Emg測量系統的信號處理單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種帶有信號處理單元的EMG測量系統，該信號處理單元能實現EMG測量系統和至少一個另外的外部的儀器之間的通訊。該EMG測量系統具有至少兩個電極用于測量在患者的肌肉、肌肉纖維中和/或皮膚區域中的電位差，其中，至少一個代表電位差或者電位差變化的測量信號能夠傳遞到信號處理單元上。這樣實施信號處理單元，使得另外的信號能夠在測量信號的基礎上產生并且能夠傳遞到至少一個外部的儀器尤其顯示單元或呼吸器上。
【背景技術】
[0002]肌電圖學(EMG)是神經診斷中的電生理學(elektrophys1logische)的方法，在該方法中測量肌肉的電活動。通常借助于同心的表面電極探測許多肌肉纖維的動作電位(Akt1nspotentiale)的疊加以及其變化。利用專用探針也能夠檢測各個肌肉纖維，并且借助于表面電極也能實現皮膚上的電位差變化的測量。在執行EMG時檢測通常源于不同的肌肉的電活動。
[0003]—旦肌肉收縮，這就通過動作電位實現。如果在給患者人工呼吸時執行EMG，需要注意的是，只要患者至少部分自發地呼吸，患者在其呼吸肌肉組織方面是活動的。在這些情況中患者不可以進行強制地人工呼吸，而是必須將人工呼吸、尤其風扇與通過呼吸肌肉張緊引起的自發活動同步。
[0004]除了應用肌電圖學來識別肌肉疾病和神經疾病，已知一種用于支持患者的人工的呼吸的系統，其中使用EMG信號。在NAVA?系統(神經調節輔助通氣)中在考慮借助于特殊的胃管探測的橫隔膜的電活動(Edi)的情況下控制呼吸器的風扇。同步和成比例于患者的呼吸的需求實現的人工呼吸支持在這里通過以下方式實現，即由風扇產生的人工呼吸壓力在考慮橫隔膜活動(Edi)的幅度和持續時間的情況下改變。利用該系統應該通過以下方式支持患者的呼吸活動，即該呼吸器承擔呼吸工作的必要的部分并且如此確保，使得患者不會不必要地精疲力盡或疲倦。鑒于慢性的肺病的增長和對改進的療法的要求，這樣的人工呼吸支持在患者和呼吸驅動裝置之間的改善的互相作用方面是對現代的人工呼吸系統的決定性的要求。
[0005]同樣已知基于表面EMG的信號的呼吸監控以及人工呼吸控制、尤其風扇控制。這樣的EMG測量系統通常具有EMG前端，其通過電流的、無線的或光學的信號連接單向地與顯示器、診斷或治療儀器連接。
[0006]從DE 10 2012 003 509 Al中公開了一種用于非創傷性的人工呼吸的人工呼吸系統，該人工呼吸系統具有由控制裝置進行控制的呼吸器，并且具有帶有電極的、用于導出患者的胸腔的表面的電極信號的患者模塊。根據說明的技術的實施方案，這樣實施控制裝置，抑制電極信號中EKG信號部分，從而獲得代表呼吸張緊的肌電圖學的信號(EMG信號)并且依賴于該EMG信號控制呼吸驅動裝置。因此借助于說明的技術的解決方案，一方面能實現，從獲得的電極信號中導出EMG信號并且在患者的人工的呼吸中考慮該EMG信號以及另一方面導出EKG信號并且提供用于顯示的代表EKG的數據。
[0007]此外從EP 2 371 412 BI中公開了一種人工呼吸或麻醉系統，其耦合到EMG測量系統上，其中由EMG測量系統或者該系統的控制裝置提供作為人工的呼吸的基礎的信號。在這里EMG系統的控制單元具有模擬-數字-轉換單元，利用其能夠將由所述至少一個sEMG傳感器檢測的模擬的肌電圖學的肌肉活動轉換為數字信號。因為所述至少一個傳感器僅僅檢測來自呼吸肌肉組織的非常小的電壓，從而在將該非常小的電流通過較大的間距傳導到外部的控制單元時相應的小的電壓可能失真，所以在鄰近患者布置的控制裝置中就已經進行相應的轉換是有意義的。EMG測量系統的控制裝置能夠由尤其布置在呼吸器內的上級的控制裝置識別。為此在EMG前端中儲存合適的識別數據。
