用于校正输入信号的电路组件和电路组件的用于检测磁共振系统中的生理信号的用途的制作方法

本发明涉及一种用于校正输入信号的电路组件，其中，在电路组件的输入接口处的输入信号包括有用信号和干扰信号。

背景技术：

1、从ep 2 854 630 b1[1]中已知一种用于校正输入信号的电路组件。

2、尤其在磁共振测量期间监测活体的生命参数，例如心电图(ekg)和呼吸。在此，由于mr设备的梯度的切换而引起干扰信号，该干扰信号可能比生命参数监测的生理信号大很多倍，从而难以评估生命参数数据。

3、为了抑制干扰，可以使用采样保持电路[2]，其中由一个电路部分中的检测器电路识别干扰，而另一个电路部分中的信号处理链在干扰的时间内中断。然而，利用这种方法无法立即消除干扰，因此在消除干扰之前的时间内，仍然存在使信号失真的干扰峰值。

4、de 699 27 328t2公开了用于限制输入信号的峰值的方法和装置。该装置和方法基于限制阈值电压隔离输入信号的峰值，产生表示与峰值隔离的信号的局部极值的极值信号，基于合适的脉冲滤波器响应对极值信号进行滤波以产生滤波器信号，并且将滤波器信号与延迟了预定时间段的输入信号组合以产生脉冲限制信号。

5、de 60 2004 012 671 t2公开了放大系统和方法，其减小与输入信号相关联的峰值并且在一个或多个谱带中提供对由峰值减小引起的信号失真和带外发射的校正。消除与峰值减小相关联的信号失真和带外发射的校正信号被计算或电子推导得出。在峰值减小的输入信号的放大之前或之后，校正信号与峰值减小的信号组合。

6、us2003/0086507 a1公开了一种用于限制信号的方法。在此，在由信号的一组采样值产生的第一窗口内搜索高于阈值的最高峰值。之后，将阈值校正信号附加到找到的最高峰值。

7、us2019/0159733 a1公开了一种允许识别和标识多个信号中的电磁干扰的方法。该系统使用适应性强、通用的模块化架构，其具有一系列的用于各种过滤、调节、处理和无线传输功能的模块，这些模块可以在不同的配置中组装以用于不同的设定。

8、ep 2 854 630 b1[1]公开了一种用于在磁共振(mr)系统中使用滤波器来减少生理信号s(f)(例如ecg信号)的mr干涉的电路。ep 2 854 630b1中的电路包括第一求和/相减节点、高通滤波器和第二求和/相减节点。第一求和/相减节点输入第一信号和第二信号，其中，第一信号包含所有由mrt扫描仪产生的干扰分量n(f)和生理信号s(f)，第二信号包含生理信号s(f)以及误差信号e(f)，并且第一求和/相减节点将第二信号与第一信号相减地组合以产生差信号n(f)-e(f)。高通滤波器对来自第一求和/相减节点的差信号n(f)-e(f)进行滤波。第二求和/相减节点相减地组合第一信号s(f)+n(f)和来自高通滤波器的滤波信号h(f)*[n(f)-e(f)]并产生第二信号s(f)+e(f)。然而，这种滤波器的使用仅在小的干扰幅度下有效。然而，由于干扰特别是在mr测量中发生，其中有用信号和干扰之间的幅度差可能高达1000倍，因此[1]中已知的方法不适合于这种测量。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种电路组件，利用该电路组件可以快速有效地抑制具有大干扰幅度的干扰。特别地，该电路组件应适合于抑制可能例如由mr设备中的梯度脉冲产生的干扰信号，从而可以很好地进一步处理有用信号。

