JP2003144407A - 皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法及びその装置 - Google Patents
皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法及びその装置Info
- Publication number
- JP2003144407A JP2003144407A JP2001347751A JP2001347751A JP2003144407A JP 2003144407 A JP2003144407 A JP 2003144407A JP 2001347751 A JP2001347751 A JP 2001347751A JP 2001347751 A JP2001347751 A JP 2001347751A JP 2003144407 A JP2003144407 A JP 2003144407A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- skin
- measuring
- current
- complex impedance
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001467 acupuncture Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 2
- 102000003712 Complement factor B Human genes 0.000 description 1
- 108090000056 Complement factor B Proteins 0.000 description 1
- 101001081180 Homo sapiens Humanin-like 10 Proteins 0.000 description 1
- 102100027734 Humanin-like 10 Human genes 0.000 description 1
- 210000004936 left thumb Anatomy 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 皮膚の複素インピーダンス軌跡を精度良く、
高い時間分解能で測定可能な皮膚の複素インピーダンス
軌跡の測定方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定装
置において、電子制御装置１１と、この電子制御装置１
１に搭載されたＤ／Ａ変換器１２と、このＤ／Ａ変換器
１２から発生させたフーリエ級数状の電圧を所望の電流
値に対応する電圧に変化させる減衰器１３と、この減衰
器１３から出力される電圧を電流に変換する電圧−電流
変換器１４と、この電圧−電流変換器１４によって変換
した電流を皮膚１に通電する電極２と、この電極２から
の通電によって皮膚１に生じた電圧を入力する差動増幅
器１８とを備え、この差動増幅器１８からの出力に基づ
いて前記電子制御装置１１により皮膚の複素インピーダ
ンス軌跡を測定する。
高い時間分解能で測定可能な皮膚の複素インピーダンス
軌跡の測定方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定装
置において、電子制御装置１１と、この電子制御装置１
１に搭載されたＤ／Ａ変換器１２と、このＤ／Ａ変換器
１２から発生させたフーリエ級数状の電圧を所望の電流
値に対応する電圧に変化させる減衰器１３と、この減衰
器１３から出力される電圧を電流に変換する電圧−電流
変換器１４と、この電圧−電流変換器１４によって変換
した電流を皮膚１に通電する電極２と、この電極２から
の通電によって皮膚１に生じた電圧を入力する差動増幅
器１８とを備え、この差動増幅器１８からの出力に基づ
いて前記電子制御装置１１により皮膚の複素インピーダ
ンス軌跡を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、皮膚の複素インピ
ーダンス軌跡の測定方法及びその装置に関するものであ
る。
ーダンス軌跡の測定方法及びその装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】皮膚の複素インピーダンス軌跡を得るに
は、希望する複数の周波数におけるインピーダンスを測
定する必要がある。一般に、ロックインアンプやインピ
ーダンスアナライザなどを用いた場合、測定精度は非常
に良いが、希望する周波数を掃引しなければならず、時
間分解能が制限される。ストレスや鍼刺激の効果を評価
する際には比較的急峻な変動に着目するため、高時間分
解能での測定が必要となってくる。
は、希望する複数の周波数におけるインピーダンスを測
定する必要がある。一般に、ロックインアンプやインピ
ーダンスアナライザなどを用いた場合、測定精度は非常
に良いが、希望する周波数を掃引しなければならず、時
間分解能が制限される。ストレスや鍼刺激の効果を評価
する際には比較的急峻な変動に着目するため、高時間分
解能での測定が必要となってくる。
【０００３】また、急峻な変動に着目しない場合であっ
ても、信頼性のある測定を行うためには、皮膚インピー
ダンスに電流（電圧）依存性が認められるか否かを調
べ、適切な測定電流（電圧）値を決定する必要がある。
その際にも、高時間分解能での測定が要求される。
ても、信頼性のある測定を行うためには、皮膚インピー
ダンスに電流（電圧）依存性が認められるか否かを調
べ、適切な測定電流（電圧）値を決定する必要がある。
