用于测量放大器的主动式保护电路的制作方法

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。

技术实现要素：

因此，本发明的目的尤其在于，提供一种用于阻抗断层成像的主动式保护电路，其结构大小明显小于已经已知的保护电路的结构大小。优选地，保护电路应适合于直接用在用于阻抗断层成像的电极带中，并且保护在这种电极带中的主动式放大器构件。

在第一方面中，本发明的目的通过用于电阻抗断层成像的测量放大器的主动式保护电路实现，其具有开关元件组件，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连接用于电阻抗断层成像的电极带的电极。开关元件组件的输出部构造成连接电阻抗断层成像的测量放大器。开关元件组件如此构造，即，如果在至少一个控制输入部处存在的控制电压在第一电压范围中，开关元件组件形成在开关元件组件的电极输入部和开关元件组件的输出部之间的传导连接。开关元件组件还如此构造，即，如果在至少一个控制输入部处存在的控制电压在第二电压范围中，开关元件组件没有形成在开关元件组件的电极输入部和开关元件组件的输出部之间的传导连接。保护电路如此构造，即，如果在电极输入部处存在的电压在断路范围中，在至少一个控制输入部处存在的电压在第二电压范围中。

换言之，根据本发明的主动式保护电路包括开关元件组件，其具有至少三个输入部：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。开关元件组件例如可直接布置在用于阻抗断层成像的电极带中。然而还可考虑将保护电路例如布置在实际的阻抗断层成像中。但在任何情况下，电极输入部构造成连接电极，即，在运行中，电极输入部与电极电气连接。相应地，开关元件组件的输出部构造成连接测量放大器，即，在运行中，输出部与测量放大器电气连接。测量放大器例如可为本地前级放大器，其直接布置在电极带中。但备选地还可考虑，测量放大器布置在实际的阻抗断层成像中，即使主动式保护电路本身布置在电极带中。

根据本发明，开关元件组件构造成在两个不同的状态中工作。因此，开关元件组件例如可具有电子结构元件，其仅可在两个状态中运行，例如MOSFET(Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。开关元件组件如此构造，即，如果控制电压，也就是在控制输入部处存在的电压，在第一电压范围中，此时开关元件组件使电极输入部和输出部传导连接。如果控制电压在没有与第一电压范围重叠的第二电压范围中，此时开关元件组件没有形成在开关元件组件的电极输入部和开关元件组件的输出部之间的传导连接。换言之，开关元件组件没有将在电极输入部处存在的信号传送给输出部并且因此传送给后置的测量放大器。

控制电压在第一电压范围或第二电压范围中取决于在电极输入部处存在的电压有多高。保护电路例如可如此构造，即，如果在电极输入部处存在的电压在在阻抗断层成像的正常测量运行中使用的范围中，控制电压持久在第一电压范围中。开关元件组件此时使电极输入部和输出部传导连接并且将测得的电压直接传送给测量放大器。然而，如果在电极输入部处存在的电压在预定的断路范围中，则控制电压变换自动转变到第二范围中并且断开在开关元件组件的电极输入部和输出部之间的连接。因此，与电压脉冲相关的在断路范围中的电压没有被开关元件组件传送并且因此也没有加载后置的测量放大器。断路范围例如可通过电压下限（例如20V）来限定并且从该电压下限呈现为接近无限开放的范围。然而，还可考虑断路范围具有两个区段，例如包括小于-20V的所有电压的第一区段和包括大于20V的所有电压的第二区段。

因此，主动式保护电路的开关元件组件以有利的方式如此设计，即，一旦在电极输入部处存在的电压变换到断路范围中，在其中后置的测量放大器不再可可靠地运行，开关元件组件断开在电极输入部和输出部之间的连接。因此，如果例如除颤器用于使病人苏醒，在病人处存在用于阻抗断层成像的、具有根据本发明的主动式保护电路的电极带，一旦在电极输入部处存在的电压变换到断路范围中，则主动式保护电路，更确切地说开关元件组件断开在电极输入部和输出部之间的连接。如果足够宽地限定断路范围，则开关元件组件已经在除颤器脉冲的上升沿的下端断开电极输入部，并且由此防止损伤下游的电子设备。因为开关元件组件不具有必须吸收实际的除颤器脉冲的电容，其比由现有技术已知的保护电路可明显更少地失效。

