192718. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés biológiai objektumok, élő szervezetek biopotenciáljainak multipólusú elvezetésére és az elvezető-elektródák közötti potenciálkülönbség mérésére
1 HU 192718 A 2 rázoltuuk, amelyen feltüntettük az Ej, E2,~En elvezetőelektródákat, amelyeken rendre U2, U2, U3„.. biopotenciálok lépnek feL A páciens teste egy NE neutrális elvezetőelektródával van a készülék elektromos nullpontjához csatlakoztatva. Feltüntettük a közösmódusú Uz környezeti zavaró feszültség forrást, amely a környezeti elektromos zaj-zavar eredője. Az Ej, E^.-En elvezetőelektródák a Dj, D2,... Dn differenciálerősítők aktív bemenetéire csatlakoznak. Természetesen a D2, D2, D3,„. Dn differenciálerősítők invertáló és nem invertáló bemenetekkel rendelkeznek, amelyet az iroda< lomban szokásos módon jelöltünk. AD1,D2,„Dn differenciál erősítők G erősítéssel rendelkeznek Miután a Dj, D2, D3 ... Dn differenciálerősítőknek igen nagy közösmódusú zavarójel elnyomási tényezőjük van, ezért kimeneti pontjaikon az aktív bemenetek közötti feszültségkülönbségek jelennek meg a Dj, D2,... Dn differenciálerősítő G erősítésével szorozva, így rendre G (Uj-U^, G (U2-U3), G (U3-U.4) feszültségek jelennek meg. Ha ezeket a feszültségeket az M 2, M2... aritmetikai műveletvégző csatomaerősítők öszszegző áramköreibe vezetjük tetszőleges elvezetőelektródapár közötti feszültségeket képezhetünk Az M2 aritmetikai műveletvégző csatomaerősítő összegző áramkörének kimeneti kapcsán megjelenő U0 2 eredő feszültség Ez alábbi: U0 j =G (Uj -Ö2) +G(U2-U3) = G (U j -U3) azaz az E j és az E2 elvezetőelektródák közötti feszültség. Az M2 aritmetikai műveletvégző csatornaerősítőhöz tartozó összegző áramkör kimeneti kapcsán megjelenőU02 eredő feszültség U02= G (Uj-Uj)+G (U2-U3) + G (U.J-U4) = ^GCUj-U^ azaz az E[ és az E4 elvezetőelektródák közötti feszültség. Könnyen belátható, hogy a fenti módszerrel tetszőleges két elvezető elektróda közötti feszültéség képezhető, csupán arra keU ügyelni, hogy a kiválasztott két elvezetőelektróda közötti összes differenciálerősítő kimeneti feszültségét összegezzük Nagyszámú elvezetés esetén azonban ez hátrányos lehet, mert az összegző áramkör a Dj, D2,... Dn differenciálerősítők saját zaját is összegzi, így a tetszőleges elvezetőelektródák közötti feszültséghez egy zajfeszültség adódik hozzá, amelynek értéke a D 2, D2, D3,... Dü differenciálerősítő saját UB zajfeszültségének \/S -szerese, ahol S= az összegzett feszültségek száma Ezen ok miatt célszerű az összegzések számát minél kisebb értékűnek megválasztani. Ilyen célt szolgál a 3. ábrán az Ej elvezetőelektróda és az En elvezetőelektróda közé beiktatott Dj differenciálerősítő, amely összegzés nélkül szolgáltatja a G (U 2 -Un) feszültséget. Körültekintő tervezéssel további differenciálerősítők felhasználásával elérhető, hogy igen nagyszámú elvezetőelektróda esetén se növekedjen meg a zaj egy előre meghatározott mérték fölé. Megjegyezzük hogy az összegző áramkörök kialakítása a gyakorlatban igen egyszerű áramköri elemekkel, pl. ellenállásokkal realizálható. A Dj, D2,... Dn differenciálerősítők tényleges differenciál módban való működését a T potenciálisan független tápegység biztosítja. Amennyiben az elvezetés változtatására van szükség, azt az SZ vezérlőegység által vezérelt KA kapuáramkörök segítségével végezhetjük el. A 4. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy olyan elvi kialakítását ábrázolja, amelynél a tetszőlegesen kiválasztott elvezetőelektródák közötti feszültséget kivonás segítségével állítjuk elő. Mint a 4. ábrán látható valamennyi Dj, D2,... Dn differenciálerősítő + pozitív aktív bemenete össze van kötve és a Z rövidzáró kapcsolón keresztül csatlakozik az Ej elvezető elektródára. A Dj, D2,... Dn differenciálerősítők - negatív aktív bemenetei rendre az E2, E 3,..£5,..£n elvezető elektródára csatlakoznak A D j, D2,..X>q differenciálerősítők nullpontjai az NE neutrális elvezető elektródával vannak összekötve. A Dj, D2, D3,... Da differenciálerősítők kimeneti pontjain az Ej elvezetőelektródához viszonyított G-szeresre felerősített feszültségek jelennek meg, azaz GCUj-U^, G(Uj-U3)G(Uj-U4);... Ezen kimeneti feszültségeket az M2, M2,...Mn aritmetikai műveletvégző csatomaerősítők kivonó áramköreibe vezetjük, amelyek a következő G (Uj -U2) - G (U J -U3) = G (U3-U2) * G(Ui-U3)-G(Uj-U4) = G(U4-U3) G(UrU2> - G (Uj-Uj) = G (U5-U2> kimeneti feszültséget szolgáltatnak. A fentiek alapján közvetlenül belátható, hogy a kivonó áramkörök a bemenetűkre vezetett feszültségekből közvetlenül képezik bármelyik két elvezetőelektróda közötti feszültségkülönbséget. Ez a kapcsolási elrendezés igen kedvező tulajdonsággal rendelkezik elsősorban a zaj szempontjából. A 4. ábrán szaggatott vonallal egy AE egységnyi erősítésű erősítőt is feltüntettünk, amely olyan esetekben előnyös lehet, amikor igen nagyszámú elvezető elektródát alkalmazunk, és a Dj, D2,„. Dn differenciálerősítők összekötött + pozitív aktív bemenete túlságosan nagy terhelést jelentene az Ej elvezetőelektróda forrás-ellenállására. Az eddig ismertetett elvezetőelektróda és differenciálerősítő kapcsolása az ún. bipoláris elvezetést biztosította. Abban az esetben azonban, ha a 4. ábrán szereplő x pontot az NE neutrális elvezetőelektródához csatlakoztatjuk, a teljes rendszer egy unipoláris elvezetési rendszerré alakul át. Ez a fajta elvezetési mód biztosítja egy megfelelő jelfeldolgozó rendszer segítségével bármelyik elvezetőelektróda feszültségének tetszőlegesen kiválasztott elvezetőelektróda-csoport súlyozott középértékéhez viszonyított meghatározását. így a koponyafelszínen a lokális potenciálváltozásokat is meghatározhatjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