その際にも、高時間分解能での測定が要求される。
【０００４】これまで、皮膚の複素インピーダンス軌跡
を高い時間分解能で測定可能な方法として提案されてい
るのは、皮膚のステップ応答を利用した方法と疑似イン
パルス応答を利用した方法のみである。
を高い時間分解能で測定可能な方法として提案されてい
るのは、皮膚のステップ応答を利用した方法と疑似イン
パルス応答を利用した方法のみである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の測定方法では、０．１秒程度の時間分解能は得
られるが、測定対象によっては十分な時間分解能が実現
できない場合がある。さらに、ステップ応答を利用した
方法では、ステップ応答に含まれる高周波成分の信号の
大きさが低周波領域のものと比べると極端に小さいた
め、特に５００Ｈｚ以上の周波数においては測定精度が
悪く、インピーダンス軌跡は複素平面上で理想的な円弧
にならない場合があった。
た従来の測定方法では、０．１秒程度の時間分解能は得
られるが、測定対象によっては十分な時間分解能が実現
できない場合がある。さらに、ステップ応答を利用した
方法では、ステップ応答に含まれる高周波成分の信号の
大きさが低周波領域のものと比べると極端に小さいた
め、特に５００Ｈｚ以上の周波数においては測定精度が
悪く、インピーダンス軌跡は複素平面上で理想的な円弧
にならない場合があった。
【０００６】これまで、高周波領域において測定精度が
悪化せず、測定対象によって時間分解能が制限されない
皮膚の複素インピーダンス軌跡の高時間分解能測定方法
はなかった。
悪化せず、測定対象によって時間分解能が制限されない
皮膚の複素インピーダンス軌跡の高時間分解能測定方法
はなかった。
【０００７】本発明では、上記状況に鑑みて、皮膚の複
素インピーダンス軌跡を精度良く、高い時間分解能で測
定可能な皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法及び
その装置を提供することを目的とするものである。
素インピーダンス軌跡を精度良く、高い時間分解能で測
定可能な皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法及び
その装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法におい
て、皮膚に通電したフーリエ級数状の微弱な交流電流の
周波数依存性と、この通電によって皮膚に生じたフーリ
エ級数状の電圧の周波数依存性に基づいて、皮膚インピ
ーダンスの周波数依存性を示す皮膚の複素インピーダン
ス軌跡を一定時間毎に測定することを特徴とする。
成するために、 〔１〕皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法におい
て、皮膚に通電したフーリエ級数状の微弱な交流電流の
周波数依存性と、この通電によって皮膚に生じたフーリ
エ級数状の電圧の周波数依存性に基づいて、皮膚インピ
ーダンスの周波数依存性を示す皮膚の複素インピーダン
ス軌跡を一定時間毎に測定することを特徴とする。
【０００９】〔２〕皮膚の複素インピーダンス軌跡の測
定方法において、電子制御装置に搭載されたＤ／Ａ変換
器から発生させたフーリエ級数状の電圧を減衰器により
所望の電流値に対応する電圧に変化させ、電圧−電流変
換器によって変換した電流を皮膚に通電し、この通電に
よって皮膚に生じた電圧を差動増幅器により測定するこ
とを特徴とする。
定方法において、電子制御装置に搭載されたＤ／Ａ変換
器から発生させたフーリエ級数状の電圧を減衰器により
所望の電流値に対応する電圧に変化させ、電圧−電流変
換器によって変換した電流を皮膚に通電し、この通電に
よって皮膚に生じた電圧を差動増幅器により測定するこ
とを特徴とする。
【００１０】〔３〕上記〔２〕記載の皮膚の複素インピ
ーダンス軌跡の測定方法において、前記差動増幅器より
の電気量をプログラマブル・ゲインアンプにより増幅す
ることを特徴とする。
ーダンス軌跡の測定方法において、前記差動増幅器より
の電気量をプログラマブル・ゲインアンプにより増幅す
ることを特徴とする。
【００１１】〔４〕上記〔２〕記載の皮膚の複素インピ
ーダンス軌跡の測定方法において、前記減衰器からの減
衰率、前記プログラマブル・ゲインアンプからの増幅率
は電子制御装置に搭載されたディジタルＩ／Ｏ装置から
の信号により制御可能にすることを特徴とする。
ーダンス軌跡の測定方法において、前記減衰器からの減
衰率、前記プログラマブル・ゲインアンプからの増幅率
は電子制御装置に搭載されたディジタルＩ／Ｏ装置から
の信号により制御可能にすることを特徴とする。
【００１２】〔５〕皮膚の複素インピーダンス軌跡の測
定装置において、電子制御装置と、この電子制御装置に
搭載されたＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器から発生
させたフーリエ級数状の電圧を所望の電流値に対応する
電圧に変化させる減衰器と、この減衰器から出力される
電圧を電流に変換する電圧−電流変換器と、この電圧−
電流変換器によって変換した電流を皮膚に通電する電極
と、この電極からの通電によって皮膚に生じた電圧を入
力する差動増幅器とを備え、この差動増幅器からの出力
に基づいて前記電子制御装置により皮膚の複素インピー
ダンス軌跡を測定することを特徴とする。
定装置において、電子制御装置と、この電子制御装置に
搭載されたＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器から発生