在一种优选的实施方式中，开关元件组件的输出部与开关元件组件的至少一个控制输入部通过截止元件连接。截止元件如此构造，即，仅当在开关元件组件的输出部处存在的电压在断路范围中时，此时在开关元件组件的输出部处存在的电压在控制输入部处存在。

换言之，在开关元件组件的输出部和开关元件组件的控制输入部之间存在连接部。该连接部包括至少一个电子部件，其根据在开关元件组件的输出部处存在的电压或者导通或者不导通。部件例如可为齐纳二极管或Z二极管，该二极管如此布置在输出部和控制输入部之间，即，其在正常测量运行中截至，并且在在输出部处并且因此在Z二极管处存在的电压变换到断路范围时，此时导通。一旦截止元件导通，在开关元件组件的输出部处存在的电压还存在于控制输出部处。优选地，在开关元件组件的输出部和控制输入部之间的连接部中的截止元件和可能其他构件如此选择，即，如果截止元件导通并且在开关元件组件的输出部处存在的电压变换到断路范围中，在控制输入部处存在的电压恰好此时变换到第二范围中。这以有利的方式引起，在输出部处存在的电压直接用作切换阈限，以切换开关元件组件，使得电极输入部不再导通地与输出部连接。

此外，优选的是，主动式保护电路具有与开关元件组件并联的旁通电路，其使开关元件组件的输入部与开关元件组件的输出部连接。旁通电路如此构造，即，如果开关元件组件没有形成在开关元件组件的电极输入部和开关元件组件的输出部之间的传导连接，在开关元件组件的输出部处存在在断路范围中的电压，并且在开关元件组件的输入部处存在的电压在高压范围中，其中，高压范围是断路范围的子区。优选地，旁通电路例如可通过高阻抗电阻形成。可选的旁通电路以有利的方式确保，即使开关元件组件已经断开开关元件组件的电极输入部与输出部，在开关元件组件的输出部和控制输入部之间的连接部还存在电压，其大小使得将控制电压保持在第二范围中，并且保持在开关元件组件的电极输入部和输出部之间的连接持久断开。然而已经证实可行的是，旁通电路不是强制需要的，以使根据本发明的主动式保护电路可靠运行。

在一种优选的实施方式中，主动式保护电路包括存储器电路，其如此构造，即，如果在电极输入部处突然存在在断路范围中的电压，在至少一个控制输入部处持久存在在第二电压范围中的电压。换言之，存储器电路如此构造，即，在突然超过断路范围的界限时，在控制输入部处存在的电压持久保持在这样的电压范围中，在其中开关元件组件断开电极输入部与输出部。

此外优选的是，开关元件组件具有第一开关元件，其具有输入部、输出部和控制输入部。第一开关元件的输入部与电极输入部连接。第一开关元件的输出部与开关元件组件的输出部连接。第一开关元件的控制输入部与开关元件组件的至少一个控制输入部连接。第一开关元件如此构造，即，如果在第一开关元件的控制输入部处存在的控制电压在第一电压范围中，开关元件形成在第一开关元件的输入部和第一开关元件的输出部之间的传导连接，并且如果在第一开关元件的控制输入部处存在的控制电压在第二电压范围中，第一开关元件没有形成在第一开关元件的输入部和第一开关元件的输出部之间的传导连接。保护电路如此构造，即，如果在电极输入部处存在的电压超过预定的第一阈值，在至少一个控制输入部处存在的电压变换到第二电压范围中。

换言之，开关元件组件包括至少一个第一开关元件，其具有输入部、输出部和控制输入部。第一开关元件的输入部与开关元件组件的电极输入部连接，其中，在第一开关元件的输入部和开关元件组件的电极输入部之间可布置有其他元件。第一开关元件的输出部与开关元件组件的输出部连接，其中，还可在第一开关元件的输出部和开关元件组件的输出部之间布置其他元件。最后，第一开关元件的控制输入部与开关元件组件的至少一个控制输入部连接。第一开关元件如此构造，即，当在第一开关元件的控制输入部处存在的控制电压在第二电压范围中时，第一开关元件使第一开关元件的输入部和第一开关元件的输出部彼此分开，并且当在第一开关元件的控制输入部处存在的控制电压在第一电压范围中时，第一开关元件使第一开关元件的输入部和第一开关元件的输出部彼此电气连接。在此，开关元件组件并且因此第一开关元件还如此构造，即，如果在电极输入部处存在的电压超过预定的第一阈值，恰好此时在第一开关元件中出现从第一电压范围转变到第二电压范围中。换言之，第一开关元件构造成，如果在电极输入部处存在的电压超过正的阈值，恰好此时断开在开关元件组件的电极输入部和开关元件组件的输出部之间的连接。该正的阈值例如可与断路范围的向上开放的区段的下限一致。

