JP2012213458A - Bio-impedance meter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bio-impedance meter for appropriately detecting an abnormal condition caused by the influence of a contact impedance.SOLUTION: The bio-impedance meter includes a constant electric current portion 20 for applying a predetermined alternating current within the range of maximum supply voltage to a living body 900 through electrodes 1 and 2, and a voltage measuring portion 21 for measuring a fall voltage caused by the current flowing in the living body, through electrodes 3 and 4. The voltage measuring portion 21 includes a differential amplifier circuit 22 for inputting and differentially amplifying the fall voltage within the range of maximum input voltage. When the supply voltage to the electrode 1 or electrode 2 from the constant electric current portion 20, exceeds the range of allowable supply voltage set within the range of maximum supply voltage, or when the input voltage to the differential amplifier circuit 33 from a third electrode 3 or fourth electrode 4, exceeds the range of allowable input voltage set within the range of maximum input voltage, an error detecting portion 40 determines contact error between the living body 900 and the electrode 1, 2, 3, or 4.

Description

この発明は生体インピーダンス測定装置に関し、より詳しくは、四端子法によって生体のインピーダンスを測定する装置に関する。   The present invention relates to a bioimpedance measuring apparatus, and more particularly to an apparatus for measuring the impedance of a living body by a four terminal method.

この種の一般的な生体インピーダンス測定装置としては、図11(A)に示すように、載置板10上に、左足の爪先側901に接触すべき第1電極1、右足の爪先側902に接触すべき第2電極2、左足の踵903に接触すべき第3電極3、および右足の踵904に接触すべき第4電極4を備えたものがある。載置板10上に生体900の左右の足裏が載せられた状態で、図11(B)に示すように、定電流源20によって第1電極1および第2電極2を介して生体900に所定の通電電流(交流)Iが流される。そして、生体900に通電電流Iが流れることにより生じた降下電圧Vが、第3電極3および第4電極4を介して電圧測定部21で測定される(四端子法)。この降下電圧Vを数値換算(通電電流Iで割り算)して得られたインピーダンスを元に算出された体組成値が、図11(A)中に示す表示部22に表示される。なお、電圧測定部21は、第3電極3からの電圧V1と第4電極4からの電圧V2との間の差分を増幅して増幅結果を表す信号Vo1を出力する差動増幅回路22と、この差動増幅回路22の出力信号Vo1を整流する整流回路23と、この整流回路23の出力を平滑化する平滑化回路24と、この平滑化回路24の出力をA/D変換してデジタル信号Vo2として出力するA/D変換回路25とを含んでいる。制御部30は、インピーダンスや体組成値の算出、および表示部22で表示すべき信号の作成等を行う。   As a general bioimpedance measuring apparatus of this type, as shown in FIG. 11A, on the mounting plate 10, the first electrode 1 to be brought into contact with the toe side 901 of the left foot and the toe side 902 of the right foot There is one provided with the second electrode 2 to be contacted, the third electrode 3 to be in contact with the left foot heel 903, and the fourth electrode 4 to be in contact with the right foot heel 904. With the left and right soles of the living body 900 placed on the mounting plate 10, the constant current source 20 causes the living body 900 to pass through the first electrode 1 and the second electrode 2 as shown in FIG. A predetermined energization current (alternating current) I is supplied. Then, a voltage drop V caused by the flowing of the energization current I through the living body 900 is measured by the voltage measurement unit 21 via the third electrode 3 and the fourth electrode 4 (four-terminal method). The body composition value calculated based on the impedance obtained by converting the voltage drop V into a numerical value (dividing by the energizing current I) is displayed on the display unit 22 shown in FIG. The voltage measuring unit 21 amplifies the difference between the voltage V1 from the third electrode 3 and the voltage V2 from the fourth electrode 4 and outputs a signal Vo1 representing the amplification result; A rectifier circuit 23 that rectifies the output signal Vo1 of the differential amplifier circuit 22, a smoothing circuit 24 that smoothes the output of the rectifier circuit 23, and an output of the smoothing circuit 24 that is A / D converted to a digital signal. And an A / D conversion circuit 25 for outputting as Vo2. The control unit 30 calculates impedance and body composition values and creates a signal to be displayed on the display unit 22.

ここで、電極への足の載せ方、すなわち足を載せる位置の変化や足の浮き状態などは、生体900の左右の足裏901,902,903,904と各電極1,2,3,4との間の接触インピーダンスFILR,FIRR,FVLR,FVRRを大きくすることがあり、インピーダンス測定の誤差を招く要因となる。   Here, how to put the foot on the electrode, that is, the change of the position where the foot is placed, the floating state of the foot, and the like are determined by the right and left soles 901, 902, 903, 904 and the electrodes 1, 2, 3, 4 Contact impedances FILR, FIRR, FVLR, and FVRR may be increased, which causes an error in impedance measurement.

従来の生体インピーダンス測定装置では、例えば特許文献1(特開平8−154911号公報)に開示されているように、インピーダンス測定結果が規定範囲内にないときや、測定に要した時間が規定時間を超えたときに、エラーメッセージを表示するものが知られている。   In a conventional bioimpedance measuring device, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-154911), when the impedance measurement result is not within a specified range, the time required for the measurement is set to a specified time. It is known to display an error message when exceeded.

特開平8−154911号公報JP-A-8-154911

しかしながら、上記従来の生体インピーダンス測定装置では、インピーダンス測定結果が規定範囲から極端に外れたとき、つまり接触インピーダンスの影響が極端に大きい場合にしかエラーを検出できないという問題がある。このため、接触インピーダンスが大きい(異常)にも関わらず、規定時間中に測定データが安定してしまうと、誤った測定結果を表示してしまうことになる。   However, the conventional bioelectrical impedance measuring apparatus has a problem that an error can be detected only when the impedance measurement result is extremely out of the specified range, that is, when the influence of the contact impedance is extremely large. For this reason, even if the contact impedance is large (abnormal), if the measurement data is stabilized during the specified time, an erroneous measurement result is displayed.

また、最近では、デザイン性を向上させるために、電極1,2,3,4が小型化される傾向があるし、電極の材料としてSUS(ステンレス鋼)に代えてITO(錫添加酸化インジウム)などの透明電極が採用されつつある。このため、接触インピーダンスが増加する要因が増えており、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出することが急務となっている。   Recently, in order to improve the design, the electrodes 1, 2, 3, and 4 tend to be miniaturized, and instead of SUS (stainless steel) as an electrode material, ITO (tin-added indium oxide) is used. Transparent electrodes such as are being adopted. For this reason, the factors that increase the contact impedance are increasing, and it is an urgent need to appropriately detect abnormality due to the influence of the contact impedance.

そこで、この発明の課題は、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる生体インピーダンス測定装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a bioimpedance measuring apparatus that can appropriately detect an abnormality caused by the influence of contact impedance.

上記課題を解決するため、この発明の生体インピーダンス測定装置は、
生体にそれぞれ接触すべき第1電極および第2電極、および上記生体のうち上記第1電極、第2電極に対応する箇所にそれぞれ接触すべき第3電極および第4電極と、
上記第1電極および第2電極を介して最大供給電圧範囲内で上記生体に所定の交流電流を流す定電流部と、
上記生体に上記交流電流が流れることにより生じた降下電圧を、上記第3電極および第4電極を介して最大入力電圧範囲内で入力して差動増幅する差動増幅回路を含む電圧測定部と、
上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する供給電圧が上記最大供給電圧範囲内に設定された許容供給電圧範囲を超えたとき、または上記第3電極若しくは第4電極からの上記差動増幅回路への入力電圧が上記最大入力電圧範囲内に設定された許容入力電圧範囲を超えたとき、上記生体と上記第1電極、第2電極、第3電極および第4電極との間に接触エラーがあると判定するエラー検知部とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the bioimpedance measuring device of the present invention is:
A first electrode and a second electrode to be brought into contact with the living body, respectively, and a third electrode and a fourth electrode to be brought into contact with portions corresponding to the first electrode and the second electrode in the living body,
A constant current section for supplying a predetermined alternating current to the living body within a maximum supply voltage range via the first electrode and the second electrode;
A voltage measurement unit including a differential amplifier circuit that differentially amplifies a voltage drop caused by the alternating current flowing through the living body through the third electrode and the fourth electrode within a maximum input voltage range; ,
When the supply voltage from the constant current section to the first electrode or the second electrode exceeds the allowable supply voltage range set within the maximum supply voltage range, or the difference from the third electrode or the fourth electrode When the input voltage to the dynamic amplifier circuit exceeds the allowable input voltage range set within the maximum input voltage range, the living body and the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode An error detection unit that determines that there is a contact error is provided.

この発明の生体インピーダンス測定装置では、定電流部は、上記第1電極および第2電極を介して上記生体に所定の交流電流を流す。電圧測定部は、上記生体に上記交流電流が流れることにより生じた降下電圧を、上記第3電極および第4電極を介して測定する。具体的には、この電圧測定部に含まれた差動増幅回路が、上記降下電圧を最大入力電圧範囲内で入力して差動増幅する。この差動増幅回路の出力を整流し、平滑化し、A/D変換する等によって、上記降下電圧が測定される。この電圧測定部によって測定された降下電圧を数値換算(通電電流で割り算)することにより、上記生体のインピーダンスが求められる。一方、エラー検知部は、上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する供給電圧が上記最大供給電圧範囲内に設定された許容供給電圧範囲を超えたとき、または上記第3電極若しくは第4電極からの上記差動増幅回路への入力電圧が上記最大入力電圧範囲内に設定された許容入力電圧範囲を超えたとき、上記生体と上記第1電極、第2電極、第3電極および第4電極との間に接触エラーがあると判定する。この接触エラーに関する判定結果は、インピーダンスに関する測定結果とは別に、上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する供給電圧が飽和する前段階で、上記定電流部に関する上記許容供給電圧範囲を超えたか否かまたは上記差動増幅回路許容入力電圧範囲を超えたか否かに基づいて、リアルタイムで得られる。したがって、この生体インピーダンス測定装置によれば、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる。   In the bioimpedance measuring apparatus according to the present invention, the constant current section causes a predetermined alternating current to flow through the living body via the first electrode and the second electrode. The voltage measurement unit measures a voltage drop caused by the alternating current flowing through the living body via the third electrode and the fourth electrode. Specifically, a differential amplifier circuit included in the voltage measuring unit inputs the voltage drop within the maximum input voltage range and performs differential amplification. The voltage drop is measured by rectifying, smoothing, and A / D converting the output of the differential amplifier circuit. The impedance of the living body is obtained by converting the voltage drop measured by the voltage measuring unit into a numerical value (dividing by the energizing current). On the other hand, when the supply voltage from the constant current unit to the first electrode or the second electrode exceeds the allowable supply voltage range set within the maximum supply voltage range, or the error detection unit, When the input voltage from the fourth electrode to the differential amplifier circuit exceeds the allowable input voltage range set within the maximum input voltage range, the living body and the first electrode, the second electrode, the third electrode, It is determined that there is a contact error with the fourth electrode. The determination result related to the contact error is different from the measurement result related to the impedance, and the allowable supply voltage range related to the constant current portion at a stage before the supply voltage from the constant current portion to the first electrode or the second electrode is saturated. Or in real time based on whether or not the differential amplifier circuit allowable input voltage range is exceeded. Therefore, according to this bioimpedance measuring apparatus, it is possible to appropriately detect abnormality due to the influence of contact impedance.

一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、
上記エラー検知部は、
上記許容供給電圧範囲または許容入力電圧範囲を定める下限電圧と上限電圧とを供給する基準電圧供給部と、
上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する上記供給電圧または上記第3電極若しくは第4電極からの上記差動増幅回路への上記入力電圧が、上記基準電圧供給部からの上記下限電圧を下回ったとき、上記接触エラーがあることを表す信号を出力する第1比較器と、
上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する上記供給電圧または上記第3電極若しくは第4電極からの上記差動増幅回路への上記入力電圧が、上記基準電圧供給部からの上記上限電圧を上回ったとき、上記接触エラーがあることを表す信号を出力する第2比較器とを含むことを特徴とする。
In the bioimpedance measurement device of one embodiment,
The error detection part
A reference voltage supply unit that supplies a lower limit voltage and an upper limit voltage that define the allowable supply voltage range or the allowable input voltage range;
The supply voltage to the first electrode or the second electrode from the constant current unit or the input voltage to the differential amplifier circuit from the third electrode or the fourth electrode is the lower limit from the reference voltage supply unit. A first comparator that outputs a signal indicating that there is a contact error when the voltage falls below;
The supply voltage to the first electrode or the second electrode from the constant current unit or the input voltage to the differential amplifier circuit from the third electrode or the fourth electrode is the upper limit from the reference voltage supply unit. And a second comparator that outputs a signal indicating that there is a contact error when the voltage exceeds the voltage.