させたフーリエ級数状の電圧を所望の電流値に対応する
電圧に変化させる減衰器と、この減衰器から出力される
電圧を電流に変換する電圧−電流変換器と、この電圧−
電流変換器によって変換した電流を皮膚に通電する電極
と、この電極からの通電によって皮膚に生じた電圧を入
力する差動増幅器とを備え、この差動増幅器からの出力
に基づいて前記電子制御装置により皮膚の複素インピー
ダンス軌跡を測定することを特徴とする。
【００１３】〔６〕上記〔５〕記載の皮膚の複素インピ
ーダンス軌跡の測定装置において、前記差動増幅器より
の出力を増幅するプログラマブル・ゲインアンプを備え
ることを特徴とする。
ーダンス軌跡の測定装置において、前記差動増幅器より
の出力を増幅するプログラマブル・ゲインアンプを備え
ることを特徴とする。
【００１４】〔７〕上記〔６〕記載の皮膚の複素インピ
ーダンス軌跡の測定装置において、前記減衰器からの減
衰率及び前記プログラマブル・ゲインアンプからの増幅
率を制御可能にする、電子制御装置に搭載されたディジ
タルＩ／Ｏ装置を備えることを特徴とする。
ーダンス軌跡の測定装置において、前記減衰器からの減
衰率及び前記プログラマブル・ゲインアンプからの増幅
率を制御可能にする、電子制御装置に搭載されたディジ
タルＩ／Ｏ装置を備えることを特徴とする。
【００１５】本発明によれば、電子制御装置〔パーソナ
ルコンピュータ（ＰＣ）〕に搭載されたＤ／Ａ変換器か
ら、希望する周波数成分のみの信号を同じ大きさで重ね
合わせたフーリエ級数状の電圧を発生させ、電圧−電流
変換器によって電流に変換し皮膚に通電する。通電によ
って皮膚に生じた電圧を差動増幅器によって測定する。
次いで、通電電流波形に対応するフーリエ級数状の電圧
（入力信号）と差動増幅器によって測定された電圧（出
力電圧）をＰＣに搭載されたＡ／Ｄ変換器により離散化
し、ＰＣ内の記録媒体へと取り込む、その離散化された
入力信号と出力信号に離散フーリエ変換を施し、両者の
実数部および虚数部から希望した周波数における皮膚イ
ンピーダンス、つまり、皮膚の複素インピーダンス軌跡
を得る。
ルコンピュータ（ＰＣ）〕に搭載されたＤ／Ａ変換器か
ら、希望する周波数成分のみの信号を同じ大きさで重ね
合わせたフーリエ級数状の電圧を発生させ、電圧−電流
変換器によって電流に変換し皮膚に通電する。通電によ
って皮膚に生じた電圧を差動増幅器によって測定する。
次いで、通電電流波形に対応するフーリエ級数状の電圧
（入力信号）と差動増幅器によって測定された電圧（出
力電圧）をＰＣに搭載されたＡ／Ｄ変換器により離散化
し、ＰＣ内の記録媒体へと取り込む、その離散化された
入力信号と出力信号に離散フーリエ変換を施し、両者の
実数部および虚数部から希望した周波数における皮膚イ
ンピーダンス、つまり、皮膚の複素インピーダンス軌跡
を得る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１７】まず、本発明の原理について説明する。
【００１８】本発明の皮膚の複素インピーダンス軌跡の
測定装置において、皮膚インピーダンスの周波数特性
（皮膚インピーダンス軌跡）の時間変化を測定する部分
を設ける。
測定装置において、皮膚インピーダンスの周波数特性
（皮膚インピーダンス軌跡）の時間変化を測定する部分
を設ける。
【００１９】以下、その概要について述べる。
【００２０】皮膚が線形システムであり、皮膚インピー
ダンスが電流値や電圧値に依存しないと仮定する。皮膚
に通電する電流をｉ（ｔ）、通電によって皮膚に生じた
電圧をｖ（ｔ）とし、両者のフーリエ変換をＩ（ｊ
ω）、Ｖ（ｊω）とした場合、皮膚インピーダンスＺ
（ｊω）は以下のように表される。
ダンスが電流値や電圧値に依存しないと仮定する。皮膚
に通電する電流をｉ（ｔ）、通電によって皮膚に生じた
電圧をｖ（ｔ）とし、両者のフーリエ変換をＩ（ｊ
ω）、Ｖ（ｊω）とした場合、皮膚インピーダンスＺ
（ｊω）は以下のように表される。
【００２１】
【数１】
【００２２】
【数２】
【００２３】ただし、ＲI （ω）、ＸI （ω）はそれぞ
れＩ（ｊω）の実数部と虚数部、Ｒｖ（ω）、Ｘｖ
（ω）はそれぞれＶ（ｊω）の実数部と虚数部とする。
今、通電電流ｉ（ｔ）が以下のようなフーリエ級数の場
合、皮膚が線形システムであれば、通電によって皮膚に
生じた電圧は同様に以下のようなフーリエ級数で表すこ
とができる。
れＩ（ｊω）の実数部と虚数部、Ｒｖ（ω）、Ｘｖ
（ω）はそれぞれＶ（ｊω）の実数部と虚数部とする。
今、通電電流ｉ（ｔ）が以下のようなフーリエ級数の場
合、皮膚が線形システムであれば、通電によって皮膚に
生じた電圧は同様に以下のようなフーリエ級数で表すこ
とができる。
【００２４】
【数３】
【００２５】
【数４】
【００２６】式におけるｉ（ｔ）、ｖ（ｔ）のフーリエ
変換をＩ（ｊω）、Ｖ（ｊω）とすると、
変換をＩ（ｊω）、Ｖ（ｊω）とすると、
【００２７】
【数５】
【００２８】
【数６】
【００２９】であるから、皮膚インピーダンスＺ（ｊ
ω）は、
ω）は、
【００３０】
【数７】
【００３１】と表すことができる。ただし、
【００３２】
【数８】
【００３３】とする。
【００３４】つまり、ｉ（ｔ）に必要な周波数を複数含
ませておけば、ｉ（ｔ）、ｚ（ｔ）をフーリエ変換し、
それぞれの実数部と虚数部から皮膚の複素インピーダン
ス軌跡が求まる。
ませておけば、ｉ（ｔ）、ｚ（ｔ）をフーリエ変換し、
それぞれの実数部と虚数部から皮膚の複素インピーダン
ス軌跡が求まる。
【００３５】上記式（３）におけるｉ（ｔ）に含まれる
各周波数成分の大きさ｜Ｉn ｜を全ての周波数において