第一开关元件优选地是常关型n通道MOSFET，具有漏极端子、源极端子和门极端子。漏极端子形成第一开关元件的输入部，源极端子形成第一开关元件的输出部，并且门极端子形成第一开关元件的控制输入部。因此，当在n通道MOSFET的门极端子处存在正的控制电压，第一开关元件仅在此时导通。如果在门极端子处不存在控制电压或存在负的控制电压，则n通道MOSFET截止。优选使用常关型n通道MOSFET，因为主动式保护电路由此本质安全，也就是说，如果保护电路恰好没有供给控制电压、即本身没有激活，保护电路此时还保护了后置的测量放大器。

在一种优选的实施方式中，第一开关元件的输出部与第一开关元件的控制输入部通过截止元件连接，其中，截止元件如此构造，即，如果在第一开关元件的输出部处存在的电压在断路范围中，在第一开关元件的输出部处存在的电压金在此时存在于第一开关元件的控制输入部处。截止元件由两个串联的Z二极管形成，其中，每个Z二极管具有导通方向和截止方向，并且其中，两个串联的Z二极管如此连接，即，一Z二极管的导通方向相当于另一Z二极管的截止方向。使用两个合适选择的并且彼此相反地连接的Z二极管一方面具有的优点是，Z二极管防止持久地布置在第一开关元件的控制输入部处的电压供给也不存在于第一开关元件的输出部以及后置的测量放大器处。但另一方面，如果在第一开关元件的输出部处存在的电压变换到断路范围中或超过预定的第一阈值，正好还确保在控制输入部处存在的电压变换到第二范围中。

此外优选的是，主动式保护电路可选地具有并联于开关元件组件的旁通电路，其连接开关元件组件的输入部与第一开关元件的输出部，其中，开关元件组件如此构造，即，如果第一开关元件没有形成在开关元件组件的输入部和第一开关元件的输出部之间的传导连接，在第一开关元件的输出部处存在的电压在断路范围中，并且在开关元件组件的输入部处存在的电压在高压范围中。旁通电路具有至少一个高阻抗的电阻。旁通电路的该实施方式具有旁通电路的已经说明的优点。

备选地，优选的是，存储器电路如此构造，即，如果在电极输入部处存在的电压在断路范围中，在第一开关元件的控制输入部处持久存在的电压在第二电压范围中。存储器电路通过触发器形成。存储器电路优选地包括呈触发器的形式的主动有源部件，其可占据两个状态并且在两个状态之间进行变换，如果在触发输入部处收到信号。根据触发器处在两个状态中的哪个中，在触发器的控制输出部处存在其他电压。

例如，存储器电路如此设计，即，在第一状态中没有由存储器电路提供的电压存在于第一开关元件的控制输入部处，并且在第二状态中在第一开关元件的控制输入部处存在电压，其引起在第一开关元件的控制输入部处存在的合成电压在第二电压范围中。因此，第一开关元件断开在第一开关元件的输入部和第一开关元件的输出部之间的连接并且因此还断开在开关元件组件的电极输入部和开关元件组件的输出部之间的连接。在此，触发输入部例如可与第一开关元件的输出部连接，并且因此构造成，使得引起在两个状态之间转变的信号为在断路范围中的电压脉冲。因此，如果应断开在开关元件组件的电极输入部和开关元件组件的输出部之间的连接，恰好此时触发器变换其状态。使用呈触发器的形式的存储器电路具有的优点是，在电极带一旦受到除颤器脉冲影响之后，例如阻止主动式保护电路建造在其中的电极带的重新运行。由此防止，在可能通过除颤器脉冲产生损伤的情况下通过阻抗断层成像进行有错误的测量或阻抗断层成像同样受到有损伤的电路损伤。然而优选的是，例如设置有开关，在已经检查了主动式保护电路和电极带的其他构件完整无损并且没有发现缺陷之后，利用该开关可将触发器在此重设到第一状态中。

