同時阻抗測試方法和裝置制造方法及圖紙

一種用于確定多個通道的阻抗的方法和裝置，所述裝置包括具有多個第一通道和多個第二通道的多個通道，至少一個參考通道，電連接到所述多個通道的信號發生器，連接到所述參考通道的參考信號發生器，連接到所述多個通道的每一個和所述參考通道的至少一個放大器，以及至少一個濾波器，其連接到所述至少一個放大器的輸出以對來自所述至少一個放大器的輸出信號進行濾波。所述信號發生器配置成向所述多個通道提供多個輸入信號。所述參考信號發生器向所述參考通道提供輸入信號。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請本申請是基于并要求2014年10月22日提交的美國專利申請14/521,382的優先權的PCT申請。該專利申請全文并入本文中，如同完全被闡述。
本實施例一般涉及阻抗測試方法。更具體地，本公開涉及增加可以測量多個電極的阻抗的速度的裝置和方法。
技術介紹
諸如心電圖(ECG)、肌電圖(EMG)和腦電圖(EEG)的生物電位測量通過測量活組織表面上的電位來隨著時間(相應地)測量心臟、肌肉和大腦活動。神經刺激和肌肉收縮可以通過測量患者中的離子電流來檢測。這通過使用多個生物電位電極來實現。這些測量的保真度受到電極與患者的連接的有效性限制。電極系統對電流的電阻(稱為電阻抗)表征連接的有效性。典型地，阻抗越低，測量的精度越高。為了確保良好的信號質量，電極下的皮膚應當優選通過研磨準備。該過程可能是耗時的，尤其是當使用多個電極時。此外，皮膚準備可能損害皮膚，這特別在長期應用中是不希望的，原因是電極和電解凝膠的存在可以導致刺激和感染風險。當研磨皮膚時，電極也可能與血液制品接觸。因此，存在血源性病原體感染的風險。電極接觸的質量通過其電阻抗來量化。當考慮信號質量時電極接觸阻抗是一個相關因素。電極接觸阻抗預期與電極接觸噪聲有關，所述電極接觸噪聲包括在接觸的電阻元件處生成的熱噪聲，金屬-電解質噪聲和電解質-皮膚噪聲。在電極接觸處生成的熱噪聲與電極接觸阻抗的電阻部分成比例。然而，在電極接觸處生成的總噪聲一般明顯大于預期的熱噪聲。因此，為了獲得用于生物電位測量的更好的信號質量，必須通過使在電極接觸處生成的總噪聲最小化來最小化電極接觸阻抗。通常期望在監測患者時實時地連續地測量電極阻抗。生物電位測量允許用戶測量電極阻抗以便驗證正確的電極應用。一種測量阻抗的方法包括將正弦波電流(典型地為20Hz)注入電極中并且測量所得到的幅度，然后計算阻抗。該測量過程需要一定量的時間來完成。當使用中的電極的數量持續增加(128->256->512個通道)時，重復循環和測量所有電極所需的時間變得非常長(數分鐘)。對此的解決方案是并行測量多個電極。所有測量電流通過接地電極流回器件。取決于接地電極阻抗，由測量電流生成共模(CM)電壓。放大器的共模抑制消除該CM電壓。然而，當并行通道的數量(和電流)增加時，CM電壓繼續增加并且最終變為電極阻抗測量中的誤差。一種用于確定生物電信號監測/記錄系統的電極阻抗的現有裝置和方法包括放大器和連接在受試者和放大器之間的電極。一種示例裝置包括：輸出電壓信號的電壓源；切換裝置，其包括與電壓源電連接的用于接收電壓信號的輸入；與放大器和電極電連接的輸出；在輸入和輸出之間的開關；以及控制器，其用于打開和閉合開關以在電壓源和輸出之間建立信號路徑?？刂破麽槍γ總€信號路徑計算相對于放大器的電壓輸出的電極阻抗。然而，該裝置和方法不減小電極兩端的共模電壓，并且當電極的數量增加時，可能導致阻抗測量中的誤差。另一現有系統公開了用于具有神經障礙的患者的腦部監測/繪圖的無線系統。其包括多個電極，每個電極被配置成用于腦組織的表面鄰接，以及用于放置在患者體外的主電路，其配置成以射頻發射功率并且使用紅外能量發送和接收數據。