同一にすれば、高周波領域における測定精度の悪化を防
ぐことが可能と考えられる。
各周波数成分の大きさ｜Ｉn ｜を全ての周波数において
同一にすれば、高周波領域における測定精度の悪化を防
ぐことが可能と考えられる。
【００３６】また、時間分解能の下限はｉ（ｔ）に含ま
れる最低周波数によってのみ決まり、これまで提案され
ている方法のように測定対象によって制限されることは
ない。時間分解能ΔＴは、ｉ（ｔ）に含まれる最低周波
数をｆ1 ＝ω1 ／２πとすれば、ΔＴ≧１／ｆ1 なる不
等式を満たす。
れる最低周波数によってのみ決まり、これまで提案され
ている方法のように測定対象によって制限されることは
ない。時間分解能ΔＴは、ｉ（ｔ）に含まれる最低周波
数をｆ1 ＝ω1 ／２πとすれば、ΔＴ≧１／ｆ1 なる不
等式を満たす。
【００３７】ところで、皮膚の透過回路は図１（ａ）に
示すように表現できる。
示すように表現できる。
【００３８】さらに、図１（ｂ）に示すように、皮膚の
インピーダンスにおいてＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円弧則が
成り立つことから、皮膚インピーダンスは以下のように
表される。
インピーダンスにおいてＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円弧則が
成り立つことから、皮膚インピーダンスは以下のように
表される。
【００３９】
【数９】
【００４０】必要であれば、インピーダンス軌跡から皮
膚インピーダンスを等価回路で表現した時の各パラメー
タも求めることができ、その形状を定量化できる。
膚インピーダンスを等価回路で表現した時の各パラメー
タも求めることができ、その形状を定量化できる。
【００４１】図２は本発明の実施例を示す具体的な測定
装置の概要図である。
装置の概要図である。
【００４２】この図において、１は被験者の皮膚、２〜
４は被験者の皮膚１に接触するように取付けられる電極
であり、これらの電極は、それぞれ電流印加電極２、−
電圧電極３、接地電極４である。１１は電子制御装置
〔パーソナルコンピュータ（ＰＣ）〕、１２はＰＣ１１
に接続されるＤ／Ａ変換器、１３はＤ／Ａ変換器１２に
接続される減衰器、１４は電圧−電流変換器であり、被
験者の皮膚１へ電流ｉを印加する。
４は被験者の皮膚１に接触するように取付けられる電極
であり、これらの電極は、それぞれ電流印加電極２、−
電圧電極３、接地電極４である。１１は電子制御装置
〔パーソナルコンピュータ（ＰＣ）〕、１２はＰＣ１１
に接続されるＤ／Ａ変換器、１３はＤ／Ａ変換器１２に
接続される減衰器、１４は電圧−電流変換器であり、被
験者の皮膚１へ電流ｉを印加する。
【００４３】また、１５は減衰器１３に接続され、ＰＣ
１１へ出力信号を送信するＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換ボ
ード）、１６はＰＣ１１に接続されるデジタルＩ／Ｏ装
置であり、このデジタルＩ／Ｏ装置１６は減衰器１３に
接続され振幅値Ａの設定を行う。１７はデジタルＩ／Ｏ
装置１６に接続されるプログラマブルゲインアンプ（Ｐ
ＧＡ）であり、デジタルＩ／Ｏ装置１６により、増幅率
Ｂの設定が行われる。
１１へ出力信号を送信するＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換ボ
ード）、１６はＰＣ１１に接続されるデジタルＩ／Ｏ装
置であり、このデジタルＩ／Ｏ装置１６は減衰器１３に
接続され振幅値Ａの設定を行う。１７はデジタルＩ／Ｏ
装置１６に接続されるプログラマブルゲインアンプ（Ｐ
ＧＡ）であり、デジタルＩ／Ｏ装置１６により、増幅率
Ｂの設定が行われる。
【００４４】さらに、１８は差動増幅器であり、この差
動増幅器１８は被験者の皮膚１へ電圧を印加する。１９
はこの差動増幅器１８の接地端子である。２０はプログ
ラマブルゲインアンプ１７に接続され、ＰＣ１１へ信号
を出力するＡ／Ｄ変換器である。
動増幅器１８は被験者の皮膚１へ電圧を印加する。１９
はこの差動増幅器１８の接地端子である。２０はプログ
ラマブルゲインアンプ１７に接続され、ＰＣ１１へ信号
を出力するＡ／Ｄ変換器である。
【００４５】そこで、ＰＣ１１に搭載されたＤ／Ａ変換
ボード（Ｄ／Ａ変換器）１２から発生させた式（３）の
ようなフーリエ級数状の電圧を減衰器１３により所望の
電流値に対応する電圧に変化させ、電圧−電流変換器１
４によって電流に変換し皮膚１に通電する。通電によっ
て皮膚に生じた電圧を差動増幅器１８により測定し、必
要に応じてプログラマブルゲインアンプ１７により増幅
する。減衰器１３の減衰率、ＰＧＡ１７の増幅率はＰＣ
１１に搭載されたディジタルＩ／Ｏボード（デジタルＩ
／Ｏ）装置１６からの信号により制御可能にする。
ボード（Ｄ／Ａ変換器）１２から発生させた式（３）の
ようなフーリエ級数状の電圧を減衰器１３により所望の
電流値に対応する電圧に変化させ、電圧−電流変換器１
４によって電流に変換し皮膚１に通電する。通電によっ
て皮膚に生じた電圧を差動増幅器１８により測定し、必
要に応じてプログラマブルゲインアンプ１７により増幅
する。減衰器１３の減衰率、ＰＧＡ１７の増幅率はＰＣ
１１に搭載されたディジタルＩ／Ｏボード（デジタルＩ
／Ｏ）装置１６からの信号により制御可能にする。
【００４６】次いで、減衰器１３からの通電電流値に対
応するフーリエ級数状の電圧（入力信号）と増幅後の電
圧（出力電圧）をＡ／Ｄ変換ボード（Ａ／Ｄ変換器）１
５により離散化し、ＰＣ１１へと取り込む、その離散化
された入力信号と出力信号に離散フーリエ変換を施し、
