Signale.As a rule, ie with intact useful signal paths or cables, the input impedances of the test leads of the cables of an ECG measuring system are so high that the interference signal on the first Noise signal path measured is this common mode noise signals corresponds. However, the inventors have recognized that with a reduced input impedance of the cables, the potential of the differential voltage meter, e.g. As the ECG device, an increased compared to the intact cable power generated. As a result, the signal on the first interference signal path no longer contains not only common-mode interference signals, but also the bioelectric signals induced by the differential voltage measurement system.

Bei dem Verfahren zur Detektion von Signalpfaddefekten in dem zuvor erläuterten differentiellen Spannungsmesssystem, wird dementsprechend erfindungsgemäß ein erstes Störsignal auf einem ersten Störsignalpfad gemessen und durch eine nachfolgende Störsignalauswerteeinheit ausgewertet. Dies erfolgt um zumindest einen Teil der bioelektrischen Signale zu messen, d.h. zu detektieren, ob die bioelektrischen Signale (fehlerhafterweise) von einem der Nutzsignalpfade auf den Störsignalpfad übergekoppelt haben. So kann auf einfache Weise detektiert werden, ob auf mindestens einem der Nutzsignalpfade des differentiellen Spannungsmesssystems ein Signalpfaddefekt, insbesondere Kabeldefekt, vorliegt.In accordance with the invention, in the method for detecting signal path defects in the differential voltage measuring system explained above, a first interference signal is measured on a first interference signal path and evaluated by a subsequent interference signal evaluation unit. This is done to measure at least part of the bioelectric signals, i. to detect whether the bioelectrical signals (erroneously) have overcoupled from one of the useful signal paths to the Störsignalpfad. Thus, it can be detected in a simple manner whether there is a signal path defect, in particular a cable defect, on at least one of the useful signal paths of the differential voltage measuring system.

Anstelle also wie beim Stand der Technik die Nutzsignalpfade bzw. die zu prüfenden Kabel selber zu prüfen, wird also nun indirekt auf einem Störsignalpfad gemessen und nach einem Nutzsignal gesucht, welches durch einen Fehler eines Nutzsignalpfads eingekoppelt wurde.So instead of checking the useful signal paths or the cables to be tested itself, as is the case in the prior art, it is then indirectly measured on an interference signal path and searched for a useful signal, which was coupled in by an error of a useful signal path.

Der Vorteil der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren ist, dass kein Techniker beziehungsweise Servicepersonal mehr benötigt wird, um einen Kabeldefekt zu detektieren. Die Messung auf dem Störsignalpfad kann während einer Nutzsignalmessung parallel und automatisch verlaufen und ein Kabeldefekt kann sofort sichtbar gemacht werden, beispielsweise auf einer Benutzerschnittstelle des differentiellen Spannungsmesssystems, beispielsweise eines EKG-Messsystems. Daher kann der Signalpfaddefekt, beziehungsweise Kabeldefekt, sofort z. B. durch das Bedienpersonal selber entdeckt werden und das Kabel kann sofort getauscht und eine korrekte Messung durchgeführt werden. Dadurch sinkt also auch die Gefahr, dass mit unentdeckten beschädigten Kabeln weiter gemessen wird.The advantage of the devices and methods of the invention described herein is that no technician or service personnel is needed anymore to detect a cable failure. The measurement on the Störsignalpfad can parallel and automatically during a useful signal measurement and a cable defect can be made immediately visible, for example on a user interface of the differential voltage measuring system, such as an ECG measuring system. Therefore, the signal path defect, or cable defect, immediately z. B. be discovered by the operator himself and the cable can be replaced immediately and a correct measurement can be performed. This also reduces the risk of further measurement with undetected damaged cables.

Die erfindungsgemäße Fehlerdetektionsvorrichtung kann eine eigenständige Komponente sein und beispielsweise als Nachrüstsatz in bereits bestehende EKGs, EEGs oder EMGs über beispielsweise Steckverbindungen, eingebaut bzw. vor- oder zwischengeschaltet werden, was später noch näher erläutert wird. Vorzugsweise ist die Fehlerdetektionsvorrichtung jedoch bereits fest in einem erfindungsgemäßen differentiellen Spannungsmesssystem integriert.The fault detection device according to the invention can be an independent component and, for example, as a retrofit kit in existing ECGs, EEGs or EMGs via, for example, connectors installed or upstream or interposed, which will be explained later in more detail. Preferably, however, the error detection device is already firmly integrated in a differential voltage measuring system according to the invention.

Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den Ansprüchen und Beschreibungsteilen zu einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele bzw. Varianten zu neuen Ausführungsbeispielen bzw. Varianten kombiniert werden können.Further, particularly advantageous embodiments and developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description, wherein the claims of a claim category can also be developed analogous to the claims and description parts to another claim category and in particular also individual features of different embodiments or variants new embodiments or variants can be combined.

Bei einem eingangs genannten differentiellen Spannungsmesssystem bzw. dem EKG-Messsystem, weist die Signalmessschaltung in der Regel eine erste und eine zweite Elektrode auf. Die Elektroden sind an einem Patienten angebracht, um ein dort anliegendes elektrisches Potential zu messen. Der Aufbau der Elektroden kann von der genauen Art der Messung abhängen, z.B. ob es sich um eine EKG-Messung, eine EEG-Messung oder eine EMG- Messung handelt und wo genau am Patienten das Potential gemessen werden soll. Geeignete Elektroden für verschiedene Einsatzzwecke sind dem Fachmann bekannt. Der Ausgang der Elektroden ist, vorzugsweise über die genannten Signalmesskabel, vorzugsweise mit einer Verstärkerschaltung, besonders bevorzugt einem Differenzverstärker, welcher die Differenz der mit den beiden Elektroden gemessenen Potentiale erfasst und verstärkt, elektrisch verbunden. Zudem weist die Signalmessschaltung eine Signalerfassungseinheit auf, die am Ausgang der Verstärkerschaltung geschaltet ist, um die verstärkten Signale oder z.B. die Potentialdifferenz zu erfassen und weiter zu nutzen und/oder aufzuzeichnen. Z. B. kann die Signalerfassungseinheit einen A/D Wandler und eine Einheit aufweisen, um das digitale Signal weiter zu verarbeiten.In a differential voltage measuring system mentioned above or the ECG measuring system, the signal measuring circuit generally has a first and a second electrode. The electrodes are attached to a patient to measure an electrical potential applied there. The structure of the electrodes may depend on the exact nature of the measurement, e.g. whether it is an ECG measurement, an EEG measurement or an EMG measurement and where exactly the potential should be measured on the patient. Suitable electrodes for various applications are known in the art. The output of the electrodes is, preferably via said signal measuring cable, preferably with an amplifier circuit, more preferably a differential amplifier, which detects the difference in the measured potential of the two electrodes and amplified, electrically connected. In addition, the signal measuring circuit has a signal detection unit connected at the output of the amplifier circuit in order to amplify the amplified signals or e.g. to capture the potential difference and continue to use and / or record. For example, the signal acquisition unit may include an A / D converter and a unit to further process the digital signal.

Bevorzugt weist die Signalmessschaltung des differentiellen Spannungsmesssystems einen dritten Nutzsignalpfad auf. Des Weiteren umfasst die Signalmessschaltung eine Treiberschaltung, welche zwischen einem Strommesswiderstand und die Signalerfassungseinheit geschaltet ist. Die Treiberschaltung wird auch als „Right-Leg-Drive“ (RLD) bezeichnet und ist für die Erzeugung eines Signals verantwortlich, welches auf die Durchschnitts-Gleichtaktspannung einzelner oder aller Signale geregelt wird. Die bereits oben erwähnten und gemessenen Gleichtaktstörsignale, können dadurch in den Nutzsignalpfaden eliminiert werden.The signal measuring circuit of the differential voltage measuring system preferably has a third useful signal path. Furthermore, the signal measuring circuit comprises a driver circuit which is connected between a current measuring resistor and the signal detection unit. The driver circuit is also referred to as "Right Leg Drive" (RLD) and is responsible for generating a signal which is regulated to the average common mode voltage of each or all of the signals. The common-mode interference signals already mentioned above and measured can thereby be eliminated in the useful signal paths.

Der dritte Nutzsignalpfad (bzw. „Right-Leg-Drive-Pfad“) sorgt für einen Potentialausgleich zwischen dem Patienten und dem differentiellem Spannungsmesssystem bzw. dem EKG-Messsystem, wobei die Elektrode des dritten Nutzsignalpfads vorzugsweise auf dem rechten Bein des Patienten angebracht ist, worauf die Bezeichnung „Right-Leg-Drive“ zurückzuführen ist. Grundsätzlich kann dieses dritte Potential aber auch an anderer Stelle am Patienten erfasst werden.The third useful signal path (or "right leg drive path") ensures potential equalization between the patient and the differential Voltage measuring system or the ECG measuring system, wherein the electrode of the third Nutzsignalpfads is preferably mounted on the right leg of the patient, whereupon the designation "Right Leg Drive" is due. Basically, this third potential can also be recorded elsewhere on the patient.

Auch der erste Störsignalpfad der erfindungsgemäßen Fehlerdetektionsvorrichtung ist vorzugsweise über eine Elektrode mit dem Patienten verbunden. Daher kann vorzugsweise der dritte Nutzsignalpfad ganz oder zumindest teilweise mit dem ersten Störsignalpfad, welcher nachfolgend näher erläutert wird, zusammenfallen bzw. diesem zumindest abschnittsweise entsprechen. Z. B. können für den dritte Nutzsignalpfad und dem ersten Störsignalpfad dieselbe Elektrode und dasselbe Kabel verwendet werden. Es ist also dann nicht einmal erforderlich, dass das Bedienpersonal zusätzliche Elektroden für die erfindungsgemäße Signalpfadprüfung am Patienten anlegt oder sonstige spezielle Maßnahmen durchführt.Also, the first Störsignalpfad the fault detection device according to the invention is preferably connected via an electrode to the patient. Therefore, the third useful signal path can preferably coincide completely or at least partially with the first interference signal path, which is explained in more detail below, or at least partially correspond to it. For example, the same electrode and the same cable may be used for the third payload path and the first disturbance signal path. It is then not even necessary for the operating personnel to apply additional electrodes for the signal path check according to the invention to the patient or to perform other special measures.

Der erste Störsignalpfad weist bevorzugt eine Strommesseinheit auf. Diese Strommesseinheit umfasst vorzugsweise einen Strommesswiderstand, bei welchem es sich bevorzugt um einen Shunt-Widerstand handelt, und eine zu diesem parallel geschaltete Spannungsmesseinrichtung.The first interference signal path preferably has a current measuring unit. This current measuring unit preferably comprises a current measuring resistor, which is preferably a shunt resistor, and a voltage measuring device connected in parallel therewith.

Der Strommesswiderstand kann dabei zwischen die dritte Elektrode und die Treiberschaltung der Signalmessschaltung, d.h. den Right-Leg-Drive, geschaltet werden.The current measuring resistor may in this case be connected between the third electrode and the driver circuit of the signal measuring circuit, i. the right leg drive.

Es ist bevorzugt, dass der Shunt-Widerstand mindestens einen Widerstandswert von 10 kΩ und maximal einen Widerstandswert von 1000 kΩ aufweist.It is preferable that the shunt resistor has at least a resistance value of 10 kΩ and a maximum resistance value of 1000 kΩ.

Bei der Spannungsmesseinrichtung handelt es sich vorzugsweise auch um einen Differenzverstärker. Der Störsignalpfad weist am Ausgang der Spannungsmesseinrichtung eine Störsignalerfassungseinheit auf, um das gemessene Störsignal weiter verarbeiten zu können. Die Störsignalerfassungseinheit umfasst z. B. einen A/D Wandler und eine Einheit, um das digitale Signal weiter zu verarbeiten.The voltage measuring device is preferably also a differential amplifier. The Störsignalpfad has at the output of the voltage measuring device to a Störsignalerfassungseinheit in order to process the measured noise signal can continue. The interference signal detection unit comprises z. As an A / D converter and a unit to process the digital signal on.