在一种优选的实施方式中，开关元件组件包括至少两个控制输入部和第二开关元件，其具有输入部、输出部和控制输入部。至少两个控制输入部的第一控制输入部与第一开关元件的控制输入部连接。第二开关元件的输入部与开关元件组件的电极输入部连接。第二开关元件的输出部与开关元件组件的输出部连接。第二开关元件的控制输入部与开关元件组件的至少两个控制输入部的第二控制输入部连接。第一开关元件和第二开关元件串联。第二开关元件如此构造，即，如果在第二开关元件的控制输入部处存在的控制电压在第三电压范围中，第二开关元件形成在第二开关元件的输入部和第二开关元件的输出部之间的传导连接，并且如果在第二开关元件的控制输入部处存在的电压在第四电压范围中，第二开关元件没有形成在第二开关元件的输入部和第二开关元件的输出部之间的传导连接。开关元件组件如此构造，即，如果在电极输入部处存在的电压低于预定的第二阈值，在至少一个控制输入部存在的电压变换到第四电压范围中。

换言之，在该优选的实施方式中，主动式保护电路除了第一开关元件之外包括第二开关元件。两个开关元件串联，即，一开关元件的输入部与另一开关元件的输出部连接。第二开关元件的输入部例如可与电极输入部连接，第二开关元件的输出部与第一开关元件的输入部连接，并且第一开关元件的输出部与开关元件组件的输出部连接。因此，第二开关元件布置在第一开关元件和电极输入部之间。第二开关元件如此构造，即，如果在第二开关元件的控制输入部处存在的电压在第三范围中，该第二开关元件形成在第二开关元件的输入部和第二开关元件的输出部之间的传导连接，并且如果控制电压在第四范围中，第二开关元件使第二开关元件的输入部与第二开关元件的输出部分开。第一电压范围例如可与第三电压范围一致，但同样可行的是，第一电压范围例如在+5V和+10V之间，并且第三电压范围在-10V和-5V之间。第二电压范围还可与第四电压范围一致。然而还可考虑，第二电压范围包括小于5V的所有电压，并且第四电压范围包括大于-5V的所有电压。在任何情况下，开关元件组件如此设计：如果在电极输入部处存在的电压低于预定的第二阈值，在第二开关元件的控制输入部处存在的电压变换到第四电压范围中，即，第二开关元件不再导通。预定的第二阈值例如可朝上限制断路范围的第二区段。通过使用这种第二开关元件以有利的方式确保主动式保护电路在负的电压脉冲以及正的电压脉冲的情况下切断。

在此，优选的是，第二开关元件是常关型p通道MOSFET，具有漏极端子、源极端子和门极端子。漏极端子形成第二开关元件的输入部，源极端子形成第二开关元件的输出部，并且门极端子形成第二开关元件的控制输入部。使用常关型p通道MOSFET具有的优点是，其在正的控制电压的情况下没有导通。此外，使用p通道MOSFET具有和将n通道MOSFET用作第一开关元件的相同的优点。通过组合呈n通道MOSFET的形式的第一开关元件与呈p通道MOSFET的形式的第二开关元件确保主动式保护电路即使在双极除颤器脉冲的情况下也可靠地断开在电极和后置的测量放大器之间的连接。

在第二方面中，本发明的目的通过用于电阻抗断层成像的电极带实现，其具有多个电极和根据上述实施方式中的一个的多个主动式保护电路。每个电极分配有至少一个主动式保护电路，并且每个主动式保护电路分配有仅仅一个电极。每个主动式保护电路的开关元件组件的电极输入部与分配给主动式保护电路的电极连接。根据本发明的电极带的优点相应于使用在根据本发明的电极带中的主动式保护电路的实施方式的优点。