該系統包括具有多個模擬開關的遠程電路，所述多個模擬開關配置成使每個電極能夠被選擇以將選定量的電流輸送到選擇的電極。模擬開關集成電路配置成選擇用于遞送刺激電流的電極。然而，在該實施例中，通過選擇一對電極(一個選擇的電極和參考電極)完成執行阻抗測量的電路進行阻抗的測量。因此該方法傾向于花費大量的時間來完成。另外，通過用參考電極測量多對選擇電極的電阻抗，在測量的阻抗中可能出現誤差。另一現有系統公開了一種確定電極到患者的連接的質量的裝置和方法。該裝置包括選擇性地連接到患者的至少三個電極，用于感測表示患者參數的電生理信號。電流源連接到至少三個電極的每一個，并且電流源能夠施加正電流和負電流?？刂铺幚砥鬟B接到電流源和電極?？刂铺幚砥髯R別多個唯一電極對，并且控制電流源以同時將正電流施加到每個識別的電極對的一個電極并且將負電流施加到另一個電極以確定連接質量。然而，在該方法中，使用每個電極對的電流和電壓差來計算每個電極的阻抗，并且通過將每個電極的阻抗與給出不準確值的閾值阻抗進行比較來確定每個電極的連接質量。所以，需要一種用于測量多個電極的阻抗的方法和裝置，其將使阻抗測量中的誤差最小化，從而提供準確的結果。這樣的測量阻抗的方法將減小共模電壓并且提供在減少的時間量內測量阻抗的有效手段。這樣的方法將允許精確地測量多個通道的阻抗。這樣的方法不會由于電極和電解凝膠的存在而損傷皮膚，由此減小引起皮膚感染的可能性。最后，這樣的方法和裝置在減少測量時間的同時測量多個電極阻抗。
技術實現思路
為了最小化現有技術中存在的限制并且最小化在閱讀本說明書時將顯而易見的其他限制，本專利技術的優選實施例提供了一種增加可以測量多個電極的阻抗的速度的裝置和方法。該裝置可用于涉及多個電極的生物電位測量，例如在腦電圖(EEG)，肌電圖(EMG)，心電圖(ECG)，多導睡眠監測(PSG)等中。所述裝置包括具有多個第一通道和多個第二通道的多個通道，至少一個參考通道，電連接到所述多個通道的信號發生器，連接到所述參考通道的參考信號發生器，連接到所述多個通道的每一個和所述參考通道的至少一個放大器，以及至少一個濾波器，其連接到所述至少一個放大器的輸出以對來自所述至少一個放大器的信號進行濾波。所述信號發生器配置成向所述多個通道提供多個輸入信號。所述多個第一通道的每一個連接到所述裝置的所述至少一個放大器的正端子并且被供應第一輸入信號。所述多個第二通道的每一個連接到所述至少一個放大器的正端子并且被供應第二輸入信號。通過將反相器與所述信號發生器的輸出并聯連接，第一輸入信號和第二輸入信號在相位上相反。所述參考信號發生器通過所述參考通道將輸入信號提供給所述至少一個放大器的負端子。所述多個通道、參考和患者接地(GND)通過多個患者電極連接到患者。當第一輸入信號、第二輸入信號和輸入信號供應到所述多個通道和所述參考通道時，所述多個通道上的共模電壓被最小化。用于確定多個通道的阻抗的方法包括提供用于測試阻抗的裝置，所述裝置包括具有多個第一通道和多個第二通道的多個通道，至少一個參考通道，連接到所述多個通道的信號發生器，連接到所述參考通道的參考信號發生器，連接到所述多個通道的每一個和所述參考通道的至少一個放大器，以及至少一個濾波器裝置，其連接到所述至少一個放大器的輸出以對來自所述至少一個放大器的信號進行濾波。所述方法還包括：(1)將第一輸入信號施加到所述多個第一通道，(2)同時將第二輸入信號施加到所述多個第二通道，使得第二輸入信號與第一輸入信號的相位相反，(3)同時將來自所述參考信號發生器的輸入信號施加到所述參考通道，使得輸入信號的頻率不同于第一輸入信號和第二輸入信號的頻率，以及(4)測量來自所述至少一個濾波器裝置的輸出信號并且確定所述多個第一通道、所述多個第二通道和所述參考通道的阻抗。所述濾波器裝置包括用于對具有不同頻率的信號進行濾波的第一濾波器和第二濾波器。