RU2785407C2

RU2785407C2 - Connector for ecg electrode and ecg cable

Info

Publication number: RU2785407C2
Application number: RU2020131055A
Authority: RU
Inventors: Хюго ВЕНСТРА; Франк ВЕРБАКЕЛ
Original assignee: Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2022-12-07

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: invention relates to a connector for ECG electrode and ECG cable. The connector for ECG electrode for mechanical and electrical connection of an outer ECG electrode to a lead wire contains a connecting device for mechanical connection of the connector for ECG electrode to the outer ECG electrode, an output of the lead wire for connection to a signal line of the lead wire, an output of a screen for connection to the screen of the lead wire, an electrode contact for bringing into contact with an electrical contact of ECG electrode, a potential fixation element electrically connected between the output of the lead wire and the electrode contact. ECG cable contains lead wires and connectors for ECG electrode. There is one lead wire for each ECG electrode. Each connector for ECG electrode is connected to the corresponding lead wire for mechanical and electrical connection of the lead wire to ECG electrode.

EFFECT: reduction in size and weight of equipment is achieved between a measurement unit and ECG electrode due to elimination of a line connection unit by means of inclusion to a connector for ECG electrode of a protective network containing a resistor and a potential fixation element.

15 cl, 18 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к коннектору для электрода ЭКГ (электрокардиографии) и кабелю ЭКГ.The present invention relates to an ECG (electrocardiography) electrode connector and an ECG cable.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

В типичной конфигурации системы измерения ЭКГ медицинского назначения используют блок измерения (например, мобильный блок или монитор ЭКГ), магистральный кабель, блок подключения линий, набор отведений с захватами или защелками и электроды ЭКГ. Электроды помещают на тело. Набор отведений соединяют с электродами с помощью защелок или захватов. Каждый электрод соединяют с блоком подключения линий посредством отведения, как правило, экранированного кабеля. Внутри захвата или защелки иногда используют индуктор для обеспечения улучшенной защиты и фильтрации сигналов электрохирургии (ESU). Это важно для наборов отведений, используемых в операционной. Внутри магистрального кабеля часто помещают защитные резисторы для защиты блока измерения от высоких напряжений, которые возникают во время процедур дефибрилляции. Для ограничения максимального напряжения на входе блока измерения ЭКГ внутри него используют дополнительные защитные элементы, такие как тиристоры SIDACtor.A typical configuration of a medical ECG measurement system uses a measurement unit (eg, a mobile unit or an ECG monitor), a trunk cable, a line connection unit, a set of grip or snap leads, and ECG electrodes. The electrodes are placed on the body. A set of leads is connected to the electrodes using latches or grips. Each electrode is connected to the line connection unit by means of a lead, usually a shielded cable. An inductor is sometimes used inside the grip or latch to provide improved shielding and filtering of electrosurgery (ESU) signals. This is important for lead sets used in the operating room. Protective resistors are often placed inside the trunk cable to protect the measurement unit from high voltages that occur during defibrillation procedures. To limit the maximum voltage at the input of the ECG measurement unit, additional protective elements are used inside it, such as SIDACtor thyristors.

В качестве коннектора электрода ЭКГ обычно используют как защелки, так и захваты. Они равноценны с электрической точки зрения, и выбор между захватом и защелкой зависит от предпочтения пользователя. В настоящем документе в основном упоминается коннектор электрода ЭКГ, и все технические данные относятся ко всем вариантам реализации, включающим защелки, захваты или средства зажима, если не указано иное.Both snaps and grips are commonly used as an ECG electrode connector. They are electrically equivalent and the choice between grip and latch is up to the user's preference. This document primarily refers to the ECG lead connector, and all technical data refers to all implementations including latches, grips, or clamping means unless otherwise noted.

Обычные коннекторы электродов ЭКГ имеют единственное электрическое соединение с проводом отведения (также называемого отведением), который соединяет с блоком подключения линий. Провод отведения представляет собой экранированный кабель. Экран этого кабеля заканчивается (не подсоединен) в точке прикрепления кабеля к коннектору для электрода ЭКГ. В случае коннекторов для электрода ЭКГ, которые являются частью так называемого оранжевого набора отведений, предназначенного для использования в операционной, внутри коннектора для электрода ЭКГ может быть использован индуктор. Этот индуктор обеспечивает дополнительную фильтрацию между электродом и блоком измерения ЭКГ, когда пациента подвергают электрохирургическим процедурам.Conventional ECG electrode connectors have a single electrical connection to a lead wire (also called a lead) that connects to a line connection box. The lead wire is a shielded cable. The shield of this cable terminates (not connected) at the point where the cable attaches to the connector for the ECG electrode. In the case of ECG lead connectors that are part of the so-called orange lead set for use in the operating room, an inductor can be used inside the ECG lead connector. This inductor provides additional filtering between the electrode and the ECG measurement unit when the patient is undergoing electrosurgical procedures.

Обычное оборудование между блоком измерения и электродом ЭКГ довольно громоздкое и тяжелое, что делает его неудобным, в частности, для мобильных применений, например, когда пациент может свободно перемещаться вне постели. Поэтому существует потребность в уменьшении размера и веса такого оборудования.Conventional equipment between the measurement unit and the ECG electrode is rather bulky and heavy, which makes it inconvenient, in particular for mobile applications, for example, when the patient can move freely out of bed. Therefore, there is a need to reduce the size and weight of such equipment.

В WO 2017/220328 A1 раскрыт медицинский соединительный блок для передачи электрического сигнала между медицинским соединительным блоком и медицинским датчиком, соединенным с медицинским соединительным блоком. Медицинский соединительный блок содержит коннектор на стороне соединения, содержащий множество первых электрических контактов в/на первой поверхности и множество вторых электрических контактов в/на второй поверхности, противоположной первой поверхности, и интерфейс коннектора для анализа электрических сигналов, имеющихся на одном или более из множества первых и вторых электрических контактов, для обнаружения одного или более из наличия медицинского датчика, соединенного с медицинским соединительным блоком, типа медицинского датчика, соединенного с медицинским соединительным блоком, и ориентации коннектора на стороне датчика медицинского датчика, соединенного с медицинским соединительным блоком. Также раскрыт коннектор на стороне датчика.WO 2017/220328 A1 discloses a medical connector block for transmitting an electrical signal between a medical connector block and a medical sensor connected to the medical connector block. The medical connecting block contains a connector on the connection side, containing a plurality of first electrical contacts in/on the first surface and a plurality of second electrical contacts in/on the second surface opposite the first surface, and a connector interface for analyzing electrical signals present on one or more of the plurality of the first and second electrical contacts for detecting one or more of the presence of a medical sensor connected to the medical connection block, a type of medical sensor connected to the medical connection block, and an orientation of the connector on the sensor side of the medical sensor connected to the medical connection block. Also disclosed is a connector on the side of the sensor.

В US 3620208 A раскрыт усиливающий электрод для электрокардиографического устройства. Он состоит из интегральной схемы усилителя преобразователя импеданса, имеющей высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс и герметизированной на металлической оболочке для электростатического и электромагнитного экранирования. Схема усилителя возбуждается сигналом наноамперного тока, считываемого небольшой проводящей пластиной, которая покрывает металлическую оболочку из железоникелевого сплава, но изолирована от нее. Высокий входной импеданс интегральной схемы сводит к минимуму влияние сопротивления контакта с кожей, тогда как низкий выходной импеданс сводит к минимуму помеху в сигнальной линии, наведенную остальной частью электроники ЭКГ. Самое важно, что для работы интегральной схемы усилителя преобразователя импеданса требуется лишь 10-наноамперный ток смещения. Следовательно, одновременно могут быть зарегистрированы кривые сигналов до 100 отдельных электродов без превышения допустимого тока через тело человека.US 3,620,208 A discloses an amplifying electrode for an electrocardiographic device. It consists of an impedance converter amplifier integrated circuit having a high input impedance and a low output impedance and encapsulated on a metal shell for electrostatic and electromagnetic shielding. The amplifier circuit is driven by a nanoamp current signal sensed by a small conductive plate that covers but is insulated from an iron-nickel alloy metal sheath. The high input impedance of the integrated circuit minimizes the effect of skin contact resistance, while the low output impedance minimizes signal line noise induced by the rest of the ECG electronics. Most importantly, the impedance converter amplifier IC requires only 10 nanoamps of bias current to operate. Therefore, the signal curves of up to 100 individual electrodes can be simultaneously recorded without exceeding the permissible current through the human body.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является создание коннектора для электрода ЭКГ и кабеля ЭКГ, с помощью которых уменьшаются размер и вес оборудования между блоком измерения и электродом ЭКГ.It is an object of the present invention to provide a connector for an ECG electrode and an ECG cable that reduces the size and weight of the equipment between the measurement unit and the ECG electrode.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен коннектор для электрода ЭКГ для механического и электрического соединения внешнего электрода ЭКГ с проводом отведения, содержащий:According to a first aspect of the present invention, there is provided an ECG electrode connector for mechanically and electrically connecting an external ECG electrode to a lead wire, comprising:

- соединительное приспособление для механического соединения коннектора для электрода ЭКГ с внешним электродом ЭКГ,- connecting device for mechanical connection of the connector for the ECG electrode with the external ECG electrode,

- вывод провода отведения для соединения с сигнальной линией провода отведения,- lead wire terminal for connection to the signal line of the lead wire,

- вывод экрана для соединения с экраном провода отведения,- screen output for connection to the screen of the lead wire,

- электродный контакт для введения в контакт с электрическим контактом электрода ЭКГ,- an electrode contact for bringing into contact with the electrical contact of the ECG electrode,

- элемент фиксации потенциала, соединенный электрически между выводом провода отведения и выводом экрана, и- a potential clamping element electrically connected between the lead wire terminal and the screen terminal, and

- резистор, соединенный электрически между выводом провода отведения и электродным контактом.- a resistor electrically connected between the lead wire terminal and the electrode contact.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен кабель ЭКГ, содержащий:In accordance with another aspect of the present invention, an ECG cable is provided, comprising:

- один или более проводов отведения,- one or more lead wires,

- один или более коннекторов для электрода ЭКГ, содержащих по меньшей мере один коннектор для электрода ЭКГ, как описано в настоящем документе, причем для каждого электрода ЭКГ предусмотрено по одному проводу отведения, и каждый коннектор для электрода ЭКГ соединен с соответствующим проводом отведения для механического и электрического соединения провода отведения с электродом ЭКГ.- one or more ECG electrode connectors, comprising at least one ECG electrode connector as described herein, with one lead wire for each ECG electrode, and each ECG electrode connector connected to a corresponding lead wire for mechanical and electrical connection of the lead wire to the ECG electrode.

Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения определены в зависимых пунктах. Следует понимать, что заявленный кабель ЭКГ имеет предпочтительные варианты реализации, похожие и/или идентичные с предпочтительными вариантами реализации заявленного коннектора электрода ЭКГ, в частности, как определено в зависимых пунктах и как описано в настоящем документе.Preferred embodiments of the present invention are defined in the dependent claims. It should be understood that the claimed ECG cable has preferred embodiments similar and/or identical to the preferred embodiments of the claimed ECG electrode connector, in particular as defined in the dependent claims and as described herein.

Настоящее изобретение основано на идее включения в коннектор для электрода ЭКГ защитной сети, содержащей по меньшей мере один или более резисторов и элементов фиксации потенциала (предпочтительно тиристоров SIDACtor; в качестве альтернативы неоновых или газоразрядных трубок Trigard) и необязательно один или более индукторов. Таким образом, можно полностью исключить блок подключения линий, тем самым существенно уменьшив размер и вес всего оборудования, необходимого между блоком измерения и электродом ЭКГ. Коннектор для электрода ЭКГ соединен с блоком измерения посредством провода отведения. С электрической точки зрения система измерения, использующая обычные коннекторы для электрода ЭКГ и блок подключения линий, с одной стороны, и система измерения, использующая коннекторы для электрода ЭКГ, раскрытые в настоящем документе, с другой стороны, по существу равноценны и их рабочие характеристики по существу идентичные.The present invention is based on the idea of incorporating in the ECG electrode connector a protective network comprising at least one or more resistors and potential clamping elements (preferably SIDACtor thyristors; alternatively, Trigard neon or gas discharge tubes) and optionally one or more inductors. In this way, it is possible to completely eliminate the line connection unit, thereby greatly reducing the size and weight of all equipment required between the measurement unit and the ECG electrode. The connector for the ECG electrode is connected to the measurement unit via a lead wire. From an electrical point of view, a measurement system using conventional ECG electrode connectors and a line connection unit on the one hand, and a measurement system using the ECG electrode connectors disclosed herein on the other hand, are substantially equivalent and their performance characteristics are substantially identical.

В варианте реализации коннектор для электрода ЭКГ также содержит индуктор, соединенный между выводом провода отведения и электродным контактом, в частности между резистором и электродным контактом. Этот индуктор обеспечивает улучшенную защиту и фильтрацию сигналов ESU.In an embodiment, the ECG electrode connector also includes an inductor connected between the lead wire terminal and the electrode contact, in particular between the resistor and the electrode contact. This inductor provides improved protection and filtering of ESU signals.

В другом варианте реализации резистор содержит два или более резисторных элементов, соединенных последовательно. Например, для привлекательной недорогой конструкции коннектора могут быть использованы несколько дешевых резисторных элементов, соединенных последовательно. К тому же эти резисторные элементы могут быть меньшего размера по сравнению с одиночным резистором.In another implementation, the resistor comprises two or more resistor elements connected in series. For example, for an attractive low-cost connector design, several low-cost resistor elements connected in series can be used. In addition, these resistor elements can be smaller than a single resistor.

Коннектор для электрода ЭКГ также может содержать пластину заземления, соединенную с выводом экрана и расположенную между резистором и элементом фиксации потенциала с одной стороны и электродом ЭКГ с другой стороны, когда коннектор и электрод ЭКГ соединены. Следовательно, эта пластина заземления действует в качестве заземленного экрана, который снижает общую чувствительность к помехам.The ECG electrode connector may also include a ground plate connected to the shield lead and positioned between the resistor and potential clamp element on one side and the ECG electrode on the other side when the connector and the ECG electrode are connected. Therefore, this ground plane acts as a ground shield, which reduces the overall sensitivity to interference.

Соединительное приспособление коннектора для электрода ЭКГ может содержать зажимное приспособление, или защелкивающее приспособление, или захватное приспособление. Поэтому может быть использована обычная механическая конструкция. Возможны другие конструкции.The connection device of the ECG electrode connector may include a clamping device, or a snap-in device, or a gripping device. Therefore, a conventional mechanical structure can be used. Other designs are possible.

В одном варианте реализации коннектор для электрода ЭКГ содержит один вывод провода отведения, один вывод экрана, один элемент фиксации потенциала и один резистор. Этот вариант реализации, в частности, используют для электродов ЭКГ, не предназначенных для измерения дыхания.In one embodiment, the ECG lead connector includes one lead wire lead, one shield lead, one potential clamp, and one resistor. This implementation is particularly used for ECG electrodes not intended for measuring respiration.

Система измерения ЭКГ медицинского назначения, как правило, обеспечивает совместимость с измерением дыхания, т.е. по меньшей мере некоторые электроды ЭКГ (обычно RA, LA и LL) используют для измерения дыхания. Биоимпеданс человеческого тела, наблюдаемый между электродами, модулируется дыханием. Таким образом, дыханием может быть измерено системой измерения импеданса в блоке измерения ЭКГ.A medical ECG measurement system is typically compatible with respiration measurement, i.e. at least some ECG electrodes (typically RA, LA and LL) are used to measure respiration. The bioimpedance of the human body observed between the electrodes is modulated by respiration. Thus, respiration can be measured by the impedance measurement system in the ECG measurement unit.

В системе измерения ЭКГ, использующей классические магистральный кабель и набор отведений, существуют различные типы набора отведений, которые предназначены для разных случаев применения. В частности, существует оранжевый набор отведений, который предназначен для использования в операционной. В оранжевом наборе отведений используют дополнительную защиту и фильтрацию посредством последовательного индуктора в каждом отведении набора отведений. При использовании оранжевого набора отведений функция измерения дыхания блока измерения ЭКГ ненадежная, и ее нельзя использовать. Причина в наличии индукторов, последовательно соединенных с электродами, что ослабляет сигналы модуляции и демодуляции, используемые в системе обнаружения дыхания.In an ECG measurement system using a classic trunk cable and a set of leads, there are different types of lead set that are designed for different applications. In particular, there is an orange set of leads that is intended for use in the operating room. The orange lead set uses additional protection and filtering through a series inductor in each lead of the lead set. When using the orange lead set, the breath measurement function of the ECG measurement unit is unreliable and cannot be used. The reason is the presence of inductors in series with the electrodes, which attenuates the modulation and demodulation signals used in the breath detection system.