式（５）〜（８）により各周波数におけるインピーダン
スを決定する。
応するフーリエ級数状の電圧（入力信号）と増幅後の電
圧（出力電圧）をＡ／Ｄ変換ボード（Ａ／Ｄ変換器）１
５により離散化し、ＰＣ１１へと取り込む、その離散化
された入力信号と出力信号に離散フーリエ変換を施し、
式（５）〜（８）により各周波数におけるインピーダン
スを決定する。
【００４７】図３は本発明の実施例を示す皮膚インピー
ダンス軌跡の経時変化を示す図であり、図４は図３を実
部−虚部平面に投影した周波数をパラメータとした特性
図である。
ダンス軌跡の経時変化を示す図であり、図４は図３を実
部−虚部平面に投影した周波数をパラメータとした特性
図である。
【００４８】測定は温度２５±１℃、５０±３％に保た
れた電磁シールドルーム内で行った。電極は、Ａｇ−Ａ
ｇＣｌソリッドゲル付電極（面積４．５２ｃｍ2 ）を用
い、左手母指球の皮膚インピーダンス軌跡を前述の方法
により測定した。
れた電磁シールドルーム内で行った。電極は、Ａｇ−Ａ
ｇＣｌソリッドゲル付電極（面積４．５２ｃｍ2 ）を用
い、左手母指球の皮膚インピーダンス軌跡を前述の方法
により測定した。
【００４９】それによれば、通電電流波形ｉ（ｔ）に含
まれる周波数は１０，２０，３０，４０，５０，６０，
７０，８０，９０，１００，１５０，２００，３００，
４００，５００，６００，７００，８００，９００，１
０００Ｈｚとし、各周波数成分は同じ振幅比にて重ね合
わせ、振幅値は電流依存性が認められない値を決定し、
その振幅値においてインピーダンス軌跡を０．１ｓ毎に
測定した。通電電流波形、皮膚に生じた電圧波形を離散
化する場合のサンプリング周期は５０μｓとした。測定
時間は１０分であり、測定開始から５分程度通過した後
にシールドルームのドアを突然開閉させ、大きな音を発
生させた。（図３の矢印の付近）図３および図４からど
の時刻においてもインピーダンス軌跡はほぼ円弧上に分
布していること、インピーダンス軌跡の変動の様子を高
周波領域まで明瞭に捉えることが分かる。
まれる周波数は１０，２０，３０，４０，５０，６０，
７０，８０，９０，１００，１５０，２００，３００，
４００，５００，６００，７００，８００，９００，１
０００Ｈｚとし、各周波数成分は同じ振幅比にて重ね合
わせ、振幅値は電流依存性が認められない値を決定し、
その振幅値においてインピーダンス軌跡を０．１ｓ毎に
測定した。通電電流波形、皮膚に生じた電圧波形を離散
化する場合のサンプリング周期は５０μｓとした。測定
時間は１０分であり、測定開始から５分程度通過した後
にシールドルームのドアを突然開閉させ、大きな音を発
生させた。（図３の矢印の付近）図３および図４からど
の時刻においてもインピーダンス軌跡はほぼ円弧上に分
布していること、インピーダンス軌跡の変動の様子を高
周波領域まで明瞭に捉えることが分かる。
【００５０】上記したように、電子制御装置（ＰＣ）１
１に搭載されたＤ／Ａ変換器１２から、希望する周波数
成分のみの信号を同じ大きさで重ね合わせたフーリエ級
数状の電圧を発生させ、電圧−電流変換器１４によって
電流に変換し皮膚に通電する。通電によって皮膚に生じ
た電圧を差動増幅器１８によって測定する。
１に搭載されたＤ／Ａ変換器１２から、希望する周波数
成分のみの信号を同じ大きさで重ね合わせたフーリエ級
数状の電圧を発生させ、電圧−電流変換器１４によって
電流に変換し皮膚に通電する。通電によって皮膚に生じ
た電圧を差動増幅器１８によって測定する。
【００５１】次いで、通電電流波形に対応するフーリエ
級数状の電圧（入力信号）と差動増幅器１８によって測
定された電圧（出力電圧）をＰＣ１１に搭載されたＡ／
Ｄ変換器２０により離散化し、ＰＣ１１内の記録媒体へ
と取り込む、その離散化された入力信号と出力信号に離
散フーリエ変換を施し、両者の実数部および虚数部から
希望した周波数における皮膚インピーダンス、つまり、
皮膚の複素インピーダンス軌跡を得る。
級数状の電圧（入力信号）と差動増幅器１８によって測
定された電圧（出力電圧）をＰＣ１１に搭載されたＡ／
Ｄ変換器２０により離散化し、ＰＣ１１内の記録媒体へ
と取り込む、その離散化された入力信号と出力信号に離
散フーリエ変換を施し、両者の実数部および虚数部から
希望した周波数における皮膚インピーダンス、つまり、
皮膚の複素インピーダンス軌跡を得る。
【００５２】上記のように構成したので、本発明によれ
ば、皮膚の電気的特性の経時変化や部位差を詳細かつ定
量的に評価可能であり、ストレスや鍼刺激の効果の評価
のみならず、機能的電気刺激（ＦＥＳ）や治療的電気刺
激（ＴＥＳ）における適切な電気刺激の提供が可能な電
極配置の検討、感覚フィードバックにおいて安定した情
報呈示を実現することができる。
ば、皮膚の電気的特性の経時変化や部位差を詳細かつ定
量的に評価可能であり、ストレスや鍼刺激の効果の評価
のみならず、機能的電気刺激（ＦＥＳ）や治療的電気刺
激（ＴＥＳ）における適切な電気刺激の提供が可能な電
極配置の検討、感覚フィードバックにおいて安定した情
報呈示を実現することができる。
【００５３】また、本発明によれば、これまで不明な点
が多かった皮膚の電気的特性に関する新しい、有用な知
見が得られることが期待される。
が多かった皮膚の電気的特性に関する新しい、有用な知
見が得られることが期待される。
【００５４】このことは、上述の分野のみならず、皮膚
の電気的特性の変化や部位差を利用する医用生体工学の
分野において活用できると共に、その分野の発展の一助
となることが期待される。
の電気的特性の変化や部位差を利用する医用生体工学の
分野において活用できると共に、その分野の発展の一助
となることが期待される。