優選地，所述第一濾波器和所述第二濾波器可以是具有不同陷波頻率的陷波濾波器。在所示的同時阻抗測試方法中，所述參考通道配置為相對于所述多個通道的參考電位本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于確定多個電極的阻抗的裝置，其包括：具有多個第一通道和多個第二通道的多個通道；至少一個參考通道，所述參考通道配置為所述多個通道的參考電位；電連接到所述多個通道的信號發生器，所述信號發生器配置成向所述多個通道提供多個輸入信號；連接到所述參考通道的參考信號發生器，所述參考信號發生器配置成向所述參考通道提供輸入信號；至少一個放大器，其連接到所述多個通道的每一個和所述參考通道以放大通過所述多個通道和所述參考通道的信號；以及具有第一濾波器和第二濾波器的至少一個濾波器裝置，所述至少一個濾波器裝置連接到所述至少一個放大器的輸出以對來自所述至少一個放大器的信號進行濾波；由此能夠根據從至少一個濾波器獲得的輸出信號確定多個通道的阻抗。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.10.22 US 14/521,3821.一種用于確定多個電極的阻抗的裝置，其包括：具有多個第一通道和多個第二通道的多個通道；至少一個參考通道，所述參考通道配置為所述多個通道的參考電位；電連接到所述多個通道的信號發生器，所述信號發生器配置成向所述多個通道提供多個輸入信號；連接到所述參考通道的參考信號發生器，所述參考信號發生器配置成向所述參考通道提供輸入信號；至少一個放大器，其連接到所述多個通道的每一個和所述參考通道以放大通過所述多個通道和所述參考通道的信號；以及具有第一濾波器和第二濾波器的至少一個濾波器裝置，所述至少一個濾波器裝置連接到所述至少一個放大器的輸出以對來自所述至少一個放大器的信號進行濾波；由此能夠根據從至少一個濾波器獲得的輸出信號確定多個通道的阻抗。2.根據權利要求1所述的用于確定阻抗的裝置，其中所述信號發生器向所述多個通道提供多個輸入，使得施加在每個通道的放大器上的共模電壓最小化。3.根據權利要求1所述的用于確定阻抗的裝置，其中所述多個輸入信號和所述輸入信號能夠選自以下組成的組：正弦交流電流、振蕩電位和具有高內阻的周期性變化電壓。4.一種多個電極的同時阻抗測試方法，所述方法包括以下步驟：a)提供用于測試阻抗的裝置，所述裝置包括具有多個第一通道和多個第二通道的多個通道，至少一個參考通道，連接到所述多個通道的信號發生器，連接到所述參考通道的參考信號發生器，連接到所述多個通道的每一個和所述參考通道的至少一個放大器，以及至少一個濾波器裝置，其連接到所述至少一個放大器的輸出以對來自所述至少一個放大器的信號進行濾波；b)將第一輸入信號施加到所述多個第一通道；c)同時將第二輸入信號施加到所述多個第二通道，使得所述第二輸入信號與所述第一輸入信號的相位相反；d)同時將來自所述參考信號發生器的輸入信號施加到所述參考通道，使得輸入信號的頻率不同于第一輸入信號和第二輸入信號的頻率；以及e)測量來自所述至少一個濾波器裝置的輸出信號，并且確定所述多個第一通道、所述多個第二通道和所述參考通道的阻抗。5.根據權利要求4所述的同時阻抗測試方法，其中所述信號發生器生成所述第一輸入信號和所述第二輸入信號。6.根據權利要求4所述的同時阻抗測試方法，其中借助于連接到所述信號發生器的輸出的反相器生成所述第二輸入信號。7.根據權利要求4所述的同時阻抗測試方法，其中所述輸入信號、所述第一輸入信號和所述第二輸入信號能夠選自以下組成的組：正弦交流電流、振蕩電位和具有高內阻的周期性變化電壓。8.根據權利要求4所述的同時阻抗測試方法，其中所述參考通道配置為相對于所述多個通道的參考電位。9.