Поэтому в варианте реализации коннектор для электрода ЭКГ также содержит второй вывод провода отведения для соединения со второй сигнальной линией провода отведения, второй элемент фиксации потенциала, соединенный между вторым выводом провода отведения и выводом экрана, и второй резистор, соединенный между вторым выводом провода отведения и электродным контактом. Таким образом, обеспечена дублирующая защитная сеть для поддержки улучшенной точности обнаружения дыхания.Therefore, in an embodiment, the ECG electrode connector also includes a second lead wire lead for connecting to a second lead wire signal line, a second potential clamp connected between the second lead wire lead and a shield lead, and a second resistor connected between the second lead lead lead and the electrode lead. contact. Thus, a redundant safety net is provided to support improved breath detection accuracy.

В этом варианте реализации может оказаться предпочтительным, чтобы один конец индуктора был соединен с электродным контактом, а другой конец индуктора был соединен с резистором и вторым резистором, т.е. оба резистора одним концом соединены с одним и тем же индуктором.In this embodiment, it may be preferable that one end of the inductor is connected to the electrode contact and the other end of the inductor is connected to the resistor and the second resistor, i.e. Both resistors are connected at one end to the same inductor.

В другом варианте реализации предусмотрен второй индуктор, который соединен между вторым выводом провода отведения и электродным контактом, в частности между вторым резистором и электродным контактом. Таким образом, точка соединения, где сливаются два ветви, перемещается ближе к электроду ЭКГ, что дополнительно улучшает точность системы измерения дыхания.In another embodiment, a second inductor is provided which is connected between the second terminal of the lead wire and the electrode contact, in particular between the second resistor and the electrode contact. Thus, the junction point where the two branches merge is moved closer to the ECG electrode, further improving the accuracy of the breath measurement system.

В последнем варианте реализации может быть предусмотрен второй электродный контакт для введения в контакт со вторым электрическим контактом электрода ЭКГ, причем индуктор соединен с электродным контактом, а второй индуктор соединен со вторым электродным контактом. Благодаря этим разделенным контактам с электродом ЭКГ поддерживается простой способ обнаружения того, соединен ли коннектор для электрода ЭКГ с электродом ЭКГ.In a latter embodiment, a second electrode contact may be provided for contacting the second electrical contact of the ECG electrode, wherein an inductor is connected to the electrode contact and the second inductor is connected to the second electrode contact. With these separated ECG electrode contacts, a simple way of detecting whether the ECG electrode connector is connected to the ECG electrode is provided.

Коннектор для электрода ЭКГ также может содержать второй вывод экрана для соединения с экраном провода отведения, причем второй элемент фиксации потенциала соединен между вторым выводом провода отведения и вторым выводом экрана. Это дополнительно улучшает защиту.The ECG electrode connector may also include a second shield terminal for connecting to the lead wire shield, wherein a second potential clamping element is connected between the second lead wire terminal and the second shield terminal. This further improves protection.

В практической реализации резистор может иметь сопротивление по меньшей мере 2 кОм, в частности в диапазоне от 2 кОм до 50 кОм или в диапазоне от 5 кОм до 20 кОм, например 10 кОм.In a practical implementation, the resistor may have a resistance of at least 2 kΩ, in particular in the range of 2 kΩ to 50 kΩ, or in the range of 5 kΩ to 20 kΩ, such as 10 kΩ.

Предлагаемый кабель ЭКГ содержит один или более проводов отведения и один или более предложенных коннекторов для электрода ЭКГ. Он также может содержать по меньшей мере два провода отведения дыхательного типа, каждый из которых имеет две сигнальные линии, и по меньшей мере два коннектора для электрода ЭКГ, содержащих дублирующую защитную сеть, как описано выше, причем каждый из упомянутых по меньшей мере двух коннекторов для электрода ЭКГ соединен с соответствующим проводом отведения дыхательного типа.The proposed ECG cable contains one or more lead wires and one or more proposed connectors for the ECG electrode. It may also comprise at least two breathing-type lead wires each having two signal lines and at least two ECG electrode connectors comprising a redundant safety net as described above, each of said at least two connectors for The ECG electrode is connected to the corresponding breathing type lead wire.

Кабель ЭКГ также может содержать по меньшей мере один провод отведения недыхательного типа, каждый из которых имеет одну сигнальную линию, и по меньшей мере один коннектор для электрода ЭКГ, имеющий одинарную защитную сеть, как описано выше, причем упомянутый по меньшей мере один коннектор для электрода ЭКГ соединен с соответствующим проводом отведения недыхательного типа.The ECG cable may also comprise at least one non-breathing type lead wire each having one signal line and at least one ECG electrode connector having a single safety net as described above, wherein said at least one electrode connector The ECG is connected to an appropriate non-respiratory type lead wire.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны из описанных ниже вариантов реализации и пояснены со ссылкой на них. На следующих чертежах:These and other aspects of the present invention will be apparent from the embodiments described below and explained with reference to them. On the following drawings:

на Фиг. 1 показан вид в перспективе варианта реализации электрода ЭКГ и кабеля ЭКГ, содержащего коннектор для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of an ECG electrode and an ECG cable comprising an ECG electrode connector in accordance with the present invention;

на Фиг. 2 показан вид в сечении кабеля ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 2 is a cross-sectional view of an ECG cable in accordance with the present invention;

на Фиг. 3 показана принципиальная схема первого варианта реализации коннектора для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 3 is a schematic diagram of a first embodiment of an ECG electrode connector according to the present invention;

на Фиг. 4 показана принципиальная схема второго варианта реализации коннектора для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 4 is a schematic diagram of a second embodiment of an ECG electrode connector in accordance with the present invention;

на Фиг. 5 показана принципиальная схема третьего варианта реализации коннектора для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 5 is a schematic diagram of a third embodiment of an ECG electrode connector according to the present invention;

на Фиг. 6 показана принципиальная схема четвертого варианта реализации коннектора для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 6 is a schematic diagram of a fourth embodiment of an ECG electrode connector according to the present invention;

на Фиг. 7 показана принципиальная схема пятого варианта реализации коннектора для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 7 is a schematic diagram of a fifth embodiment of an ECG electrode connector according to the present invention;

на Фиг. 8 показана принципиальная схема шестого варианта реализации коннектора для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 8 is a schematic diagram of a sixth embodiment of an ECG electrode connector according to the present invention;

на Фиг. 9 показана принципиальная схема седьмого варианта реализации коннектора для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 9 is a schematic diagram of a seventh embodiment of an ECG electrode connector according to the present invention;

на Фиг. 10 показан вид сверху практической реализации кабеля ЭКГ, включающего коннектор для электрода ЭКГ, показанный на Фиг. 9;in FIG. 10 is a plan view of a practical ECG cable incorporating the ECG electrode connector shown in FIG. 9;

на Фиг. 11 показан вид сверху кабеля ЭКГ, включающего вариант реализации коннектора для электрода ЭКГ для измерения дыхания;in FIG. 11 is a plan view of an ECG cable including an embodiment of a connector for an ECG respiration electrode;

на Фиг. 12 показан вид сверху кабеля ЭКГ, включающего вариант реализации коннектора для электрода ЭКГ, который не предназначен для измерения дыхания;in FIG. 12 is a plan view of an ECG cable including an embodiment of an ECG electrode connector that is not designed to measure respiration;

на Фиг. 13 показан вид сверху кабеля ЭКГ, включающего вариант реализации коннектора для электрода ЭКГ с экраном;in FIG. 13 is a plan view of an ECG cable including an embodiment of a shielded ECG electrode connector;

на Фиг. 14 показана принципиальная схема варианта реализации известной системы измерения дыхания;in FIG. 14 is a schematic diagram of an embodiment of a prior art breath measurement system;

