Усилитель биоэлектрических сигналов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР, Ц

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪб СВИДЕТЕЛЬСТВУ

n= — )1, 1-1 2 (21) 3687028/28-14 (22) 06.01.84 (46) 30.03.86. Бюл. № 12 (71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н. Д. Псурцева (72) В. П. Бакалов и В. А. Пироцкий (53) 615.47 (088.8) (56) Вопросы радиоэлектроники. Сер. общетехническая, 1973, № 15, с. 18 — 22. (54) (57) УСИЛИТЕЛЬ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий основные электроды, соединенные с предусилителем, и оконечный усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения сигналов путем раздельной про„„SU» 1220642 A (Я) 4 А 61 В 5/04 странственно-временной фильтрации сигналов и помех, в него введены последовательно соединенные дополнительные электроды, компенсирующий фильтр и блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом предусилителя, а выход — с входом оконечного усилителя, причем место размещения дополнительных электродов определяется из условия где U — измеряемый сигнал на входе предусилителя;

U> — измеряемый сигнал на входе компенсирующего фильтра.

1220642 п= — )1, Г)в

Составитель Л. Сазонов

Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор F.. Конча

Заказ 1506, 4

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к электрофизиологическим устройствам, и может быть использовано для контроля биоэлектрических сигналов.

Цель изобретения --- повышение помехоустойчивости измерения сигналов путем раздельной пространственно-временнои фильтрации сигналов и помех.

На чертеже приведена структурная схема усилителя биоэлектрических сигналов.

Усилитель биоэлектрических сигналов содержит основные электроды 1а, lб, lв и дополнительные электроды 2а, 2б, подключенные к биообьекту 3, компенсирующий фильтр 4, предусилитель 5, блок 6 вычитания и оконечный усилитель 7.

Усилитель биоэлектрических сигналов работает следующим образом.

Основные электроды — потенциальные

1а, lб и индифферентный 1в размещаются на поверхности биообьекта, согласно стандартной методике отвсдения, например ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ. Место разме1цения дополнительных электродов 2а, 2о, определяется из условия где () — измеряемый сигнал на входе пред усилителя 5;

U. — — измеряемый сигнал на входе ком пенсирующего фильтра 4.

Образуется пространственно-временная система обработки сигналов, включающая в себя информационный (блоки 1 и 5) и компенсирующий (блоки 2 и 4) каналы.

При этом пространственно-временные различия в характеристиках как сигнала и помех используются для компенсации помех и выделения сигнала в информационном канале.

На вход компенсирующего фильтра 4 поступает сигнал дополнительного отведения выходной сигнал фильтра 4 вычитается из сигнала основного отведения, усиленного предусилителя 5 в блоке б вычитания. Сигнал с выхода блока б вычитания поступает на вход оконечного усилителя 7, предназначенного для усиления биоэлектрических сигналов до требуемого уровня.

Передаточная характеристика компенсирующего фильтра 4 подбирается таким образом, чтобы обеспечить максимальную степень подавления помехи на входе усилителя 7. Если критерием помехоустойчивости служит критерий минимума среднеквадратической ошибки, то модуль передаточной характеристики компенсирующего фильтра 4 определяется выражением (+) = ° Ю .БИ/, ") . где а b — - коэффициенты, зависящие от местоположения основных и дополнительных электродов;

G, (j со), Gi (j r>) — соответственно энергетические спектры сигнала и помехи на входе компенсирующего фильтра.

Пример. Если помеха аппроксимируется

«белым» шумом со среднеквадратичным значением, равным 1 м В/-,Т ц, а полезным сигналом является интерференционная электромиограмма (ЭМГ), то модуль передаточной характеристики компенсирующего фильтра имеет следующий вид:

В„():2+ 4

sin- (сот/4) (2) 30 где т — средняя длительность импульсов составляющих ЭМГ, вырабатываемых двигательными единицами (ДЕ).

Повышение помехоустойчивости в предлагаемом усилителе биоэлектрических сигналов достигается выбором оптимальной точки отведения компенсирующего канала

3 > и выбором оптимальной передаточной функции компенсирующего фильтра.