Beispielweise kann innerhalb des ersten Störsignals oder eines daraus resultierenden bzw. weiterverarbeitenden Signals, z. B. im Zeit- und/oder Frequenzbereich, nach typischen Merkmalen des bioelektrischen Signals gesucht werden, beispielweise in einem EKG-Signal nach den typischen RST-Zacken.For example, within the first interfering signal or a resulting or further processing signal, for. B. in the time and / or frequency range, are searched for typical features of the bioelectric signal, for example in an ECG signal after the typical RST waves.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Fehlerdetektionsvorrichtung einen zweiten Störsignalpfad zur Messung eines zweiten Störsignals auf. Dieser Störsignalpfad kann auf unterschiedliche Weise aufgebaut sein. Vorzugsweise kann er derart aufgebaut sein, dass keine bioelektrischen Signale eingekoppelt werden, aber andere Störsignale, die auch auf dem ersten Störsignalpfad auftreten, wie beispielsweise die oben beschriebenen Gleichtaktstörsignale. Der zweite Störsignalpfad kann bevorzugt für eine Referenzmessung für das Störsignal auf dem ersten Störsignalpfad dienen.In a particularly preferred embodiment, the error detection device has a second interference signal path for measuring a second interference signal. This Störsignalpfad can be constructed in different ways. Preferably, it may be constructed such that no bioelectric signals are injected, but other spurious signals that also occur on the first spurious signal path, such as the common mode spurious signals described above. The second interference signal path may preferably serve for a reference measurement for the interference signal on the first interference signal path.

Der zweite Störsignalpfad muss hierbei kein Signalmesskabel umfassen, sondern kann einer kapazitiven Messung bzw. Kopplung gegen Erde entsprechen.The second interference signal path does not have to include a signal measuring cable, but may correspond to a capacitive measurement or coupling to ground.

Bevorzugt verläuft der zweite Störsignalpfad zwischen einem Bezugspotential des differentiellen Spannungsmesssystems bzw. des EKG-Messsystems und einem externen Bezugspotential, z. B. dem Erdpotential. Diese elektrische Kopplung verläuft wie gesagt vorzugsweise über eine kapazitive Kopplung. Indem der Störsignalpfad nur über das gemeinsame Bezugspotential mit dem differentiellen Spannungsmesssystem, bzw. dem EKG-Messsystem, gekoppelt ist, ist das zweite Störsignal auf dem zweiten Störsignalpfad weitgehend unabhängig von den Eingangsimpedanzen der verwendeten Kabel in den Nutzsignalpfaden. Das Störsignal wird daher weitgehend von Gleichtaktstörsignalen bestimmt und enthält keine bioelektrischen Signale, wie beispielsweise EKG-Anteile.Preferably, the second Störsignalpfad runs between a reference potential of the differential voltage measuring system or the ECG measuring system and an external reference potential, z. B. the earth potential. As mentioned, this electrical coupling is preferably via a capacitive coupling. Since the interference signal path is coupled to the differential voltage measuring system or the ECG measuring system only via the common reference potential, the second interference signal on the second interference signal path is largely independent of the input impedances of the cables used in the useful signal paths. The interference signal is therefore largely determined by common-mode noise and contains no bioelectric signals, such as ECG components.

Zur Realisierung der kapazitiven Kopplung weist der zweite Störsignalpfad vorzugsweise eine mit dem Bezugspotential des differentiellen Spannungsmesssystem elektrisch verbundene Leiterfläche, zwischen dem differentiellem Spannungsmesssystem bzw. des EKG-Messsystems und dem Erdpotential, auf. Hierbei entspricht die Leiterfläche einer Koppelkapazität. Die Leiterfläche kann z. B. durch eine Metallplatte oder Folie realisiert werden.To implement the capacitive coupling, the second interference signal path preferably has a conductor surface electrically connected to the reference potential of the differential voltage measurement system, between the differential voltage measurement system or the ECG measurement system and the ground potential. Here, the conductor surface corresponds to a coupling capacity. The conductor surface can z. B. be realized by a metal plate or foil.

Die Leiterfläche beträgt vorzugsweise mindestens 3 cm2. Bevorzugt beträgt die Leiterfläche maximal 10 cm2.The conductor area is preferably at least 3 cm 2 . Preferably, the conductor area is a maximum of 10 cm 2 .

Auch der zweite Störsignalpfad kann eine Strommesseinheit aufweisen. Die Strommesseinheit kann hierbei vorzugsweise zwischen das Bezugspotential des differentiellen Spannungsmesssystems, des EKG-Messsystems und der kapazitiven Anbindung an das externe Bezugspotential der Leiterfläche, geschaltet sein. Des Weiteren kann auch diese Strommesseinheit vorzugsweise einen Strommesswiderstand und eine zu diesem parallel geschaltete Spannungsmesseinrichtung aufweisen. Bei dem Strommesswiderstand handelt es sich vorzugsweise um einen Shunt-Widerstand und bei der Spannungsmesseinrichtung bevorzugt um einen Differenzverstärker.The second interference signal path may also have a current measuring unit. The current measuring unit may in this case preferably be connected between the reference potential of the differential voltage measuring system, the ECG measuring system and the capacitive connection to the external reference potential of the conductor surface. Furthermore, this current measuring unit may also preferably have a current measuring resistor and a voltage measuring device connected in parallel with it. The current measuring resistor is preferably a shunt resistor and the voltage measuring device preferably by a differential amplifier.

Es ist bevorzugt, dass der Shunt-Widerstand mindestens einen Widerstandswert von 10 kΩ und maximal einen Widerstandswert von 1000 kΩ aufweist.It is preferable that the shunt resistor has at least a resistance value of 10 kΩ and a maximum resistance value of 1000 kΩ.

Der Störsignalpfad kann z. B. am Ausgang der Spannungsmesseinrichtung eine Störsignalerfassungseinheit aufweisen.The Störsignalpfad can z. B. at the output of the voltage measuring device have a Störsignalerfassungseinheit.

Sofern zwei Störsignalpfade genutzt werden, kann die Störsignalauswerteeinheit z. B. bevorzugt zwischen die beiden Störsignalerfassungseinheiten, die das erste und zweite Störsignal erfassen, gekoppelt sein. Die Störsignalauswerteeinheit kann dann vorzugsweise dazu eingerichtet sein, um ein Kombinationssignal, vorzugsweise ein Differenzsignal, aus dem ersten und zweiten Störsignal zu bilden, um so bioelektrische Signale auf dem ersten Störsignalpfad zu detektieren und somit einen Signalpfaddefekt bzw. Kabeldefekt nachzuweisen. Das Differenzsignal setzt sich hierbei aus dem ersten und zweiten Störsignal zusammen.If two Störsignalpfade be used, the Störsignalauswerteeinheit z. B. preferably be coupled between the two Störsignalerfassungseinheiten that detect the first and second interference signal. The Störsignalauswerteeinheit can then preferably be adapted to form a combination signal, preferably a difference signal, from the first and second interference signal, so as to detect bioelectric signals on the first Störsignalpfad and thus detect a signal path defect or cable defect. The difference signal is composed here of the first and second interference signal.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann die Fehlerdetektionsvorrichtung einen adaptiven Filter aufweisen, der in Abhängigkeit des ersten und zweiten Störsignals eingestellt ist. Vorzugsweise wird hierbei der Stellwerteingang des adaptiven Filters mit dem Kombinationssignal, bevorzugt dem Differenzsignal, als ein Rückkopplungswert beaufschlagt.In a particularly preferred embodiment, the error detection device may comprise an adaptive filter which is set as a function of the first and second interference signal. In this case, the control value input of the adaptive filter is preferably supplied with the combination signal, preferably the difference signal, as a feedback value.

Die Beaufschlagung des adaptiven Filters mit dem Kombinationssignal bzw. Differenzsignal dient dazu, einen möglichen unterschiedlichen Einfluss der Übertragungswege bzw. deren unterschiedliche Übertragungsfunktionen auf die Störsignale zu reduzieren. Die Filterung kann dabei ein Teil der Störsignalauswerteeinheit sein.The application of the adaptive filter with the combination signal or difference signal serves to reduce a possible different influence of the transmission paths or their different transmission functions on the interference signals. The filtering can be part of the Störsignalauswerteeinheit.

Als Kombinationssignal kann beispielsweise auch ein Verhältnis des ersten und zweiten Störsignals umfassen. As a combination signal, for example, a ratio of the first and second interference signal may include.

Bevorzugt weist der adaptive Filter einen LMS- oder RLS-Algorithmus auf, d.h. er arbeitet nach einem solchen Algorithmus.Preferably, the adaptive filter has an LMS or RLS algorithm, i. he works according to such an algorithm.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Fehlerdetektionsvorrichtung eine Ausgabeeinheit auf, die an den Ausgang der Störsignalauswerteeinheit angeschlossen ist oder extern, z. B. über eine Funkübertragung arbeitet. Die Ausgabeeinheit dient dazu, einen detektierten Signalpfaddefekt auszugeben bzw. gleich zu signalisieren. Diese Ausgabe oder Signalisierung kann dabei vor Ort z. B. optisch, akustisch erfolgen. Zudem kann die Signalisierung per Funk z. B. an einen Servicetechniker gesendet werden. Eine weitere Ausgabeform kann als Protokollierung, z. B. gemeinsam mit den Messdaten erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt die Protokollierung zeitlich korreliert zum Messsignal bzw. den zu messenden bioelektrischen Signalen, so dass z.B. bei einer nur zeitweise auftretenden Störung wie bei einem Wackelkontakt dokumentiert ist, welche Messwerte verwendbar sind und welche nicht.Preferably, the error detection device according to the invention has an output unit which is connected to the output of Störsignalauswerteeinheit or externally, z. B. works via a radio transmission. The output unit is used to output a detected signal path defect or to signal it the same. This output or signaling can be done on site z. B. optically, acoustically. In addition, the signaling by radio z. B. sent to a service technician. Another output form can be used as logging, z. B. done together with the measurement data. Particularly preferably, the logging is time-correlated to the measuring signal or the bioelectrical signals to be measured, so that e.g. in the case of a disturbance occurring only intermittently, as in the case of a loose contact, it is documented which measured values can be used and which are not.

Insbesondere wenn die Fehlerdetektionsvorrichtung in dem differentiellen Spannungsmesssystem integriert ist, ist die Ausgabeeinheit bevorzugt in einer Benutzerschnittstelle des differentiellen Spannungsmesssystems inkludiert. Dadurch kann beispielsweise das Bedienpersonal auf der Benutzerschnittstelle, z.B. einen Monitor, gleichzeitig die bioelektrischen Signale, beispielsweise EKG-Signale, überprüfen und zugleich einen Kabeldefekt detektieren.In particular, when the error detection device is integrated in the differential voltage measurement system, the output unit is preferably included in a user interface of the differential voltage measurement system. Thereby, for example, the operator on the user interface, e.g. a monitor, at the same time check the bioelectric signals, such as ECG signals, and at the same time detect a cable defect.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:

  • 1 schematisch eine Möglichkeit zur Positionierung der elektrischen Anschlüsse bzw. Kontakte eines EKG-Messsystems am Patienten,
  • 2 Röntgenbilder zweier EKG-Kabel mit Kinken,
  • 3 schematisch ein differentielles Spannungsmesssystem mit einer Fehlerdetektionsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 4 schematisch ein differentielles Spannungsmesssystem mit einer Fehlerdetektionsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 5 schematisch ein differentielles Spannungsmesssystem mit einer Fehlerdetektionsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 6 schematisch eine Signalverarbeitungsgrafik zur genaueren Erläuterung des differentiellen Spannungsmesssystem gemäß 5,
  • 7 ein Messdiagramm, das das Ausgangssignal einer Filtereinrichtung, wie sie im Zusammenhang mit den 5 und 6 erläutert wird, bei intaktem Kabel zeigt,
  • 8 ein Messdiagramm, das das Ausgangssignal einer Filtereinrichtung, wie sie im Zusammenhang mit den 5 und 6 erläutert wird, bei reduzierter Eingangsimpedanz durch eine Kinke im Kabel mit Markierung der Herzschlagerkennung zeigt.
The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures with reference to embodiments. The same components are provided with identical reference numerals in the various figures. The figures are usually not to scale. Show it:
  • 1 schematically a possibility for positioning the electrical connections or contacts of an ECG measuring system on the patient,
  • 2 X-ray images of two ECG cables with kins,
  • 3 1 schematically shows a differential voltage measuring system with an error detection device according to a first exemplary embodiment of the invention,
  • 4 schematically a differential voltage measuring system with an error detection device according to a second embodiment of the invention,
  • 5 schematically a differential voltage measuring system with an error detection device according to a third embodiment of the invention,
  • 6 schematically a signal processing diagram for more detailed explanation of the differential voltage measuring system according to 5 .
  • 7 a measurement diagram showing the output of a filter device, as in Related to the 5 and 6 is explained with intact cable shows
  • 8th a measurement diagram showing the output of a filter device, as related to the 5 and 6 is shown with reduced input impedance through a kink in the cord with mark of heartbeat detection.