на Фиг. 15 показана принципиальная схема варианта реализации системы измерения дыхания в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 15 is a schematic diagram of an embodiment of a breath measurement system in accordance with the present invention;

на Фиг. 16 показана принципиальная схема варианта реализации системы измерения ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 16 is a schematic diagram of an embodiment of an ECG measurement system in accordance with the present invention;

на Фиг. 17 показана схема еще одного варианта реализации кабеля ЭКГ, использующего идентичные коннекторы для электрода ЭКГ; иin FIG. 17 shows a schematic of yet another embodiment of an ECG cable using identical ECG electrode connectors; and

на Фиг. 18 показана схема еще одного варианта реализации кабеля ЭКГ, использующего разные коннекторы для электрода ЭКГ.in FIG. 18 shows a schematic of yet another embodiment of an ECG cable using different ECG electrode connectors.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

На Фиг. 1 показан вид в перспективе варианта реализации электрода 100 ЭКГ и кабеля 200 ЭКГ, содержащего коннектор 1 для электрода ЭКГ, а на Фиг. 2 показан вид в сечении кабеля 200 ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением. Кабель 200 ЭКГ содержит один (или более) провод (проводов) 300 отведения и один (или более) коннектор (коннекторов) 1 для электрода ЭКГ. Как правило, предусмотрен один провод 300 отведения на каждый электрод 100 ЭКГ, и каждый коннектор 1 для электрода ЭКГ соединен с соответствующим проводом 300 отведения. Один (или более) провод (проводов) отведения может (могут) быть объединен (объединены) в общий кабель, соединяющий один (или более) электрод (электродов) ЭКГ с блоком измерения ЭКГ (не показана), например, с мобильным блоком или монитором ЭКГ. Провод 300 отведения обычно содержит сигнальную линию 301, передающую сигнал измерения, и экран 302 для экранирования сигнальной линии 301 от излучения, создающего помехи.On FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of an ECG electrode 100 and an ECG cable 200 including an ECG electrode connector 1, and FIG. 2 shows a sectional view of an ECG cable 200 in accordance with the present invention. Cable 200 ECG contains one (or more) lead wire(s) 300 and one (or more) connector(s) 1 for the ECG electrode. Typically, one lead wire 300 is provided for each ECG electrode 100, and each ECG electrode connector 1 is connected to a corresponding lead wire 300. One (or more) lead wire(s) may be combined into a common cable connecting one (or more) ECG electrode(s) to an ECG measurement unit (not shown), such as a mobile unit or monitor ECG. The lead wire 300 typically includes a signal line 301 for transmitting a measurement signal and a shield 302 for shielding the signal line 301 from interfering radiation.

Коннектор 1 для электрода ЭКГ содержит соединительное приспособление 10 для механического соединения коннектора 1 для электрода ЭКГ с электродом 100 ЭКГ. Соединительное приспособление 10 может, как правило, содержать любого рода средство соединения, которое обеспечивает фиксированное механическое соединение коннектора 1 для электрода ЭКГ с электродом 100 ЭКГ во время использования. Например, оно может содержать зажимное приспособление, или защелкивающее приспособление, или захватное приспособление. В варианте реализации, показанном на Фиг. 1 и 2, соединительное приспособление 10 коннектора 1 для электрода ЭКГ содержит охватывающую часть 11 соединения, которая входит в зацепление с соответствующей охватываемой частью 101 электрода 100 ЭКГ, причем упомянутая охватываемая часть представляет электрический контакт электрода ЭКГ. Например, корпус 12 коннектора 1 для электрода ЭКГ может быть выполнен соответствующим образом.The connector 1 for the ECG electrode contains a connecting device 10 for mechanical connection of the connector 1 for the ECG electrode with the electrode 100 ECG. The connector 10 may generally comprise any kind of connection means that provides a fixed mechanical connection of the ECG electrode connector 1 to the ECG electrode 100 during use. For example, it may comprise a clamping device, or a snapping device, or a gripping device. In the embodiment shown in FIG. 1 and 2, the connector 10 of the ECG electrode connector 1 comprises a female connection portion 11 that engages with a corresponding male portion 101 of the ECG electrode 100, said male portion representing the electrical contact of the ECG electrode. For example, the body 12 of the connector 1 for the ECG electrode can be configured accordingly.

Коннектор 1 для электрода ЭКГ также содержит защитные элементы (также называемые предохранительными элементами), в частности элемент 13 фиксации потенциала (в данном варианте реализации тиристор SIDACtor), который соединен между выводом 14 провода отведения и выводом 15 экрана, и резистор 16, который соединен между выводом 14 провода отведения и электродным контактом 17. Элемент 13 фиксации потенциала и резистор 16 могут быть, например, расположены на печатной плате (ПП) 18, которая установлена внутри коннектора 1 для электрода ЭКГ, или могут быть соединены между соответствующими проводами (не показано).The ECG electrode connector 1 also contains protective elements (also called safety elements), in particular a potential clamping element 13 (in this embodiment, a SIDACtor thyristor), which is connected between the lead wire terminal 14 and the screen terminal 15, and a resistor 16, which is connected between lead wire terminal 14 and electrode contact 17. Potential clamp element 13 and resistor 16 may, for example, be located on a printed circuit board (PCB) 18, which is installed inside the connector 1 for the ECG electrode, or may be connected between the corresponding wires (not shown) .

Как правило, электроды ЭКГ (и соответствующие коннекторы для электрода ЭКГ), которые могут участвовать в 4-проводной системе обнаружения дыхания (обычно электроды ЭКГ RA, LA и LL), отличаются от всех остальных электродов ЭКГ (и соответствующих коннекторов для электродов ЭКГ), которые не должны участвовать в 4-проводной системе обнаружения дыхания (обычно электроды ЭКГ RL и V1-V6). Электроды ЭКГ (и соответствующие коннекторы для электродов ЭКГ), которые не используют для измерения дыхания, не требуют двойной схемы защиты.Generally, the ECG electrodes (and corresponding ECG electrode connectors) that can participate in a 4-wire breath detection system (usually RA, LA, and LL ECG electrodes) are different from all other ECG electrodes (and corresponding ECG electrode connectors), which should not participate in the 4-wire breath detection system (usually RL and V1-V6 ECG electrodes). ECG electrodes (and corresponding ECG electrode connectors) that are not used to measure respiration do not require dual protection circuitry.

На Фиг. 3 показана принципиальная схема первого варианта реализации коннектора 1a для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением, который не может быть использован для измерения дыхания. Коннектор 1a для электрода ЭКГ содержит, помимо электродного контакта 17, один вывод 14 провода отведения, один вывод 15 экрана, один элемент 13 фиксации потенциала и один резистор 16 (Rs). Элемент 13 фиксации потенциала соединен между выводом 14 провода отведения и выводом 15 экрана. Резистор 16 соединен между выводом 14 провода отведения и электродным контактом 17.On FIG. 3 shows a schematic diagram of a first embodiment of an ECG electrode connector 1a according to the present invention, which cannot be used for respiration measurement. The ECG electrode connector 1a comprises, in addition to the electrode contact 17, one lead wire terminal 14, one shield terminal 15, one potential clamping element 13 and one resistor 16 (Rs). The potential clamping element 13 is connected between the output 14 of the lead wire and the output 15 of the screen. Resistor 16 is connected between terminal 14 of the lead wire and electrode contact 17.

На Фиг. 4 показана принципиальная схема второго варианта реализации коннектора 1b для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением, который может быть использован для измерения дыхания в 4-проводной системе обнаружения дыхания (с использованием двух электродов ЭКГ, каждый из которых соединен, например, с одним таким коннектором 1b для электрода ЭКГ). В дополнение к элементам первого варианта реализации коннектора 1a для электрода ЭКГ, показанного на Фиг. 3, коннектор 1b для электрода ЭКГ также содержит второй элемент 19 фиксации потенциала, второй резистор 20 (Rsv) и второй вывод 21 провода отведения для соединения со второй сигнальной линией (не показана) провода 300 отведения. Второй элемент 19 фиксации потенциала соединен между вторым выводом 21 провода отведения и выводом 15 экрана. Второй резистор 20 соединен между вторым выводом 21 провода отведения и электродным контактом 17.On FIG. 4 shows a schematic diagram of a second embodiment of an ECG electrode connector 1b according to the present invention, which can be used to measure respiration in a 4-wire breath detection system (using two ECG electrodes, each connected to, for example, one such connector 1b for the ECG electrode). In addition to the elements of the first embodiment of the ECG electrode connector 1a shown in FIG. 3, the ECG electrode connector 1b also includes a second potential clamp element 19, a second resistor 20 (Rsv), and a second lead wire terminal 21 for connecting to a second signal line (not shown) of the lead wire 300. The second potential holding element 19 is connected between the second terminal 21 of the lead wire and the shield terminal 15 . The second resistor 20 is connected between the second terminal 21 of the lead wire and the electrode contact 17.