この一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、上記エラー検知部に含まれた基準電圧供給部が、上記許容供給電圧範囲または許容入力電圧範囲を定める下限電圧と上限電圧とを供給する。第1比較器は、上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する上記供給電圧または上記第3電極若しくは第4電極からの上記差動増幅回路への上記入力電圧が、上記基準電圧供給部からの上記下限電圧を下回ったとき、上記接触エラーがあることを表す信号を出力する。また、第2比較器は、上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する上記供給電圧または上記第3電極若しくは第4電極からの上記差動増幅回路への上記入力電圧が、上記基準電圧供給部からの上記上限電圧を上回ったとき、上記接触エラーがあることを表す信号を出力する。つまり、上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する上記供給電圧または上記第3電極若しくは第4電極からの上記差動増幅回路への上記入力電圧が、下限と上限との両方で、異常であるか否かが検出される。したがって、接触インピーダンスの影響による異常をより適切に検出できる。   In the bioimpedance measuring apparatus according to the embodiment, the reference voltage supply unit included in the error detection unit supplies the lower limit voltage and the upper limit voltage that define the allowable supply voltage range or the allowable input voltage range. The first comparator is configured such that the supply voltage from the constant current unit to the first electrode or the second electrode or the input voltage from the third electrode or the fourth electrode to the differential amplifier circuit is the reference voltage. When the voltage falls below the lower limit voltage from the supply unit, a signal indicating the presence of the contact error is output. Further, the second comparator is configured such that the supply voltage from the constant current section to the first electrode or the second electrode or the input voltage from the third electrode or the fourth electrode to the differential amplifier circuit is When the upper limit voltage from the reference voltage supply unit is exceeded, a signal indicating the presence of the contact error is output. That is, the supply voltage from the constant current section to the first electrode or the second electrode or the input voltage from the third electrode or the fourth electrode to the differential amplifier circuit is both at the lower limit and the upper limit. Whether it is abnormal is detected. Therefore, it is possible to more appropriately detect an abnormality due to the influence of contact impedance.

別の局面では、この発明の生体インピーダンス測定装置は、
生体にそれぞれ接触すべき第1電極および第2電極、および上記生体のうち上記第1電極、第2電極に対応する箇所にそれぞれ接触すべき第3電極および第4電極と、
上記第1電極および第2電極を介して上記生体に所定の交流電流を流す定電流部と、
上記生体に上記交流電流が流れることにより生じた降下電圧を、上記第3電極および第4電極を介して入力して差動増幅する差動増幅回路を含む電圧測定部と、
上記差動増幅回路の出力信号が正弦波に対して歪んでいる程度を表す歪み量を算出して、上記歪み量が所定の許容範囲を超えたとき、上記生体と上記第1電極、第2電極、第3電極および第4電極との間に接触エラーがあると判定するエラー検知部とを備えたことを特徴とする。
In another aspect, the bioimpedance measurement device of the present invention is:
A first electrode and a second electrode to be brought into contact with the living body, respectively, and a third electrode and a fourth electrode to be brought into contact with portions corresponding to the first electrode and the second electrode in the living body,
A constant current section for supplying a predetermined alternating current to the living body via the first electrode and the second electrode;
A voltage measuring unit including a differential amplifier circuit that differentially amplifies a voltage drop caused by the alternating current flowing through the living body through the third electrode and the fourth electrode;
When a distortion amount representing the degree to which the output signal of the differential amplifier circuit is distorted with respect to the sine wave is calculated, and the distortion amount exceeds a predetermined allowable range, the living body, the first electrode, and the second electrode And an error detection unit that determines that there is a contact error between the electrode, the third electrode, and the fourth electrode.

この発明の生体インピーダンス測定装置では、定電流部は、上記第1電極および第2電極を介して上記生体に所定の交流電流を流す。電圧測定部は、上記生体に上記交流電流が流れることにより生じた降下電圧を、上記第3電極および第4電極を介して測定する。具体的には、この電圧測定部に含まれた差動増幅回路が、上記降下電圧を差動増幅する。この差動増幅回路の出力を整流し、平滑化し、A/D変換する等によって、上記降下電圧が測定される。この電圧測定部によって測定された降下電圧を数値換算(通電電流で割り算)することにより、上記生体のインピーダンスが求められる。一方、エラー検知部は、上記差動増幅回路の出力信号が正弦波に対して歪んでいる程度を表す歪み量を算出して、上記歪み量が所定の許容範囲を超えたとき、上記生体と上記第1電極、第2電極、第3電極および第4電極との間に接触エラーがあると判定する。この接触エラーに関する判定結果は、上記インピーダンスに関する測定結果とは別に、上記差動増幅回路の出力信号の正弦波に対する歪み量に基づいて、リアルタイムで得られる。したがって、この生体インピーダンス測定装置によれば、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる。   In the bioimpedance measuring apparatus according to the present invention, the constant current section causes a predetermined alternating current to flow through the living body via the first electrode and the second electrode. The voltage measurement unit measures a voltage drop caused by the alternating current flowing through the living body via the third electrode and the fourth electrode. Specifically, a differential amplifier circuit included in the voltage measuring unit differentially amplifies the voltage drop. The voltage drop is measured by rectifying, smoothing, and A / D converting the output of the differential amplifier circuit. The impedance of the living body is obtained by converting the voltage drop measured by the voltage measuring unit into a numerical value (dividing by the energizing current). On the other hand, the error detection unit calculates a distortion amount indicating the degree to which the output signal of the differential amplifier circuit is distorted with respect to the sine wave, and when the distortion amount exceeds a predetermined allowable range, It is determined that there is a contact error between the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode. The determination result related to the contact error is obtained in real time based on the amount of distortion with respect to the sine wave of the output signal of the differential amplifier circuit, separately from the measurement result related to the impedance. Therefore, according to this bioimpedance measuring apparatus, it is possible to appropriately detect abnormality due to the influence of contact impedance.

一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、
上記エラー検知部は、
上記差動増幅回路の上記出力信号を、上記交流電流の周期よりも短い周期でサンプリングしてサンプリングデータとして取得するサンプリング部と、
上記サンプリング部によって取得されたサンプリングデータを少なくとも一時的に記憶するサンプリングデータ記憶部と、
上記サンプリングデータ記憶部によって記憶されたサンプリングデータを用いて上記歪み量を算出する歪み量算出部とを含むことを特徴とする。
In the bioimpedance measurement device of one embodiment,
The error detection part
A sampling unit that samples the output signal of the differential amplifier circuit at a cycle shorter than the cycle of the alternating current and obtains it as sampling data;
A sampling data storage unit for temporarily storing sampling data acquired by the sampling unit;
A distortion amount calculation unit that calculates the distortion amount using the sampling data stored by the sampling data storage unit.

この一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、上記エラー検知部に含まれたサンプリング部が、上記差動増幅回路の上記出力信号を、上記交流電流の周期よりも短い周期でサンプリングしてサンプリングデータとして取得する。サンプリングデータ記憶部は、上記サンプリング部によって取得されたサンプリングデータを少なくとも一時的に記憶する。歪み量算出部は、上記サンプリングデータ記憶部によって記憶されたサンプリングデータを用いて上記歪み量を算出する。したがって、上記差動増幅回路の出力信号の正弦波に対する歪み量が精度良く算出される。したがって、接触インピーダンスの影響による異常をより適切に検出できる。   In the bioimpedance measurement apparatus of this embodiment, the sampling unit included in the error detection unit samples the output signal of the differential amplifier circuit at a cycle shorter than the cycle of the alternating current as sampling data. get. The sampling data storage unit stores at least temporarily the sampling data acquired by the sampling unit. The distortion amount calculation unit calculates the distortion amount using the sampling data stored in the sampling data storage unit. Therefore, the distortion amount with respect to the sine wave of the output signal of the differential amplifier circuit is calculated with high accuracy. Therefore, it is possible to more appropriately detect an abnormality due to the influence of contact impedance.

一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、
上記歪み量算出部は、
上記サンプリングデータから、上記差動増幅回路の上記出力信号の極大点に相当する第1サンプリング時刻と第1サンプリング電圧値とを抽出し、上記差動増幅回路の上記出力信号の極小点に相当する第2サンプリング時刻と第2サンプリング電圧値とを抽出し、さらに、上記第1サンプリング時刻と上記第2サンプリング時刻との間の中間時刻で得られる第3サンプリング電圧値を抽出して、
上記第1サンプリング電圧値と第2サンプリング電圧値との平均値に対する上記第3サンプリング電圧値のずれ量を、上記歪み量として算出することを特徴とする。
In the bioimpedance measurement device of one embodiment,
The distortion amount calculation unit
A first sampling time and a first sampling voltage value corresponding to the maximum point of the output signal of the differential amplifier circuit are extracted from the sampling data, and correspond to the minimum point of the output signal of the differential amplifier circuit. Extracting a second sampling time and a second sampling voltage value, and further extracting a third sampling voltage value obtained at an intermediate time between the first sampling time and the second sampling time;
A deviation amount of the third sampling voltage value with respect to an average value of the first sampling voltage value and the second sampling voltage value is calculated as the distortion amount.

この一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、上記歪み量算出部は、上記サンプリングデータから、上記差動増幅回路の上記出力信号の極大点に相当する第1サンプリング時刻と第1サンプリング電圧値とを抽出し、上記差動増幅回路の上記出力信号の極小点に相当する第2サンプリング時刻と第2サンプリング電圧値とを抽出し、さらに、上記第1サンプリング時刻と上記第2サンプリング時刻との間の中間時刻で得られる第3サンプリング電圧値を抽出する。そして、上記歪み量算出部は、上記第1サンプリング電圧値と第2サンプリング電圧値との平均値に対する上記第3サンプリング電圧値のずれ量を、上記歪み量として算出する。これにより、上記歪み量が算出される。   In the bioimpedance measuring apparatus according to the embodiment, the distortion amount calculation unit obtains, from the sampling data, a first sampling time corresponding to the maximum point of the output signal of the differential amplifier circuit and a first sampling voltage value. And extracting a second sampling time and a second sampling voltage value corresponding to the minimum point of the output signal of the differential amplifier circuit, and further, between the first sampling time and the second sampling time. A third sampling voltage value obtained at the intermediate time is extracted. Then, the distortion amount calculation unit calculates a deviation amount of the third sampling voltage value with respect to an average value of the first sampling voltage value and the second sampling voltage value as the distortion amount. Thereby, the amount of distortion is calculated.

一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、
上記歪み量算出部は、
上記サンプリングデータから、上記差動増幅回路の上記出力信号の極大点に相当する第1サンプリング時刻と第1サンプリング電圧値とを抽出し、上記差動増幅回路の上記出力信号の極小点に相当する第2サンプリング時刻と第2サンプリング電圧値とを抽出し、さらに、上記第1サンプリング電圧値と上記第2サンプリング電圧値との間の中間電圧を与える第3サンプリング時刻を抽出して、
上記第1サンプリング時刻と第2サンプリング時刻との平均値に対する上記第3サンプリング時刻のずれ量を、上記歪み量として算出することを特徴とする。
In the bioimpedance measurement device of one embodiment,
The distortion amount calculation unit
A first sampling time and a first sampling voltage value corresponding to the maximum point of the output signal of the differential amplifier circuit are extracted from the sampling data, and correspond to the minimum point of the output signal of the differential amplifier circuit. Extracting a second sampling time and a second sampling voltage value, and further extracting a third sampling time giving an intermediate voltage between the first sampling voltage value and the second sampling voltage value;
A deviation amount of the third sampling time with respect to an average value of the first sampling time and the second sampling time is calculated as the distortion amount.