In den Figuren wird exemplarisch jeweils von einem EKG-Messsystem 1 als differentielles Spannungsmesssystem 1 ausgegangen, um bioelektrische Signale BS, hier EKG-Signale BS, zu messen. Die Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt.In the figures, each example of an ECG measuring system 1 as a differential voltage measuring system 1 assumed to be bioelectric signals BS , here ECG signals BS , to eat. However, the invention is not limited thereto.

Die 1 zeigt ein EKG-Messsystems 1, nämlich eine Außenansicht eines EKG-Geräts 27 mit seinen elektrischen Anschlüssen und daran über Kabeln K angeschlossene Elektroden 3, 4, 5, um an einem Patienten P EKG-Signale BS zu messen. Dieses EKG-Messsystem 1 ist mit Hilfe der Erfindung in der Lage, einen Kabeldefekt D in einem der Kabel K zu detektieren.The 1 shows an ECG measuring system 1 namely an external view of an ECG device 27 with its electrical connections and it's over cables K connected electrodes 3 . 4 . 5 to a patient P ECG signals BS to eat. This ECG measuring system 1 is by means of the invention capable of a cable defect D in one of the cables K to detect.

Um die EKG-Signale BS zu messen, werden mindestens eine erste Elektrode 3 und eine zweite Elektrode 4 benötigt, die auf dem Patienten P angebracht sind. Durch Signalmesskabel K sind die Elektroden 3, 4 über Anschlüsse 25a, 25b meist Steckverbindungen 25a, 25b mit dem EKG-Gerät 27 verbunden.To the ECG signals BS At least one first electrode will be measured 3 and a second electrode 4 needed on the patient P are attached. By signal measuring cable K are the electrodes 3 . 4 over connections 25a . 25b mostly connectors 25a . 25b with the ECG device 27 connected.

Eine dritte Elektrode 5 dient als Referenzelektrode um einen Potentialausgleich zwischen dem Patienten P und dem EKG-Gerät 27 zu schaffen. Dies wird später noch genauer erläutert. Klassisch wird diese dritte Elektrode am rechten Bein des Patienten angebracht (weshalb wie oben erwähnt dieser Anschluss oft auch als „Right-Leg-Drive“ bzw. „RLD“ bezeichnet wird). Sie kann aber, wie hier auch, an einer anderen Stelle positioniert werden. Darüber hinaus können über weitere Anschlüsse, welche in den Figuren nicht dargestellt sind, am EKG-Gerät 27 noch eine Vielzahl weiterer Kontakte für weitere Ableitungen (Potentialmessungen) am Patienten P angebracht und für die Bildung von geeigneten Signalen genutzt werden.A third electrode 5 serves as a reference electrode to equipotential bonding between the patient P and the ECG device 27 to accomplish. This will be explained later in more detail. Classically, this third electrode is attached to the right leg of the patient (which is why, as mentioned above, this connection is often referred to as "Right Leg Drive" or "RLD"). But it can also be positioned at a different location, as here. In addition, via further connections, which are not shown in the figures, on the ECG device 27 a large number of further contacts for further derivations (potential measurements) on the patient P attached and used for the formation of suitable signals.

Zwischen den einzelnen Elektroden 3,4,5 bilden sich die Spannungspotentiale UEKG34 , UEKG45 und UEKG35 die zur Messung der EKG-Signale BS dienen.Between the individual electrodes 3,4,5, the voltage potentials form UEKG 34 . UEKG 45 and UEKG 35 for measuring the ECG signals BS serve.

Die gemessenen EKG-Signale BS werden auf einer Benutzerschnittstelle 14 des EKG-Geräts 27 angezeigt.The measured ECG signals BS be on a user interface 14 of the ECG device 27 displayed.

Der Patient P ist bei der EKG-Messung zumindest kapazitiv mit dem Erdpotential E gekoppelt (in 1 durch eine Kopplung am Kopf und dem rechten Bein schematisch dargestellt). Er unterliegt jedoch einer sich mit der Zeit t veränderten ständigen Störquelle Ucm, beispielsweise einem durch die Stromversorgung mit 50 Hz Wechselstrom entstehendem elektrischen Feld, und dem daraus resultierendem über den Patienten vorliegenden geringen Störsignal nsource(t), welches durch die relativ empfindliche Messung zwangsläufig mit erfasst wird. The patient P is at least capacitive with the ground potential in the ECG measurement e coupled (in 1 schematically represented by a coupling on the head and the right leg). However, it is subject to a constant disturbance source U cm which has changed with time t, for example an electric field resulting from the 50 Hz alternating current supply, and the resulting low interference signal n source (t), which is caused by the relatively sensitive measurement is inevitably included.

Durch diese Störquelle Ucm werden in der Regel Störsignale über den Patienten P auf die Messleitungen in den Signalmesskabeln K eingekoppelt, auf die später noch verwiesen wird.As a result of this source of interference U cm , interfering signals are generally transmitted to the patient P on the test leads in the signal measuring cables K coupled, which will be referred to later.

Die Signalmesskabel K, welche von der Elektrode 3 und 4 zum EGK-Gerät 27 führen, sind hierbei ein Teil der Nutzsignalpfade 6a, 6b. Das Signalmesskabel K, welches von der Elektrode 5 zum EGK-Gerät 27 führt, entspricht hierbei einem Teil eines dritten Nutzsignalpfads 7N. Der dritte Nutzsignalpfad 7N überträgt Störsignale nRLD(t) der Störquelle Ucm, welche über den Patienten P und die Elektroden eingekoppelt wurden.The signal measuring cable K which of the electrode 3 and 4 to the EGK device 27 lead, are here part of the Nutzsignalpfade 6a . 6b , The signal measuring cable K which is from the electrode 5 to the EGK device 27 leads, this corresponds to a part of a third Nutzsignalpfads 7N , The third payload path 7N transmits interfering signals n RLD (t) of the source of interference U cm , which are transmitted to the patient P and the electrodes were coupled.

Wie zuvor beschrieben werden die Elektroden über Signalmesskabel K an das EKG-Gerät 27 angeschlossen. Um die Anwendung des EKG-Messsystems 1 am Patienten P möglichst einfach zu gestalten, sollen die Kabel K schlank, leicht und zugleich geschirmt sein. Diese Merkmalskombination, wie eingangs beschrieben, führen jedoch oft zu Kabeldefekten D wie sie auf den Röntgenbildern zweier Kabel K, die z. B. in einem EKG-Gerät 27 zur Messung eines EKG-Signals BS Anwendung finden, in 2 zu sehen sind. Die beiden Kabel K zeigen hierbei jeweils einen Kabeldefekt D in Form einer Kinke D. Dieser Kabeldefekt D kann nach einer Biegung oder Torsion der Kabel K entstehen. Hierbei kann es zu einer irreversiblen Auswölbung der Messleitungen kommen, welche die Leitungs-Isolation durchbricht. Durch die Durchbrechung der Leitungs-Isolation kann ein Kontakt zwischen den Messleitungen und der Schirmung S entstehen. Durch diesen Kontakt kommt es zu einer Reduzierung der Eingangsimpedanz und zu einer Verstärkung von Störungen. Die Erfindung dient insbesondere dazu, solch beschriebene Kinken D und anderer Kabeldefekte D zu erkennen.As previously described, the electrodes are via signal measuring cables K to the ECG device 27 connected. To the application of the ECG measuring system 1 on the patient P as simple as possible, the cables should K slim, light and at the same time shielded. However, this feature combination, as described above, often leads to cable defects D as seen on the X-ray images of two cables K that z. B. in an ECG device 27 for measuring an ECG signal BS Find application in 2 you can see. The two cables K each show a cable defect D in the form of a Kinke D , This cable defect D can after a bend or twist of the cable K arise. This can lead to an irreversible bulging of the test leads, which breaks the line insulation. By breaking the line insulation, contact between the test leads and the shield can occur S arise. This contact reduces input impedance and amplifies noise. The invention serves in particular for such described kinks D and other cable defects D to recognize.

Um diese Kabeldefekte D nun zu erkennen weist das erfindungsgemäße EKG-Messsystem 1 eine Fehlerdetektionsvorrichtung 40, welche später noch genauer erläutert wird, auf.To these cable defects D the ECG measuring system according to the invention can now be seen 1 an error detection device 40 , which will be explained later in more detail, on.

Mit Hilfe dieser Fehlerdetektionsvorrichtung 40 werden die Kabel K auf beispielsweise die oben beschriebenen Kabeldefekte D überprüft.With the help of this error detection device 40 be the cables K on, for example, the cable defects described above D checked.

Das durch die Fehlerdetektionsvorrichtung 40 generierte Prüfsignal PS, welches einen Kabeldefekt signalisiert, kann wie in 1 gezeigt, durch eine Ausgabeeinheit 16' auf der Benutzerschnittstelle 14 des EKG-Geräts 27 angezeigt und dargestellt werden. Hierdurch können nicht nur die EKG- Signale BS, sondern zeitgleich auf der Benutzerschnittstelle 14 auch die Kabel K auf einen eventuellen Kabeldefekt D überwacht werden.The fault detection device 40 generated test signal PS , which signals a cable failure, can as in 1 shown by an output unit 16 ' on the user interface 14 of the ECG device 27 be displayed and displayed. This not only allows the ECG signals BS but at the same time on the user interface 14 also the cables K on a possible cable defect D be monitored.

Die Ausgabeeinheit 16 muss aber nicht zwingend in die Benutzerschnittstelle integriert sein. Die Signalisierung kann z. B. auch über eine Signalleuchte, beispielsweise in Form einer LED (Leuchtdiode) oder dergleichen, realisiert werden, die einen Defekt signalisiert. Sie kann aber zusätzlich oder alternativ auch akustisch z. B. über einen Warnton erfolgen. Eine weitere Variante ist auch eine externe Übermittlung z. B. über Funk an einen Servicetechniker oder zur Ausgabe in einem Messprotokoll und so einen Kabeldefekt anzuzeigen bzw. zu protokollieren. Zudem kann das EKG-Gerät 27 wie in 1 gezeigt eine externe Schnittstelle 15 aufweisen, um beispielweise einen Anschluss für einen Drucker bereit zu stellen und/oder eine Speichereinrichtung oder sogar ein Netzwerk mit mehreren solcher verschiedener Einrichtungen.The output unit 16 but not necessarily integrated into the user interface. The signaling can z. B. via a signal light, for example in the form of an LED (light emitting diode) or the like, can be realized, which signals a defect. But you can additionally or alternatively acoustically z. B. via a warning tone. Another variant is also an external transmission z. B. by radio to a service technician or for output in a measurement report and so to display a cable defect or to log. In addition, the ECG device 27 as in 1 shown an external interface 15 to provide, for example, a port for a printer and / or a storage device or even a network with several such different devices.