На Фиг. 5 показана принципиальная схема третьего варианта реализации коннектора 1c для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением, который не может быть использован для измерения дыхания. В дополнение к элементам первого варианта реализации коннектора 1a для электрода ЭКГ, показанного на Фиг. 3, коннектор 1c для электрода ЭКГ также содержит индуктор 22 (Ls), соединенный между выводом 14 провода отведения и электродным контактом 17, в частности между резистором 16 и электродным контактом 17. Индуктор обеспечивает улучшенную защиту и фильтрацию между электродом ЭКГ и блоком измерения ЭКГ, когда пациент подвергается электорхирургическим (ESU) процедурам, что особенно важно для наборов отведений, используемых в операционной.On FIG. 5 shows a schematic diagram of a third embodiment of an ECG electrode connector 1c according to the present invention, which cannot be used for respiration measurement. In addition to the elements of the first embodiment of the ECG electrode connector 1a shown in FIG. 3, the ECG electrode connector 1c also includes an inductor 22 (Ls) connected between lead wire terminal 14 and electrode terminal 17, in particular between resistor 16 and electrode terminal 17. The inductor provides improved protection and filtering between the ECG electrode and the ECG measurement unit, when a patient is undergoing electrosurgical (ESU) procedures, which is especially important for lead sets used in the operating room.

На Фиг. 6 показана принципиальная схема четвертого варианта реализации коннектора 1d для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением, который может быть использован для измерения дыхания (с использованием двух электродов ЭКГ, каждый из которых соединен, например, с одним таким коннектором 1d для электрода ЭКГ). В дополнение к элементам второго варианта реализации коннектора 1b для электрода ЭКГ, показанного на Фиг. 4, коннектор 1d для электрода ЭКГ также содержит индуктор 22 (Ls), соединенный между вторым выводом 21 провода отведения и электродным контактом 17, в частности между вторым резистором 20 и электродным контактом 17. Один конец индуктора 22 соединен с электродным контактом 17, а другой конец индуктора 22 соединен с резистором 16 и вторым резистором 20.On FIG. 6 shows a schematic diagram of a fourth embodiment of an ECG electrode connector 1d according to the present invention that can be used to measure respiration (using two ECG electrodes each connected to, for example, one such ECG electrode connector 1d). In addition to the elements of the second embodiment of the ECG electrode connector 1b shown in FIG. 4, the connector 1d for the ECG electrode also includes an inductor 22 (Ls) connected between the second terminal 21 of the lead wire and the electrode contact 17, in particular between the second resistor 20 and the electrode contact 17. One end of the inductor 22 is connected to the electrode contact 17 and the other the end of the inductor 22 is connected to the resistor 16 and the second resistor 20.

Точность измерения дыхания импедансным методом может быть дополнительно улучшена за счет дублирования индуктора внутри коннектора для электрода ЭКГ. На Фиг. 7 показана принципиальная схема пятого варианта реализации коннектора 1e для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением, использующим данный вариант. В дополнение к четвертому варианту реализации коннектора 1d для электрода ЭКГ, показанному на Фиг. 6, коннектор 1e для электрода ЭКГ также содержит второй индуктор 23 (Lsv), соединенный между вторым выводом 21 провода отведения и электродным контактом 17, в частности между вторым резистором 20 и электродным контактом 17. Измеренный импеданс для коннектора 1e для электрода ЭКГ равен Rbody (сопротивление тела)+2⋅Z_электрода (импеданс электрода ЭКГ), что является улучшением по сравнению с коннектором 1d для электрода ЭКГ, показанного на Фиг. 5, поскольку импеданс Ls индуктора не играет роли в измеренном импедансе.The accuracy of impedance breath measurement can be further improved by duplicating the inductor inside the connector for the ECG electrode. On FIG. 7 is a circuit diagram of the fifth embodiment of the ECG electrode connector 1e according to the present invention using this embodiment. In addition to the fourth embodiment of the ECG electrode connector 1d shown in FIG. 6, the ECG electrode connector 1e also includes a second inductor 23 (Lsv) connected between the second terminal 21 of the lead wire and the electrode contact 17, in particular between the second resistor 20 and the electrode contact 17. The measured impedance for the ECG electrode connector 1e is Rbody ( body resistance)+2⋅Z_electrode (ECG electrode impedance), which is an improvement over the ECG electrode connector 1d shown in FIG. 5 because the inductor impedance Ls plays no role in the measured impedance.

На Фиг. 8 показана принципиальная схема шестого варианта реализации коннектора 1f для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением. В дополнение к пятому варианту реализации коннектора 1e для электрода ЭКГ, показанному на Фиг. 7, коннектор 1f для электрода ЭКГ дополнительно содержит второй электродный контакт 24. В данном варианте реализации электрический контакт электрода ЭКГ может быть разделен на два электрических контакта 102, 103, причем первый электрический контакт 102 соединен с первым электродным контактом 17, а второй электрический контакт 103 соединен со вторым электродным контактом 24. Однако два электрических контакта 102, 103 предпочтительно соединены электрически (т.е. замкнуты накоротко) внутри электрода 100 ЭКГ. Двойное соединение коннектора 1f для электрода ЭКГ с электродом 100 ЭКГ дает преимущество, заключающееся в обеспечении надежного обнаружения того, соединен ли коннектор 1f для электрода ЭКГ с электродом 100 ЭКГ (если два электродных контакта 17 и 24 замкнуты накоротко) или нет (если два электродных контакта 17 и 24 разомкнуты).On FIG. 8 is a schematic diagram of a sixth embodiment of an ECG electrode connector 1f according to the present invention. In addition to the fifth embodiment of the ECG electrode connector 1e shown in FIG. 7, the ECG electrode connector 1f further comprises a second electrode terminal 24. In this embodiment, the ECG electrode electrical terminal can be divided into two electrical terminals 102, 103, the first electrical terminal 102 being connected to the first electrode terminal 17 and the second electrical terminal 103 connected to the second electrode contact 24. However, the two electrical contacts 102, 103 are preferably electrically connected (ie, short-circuited) within the ECG electrode 100. The double connection of the ECG electrode connector 1f to the ECG electrode 100 has the advantage of providing a reliable detection of whether the ECG electrode connector 1f is connected to the ECG electrode 100 (if the two electrode contacts 17 and 24 are short-circuited) or not (if the two electrode contacts 17 and 24 are open).

В 4-проводной конфигурации дыхания, как показано на Фиг. 4, 6, 7 и 8, защитные резисторы 16 (Rs) и 20 (Rsv) не рассеивают много энергии во время дефибрилляции, например, обычно <1 Дж каждый при Rs=Rsv=10 кОм для одного импульса дефибрилляции. Для надежного рассеяния этой энергии достаточно относительно маленьких (по размеру) резисторов. Однако наряду с номинальной энергией резисторы также должны быть способы справляться с напряжением дефибрилляции вплоть до 5 кВ. Обычно для этого требуются большие (по размеру) резисторы. Меньшие резисторы возможны при использовании методов заливки. Еще одной альтернативой является разделение резисторов Rs и Rsv на несколько последовательно соединенных резисторов, как показано на Фиг. 9.In a 4-wire breathing configuration, as shown in FIG. 4, 6, 7 and 8, the protection resistors 16 (Rs) and 20 (Rsv) do not dissipate much power during defibrillation, eg typically <1 J each at Rs=Rsv=10 kΩ for a single defibrillation pulse. For reliable dissipation of this energy, relatively small (in size) resistors are sufficient. However, along with the power rating, the resistors must also be capable of handling defibrillation voltages up to 5 kV. This usually requires large (in size) resistors. Smaller resistors are possible when potting methods are used. Yet another alternative is to divide the resistors Rs and Rsv into several resistors connected in series, as shown in FIG. 9.

