192718. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés biológiai objektumok, élő szervezetek biopotenciáljainak multipólusú elvezetésére és az elvezető-elektródák közötti potenciálkülönbség mérésére
1 HU 192718 A 2 (+ illetve-) közvetlenül van a hozzá tartozó elektródavezetéken (Vj, V2, V3, ...Vn) keresztül különböző elvezetőelektródához (E j, E2, E3, ...En) kapcsolva. A differenciálerősítők (Dj, D2, D3, ,.J)n) nullpontjai (0) egymással össze vannak kötve és/vagy a neutrális elvezetőelektródára (NE) vagy a közös földpontra (F) vannak kapcsolva. A differenciálerősítők (D[, D2, D3,... Dn) kimenetei (k) kapuáramkörön (KA) keresztül vannak az aritmetikai műveletvégző csatomaerősítőkkel (Mj, M2, ..Mjj) összekötve. A kapuáramkörök a (KA) és az aritmetikai műveletvégző csatornaerősítők (Mj, M2, ...M^ vezérlőegységgel (SZ) vannak összekötve. A találmány tárgya kapcsolási elrendezés biológiai ob- 10 jektumok, élő szervezetek biopotenciáljainak multipólusú elvezetésére és tetszőlegesen kiválasztott elvezetőelektródák közötti potenciálkülönbség mérésére. A találmány tetszőleges, de véges számú elvezetőelektródával és hozzá tartozó vezetékkel, valamint a jelútba ikta- 15 tott differenciálerősítőkkel, aritmetikai műveletet végző csatomaerősítőkkel rendelkezik. A kapcsolási elrendezés nagy közösmódusú zavaró jel elnyomás és bemeneti ellenállás biztosításával, olcsó elektronikus vagy elektromechanikus alkatrészek felhasználásával kerül 20 megvalósításba. Emellett a találmány biztosítja a korszerű mikroprocesszoros vezérlő és feldolgozó rendszerek alkalmazását a biológiai kutatások, illetve a gyakorlati orvostudomány-diagnosztika területén. Az elektromos jelek (biopotenciálok) elvezetése és 25 regisztrálása az orvostudományban és a neurofiziológiában igen széles teret foglal el. Az ideg és izom működése során keletkező biopotenciálok értelmezése és analizálása nagyon hasznos diagnosztikai eszköz, és egyidejűleg lehetőséget biztosít az élet jelenségek 30 alapjainak megismerésére is. A gyakorlatban legáltalánosabban alkalmazatt készülékeknél, - mint például a elektroenkefalográfiás (EEG) elektrokardiográfiás (EKG), elektromiográfiás (EMG) készülékeknél - az élő szervezet ideg- és izomműködése során keletkező 35 biopotenciál változásokat vezetik el valamilyen elektróda rendszer segítségével. Tulajdonképpen arról van szó, hogy az élő szervezet működése során - elektromos szempontból - egy potenciál tér alakul ki, amelynek térbeli és időbeli változása diagnosztikai infonná- 40 ciót hordoz. Konkrét példaként említjük az elektroenkefalográfiás (EEG) vizsgálatot, amelynél felszíni vagy az agyba beültetett elektródák segítségével az agy strukturális (pl. daganat) vagy funkcionális (epilepszia) betegségei diagnosztizálhatok. 45 Hasonló példaként említhető az elektrokardiográfiás (EKG) vizsgálat, amelynél a szívizom vagy az ingerképzés betegségei állapíthatók meg. Megjegyezzük, hogy a modern orvosi diagnosztika egy-egy betegség meghatározására módszerében igen eltérő eljárásokat 50 alkalmaz, amelyek a kérdéses betegség egy-egy jellemző tulajdonságát vizsgálják. Elektrokardiográfiás vizsgálatoknál újabban alkalmazzák az ú.n. potenciál térkép (surface-mapping) módszert is, amelynél a test felületére igen sok elvezető elektródát helyeznek és a 55 szív működési ciklusa alatt kitüntetett időpontokban a testfelszín ekvipotenciális felületeit határozzák meg. A felsorolt és ezekhez hasonló készülékeknél lényegében arról van szó, hogy a biopotenciál tér meghatározott pontjai között fellépő feszültségeket alkalmas 60 elektródákkal elvezetik, felerősítik, regisztrálják, esetenként számítógépekkel analizálják. A probléma természetéből adódik, hogy (pL a térbeli állapotok vizsgálatánál) gyakran szükséges tetszés szerinti két elektróda közötti f eszültségváltozásokat regisztrálni. Mint legjellemzőbb példát az elektroenkefalográfiát (EEG) említjük, ahol a koponya felületének meghatározott pontjain elhelyezett, tetszés szerint kiválasztható elektródák között kell a biopotenciál különbségeket meghatározni, egy-egy vizsgálat során esetleg többször is. Az ismert megoldásokat az 1. és a 2. ábra kapcsán ismertetjük, ahol: 1. ábra bemeneti szelektorral és differenciál erősítőkkel f elépített EEG készülék tömbvázlatát, 2. ábra aszimmetrikus előerősítőket tartalmazó EEG készülék tömbvázlatát mutatja be. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést a 3., a 4., és az 5. ábra kapcsán ismertetjük, ahol a 3. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés olyan elvi kiviteli példáját ábrázolja, amelynél a tetszőlegesen kiválasztott elvezetőelektródák közötti feszültséget összegzés segítségével állítjuk elő, a 4. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés olyan elvi kiviteli példáját ábrázolja, amelynél a tetszőlegesen kiválasztott elvezetőelektródák közötti feszültséget kivonás segítségével állítjuk elő, az 5. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés olyan gyakorlati kiviteli példáját ábrázolja, amelynél a tetszőlegesen kiválasztott elvezető elektródák közötti feszültséget kivonás segítségével állítjuk elő. Az 1. ábra ismert, BS bemeneti szektorral és D j, D2, D3, ... Dn differenciálerősítőkkel felépített EEG készülék tömbvázlatát tartalmazza. A vizsgálni kívánt, pl. E j, illetve E2 elvezetőelektródák közötti biopotenciál különbség értéke e konkrét esetben néhány mikrovolt és néhány száz mikrovolt között található. Ugyancikkor az Uz környezeti zavaró feszültség (azonos fázisú jel) többször tíz millivolt is lehet, amely az E,, E2, E3, ...En elvezetőelektródáknál azonos fázisban jelentkezik. Ilyen esetekben szokásos alkalmazni Dj, D2, D3, ... Dn differenciálerősítőket, amelyek három bemeneti csatlakozással rendelkeznek. Ezek közül egy, a nullpont össze van kötve a páciens NE neutrális elvezetőelektródájával, míg a másik kettő aktív bemenet (+ és -) a koponya felületén elhelyezett egy-egy Ej, E2, E3, ...En elvezetőelektródára csatlakoznak a BS bemeneti szelektoron keresztül. A differenciálerősítőknek ismert tulajdonsága az, 2