[0008]由現有技術已知的、鄰近患者布置的EMG前端模塊因此具有多個用于數字化、預處理和傳遞EMG信號以及用于模塊的能量供給的部件。此外設置用于信號處理的元件，例如用于差形成、濾波、除去偽跡，特別是心電活動(EKG)，以及用于計算包絡線。然而已知的EMG前端模塊不利的是，多個用于測量值檢測、信號處理、信號傳遞、控制信號生成以及用于測量值和由此導出的值的顯示的功能分布到不同的醫學的儀器上。
[0009]—方面因此尤其在重癥區域中常常布置許多不同的儀器在病床處，另一方面據此在儀器的布線和相應的測量值的評估時提高了整個系統和因此可能的危險源的復雜性。同樣用于維護和檢查這樣的系統連同其不同的構件的耗費是較耗費的。
[0010]因此，至今很有可能有遺漏地或分開地將多個參數輸入傳統單向地連接的、用于心臟-呼吸的分析或信號生成的EMG前端模塊中用于控制人工呼吸。如果將EMG功能集成到呼吸器的控制單元中，如從現有技術中已知，雖然可能能夠使用所有的信息，然而產生本身封閉的儀器的缺點。據此用于患者監控的EMG功能的靈活性、特別是可用性受到限制或毫無疑問地不可行。這樣的中央的結構也在可維護性和軟件復雜性方面具有缺點。
【發明內容】
[0011]從現有技術已知的解決方案以及以前描寫的問題出發，本發明的目的是，如此改進EMG測量系統，使得能夠以相對而言簡單的方式檢測、處理EMG信號以及為了觸發外部的儀器提供EMG信號。在這方面尤其有利的是，盡可能多的、來源于患者的心臟-呼吸監控和EMG控制的人工呼吸的范圍的功能能夠組合在一個儀器中。在一個儀器中利用合適的信號處理打包許多功能應該尤其降低外部的儀器(例如風扇或監控器)的處理器負荷，使得其不承擔附帶任務。
[0012]先前描寫的目的借助于根據權利要求1所述的EMG測量系統解決。本發明有利的實施方式是從屬權利要求的主題并且在接下來的說明書中在部分參考附圖的情況下詳細地解釋。
[0013]根據本類型的EMG測量系統具有信號處理單元和用于測量患者的肌肉、肌肉纖維中和/或皮膚區域中的電位差的至少兩個電極。在這里從電極、尤其表面電極能夠傳遞至少一個代表電位差的測量信號到信號處理單元上并且在信號處理單元中以測量信號為基礎能夠產生輸出信號，其能夠傳遞到至少一個外部的儀器、尤其顯示單元和/或呼吸器上。根據本發明這樣改進這樣的EMG測量系統，使得通過信號處理單元能夠處理由外部的儀器傳遞的信號并且以該信號為基礎能夠產生至少一個控制信號。因此根據本發明的EMG測量系統的重要的優點在于，設置優選鄰近患者布置的信號處理單元，在該信號處理單元中不僅能夠轉換測量信號用于改善繼續傳導，而且在該信號處理單元中不僅基于通過EMG測量系統自身檢測的測量值或者說相應于此的測量信號而且在以外部的數據和/或信號為基礎的條件下能夠生成至少一個控制信號。以有利的方式在此能夠考慮，控制信號又作為在患者的肌肉、肌肉纖維中和/或皮膚區域中的電位差或相應的變化的測量的基礎和/或被傳遞到外部的儀器上、尤其到顯示單元或呼吸器上。因此提供一種帶有信號處理單元的EMG測量系統，在該信號處理單元中組合有多個至今分布到不同的儀器上的功能。在此能實現尤其測量值或由此導出的值到患者監控器上的顯示或甚至在控制信號的基礎上呼吸器的觸發，該控制信號在EMG測量系統的信號處理單元中生成。
[0014]通過設置根據本發明實施的信號處理單元，提供一種EMG測量系統，其中以優選的方式實現涉及患者心臟-呼吸監控和EMG控制的人工呼吸的功能。基于集成相應的功能到EMG測量系統的信號處理單元中能夠避免，相應的功能(尤其用于生成合適的控制信號)分布到不同的外部的儀器上，例如傳統的EMG前端、呼吸器和患者監控器上，這最終意味著在軟件架構以及更新方面以及在執行維護和測試時大的耗費。
[0015]通過在EMG測量系統的信號處理單元內產生控制信號，因此能夠以優選的方式減少在外部的儀器中的處理器負荷、尤其呼吸器的風扇或患者監控器的處理器負荷。以特別優選的方式在此能夠