この一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、上記歪み量算出部は、上記サンプリングデータから、上記差動増幅回路の上記出力信号の極大点に相当する第1サンプリング時刻と第1サンプリング電圧値とを抽出し、上記差動増幅回路の上記出力信号の極小点に相当する第2サンプリング時刻と第2サンプリング電圧値とを抽出し、さらに、上記第1サンプリング電圧値と上記第2サンプリング電圧値との間の中間電圧を与える第3サンプリング時刻を抽出する。そして、上記歪み量算出部は、上記第1サンプリング時刻と第2サンプリング時刻との平均値に対する上記第3サンプリング時刻のずれ量を、上記歪み量として算出する。これにより、上記歪み量が算出される。   In the bioimpedance measuring apparatus according to the embodiment, the distortion amount calculation unit obtains, from the sampling data, a first sampling time corresponding to the maximum point of the output signal of the differential amplifier circuit and a first sampling voltage value. And extracting a second sampling time and a second sampling voltage value corresponding to a minimum point of the output signal of the differential amplifier circuit, and further extracting the first sampling voltage value and the second sampling voltage value. A third sampling time that provides an intermediate voltage is extracted. The distortion amount calculation unit calculates a deviation amount of the third sampling time with respect to an average value of the first sampling time and the second sampling time as the distortion amount. Thereby, the amount of distortion is calculated.

一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、
上記歪み量算出部は、
上記サンプリングデータから、上記差動増幅回路の上記出力信号の極大点に相当する第1サンプリング時刻と第1サンプリング電圧値とを抽出するとともに、上記差動増幅回路の上記出力信号の極小点に相当する第2サンプリング時刻と第2サンプリング電圧値とを抽出して、
上記第1サンプリング電圧値と第2サンプリング電圧値との差の1/2を振幅とし、上記交流電流の周期と同じ周期をもち、かつ上記第1サンプリング電圧値と第2サンプリング電圧値との平均値をDC成分とする上記正弦波を設定し、
サンプリング時刻毎に、上記正弦波の電圧値に対する上記差動増幅回路の上記出力信号のサンプリング電圧値のずれ量を、上記歪み量として算出することを特徴とする。
In the bioimpedance measurement device of one embodiment,
The distortion amount calculation unit
A first sampling time and a first sampling voltage value corresponding to the maximum point of the output signal of the differential amplifier circuit are extracted from the sampling data, and correspond to the minimum point of the output signal of the differential amplifier circuit. Extract the second sampling time and the second sampling voltage value to be
The difference between the first sampling voltage value and the second sampling voltage value is an amplitude, has the same period as the period of the alternating current, and an average of the first sampling voltage value and the second sampling voltage value Set the sine wave whose value is a DC component,
A deviation amount of the sampling voltage value of the output signal of the differential amplifier circuit with respect to the voltage value of the sine wave is calculated as the distortion amount at each sampling time.

この一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、上記歪み量算出部は、上記サンプリングデータから、上記差動増幅回路の上記出力信号の極大点に相当する第1サンプリング時刻と第1サンプリング電圧値とを抽出するとともに、上記差動増幅回路の上記出力信号の極小点に相当する第2サンプリング時刻と第2サンプリング電圧値とを抽出する。続いて、上記歪み量算出部は、上記第1サンプリング電圧値と第2サンプリング電圧値との差の1/2を振幅とし、上記交流電流の周期と同じ周期をもち、かつ上記第1サンプリング電圧値と第2サンプリング電圧値との平均値をDC(直流)成分とする上記正弦波を設定する。そして、上記歪み量算出部は、サンプリング時刻毎に、上記正弦波の電圧値に対する上記差動増幅回路の上記出力信号のサンプリング電圧値のずれ量を、上記歪み量として算出する。これにより、上記歪み量が算出される。   In the bioimpedance measuring apparatus according to the embodiment, the distortion amount calculation unit obtains, from the sampling data, a first sampling time corresponding to the maximum point of the output signal of the differential amplifier circuit and a first sampling voltage value. In addition to extraction, a second sampling time and a second sampling voltage value corresponding to the minimum point of the output signal of the differential amplifier circuit are extracted. Subsequently, the distortion amount calculation unit sets the amplitude of ½ of the difference between the first sampling voltage value and the second sampling voltage value, and has the same cycle as the cycle of the alternating current, and the first sampling voltage. The sine wave having the average value of the value and the second sampling voltage value as a DC (direct current) component is set. The distortion amount calculation unit calculates, as the distortion amount, a deviation amount of the sampling voltage value of the output signal of the differential amplifier circuit with respect to the voltage value of the sine wave at each sampling time. Thereby, the amount of distortion is calculated.

一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、上記歪み量算出部は、上記歪み量を複数のサンプリング時刻を含む所定期間にわたって平均して、得られた上記歪み量の平均値を第2の歪み量とすることを特徴とする。   In the bioelectrical impedance measuring apparatus according to one embodiment, the strain amount calculation unit averages the strain amount over a predetermined period including a plurality of sampling times, and the average value of the obtained strain amount is set as a second strain amount. It is characterized by doing.

この一実施形態の生体インピーダンス測定装置では、上記歪み量算出部は、上記歪み量を複数のサンプリング時刻を含む所定期間にわたって平均して、得られた上記歪み量の平均値を第2の歪み量とする。上記エラー検知部は、この第2の歪み量が所定の許容範囲を超えたとき、上記生体と上記第1電極、第2電極、第3電極および第4電極との間に接触エラーがあると判定する。したがって、例えばサンプリング時刻毎の判定では接触エラーが検出されない場合であっても、上記第2の歪み量に基づいて接触エラーが検出され得る。したがって、接触インピーダンスの影響による異常をより適切に検出できる。   In the bioimpedance measurement apparatus according to the embodiment, the distortion amount calculation unit averages the distortion amount over a predetermined period including a plurality of sampling times, and obtains the average value of the obtained distortion amounts as a second distortion amount. And When the second distortion amount exceeds a predetermined allowable range, the error detection unit has a contact error between the living body and the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode. judge. Therefore, for example, even when the contact error is not detected in the determination at each sampling time, the contact error can be detected based on the second distortion amount. Therefore, it is possible to more appropriately detect an abnormality due to the influence of contact impedance.

以上より明らかなように、この発明の生体インピーダンス測定装置によれば、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる。   As is clear from the above, according to the bioimpedance measuring apparatus of the present invention, an abnormality due to the influence of contact impedance can be detected appropriately.

この発明の一実施形態の生体インピーダンス測定装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the bioimpedance measuring apparatus of one Embodiment of this invention. 図1の生体インピーダンス測定装置を変形した変形例の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the modification which deform | transformed the bioimpedance measuring apparatus of FIG. 上記生体インピーダンス測定装置のエラー検知部によって検出される電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the voltage waveform detected by the error detection part of the said bioimpedance measuring apparatus. この発明の別の実施形態の生体インピーダンス測定装置のエラー検知部によってサンプリングされる点を示す図である。It is a figure which shows the point sampled by the error detection part of the bioimpedance measuring apparatus of another embodiment of this invention. この発明の別の実施形態の生体インピーダンス測定装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the bioimpedance measuring apparatus of another embodiment of this invention. 図5の生体インピーダンス測定装置を変形した変形例の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the modification which deform | transformed the bioimpedance measuring apparatus of FIG. 図7(A)は、電極と生体との間の接触インピーダンスが無い場合に、上記生体インピーダンス測定装置のエラー検知部によって検出される電圧波形を示す図である。図7(B)は、電極と生体との間の接触インピーダンスがある場合に、上記生体インピーダンス測定装置のエラー検知部によって検出される電圧波形を示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating a voltage waveform detected by the error detection unit of the bioimpedance measurement apparatus when there is no contact impedance between the electrode and the living body. FIG. 7B is a diagram illustrating a voltage waveform detected by the error detection unit of the bioimpedance measurement apparatus when there is a contact impedance between the electrode and the living body. 上記エラー検知部によってサンプリングして得られたデータテーブルを例示する図である。It is a figure which illustrates the data table obtained by sampling by the said error detection part. 上記データテーブル内のサンプリングデータと正弦波との間の差分に基づく接触エラーの検出の仕方をグラフ化して示す図である。It is a figure which graphs and shows how to detect the contact error based on the difference between the sampling data in the data table and the sine wave. 上記データテーブル内のサンプリングデータと正弦波との間の差分に基づく、更なる接触エラーの検出の仕方を説明する図である。It is a figure explaining the method of the detection of the further contact error based on the difference between the sampling data in the said data table, and a sine wave. 図11(A)は一般的な生体インピーダンス測定装置の外観を例示する図である。図11(B)は一般的な生体インピーダンス測定装置の回路構成を示す図である。FIG. 11A is a diagram illustrating the appearance of a general bioelectrical impedance measuring apparatus. FIG. 11B is a diagram illustrating a circuit configuration of a general bioimpedance measuring apparatus.

(第1実施形態)
図1は、この発明の一実施形態の生体インピーダンス測定装置(全体を符号91で示す。)の回路構成を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a circuit configuration of a bioimpedance measuring apparatus (the whole is denoted by reference numeral 91) according to an embodiment of the present invention.

この生体インピーダンス測定装置91は、図11(B)に示した一般的な生体インピーダンス測定装置と同様に、生体900の左足の爪先側901に接触すべき第1電極1、右足の爪先側902に接触すべき第2電極2、左足の踵903に接触すべき第3電極3、および右足の踵904に接触すべき第4電極4を備えている。これらの電極1,2,3,4は、図11(A)中に示した載置板10上に設けられている。   This bioimpedance measurement apparatus 91 is similar to the general bioimpedance measurement apparatus shown in FIG. 11B, on the first electrode 1 to be brought into contact with the toe side 901 of the left foot of the living body 900 and on the toe side 902 of the right foot. The second electrode 2 to be contacted, the third electrode 3 to be in contact with the left foot heel 903, and the fourth electrode 4 to be in contact with the right foot heel 904 are provided. These electrodes 1, 2, 3, and 4 are provided on the mounting plate 10 shown in FIG.

また、この生体インピーダンス測定装置91は、定電流部としての定電流源20と、電圧測定部21とを備えている。   The bioelectrical impedance measuring device 91 includes a constant current source 20 as a constant current unit and a voltage measuring unit 21.

定電流源20は、この例では、ともに非接地の2つの供給端子20a,20bを備えている。供給端子20aは第1電極1に接続され、供給端子20bは第2電極2に接続されている。定電流源20は、供給端子20aから第1電極1を介して、また、供給端子20bから第2電極2を介して、最大供給電圧範囲内で生体900に所定の交流電流Iを流す(この例では周波数は50[kHz]である。)。この例では、定電流源20の最大供給電圧範囲は、図3中に示す接地電圧GND(=0[V])と電圧Vcc(=4.0[V])との間の電圧範囲である。電極1,2と生体900との間の接触インピーダンスFILR,FIRRが小さくて、接触エラーが無いときは、供給端子20bの電圧波形は、図3中に破線Wnで示すように正弦波となる。一方、電極1,2と生体900との間の接触インピーダンスFILR,FIRRが大きくて、接触エラーがあるときは、供給端子20bの電圧波形は、図3中に実線Wsで示すように、最大供給電圧範囲(GND,Vcc)を超えるピーク部分が飽和した波形となる。   In this example, the constant current source 20 includes two supply terminals 20a and 20b that are both ungrounded. The supply terminal 20 a is connected to the first electrode 1, and the supply terminal 20 b is connected to the second electrode 2. The constant current source 20 causes a predetermined alternating current I to flow through the living body 900 within the maximum supply voltage range from the supply terminal 20a through the first electrode 1 and from the supply terminal 20b through the second electrode 2 (this In the example, the frequency is 50 [kHz].) In this example, the maximum supply voltage range of the constant current source 20 is a voltage range between the ground voltage GND (= 0 [V]) and the voltage Vcc (= 4.0 [V]) shown in FIG. . When the contact impedances FILR and FIRR between the electrodes 1 and 2 and the living body 900 are small and there is no contact error, the voltage waveform of the supply terminal 20b becomes a sine wave as shown by a broken line Wn in FIG. On the other hand, when the contact impedances FILR and FIRR between the electrodes 1 and 2 and the living body 900 are large and there is a contact error, the voltage waveform of the supply terminal 20b is the maximum supply as shown by the solid line Ws in FIG. The peak portion exceeding the voltage range (GND, Vcc) is a saturated waveform.