2、根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的电路组件来实现。

3、根据本发明的电路组件包括：

4、·具有至少一个电压控制开关元件的电压控制电路，所述至少一个电压控制开关元件具有第一端子和低欧姆的第二端子，

5、·在电压控制电路上游与电压控制电路串联连接的电阻，

6、·具有第一放大器输入端、第二放大器输入端和放大器输出端的运算放大器；以及

7、·连接在所述至少一个电压控制开关元件的第一端子和运算放大器的第一放大器输入端之间的低通滤波器。

8、在根据本发明的电路组件中，运算放大器的输出电压反馈到电压控制开关元件的开关元件的低欧姆端子。为此，所述至少一个电压控制开关元件的低欧姆端子与运算放大器的放大器输出端和运算放大器的第二放大器输入端(反相放大器输入端)电连接。以这种方式，通过该相同的至少一个电压控制开关元件来检测干扰和抑制干扰信号。不需要从被引导到运算放大器的信号中滤除干扰信号。相反，一旦检测到干扰，就停止向运算放大器传送信号，并且在干扰之前施加在运算放大器上的信号作为清除信号输出，直到干扰不再存在。

9、优选地，另一电阻连接在电压控制电路的低欧姆端子和反相放大器输入端之间。通过该另一电阻可以设定放大因数。该另一电阻确保了电路组件的更好的稳定性。

10、为了避免振荡，运算放大器的放大因数v被设定为大约1，但小于1，特别是0.9＜v＜1。为此，该另一电阻(在开关元件和放大器输出端之间的电阻)被选择为低欧姆的。运算放大器与电路组件的其余部分相互作用(特别是与开关元件和运算放大器以及电压控制开关元件之间的电阻相互作用)的放大越接近值1，干扰脉冲的抑制就越好。

11、优选地，所述至少一个电压控制开关元件具有控制输入端，所述控制输入端经由控制电阻与输入接口电连接。如果电压控制开关元件的控制输入端处的电压超过阈值(例如由于干扰)，则开关元件变为导通并且防止在开关元件的第一端子处的信号被传送到运算放大器。开关元件的第一端子处的电压于是几乎与开关元件的低欧姆的第二端子处的电压相同。这又近似于干扰发生前施加在那里的电压。

12、电压控制电路优选地包括至少一个晶体管作为开关元件。替代地，继电器、场效应晶体管(fet)、管或模拟开关也可以用作电压控制开关元件。

13、在一个特殊的实施形式中，电压控制电路包括两个相反极化的电压控制开关元件。由此允许抑制正干扰信号和负干扰信号。这特别是涉及其中晶体管或fet用作电压控制开关元件的电路组件。这些开关元件的半导体于是也被不同地掺杂(npn+pnp晶体管)。因此于是使用pnp和npn晶体管，它们的基极彼此电连接，它们的发射极彼此电连接，并且它们的集电极彼此电连接。

14、如果确保在干扰的每个极性中都触发开关过程，例如如果模拟开关用作开关元件，则可以省略第二开关元件。

15、有用信号可以是生理信号、特别是ekg信号。

16、干扰信号可以是由mr成像扫描仪、特别是梯度线圈产生的信号。

17、在根据本发明的电路组件的特别优选的实施形式中，低通滤波器是rc构件，其电容器位于参考电势。通过低通滤波器的电容器，在没有干扰时施加的电压被存储。rc构件的截止频率的大小在此被确定为其大于有用信号的频率，以便使其尽可能小地失真。

18、根据本发明的电路组件用于校正输入信号，其中，在输入接口处的输入信号包括有用信号和干扰信号。

19、根据本发明的电路组件在具有mr成像扫描仪和用于检测生理信号的组件的磁共振(mr)系统中以减少由mr成像扫描仪引起的干扰信号是特别优选的。

20、根据本发明的电路组件的核心部分是具有所述至少一个开关元件(优选两个开关元件)的电路，所述至少一个开关元件具有连接在电压控制开关元件的第一端子之前的和在第一端子之后的电阻。这种简单的电路组件形成干扰检测器并同时导致干扰的消除。由于构件数量少且信号路径短，因此在干扰检测和信号路径之间仅产生最小的运行时间差。由此几乎可以完美地消除干扰。

21、本发明的另外的优点从说明书和附图获得。同样，上述的和还将进一步描述的特征根据本发明分别可以本身单独使用或以任何组合的方式以多个使用。所示和描述的实施形式不应被理解为排他的列举，而是具有用于描述本发明的示例性特性。