In 3 ist sehr grob schematisch ein möglicher innerer Aufbau eines EKG-Geräts 27, beispielsweise des EKG-Geräts 27 aus 1, eines EKG-Messsystem 1 veranschaulicht.In 3 is very roughly schematically a possible internal structure of an ECG device 27 , for example, the ECG device 27 out 1 , an ECG measuring system 1 illustrated.

Das EKG-Messsystem 1 umfasst eine Signalmessschaltung 2 welche zur Messung der bioelektrischen Signale BS dient.The ECG measuring system 1 includes a signal measuring circuit 2 which for measuring the bioelectric signals BS serves.

Die Signalmessschaltung 2 hat hier wie oben erwähnt drei Nutzsignalpfade 6a ,6b, 7N. Die Nutzsignalpfade sind, wie zu 1 beschrieben, über die Elektroden 3, 4, 5, die Kabel K und die Steckverbindung 25a, 25b, 25c vom Patienten P mit dem EKG-Gerät 27 elektrisch verbunden. Die Elektroden 3, 4, 5 sind hier vereinfacht als ein RC-Glied dargestellt und veranschaulichen die Impedanz-Werte der Nutzsignalpfade 6a, 6b, 7N.The signal measuring circuit 2 has here as mentioned above three Nutzsignalpfade 6a . 6b . 7N , The payload paths are how to 1 described above the electrodes 3 . 4 . 5 , the cables K and the plug connection 25a . 25b . 25c from the patient P with the ECG device 27 electrically connected. The electrodes 3 . 4 . 5 are shown here in simplified form as an RC element and illustrate the impedance values of the useful signal paths 6a . 6b . 7N ,

Die erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4 stehen mit dem Patienten P derart in Kontakt, dass aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen den Ableitungsstellen, an denen die Elektroden 3, 4 am Patienten sitzen, ein Nutzsignal, z. B. ein „Herzstrom“ von den Elektroden 3, 4 zu einer Verstärkerschaltung 8, z. B. einem Operationsverstärker, übertragen wird. Die Verstärkerschaltung 8 umfasst zwei Eingänge und ist über diese mit der ersten und zweiten Elektrode 3,4 elektrisch verbunden. Das Ausgangssignal der Verstärkerschaltung 8 wird an eine Signalerfassungseinheit 9 übermittelt, welche das von der Verstärkerschaltung 8 verstärkte Nutzsignal erfasst. Der erste Nutzsignalpfad 6a verläuft hierbei vom Kontakt der ersten Elektrode 3 zu dem Patienten P über die erste Elektrode 3 bis zum Eingang der Verstärkerschaltung 8. Der zweite Nutzsignalpfad 6b verläuft von dem Kontakt der zweiten Elektrode 4 zu dem Patienten P über die zweite Elektrode 4 zum Eingang der Verstärkerschaltung 8.The first electrode 3 and the second electrode 4 stand with the patient P in such contact, that due to a potential difference between the discharge points, where the electrodes 3 . 4 sitting on the patient, a useful signal, z. B. a "heart stream" from the electrodes 3 . 4 to an amplifier circuit 8th , z. B. an operational amplifier, is transmitted. The amplifier circuit 8th includes two inputs and is electrically connected thereto via the first and second electrodes 3,4. The output signal of the amplifier circuit 8th is sent to a signal acquisition unit 9 transmitted by the amplifier circuit 8th amplified useful signal recorded. The first payload signal path 6a in this case runs from the contact of the first electrode 3 to the patient P over the first electrode 3 to the input of the amplifier circuit 8th , The second payload path 6b runs from the contact of the second electrode 4 to the patient P over the second electrode 4 to the input of the amplifier circuit 8th ,

Die in Zusammenhang mit 1 beschriebene dritte Elektrode 5 ist über das Kabel K mit einem Strommesswiderstand 10, im folgenden Shunt-Widerstand genannt, elektrisch verbunden. Der Shunt-Widerstand 10 ist zudem mit einer Treiberschaltung 11, welche wie bereits erläutert auch als Right-Leg-Drive bezeichnet wird, elektrisch verbunden. Die Treiberschaltung 11 ist so aufgebaut, dass über die Elektrode 5 ein Referenzpotential an den Patienten angelegt wird, welches den Gleichtaktspannungen mit EKG-Anteilen entspricht. Beispielsweise kann dieses Referenzpotential in bekannter Weise auf einen inversen, verstärkten Mittelwert der Messleitungen gesetzt werden.The related to 1 described third electrode 5 is over the cable K with a current measuring resistor 10 , hereinafter referred to as shunt resistor, electrically connected. The shunt resistor 10 is also equipped with a driver circuit 11 , which is also referred to as right leg drive, as already explained, electrically connected. The driver circuit 11 is constructed so that over the electrode 5 a reference potential is applied to the patient, which corresponds to the common-mode voltages with ECG portions. For example, this reference potential can be set in a known manner to an inverse, amplified mean value of the measurement lines.

Dadurch kann das Referenzpotential auf die Gleichtaktspannung festgelegt werden. Die unter anderem mit Hilfe des Shunt-Widerstands detektierte Gleichtaktspannung wird zudem noch zu weiteren Zwecken benötigt, welche später noch genauer erläutert werden.This allows the reference potential to be set to the common mode voltage. The common-mode voltage detected with the help of the shunt resistor, in addition, is also required for further purposes, which will be explained in more detail later.

Um die bereits erwähnten Kabeldefekte D zu erkennen weist das erfindungsgemäße differentielle Spannungsmesssystem 1 zur oben beschriebenen Signalmessschaltung 2, zusätzlich die Fehlerdetektionsvorrichtung 40 auf, welche einen Störsignalpfad 7S umfasst.To the already mentioned cable defects D can be seen, the differential voltage measuring system according to the invention 1 to the signal measuring circuit described above 2 , in addition the fault detection device 40 on which a Störsignalpfad 7S includes.

Die Fehlerdetektionsvorrichtung 40 misst die über dem Shunt-Widerstand 10 abfallende Spannung durch eine zu ihm parallel geschaltete Spannungsmesseinrichtung 12. Die Spannungsmesseinrichtung 12 kann dabei durch einen Verstärker, z. B. einen PGA, realisiert werden und gibt so die Störsignale nRLD(t) aus. Das von der Spannungsmesseinrichtung 12 so gemessene und verstärkte erste Störsignal nRLD(t) wird durch eine am Ausgang der Spannungsmesseinrichtung 12 angeschlossene Störsignalauswerteeinheit 13 verarbeitet. Die Störsignalauswerteeinheit 13 kann beispielsweise durch einen A/D-Wandler und eine Recheneinrichtung mit geeigneter Software und/oder durch ein oder mehrere ASICs (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) oder dergleichen realisiert werden, um das Störsignale nRLD(t) zu digitalisieren und gegebenenfalls weiter zu verarbeiten und/ oder auszuwerten. In der Figur wird ein digitales Störsignal SRLD[k] von der Störsignalauswerteeinheit 13 ausgegeben. [k] entspricht hierbei einer Laufnummer eines Abtastwerts des Signals, repräsentiert somit also ebenfalls die Zeit t nur in Form einer „Abtastwertanzahl“.The error detection device 40 measures the above the shunt resistance 10 decreasing voltage through a parallel to him voltage measuring device 12 , The tension measuring device 12 can be replaced by an amplifier, z. As a PGA, be realized and are so the interference signals n RLD (t) out. That of the tension measuring device 12 so measured and amplified first interference signal n RLD (t) is by a at the output of the voltage measuring device 12 connected Störsignalauswerteeinheit 13 processed. The Störsignalauswerteeinheit 13 For example, it can be realized by an A / D converter and a computing device with suitable software and / or by one or more ASICs (application specific integrated circuit) or the like to the interference signals n RLD (t) to digitize and if necessary to further process and / or evaluate. In the figure, a digital interfering signal S RLD [k] from the Störsignalauswerteeinheit 13 output. [k] corresponds here to a sequence number of a sample of the signal, thus also representing the time t only in the form of a "sample number".

Im Rahmen einer Auswertung kann das digitale Störsignal SRLD[k] z. B. im Zeit- und/oder Frequenzbereich nach typischen Merkmalen des EKG-Signals durchsucht werden.As part of an evaluation, the digital interference signal S RLD [k] z. B. in the time and / or frequency range for typical characteristics of the ECG signal are searched.

Der erste Störsignalpfad 7S wird hierbei also durch den Teil des dritten Nutzsignalfades 7N zwischen der dritten Elektrode 5, bzw. dem Kontakt zum Patienten P über die dritte Elektrode 5, bis zum Eingang der Treiberschaltung 10 gebildet. The first interference signal path 7S So here is the part of the third Nutzsignalfades 7N between the third electrode 5 , or the contact with the patient P over the third electrode 5 , to the input of the driver circuit 10 educated.

Mit anderen Worten, der Signalpfad 7N, 7S umfassend die dritte Elektrode 5, das Kabel K sowie die weitere geräteinterne Leitung (mit dem Shunt-Widerstand 10) bis zur Treiberschaltung 11 hat hier eine Doppelfunktion. Sie gehören zum einen zur Signalmessschaltung 2, um einen Potentialausgleich zwischen dem Patienten P und dem EKG-Gerät 27 herzustellen, und zum anderen zur Fehlerdetektionsvorrichtung 40, um die Störsignale, bzw. Gleichtaktstörsignale und bei einem Kabeldefekt D mögliche fehlerhaft übergekoppelte Nutzsignale, hier die EKG-Signale BS, zu erfassen.In other words, the signal path 7N . 7S comprising the third electrode 5 , the cable K as well as the further device-internal line (with the shunt resistor 10 ) to the driver circuit 11 has a double function here. They belong on the one hand to the signal measuring circuit 2 to equipotential bonding between the patient P and the ECG device 27 and to the error detection device 40 to the interference signals or common-mode interference signals and in the event of a cable defect D possible incorrectly coupled useful signals, here the ECG signals BS , capture.

Die Fehlerdetektionsvorrichtung 40 muss aber nicht, wie z. B. in 3 gezeigt, in dem EKG-Messsystem integriert sein. Sie kann auch in ein bereits bestehendes EKG-Messsystem über beispielsweise Steckverbindungen, eingebaut werden oder auch vor- oder zwischengeschaltet sein. Durch eine solche Nachrüstung ist es möglich, auch mit einem bereits bestehendem EKG-Messsystem Kabeldefekte D zu detektieren.The error detection device 40 but does not have, such. In 3 shown to be integrated in the ECG measuring system. It can also be installed in an already existing ECG measuring system via, for example, plug-in connections, or also upstream or in between. Such a retrofit makes it possible, even with an existing ECG measuring system cable defects D to detect.

Um die EKG-Signale BS sowie eventuelle Kabeldefekte D mittels eines Prüfsignals PS (siehe 1) auf der Benutzerschnittstelle 14 parallel anzuzeigen, ist diese an die Signalerfassungseinheit 9 der Signalmessschaltung 2 und an die Störsignalauswerteeinheit 13 der Fehlerdetektionsvorrichtung 40 angeschlossen. Die Benutzerschnittstelle 14 ist hier daher mit einer Ausgabeeinheit 16' gezeigt, um diese Möglichkeit darzustellen.To the ECG signals BS as well as possible cable defects D by means of a test signal PS (please refer 1 ) on the user interface 14 in parallel, this is to the signal acquisition unit 9 the signal measuring circuit 2 and to the Störsignalauswerteeinheit 13 the fault detection device 40 connected. The user interface 14 is here therefore with an output unit 16 ' shown to illustrate this possibility.