図1中に示す電圧測定部21は、差動増幅回路22と、整流回路23と、平滑化回路24と、A/D変換回路25とを含んでいる。差動増幅回路22は、第3電極3につながる第1入力端子22aと、第4電極4につながる第2入力端子22bと、出力端子22cとを有している。この差動増幅回路22は、第1入力端子22aを介して第3電極3からの電圧V1を受け、また、第2入力端子22bを介して第4電極4からの電圧V2を受ける。電圧V1と電圧V2との間の差分は、所定の最大入力電圧範囲(ダイナミックレンジ)内であることが予定されている。そして、差動増幅回路22は、電圧V1と電圧V2との間の差分を増幅して、増幅結果を表す出力信号Vo1を出力端子22cに出力する。整流回路23は、差動増幅回路22の出力信号Vo1を整流する。平滑化回路24は、図示しないRC積分回路を含んで、整流回路23の出力を平滑化する。A/D変換回路25は、平滑化回路24の出力をA/D変換してデジタル信号Vo2として出力する。   The voltage measuring unit 21 shown in FIG. 1 includes a differential amplifier circuit 22, a rectifier circuit 23, a smoothing circuit 24, and an A / D conversion circuit 25. The differential amplifier circuit 22 includes a first input terminal 22a connected to the third electrode 3, a second input terminal 22b connected to the fourth electrode 4, and an output terminal 22c. The differential amplifier circuit 22 receives the voltage V1 from the third electrode 3 through the first input terminal 22a, and receives the voltage V2 from the fourth electrode 4 through the second input terminal 22b. The difference between the voltage V1 and the voltage V2 is scheduled to be within a predetermined maximum input voltage range (dynamic range). Then, the differential amplifier circuit 22 amplifies the difference between the voltage V1 and the voltage V2, and outputs an output signal Vo1 representing the amplification result to the output terminal 22c. The rectifier circuit 23 rectifies the output signal Vo1 of the differential amplifier circuit 22. The smoothing circuit 24 includes an RC integration circuit (not shown) and smoothes the output of the rectifier circuit 23. The A / D conversion circuit 25 performs A / D conversion on the output of the smoothing circuit 24 and outputs it as a digital signal Vo2.

さらに、この生体インピーダンス測定装置91は、エラー検知部40を備えている。エラー検知部40は、第1比較器41と、第2比較器42と、基準電圧供給部としての2つの基準電源43,44とを含んでいる。基準電源43は、許容供給電圧範囲を定める下限電圧Vref1(=0.3[V])を供給する。基準電源43は、許容供給電圧範囲を定める上限電圧Vref2(=3.7[V])を供給する。分かるように、許容入力電圧範囲(Vref1,Vref2)は、最大入力電圧範囲(GND,Vcc)内に設定されている。   Furthermore, the bioelectrical impedance measuring device 91 includes an error detection unit 40. The error detection unit 40 includes a first comparator 41, a second comparator 42, and two reference power sources 43 and 44 as reference voltage supply units. The reference power supply 43 supplies a lower limit voltage Vref1 (= 0.3 [V]) that defines an allowable supply voltage range. The reference power supply 43 supplies an upper limit voltage Vref2 (= 3.7 [V]) that defines an allowable supply voltage range. As can be seen, the allowable input voltage range (Vref1, Vref2) is set within the maximum input voltage range (GND, Vcc).

第1比較器41は、定電流源20の一方の供給端子20bに接続された非反転入力端子41aと、基準電源43からの下限電圧Vref1を受ける反転入力端子41bと、出力端子41cとを備えている。この第1比較器41は、非反転入力端子41aに受けた電圧が下限電圧Vref1よりも大きいか否かを表す信号AL1を、出力端子41cに出力する。この信号AL1は、非反転入力端子41aに受けた電圧が下限電圧Vref1以上であれば、接触エラーが無いことを表す論理値1の信号となる一方、非反転入力端子41aに受けた電圧が下限電圧Vref1を下回れば、接触エラーがあることを表す論理値0の信号となる。   The first comparator 41 includes a non-inverting input terminal 41 a connected to one supply terminal 20 b of the constant current source 20, an inverting input terminal 41 b that receives the lower limit voltage Vref 1 from the reference power supply 43, and an output terminal 41 c. ing. The first comparator 41 outputs a signal AL1 indicating whether the voltage received at the non-inverting input terminal 41a is larger than the lower limit voltage Vref1 to the output terminal 41c. If the voltage received at the non-inverting input terminal 41a is equal to or higher than the lower limit voltage Vref1, the signal AL1 becomes a signal of logical value 1 indicating that there is no contact error, while the voltage received at the non-inverting input terminal 41a is lower than the lower limit voltage Vref1. If the voltage is lower than the voltage Vref1, the signal becomes a logical value 0 indicating that there is a contact error.

第2比較器42は、定電流源20の一方の供給端子20bに接続された反転入力端子42aと、基準電源44からの上限電圧Vref2を受ける非反転入力端子42bと、出力端子42cとを備えている。この第2比較器42は、反転入力端子42aに受けた電圧が上限電圧Vref2よりも小さいか否かを表す信号AH1を、出力端子42cに出力する。この信号AH1は、反転入力端子42aに受けた電圧が上限電圧Vref2以下であれば、接触エラーが無いことを表す論理値1の信号となる一方、反転入力端子42aに受けた電圧が上限電圧Vref2を上回れば、接触エラーがあることを表す論理値0の信号となる。   The second comparator 42 includes an inverting input terminal 42a connected to one supply terminal 20b of the constant current source 20, a non-inverting input terminal 42b that receives the upper limit voltage Vref2 from the reference power supply 44, and an output terminal 42c. ing. The second comparator 42 outputs a signal AH1 indicating whether or not the voltage received at the inverting input terminal 42a is smaller than the upper limit voltage Vref2 to the output terminal 42c. If the voltage received at the inverting input terminal 42a is equal to or lower than the upper limit voltage Vref2, the signal AH1 becomes a signal of logical value 1 indicating that there is no contact error, while the voltage received at the inverting input terminal 42a is the upper limit voltage Vref2. If it exceeds, a signal of logical value 0 indicating that there is a contact error is obtained.

制御部30は、電圧測定部21からの信号Vo2に基づいてインピーダンスや体組成値を算出したり、表示部22で表示すべき信号を作成したりする等、この生体インピーダンス測定装置全体の動作を制御する。   The control unit 30 calculates the impedance and body composition value based on the signal Vo2 from the voltage measurement unit 21, creates a signal to be displayed on the display unit 22, and performs operations of the entire bioimpedance measurement apparatus. Control.

この生体インピーダンス測定装置91は、全体として次のように動作する。   The bioimpedance measuring device 91 operates as follows as a whole.

まず、生体900が有する左右の足裏が載置板10上に載せられると、定電流源20は、第1電極1および第2電極2を介して生体900に所定の交流電流Iを流す。電圧測定部21は、生体900に交流電流Iが流れることにより生じた降下電圧Vを、第3電極3および第4電極4を介して測定する。具体的には、この電圧測定部21に含まれた差動増幅回路22が、降下電圧Vを最大入力電圧範囲内で入力して差動増幅する。この差動増幅回路22の出力信号Vo1を整流回路23が整流し、平滑化回路24が平滑化し、A/D変換回路25がA/D変換してデジタル信号Vo2とする。このデジタル信号Vo2に応じて降下電圧Vが求められる。制御部30は、この降下電圧Vを数値換算(通電電流で割り算)することにより、生体のインピーダンスを求める。   First, when the left and right soles of the living body 900 are placed on the mounting plate 10, the constant current source 20 causes a predetermined alternating current I to flow through the living body 900 via the first electrode 1 and the second electrode 2. The voltage measurement unit 21 measures the voltage drop V generated by the alternating current I flowing through the living body 900 via the third electrode 3 and the fourth electrode 4. Specifically, the differential amplifier circuit 22 included in the voltage measuring unit 21 inputs the drop voltage V within the maximum input voltage range and differentially amplifies it. The output signal Vo1 of the differential amplifier circuit 22 is rectified by the rectifier circuit 23, the smoothing circuit 24 is smoothed, and the A / D conversion circuit 25 is A / D converted into a digital signal Vo2. A drop voltage V is obtained according to the digital signal Vo2. The control unit 30 obtains the impedance of the living body by converting this voltage drop V into a numerical value (dividing by the energization current).

ここで、図1中のエラー検知部40が信号AL1,AH2として、接触エラーが無いことを表す論理値1の信号を出力していれば、制御部30は、上記インピーダンスを元に算出された体組成値を、表示部22(図11(A)参照)に表示させる。   Here, if the error detection unit 40 in FIG. 1 outputs a signal of logical value 1 indicating that there is no contact error as the signals AL1 and AH2, the control unit 30 is calculated based on the impedance. The body composition value is displayed on the display unit 22 (see FIG. 11A).

図1中のエラー検知部40は、定電流源20からの第2電極2に対する供給電圧(定電流源20の一方の供給端子20bの電圧)が最大入力電圧範囲(GND,Vcc)内に設定された許容供給電圧範囲(Vref1,Vref2)を超えたとき、生体900と電極1,2との間に接触エラーがあることを表す信号を出力する。詳しくは、定電流源20の一方の供給端子20bの電圧が下限電圧Vref1を下回ったとき、信号AL1として接触エラーがあることを表す論理値0の信号を出力する。また、定電流源20の一方の供給端子20bの電圧が上限電圧Vref2を上回ったとき、信号AH1として接触エラーがあることを表す論理値0の信号を出力する。   In the error detection unit 40 in FIG. 1, the supply voltage (the voltage at one supply terminal 20b of the constant current source 20) from the constant current source 20 to the second electrode 2 is set within the maximum input voltage range (GND, Vcc). When the allowable supply voltage range (Vref1, Vref2) is exceeded, a signal indicating that there is a contact error between the living body 900 and the electrodes 1, 2 is output. Specifically, when the voltage at one supply terminal 20b of the constant current source 20 falls below the lower limit voltage Vref1, a signal of logical value 0 indicating that there is a contact error is output as the signal AL1. When the voltage at one supply terminal 20b of the constant current source 20 exceeds the upper limit voltage Vref2, a signal having a logical value 0 indicating that there is a contact error is output as the signal AH1.

信号AL1,AH2のいずれか又は両方が、接触エラーがあることを表す論理値0の信号となっていれば、制御部30は、体組成値に代えて、接触エラーがあることを表すメッセージを、表示部22(図11(A)参照)に表示させる。   If either one or both of the signals AL1 and AH2 are signals having a logical value 0 indicating that there is a contact error, the control unit 30 displays a message indicating that there is a contact error instead of the body composition value. And displayed on the display unit 22 (see FIG. 11A).

この生体インピーダンス測定装置91では、接触エラーに関する判定結果は、インピーダンスに関する測定結果とは別に、定電流源20からの第2電極2に対する供給電圧(定電流源20の一方の供給端子20bの電圧)が飽和する前段階で、定電流源20に関する許容供給電圧範囲(Vref1,Vref2)を超えたか否かに基づいて、リアルタイムで得られる。したがって、この生体インピーダンス測定装置91によれば、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる。   In this bioimpedance measurement device 91, the determination result related to the contact error is a supply voltage to the second electrode 2 from the constant current source 20 (the voltage at one supply terminal 20b of the constant current source 20) separately from the measurement result related to the impedance. Is obtained in real time based on whether or not the allowable supply voltage range (Vref1, Vref2) for the constant current source 20 has been exceeded before the saturation of the constant current source 20. Therefore, according to this bioimpedance measuring apparatus 91, an abnormality due to the influence of contact impedance can be detected appropriately.

特に、この生体インピーダンス測定装置91では、定電流源20からの第2電極2に対する供給電圧(定電流源20の一方の供給端子20bの電圧)が、下限と上限との両方で、異常であるか否かが検出される。したがって、接触インピーダンスの影響による異常をより適切に検出できる。   In particular, in this bioimpedance measuring device 91, the supply voltage from the constant current source 20 to the second electrode 2 (the voltage at one supply terminal 20b of the constant current source 20) is abnormal both at the lower limit and the upper limit. Is detected. Therefore, it is possible to more appropriately detect an abnormality due to the influence of contact impedance.

この例では、エラー検知部40は、定電流源20の一方の供給端子20bの電圧を検出したが、これに限られるものではなく、定電流源20の他方の供給端子20aの電圧を検出しても良い。その場合も、全く同じ動作によって、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる。   In this example, the error detection unit 40 detects the voltage of one supply terminal 20b of the constant current source 20, but is not limited to this, and detects the voltage of the other supply terminal 20a of the constant current source 20. May be. Even in that case, an abnormality caused by the influence of the contact impedance can be appropriately detected by the same operation.

なお、定電流源20が、2つの供給端子がともに非接地ではなく、1つの供給端子が接地され(又は電圧が固定され)ているタイプのものである場合は、エラー検知部40は、もう1つの供給端子(電圧が変化する端子)の電圧を検出すれば良い。それにより、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる。   If the constant current source 20 is of a type in which the two supply terminals are not ungrounded but one supply terminal is grounded (or the voltage is fixed), the error detection unit 40 is already What is necessary is just to detect the voltage of one supply terminal (terminal from which a voltage changes). Thereby, an abnormality due to the influence of contact impedance can be detected appropriately.