根據權利要求4所述的同時阻抗測試方法，其中所述輸入信號、所述第一輸入信號和所述第二輸入信號最小化所述多個通道和所述參考通道上的共模電壓。10.根據權利要求4所述的同時阻抗測試方法，其中所述輸入信號、所述第一輸入信號和所述第二輸入信號的頻率不同。11.一種同時阻抗測試方法，所述方法包括以下步驟：a)提供用于測試阻抗的裝置，所述裝置包括具有多個第一通道和多個第二通道的多個通道，至少一個參考通道，連接到所述多個通道的信號發生器，連接到所述參考通道的參考信號發生器，連接到所述多個通道的每一個和所述參考通道的至少一個放大器，以及至少一個濾波器裝置，其連接到所述至少一個放大器的輸出以對來自所述至少一個放大器的信號進行濾波；b)通過將第一輸入信號施加到所述多個第一通道并且同時將與所述第一輸入信號反相的第二輸入信號施加到所述多個第二通道，確定所述多個通道的阻抗；以及c)通過向所述參考通道施加輸入信號使得所述輸入信號相對于所述第一輸入信號和所述第二輸入信號具有正交相移，同時確定所述參考通道的阻抗。12.根據權利要求11所述的同時阻抗測試方法，其中施加到所述多個第二通道的所述第二輸入信號是所述第一輸入信號的反相。13.根據權利要求11所述的同時阻抗測試方法，其中所述輸入信號中的相移使所述多個通道上的共模電壓最小化。14.根據權利要求11所述的同時阻抗測試方法，其中所述輸入信號、所述第一輸入信號和所述第二輸入信號能夠選自以下組成的組：正弦交流電流、振蕩電位和具有高內阻的周期性變化電壓。15.根據權利要求11所述的同時阻抗測試方法，其中所述信號發生器生成所述第一輸入信號和所述第二輸入信號。16.根據權利要求11所述的同時阻抗測試方法，其中所述輸入信號、所述第一輸入信號和所述第二輸入信號的頻率相同。17.根據權利要求11所述的同時阻抗測試方法，其中所述輸入信號、所述第一輸入信號和所述第二輸入信號的頻率不同。18.一種使多個通道上的共模電壓最小化的阻抗測試方法，所述方法包括以下步驟：a)提供用于測試阻抗的裝置，所述裝置包括具有多個第一通道和多個第二通道的多個通道，至少一個參考通道，連接到所述多個通道的信號發生器，連接到所述參考通道的參考信號發生器，連接到所述多個通道的每一個和所述參考通道的至少一個放大器，以及至少一個濾波器裝置，其連接到所述至少一個放大器的輸出以對來自所述至少一個放大器的信號進行濾波；b)從所述參考信號發生器向所述參考通道施加輸入信號；c)將第一輸入信號施加到所述多個第一通道；d)同時將第二輸入信號施加到所述多個第二通道，使得所述第二輸入信號具有所述第一輸入信號相反的相位；e)通過測量來自連接到所述參考通道的所述濾波器裝置的輸出來確定所述參考通道的阻抗；以及f)通過測量來自與其連接的所述至少一個濾波器裝置的輸出來確定所述多個第一通道和所述多個第二通道的阻抗。19.根據權利要求18所述的阻抗測試方法，其中所述第一輸入信號的頻率和所述第二輸入信號的頻率不同。20.根據權利要求18所述的阻抗測試方法，其中所述輸入信號、所述第一輸入信號和所述第二輸入信號能夠選自以下組成的組：正弦交流電流、振蕩電位和具有高內阻的周期性變化電壓。21.根據權利要求18所述的阻抗測試方法，其中所述輸入信號、所述第一輸入信號和所述第二輸入信號的頻率不同。22.根據權利要求18所述的阻抗測試方法，其中所述輸入信號、所述第一輸入信號和所述第二輸入信號最小化所述多個通道和所述參考通道上的共模電壓。23.一種用于多個電極的同時阻抗測試方法，所述方法包括以下步驟：a)提供用于測試阻抗的裝置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：E加爾茨，Y夏，W科拉薩，
申請(專利權)人：新生兒醫療股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US