Die oben beschriebene weitere Ausgabeeinheit 16 zur beispielsweise optischen und/oder akustischen Signalisierung eines Kabeldefekts D ist hier ebenfalls mit einem Ausgang der Störsignalauswerteeinheit 13 gekoppelt.The further output unit described above 16 for example, optical and / or acoustic signaling of a cable defect D is here also with an output of Störsignalauswerteeinheit 13 coupled.

Zudem ist das differentielle Spannungsmesssystem 1 wie schon erwähnt mit einer externen Schnittstelle 15 beispielsweise für ein Netzwerk, einen Drucker und/oder einen Speichert etc. ausgestattet, die z. B. mit der Signalerfassungseinheit 9 der Signalmessschaltung 2 und/oder Störsignalauswerteeinheit 13 signaltechnisch verbunden sein kann.In addition, the differential voltage measuring system 1 as already mentioned with an external interface 15 For example, for a network, a printer and / or a memory etc. equipped, the z. B. with the signal detection unit 9 the signal measuring circuit 2 and / or Störsignalauswerteeinheit 13 can be connected by signal technology.

In 4 wird eine weitere Ausgestaltung des differentielles Spannungsmesssystem 1 bzw. des EKG-Messsystems 1 ähnlich dem in 3, gezeigt. Dieses differentielle Spannungsmesssystem 1 umfasst ebenfalls eine Signalmessschaltung 2 und eine Fehlerdetektionsvorrichtung 41.In 4 becomes a further embodiment of the differential voltage measuring system 1 or the ECG measuring system 1 similar to the one in 3 , shown. This differential voltage measuring system 1 also includes a signal measuring circuit 2 and an error detection device 41 ,

Die Signalmessschaltung 2 entspricht der in Zusammenhang mit 2 beschriebenen Signalmessschaltung 2.The signal measuring circuit 2 corresponds to in connection with 2 described signal measuring circuit 2 ,

Die Fehlerdetektionsvorrichtung 41 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, um die Signalpfaddefekte D, bzw. Kabeldefekte D, zu detektieren. Die Fehlerdetektionsvorrichtung 41 weist hierbei zwei Störsignalpfade 7S, 22 auf. Der erste Störsignalpfad 7S umfasst, wie bei dem Ausführungsbeispiel in 2, die dritte Elektrode 5, welche mit ihrem Eingang an einen Patienten P angeschlossen ist und verläuft bis zu dem Shunt-Widerstand 10, der mit dem Ausgang der Elektrode 5 elektrisch verbunden ist. Die über dem Shunt-Widerstand 10 abfallende Spannung wird auch hier von der parallel zum Shunt-Widerstand 10 geschalteten Spannungsmesseinrichtung 12 gemessen. Das dadurch gemessene Störsignal nRLD(t) wird anschließend von einer an den Ausgang der Spannungsmesseinrichtung 12 geschalteten Störsignalerfassungseinheit 17 digitalisiert, weiter verarbeitet und erfasst.The error detection device 41 represents another embodiment of the invention to the signal path defects D , or cable defects D to detect. The error detection device 41 here has two Störsignalpfade 7S . 22 on. The first interference signal path 7S includes, as in the embodiment in 2 , the third electrode 5 which with their entrance to a patient P is connected and runs up to the shunt resistor 10 that with the output of the electrode 5 electrically connected. The above the shunt resistor 10 Falling voltage is also here by the parallel to the shunt resistor 10 switched voltage measuring device 12 measured. The thus measured interference signal n RLD (t) is then from a to the output of the voltage measuring device 12 switched Störsignalerfassungseinheit 17 digitized, further processed and recorded.

Die Fehlerdetektionsvorrichtung 41 umfasst hier zusätzlich eine zweite Strommesseinheit 19, 20. Mit dieser zweiten Strommesseinheit 19, 20 wird der von einem internen Bezugspotential V des EKG-Geräts 27 über eine kapazitive Kopplung zu einem externen festen Bezugspotential E, dem Erdpotential E, fließende Strom gemessen. Bei diesem zweiten gemessenen Störsignal nCM(t) handelt es sich vor allem wieder um Gleichtaktstörsignale. Die kapazitive Kopplung zwischen dem EKG-Gerät 27 und dem Erdpotential E ist ohnehin immer vorhanden. Um einen definierten Störsignalpfad 22 für dieses Störsignal nCM(t) zur Verfügung zu stellen, an dem das Störsignal nCM(t) gut gemessen werden kann, wird eine großflächigere Leiterfläche 23, z. B. in Form einer Metallplatte oder einer Folie, mit dem internen Bezugspotential V des EKG-Geräts 27 verbunden, welches eine „Kondensatorfläche“ gegen das Erdpotential E bildet. Die zweite Strommesseinheit 19, 20 ist in diesen zweiten Störsignalpfad 22 zwischen internem Bezugspotential V und Leiterfläche 23 geschaltet.The error detection device 41 here additionally includes a second current measuring unit 19 . 20 , With this second current measuring unit 19 . 20 becomes that of an internal reference potential V of the ECG device 27 via a capacitive coupling to an external fixed reference potential e , the earth potential e , flowing current measured. In this second measured interference signal n CM (t) Above all, these are again common-mode interference signals. The capacitive coupling between the ECG device 27 and the earth potential e is always available anyway. To a defined Störsignalpfad 22 for this interference signal n CM (t) to provide at which the interfering signal n CM (t) can be measured well, becomes a larger area conductor surface 23 , z. B. in the form of a metal plate or a foil, with the internal reference potential V of the ECG device 27 connected, which has a "capacitor area" against the ground potential e forms. The second current measuring unit 19 . 20 is in this second Störsignalpfad 22 between internal reference potential V and conductor surface 23 connected.

Für die zweite Strommesseinheit 19, 20, wird zur Strommessung auf dem zweiten Störsignalpfad 22 ein zwischen internes Bezugspotential V und Leiterfläche 23 geschalteter Strommesswiderstand 19, im weiteren zweiter Shunt-Widerstand genannt, verwendet und eine zu diesem parallel geschaltete Spannungsmesseinrichtung 20. Die Spannungsmesseinrichtung 20 kann dabei wieder durch einen Verstärker, z. B. durch einen PGA, realisiert werden.For the second current measuring unit 19 . 20 , becomes the current measurement on the second noise path 22 one between internal reference potential V and conductor surface 23 switched current measuring resistor 19 , called in the following second shunt resistor, used and connected in parallel to this voltage measuring device 20 , The tension measuring device 20 can again by an amplifier, z. B. by a PGA realized.

Das gemessene zweite Störsignal nCM(t) wird durch eine an den Ausgang der Spannungsmesseinrichtung 20 geschaltete Störsignalerfassungseinheit 21 erfasst, z. B. durch einen A/D Wandler digitalisiert und gegebenenfalls weiter verarbeitet.The measured second interference signal n CM (t) is passed through a to the output of the voltage measuring device 20 switched Störsignalerfassungseinheit 21 recorded, z. B. digitized by an A / D converter and optionally further processed.

Das erste Störsignal SRLD[k], welches Gleichtaktstörsignale und bei einer reduzierten Eingangsimpedanz, also bei einem Defekt der Kabel K bzw. Messleitungen auch EKG-Signale (nämlich unabsichtlich übergekoppelte Anteile des EKG-Signals BS) enthält, wird mit dem zweiten Störsignal SCM[k], welches nur Gleichtaktstörsignale enthält, in einer - hier vorzugsweise digital arbeitenden - Störsignalauswerteeinheit 18 gemeinsam ausgewertet. Die Störsignalauswerteeinheit 18 ist hierzu mit den beiden Störsignalerfassungseinheiten 17,21 elektrisch verbunden. The first interference signal S RLD [k] which common mode noise and at a reduced input impedance, so in a defect of the cable K or measuring lines and ECG signals (namely unintentionally overcoupled portions of the ECG signal BS ), with the second interfering signal S CM [k] , which contains only common-mode interference signals, in a - preferably digitally operating - Störsignalauswerteeinheit 18 evaluated together. The Störsignalauswerteeinheit 18 For this purpose, it is electrically connected to the two interference signal detection units 17,21.

Die Störsignalauswerteeinheit 18 ist hierbei eingerichtet, um die beiden Störsignale SRLD[K] und SCM[k] so zu verarbeiten, dass die Gleichtaktstörungen auf dem ersten Störsignalpfad 7S von den dort bei defekten Kabel K bzw. Messleitungen auftretenden EKG-Signalen BS getrennt bzw. unterschieden werden können und damit einhergehend ein Kabeldefekt D leichter nachgewiesen werden kann. Zur Auswertung der Störsignale SRLD[k], SCM[k], die ja hier digital vorliegen, kann die Störsignalauswerteeinheit 18 wieder durch eine Recheneinrichtung mit geeigneter Software realisiert werden und/oder beispielsweise auch durch einen oder mehrere ASIC.The Störsignalauswerteeinheit 18 This is set up to the two interference signals S RLD [K] and S CM [k] to process so that the common mode noise on the first Störsignalpfad 7S from there with broken cables K or test leads occurring ECG signals BS can be separated or distinguished and, consequently, a cable defect D can be detected more easily. For evaluation of the interference signals S RLD [k] . S CM [k] , which are digital here, can the Störsignalauswerteeinheit 18 be realized again by a computing device with suitable software and / or for example by one or more ASIC.

Vorzugsweise kann die Störsignalauswerteeinheit 18 so ausgebildet sein, dass aus den beiden Störsignalen SRLD[k], SCM[k] ein Ausgangssignal erzeugt wird, in dem die Gleichtaktstörungen auf dem ersten Störsignalpfad 7S eliminiert sind und nur die im Fehlerfall auftretenden EKG-Signale bzw. EKG-Signalanteile verbleiben.Preferably, the Störsignalauswerteeinheit 18 be formed so that from the two interfering signals S RLD [k] . S CM [k] generating an output signal in which the common mode noise on the first noise path 7S are eliminated and only the ECG signals or ECG signal components occurring in the event of a fault remain.

Ein Teil dieser Störsignalauswerteeinheit 18 kann hierzu bei einer besonders bevorzugten Variante der Fehlerdetektionsvorrichtung 42, wie sie in 5 gezeigt ist, mit Hilfe einer Filtereinrichtung 30 realisiert werden. Diese Filtereinrichtung 30 filtert das zweite Störsignal SCM[k] so, dass bei einer Differenzbildung des ersten und zweiten Störsignals SRLD[k], SCM[k], das resultierende Differenzsignal bei einem intaktem Signalmesskabel K null oder nahezu bzw. im Wesentlichen null wäre (gegebenenfalls mit üblichem Messrauschen).Part of this Störsignalauswerteeinheit 18 this can be done in a particularly preferred variant of the error detection device 42 as they are in 5 is shown with the aid of a filter device 30 will be realized. This filter device 30 filters the second interference signal S CM [k] so that when a difference of the first and second interference signal S RLD [k] . S CM [k] , the resulting difference signal on an intact signal measuring cable K zero or near or substantially zero (possibly with standard measurement noise).

In der Filtereinrichtung 30 durchläuft das zweite Störsignal SCM[k] einer Filterung durch einen adaptiven Filter 24. Ein anschließendes Summierglied 29 führt eine Differenzbildung des ersten Störsignals SRLD[k] (welches unverändert bleibt) und zweiten Störsignals SCM[k] durch. Der verwendete adaptive Filter 24 wird hierbei abhängig von den beiden Störsignale SRLD[k], SCM[k] bzw. deren Differenz eingestellt. Hierzu wird bevorzugt ein Stellwerteingang 24E, welcher mit dem Ausgang des Summierglieds 29 verbunden ist, mit dem entstehendem Differenzsignal EKGAE[k] (als ein Kombinationssignal EKGAE[k]) der beiden Störsignale SRLD[k], SCM[k] beaufschlagt.In the filter device 30 goes through the second interference signal S CM [k] filtering by an adaptive filter 24 , A subsequent summing element 29 performs a difference formation of the first interference signal S RLD [k] (which remains unchanged) and second interfering signal S CM [k] by. The used adaptive filter 24 depends on the two interfering signals S RLD [k] . S CM [k] or set their difference. For this purpose, a control value input is preferred 24E which is connected to the output of the summing element 29 is connected, with the resulting difference signal ECG AE [k] (as a combination signal ECG AE [k]) the two interfering signals S RLD [k] . S CM [k] applied.