図2は、図1の生体インピーダンス測定装置91を変形した変形例(全体を符号92で示す。)の回路構成を示している。   FIG. 2 shows a circuit configuration of a modified example (the whole is denoted by reference numeral 92) obtained by modifying the bioimpedance measuring apparatus 91 of FIG.

この生体インピーダンス測定装置92では、エラー検知部40の第1比較器41の非反転入力端子41a、第2比較器42の反転入力端子42aは、いずれも差動増幅回路22の第2入力端子22bに接続されている。つまり、この生体インピーダンス測定装置92では、エラー検知部40は、定電流源20の一方の供給端子20bの電圧に代えて、差動増幅回路22の第2入力端子22b(第4電極4につながる)への入力電圧V2を検出する。   In this bioimpedance measuring device 92, the non-inverting input terminal 41 a of the first comparator 41 and the inverting input terminal 42 a of the second comparator 42 of the error detection unit 40 are both the second input terminal 22 b of the differential amplifier circuit 22. It is connected to the. That is, in this bioimpedance measuring device 92, the error detection unit 40 is connected to the second input terminal 22 b (fourth electrode 4) of the differential amplifier circuit 22 instead of the voltage of one supply terminal 20 b of the constant current source 20. ) Is detected.

この例では、差動増幅回路22の最大入力電圧範囲(ダイナミックレンジ)は、図3中に示す接地電圧GND(=0[V])と電圧Vcc(=4.0[V])との間の電圧範囲である。電極1,2,3,4と生体900との間の接触インピーダンスFILR,FIRR,FVLR,FVRRが小さくて、接触エラーが無いときは、第2入力端子22bの電圧波形は、図3中に破線Wnで示すように正弦波となる。一方、電極1,2と生体900との間の接触インピーダンスFILR,FIRR,FVLR,FVRRが大きくて、接触エラーがあるときは、第2入力端子22bの電圧波形は、図3中に実線Wsで示すように、最大入力電圧範囲(GND,Vcc)を超えるピーク部分が飽和した波形となる。分かるように、最大入力電圧範囲(GND,Vcc)内に許容入力電圧範囲(Vref1,Vref2)が設定されている。   In this example, the maximum input voltage range (dynamic range) of the differential amplifier circuit 22 is between the ground voltage GND (= 0 [V]) and the voltage Vcc (= 4.0 [V]) shown in FIG. Voltage range. When the contact impedances FILR, FIRR, FVLR, and FVRR between the electrodes 1, 2, 3, 4 and the living body 900 are small and there is no contact error, the voltage waveform of the second input terminal 22b is a broken line in FIG. It becomes a sine wave as indicated by Wn. On the other hand, when the contact impedances FILR, FIRR, FVLR, and FVRR between the electrodes 1 and 2 and the living body 900 are large and there is a contact error, the voltage waveform of the second input terminal 22b is a solid line Ws in FIG. As shown, a peak portion exceeding the maximum input voltage range (GND, Vcc) is saturated. As can be seen, the allowable input voltage ranges (Vref1, Vref2) are set within the maximum input voltage range (GND, Vcc).

図2中に示すエラー検知部40の第1比較器41は、差動増幅回路22の第2入力端子22bへの入力電圧V2が下限電圧Vref1を下回ったとき、信号AL1として接触エラーがあることを表す論理値0の信号を出力する。一方、第1比較器41は、入力電圧V2が下限電圧Vref1以上であれば、信号AL1として接触エラーが無いことを表す論理値1の信号を出力する。また、第2比較器42は、差動増幅回路22の第2入力端子22bへの入力電圧V2が上限電圧Vref2を上回ったとき、信号AH1として接触エラーがあることを表す論理値0の信号を出力する。第2比較器42は、入力電圧V2が上限電圧Vref2以下であれば、信号AH1として接触エラーが無いことを表す論理値1の信号を出力する。   The first comparator 41 of the error detector 40 shown in FIG. 2 has a contact error as the signal AL1 when the input voltage V2 to the second input terminal 22b of the differential amplifier circuit 22 is lower than the lower limit voltage Vref1. A signal having a logical value of 0 is output. On the other hand, if the input voltage V2 is equal to or higher than the lower limit voltage Vref1, the first comparator 41 outputs a signal having a logical value 1 indicating that there is no contact error as the signal AL1. Further, the second comparator 42 outputs a signal of logical value 0 indicating that there is a contact error as the signal AH1 when the input voltage V2 to the second input terminal 22b of the differential amplifier circuit 22 exceeds the upper limit voltage Vref2. Output. If the input voltage V2 is equal to or lower than the upper limit voltage Vref2, the second comparator 42 outputs a signal having a logical value 1 indicating that there is no contact error as the signal AH1.

この生体インピーダンス測定装置92では、接触エラーに関する判定結果は、差動増幅回路22の第2入力端子22bへの入力電圧V2が飽和する前段階で、差動増幅回路22の許容入力電圧範囲(Vref1,Vref2)を超えたか否かに基づいて、リアルタイムで得られる。したがって、この生体インピーダンス測定装置92によれば、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる。   In this bioimpedance measurement device 92, the determination result regarding the contact error is that the allowable input voltage range (Vref1) of the differential amplifier circuit 22 is the stage before the input voltage V2 to the second input terminal 22b of the differential amplifier circuit 22 is saturated. , Vref2) is obtained in real time. Therefore, according to this bioimpedance measuring apparatus 92, an abnormality due to the influence of contact impedance can be detected appropriately.

特に、この生体インピーダンス測定装置92では、差動増幅回路22の第2入力端子22bへの入力電圧V2が、下限と上限との両方で、異常であるか否かが検出される。したがって、接触インピーダンスの影響による異常をより適切に検出できる。   In particular, in this bioimpedance measuring apparatus 92, it is detected whether or not the input voltage V2 to the second input terminal 22b of the differential amplifier circuit 22 is abnormal at both the lower limit and the upper limit. Therefore, it is possible to more appropriately detect an abnormality due to the influence of contact impedance.

この例では、エラー検知部40は、差動増幅回路22の第2入力端子22bへの入力電圧V2を検出したが、これに限られるものではなく、差動増幅回路22の第1入力端子22aへの入力電圧V1を検出しても良い。その場合も、全く同じ動作によって、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる。   In this example, the error detection unit 40 detects the input voltage V2 to the second input terminal 22b of the differential amplifier circuit 22. However, the present invention is not limited to this, and the first input terminal 22a of the differential amplifier circuit 22 is not limited thereto. The input voltage V1 may be detected. Even in that case, an abnormality caused by the influence of the contact impedance can be appropriately detected by the same operation.

また、定電流源20の一方の供給端子20b(または他方の供給端子20a)の電圧を検出する図1中のエラー検知部40と、差動増幅回路22の第2入力端子22bへの入力電圧V2(または第1入力端子22aへの入力電圧V1)を検出する図2中のエラー検知部40との両方を備えても良い。それにより、接触インピーダンスの影響による異常をより精度良く検出できる。エラー検知部40の数は、要求精度に応じて設定するのが望ましい。   Further, the error detection unit 40 in FIG. 1 that detects the voltage of one supply terminal 20b (or the other supply terminal 20a) of the constant current source 20, and the input voltage to the second input terminal 22b of the differential amplifier circuit 22 You may provide both with the error detection part 40 in FIG. 2 which detects V2 (or input voltage V1 to the 1st input terminal 22a). Thereby, an abnormality due to the influence of contact impedance can be detected with higher accuracy. The number of error detection units 40 is preferably set according to the required accuracy.

(第2実施形態)
図5は、この発明の別の実施形態の生体インピーダンス測定装置(全体を符号93で示す。)の回路構成を示している。なお、理解の容易のために、図5において、図1中の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付している。
(Second Embodiment)
FIG. 5 shows a circuit configuration of a bioimpedance measuring apparatus (the whole is denoted by reference numeral 93) according to another embodiment of the present invention. For ease of understanding, in FIG. 5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

この生体インピーダンス測定装置93は、図11(B)に示した一般的な生体インピーダンス測定装置と同様に、生体900の左足の爪先側901に接触すべき第1電極1、右足の爪先側902に接触すべき第2電極2、左足の踵903に接触すべき第3電極3、および右足の踵904に接触すべき第4電極4を備えている。これらの電極1,2,3,4は、図11(A)中に示した載置板10上に設けられている。   This bioimpedance measurement device 93 is connected to the first electrode 1 to be brought into contact with the toe side 901 of the left foot of the living body 900 and the toe side 902 of the right foot similarly to the general bioimpedance measurement device shown in FIG. The second electrode 2 to be contacted, the third electrode 3 to be in contact with the left foot heel 903, and the fourth electrode 4 to be in contact with the right foot heel 904 are provided. These electrodes 1, 2, 3, and 4 are provided on the mounting plate 10 shown in FIG.

また、この生体インピーダンス測定装置93は、定電流部としての定電流源20と、電圧測定部21′と、エラー検知部50とを備えている。   The bioimpedance measuring device 93 includes a constant current source 20 as a constant current unit, a voltage measuring unit 21 ′, and an error detecting unit 50.

定電流源20は、供給端子20aから第1電極1を介して、また、供給端子20bから第2電極2を介して、最大供給電圧範囲内で生体900に所定の交流電流Iを流す(この例では周波数は50kHzである。)。   The constant current source 20 causes a predetermined alternating current I to flow through the living body 900 within the maximum supply voltage range from the supply terminal 20a through the first electrode 1 and from the supply terminal 20b through the second electrode 2 (this In the example, the frequency is 50 kHz.)

電圧測定部21′は、差動増幅回路22と、A/D変換部32と、整流処理部33と、平滑処理部34と、電圧検出部35とを含んでいる。差動増幅回路22は、第3電極3につながる第1入力端子22aと、第4電極4につながる第2入力端子22bと、出力端子22cとを有している。この差動増幅回路22は、第1入力端子22aを介して第3電極3からの電圧V1を受け、また、第2入力端子22bを介して第4電極4からの電圧V2を受けて、電圧V1と電圧V2との間の差分を増幅して、増幅結果を表す出力信号Vo1を出力端子22cに出力する。A/D変換部32は、差動増幅回路22の出力信号Vo1をA/D変換してデジタル信号Vo1′として出力する。整流処理部33は、A/D変換部32の出力信号Vo1′を整流する。この例では、整流処理部33全波整流するものとし、以下では、得られた波形の半波分を反転させて、全波が連続しているものとして説明する。平滑処理部34は、整流処理部33の出力を平滑化する。電圧検出部35は、平滑処理部34の出力に応じた電圧値Vo2を出力する。この電圧値Vo2に応じて降下電圧Vが求められる。   The voltage measurement unit 21 ′ includes a differential amplifier circuit 22, an A / D conversion unit 32, a rectification processing unit 33, a smoothing processing unit 34, and a voltage detection unit 35. The differential amplifier circuit 22 includes a first input terminal 22a connected to the third electrode 3, a second input terminal 22b connected to the fourth electrode 4, and an output terminal 22c. The differential amplifier circuit 22 receives the voltage V1 from the third electrode 3 through the first input terminal 22a and receives the voltage V2 from the fourth electrode 4 through the second input terminal 22b. The difference between V1 and voltage V2 is amplified, and an output signal Vo1 representing the amplification result is output to the output terminal 22c. The A / D converter 32 performs A / D conversion on the output signal Vo1 of the differential amplifier circuit 22 and outputs it as a digital signal Vo1 ′. The rectification processing unit 33 rectifies the output signal Vo1 ′ of the A / D conversion unit 32. In this example, it is assumed that full-wave rectification is performed on the rectification processing unit 33, and in the following description, the half-wave portion of the obtained waveform is inverted and all waves are continuous. The smoothing processing unit 34 smoothes the output of the rectification processing unit 33. The voltage detection unit 35 outputs a voltage value Vo2 corresponding to the output of the smoothing processing unit 34. A drop voltage V is determined according to this voltage value Vo2.

制御部30は、この降下電圧Vを数値換算(通電電流で割り算)することにより、生体のインピーダンスを求める。   The control unit 30 obtains the impedance of the living body by converting this voltage drop V into a numerical value (dividing by the energization current).

