DE2610337A1 - Biological processes voltage discharge and amplification appts. - has shielded discharge electrode insulated from body and connected via shielded wire to FET electrode - Google Patents
Biological processes voltage discharge and amplification appts. - has shielded discharge electrode insulated from body and connected via shielded wire to FET electrodeInfo
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Abstract
Description
Anordnung zur Au leitung und Verstärkung Arrangement for Au line and reinforcement
der bei biologischen Vorgängen auftre -tenden elektrischen Spannungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur AbleItung und Verstärkung der bei biologischen Vorgängen auftretenden elektrischen Spannungen mit einer Ab leitelektrode und einem an diese angeschlossenen Verstärker. the electrical voltages occurring in biological processes The invention relates to an arrangement for deriving and amplifying the Electrical voltages occurring during biological processes with a discharge electrode and an amplifier connected to them.
Bei elektrophysiologischen Untersuchungen, z. 13. bei der Elektrokardiographie oder der Elektroenzephalographie, werden bioelektrische Potentiale extrazel lulär mittels an der Körperoberfläche befestigter Elektroden gemessen, denen Gleichspannungsverstärker nachgeschaltet sind. Die an der Körperoberfläche ableitbaren Spannungen sind infolge von Nebenschlüssen in dem die Meßstelle umgebenden, elektrisch leitenden Gewebe gering. Es treten an der Körperoberfläche daher nur Spannungen von etwa 10 f Volt bis 1 m Volt auf.In electrophysiological examinations, e.g. 13. at electrocardiography or electroencephalography, bioelectrical potentials become extracellular measured by means of electrodes attached to the body surface, which are DC voltage amplifiers are downstream. The stresses that can be dissipated on the body surface are a result of this of shunts in the electrically conductive tissue surrounding the measuring point small amount. There are therefore only voltages of about 10 f volts on the body surface up to 1 m volt.
Um die Spannungsverluste zwischen der Körperoberfläche und der Ableitelektrode auf möglichst kleine Werte zu reduzieren, wird die Ableitelektrode mit Hilfe einer elektrisch leitenden Paste auf der Körperoberf läche angebracht. Hierbei muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Paste während der Messung nicht austrocknet, da sonst der Obergangswlderstand zwischen Körperoberfläche und Ableitelektrode sehr hoch wird. Ein Verschieben der Ableltelektrode stört ebenfalls die zur Erzielung eines befriedigenden Meßergebnlsses erforderliche Ankopplung. Daher ist es erforderlich, daß die Befestigung der Ableltelektroden und die Durchführung der elektrophysiologischen Untersuchungen von meßtechnisch vorgebi Idetem Fachpersonal vorgenommen wird, das in der Lage Ist, elektrisch bedingte Störungen zu erkennen bzw. zu verhindern.About the voltage loss between the body surface and the lead electrode To reduce the values to the smallest possible value, the lead electrode is set with the help of a electrically conductive paste applied to the body surface. Here, however, must thereon Care must be taken that the paste does not appear during the measurement dries out, otherwise the transition resistance between the body surface and the lead electrode becomes very high. Moving the ablation electrode also interferes with the achievement coupling required for a satisfactory measurement result. Therefore it is necessary that the attachment of the ablation electrodes and the implementation of the electrophysiological Investigations are carried out by metrologically qualified personnel who Is able to recognize or prevent electrical faults.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach zu handhabende Anordnung zur Ableitung und Verstärkung der bei biologischen Vorgängen auftretenden Spannungen zu entwickeln, die bei ihrem Einsatz weitgehend frei von elektrisch bedingten Störungen ist.The invention is based on the object of an easy-to-use Arrangement for the derivation and amplification of those occurring in biological processes To develop voltages that are largely free of electrically caused when they are used Interference is.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ableitelektrode, die mit einer elektrisch isollerenden Schicht von der für die Ableitung der Spannungen ausgewählten Körperstelle getrennt und auf ihren der Körperstel le abgewandten Seiten abgeschirmt ist, über eine abgeschirmte Leitung, die mit dem Schirm der Ableltelektrode verbunden ist, In dem Verstärker an die erste GATE-Elektrode eines D0PPEL-GATE-Feldeffekttransistors In S0URCE-Schaltung angeschlossen ist, wobei In der Zuleitung zur ersten GATE-Elektrode ein erster Widerstand vorgesehen ist, der innerhalb des Leitungsschirms angeordnet Ist, der mit der zweiten GATE-Elektrode und der S0URCE-Elektrode verbunden Ist. Diese Anordnung betet die Möglichkeit, bioelektrische Spannungen von Körperoberflächen kapazitiv abzuleiten. Die Ableltelektroden können ohne die Verwendung von Pasten an den Meßstellen angebracht werden.The object is achieved according to the invention in that the discharge electrode, those with an electrically insulating layer from that for the dissipation of voltages selected body part separately and on their sides facing away from the body part is shielded, via a shielded cable that connects to the shield of the ablation electrode In the amplifier to the first GATE electrode of a D0PPEL-GATE field effect transistor Is connected in S0URCE circuit, where In is the lead to the first GATE electrode a first resistor is provided, which is arranged within the cable shield Is connected to the second GATE electrode and the S0URCE electrode. This arrangement worships the possibility of bioelectrical voltages from body surfaces to dissipate capacitively. The ablation electrodes can be used without the use of pastes be attached to the measuring points.