Optional kann das dadurch entstehende Differenzsignal EKGAE[k] durch eine an den Ausgang der Filtereinrichtung 30 gekoppelte Signalverarbeitungseinheit 26 weiterverarbeitet, z. B. geglättet, werden und bildet dann das Prüfsignal PS. Ohne Kabeldefekt K ist das Signal dann nicht mehr signifikant, bei einem Kabeldefekt K enthält das Prüfsignal PS dann nur noch die durch die Nutzsignalpfade 6a, 6b eingekoppelten EKG-Signal-Anteile (vgl. die später noch erläuterten 7 und 8). Die Signalverarbeitungseinheit 26 kann dann beispielweise nach diesen EKG-Signal-Anteilen suchen, um zu bestimmen, ob das Signal einen Kabeldefekt D angibt. Diese Auswertung kann beispielsweise über eine Schwellwert-Analyse oder eine Herzschlagerkennungs-Analyse erfolgen. Es können aber auch eine Vielzahl von weiteren Algorithmen verwendet werden, wie beispielsweise eine Mustererkennung oder ein Kalman-Filter, um das Differenzsignal EKGAE[k] bzw. Kombinationssignal EKGAE[k] auszuwerten. Auch eine Analyse im Zeit- oder Frequenzbereich ist möglich.Optionally, the resulting difference signal ECG AE [k] through a to the output of the filter device 30 coupled signal processing unit 26 further processed, z. B. smoothed, and then forms the test signal PS , Without cable defect K the signal is then no longer significant, with a cable defect K contains the test signal PS then only the through the Nutzsignalpfade 6a . 6b coupled ECG signal components (see the later explained 7 and 8th ). The signal processing unit 26 may then, for example, search for these ECG signal portions to determine if the signal is a cable defect D indicates. This evaluation can take place, for example, via a threshold value analysis or a heartbeat recognition analysis. However, a variety of other algorithms may be used, such as a pattern recognition or a Kalman filter, for the difference signal ECG AE [k] or combination signal ECG AE [k] evaluate. An analysis in the time or frequency domain is possible.

Weitere Aufbauformen für die Störsignalauswerteeinheit 18 sind ebenfalls möglich. So wäre es beispielsweise einen weitere Möglichkeit, das Verhältnis des ersten Störsignals SRLD[k] und des zweiten Störsignals SCM[k] (als ein weiteres Kombinationssignal EKGAE[k]) zu bilden und beispielsweise als Prüfsignal zu nutzen, z. B. weiter zu verarbeiten, auszuwerten, darzustellen und/oder zu protokollieren. Bei einer verringerten Eingangsimpedanz eines Signalmesskabels sinkt der Anteil des Gleichtaktstörsignals auf dem ersten Störsignalpfad 7S und steigt dafür auf dem zweiten Störsignalpfad 22. Dadurch ändert sich bei einem Kabeldefekt das Verhältnis von erstem Störsignals SRLD[k] zu zweitem Störsignals SCM[k]. Dieses Verhältnis lässt sich z.B. ebenfalls mit einer geeigneten Filtereinrichtung ermitteln. Auch hier kann das durch die Filtereinrichtung entstehende Signal durch eine nachfolgende Signalverarbeitungseinheit wie die oben erläuterte Signalverarbeitungseinheit 26 weiter verarbeitet werden und ausgewertet werden, ob es sich bei dem Signal um einen Kabeldefekt handelt oder nicht.Other designs for the Störsignalauswerteeinheit 18 are also possible. For example, it would be another possibility, the ratio of the first interference signal S RLD [k] and the second interfering signal S CM [k] (as another combination signal ECG AE [k]) to form and, for example, to use as a test signal, z. B. continue to process, evaluate, display and / or log. With a reduced input impedance of a signal measuring cable, the proportion of the common mode noise signal decreases on the first Störsignalpfad 7S and increases for it on the second Störsignalpfad 22 , As a result, the ratio of the first interference signal changes with a cable defect S RLD [k] to second interference signal S CM [k] , This ratio can also be determined, for example, with a suitable filter device. Again, the signal produced by the filter device by a subsequent signal processing unit as the signal processing unit explained above 26 be further processed and evaluated whether the signal is a cable defect or not.

Die Signalmessschaltung 2 in 5 und der weitere Aufbau der Fehlerdetektionsvorrichtung 42 entsprechen dem Aufbau aus 3.The signal measuring circuit 2 in 5 and the other structure of the error detection device 42 correspond to the construction 3 ,

6 beschreibt aus signaltechnischer Sicht den Vorgang zur Detektion eines Kabeldefekts D mit der in 5 beschriebenen Vorrichtung bzw. die Wirkungsweise des adaptiven Filters 24. 6 describes, from a signaling point of view, the process for detecting a cable defect D with the in 5 described device or the operation of the adaptive filter 24 ,

Das erste Störsignal nRLD(t), welches über den ersten Shunt-Widerstand 10 gemessen wird und das zweite Störsignal nCM(t), welches vom Bezugspotential V des EKG-Geräts 27 zum Erdpotential E am zweiten Shunt-Widerstand 19 gemessen wird, werden beide durch die gleiche Störquelle bzw. Störsignal nsource(t) hervorgerufen. Die Störquelle ist hierbei beispielsweise das elektrische Feld, welches bei der Stromversorgung mit einem Wechselstrom bei 50Hz entsteht.
Dieses Gleichtaktstörsignal nsource(t) wird, wie in 1 beschrieben, über den Patienten P eingekoppelt, welcher über die Elektroden mit dem EKG-Gerät 27 verbunden ist.
The first interference signal n RLD (t) which is about the first shunt resistor 10 is measured and the second interference signal n CM (t) which from the reference potential V of the ECG device 27 to earth potential e at the second shunt resistor 19 is measured, both by the same source of interference or interference signal n source (t) caused. The source of interference in this case is, for example, the electric field which arises in the power supply with an alternating current at 50 Hz.
This common mode noise signal n source (t) will, as in 1 described about the patient P coupled, which via the electrodes with the ECG device 27 connected is.

Da das erste nRLD(t) und das zweite Störsignal nCM(t) über unterschiedliche Störsignalpfade gemessen werden, sind sie aber - trotz der identischen ursprünglichen Störquelle - nicht identisch, da die Störsignalpfade 7S , 22 unterschiedliche Übertragungsfunktionen H und G haben : n RLD ( t ) = H ( n source ( t ) )

Figure DE102017214862A1_0001
n CM ( t ) = G ( n source ( t ) )
Figure DE102017214862A1_0002
Because the first n RLD (t) and the second interfering signal n CM (t) are measured over different Störsignalpfade, but they are - despite the identical original source of interference - not identical, since the Störsignalpfade 7S , 22 different transfer functions H and G have: n RLD ( t ) = H ( n source ( t ) )
Figure DE102017214862A1_0001
n CM ( t ) = G ( n source ( t ) )
Figure DE102017214862A1_0002

Dennoch sind die beiden Störsignale nCM(t), nRLD(t) (ohne zusätzliche Einkopplung des EKG-Signals im ersten Störsignalpfad 7S) aufgrund der gemeinsamen Quelle zunächst stark korreliert, wie zwei „Echos“ desselben Signals.Nevertheless, the two interference signals n CM (t) . n RLD (t) (without additional coupling of the ECG signal in the first Störsignalpfad 7S) initially strongly correlated due to the common source, as two "echoes" of the same signal.

Bei einer reduzierten Eingangsimpedanz eines Signalmesskabels K eines Nutzsignalpfads 6a, 6b wird ein unbeabsichtigt übergekoppelter Anteil EKGRLD(t) des EKG-Signals zu dem durch die Störquelle induzierten Störsignal nRLD(t) auf dem ersten Störsignalpfad addiert.At a reduced input impedance of a signal measuring cable K a Nutzsignalpfads 6a . 6b becomes an unintentionally over-linked share ECG RLD (t) the ECG signal to the interference signal induced by the noise source n RLD (t) added on the first Störsignalpfad.

Das im ersten Störsignalpfad hierdurch zusätzlich eingekoppelte Signal EKGRLD(t) wird durch das EKG-Signal (in 6 mit EKG(t) bezeichnet) des Patienten P sowie eine Übertragungsfunktion hK(t) für die Überkopplung bestimmt.The additionally coupled in the first Störsignalpfad thereby signal ECG RLD (t) is determined by the ECG signal (in 6 With ECG (t) designated) of the patient P as well as a transfer function h K (t) intended for the overcoupling.

Es ist zu beachten, dass hier alle Übertragungsfunktionen h, H, G zeitabhängig sein können, d.h. sich ständig verändern können, z.B. wenn sich der Patient P bewegt.It should be noted that here are all transfer functions H . H . G can be time-dependent, ie can change constantly, eg when the patient is P emotional.

Das ursprüngliche Störsignal nRLD(t) auf dem ersten Störsignalpfad einschließlich des gegebenenfalls eingekoppelten Signals EKGRLD(t) und das ursprüngliche Störsignal nCM(t) auf dem zweiten Störsignalpfad unterlaufen dann einer weiteren Verarbeitung, beispielsweise einer weiteren Filterung und einer anschließenden Digitalisierung der analogen Signale. Die Veränderung der Signale in diesen Stufen, lassen sich z.B. durch die weiteren Übertragungsfunktionen H'(t) und G'(t) beschreiben. Die Übertragungsfunktion H'(t) wird hierbei zwischen dem Messpunkt MP 3 und dem Messpunkt MP 5 bestimmt. Die Übertragungsfunktion G'(t) wird hingegen zwischen dem Messpunkt MP 4 und dem Messpunkt MP 6 bestimmt.The original interference signal n RLD (t) on the first Störsignalpfad including the optionally coupled signal ECG RLD (t) and the original interference signal n CM (t) on the second Störsignalpfad then undergo further processing, such as a further filtering and subsequent digitization of the analog signals. The change of the signals in these stages, can be, for example, by the other transfer functions H '(t) and G '(t) describe. The transfer function H '(t) is here between the measuring point MP 3 and the measuring point MP 5 certainly. The transfer function G '(t) on the other hand, it is between the measuring point MP 4 and the measuring point MP 6 certainly.

Das erste Störsignal SRLD[k] resultiert daher aus der von der Störquelle (hier dem o. g. elektrischen Feld im Raum bzw. über den Patienten) ausgelösten Störsignalen nRLD(t) bzw. Gleichtaktstörsignalen sowie bei einem Kabeldefekt D aus dem übergekoppelten Anteil EKGRLD(t) der EKG-Signale modifiziert durch die Übertragungsfunktion der oben beschriebenen Signalverarbeitung. Der Anteil des ursprünglichen Störsignals nRLD(t) des Störsignals SRLD[k] wird dabei durch die Übertragungsfunktion H"(t) (gebildet durch die Kette der ersten Übertragungsfunktion H(t) vor der Einkopplung und der weiteren Übertragungsfunktion H'(t) nach der Einkopplung des EKG-Signalanteils) abgebildet und wird zwischen den Messpunkten MP 1 und MP 5 bestimmt.The first interference signal S RLD [k] Therefore results from the interference source (here the above-mentioned electric field in the room or on the patient) triggered by the noise source n RLD (t) or common-mode interference signals as well as a cable defect D from the over-linked share ECG RLD (t) the ECG signals modified by the transfer function of the signal processing described above. The proportion of the original interference signal n RLD (t) of the interference signal S RLD [k] is doing by the transfer function H "(t) (formed by the chain of the first transfer function H (t) before the coupling and the further transfer function H '(t) after coupling in the ECG signal component) and is displayed between the measuring points MP 1 and MP 5 certainly.