ここで、電極1,2,3,4と生体900との間の接触インピーダンスFILR,FIRR,FVLR,FVRRが小さくて、接触エラーが無いときは、第3電極3からの電圧V1と第4電極4からの電圧V2は、それぞれ図7(A)中に破線、1点鎖線で示すように正弦波となる。この結果、差動増幅回路22の出力信号Vo1も、図7(A)中に実線で示すように正弦波となる。一方、電極1,2,3,4と生体900との間の接触インピーダンスFILR,FIRR,FVLR,FVRRが大きくて、接触エラーがあるときは、第3電極3からの電圧V1と第4電極4からの電圧V2は、それぞれ図7(B)中に破線、1点鎖線で示すように歪んだ波形となる。この結果、差動増幅回路22の出力信号Vo1も、図7(B)中に実線で示すように歪んだ波形となる。   Here, when the contact impedances FILR, FIRR, FVLR, FVRR between the electrodes 1, 2, 3, 4 and the living body 900 are small and there is no contact error, the voltage V1 from the third electrode 3 and the fourth electrode The voltage V2 from 4 becomes a sine wave as indicated by a broken line and a one-dot chain line in FIG. As a result, the output signal Vo1 of the differential amplifier circuit 22 also becomes a sine wave as shown by the solid line in FIG. On the other hand, when the contact impedance FILR, FIRR, FVLR, FVRR between the electrodes 1, 2, 3, 4 and the living body 900 is large and there is a contact error, the voltage V1 from the third electrode 3 and the fourth electrode 4 The voltage V2 from is a distorted waveform as shown by a broken line and a one-dot chain line in FIG. As a result, the output signal Vo1 of the differential amplifier circuit 22 also has a distorted waveform as shown by the solid line in FIG.

図5中に示すエラー検知部50は、サンプリング部51と、サンプリングデータ記憶部52と、歪み量算出部53と、接触エラー判定部54とを含んでいる。サンプリング部51は、A/D変換部32の出力信号Vo1′(アナログ信号とデジタル信号との相違を除いて、実質的には差動増幅回路22の出力信号Vo1と等価である。以下、適宜「差動増幅回路22の出力信号Vo1′」という。)を、交流電流Iの周期よりも十分短い周期(この例では500[kHz])でサンプリングしてサンプリングデータとして取得する。なお、サンプリング周期は、要求精度に応じて設定するのが望ましい。要求精度が高ければ、サンプリング周期をより短く設定しても良い。サンプリングデータ記憶部52は、サンプリング部51によって取得されたサンプリングデータを少なくとも一時的に記憶する。歪み量算出部53は、サンプリングデータ記憶部52によって記憶されたサンプリングデータを用いて、差動増幅回路の出力信号Vo1′が正弦波に対して歪んでいる程度を表す歪み量を算出する。接触エラー判定部54は、歪み量算出部53が算出した歪み量が所定の許容範囲を超えたとき、生体900と電極1,2,3,4との間に接触エラーがあると判定して、信号AS1として接触エラーがあることを表す論理値1の信号を出力する。一方、接触エラー判定部54は、歪み量算出部53が算出した歪み量が所定の許容範囲内であれば、信号AS1として接触エラーが無いことを表す論理値0の信号を出力する。   The error detection unit 50 shown in FIG. 5 includes a sampling unit 51, a sampling data storage unit 52, a distortion amount calculation unit 53, and a contact error determination unit 54. The sampling unit 51 is substantially equivalent to the output signal Vo1 ′ of the A / D conversion unit 32 (except for the difference between the analog signal and the digital signal). "Output signal Vo1 'of the differential amplifier circuit 22") is sampled at a cycle sufficiently shorter than the cycle of the alternating current I (in this example, 500 [kHz]) and acquired as sampling data. It is desirable to set the sampling period according to the required accuracy. If the required accuracy is high, the sampling period may be set shorter. The sampling data storage unit 52 stores the sampling data acquired by the sampling unit 51 at least temporarily. The distortion amount calculation unit 53 uses the sampling data stored in the sampling data storage unit 52 to calculate a distortion amount indicating the degree to which the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit is distorted with respect to the sine wave. The contact error determination unit 54 determines that there is a contact error between the living body 900 and the electrodes 1, 2, 3, 4 when the strain amount calculated by the strain amount calculation unit 53 exceeds a predetermined allowable range. , A signal of logical value 1 indicating that there is a contact error is output as the signal AS1. On the other hand, if the distortion amount calculated by the distortion amount calculation unit 53 is within a predetermined allowable range, the contact error determination unit 54 outputs a signal of logical value 0 indicating that there is no contact error as the signal AS1.

なお、電圧測定部21′のA/D変換部32、整流処理部33、平滑処理部34および電圧検出部35、並びにエラー検知部50のサンプリング部51、歪み量算出部53および接触エラー判定部54は、制御部30の図示しないCPUおよびソフトウェアによって構成される。サンプリングデータ記憶部52は、例えばRAM(ランダム・アクセス・メモリ)によって構成される。当業者ならば分かるように、この生体インピーダンス測定装置93では、一般的な生体インピーダンス測定装置に比して、新たな部品コストをかける必要がない。また、装置を小型に構成できる。   Note that the A / D conversion unit 32, the rectification processing unit 33, the smoothing processing unit 34 and the voltage detection unit 35 of the voltage measurement unit 21 ′, the sampling unit 51 of the error detection unit 50, the distortion amount calculation unit 53, and the contact error determination unit. 54 is configured by a CPU and software (not shown) of the control unit 30. The sampling data storage unit 52 is constituted by, for example, a RAM (Random Access Memory). As will be appreciated by those skilled in the art, the bioimpedance measuring device 93 does not require new component costs as compared to a general bioimpedance measuring device. Further, the apparatus can be configured in a small size.

この生体インピーダンス測定装置93では、接触エラーに関する判定結果は、インピーダンスに関する測定結果とは別に、差動増幅回路22の出力信号Vo1′の、正弦波に対する歪み量に基づいて、リアルタイムで得られる。したがって、この生体インピーダンス測定装置93によれば、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる。   In this bioimpedance measuring apparatus 93, the determination result regarding the contact error is obtained in real time based on the distortion amount of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 with respect to the sine wave, separately from the measurement result regarding the impedance. Therefore, according to this bioimpedance measuring apparatus 93, an abnormality due to the influence of contact impedance can be detected appropriately.

次に、歪み量の算出および接触エラーの判定の仕方について、4つの具体例を挙げて説明する。なお、歪み量の算出の基準となる理想的な正弦波は、振幅をAm、周波数をf、時間をt、オフセット電圧(DC成分)をVdc(一定)としたとき、Vs=AmSIN(2πft)+Vdcで表されるものとする。この例では、定電流源20の交流周波数に応じて、周波数fは固定であり、f=50[kHz]である。   Next, how to calculate the distortion amount and determine the contact error will be described with reference to four specific examples. It should be noted that an ideal sine wave serving as a reference for calculating the distortion amount is Vs = AmSIN (2πft), where the amplitude is Am, the frequency is f, the time is t, and the offset voltage (DC component) is Vdc (constant). It shall be represented by + Vdc. In this example, the frequency f is fixed according to the AC frequency of the constant current source 20, and f = 50 [kHz].

(具体例1)
この例では、歪み量算出部53は、図4中に示すように、サンプリングデータから差動増幅回路22の出力信号Vo1′の極大点(山)に相当する第1サンプリング時刻T1と第1サンプリング電圧値P1とを抽出し、また、差動増幅回路22の出力信号Vo1′の極小点(谷)に相当する第2サンプリング時刻T2と第2サンプリング電圧値P2とを抽出する。さらに、サンプリングデータから、第1サンプリング時刻T1と第2サンプリング時刻T2との間の中間時刻Tx=(T1+T2)/2で得られる第3サンプリング電圧値Vxを抽出する。
(Specific example 1)
In this example, as shown in FIG. 4, the distortion amount calculation unit 53 uses the first sampling time T1 and the first sampling corresponding to the maximum point (mountain) of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 from the sampling data. The voltage value P1 is extracted, and the second sampling time T2 and the second sampling voltage value P2 corresponding to the minimum point (valley) of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 are extracted. Further, a third sampling voltage value Vx obtained at an intermediate time Tx = (T1 + T2) / 2 between the first sampling time T1 and the second sampling time T2 is extracted from the sampling data.

それとともに、歪み量算出部53は、第1サンプリング電圧値と第2サンプリング電圧値との平均値(P1+P2)/2に対する第3サンプリング電圧値Vxのずれ量|Vx−(P1+P2)/2|を、歪み量として算出する。   At the same time, the distortion amount calculation unit 53 calculates the deviation amount | Vx− (P1 + P2) / 2 | of the third sampling voltage value Vx with respect to the average value (P1 + P2) / 2 of the first sampling voltage value and the second sampling voltage value. Calculated as the amount of distortion.

次に、接触エラー判定部54は、歪み量|Vx−(P1+P2)/2|が、要求精度に応じた閾値(Vth1とする。)よりも大きいか小さいかに応じて、接触エラーの有無を判定する。つまり、|Vx−(P1+P2)/2|≧Vth1であれば、接触エラーがあると判定する。|Vx−(P1+P2)/2|<Vth1であれば、接触エラーが無いと判定する。   Next, the contact error determination unit 54 determines whether or not there is a contact error depending on whether the strain amount | Vx− (P1 + P2) / 2 | is larger or smaller than a threshold value (Vth1) according to the required accuracy. judge. That is, if | Vx− (P1 + P2) / 2 | ≧ Vth1, it is determined that there is a contact error. If | Vx− (P1 + P2) / 2 | <Vth1, it is determined that there is no contact error.

ここで、閾値Vth1は、例えば差動増幅回路22の出力信号Vo1′の振幅AmをAm=(P1−P2)/2として算出し、その振幅Amの10%の値(例えば0.1[V])というように定めておく。   Here, the threshold value Vth1 is calculated by, for example, calculating the amplitude Am of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 as Am = (P1−P2) / 2, and a value of 10% of the amplitude Am (for example, 0.1 [V ]).

または、歪み量算出部53は、上述の電圧ベースの歪み量に代えて、次のように時間ベースの歪み量を算出しても良い。   Alternatively, the distortion amount calculation unit 53 may calculate the time-based distortion amount as follows instead of the voltage-based distortion amount described above.

すなわち、歪み量算出部53は、サンプリングデータから差動増幅回路22の出力信号Vo1′の極大点(山)に相当する第1サンプリング時刻T1と第1サンプリング電圧値P1とを抽出し、また、差動増幅回路22の出力信号Vo1′の極小点(谷)に相当する第2サンプリング時刻T2と第2サンプリング電圧値P2とを抽出する。さらに、サンプリングデータから、第1サンプリング電圧値P1と第2サンプリング電圧値P2との間の中間電圧(P1+P2)/2を与える第3サンプリング時刻Txを抽出する。そして、歪み量算出部53は、第1サンプリング時刻T1と第2サンプリング時刻T2との平均値(T1+T2)/2に対する第3サンプリング時刻Txのずれ量|Tx−(T1+T2)/2|を、歪み量として算出する。   That is, the distortion amount calculation unit 53 extracts the first sampling time T1 and the first sampling voltage value P1 corresponding to the maximum point (mountain) of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 from the sampling data, A second sampling time T2 and a second sampling voltage value P2 corresponding to the minimum point (valley) of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 are extracted. Further, a third sampling time Tx that provides an intermediate voltage (P1 + P2) / 2 between the first sampling voltage value P1 and the second sampling voltage value P2 is extracted from the sampling data. Then, the distortion amount calculation unit 53 distorts the deviation amount | Tx− (T1 + T2) / 2 | of the third sampling time Tx with respect to the average value (T1 + T2) / 2 of the first sampling time T1 and the second sampling time T2. Calculate as a quantity.

次に、接触エラー判定部54は、歪み量|Tx−(T1+T2)/2|が、要求精度に応じた閾値(Tth1とする。)よりも大きいか小さいかに応じて、接触エラーの有無を判定する。つまり、|Tx−(T1+T2)/2|≧Tth1であれば、接触エラーがあると判定する。|Tx−(T1+T2)/2|<Tth1であれば、接触エラーが無いと判定する。   Next, the contact error determination unit 54 determines whether or not there is a contact error depending on whether the strain amount | Tx− (T1 + T2) / 2 | is larger or smaller than a threshold value (Tth1) according to the required accuracy. judge. That is, if | Tx− (T1 + T2) / 2 | ≧ Tth1, it is determined that there is a contact error. If | Tx− (T1 + T2) / 2 | <Tth1, it is determined that there is no contact error.