Durch die kapazitive Ankopplung wirken Verschiebungen der Ableitelektroden innerhalb bestimmter Grenzen nicht störend auf die Messung ein. Für den Einsatz dieser Anordnung sind deshalb keine besonderen Vorkenntnlsse in elektrischer Meßtechnik notwendig. Die Anordnung kann somit für biologische und medizinische Untersuchungen auch von meßtechnisch nicht vorgebi 1-detem Personal benutzt werden.The capacitive coupling causes displacements of the discharge electrodes does not interfere with the measurement within certain limits. For use this arrangement is therefore no special prior knowledge of electrical measurement technology necessary. The arrangement can thus be used for biological and medical Investigations can also be used by personnel who are not predefined in terms of measurement technology.
Der Elngangswiderstand der Anordnung kann auf Werte eingestellt werden, die über den komplexen und Innerhalb weiter Grenzen schwankenden Innenwiderständen der bioelektrischen Spannungsquellen liegen. Daher werden mit der Anordnung gute Meßergebnisse erzielt. Durch die Abschirmung wird ein günstiges Signal/ Störspannungs-Verhä ltnis erreicht. Zusätzliche Abschi rmmaßnahmen, z.B. die Durchführung der elektrophysiologischen Untersuchungen In eigens gegen hochfrequente Elnstreuungen abgeschirmten Räumen, sind nicht erforderlich. Weiterhin hat die Anordnung eine geringe Kapazität zwischen der ersten GATE-Elektrode und der DRAlN-Elektrode. Die Rückwirkung zwischen erster GATE-Elektrode und der DRAlN-Elektrode ist somit sehr klein. Daraus ergeben sich eine niedrige Eingangskapazität und ein hoher Verstärkungsgrad.The input resistance of the arrangement can be set to values the internal resistances that fluctuate over the complex and within wide limits of the bioelectrical voltage sources. Therefore, the arrangement will be good Measurement results achieved. The shielding creates a favorable signal / interference voltage ratio ltnis achieved. Additional shielding measures, e.g. performing the electrophysiological Investigations in rooms specially shielded from high-frequency interference, are not required. Furthermore, the arrangement has a low capacitance between the first GATE electrode and the DRAIN electrode. The retroactive effect between first The GATE electrode and the DRAIN electrode are therefore very small. This results in low input capacitance and high gain.
Die kapazitiv abgeleiteten Spannungen werden weitgehend phasengetreu verstärkt.The capacitively derived voltages are largely true to phase reinforced.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß ein bipolarer Transistor mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke zwischen dem Betriebsspannungsanschluß und der S0URCE-Elektrode angeordnet und mit seiner Basis an die DRAlN-Elektrode angeschlossen ist und daß der Kollektor des Transistors den Ausgang des Verstärkers bildet. Diese Anordnung welse eine hohe Stromverstärkung auf, die über einen weiten Bereich der Belastungswlderstände des Verstärkers einen gleichbleibenden Wert behält. Deshalb eignet sich diese Anordnung als Treiberschaltung für Obertragungsleitungen, die beispielsweise zu Registriergeräten verlegt sind.In a preferred embodiment it is provided that a bipolar Transistor with its emitter-collector path between the operating voltage connection and the S0URCE electrode and its base to the DRAIN electrode is connected and that the collector of the transistor is the output of the amplifier forms. This arrangement catfish a high current gain, which over a wide area Range of load resistances of the amplifier maintains a constant value. This arrangement is therefore suitable as a driver circuit for transmission lines, which are relocated to recording devices, for example.
