SU1323080A1

SU1323080A1 - Биоусилитель с контролем качества наложени электродов

Info

Publication number: SU1323080A1
Application number: SU854021885A
Authority: SU
Inventors: Альберт Леонидович Берсудский; Норберт Иосифович Вериго
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1987-07-15

Abstract

Биоусилитель (БУ) содержит дифференциальный потенциометрический усилитель 1 с дифференциальным и синфазным выходами и входным резис- тивным делителем, дифференциальный усилитель 2, генератор 3 измерительного сигнала, полосовые фильтры 4 и 6, кo fflapaтopы 5, В и 9, фазочувст- вительный детектор 7, источник 10 разнопол рного опорного напр жени , элемент ИЛИ-НЕ 1I, элемент И 12 и блок 13 сигнализации. В БУ предусмотрена возможность контрол качества наложени электродов (3). Цель изобретени - обеспечение оперативного и однозначного определени места нарушени контакта электродов с телом пациента. При полной симметрии БУ И его входных цепей сигналы синфазной помехи и измерительный равны и на выходе усилител 1 сигнал отсутствует . Если один из Э сместилс или отклеилс , то переходное сопротивление Э - кожа в этом месте увеличитс , что приведет к уменьшению измерительного сигнала на соответствующем входе БУ и по влению сигнализации ia блоке 13. 1 ил. с (Л к нейтраль-, но у х ffOimryrj 00

Description

Изобретение относитс к медицинской технике и может быть использовано в мониторных системах наблюдени за состо нием больного при контроле за различными физиологическими про- цессами, отражающими биоэлектрическую активность отдельных органов тела , при одновременном контроле качества наложени электродов.

Целью изобретени вл етс обес- печение оперативного и однозначного определени места нарушени контакта электродов с телом пациента.

На чертеже изображена структурна схема биоусилител .

Биоусилитель содержит дифференциальный потенциометрический усилитель 1 с дифференциальным и синфазным выходами и входным резистивным дели- телам, дифференциальный усилитель 2, генератор 3 измерительного сигнала, первый полосовой фильтр 4, первый компаратор 5, второй полосовой фильтр 6, фазочувствительный детектор 7, второй компаратор 8, третий компаратор 9, источник 10 разнопол рного опорного напр жени , элемент ИЛИ-НЕ 11, элемент И 12 и блок 13 сигнализации .

Дифференциальный потенциометрический усилитель 1 содержит, в свою очередь , дифференциальные усилители 14- 16 и резисторы 17-20. Резисторы 17 и 18 образуют входной резистивный дели- тель, синфазным выходом усилител 1 вл етс обща точка резисторов 19 и 20, а дифференциальным выходом - выход дифференциального усилител 16.

Устройство работает следующим об- разом.

Напр жение биосигнала,, снимаемое с помощью электродов, наложенных на тело пациента, подаетс на входы усилителей 14 и 15 и далее на дифферен- циальный усилитель 16, с выхода которого поступает на внешнее регистрирующее устройство (на схеме не показано ) .

Со средней точки резисторов 19 и 20 синфазна составл юща входных сигналов (в том числе и напр жение синфазной помехи, действующей на входе биоусилител ) поступает на инвертирующий вход дифференциального уси- лител 2, на инвертирующий вход которого одновременно подаетс напр жение с генератора 10 измерительного сигнала. Таким образом, на выходе

5

5 0

0

5

0 5

усилител 2, подключенном к неьтраль- ному электроду, действуют два напр жени : компенсирующее напр жение синфазной помехи и измерительный сигнал, воздействующий (через тело naipieHTa) на входы биоусилител как синфазный сигнал.

В результате при полной симметрии биоусилител и его входных цепей сигнал синфазной помехи и измерительный сигнал на входе усилител 1 равны и на выходе дифференциального усилител 16 сигналы полностью отсутствуют .

В том числе, если один из электродов , (сигнальньш или нейтральньй) начинает смещатьс или отклеиватьс переходное сопротивление электрод - кожа в этом месте начинает увеличиватьс , что приводит, в свою очередь, к уменьшению измерительного сигнала на соответствующем входе биоусилител за счет действи делител напр жени , состо щего из переходного сопротивлени электрод - кожа и сопротивлений входных резисторов 17 или 18. В результате на средней точке резисторов 19 и 20, т.е. на синфазном выходе усилител I аналогично измен етс величина измерительного сигнала, поступающего на инвертирующий вход усилител 2 и далее через полосовой фильтр 4 на сигнальный вход компаратора 5.

На втором (опорном) входе компаратора 5 действует напр жение измерительного сигнала, величина которого равна выбранному порогу срабатьшани (в пересчете на предельную величину контролируемого электродного сопротивлени , которое в предлагаемом устройстве равно 100 кОм), В случае превьоиени этого порога компаратор срабатьшает и на его выходе по вл етс напр.чжение, сигнализирующее об ухудшении контакта между одним из электродов и телом пациента.

Подобна картина характерна дл любого из электродов - сигнальных или нейтрального.