附图说明

下面借助附图详细说明本发明，附图示出了主动式保护电路的不同的实施例和根据本发明的电极带的实施例，其中

图1示出了根据本发明的主动式保护电路的第一实施例，

图2示出了根据本发明的主动式保护电路的第二实施例，

图3示出了根据本发明的主动式保护电路的第三实施例，

图4示出了两个彼此互连的根据本发明的主动式保护电路的第一实施例，

图5示出了第二实施例两个彼此互连的根据本发明的主动式保护电路，并且

图6示出了根据本发明的电极带的实施例的示意性的图示。

附图标记列表

1 主动式保护电路

3 开关元件组件

5 第一开关元件、n通道MOSFET

7 第一开关元件的输入部、n通道MOSFET的漏极端子

9 第一开关元件的输出部、n通道MOSFET的源极端子

11 第一开关元件的控制输入部、n通道MOSFET的门极端子

13 电极输入部

15 开关元件组件的输出部

17 开关元件组件的第一控制输入部

19 截止元件

21 Z二极管

23 Z二极管

25 旁通电路

27 高阻抗的电阻

29 电压源

31 第二电压源

33 开关元件、n通道MOSFET

35 存储器电路、触发器

37 触发输入部

39 开关输出部

41 电容

43 二极管

45 开关元件33的门极端子

47 第一存储开关元件

49 第二存储开关元件

51 第一存储开关元件的漏极端子

53 第二存储开关元件的漏极端子

55 工作电压源

57 第一存储开关元件的源极端子

59 第二存储开关元件的源极端子

61 第一存储开关元件的门极端子

63 第二存储开关元件的门极端子

65 电阻

67 开关

69 第二开关元件、p通道MOSFET

71 第二开关元件的输入部、p通道MOSFET的漏极端子

73 第二开关元件的输出部、p通道MOSFET的源极端子

75 开关元件组件的第二控制输入部、第二开关元件的控制输入部、在MOSFET处的p通道的门极端子

77 主动式保护电路

79 主动式保护电路

81 电极输入部

83 电极输入部

85 输出部

87 输出部

89 主动式保护电路

91 主动式保护电路

93 电极输入部

95 电极输入部

97 输出部

99 输出部

101 电极带

103 电极

105 主动式保护电路

107 测量放大器

109 电极带的输出部。

具体实施方式

在图1至5的实施例的下文的说明中，相同标记的元件设有相同的附图标记。

图1示出了根据本发明的主动式保护电路1的第一实施例，具有开关元件组件3。开关元件组件3包括呈常关型n通道MOSFET 5的形式的第一开关元件5。n通道MOSFET 5具有漏极端子7，其同时形成第一开关元件5的输入部7。此外，n通道MOSFET 5具有源极端子9，其形成第一开关元件5的输出部9。最后，n通道MOSFET 5还包括门极端子11，其形成第一开关元件5的控制输入部11。

第一开关元件5的输入部7与开关元件组件3的电极输入部13连接。电极输入部13适合于与用于电阻抗断层成像的电极带的电极连接。第一开关元件5的输出部9与开关元件组件3的输出部15连接。输出部9适合于与电阻抗断层成像的测量放大器连接。测量放大器例如可与主动式保护电路1一起布置在电极带中。这具有的优点是，通过与电极输入部连接的电极探测的电压可局部地在电极带中放大，并且测量信号传递给阻抗断层成像不那么容易出错，并且还可传递更小的电压。然而还可考虑，将主动式保护电路1布置在电极带中，并且将测量放大器布置在实际的阻抗断层成像中。第一开关元件5的控制输入部11同时形成开关元件组件3的第一控制输入部17。

在图1中示出的主动式保护电路1还包括由两个彼此连接的Z二极管21、23组成的截止元件19。截止元件19使第一开关元件5的输出部9与第一开关元件5的控制输入部11连接。两个Z二极管21、23分别以已知的方式具有截止方向和导通方向，其中，两个Z二极管21、23的第一Z二极管21如此连接，即，其导通方向与两个Z二极管21、23的第二Z二极管23的导通方向相反。

主动式保护电路1还包括由高阻抗的电阻27形成的旁通电路25。旁通电路25使第一开关元件5的输入部7与第一开关元件5的输出部9连接。最后还设置有电压源29，通过电压源，在第一开关元件5的控制输入部11处可存在例如5V的工作电压。电压源29在一侧接地，并且例如可以电池的形式提供，或直接由阻抗断层成像供电。