На Фиг. 9 показана принципиальная схема седьмого варианта реализации коннектора 1g для электрода ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением. В отличие от шестого варианта реализации коннектора 1f для электрода ЭКГ, показанного на Фиг. 8, в коннекторе 1g для электрода ЭКГ резистор 16 содержит два или более резисторных элементов 16a-16c, соединенных последовательно, и второй резистор 20 содержит два или более резисторных элементов 20a-20c, соединенных последовательно. Например, в варианте реализации, показанном на Фиг. 9, резистор 16 разделен на три резисторных элемента с одинаковым значением сопротивления, и резистор 20 разделен на три резисторных элемента с одинаковым значением сопротивления. В другом варианте реализации только резистор 16 или резистор 20 содержит два или более резисторных элементов. В вариантах реализации коннекторов для электродов ЭКГ, имеющих только один резистор 16, та же самая идея тоже может быть использована, т.е. резистор 16 может содержать два или более резисторных элементов 16a-16c.On FIG. 9 is a circuit diagram of the seventh embodiment of the ECG electrode connector 1g according to the present invention. Unlike the sixth embodiment of the ECG electrode connector 1f shown in FIG. 8, in the ECG electrode connector 1g, the resistor 16 includes two or more resistor elements 16a-16c connected in series, and the second resistor 20 includes two or more resistor elements 20a-20c connected in series. For example, in the embodiment shown in FIG. 9, the resistor 16 is divided into three resistor elements with the same resistance value, and the resistor 20 is divided into three resistor elements with the same resistance value. In another implementation, only resistor 16 or resistor 20 contains two or more resistor elements. In embodiments of connectors for ECG electrodes having only one resistor 16, the same idea can also be used, ie. resistor 16 may include two or more resistor elements 16a-16c.

В варианте реализации, показанном на Фиг. 9, n резисторных элементов (в примере реализации, показанном на Фиг. 9, n=3) используются соединенными последовательно, причем каждый имеет значение Rs/n и Rsv/n. Рассеяние энергии каждым резисторным элементом и напряжение на каждом резисторном элементе уменьшаются пропорционально с увеличением n и, следовательно, каждый резисторный элемент может быть меньше и дешевле, что приводит к более компактному и дешевому решению в целом для коннектора для электрода ЭКГ. Кроме того, последовательное соединение может быть сконструировано в произвольной физической конфигурации (например, прямой, круговой и т.д.), что делает возможной более привлекательную конструкцию коннектора для электрода ЭКГ.In the embodiment shown in FIG. 9, n resistor elements (in the embodiment shown in FIG. 9, n=3) are used in series, each having a value of Rs/n and Rsv/n. The power dissipation of each resistor element and the voltage across each resistor element decrease proportionally as n increases and therefore each resistor element can be smaller and cheaper, resulting in a more compact and cheaper solution for the overall ECG lead connector. In addition, the serial connection can be designed in an arbitrary physical configuration (eg, straight, circular, etc.), which allows a more attractive connector design for the ECG electrode.

В еще одних вариантах реализации коннектора для электрода ЭКГ индукторы 22, 23 могут быть разделены и реализованы в виде последовательной сети аналогично резисторам 16, 20 в варианте реализации, показанном на Фиг. 9.In still other embodiments of the ECG lead connector, the inductors 22, 23 may be separated and implemented as a serial network, similar to the resistors 16, 20 in the embodiment shown in FIG. 9.

На Фиг. 10 показан вид сверху практической реализации кабеля 200a ЭКГ, включающего коннектор 1g для электрода ЭКГ, показанный на Фиг. 9. Провод 300a отведения содержит первую сигнальную линию 301, соединенную с первым выводом 14 провода отведения, вторую сигнальную линию 303, соединенную со вторым выводом 21 провода отведения, и экран 302, соединенный с выводом 15 экрана. Таким образом, данный кабель 200a обеспечивает 4-проводную поддержку дыхания посредством дублирующих защитных сетей и двух сигнальных соединений с 2-проводным экранированным проводом 300a отведения. Разделенные резисторы (в данном случае каждой резистор разделен на три резисторных элемента) делают возможными резисторные элементы малого физического размера, а также гибкие расположение и компоновку резисторных сетей. Кроме того, два отдельных контакта 17, 24 с электродом 100 ЭКГ обеспечивают внутри блока измерения ЭКГ простое обнаружение того, прикреплен ли электрод 100 ЭКГ или нет. Более того, встроенные элементы 13, 19 фиксации потенциала ограничивают наивысшее напряжение в проводе отведения и тем самым ослабляют требования к способности провода отведения справляться с напряжением.On FIG. 10 is a plan view of a practical ECG cable 200a including the ECG electrode connector 1g shown in FIG. 9. The lead wire 300a includes a first signal line 301 connected to the first lead wire terminal 14, a second signal line 303 connected to the second lead wire terminal 21, and a shield 302 connected to the shield terminal 15. Thus, this cable 200a provides 4-wire breath support via redundant safety nets and two signal connections to 2-wire shielded lead wire 300a. Divided resistors (in this case, each resistor is divided into three resistor elements) allow resistor elements of small physical size, as well as flexible arrangement and layout of resistor networks. In addition, two separate contacts 17, 24 with the ECG electrode 100 provide, within the ECG measurement unit, a simple detection of whether the ECG electrode 100 is attached or not. Moreover, the built-in clamping elements 13, 19 limit the highest voltage in the lead wire, and thereby relax the requirements on the ability of the lead wire to handle the voltage.

Как правило, индуктор нужен только в том случае, если коннектор для электрода ЭКГ предназначен для использования в операционной. Если использование в операционной исключено, можно рассмотреть версии коннектора для электрода ЭКГ, которые, например, показаны на Фиг. 11 и 12, где изображен вид сверху. Эти конструкции могут быть меньше по физическому размеру для повышения комфорта пациента.Typically, an inductor is only needed if the ECG lead connector is intended for use in the operating room. If use in the operating room is excluded, versions of the ECG lead connector can be considered, which are shown for example in FIG. 11 and 12 for a top view. These structures may be smaller in physical size to improve patient comfort.

На Фиг. 11 показан вид сверху кабеля 200b ЭКГ, включающего вариант реализации коннектора 1h для электрода ЭКГ, который поддерживает 4-проводное измерение дыхания с использованием двойных защитных сетей и предназначен для отведений, которые могут быть использованы для измерений дыхания (например, RA, LA и LL). Он не содержит индуктора. Используются разделенные резисторы, которые позволяют использовать резисторные элементы с пониженным номинальным напряжением для уменьшения физического размера. Кроме того, используются разделенные электрические контакты электрода ЭКГ, которые поддерживают простое обнаружение того, подсоединен ли электрод ЭКГ или нет.On FIG. 11 is a plan view of ECG cable 200b including an embodiment of an ECG electrode connector 1h that supports 4-wire respiration measurement using dual guards and is designed for leads that can be used for respiration measurements (e.g., RA, LA, and LL) . It does not contain an inductor. Split resistors are used, which allow the use of resistor elements with lower voltage ratings to reduce physical size. In addition, separated electrical contacts of the ECG electrode are used, which support simple detection of whether the ECG electrode is connected or not.

На Фиг. 12 показан вид сверху кабеля 200c ЭКГ, включающего вариант реализации коннектора 1i для электрода ЭКГ, который предназначен для всех остальных отведений (например, RL и V1-V6). Он не содержит индуктора. Провод 300 отведения в данном варианте реализации содержит одну сигнальную линию 301. Коннектор 1i для электрода ЭКГ содержит одинарную защитную сеть.On FIG. 12 is a plan view of ECG cable 200c including an embodiment of ECG electrode connector 1i that is for all other leads (eg, RL and V1-V6). It does not contain an inductor. The lead wire 300 in this embodiment includes one signal line 301. The connector 1i for the ECG electrode contains a single protection network.