【００５５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００５６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【００５７】（Ａ）希望する周波数成分のみの信号を同
じ大きさで重ね合わせて入力に用いることから、ステッ
プ応答を利用した測定方法のように高周波領域での測定
精度の悪化を防ぐことができる。また、時間分解能は測
定対象や重ね合わせる周波数の数には依存せず、重ね合
わせる最低の周波数の逆数によってのみ決まる。つまり
皮膚の複素インピーダンス軌跡を精度良く高い時間分解
能で測定可能である。
じ大きさで重ね合わせて入力に用いることから、ステッ
プ応答を利用した測定方法のように高周波領域での測定
精度の悪化を防ぐことができる。また、時間分解能は測
定対象や重ね合わせる周波数の数には依存せず、重ね合
わせる最低の周波数の逆数によってのみ決まる。つまり
皮膚の複素インピーダンス軌跡を精度良く高い時間分解
能で測定可能である。
【００５８】（Ｂ）皮膚の電気的特性の経時変化や部位
差を詳細かつ定量的に評価可能であり、ストレスや鍼刺
激の効果の評価のみならず、ＦＥＳやＴＥＳにおける適
切な電気刺激の提供が可能な電極配置の検討、感覚フィ
ードバックにおいて安定した情報呈示を実現することが
できる。
差を詳細かつ定量的に評価可能であり、ストレスや鍼刺
激の効果の評価のみならず、ＦＥＳやＴＥＳにおける適
切な電気刺激の提供が可能な電極配置の検討、感覚フィ
ードバックにおいて安定した情報呈示を実現することが
できる。
【００５９】（Ｃ）これまで不明な点が多かった皮膚の
電気的特性に関する新しい、有用な知見が得られること
が期待される。このことは、上述の分野のみならず、皮
膚の電気的特性の変化や部位差を利用する医用生体工学
の分野において活用できると共に、その分野の発展の一
助となる。
電気的特性に関する新しい、有用な知見が得られること
が期待される。このことは、上述の分野のみならず、皮
膚の電気的特性の変化や部位差を利用する医用生体工学
の分野において活用できると共に、その分野の発展の一
助となる。
【図１】本発明の実施例を示す皮膚の透過回路及びその
周波数特性図である。
周波数特性図である。
【図２】本発明の実施例を示す具体的な測定装置の概要
図である。
図である。
【図３】本発明の実施例を示す皮膚インピーダンス軌跡
の経時変化を示す図である。
の経時変化を示す図である。
【図４】図３を実部−虚部平面に投影した周波数をパラ
メータとした特性図である。
メータとした特性図である。
１ 被験者の皮膚
２〜４ 被験者の皮膚に接触するように取付けられる
電極 １１ 電子制御装置（ＰＣ） １２ Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ変換ボード） １３ 減衰器 １４ 電圧−電流変換器 １５，２０ Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換ボード） １６ デジタルＩ／Ｏ装置 １７ プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ） １８ 差動増幅器 １９ 接地端子
電極 １１ 電子制御装置（ＰＣ） １２ Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ変換ボード） １３ 減衰器 １４ 電圧−電流変換器 １５，２０ Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換ボード） １６ デジタルＩ／Ｏ装置 １７ プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ） １８ 差動増幅器 １９ 接地端子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｒ 27/28 Ｇ０１Ｒ 27/28 Ｚ
Ｆターム(参考） 2G028 AA01 BC07 CG08 DH05 DH11
FK01 FK02 GL06 GL07 HN10
2G045 CB09 FA34 GC16 JA01
2G060 AA15 AD09 AE40 AF06 AF15
AG11 KA09
4C027 AA07 CC00 DD03 EE01 EE05
EE06 FF01 GG00 HH11 HH13
KK03
Claims (7)
- 【請求項１】 皮膚に通電したフーリエ級数状の微弱な
交流電流の周波数依存性と、該通電によって皮膚に生じ
たフーリエ級数状の電圧の周波数依存性に基づいて、皮
膚インピーダンスの周波数依存性を示す皮膚の複素イン
ピーダンス軌跡を一定時間毎に測定することを特徴とす
る皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法。 - 【請求項２】 電子制御装置に搭載されたＤ／Ａ変換器
から発生させたフーリエ級数状の電圧を減衰器により所
望の電流値に対応する電圧に変化させ、電圧−電流変換
器によって変換した電流を皮膚に通電し、該通電によっ
て皮膚に生じた電圧を差動増幅器により測定することを
特徴とする皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の皮膚の複素インピーダン
ス軌跡の測定方法において、前記差動増幅器よりの電気
量をプログラマブル・ゲインアンプにより増幅すること
を特徴とする皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方