主动式保护电路1包括呈常关型n通道MOSFET 5的形式的第一开关元件5。通过使用常关型n通道MOSFET 5，主动式保护电路1以有利的方式本质安全，因为当主动式保护电路1无电压时，电极输入部13与开关元件组件3的输出部15分开。

如果在正常测量运行中经由电压源29在控制输入部11处存在在第一电压范围中的工作电压，则第一开关元件5提供在第一开关元件的输入部7和第一开关元件的输出部9之间的传导连接。因此，电极输入部13也与开关元件组件3的输出部15传导连接，并且可能被电极接收的测量信号转送给后置的测量放大器。相反地，还通过输出部15在主动式保护电路1处存在对于电阻抗断层成像所需的电流，其传送给电极输入部以用于供电。第一Z二极管21防止由电压源29提供的工作电压存在于第一开关元件5的输出部9处，并且传送的测量信号歪曲。为此，两个相反地串联的Z二极管21、23在两个方向上限制MOSFET 5的栅源电压。

主动式保护电路1如此设计，即，对于情况在电极输入部13处并且因此还在第一开关元件5的输出部9处存在的电压处在断路范围中，更确切地说，超过预定的阈值，存在于第一开关元件5的控制输入部11处的控制电压不再足以使第一开关元件5传导地接通。此后，第一开关元件5分开在输入部7和输出部9之间的连接。通过使用第二Z二极管23确保将存在于第一开关元件的输出部9和控制输入部11之间的电压限制到最大值上。由此，置于主动式保护电路1之后的测量放大器可靠地不受存在于电极输入部13处的电压脉冲的影响。

通过使用旁通电路25以有利的方式确保，在分开在第一开关元件5的输入部7和输出部9之间的传导连接之后也还在输出部9处存在足够高的电压，从而第一开关元件5继续分开地保持连接，只要存在于电极输入部13处的电压在高压范围中。如果电压下降到如此程度，使得第二Z二极管23不再导通，并且在开关元件5的控制输入部11和其输出部9之间的电压差再次变到第一电压范围中，此时通过电压源29在第一开关元件5的控制输入部11处施加的电压足以使开关元件5传导地接通。即，开关元件再次使第一开关元件5的输入部7导通地与第一开关元件5的输出部9连接。

图2示出了根据本发明的主动式保护电路1的第二实施例，具有开关元件组件3，其包括呈常关型n通道MOSFET 5的形式的第一开关元件5。如在图1中示出的第一实施例中那样，n通道MOSFET 5具有漏极端子7，其形成第一开关元件5的输入部7并且与开关元件组件3的电极输入部13连接。n通道MOSFET 5还包括源极端子9，其形成第一开关元件5的输出部9并且与开关元件组件3的输出部15连接。最后，n通道MOSFET 5还包括门极端子11，其形成第一开关元件5的控制输入部11并且同时形成开关元件组件3的第一控制输入部17。类似于第一实施例，图2中的主动式保护电路1包括电压源29，通过其可将第一电压范围中的控制电压施加给第一开关元件5的控制输入部11。电压源29在一侧接地。

本发明的保护电路1的第二实施例还包括第二电压源31，其同样与第一开关元件5的控制输入部11连接。第二电压源31通过呈常关型n通道MOSFET 33的形式的开关元件33接地，即，仅当n通道MOSFET 33导通时，第二电压源31激活。在这种情况下，不仅电压源29而且第二电压源31施加在第一开关元件5的控制输入部11处。通过第二电压源31提供的电压如此选择，即，通过两个电压源29、31提供的电压的总和在第二电压范围中，在其中第一开关元件5没有形成在第一开关元件5的输入部7和输出部9之间的传导连接并且因此还形成在开关元件组件3的电极输入部13和输出部15之间的传导连接。