Для удержания защитных элементов внутри коннектора для электрода ЭКГ могут быть встроены одна или несколько ПП. Такая ПП может иметь несколько проводящих слоев. Один слой может быть использован в качестве экрана. Это уменьшит чувствительность системы измерения ЭКГ к помехам. На Фиг. 13 показан вид сверху кабеля 200c ЭКГ, включающего вариант реализации имеющего экран коннектора 1j для электрода ЭКГ. Пластина 25 заземления покрывает наибольшую часть электрода 100 ЭКГ, в частности возле защитных элементов, и электрически соединена с экраном 302 провода 300a отведения.One or more PCBs can be built into the ECG lead connector to hold the guards. Such a PCB may have several conductive layers. One layer can be used as a screen. This will reduce the sensitivity of the ECG measurement system to interference. On FIG. 13 is a plan view of an ECG cable 200c including an embodiment of a shielded connector 1j for an ECG electrode. The ground plate 25 covers the largest part of the ECG electrode 100, in particular near the protective elements, and is electrically connected to the shield 302 of the lead wire 300a.

Разбиение элементов из блока измерения ЭКГ на электроды ЭКГ в обычной системе измерения ЭКГ показано на Фиг. 14, изображающей вариант реализации известной системы 400 измерения дыхания. Она содержит блок 401 измерения импеданса, коннектор 402, магистральный кабель 403, коннекторы 404, 405 для электрода ЭКГ и электроды 406, 407 ЭКГ. Система измерения дыхания импедансным методом (внутри блока измерения импеданса) возбуждает переменный ток i_ac в теле пациента и измеряет напряжение V между узлами A, B. Фактический измеренный импеданс представляет собой последовательный импеданс Rbody+2⋅Z_электрода+2⋅Z_Ls+2⋅Rs. Элементы фиксации потенциала обычно расположены внутри блока 401 измерения импеданса. Индукторы Ls защиты от ESU встроены в коннекторы 404, 405 для электрода ЭКГ. Магистральный кабель 403 содержит последовательные защитные резисторы Rs.The breakdown of elements from an ECG measurement unit into ECG electrodes in a conventional ECG measurement system is shown in FIG. 14 depicting an implementation of a prior art breath measurement system 400. It contains an impedance measurement unit 401, a connector 402, a trunk cable 403, ECG electrode connectors 404, 405, and ECG electrodes 406, 407. The impedance breath measurement system (inside the impedance measurement unit) induces an alternating current i_ac in the patient's body and measures the voltage V between nodes A, B. The actual measured impedance is the series impedance Rbody+2⋅Z_electrode+2⋅Z_Ls+2⋅Rs. Potential clamp elements are usually located inside the impedance measurement block 401. ESU protection inductors Ls are built into connectors 404, 405 for the ECG electrode. The trunk cable 403 contains series protection resistors Rs.

В 2-проводной системе измерения дыхания резисторы Rs, как правило, имеют значение Rs=1 кОм. Значение Rs ограничено, т.к. более высокое значение Rs приводит к снижению точности измерения Rbody. Низкоомные резисторы Rs предпочтительны для точного измерения Rbody, но рассеивают больше энергии, когда пациент подвергается процедурам дефибрилляции, и поэтому должны быть большого физического размера.In a 2-wire breath measurement system, the resistors Rs are typically set to Rs=1 kΩ. The value of Rs is limited, because a higher value of Rs leads to a decrease in the accuracy of the Rbody measurement. Low resistance Rs resistors are preferred for accurate measurement of Rbody, but dissipate more power when the patient is undergoing defibrillation procedures and therefore must be of large physical size.

На Фиг. 15 показана принципиальная схема первого варианта реализации системы 500 измерения дыхания в соответствии с настоящим изобретением. Она содержит блок 501 измерения импеданса и, для каждого электрода 100 ЭКГ, провод 300 отведения и коннектор 1a для электрода ЭКГ. По сравнению с обычной системой 400 измерения дыхания, показанной на Фиг. 14, магистральный кабель полностью исключен, а защитные элементы все помещены в коннекторы 1a для электрода ЭКГ, как показано на Фиг. 5.On FIG. 15 shows a schematic diagram of a first embodiment of a breath measurement system 500 in accordance with the present invention. It contains an impedance measurement unit 501 and, for each ECG electrode 100, a lead wire 300 and an ECG electrode connector 1a. Compared to the conventional breath measurement system 400 shown in FIG. 14, the main cable is completely eliminated, and the protective elements are all placed in connectors 1a for the ECG electrode, as shown in FIG. 5.

Измерение Rbody может быть выполнено более точно с использованием 4-проводной системы измерения импеданса. На Фиг. 16 показана принципиальная схема второго варианта реализации системы 600 измерения ЭКГ в соответствии с настоящим изобретением, в которой использована такая 4-проводная система 601 измерения импеданса. Система 600 измерения ЭКГ импедансным методом помимо 4-проводного блока 601 измерения импеданса содержит для каждого электрода 100 ЭКГ провод 300a отведения (содержащий два сигнальных провода и экран, как, например, показано на Фиг. 10) и коннектор 1d для электрода ЭКГ, как показано на Фиг. 6.The Rbody measurement can be made more accurately using a 4-wire impedance measurement system. On FIG. 16 shows a schematic diagram of a second embodiment of an ECG measurement system 600 in accordance with the present invention, in which such a 4-wire impedance measurement system 601 is used. The impedance ECG measurement system 600, in addition to the 4-wire impedance measurement unit 601, includes, for each ECG electrode 100, a lead wire 300a (comprising two signal wires and a shield, as shown in FIG. 10, for example) and an ECG electrode connector 1d, as shown in FIG. 6.

При 4-проводном измерении дыхания измеренный импеданс равен Rbody+2⋅Z_электрода+2⋅Z_Ls. Значение Rsv не играет роли при измерении импеданса, т.к. напряжение измеряют после соединенного последовательно сопротивления Rs в тракте модулятора на стороне индуктора. Соединенные последовательно сопротивления Rsv в тракте измерения напряжения требуются для защиты, но не видны в измеренном импедансе ввиду отсутствия тока i_ac в Rsv. В результате 4-проводной способ измерения дыхания обеспечивает улучшенный и более надежный подход к измерениям Rbody. Импеданс индукторов Ls все же виден в последовательном соединении с Rbody.With a 4-wire breath measurement, the measured impedance is Rbody+2⋅Z_electrodes+2⋅Z_Ls. The value of Rsv does not matter when measuring impedance, because the voltage is measured after the resistance Rs connected in series in the path of the modulator on the side of the inductor. The resistors Rsv connected in series in the voltage measurement path are required for protection but are not visible in the measured impedance due to the absence of i_ac in Rsv. As a result, the 4-wire breath measurement method provides an improved and more reliable approach to Rbody measurements. The inductor impedance Ls is still visible in series with Rbody.

Поскольку в 4-проводном способе измерения импеданса резисторы Rs и Rsv оба не видны в измерении импеданса, их значения могут быть увеличены в сравнении с первоначальной 2-проводной конфигурацией, показанной на Фиг. 15. Например, могут быть использованы Rs=Rsv=10 кОм. Повышенное сопротивление приводит к уменьшению энергии, рассеиваемой во время процедур дефибрилляции. Следовательно, для 4-проводной системы измерения дыхания могут быть использованы резисторы меньшего физического размера, чем в 2-проводной конфигурации, показанной на Фиг. 15.Because in the 4-wire impedance measurement, resistors Rs and Rsv are both not visible in the impedance measurement, their values can be increased from the original 2-wire configuration shown in FIG. 15. For example, Rs=Rsv=10 kΩ can be used. The increased resistance results in a decrease in the energy dissipated during defibrillation procedures. Therefore, smaller physical resistors can be used for a 4-wire breath measurement system than in the 2-wire configuration shown in FIG. fifteen.

В отличие от обычной системы измерения ЭКГ, где все еще присутствует блок подключения линий, в котором находятся элементы фиксации потенциала, согласно системе измерения ЭКГ, изображенной на Фиг. 16, блок подключения линий исключен. Защитные и предохранительные компоненты (резистор, элемент фиксации потенциала и индуктор) помещены внутри коннектора 1d для электрода ЭКГ. Коннектор 1d для электрода ЭКГ соединен с системой 601 измерения импеданса посредством провода 300 отведения. Электроды 100 ЭКГ, которые могут участвовать в системе измерения дыхания, имеют дублирующие защитные сети (элемент фиксации потенциала и резистор).In contrast to the conventional ECG measurement system where there is still a line connecting unit in which potential clamp elements are located, according to the ECG measurement system shown in FIG. 16, the line connection block is excluded. Protective and safety components (resistor, clamp element and inductor) are placed inside the connector 1d for the ECG electrode. The ECG electrode connector 1d is connected to the impedance measurement system 601 via a lead wire 300 . Electrodes 100 ECG, which can participate in the respiratory measurement system, have redundant protective networks (potential clamp element and resistor).