Одновременно на выходе усилител 1 при ухудшении контакта в области одного из сигнальных электродов, т.е. при нарушении с гмметрии во вход- ных цеп х этого усилител , по вл етс напр жение измерительного сигнала, величи}1а которого пропорциональна изменению нлпр жени на соответствующем входе этого усилител . Фаза сигнала на выходе дифференциального усилител 16 (относительно исходной фазы напр жни генератора 3) соответствует тому входу усилител 1, в це- пи которого произошло нарушение контакта между электродом и телом на- циента. Например, если нарушилс контакт у сигнального электрода, соединенного с входом усилител 15, то на выходе усилител 1 по вл етс сигнал , фаза которого совпадает с фазой генератора 3. Если же аналогичное изменение произойдет в цепи усилител 14, то фаза напр жени на выходе усилител I станет противоположной.

Поступа на вход фазочувствитель- ного детектора 7 через полосовой фильтр 6, настроенный также на частоту измерительного сигнала, этот сиг- нал вызьшает на выходе детектора по вление посто нного напр жени , пол рность которого-соответствует фазе пришедшего сигнала.

Далее выходной сигнал детектора 7 поступает на сигнальные входы компараторов 8 и 9, причем на опорный вход одного компаратора подаетс напр же- йие одной пол рности, а на опорный вход второго компаратора - напр жение другой пол рности. Величина этюс опорных напр жений, вырабатываемых источником 10, выбираетс такой, чтобы (как и дл компаратора 12) соответствовала предельному значению переход кого сопротивлени электрод - кожа.

При по влении на выходе детектора 7 напр жени , величина которого превысит установленное пороговое значение компараторов 8 или 9, происходит ерабатывание того компаратора, пол рност опорного напр жени которого соответствует пол рности сигнала на выходе детектора 7. Подключив к выходам этих компараторов необходимые исполнительные устройства (звуковые, световые), вход щие в состав блока 13 сигнализации , можно лб гко установить, какой из сигнальных электродов требует новой установки (переклейки).

Дл определени факта ухудшени контакта в области нейтрального электрода в устройстве используютс два логических элемента ШШ-НЕ и И (блоки 11 и 12),

В исходном состо нии, когда электроды установлены нормально и ни один из компараторов не сработал, на входах элемента ( 1 I присутствует о, а на его выходе - 1, Одновременно на одном входе элемента И 12, соединенном с компаратором 5, присутствует О, на втором - 1, соответственно на выходе элемента И 12 формируетс О.

В случае ухудшени контакта в цеп одного из сигнальных электродов срабатывает компаратор 5 и один из компараторов 8 или 9. При этом на одном входе элемента ИЛИ-НЕ II по вл етс сигнал, соответствующий 1, что приводит к возникновению на выходе этог элемента О. Следовательно, в этой ситуации на входы элемента И 12 поступают: 1 от компаратора 5 и О от элемента ИЛИ-НЕ 11 и на выходе элемента И I2 остаетс по-прежнему сигнал О.

Если нарушение контакта образовалось в цепи нейтрального электрода, то срабатьшает лишь компаратор 5, а два других (8 и 9) остаютс в исходном состо нии. Поэтому на обоих входах элемента ШШ-НЕ 1 1 логические О, на его выходе логическа I, а на обоих входах элемента И I2 логическа 1 и соответственно на его выходе также логическа 1.

Подключив к выходу элемента И 12 исполнительное устройство, можно установить факт ухудшени контакта в цепи нейтрального электрода.

Таким образом, усилитель позвол ет , нар ду с усилением биологических сигналов, однозначно определ ть, в каком из электродов произошло увеличение переходного сопротивлени электрод - кожа.

Claims

Формула изобретени

Биоусилитель с контролем качества наложени электродов, содержащий дифференциальный потенциометрический усилитель с дифференциальным и синфазным выходами и входным резистив- ным делителем, дифференциальный усилитель , генератор и:эмернтельного сигнала , первьп1 полосовой фильтр и первый компаратор, при этом входы дифференциального потснщюметрического усшштел подключены к сигнальным электродам,а его ди(;)ферснциальный выход вл етс выходомбпоусилител ,неинвертирующий вход Д|;(х1)( ронциального усилител подключен к выходу генерато513230806

pa измерительного сигнала и первомунализадии, при этом дифференциальный входу первого компаратора,второй входвыход дифференциального потенцломет- которого подключен через первый полосо-рического усилител соединен с вхо- вой фильтр к выходу дифференциальногодом второго полосового фильтра, опор- усилител , соединенному с нейтраль- 5 фазочувствительного детекто- ным электродом, а инвертирующий входР соединен с генератором измеритель- дифференциального усилител соединен ого сигнала, а его выход подключен

I. ,к сигнальным входам второго и третьес синфазным выходом дифференциального

го компараторов, вьгходы которых сое- потенциометрического усилител , о тш динены соответственно с первым и вто- личающийс тем, что, с це-1

рым входами элемента ИЛИ-НЕ, выход лью обеспечени оперативного и однокоторого подключен к первому входу

значного определени места нарушени элемента И, второй вход которого контакта электродов с телом пациента, соединен с выходом первого компарато- в него дополнительно введены последо-fs pa, выходы элемента И и второго и вательно соединенные второй полосовой третьего компараторов подключены к фильтр и фазочувствительиьш детектор, входам блока сигнализации, а опорные второй и третий компараторы, источник входы второго и третьего кокйтараторов разнопол рного опорного напр жени , соединены с выходами источника раз- элемент ИЛИ-НЕ, элемент И и блок сиг-20 нопол рного опорного напр жени .