开关元件33借助于呈触发器35的形式的存储器电路35来控制。存储器电路35包括触发输入部37和开关输出部39。触发输入部37通过电容41和二极管43与第一开关元件5的输出部9连接；开关输出部39与形成开关元件33的n通道MOSFET 33的门极端子45连接。存储器电路35如此构造，即，在开关输出部39处并且因此还在开关元件33的门极端子45处存在在第二电压范围中的电压，在其中n通道MOSFET 33没有导通，并且如果主动式保护电路1在正常测量运行中工作，第二电压源31因此没有激活。存储器电路35此时在第一状态中。如果存储器电路35在触发输入部37处收到触发脉冲，其例如可为除颤器的电压脉冲的上升沿（其在断路范围中），此时存储器电路35从第一状态转变到第二状态中，在其中在开关输出部39处并且因此在开关元件33的门极端子45处存在在第二电压范围中的电压，在其中开关元件33导通并且第二电压源31接地并且因此激活。在这种情况下，第一开关元件5分开在第一开关元件5的输入部7和输出部9之间的连接。因此，阻抗断层成像的置于开关元件组件3的输出部15之后的元件得到保护而不受可能的电压冲击的影响。存储器电路35以有利的方式防止开关元件组件3在一次施加在断路范围中的电压脉冲之后可在没有主动处理的情况下重新投入运行。

实际的存储器电路35包括第一存储开关元件47和第二存储开关元件49。两个存储开关元件47、49由常关型n通道MOSFET 47、49形成。两个存储开关元件47、49具有漏极端子51、53，其相应与工作电压源55连接。此外，每个存储开关元件47、49具有接地的源极端子57、59。地例如可通过阻抗断层成像的接地线形成。最后，每个存储开关元件47、49还具有门极端子61、63。第一存储开关元件47的门极端子61通过电阻65与第二存储开关元件49的漏极端子53连接。第二存储开关元件49的门极端子63直接与第一存储开关元件47连接的漏极端子51。触发输入部37和开关输出部39两者接到第一存储开关元件47的门极端子61和第二存储开关元件49的漏极端子53之间，其中，触发输入部37直接接到第一存储开关元件47的门极端子61上，并且电阻65布置在触发输入部37和开关输出部39之间。

如果图2中示出的主动式保护电路1投入运行，此时首先第二存储开关元件49切换成导通，而第一存储开关元件47没有导通。因此，在第二存储开关元件49的漏极端子53处通过工作电压源55提供的电压直接通过第二存储开关元件49下降成接地。因此，在开关输出部39处不存在足够高的电压，以将开关元件33切换成导通。如果通过触发输入部37接收触发信号，则第一存储开关元件47切换成导通，并且在第二存储开关元件49的门极端子63处不再存在足够高的电压，以将其继续保持导通。因此，第二存储开关元件49截断在漏极端子53和源极端子59之间的连接。这引起在第一存储开关元件47的门极端子61处的电压持久上升到如此程度，使得第一存储开关元件47保持导通。同时，在开关输出部39处并且因此还在开关元件33的门极端子45处存在足够高的电压，以便将开关元件33切换成导通。因此，第一开关元件5变换到第二状态中，在其中断开在第一开关元件5的输入部7和输出部9之间的连接。由此以有利的方式防止在主动式保护电路1突然由于过电压被无效后主动式保护电路1再次投入运行。

为了在已经检查主动式保护电路1和后置的构件以及前置的电极的功能性之后还继续使用主动式保护电路1，设置有开关67。如果开关67闭合，施加在第二存储开关元件49的漏极端子53处的电压直接下降到接地。因此，在第一存储开关元件47的门极输入部61处不再提供足够高的电压来讲第一存储开关元件47保持导通。但是，在第二存储开关元件49的门极端子63处的电压由此再次上升到如此程度，使得第二存储开关元件49再次切换成导通，并且存储器电路35在此变换到第一状态中。在第一状态中，在开关输出部39处没有施加足够高的电压将开关元件33切换成导通。因此，施加在第一开关元件5的控制输入部11处的电压再次在第一范围中，并且第一开关元件5形成在第一开关元件5的输入部7和输出部9之间的传导连接。因此，开关67能够以有利的方式实现重新设定存储器电路35。

图3中示意性地示出了主动式保护电路1的第三实施例。该电路仅说明了通过具有呈常关型n通道MOSFET 5的形式的第一开关元件5和呈常关型p通道MOSFET 69的形式的第二开关元件69的串联电路的开关元件组件3可实现防止在电极输入部13处存在的双极电压脉冲。第二开关元件69同样具有输入部71、输出部73和控制输入部75。第二开关元件69的输入部71由p通道MOSFET 69的漏极端子71形成。第二开关元件69的输出部73由p通道MOSFET 69的源极端子73形成。第二开关元件69的控制输入部75（其同时是开关元件组件3的第二控制输入部75）由p通道MOSFET 69的门极端子75形成。此外，主动式保护电路1具有另一电压源77，通过其可中第二控制输入部75处存在在第三范围中的工作电压，在其中第二开关元件69导通。