Der bipolare Transistor und der DOPPEL-GATE-Feldeffekttransistor sowie die zur Arbeltspunkteinstel lung und zur Ankopplung an die Ableltelektrode erforderlichen Bauelemente lassen sich in einem Tastkopf anordnen, der nur geringe Abmessungen aufweist. Der Tastkopf kann direkt auf der Ableltelektrode montIert sein. Für die Verbindung zu einem nachgeschalteten Gerät, in dem z. B. ein weiterer Verstärker vorgehen ist, werden nur drei Leitungen benötigt.The bipolar transistor and the DOUBLE GATE field effect transistor as well those required for working point adjustment and for coupling to the recording electrode Components can be arranged in a probe head that has only small dimensions having. The probe head can be mounted directly on the electrode. For the Connection to a downstream device in which z. B. Another amplifier procedure, only three lines are required.
Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß die erste GATE-Elektrode des Feldeffekttransistors über den ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, der mit dem ersten in Reihe geschaltet ist, an Bezugspotential gelegt ist und daß die Verbindungsstelle der beiden Widerstände über einen Kodensator mit der S0URCE-Elektrode verbunden ist. Mit dieser Anordnung läßt sich eine günstige Arbeitspunktelnstellung des Verstärkers bei hohem Eingangswiderstand erreichen.An expedient embodiment is that the first GATE electrode of the field effect transistor via the first resistor and a second resistor, which is connected in series with the first, is connected to reference potential and that the connection point of the two resistors via a capacitor with the S0URCE electrode connected is. With this arrangement, a favorable working point setting can be achieved of the amplifier with high input resistance.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist die Ableitelektrode einen plattenförmigen Belag auf, dessen Ränder von einem ebenen, in die Abschirmung einbezogenen Belag in geringem Abstand umgeben sind. Durch diese Anordnung werden Streuungen des elektrIschen Feldes an den Rändern der plattenförmigen Ableitelektrode weitgehend vermieden. Die Kapazität der plattenförmigen Ableitelektrode kann daher genau bestimmt werden. Dies erleichtert die Anpassung des Verstärkers. Weiterhin ist der Ankopplungsbereich zwischen Ableitelektrode und Körperfläche durch die Abmessungen der Arbeitselektrode abgegrenzt. Die Beeinflussung des Meßergebnisses durch Störspannungen wird demnach vermindert.In another advantageous embodiment, the conductor electrode a plate-shaped covering, the edges of which are flat, into the shield included covering are surrounded at a small distance. This arrangement will be Scattering of the electrical field at the edges of the plate-shaped lead electrode largely avoided. The capacitance of the plate-shaped lead electrode can therefore can be precisely determined. This makes it easier to adapt the amplifier. Farther is the coupling area between the lead electrode and the body surface due to the dimensions the working electrode delimited. The influence of interference voltages on the measurement result is therefore reduced.
Vorzugsweise weist die Ableitelektrode ein kreisförmiges Plättchen auf, das in geringem Abstand von einem Schutzring umgeben ist, der an die Abschirmung angeschlossen ist. Diese Anordnung hat neben der günstigen Abschirmwirkung noch den Vorteil, daß sie aufgrund Ihrer einfachen Form leichter herzustellen ist.The lead electrode preferably has a circular plate on, which is surrounded at a small distance by a protective ring that attaches to the shield connected. In addition to the favorable shielding effect, this arrangement also has the advantage that it is easier to manufacture due to its simple shape.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausfilhrungsbeisplels näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale und Vorteile ergeben.The invention is illustrated below with reference to a drawing Ausfilhrungsbeisplels explained in more detail, from which further features and advantages result.