法。 - 【請求項４】 請求項２記載の皮膚の複素インピーダン
ス軌跡の測定方法において、前記減衰器からの減衰率、
前記プログラマブル・ゲインアンプからの増幅率は電子
制御装置に搭載されたディジタルＩ／Ｏ装置からの信号
により制御可能にすることを特徴とする皮膚の複素イン
ピーダンス軌跡の測定方法。 - 【請求項５】（ａ）電子制御装置と、（ｂ）該電子制御
装置に搭載されたＤ／Ａ変換器と、（ｃ）該Ｄ／Ａ変換
器から発生させたフーリエ級数状の電圧を所望の電流値
に対応する電圧に変化させる減衰器と、（ｄ）該減衰器
から出力される電圧を電流に変換する電圧−電流変換器
と、（ｅ）該電圧−電流変換器によって変換した電流を
皮膚に通電する電極と、（ｆ）該電極からの通電によっ
て皮膚に生じた電圧を入力する差動増幅器とを備え、
（ｇ）該差動増幅器からの出力に基づいて前記電子制御
装置により皮膚の複素インピーダンス軌跡を測定するこ
とを特徴とする皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定装
置。 - 【請求項６】 請求項５記載の皮膚の複素インピーダン
ス軌跡の測定装置において、前記差動増幅器よりの出力
を増幅するプログラマブル・ゲインアンプを備えること
を特徴とする皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定装
置。 - 【請求項７】 請求項６記載の皮膚の複素インピーダン
ス軌跡の測定装置において、前記減衰器からの減衰率及
び前記プログラマブル・ゲインアンプからの増幅率を制
御可能にする、電子制御装置に搭載されたディジタルＩ
／Ｏ装置を備えることを特徴とする皮膚の複素インピー
ダンス軌跡の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001347751A JP2003144407A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | 皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001347751A JP2003144407A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | 皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003144407A true JP2003144407A (ja) | 2003-05-20 |
Family
ID=19160708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001347751A Withdrawn JP2003144407A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | 皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003144407A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010281588A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Yokogawa Electric Corp | 電気化学反応計測方法および電気化学反応計測装置 |
| JP2013506485A (ja) * | 2009-10-02 | 2013-02-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 媒体を通した信号の送信 |
| KR101760511B1 (ko) | 2016-12-07 | 2017-07-21 | 주식회사 유메딕스 | 환경 센서 신호 검출 회로, 바이오 센서 신호 검출 회로 및 이들을 포함하는 이종 센서 인터페이스 |
| JP2021168996A (ja) * | 2015-01-08 | 2021-10-28 | メダセンス バイオメトリクス リミテッド | 生物学的監視のための電極アレイ及び同を含む又は同を活用する装置 |
| WO2024203483A1 (ja) * | 2023-03-31 | 2024-10-03 | テルモ株式会社 | 身体組成計測装置、制御方法、および制御プログラム |
-
2001
- 2001-11-13 JP JP2001347751A patent/JP2003144407A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010281588A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Yokogawa Electric Corp | 電気化学反応計測方法および電気化学反応計測装置 |
| JP2013506485A (ja) * | 2009-10-02 | 2013-02-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 媒体を通した信号の送信 |
| JP2021168996A (ja) * | 2015-01-08 | 2021-10-28 | メダセンス バイオメトリクス リミテッド | 生物学的監視のための電極アレイ及び同を含む又は同を活用する装置 |
| KR101760511B1 (ko) | 2016-12-07 | 2017-07-21 | 주식회사 유메딕스 | 환경 센서 신호 검출 회로, 바이오 센서 신호 검출 회로 및 이들을 포함하는 이종 센서 인터페이스 |