Das zweite Störsignal SCM[k] enthält im Wesentlichen nur die aus der Störquelle, hier dem elektrischen Feld, induzierten Störsignale nCm(t) bzw. Gleichtaktstörsignale und durchläuft die oben beschriebene Signalverarbeitung. Das Störsignal SCM[k] wird durch die Übertragungsfunktion G"(t) abgebildet (gebildet durch die Kette der ersten Übertragungsfunktion G (t) und einer weiteren Übertragungsfunktion G'(t)) und wird zwischen den Messpunkten MP 2 und MP 6 bestimmt.The second interference signal S CM [k] contains essentially only from the source of interference, here the electric field, induced interference signals Cm (t) or common-mode noise and passes through the signal processing described above. The interference signal S CM [k] is through the transfer function G "(t) mapped (formed by the chain of the first transfer function G (t) and another transfer function G '(t)) and will be between the measuring points MP 2 and MP 6 certainly.

Es wird darauf hingewiesen, dass diese Übertragungsfunktionen nur ein Bild zum besseren Verständnis bilden sollen und die Messpunkte MP1, ..., MP6 nicht real existieren müssen. So ist z.B. eine reale Trennung zwischen der ersten Übertragungsfunktion H(t), G(t) und der weiteren Übertragungsfunktion H'(t), G'(t) schwierig.It should be noted that these transfer functions are only intended to form a picture for better understanding and the measurement points MP1 , ..., MP6 not really have to exist. For example, there is a real separation between the first transfer function H (t) . G (t) and the further transfer function H '(t), G' (t) difficult.

Die beiden ursprünglichen Störsignale nRLD(t) und nCM(t) sind durch die gleiche Störquelle nsource(t) wie erwähnt stark korreliert. Daher lässt sich der Anteil des Störsignals SRLD(t) im Störsignal SRLD[k] des ersten Störsignalpfads 7S am Eingang der Filtereinrichtung 30 mit dem adaptiven Filter 24 fast vollständig durch eine (gedachte) Übertragungsfunktion F(nCM(t)) beschreiben.The two original interference signals n RLD (t) and n CM (t) are by the same source of interference n source (t) as mentioned strongly correlated. Therefore, the proportion of the interference signal can be S RLD (t) in the interference signal S RLD [k] the first Störsignalpfads 7S at the entrance of the filter device 30 with the adaptive filter 24 almost completely by an (imaginary) transfer function F (n CM (t) ).

Diese Übertragungsfunktion F(nCM(t)) bildet die Unterschiede zwischen der Übertragungsfunktion G"(t) auf dem zweiten Störsignalpfad 22 und der Übertragungsfunktion H"(t) auf dem ersten Störsignalpfad 7S ab. Zur besseren Anschauung wurde diese Übertragungsfunktion F(nCM(t)) dabei in 6 eingetragen. Diese könnte z.B. zwischen den Messpunkten MP5 und MP6 bestimmt werden.This transfer function F (n CM (t) ) makes the differences between the transfer function G "(t) on the second Störsignalpfad 22 and the transfer function H "(t) on the first Störsignalpfad 7S from. For better intuition, this transfer function F (n CM (t) ) in 6 entered. This could be determined eg between the measuring points MP5 and MP6.

Die Übertragungsfunktion F(nCM(t)) ist auch zeitabhängig, d.h. nicht immer gleich, da die Einkopplungen der Störsignale nicht immer gleich verlaufen sondern unterschiedlich auf Patienten P, Elektroden und Schirmung S einwirkt.The transfer function F (n CM (t) ) is also time-dependent, ie not always the same, because the Couplings of the interfering signals do not always run the same way but different on patients P , Electrodes and shielding S acts.

Um die jeweils aktuelle Übertragungsfunktion F(nCM(t)) zu „schätzen“ und das Störsignal auf dem zweiten Störsignalpfad 22 an den - nicht durch ein defektes Kabel K verursachten - Anteil des Signals SCM[k] im Störsignal SRLD[k] auf dem ersten Störsignalpfad 7S möglichst gut anzupassen und somit möglichst vollständig im Ausgangs-Störsignal EKGAE[k], also das eigentliche Prüfsignal PS, zu eliminieren, wird ein adaptiver Filter 24 verwendet. Diesem Filter 24 wird wie erwähnt hierzu auf dem Stellwerteingang 24E das Ausgangssignal des Summierglieds 29, d. h. das Ausgangs-Störsignal EKGAE[k], rückgekoppelt.To the current transfer function F (n CM (t) ) and the interfering signal on the second interfering signal path 22 to the - not by a broken cable K caused - proportion of the signal S CM [k] in the interference signal S RLD [k] on the first Störsignalpfad 7S as well as possible and thus completely as possible in the output noise signal ECG AE [k] , so the actual test signal PS , to eliminate, becomes an adaptive filter 24 used. This filter 24 is as mentioned above on the control value input 24E the output signal of the summing element 29 , ie the output noise signal ECG AE [k] , fed back.

Bei intakten Kabeln K der Signalmessschaltung ist das Ausgangssignal EKGAE[k] hinter dem Summierglied 29, abgesehen vom Messrauschen, nahezu null. Ein Beispiel dieses Signals ist in 7 zu erkennen. In dem gezeigten Schaubild ist die Amplitude EKGAE[k] in mV über die Zeit t pro Abtastwert k aufgetragen. Dieses Signal kann z.B. als Prüfsignal PS unter dem EKG-Signal bzw. zu messenden bioelektrischen Signal BS auf einer Anzeigeeinheit des EKG-Geräts 27 gezeigt werden (siehe 1), so dass der Bediener sofort sieht, wenn ein Kabeldefekt vorliegt und die aktuelle Messung deswegen verfälscht sein könnte.With intact cables K the signal measuring circuit is the output signal ECG AE [k] behind the summator 29 apart from the measurement noise, almost zero. An example of this signal is in 7 to recognize. In the graph shown is the amplitude ECG AE [k] plotted in mV over time t per sample k. This signal can eg as a test signal PS below the ECG signal or bioelectrical signal to be measured BS on a display unit of the ECG device 27 be shown (see 1 ), so that the operator sees immediately, if a cable defect is present and the current measurement could be falsified.

Bei einem Signalpfaddefekt eines Nutzsignalpfades 6a, 6b wird nämlich wie beschrieben ein EKG-Signal EKGRLD(t) zu dem aus Störquelle UCM entstehendem ersten Störsignal nRLD(t) addiert. Da das EKG-Signal EKGRLD(t) und das Störsignal nCM(t) zueinander sehr unkorelliert sind, werden die Anteile des EKG-Signals EKGRLD(t) nicht mit herausgefiltert. Dadurch enthält das Signal EKGAE[k] noch deutlich die EKG-Signale. Ein Beispiel eines EKGAE[k] Signals bei defektem Kabel K ist in 8 gezeigt. In dem gezeigten Schaubild ist wieder die Amplitude EKGAE[k] in mV über die Zeit t pro Abtastwert k aufgetragen.In a signal path defect of a Nutzsignalpfades 6a . 6b namely as described an ECG signal ECG RLD (t) to the source of interference U CM resulting first interference signal n RLD (t) added. Because the ECG signal ECG RLD (t) and the interfering signal n CM (t) are very uncorrected to each other, the proportions of the ECG signal ECG RLD (t) not with filtered out. This will contain the signal ECG AE [k] still clearly the ECG signals. An example of one ECG AE [k] Signal with defective cable K is in 8th shown. In the graph shown is again the amplitude ECG AE [k] in mV over time t per sample k applied.

Die erfindungsgemäßen Fehlerdetektionsvorrichtungen 40, 41, 42 erlauben es also, einen Kabeldefekt D in einem EKG-System 1 sofort und eindeutig detektieren zu können. Hierfür muss kein gesondertes Testverfahren von einem geschulten Servicetechniker durchgeführt werden. Die Überprüfung der Kabel K verläuft simultan zur EKG-Messung und kann von jedem Bedienpersonal des EKG-Geräts schnell und einfach detektiert werden.The error detection devices according to the invention 40 . 41 . 42 allow it, so a cable defect D in an ECG system 1 be able to detect immediately and clearly. For this, a separate test procedure does not have to be carried out by a trained service technician. Checking the cables K runs simultaneously with the ECG measurement and can be quickly and easily detected by any operator of the ECG device.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So kann es sich bei dem differentiellen Spannungsmesssystem nicht nur um ein EKG-Gerät handeln, sondern auch um andere medizinische Geräte mit denen bioelektrische Signale erfasst werden, wie beispielsweise EEGs , EMGs usw. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.It is finally pointed out once again that the devices and methods described in detail above are merely exemplary embodiments which can be modified by the person skilled in the art in various ways without departing from the scope of the invention. Thus, the differential voltage measurement system may not only be an ECG device, but also other medical devices that detect bioelectrical signals, such as EEGs, EMGs, etc. Furthermore, the use of the indefinite article includes "on" or "off". a "does not exclude that the characteristics concerned can also be present multiple times. Similarly, the term "unit" does not exclude that it consists of several components, which may also be spatially distributed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
differentielles Spannungsmesssystem / EKG-Messsystemdifferential voltage measuring system / ECG measuring system
22
SignalmessschaltungSignal measurement circuit
33
erste Elektrodefirst electrode
44
zweite Elektrodesecond electrode
55
dritte Elektrodethird electrode
6a, 6b6a, 6b
Nutzsignalpfadeuseful signal paths
7N7N
dritter Nutzsignalpfadthird payload signal path
7S7S
erster Störsignalpfadfirst Störsignalpfad
88th
Verstärkerschaltungamplifier circuit
99
SignalerfassungseinheitSignal detection unit
1010
StrommesswiderstandCurrent sense resistor
1111
Treiberschaltungdriver circuit
1212
SpannungsmesseinrichtungVoltage measuring device
1313
StörsignalauswerteeinheitStörsignalauswerteeinheit
1414
BenutzerschnittstelleUser interface
1515
externe Schnittstelleexternal interface
16, 16'16, 16 '
Ausgabeeinheitoutput unit
1717
StörsignalerfassungseinheitStörsignalerfassungseinheit
1818
StörsignalauswerteeinheitStörsignalauswerteeinheit
1919
StrommesswiderstandCurrent sense resistor
2020
SpannungsmesseinrichtungVoltage measuring device
21 21
StörsignalerfassungseinheitStörsignalerfassungseinheit
2222
zweiter Störsignalpfadsecond Störsignalpfad
2323
Leiterflächeconductor surface
2424
adaptiver Filteradaptive filter
24E24E
Stellwerteingang des adaptiven FiltersControl value input of the adaptive filter
25a25a
erste Steckverbindungfirst plug connection
25b25b
zweite Steckverbindungsecond plug connection
25c25c
dritte Steckverbindungthird plug connection
2626
SignalverarbeitungseinheitSignal processing unit
2727
Messgerät / EKG-GerätMeasuring device / ECG device
2828
Filtereinrichtungfiltering device
2929
Summiergliedsumming
3030
Filtereinrichtungfiltering device
40, 41, 4240, 41, 42
FehlerdetektionsvorrichtungenError detection devices
BSBS
Bioelektrische SignaleBioelectric signals
DD
KinkeKinke
Ee
Erdeearth
EKG(t)ECG (t)
EKG-SignalECG signal
EKGRLD(t)ECG RLD (t)
EKG-Signal nach durchlaufen eines Signalmesskabels hK(t) Signal in den Signalmesskabeln, von Patienten zu EKG-GerätECG signal after passing through a signal measuring cable h K (t) Signal in the signal measuring cables, from patient to ECG device
EKGAE[K]ECG AE [K]
Kombinationssignal / Übergekoppelter Anteil des EKG SignalsCombination signal / over-coupled component of the ECG signal
F(nCM(t)F (n CM (t)
Übertragungsfunktion (bildet die Unterschiede zwischen der Übertragungsfunktion G"(t) auf dem zweiten Störsignalpfad 22 und der Übertragungsfunktion H"(t) auf dem ersten Störsignalpfad 7S ab)Transfer function (maps the differences between the transfer function G "(t) on the second interference signal path 22 and the transfer function H" (t) on the first interference signal path 7S)
G(t)G (t)
Übertragungsfunktion (der Messung auf dem ersten Störsignalpfad)Transfer function (the measurement on the first interference signal path)
G'(t)G '(t)
Übertragungsfunktion (der Messung auf dem ersten Störsignalpfad nach Filterung des zweiten Störsignals und bei Kabeldefekt einer Einkopplung des EKG-Signals)Transfer function (the measurement on the first interference signal path after filtering of the second interference signal and in the event of a cable defect of an input of the ECG signal)
H(t)H (t)
Übertragungsfunktion (der Messung auf dem ersten Störsignalpfad)Transfer function (the measurement on the first interference signal path)
H'(t)H '(t)
Übertragungsfunktion (der Messung auf dem ersten Störsignalpfad nach Filterung des ersten Störsignals)Transfer function (the measurement on the first interference signal path after filtering the first interference signal)
G"(t)G "(t)
Gesamte Übertragungsfunktion von G'(t) und G(t)Total transfer function of G '(t) and G (t)
H"(t)H "(t)
Gesamte Übertragungsfunktion von H'(t) und H(t)Total transfer function of H '(t) and H (t)
KK
Kabelelectric wire
KK
Abtastwertsample
MP 1MP 1
Messpunkt 1Measuring point 1
MP 2MP 2
Messpunkt 2Measuring point 2
MP 3MP 3
Messpunkt 3Measuring point 3
MP 4MP 4
Messpunkt 4Measuring point 4
MP 5MP 5
Messpunkt 5Measuring point 5
MP 6MP 6
Messpunkt 6Measuring point 6
nRLD (t)n RLD (t)
erstes Störsignalfirst interference signal
nCM (t)n CM (t)
zweites Störsignalsecond interference signal
nSource (t)n Source (t)
Störquelleinterference source
PP
Patientpatient
PSPS
Prüfsignaltest signal
SS
Schirmungshielding
TT
ZeitTime
UCM U CM
Störquelle interference source
UEKG35, UEKG34, UEKG45 UEKG 35 , UEKG 34 , UEKG 45
EKG-Spannungsquellen ECG voltage sources
SRLD[k]S RLD [k]
erstes Störsignal (nach Digitalisierung)first interference signal (after digitization)
SCM[k]S CM [k]
zweites Störsignal (nach Digitalisierung)second interference signal (after digitization)
VV
Potential der EKG-KomponentePotential of the ECG component