第一开关元件5的结构相应于已经参考在图1和2中示出的实施例进一步说明的结构。主动式保护电路1的在图3中示出的实施方式具有的优点是，其不仅在电极输入部13处的负的电压脉冲的情况下、而且在电极输入部13处的正的电压脉冲的情况下断开在开关元件组件3的电极输入部13和输出部15之间的连接。在此，第二开关元件69如此设计，即，其断开在开关元件69的输入开关元件69部71和的输出部73之间的连接，此时在电极输入部13处存在的电压低于第二预定的阈值，而第一开关元件5如此构造，即，其断开在第一开关元件5的输入部7和输出部9之间的连接，此时在电极输入部13处存在的电压超过第一预定的阈值。

在图4中示出了两个主动式保护电路77、79的连接，其例如在电阻抗断层成像运行时得到。在电阻抗断层成像的运行中，始终有两个电极输入部81、83彼此组合，以便输送电流或测量在两个电极输入部81、83之间下降的电压。两个主动式保护电路77、79相应于在图1中示出的主动式保护电路1。因此，在此没有进一步讨论保护电路77、79的细节。保护电路77、79与在图1中示出的主动式保护电路1的不同仅在于取消了旁通电路25，因为它不是强制需要的。两个保护电路77、79通过共同的电压源29运行，其例如直接由阻抗断层成像提供并且阻抗断层成像的地连接。

在图4中未示出输出部85、87在阻抗断层成像中通过传导连接彼此连接。为了避免除颤器脉冲可通过电极输入部81、83和输出部85、87传播到后置的测量放大器和后置的阻抗断层成像中，这里足够的是，两个主动式保护电路70、79中的一个隔开在与其关联的电极输入部81、83和与其关联的输出部85、87之间的连接。

在图5中类似于图4中的设计方案示出了两个主动式保护电路89、91的组合，在其中，保护电路89、91相应于在图2中详细示出的实施例。因此，在此还取消该电路的更详细的说明。如在图4中那样，两个与电极输入部93、95连接的电极通过输出部97、99在阻抗断层成像内例如通过测量放大器彼此传导连接。两个连接的电极布置在病人的不同的部位，并且在除颤器脉冲中位于不同的电势上。因此，又足够的是，在除颤器脉冲安放到病人处时，在病人处存在与电极输入部93、94连接的电极，两个保护电路89、91中的一个断开在相应的电极输入部93、95和相应的输出部97、99之间的连接，以便保护置于主动式保护电路89、91之后的电子构件不受除颤器脉冲影响，并且防止除颤器脉冲的过多的能量流出到阻抗断层成像中。因为还在双极除颤器脉冲中在两个电极输入部93、95中的一个处存在正电压脉冲，所以两个主动式保护电路89、91中的一个在任何情况下断开在其电极输入部93、95和其输出部97、99之间的连接。在图4和图5中示出的布置方案由此以有利的方式还在没有使用由n通道MOSFET 和p通道MOSFET 构成的串联电路的情况下在双极除颤器脉冲中很安全。

最后，图6示出了用于电阻抗断层成像的根据本发明的电极带101的实施例的示意性的图示。电极带101包括多个电极103，其设置成布置在病人的皮肤上。每个电极103通过根据本发明的主动式保护电路105与主动式测量放大器107连接，其同样布置在电极带101上。主动式保护电路105可为根据上述实施例中的任一个的保护电路。在此，电极输入部主动式保护电路105相应与电极连接，并且输出部与后置的主动式测量放大器107连接。主动式测量放大器通过仅仅示意性地示出的连接部与输出部109连接，电极103最后可通过该输出部与实际的阻抗断层成像连接。电极带101的优点相应于在此使用的主动式保护电路105的优点。此外，主动式测量放大器107直接布置在电极带101中能够实现主动式放大靠近电极103的测量的电压，对此可相对于在实际的阻抗断层成像中的第一增益提高阻抗断层成像的敏感性。