Eine Anordnung zur Ableitung und Verstärkung von bioelektrischen Spannungen enthält eine Ableltelektrode 10, die ein kreisförmiges Plättchen 12 aufweist, dessen Rand in geringem Abstand von einem kreisringtörmigen Schirm 14 umgeben ist, der sich in der gleichen Ebene erstreckt wie das Plättchen 12. Der Abstand zwischen dem Plättchen 12 und dem Schirm 14 ist von einem elektrisch isolierenden Material ausgefüllt. Das Plättchen 12 Ist von einer Schicht 16 aus elektrisch isolierendem Material umgeben. Die Schicht 16 ist von geringer Stärke. Die elektrische Isolierung mit einer Schicht 16 ist insbesondere auf derjenigen Seite des Plättchens 12 erforderlich, die auf die für die Messung bloelektrischer Spannungen ausgewählten Körperoberfläche gelegt wird. Aus Herstellungsgründen ist es überdies günstig, alle Flächen des Plättchens 12 und des Schirms 14 mit der Isolierschicht 16 zu überziehen.An arrangement for the derivation and amplification of bioelectrical voltages contains a Ableltelectrode 10, which has a circular plate 12, the Edge is surrounded at a small distance from a circular screen 14, which extends in the same plane as plate 12. The distance between the plate 12 and the screen 14 is made of an electrically insulating material filled out. The tile 12 is from one Layer 16 made of electrical surrounded by insulating material. Layer 16 is thin. The electric Insulation with a layer 16 is particularly on that side of the plate 12 required, based on those selected for the measurement of bloelectric voltages Body surface is placed. For manufacturing reasons, it's also cheap, everyone To cover surfaces of the plate 12 and the screen 14 with the insulating layer 16.
Das Plättchen 12 ist über eine Leitung 18, die einen Schirm 20 aufweist, mit dem Anschluß 22 der ersten GATE-Elektrode eines M0S-D0PPEL-GATE-Feldeffekttransistors 24 verbunden, bei dem es sich um einen selbstleitenden Verarmungstyp handeln kann.The plate 12 is via a line 18, which has a screen 20, to terminal 22 of the first GATE electrode of a M0S-D0PPEL-GATE field effect transistor 24, which may be a self-conducting type of depletion.
Die Ableitelektrode 10 enthält weiterhin einen Abschirmbelag 26,. der im Abstand vom Plättchen 12 angeordnet ist. Zwischen dem Belag 26 und dem Plättchen 12 befindet sich elektrisch Isolierendes Material. Der Belag 26 ist elektrisch leitend mit dem Schirm 14 verbunden und auf der nicht für die Auflage auf den Körperoberflächen vorgesehenen Seite der Ableitelektrode 10 angeordnet. Weiterhin besteht einen elektrisch leitende Verbindun-g- zwischen dem Belag 26 und dem Schirm 20. Die Ableitelektrode 10 ist somit auf Ihren Seiten, die nicht für die AuS lage auf der Körperoberfläche vorgesehen sind, geschirmt. Die Leitung 18 verläuft durch eine Öffnung im Belag 26.The discharge electrode 10 also contains a shielding coating 26. which is arranged at a distance from the plate 12. Between the covering 26 and the plate 12 is electrically insulating material. The covering 26 is electrically conductive connected to the screen 14 and not for resting on the body surfaces provided side of the lead electrode 10 is arranged. There is also an electrical conductive connection between the covering 26 and the screen 20. The conductor electrode 10 is thus on your pages that are not intended to be placed on the body surface are provided, shielded. The line 18 runs through an opening in the covering 26th
Der D0PPEL-GATE-Feldeffekttransistor 24 ist in S0URCE-Schaltung angeordnet, d. h. neben einem Arbeitswiderstand 28 in der DRAlN-Zuleltung Ist noch ein Widerstand 30 In der SOURCE-Zuleitung angeordnet. In der Zuleitung zur ersten GATE-Elektrode 22 ist ein Widerstand 32 vorgesehen, der noch innerhalb des Schirms 20 angeordnet ist. Der Schirm 20 Ist einerseits mit dem Anschluß 34 der zweiten GATE-Elektrode des Feldeffekttransistors 24 und andererseits mit dem Anschluß 36 der S0URCE-Elektrode verbunden.The D0PPEL-GATE field effect transistor 24 is arranged in a S0URCE circuit, d. H. In addition to a working resistance 28 in the DRAIN supply line, there is also a resistance 30 Arranged in the SOURCE supply line. In the lead to the first GATE electrode 22, a resistor 32 is provided, which is still arranged within the screen 20 is. The screen 20 is on the one hand with the connection 34 of the second GATE electrode of the field effect transistor 24 and on the other hand to the terminal 36 of the S0URCE electrode tied together.