С электрической точки зрения система 600 измерения в соответствии с настоящим изобретением и сравнимая обычная система измерения, использующая магистральный кабель, по существу эквиваленты, и их рабочие характеристики идентичные. Предложенное разделение на части защитных элементов внутри коннекторов для электродов ЭКГ возможно и эффективно в комбинации с 4-проводным обнаружением дыхания, поскольку 4-проводной способ позволяет увеличить значения сопротивления резисторов Rs и Rsv, как объяснено выше, которые рассеивают меньше энергии из импульса дефибрилляции и поэтому могут быть меньшего размера.From an electrical point of view, the measurement system 600 in accordance with the present invention and a comparable conventional measurement system using a trunk cable are essentially equivalent and their performance characteristics are identical. The proposed partitioning of the protective elements inside the connectors for ECG electrodes is possible and effective in combination with 4-wire breath detection, since the 4-wire method allows you to increase the resistance values of the resistors Rs and Rsv, as explained above, which dissipate less energy from the defibrillation pulse and therefore may be smaller.

На Фиг. 17 показана схема примера реализации кабеля 210 ЭКГ (также называемого набором отведений ЭКГ), взаимодействующего с тремя электродами ЭКГ за счет использования трех проводов 300a отведения. Защитная сеть встроена в коннекторы 1d для электрода ЭКГ, поддерживающие 4-проводное измерение дыхания.On FIG. 17 is a diagram of an exemplary implementation of an ECG cable 210 (also referred to as an ECG lead set) interacting with three ECG electrodes by using three lead wires 300a. A safety net is built into the 1d ECG electrode connectors that support 4-wire respiration measurement.

На Фиг. 18 показана схема другого примера реализации кабеля 220 ЭКГ с использованием других коннекторов для электрода ЭКГ, поддерживающего пять электродов ЭКГ посредством пяти проводов отведения. Три коннектора 1d для электрода ЭКГ и соответствующие провода 300a отведения дыхательного типа выполнены с возможностью 4-проводного измерения дыхания, а два коннектора 1c для электрода ЭКГ и соответствующие провода 300 отведения недыхательного типа выполнены без возможности 4-проводного измерения дыхания.On FIG. 18 shows a diagram of another exemplary implementation of ECG cable 220 using different connectors for an ECG electrode supporting five ECG electrodes via five lead wires. The three ECG electrode connectors 1d and the corresponding breathing type lead wires 300a are configured for 4-wire respiration measurement, and the two ECG electrode connectors 1c and the corresponding non-respiratory type lead wires 300 are not configured for 4-wire respiration measurement.

Хотя изобретение проиллюстрировано и описано в подробностях на чертежах и в вышеизложенном описании, такие иллюстрацию и описание следует считать приведенными в качестве иллюстрации или примера, но не ограничивающими; настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами реализации. При осуществлении на практике настоящего заявленного изобретения изучение чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения специалистам в данной области позволит им понять и осуществить другие модификации описанных вариантов реализации.Although the invention is illustrated and described in detail in the drawings and in the foregoing description, such illustration and description should be considered as illustrative or exemplary, but not limiting; the present invention is not limited to the embodiments described. In practicing the present claimed invention, examination of the drawings, description, and appended claims by those skilled in the art will enable them to understand and make other modifications to the described embodiments.

В формуле изобретения слово «содержащий/включающий» не исключает другие элементы или этапы, а грамматические средства выражения единственного числа не исключают множества. Единственный элемент или иной модуль может выполнять функции нескольких объектов, перечисленных в формуле изобретения. Сам факт того, что определенные меры изложены во отличающихся друг от друга зависимых пунктах формулы, не означает того, комбинация этих мер не может быть использована эффективно.In the claims, the word "comprising/comprising" does not exclude other elements or steps, and the grammatical means of expressing the singular does not exclude plurality. A single element or other module can perform the functions of several objects listed in the claims. The mere fact that certain measures are set forth in different dependent claims does not mean that a combination of these measures cannot be used effectively.

Никакие номера позиций в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения.No position numbers in the claims should be construed as limiting the scope of the invention.

Claims

1. An ECG electrode connector for mechanical and electrical connection of an external ECG electrode with a lead wire, containing:

connecting device (10) for mechanical connection of the connector (1) for the ECG electrode with the external ECG electrode (100),

terminal (14) of the lead wire for connection with the signal line (301) of the wire (300) of the lead,

outlet (15) of the shield for connection with the shield (302) of the lead wire (300),

electrode contact (17) for bringing into contact with the electrical contact (101) of the ECG electrode (100),

a potential clamping element (13) electrically connected between the output (14) of the lead wire and the output (15) of the screen, and

a resistor (16) electrically connected between the terminal (14) of the lead wire and the electrode contact (17).

2. Connector for the ECG electrode according to item 1,

also containing an inductor (22) connected between the terminal (14) of the lead wire and the electrode contact (17), in particular between the resistor (16) and the electrode contact (17).

3. Connector for the ECG electrode according to item 1,

in which the resistor (16) contains two or more resistor elements (16a, 16b, 16c) connected in series.

4. Connector for the ECG electrode according to item 1,

also containing a ground plate (25) connected to the shield terminal (15) and located between the resistor (16) and the potential clamping element (13) on one side and the ECG electrode (100) on the other side, when the connector (1) for the ECG electrode and the ECG electrode (100) are connected.

5. Connector for the ECG electrode according to item 1,

in which the connecting device (10) contains a clamping device, or a snap-on device, or a gripping device.

6. Connector for the ECG electrode according to item 1,

containing one terminal (14) of the lead wire, one terminal (15) of the screen, one element (13) of the potential clamp and one resistor (16).

7. The connector for the ECG electrode according to claim 2, also containing:

the second terminal (21) of the lead wire for connection with the second signal line (303) of the lead wire (300a),

a second potential clamping element (19) connected between the second terminal (21) of the lead wire and the shield terminal (15), and

a second resistor (20) connected between the second terminal (21) of the lead wire and the electrode contact (17).

8. Connector for the ECG electrode according to item 7,

in which one end of the inductor (22) is connected to the electrode contact (17), and the other end of the inductor (22) is connected to the resistor (16) and the second resistor (20).

9. Connector for the ECG electrode according to item 7,

also containing a second inductor (23) connected between the second terminal (21) of the lead wire and the electrode contact (17), in particular between the second resistor (20) and the electrode contact (17).

10. Connector for the ECG electrode according to item 9,

also containing a second electrode contact (24) for bringing into contact with the second electrical contact (103) of the ECG electrode (100), wherein the inductor (22) is connected to the electrical contact (102), and the second inductor (23) is connected to the second electrical contact ( 103).

11. Connector for the ECG electrode according to item 7,

also containing a second terminal (15) of the shield for connection with the shield (302) of the lead wire (300), wherein the second potential clamping element (19) is connected between the second terminal (21) of the lead wire and the second terminal (15) of the shield.

12. Connector for the ECG electrode according to item 1,

in which the resistor (16, 20) has a resistance of at least 2 kΩ.

13. ECG cable containing:

one or more lead wires (300, 300a),

one or more connectors (1) for an ECG electrode, comprising at least one connector for an ECG electrode according to claim 1, wherein one lead wire is provided for each ECG electrode and each connector for the ECG electrode is connected to a corresponding lead wire for mechanical and electrical connecting the lead wire to the ECG electrode.

14. ECG cable according to claim 13, containing:

at least two breathing type lead wires (300a), each having two signal lines, and

at least two connectors (1d) for an ECG electrode according to claim 7, each of which is connected to a respective lead wire (300a) of a breathing type lead.

15. ECG cable according to claim 14, also containing:

at least one non-respiratory lead wire (300), each having one signal line, and

at least one ECG electrode connector (1c) according to claim 6, each connected to a respective non-respiratory type lead wire (300).