ここで、閾値Tth1は、例えば差動増幅回路22の出力信号Vo1′の周期の10%の値(例えば0.002[msec])というように定めておく。   Here, the threshold value Tth1 is determined to be, for example, a value (for example, 0.002 [msec]) of 10% of the period of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22.

この具体例1によれば、比較的簡単な演算によって接触エラーの有無を判定できる。   According to this specific example 1, the presence or absence of a contact error can be determined by a relatively simple calculation.

(具体例2)
この例では、歪み量算出部53は、図4中に示すように、サンプリングデータから差動増幅回路22の出力信号Vo1′の極大点(山)に相当する第1サンプリング時刻T1と第1サンプリング電圧値P1とを抽出し、また、差動増幅回路22の出力信号Vo1′の極小点(谷)に相当する第2サンプリング時刻T2と第2サンプリング電圧値P2とを抽出する。さらに、サンプリングデータから、差動増幅回路22の出力信号Vo1′の極大点(山)に相当する第3サンプリング時刻T3と第3サンプリング電圧値P3とを抽出する。このようにして、順次、各極点についての第nサンプリング時刻Tnと第3サンプリング電圧値Pnとを抽出する(ただし、nは3以上の自然数とする。)。各極点は、(T1,P1)、(T2,P2)、…、(Tn,Pn)と表されるものとする。
(Specific example 2)
In this example, as shown in FIG. 4, the distortion amount calculation unit 53 uses the first sampling time T1 and the first sampling corresponding to the maximum point (mountain) of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 from the sampling data. The voltage value P1 is extracted, and the second sampling time T2 and the second sampling voltage value P2 corresponding to the minimum point (valley) of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 are extracted. Further, the third sampling time T3 and the third sampling voltage value P3 corresponding to the maximum point (mountain) of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 are extracted from the sampling data. In this way, the n-th sampling time Tn and the third sampling voltage value Pn for each pole are sequentially extracted (where n is a natural number of 3 or more). Each pole is represented as (T1, P1), (T2, P2), ..., (Tn, Pn).

それとともに、歪み量算出部53は、隣り同士の極点(T1,P1)、(T2,P2)間の振幅差|P1−P2|を算出し、また、隣り同士の極点(T2,P2)、(T3,P3)間の振幅差|P2−P3|を算出する。このようにして、順次、隣り同士の極点間の振幅差を算出する。   At the same time, the distortion amount calculation unit 53 calculates the amplitude difference | P1-P2 | between adjacent poles (T1, P1) and (T2, P2), and also sets the adjacent poles (T2, P2), The amplitude difference | P2-P3 | between (T3, P3) is calculated. In this way, the amplitude difference between the adjacent poles is calculated sequentially.

さらに、歪み量算出部53は、隣り同士の極点間の振幅差|P1−P2|、|P2−P3|、…と、理想的な正弦波の隣り同士の極点間の振幅差との間の差分を、歪み量として算出する。   Further, the distortion amount calculation unit 53 calculates the difference between the amplitude differences | P1-P2 |, | P2-P3 |,... Between adjacent poles and the amplitude difference between adjacent poles of an ideal sine wave. The difference is calculated as a distortion amount.

そして、接触エラー判定部54は、それらの歪み量が、要求精度に応じた閾値(Vth2とする。)よりも大きいか小さいかに応じて、接触エラーの有無を判定する。   Then, the contact error determination unit 54 determines the presence or absence of a contact error depending on whether the amount of distortion is larger or smaller than a threshold (Vth2) according to the required accuracy.

なお、歪み量算出部53は、振幅差|P1−P2|、|P2−P3|、…の間の差分を歪み量として算出し、接触エラー判定部54は、それらの歪み量の間のばらつきが、要求精度に応じた閾値(Vth2′とする。)よりも大きいか小さいかに応じて、接触エラーの有無を判定しても良い。また、閾値Vth2による接触エラーの有無の判定と、閾値Vth2′による接触エラーの有無の判定とを併用しても良い。   The distortion amount calculation unit 53 calculates the difference between the amplitude differences | P1-P2 |, | P2-P3 |,... As the distortion amount, and the contact error determination unit 54 determines the variation between the distortion amounts. However, the presence or absence of a contact error may be determined depending on whether it is larger or smaller than a threshold (Vth2 ′) according to the required accuracy. Further, the determination of the presence / absence of a contact error based on the threshold value Vth2 and the determination of the presence / absence of a contact error based on the threshold value Vth2 ′ may be used in combination.

または、歪み量算出部53は、上述の電圧ベースの歪み量に代えて、次のように時間ベースの歪み量を算出しても良い。   Alternatively, the distortion amount calculation unit 53 may calculate the time-based distortion amount as follows instead of the voltage-based distortion amount described above.

すなわち、歪み量算出部53は、隣り同士の極点(T1,P1)、(T2,P2)間の時間差|T1−T2|を算出し、また、隣り同士の極点(T2,P2)、(T3,P3)間の時間差|T2−T3|を算出する。このようにして、順次、隣り同士の極点間の時間差を算出する。   That is, the distortion amount calculation unit 53 calculates the time difference | T1−T2 | between the adjacent extreme points (T1, P1) and (T2, P2), and the adjacent extreme points (T2, P2), (T3). , P3) is calculated as a time difference | T2-T3 |. In this way, the time difference between the adjacent extreme points is sequentially calculated.

さらに、歪み量算出部53は、隣り同士の極点間の時間差|T1−T2|、|T2−T3|、…と、理想的な正弦波の隣り同士の極点間の時間差との間の差分を、歪み量として算出する。   Further, the distortion amount calculation unit 53 calculates the difference between the time differences | T1-T2 |, | T2-T3 |,... Between the adjacent poles and the time difference between the adjacent poles of the ideal sine wave. Calculated as the amount of distortion.

そして、接触エラー判定部54は、それらの歪み量が、要求精度に応じた閾値(Tth2とする。)よりも大きいか小さいかに応じて、接触エラーの有無を判定する。   Then, the contact error determination unit 54 determines the presence or absence of a contact error depending on whether the amount of distortion is larger or smaller than a threshold (Tth2) according to the required accuracy.

なお、歪み量算出部53は、|T1−T2|、|T2−T3|、…の間の差分を歪み量として算出し、接触エラー判定部54は、それらの歪み量の間のばらつきが、要求精度に応じた閾値(Tth2′とする。)よりも大きいか小さいかに応じて、接触エラーの有無を判定しても良い。また、閾値Tth2による接触エラーの有無の判定と、閾値Tth2′による接触エラーの有無の判定とを併用しても良い。   Note that the distortion amount calculation unit 53 calculates the difference between | T1-T2 |, | T2-T3 |,... As a distortion amount, and the contact error determination unit 54 calculates the variation between the distortion amounts. The presence / absence of a contact error may be determined according to whether it is larger or smaller than a threshold value (Tth2 ′) according to the required accuracy. Further, the determination of the presence / absence of a contact error based on the threshold value Tth2 and the determination of the presence / absence of a contact error based on the threshold value Tth2 ′ may be used in combination.

なお、この具体例2では、隣り同士の極点間の振幅差または時間差を用いて歪み量を規定したが、隣りよりも離れた極点間の振幅差、時間差を用いて歪み量を規定しても良い。   In this specific example 2, the amount of distortion is defined using the amplitude difference or time difference between adjacent poles, but the amount of distortion may also be defined using the amplitude difference and time difference between poles that are further away from each other. good.

(具体例3)
この例では、サンプリング部51がサンプリングして得られたサンプリングデータは、サンプリングデータ記憶部52によって、図8のデータテーブル中の「時間t[msec]」欄と「入力データ」欄に示すように記憶されているものとする。各サンプリング点は、「時間t[msec]」欄に格納されたサンプリング時刻t[msec]と、「入力データ」欄に格納されたサンプリング電圧値V[V]とを用いて、(t,V)と表されるものとする。
(Specific example 3)
In this example, the sampling data obtained by sampling by the sampling unit 51 is shown in the “time t [msec]” column and the “input data” column in the data table of FIG. It shall be remembered. Each sampling point is obtained by using the sampling time t x [msec] stored in the “time t [msec]” column and the sampling voltage value V x [V] stored in the “input data” column (t x, it shall be expressed as V x).

歪み量算出部53は、隣り同士のサンプリング点(t,V)、(t,V)間の電圧差|V−V|と、時間差|t−t|と、歪み量としての傾き|V−V|/|t−t|とを算出する。さらに、隣り同士のサンプリング点(t,V)、(t,V)間の電圧差|V−V|と、時間差|t−t|と、歪み量としての傾き|V−V|/|t−t|とを算出する。このようにして、順次、隣り同士のサンプリング点間の電圧差と、時間差と、歪み量としての傾きとを算出する。 The distortion amount calculation unit 53 includes a voltage difference | V 1 −V 2 | between adjacent sampling points (t 1 , V 1 ) and (t 2 , V 2 ), a time difference | t 1 −t 2 |, The inclination | V 1 −V 2 | / | t 1 −t 2 | is calculated as the distortion amount. Further, a voltage difference | V 2 −V 3 | between adjacent sampling points (t 2 , V 2 ) and (t 3 , V 3 ), a time difference | t 2 −t 3 |, and an inclination as a distortion amount | V 2 −V 3 | / | t 2 −t 3 | In this manner, the voltage difference between the adjacent sampling points, the time difference, and the slope as the distortion amount are calculated sequentially.

そして、接触エラー判定部54は、それらの歪み量(傾き)が、要求精度に応じた閾値(Vtth3とする。)よりも大きいか小さいかに応じて、接触エラーの有無を判定する。   Then, the contact error determination unit 54 determines the presence or absence of a contact error depending on whether the amount of distortion (inclination) is larger or smaller than a threshold value (Vtth3) according to the required accuracy.

なお、閾値Vtth3は、理想的な正弦波における各サンプリング点の位相に応じて予め定めておくものとする。   Note that the threshold value Vtth3 is determined in advance according to the phase of each sampling point in an ideal sine wave.

(具体例4)
この例では、上の例と同様に、サンプリング部51がサンプリングして得られたサンプリングデータは、サンプリングデータ記憶部52によって、図8のデータテーブル中の「時間t[msec]」欄と「入力データ」欄に示すように記憶されているものとする。各サンプリング点は、「時間t[msec]」欄に格納されたサンプリング時刻t[msec]と、「入力データ」欄に格納されたサンプリング電圧値V[V]とを用いて、(t,V)と表される。
(Specific example 4)
In this example, as in the above example, the sampling data obtained by sampling by the sampling unit 51 is input to the “time t [msec]” column in the data table of FIG. Assume that it is stored as shown in the “Data” column. Each sampling point is obtained by using the sampling time t x [msec] stored in the “time t [msec]” column and the sampling voltage value V x [V] stored in the “input data” column (t x, expressed as V x).

歪み量算出部53は、サンプリングデータから差動増幅回路22の出力信号Vo1′の極大点(山)に相当する第1サンプリング時刻T1と第1サンプリング電圧値P1とを抽出し、また、差動増幅回路22の出力信号Vo1′の極小点(谷)に相当する第2サンプリング時刻T2と第2サンプリング電圧値P2とを抽出する。なお、図8に、欄外から、極大点(T1,P1)に相当するサンプリング点と、極小点(T2,P2)に相当するサンプリング点とを示している。   The distortion amount calculation unit 53 extracts the first sampling time T1 and the first sampling voltage value P1 corresponding to the maximum point (mountain) of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 from the sampling data. A second sampling time T2 and a second sampling voltage value P2 corresponding to the minimum point (valley) of the output signal Vo1 ′ of the amplifier circuit 22 are extracted. In FIG. 8, sampling points corresponding to the maximum points (T1, P1) and sampling points corresponding to the minimum points (T2, P2) are shown from the outside.