Ein bipolarer Transistor 38 ist mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke zwischen einem Anschluß 40 für die Spannungsversorgung des Verstärkere und dem Anschluß 36 der S0URCE-Elektrode angeordnet.A bipolar transistor 38 is with its emitter-collector path between a connection 40 for the voltage supply of the amplifier and the connection 36 of the S0URCE electrode.
Die Basis des Transistors 38 ist an den Anschluß 42 der DRAlN-Elektrode gelegt. Der Anschluß 22 der ersten GATE-Elektrode steht über den Widerstand 32 und einem mit diesem in Reihe geschalteten weiteren Widerstand 44 mit einem Anschluß 46 in Verbindung, der an Masse als Bezugspotential gelegt ist. Die gemeinsame Verbindungsstelle der beiden Widerstände 32, 44 ist über einen Kondensator 48 an die SOURCE-Elektrode 36 angeschlossen.The base of the transistor 38 is connected to the terminal 42 of the DRAIN electrode placed. The terminal 22 of the first GATE electrode is through the resistor 32 and a further resistor 44 connected in series with this having a connection 46 in connection, which is connected to ground as a reference potential. The common connection point of the two resistors 32, 44 is connected to the SOURCE electrode via a capacitor 48 36 connected.
Die bioelektrischen Spannungen werden von der nicht dargestellten Körperoberfläche, mit der die Isolierschicht 16 in Berührung steht, kapazitiv an das Plättchen 12 der Ableitelektrode 10 angekoppelt. Infolge der Wirkung des Schirms 14 beschränkt sich die Kopplung auf den Bereich der Abmessung des Plättchens 12.The bioelectric voltages are not shown by the Body surface with which the insulating layer 16 is in contact, capacitive the plate 12 of the lead electrode 10 is coupled. As a result of the effect of the umbrella 14, the coupling is limited to the range of the dimensions of the plate 12.
Daher werden seitliche Hochfrequenzeinstreuungen weitgehend vermieden. Dies erhöht die Genauigkeit der Messung. Es ist nicht erforderlich, Pasten zwischen der Körperoberfläche und der Ableitelektrode 10 vorzusehen. Durch die kapazitive Ableitung der bioelektrischen Spannungen ergibt sich als weiterer Vorteil, daß der Einfluß von Kontaktpotentialen beseitigt wird, die bei Berührung von nicht isolierten Metallelektroden mit feuchtem Gewebe entstehen. Die Schirmung der Leitung 18 und des Widerstands 32 beseitigt störende Hochfrequenzeinflüsse auf die eingekoppelte Spannung. Es sind deshalb keine weiteren Abschirm -maßnahmen, wie z. B. Durchführung der Messung in abgeschirmten Räumen, erforderlich. Die Anordnung ist somit universell einsetzbar Der aus den Elementen 24, 28, 30, 32, 38, 44 und 48 nebst den zugehörigen Verbindungsleitungen bestehend e Verstärker hat einen hohen Elngangswiderstand. Die Anordnung der Widerstände 32, 44 führt nicht zu einer wesentlichen Verminderung des Eingangswiderstands, da der Widerstand 32 mittels des Kondensators 48 wechselstrommäßig parallel zu dem Widerstand zwischen der ersten GATE-Elektrode und der SOURCE-Elektrode geschaltet ist und wie dieser Widerstand infolge der Gegenkopplung in der SOURCE-Leitung eingangsseitig mit einem höheren Wert in Erscheinung tritt.Lateral high-frequency interference is therefore largely avoided. This increases the accuracy of the measurement. There is no need to paste in between the body surface and the lead electrode 10 to be provided. Due to the capacitive Deriving the bioelectrical voltages results in a further advantage that the Influence of contact potentials is eliminated when touching non-isolated Metal electrodes with moist tissue are created. The shielding of the line 18 and of the resistor 32 eliminates interfering high-frequency influences on the coupled Tension. There are therefore no further shielding measures, such as. B. Implementation the measurement in shielded rooms. The arrangement is thus universal can be used The one from elements 24, 28, 30, 32, 38, 44 and 48 along with the associated Connection lines consisting of an amplifier has a high input resistance. The arrangement of the resistors 32, 44 does not result in a substantial reduction of the input resistance, since the resistor 32 uses the capacitor 48 in terms of alternating current parallel to the resistance between the first GATE electrode and the SOURCE electrode is switched and how this resistance is due to the negative feedback in the SOURCE line appears on the input side with a higher value.