Claims (15)

Fehlerdetektionsvorrichtung (40; 41; 42) zur Detektion von Signalpfaddefekten in einem differentiellen Spannungsmesssystem (1), welches differentielle Spannungsmesssystem (1) eine Signalmessschaltung (2) zur Messung von bioelektrischen Signalen mit mindestens zwei Nutzsignalpfaden (6a, 6b) umfasst, wobei die Fehlerdetektionsvorrichtung (40) zumindest einen ersten Störsignalpfad (7S) zur Messung eines ersten Störsignals (SRLD[k]) und eine Störsignalauswerteeinheit (13; 18) aufweist, welche ausgebildet ist, um einen Signalpfaddefekt D in mindestens einem der Nutzsignalpfade (6a; 6b) des differentiellen Spannungsmesssystem (1) zu detektieren, wenn zumindest ein Teil der bioelektrischen Signale auf dem ersten Störsignalpfad (7S) gemessen wird.Error detection device (40; 41; 42) for detecting signal path defects in a differential voltage measurement system (1), which differential voltage measurement system (1) comprises a signal measurement circuit (2) for measuring bioelectric signals having at least two useful signal paths (6a, 6b), wherein the error detection device (40) has at least one first interference signal path (7S) for measuring a first interference signal (S RLD [k]) and a Störsignalauswerteeinheit (13; 18), which is adapted to a signal path defect D in at least one of the Nutzsignalpfade (6a, 6b) of the differential voltage measuring system (1) when at least a part of the bioelectric signals is measured on the first interference signal path (7S). Fehlerdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Störsignalpfad (7S) eine Strommesseinheit (10, 12) aufweist, wobei vorzugsweise die Strommesseinheit (10, 12) einen Strommesswiderstand (10) mit einer parallel geschalteten Spannungsmesseinrichtung (12) aufweist.Error detection device after Claim 1 wherein the first Störsignalpfad (7S) comprises a current measuring unit (10, 12), wherein preferably the current measuring unit (10, 12) comprises a current measuring resistor (10) with a parallel-connected voltage measuring device (12). Fehlerdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend einen zweiten Störsignalpfad (22) zur Messung eines zweiten Störsignals (SCM[k]).Error detection device after Claim 1 or 2 comprising a second interfering signal path (22) for measuring a second interfering signal (SCM [k]). Fehlerdetektionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der zweite Störsignalpfad (22) zwischen einem Bezugspotential (V) des differentiellen Spannungssystems (1) und einem externen Bezugspotential (E) verläuft, vorzugsweise über eine kapazitive Kopplung.Error detection device after Claim 3 , wherein the second Störsignalpfad (22) between a reference potential (V) of the differential voltage system (1) and an external reference potential (E) extends, preferably via a capacitive coupling. Fehlerdetektionsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der zweite Störsignalpfad (22) zur Bildung einer kapazitiven Kopplung zwischen dem Bezugspotential (V) des differentiellen Spannungssystems (1) und dem externen festen Bezugspotential (E) eine mit dem Bezugspotential (V) des differentiellen Spannungssystems (1) elektrisch verbundene Leiterfläche (23) aufweist.Error detection device after Claim 4 in which the second interference signal path (22) for forming a capacitive coupling between the reference potential (V) of the differential voltage system (1) and the external fixed reference potential (E) has a conductor surface (B) electrically connected to the reference potential (V) of the differential voltage system (1). 23). Fehlerdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der zweite Störsignalpfad (22) eine Strommesseinheit (19, 20) aufweist, wobei die Strommesseinheit (19, 20) vorzugsweise einen Strommesswiderstand (19) sowie eine parallel geschaltete Spannungsmesseinrichtung (20) aufweist.Error detection device according to one of Claims 3 to 5 wherein the second Störsignalpfad (22) comprises a current measuring unit (19, 20), wherein the current measuring unit (19, 20) preferably comprises a current measuring resistor (19) and a parallel-connected voltage measuring device (20). Fehlerdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Störsignalauswerteeinheit (18) ausgebildet ist, um ein Kombinationssignal (EKGAE[k]), vorzugsweise ein Differenzsignal (EKGAE[k]), des ersten Störsignals (SRLD[k]) und des zweiten Störsignals (SCM[k]) zu bilden.Error detection device according to one of Claims 3 to 6 , wherein the Störsignalauswerteeinheit (18) is adapted to a combination signal (ECG AE [k]), preferably a difference signal (ECG AE [k]), the first interference signal (S RLD [k]) and the second interference signal (SCM [k ]) to build. Fehlerdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, aufweisend einen adaptiven Filter (24), der in Abhängigkeit des ersten Störsignals (SRLD[k]) und des zweiten Störsignals (SCM[k]) einstellbar ist, wobei vorzugsweise ein Stellwerteingang (24E) des adaptiven Filters mit dem Kombinationssignal (EKGAE[k]), vorzugsweise Differenzsignal (EKGAE[k]), des ersten Störsignals (SRLD[k]) und des zweiten Störsignals (SCM[k]) beaufschlagt ist.Error detection device according to one of Claims 3 to 7 comprising an adaptive filter (24) which is adjustable as a function of the first interference signal (S RLD [k]) and the second interference signal (S CM [k]), preferably a control value input (24E) of the adaptive filter having the combination signal (24). ECG AE [k]), preferably differential signal (ECG AE [k]), the first interference signal (S RLD [k]) and the second interference signal (S CM [k]) is applied. Fehlerdetektionsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der adaptive Filter (24) mit einem LMS- oder RLS-Algorithmus arbeitet.Error detection device after Claim 8 wherein the adaptive filter (24) operates with an LMS or RLS algorithm. Fehlerdetektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Ausgabeeinheit (16, 16'), um einen detektierten Signalpfaddefekt auszugeben.An error detection apparatus according to any one of the preceding claims, comprising an output unit (16, 16 ') for outputting a detected signal path defect. Fehlerdetektionsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Ausgabeeinheit (16') in einer Benutzerschnittstelle (14) inkludiert ist.Error detection device after Claim 10 wherein the output unit (16 ') is included in a user interface (14). Differentielles Spannungsmesssystem (1) mit mindestens einer Signalmessschaltung mit zwei Nutzsignalpfaden (6a; 6b) (2) zur Messung von bioelektrischen Signalen (BS) und mit einer Fehlerdetektionsvorrichtung (40; 41; 42) nach einem der vorstehenden Ansprüche.Differential voltage measuring system (1) having at least one signal measuring circuit with two useful signal paths (6a; 6b) (2) for measuring bioelectric signals (BS) and with an error detection device (40; 41; 42) according to one of the preceding claims. Differentielles Spannungsmesssystem nach Anspruch 12, wobei die Signalmessschaltung (2) eine erste Elektrode (3) und eine zweite Elektrode (4) umfasst, welche am Ausgang mit einer Verstärkerschaltung (8) verbunden sind sowie eine Signalerfassungseinheit (9) am Ausgang der Verstärkerschaltung (8) aufweist.Differential voltage measuring system after Claim 12 wherein the signal measuring circuit (2) comprises a first electrode (3) and a second electrode (4), which are connected at the output to an amplifier circuit (8) and a signal detection unit (9) at the output of the amplifier circuit (8). Differentielles Spannungsmesssystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Signalmessschaltung (2) einen dritten Nutzsignalpfad (7N) sowie eine Treiberschaltung(11), vorzugsweise einem Right-Leg-Drive, aufweist, wobei vorzugsweise der dritte Nutzsignalpfad (7N) zumindest teilweise dem ersten Störsignalpfad (7S) entspricht.Differential voltage measuring system after Claim 12 or 13 wherein the signal measuring circuit (2) has a third Nutzsignalpfad (7N) and a driver circuit (11), preferably a right leg drive, wherein preferably the third Nutzsignalpfad (7N) at least partially corresponds to the first Störsignalpfad (7S). Verfahren zur Detektion von Signalpfaddefekten in einem differentiellen Spannungsmesssystem (1) zur Messung von bioelektrischen Signalen (BS), wobei die bioelektrischen Signale (BS) mittels einer Signalmessschaltung(2) mit mindestens zwei Nutzsignalpfaden (6a, 6b) und gemessen werden, wobei zudem zumindest ein erstes Störsignal (SRLD[k]) auf zumindest einem ersten Störsignalpfad (7) gemessen und durch eine Störsignalauswerteeinheit (13) ausgewertet wird, und dabei ein Signalpfaddefekt (D) in mindestens einem der Nutzsignalpfade (6a; 6b) des differentiellen Spannungsmesssystem (1) detektiert wird, wenn zumindest ein Teil der bioelektrischen Signale (BS) auf dem ersten Störsignalpfad (7S)gemessen wird.Method for detecting signal path defects in a differential voltage measuring system (1) for measuring bioelectric signals (BS), wherein the bioelectric signals (BS) by means of a signal measuring circuit (2) having at least two Nutzsignalpfaden (6a, 6b) and are measured, wherein in addition at least a first interference signal (S RLD [k]) on at least a first Störsignalpfad (7) measured and by a Störsignalauswerteeinheit (13) is evaluated, and a signal path defect (D) in at least one of Nutzsignalpfade (6a, 6b) of the differential voltage measuring system (1) is detected when at least a portion of the bioelectric signals (BS) on the first Störsignalpfad (7S ) is measured.
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