| WO2024203483A1 (ja) * | 2023-03-31 | 2024-10-03 | テルモ株式会社 | 身体組成計測装置、制御方法、および制御プログラム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3423850B1 (en) | Device and method for measuring internal impedance of a test battery using frequency response | |
| US7818054B2 (en) | Acupuncture point position evaluating apparatus | |
| US8613695B2 (en) | Highly precise and low level signal-generating drivers, systems, and methods of use | |
| WO2011057280A2 (en) | Magneto-electric sensor with injected up-conversion or down-conversion | |
| JPH0654823A (ja) | 非侵害検査装置及び方法 | |
| WO1992002273A1 (en) | Method for determining absolute current density | |
| HU218528B (hu) | Elrendezés lokális kisfrekvenciás elektromos és mágneses terek befolyásolására | |
| JP2003144407A (ja) | 皮膚の複素インピーダンス軌跡の測定方法及びその装置 | |
| US6830550B2 (en) | Stair step voltage actuated measurement method and apparatus | |
| JP4247969B2 (ja) | 経穴位置の評価装置 | |
| Sovilj et al. | Influence of Wilbraham-Gibbs Phenomenon on Digital Stochastic Measurement of EEG Signal over an Interval | |
| US5703772A (en) | Method and apparatus for correcting drift in the response of analog receiver components in induction well logging instruments | |
| Kozlowski | A novel online measurement technique for AC impedance of batteries and other electrochemical systems | |
| Möller et al. | A measurement technique for highly nonlinear transfer functions | |
| RU2190994C2 (ru) | Способ и устройство для измерения параметров биологической ткани | |
| Montero‐Rodríguez et al. | Development of an impedance spectroscopy device for on‐line cell growth monitoring | |
| Galiev et al. | Functional measuring generator with pulse current stabilization | |
| JP2911070B2 (ja) | 塗膜劣化診断装置 | |
| CN108776251B (zh) | 感生电压测量方法及系统 | |
| RU2265859C1 (ru) | Способ определения характеристик нелинейных устройств | |
| JPH10206370A (ja) | 金属の腐食速度測定装置 | |
| RU2209033C1 (ru) | Устройство для оценки биоэлектрической активности точек акупунктуры | |
| Apruzzese et al. | A new electronic system prototype for bolometric diagnostic based on metal foils on FTU device | |
| Crotti et al. | Characterisation of Magnetic Field Measurig Instruments In Presence of Non-Sinusoidal Magnetic Fields | |
| JPH0518922A (ja) | 塗膜劣化診断装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031031 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040129 |
|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050201 |