ùurcn die Verbindung der zweiten GATE-Elektrode über den Schirm 20 und den widerstand 30 mit Bezugspotential wird die Kapazität zwischen der ersten GATE-Elektrode und der URAlN-Elektrode wesentlich reduziert. Dadurch ergibt sich eine besonders kleine Rückwirkung zwischen der DRAIN-Elektrode und der ersten GATi -Elektrode. Vit dem Feldeffekttransistor 24 läßt sich somit eine grobe Verstärkung erzielen.This is the connection of the second GATE electrode via the screen 20 and the resistor 30 with reference potential is the capacitance between the first GATE electrode and the URAIN electrode are significantly reduced. This results in a particularly small reaction between the DRAIN electrode and the first GATi -Electrode. A coarse gain can thus be achieved via the field effect transistor 24 achieve.
3er Dipolare~ Transistor 39 ist in Basisschaltung mi mit dem Ansch lu<3 42 der Di#AIN-EIektrode, der SOURCE-Elektrode und dem Betriebsspannungsansch 1 uß 40 verwunden. daher arbeitet die Schaltung vorwiegend als Stromverstärker, wobei der Kollektor den Ausgang des Verstärkers bildet. Di3 Stromverstärkung behält bis zu hohen Lastwiderständen in etwa den gleichen Wert bei. Infolge der Stromverstärkereigenschaft sind die an der Ableitelektrode 10 und dem Kollektor des Transistors 33 auftretenden Spannungen in etwa gleich groß. Für den Eingangswiderstand R. der Schaltung gilt daher die Beziehung: wobei mit Vj die Eingangsspannung an der Ableitelektrode, mit VO die Ausgangsspannung am Kollektor des Transistors 38 und mit R32 der ~#ert des Widerstandes 32 bezeichnet sind.The 3-dipolar transistor 39 is wound in the base circuit with the connection lu <3 42 of the Di # AIN electrode, the SOURCE electrode and the operating voltage connection 40. therefore the circuit works primarily as a current amplifier, with the collector forming the output of the amplifier. Di3 current amplification maintains roughly the same value up to high load resistances. As a result of the current amplifier property, the voltages occurring at the discharge electrode 10 and the collector of the transistor 33 are approximately the same. For the input resistance R. of the circuit, the relationship therefore applies: Vj denotes the input voltage at the discharge electrode, VO denotes the output voltage at the collector of transistor 38 and R32 denotes the resistor 32.
Da die Differenz Vj - Vo sehr klein ist, ergibt sich ein großer Eingangswi derstand.Since the difference Vj - Vo is very small, the result is a large input wi state.
