[发明专利]用于测量放大器的主动式保护电路

说明书

本发明题为“用于测量放大器的主动式保护电路”。示出且要求保护一种用于电阻抗断层成像的测量放大器的主动式保护电路，具有开关元件组件，其中，开关元件组件具有电极输入部、输出部和用于控制电压的至少一个控制输入部。开关元件组件的电极输入部构造成与用于电阻抗断层成像的电极带的电极连接。开关元件组件的输出部构造成与用于电阻抗断层成像的测量放大器连接。

技术领域

本发明涉及用于电阻抗断层成像的测量放大器的主动式保护电路，具有开关元件组件以及用于电阻抗断层成像的电极带，电极带具有多个电极和多个主动式保护电路。

背景技术

在电阻抗断层成像中确定人体或动物体的在多个电极之间的导电性并且由此导出身体的光学图示。为了测量导电性，将具有多个电极的所谓的电极带布置在身体的皮肤表面上。在两个电极之间相应施加交变电流，例如频率在10和200kHz之间，幅度为几毫安。交流电的传播通过其余电极以在电极之间的电压降的形式来探测并且用作用于计算在阻抗断层成像或电阻抗断层成像中的断面图的基础。精确测量和放大测得的电压的先决条件是灵敏度高的电子设备。

电阻抗断层成像现今尤其用于监测进行人工呼吸的病人（例如在重症监护室的病人）的肺功能。如果这种病人出现心脏骤停，使用除颤器，以便使心脏通过针对性的电流冲击再次活动。在此，突然将直至5kV的电压施加给病人。对于这样高的电压，没有设计电阻抗断层成像的灵敏度高的电子设备。因为在使用除颤器之前通常确实也缺少时间将所有的电极从病人处移除，所以必须启用其他的保护措施，以保护阻抗断层成像的电子设备不受除颤器的电流冲击影响。此外还需要自动地使阻抗断层成像与病人分开，以防止阻抗断层成像从除颤器的电流冲击获得太多的能量，并且电流冲击可能不再强到足以使颤动或颤抖的心脏停止。

根据文献DE 20 2005 013 792 U1已知设置有用于EIT设备的保护电路，其具有在在病人处的电极和在EIT设备处的信号输入部之间的保险装置。在保险装置中嵌入有由两个电阻构成的串联电路，其在EIT设备的第一放大级之前。就在开始除颤之后不久，电极借助于保险装置快速地与EIT设备分开。不利的是，保险装置仅自除颤器脉冲的一定的能量大小起起作用，并且保险装置由于其尺寸仅可实施在EIT设备处，而不可实施在电极带处。

由文献DE 10 2008 002 330 A1已知一种过电压保护元件，其可构造为用于病人身体的医疗设备的过电压保护杆。在此，过电压保护元件与医疗设备联接，医疗设备包括具有第一输入部和第二输入部的双极接口。过电压保护元件在输入部之后包括第一电容和第二电容作为变换器件。下游是两个齐纳二极管，它们极性相反地串联并且两个输入线路电气连接。过电压保护元件仅仅设置在医疗设备的接口处并且不是直接设置在电极带处。

由文献DE 10 2005 041 385 A1已知用于电阻抗断层成像的保护电路。由串联的RC元件与电容和电阻构成的保护电路与无线路段一起保护阻抗断层成像的信号输入部在正常测量运行中不受过高的电压影响。在此，电容用来真正地防止本来的电流冲击。为了不威胁阻抗断层成像的功能性，RC元件的电容必须至少具有5kV的抗电强度。为了保证抗电强度，电容必须具有最小的结构尺寸，其使得电容成为保护电路的具有最大的结构体积的结构元件。然而，电容的最小尺寸导致处于位置原因或多或少地不可将保护电路直接实施到电极带中。因为实际上阻抗断层成像的每个电极必须双重地保护，所以进一步提高了保护电路的整个结构体积。

因为或多或少地不可将电路直接实施到电极带中，所以电路目前通常直接布置在阻抗断层成像中。然而，由此所有构件（从电极直至引导至阻抗断层成像的线路）必须具有至少5kV的抗电强度。为此，构件必须全部如此构造，即，对于在阻抗断层成像附近的医疗人员来说没有被除颤器脉冲危及到。因此，电极带的构件在制造上相对麻烦且更昂贵。此外，由于必须由电极探测的低的电压，有利地将主动式放大器构件直接布置在电极带中。在当前的解决方案中，主动式放大器构件必须同样具有至少5kV的抗电强度，由此其不被除颤器脉冲破坏。因为主动式放大器构件还设计成放大具有几mV或µV的幅度的电压，所以出现非常难地同时保证除颤器脉冲的抗电强度。