Die Kapazität CDG1 zwischen der DRAlN-Elektrode und der ersten GATE-Elektrode wird durch den Anschluß der zweiten GATE-Elektrode an die SOURCE-Elektrode erheblich verkleinert. Zwischen der DRAIN-Elektrode und der SOURCE-Elektrode verbleibt die Kapazität: Da die Abschirmung 20 ebenfalls an die SOURCE-Elektrode angeschlossen ist, werden auch alle anderen an G1 wirksamen Kapazitäten im gleichen Verhältnis vermindert. Dazu gehören z. B. die Kapazitäten zwischen Leitung 18 und Masseanschluß 46 sowie die Kapazität zwischen Widerstand 32 und Masse. Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung besteht nur aus wenigen Elementen, die geringe Abmessungen aufweisen. Die Anordnung kann daher in einem Tastkopf montiert werden, der mit der Ableitelektrode 10 direkt auf der Körperoberfläche befestigt wird. Dadurch lassen sich Verluste auf der Leitung zwischen der Ableitelektrode und der ersten GATE-Elektrode weitgehend vermeiden. Ein derartiger Tastkopf benötigt nur drei Zuleitungen. Der Aufwand an Leitungen ist daher gering. Da die Stromverstärkung unabhängig von einem in weiten Bereichen schwankenden Lastwiderstand ist, eignet sich die Schaltungsanordnung auch als Treiberschaltung für Leitungen, die mit Auswertgeräten, z. B. Registriergeräten, verbunden sind.The capacitance CDG1 between the DRAIN electrode and the first GATE electrode is considerably reduced by connecting the second GATE electrode to the SOURCE electrode. The capacity remains between the DRAIN electrode and the SOURCE electrode: Since the shield 20 is also connected to the SOURCE electrode, all other capacitances effective at G1 are also reduced in the same ratio. These include B. the capacitance between line 18 and ground terminal 46 and the capacitance between resistor 32 and ground. The circuit arrangement shown in the drawing consists of only a few elements that have small dimensions. The arrangement can therefore be mounted in a probe head which is fastened with the lead electrode 10 directly to the surface of the body. In this way, losses on the line between the conductor electrode and the first GATE electrode can largely be avoided. Such a probe head only requires three leads. The cost of lines is therefore low. Since the current gain is independent of a load resistance fluctuating over a wide range, the circuit arrangement is also suitable as a driver circuit for lines that are connected to evaluation devices, e.g. B. recording devices are connected.
Aufgrund der geringen Eingangskapazität hat der Verstärker eine große Bandbreite. Daher werden die höherfrequenten Anteile der abgeleiteten Potentiale bei der Verstärkung nicht verfälscht.Due to the small input capacitance, the amplifier has a large Bandwidth. Therefore, the higher frequency components of the derived potentials not falsified during amplification.
Falls Störspannungen z.B. durch Störfelder auftreten, können diese durch Verwendung zweier der erfinderischen Anordnungen in Form einer Dtfferentialschaltung ausgeschaltet werden.If interference voltages occur, e.g. due to interference fields, these can by using two of the inventive arrangements in the form of a differential circuit turned off.
Patentansprüche:Patent claims:
Claims (5)
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| DE19762610337 DE2610337A1 (en) | 1976-03-12 | 1976-03-12 | Biological processes voltage discharge and amplification appts. - has shielded discharge electrode insulated from body and connected via shielded wire to FET electrode |
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|---|---|---|---|---|
| US6272365B1 (en) | 1998-06-22 | 2001-08-07 | Polar Electro Oy | Connecting arrangement at heart rate monitor and electrode belt |
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| WO2006061762A2 (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Heart defibrillator with contactless ecg sensor for diagnostics/effectivity feedback |
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-
1976
- 1976-03-12 DE DE19762610337 patent/DE2610337A1/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6272365B1 (en) | 1998-06-22 | 2001-08-07 | Polar Electro Oy | Connecting arrangement at heart rate monitor and electrode belt |
| US6327486B1 (en) | 1998-06-22 | 2001-12-04 | Polar Electro Oy | Screen |
| US6600942B2 (en) * | 1998-06-22 | 2003-07-29 | Polar Electro Oy | Screen |
| WO2006061762A2 (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Heart defibrillator with contactless ecg sensor for diagnostics/effectivity feedback |
| WO2006061762A3 (en) * | 2004-12-08 | 2006-11-16 | Koninkl Philips Electronics Nv | Heart defibrillator with contactless ecg sensor for diagnostics/effectivity feedback |
| WO2007060609A2 (en) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Biometric sensor |
| WO2007060609A3 (en) * | 2005-11-25 | 2007-10-11 | Koninkl Philips Electronics Nv | Biometric sensor |
| CN101312688B (en) * | 2005-11-25 | 2010-06-16 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | Biometric sensor |
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