ここで、既述のように、歪み量の算出の基準となる理想的な正弦波は、振幅をAm、周波数をf、時間をt、オフセット電圧(DC成分)をVdc(一定)としたとき、Vs=AmSIN(2πft)+Vdcで表される。この例では、定電流源20の交流周波数に応じて、周波数fは固定であり、f=50[kHz]である。振幅Amは、第1サンプリング電圧値P1と第2サンプリング電圧値P2との差の1/2として求める。つまり、Am=|P1−P2|/2とする。オフセット電圧(DC成分)Vdcは、第1サンプリング電圧値P1と第2サンプリング電圧値P2との平均値(P1+P2)/2として求める。つまり、Vdc=(P1+P2)/2とする。これにより、歪み量の算出の基準となる理想的な正弦波の電圧値が、Vs=AmSIN(2πft)+Vdcで表す。   Here, as described above, an ideal sine wave serving as a reference for calculating the amount of distortion has an amplitude of Am, a frequency of f, a time of t, and an offset voltage (DC component) of Vdc (constant). , Vs = AmSIN (2πft) + Vdc. In this example, the frequency f is fixed according to the AC frequency of the constant current source 20, and f = 50 [kHz]. The amplitude Am is obtained as ½ of the difference between the first sampling voltage value P1 and the second sampling voltage value P2. That is, Am = | P1-P2 | / 2. The offset voltage (DC component) Vdc is obtained as an average value (P1 + P2) / 2 of the first sampling voltage value P1 and the second sampling voltage value P2. That is, Vdc = (P1 + P2) / 2. Thus, an ideal sine wave voltage value serving as a reference for calculating the amount of distortion is expressed as Vs = AmSIN (2πft) + Vdc.

歪み量算出部53は、図8中の「正弦波」欄に示すように、各サンプリング時刻t毎に上記正弦波の電圧値Vsを算出する。算出された電圧値Vsは、図8のデータテーブル中の「正弦波」欄に格納される。このとき、極大点(T1,P1)に相当するサンプリング点と、極小点(T2,P2)に相当するサンプリング点とを用いて、サンプリングデータの位相と上記正弦波の位相とを合わせる。極点(T1,P1)、(T2,P2)付近のデータが多数取れた場合は、例えばデータを平均化して、サンプリングデータの位相と上記正弦波の位相とを合わせる。 The distortion amount calculator 53 calculates the voltage value Vs of the sine wave at each sampling time t x as shown in the “Sine wave” column in FIG. The calculated voltage value Vs is stored in the “sine wave” column in the data table of FIG. At this time, the sampling point corresponding to the maximum point (T1, P1) and the sampling point corresponding to the minimum point (T2, P2) are used to match the phase of the sampling data with the phase of the sine wave. When a large number of data near the poles (T1, P1) and (T2, P2) are obtained, for example, the data is averaged to match the phase of the sampling data with the phase of the sine wave.

さらに、歪み量算出部53は、サンプリング時刻t毎に、上記正弦波の電圧値Vsに対する差動増幅回路22の出力信号Vo1′のサンプリング電圧値Vのずれ量(V−Vs)を、歪み量として算出する。算出された歪み量は、図8のデータテーブル中の「差分」欄に格納される。 Further, the distortion amount calculation unit 53 calculates a deviation amount (V x −Vs) of the sampling voltage value V x of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22 with respect to the voltage value Vs of the sine wave at each sampling time t x. Calculated as the amount of distortion. The calculated distortion amount is stored in the “difference” column in the data table of FIG.

そして、接触エラー判定部54は、それらの歪み量が、要求精度に応じた閾値(Vth4とする。)よりも大きいか小さいかに応じて、接触エラーの有無を判定する。つまり、|V−Vs|≧Vth4であれば、接触エラーがあると判定する。|V−Vs|<Vth4であれば、接触エラーが無いと判定する。 Then, the contact error determination unit 54 determines the presence or absence of a contact error depending on whether the amount of distortion is larger or smaller than a threshold (Vth4) according to the required accuracy. That is, if | V x −Vs | ≧ Vth4, it is determined that there is a contact error. If | V x −Vs | <Vth4, it is determined that there is no contact error.

ここで、閾値Vth4は、例えば差動増幅回路22の出力信号Vo1′の振幅Amの10%の値(例えば0.100[V])というように定めておく。   Here, the threshold value Vth4 is determined to be, for example, a value (for example, 0.100 [V]) of 10% of the amplitude Am of the output signal Vo1 ′ of the differential amplifier circuit 22.

図9は、サンプリング時刻t毎のサンプリング電圧値V(実線Vo1′で結ばれた記号◇で示す。)と、上記正弦波の電圧値Vs(破線D0で結ばれた記号□で示す。)と、ずれ量(V−Vs)(実線D1で結ばれた記号△で示す。)とを、グラフ化して示している。この例では、サンプリング時刻t=0.002〜0.003[msec]までの期間と、サンプリング時刻t=0.008〜0.011[msec]までの期間と、サンプリング時刻t=0.017〜0.018[msec]までの期間で、|V−Vs|が閾値Vth4を超えている。したがって、接触エラー判定部54は、接触エラーがあると判定する。 FIG. 9 shows a sampling voltage value V x (indicated by a symbol ◇ connected by a solid line Vo1 ′) at each sampling time t x and a voltage value Vs of the sine wave (indicated by a symbol □ connected by a broken line D0). ) And the amount of deviation (V x −Vs) (indicated by the symbol Δ connected by the solid line D1). In this example, the period until the sampling time t x = 0.002~0.003 [msec], the period until the sampling time t x = 0.008~0.011 [msec], the sampling time t x = 0 | V x −Vs | exceeds the threshold value Vth4 in the period from 017 to 0.018 [msec]. Therefore, the contact error determination unit 54 determines that there is a contact error.

また、仮に1周期にわたって|V−Vs|<Vth4であり、接触エラーが無いと判定された場合であっても、図10中に差分D1′として示すように、1周期内の大部分の期間で|V−Vs|が閾値Vth4に接近した状態になっている場合がある。このような場合は、接触エラーがあると判定すべきであると考えられる。 Even if it is determined that | V x −Vs | <Vth4 over one period and there is no contact error, as shown in FIG. In some cases, | V x −Vs | may be close to the threshold value Vth4. In such a case, it is considered that it should be determined that there is a contact error.

そこで、歪み量算出部53は、(V−Vs)を複数のサンプリング時刻tを含む所定期間、例えば1/4周期毎にその1/4周期にわたって平均して、得られた(V−Vs)の平均値を第2の歪み量(Ave(V−Vs)で表す。)として算出する。 Therefore, the distortion amount calculating section 53, (V x -Vs) a predetermined period including a plurality of sampling time t x, for example, averaged over the 1/4 cycle every 1/4 period, resulting (V x The average value of −Vs) is calculated as the second distortion amount (represented by Ave (V x −Vs)).

接触エラー判定部54は、この第2の歪み量Ave(V−Vs)が要求精度に応じた閾値(Vth5とする。)よりも大きいか小さいかに応じて、接触エラーの有無を判定する。つまり、|Ave(V−Vs)|≧Vth5であれば、接触エラーがあると判定する。|Ave(V−Vs)|<Vth5であれば、接触エラーが無いと判定する。 The contact error determination unit 54 determines the presence or absence of a contact error depending on whether the second distortion amount Ave (V x −Vs) is larger or smaller than a threshold value (Vth5) according to the required accuracy. . That is, if | Ave (V x −Vs) | ≧ Vth5, it is determined that there is a contact error. If | Ave (V x −Vs) | <Vth5, it is determined that there is no contact error.

ここで、閾値Vth5は、Vth5<Vth4となるように定めておく。この例では、Vth5=0.050[V]とする。   Here, the threshold value Vth5 is determined so that Vth5 <Vth4. In this example, Vth5 = 0.050 [V].

このようにした場合、例えばサンプリング時刻t毎の判定では接触エラーが検出されない場合であっても、第2の歪み量Ave(V−Vs)に基づいて接触エラーが検出され得る。したがって、接触インピーダンスの影響による異常をより適切に検出できる。 In this case, for example, even if a contact error is not detected in the determination at each sampling time t x , the contact error can be detected based on the second distortion amount Ave (V x −Vs). Therefore, it is possible to more appropriately detect an abnormality due to the influence of contact impedance.

なお、具体例1から4までで説明した歪み量の算出および接触エラーの判定の仕方を幾つか組み合わせて、接触エラーの有無を判定しても良い。   Note that the presence / absence of a contact error may be determined by combining some of the methods for calculating the distortion amount and determining the contact error described in the first to fourth specific examples.

既述のように、図5中の接触エラー判定部54は、生体900と電極1,2,3,4との間に接触エラーがあると判定したとき、信号AS1として接触エラーがあることを表す論理値1の信号を出力する。一方、接触エラー判定部54は、生体900と電極1,2,3,4との間に接触エラーが無いと判定したとき、信号AS1として接触エラーが無いことを表す論理値0の信号を出力する。   As described above, when the contact error determination unit 54 in FIG. 5 determines that there is a contact error between the living body 900 and the electrodes 1, 2, 3, and 4, the signal AS1 indicates that there is a contact error. A signal having a logical value of 1 is output. On the other hand, when it is determined that there is no contact error between the living body 900 and the electrodes 1, 2, 3, and 4, the contact error determination unit 54 outputs a signal of logical value 0 indicating that there is no contact error as the signal AS <b> 1. To do.

接触エラー判定部54が信号AS1として接触エラーが無いことを表す論理値0の信号を出力していれば、制御部30は、上記インピーダンスを元に算出された体組成値を、表示部22(図11(A)参照)に表示させる。   If the contact error determination unit 54 outputs a signal having a logical value 0 indicating that there is no contact error as the signal AS1, the control unit 30 displays the body composition value calculated based on the impedance on the display unit 22 ( (See FIG. 11A).

一方、接触エラー判定部54が接触エラーがあることを表す論理値1の信号を出力していれば、制御部30は、体組成値に代えて、接触エラーがあることを表すメッセージを、表示部22(図11(A)参照)に表示させる。   On the other hand, if the contact error determination unit 54 outputs a signal of logical value 1 indicating that there is a contact error, the control unit 30 displays a message indicating that there is a contact error instead of the body composition value. It is displayed on the part 22 (see FIG. 11A).

この実施形態では、整流処理部33は全波整流するものとし、得られた波形の半波分を反転させて、全波が連続しているものとして説明した。整流処理部33が半波整流する場合は、得られた半波波形をコピーして全波分にするか、2波分の波形を用いて歪み量を算出すれば良い。   In this embodiment, the rectification processing unit 33 is assumed to perform full-wave rectification, and the half-wave portion of the obtained waveform is inverted so that the full wave is continuous. When the rectification processing unit 33 performs half-wave rectification, the obtained half-wave waveform may be copied to make a full-wave portion, or the distortion amount may be calculated using a waveform for two waves.

図6は、図5の生体インピーダンス測定装置93を変形した変形例(全体を符号94で示す。)の回路構成を示している。図6において、図5中の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複した説明を省略する。   FIG. 6 shows a circuit configuration of a modified example (the whole is denoted by reference numeral 94) obtained by modifying the bioimpedance measuring apparatus 93 of FIG. In FIG. 6, the same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

この生体インピーダンス測定装置94は、図5の生体インピーダンス測定装置93におけるA/D変換部32と整流処理部33との順番が入れ替えられたものに相当する。すなわち、この生体インピーダンス測定装置94では、差動増幅回路22の次に整流回路23が設けられ、整流回路23の次にA/D変換部32が設けられている。エラー検知部50のサンプリング部51は、A/D変換部32の出力信号を入力する。   This bioimpedance measurement device 94 corresponds to a device in which the order of the A / D conversion unit 32 and the rectification processing unit 33 in the bioimpedance measurement device 93 of FIG. That is, in this bioimpedance measuring apparatus 94, the rectifier circuit 23 is provided next to the differential amplifier circuit 22, and the A / D converter 32 is provided next to the rectifier circuit 23. The sampling unit 51 of the error detection unit 50 inputs the output signal of the A / D conversion unit 32.

この生体インピーダンス測定装置94は、図5の生体インピーダンス測定装置93と同様に動作し、同様の作用効果を奏する。すなわち、この生体インピーダンス測定装置94では、接触エラーに関する判定結果は、インピーダンスに関する測定結果とは別に、A/D変換部32の出力信号の、正弦波に対する歪み量に基づいて、リアルタイムで得られる。したがって、この生体インピーダンス測定装置94によれば、接触インピーダンスの影響による異常を適切に検出できる。   The bioimpedance measuring device 94 operates in the same manner as the bioimpedance measuring device 93 of FIG. 5 and has the same effects. That is, in this bioimpedance measuring apparatus 94, the determination result related to the contact error is obtained in real time based on the distortion amount of the output signal of the A / D conversion unit 32 with respect to the sine wave separately from the measurement result related to the impedance. Therefore, according to this bioimpedance measuring apparatus 94, an abnormality due to the influence of contact impedance can be detected appropriately.

以上の実施形態では、生体インピーダンス測定装置91,92,93,94は、接触エラーがあるとき、体組成値に代えて、接触エラーがあることを表すメッセージを、表示部22(図11(A)参照)に表示させるものとした。しかしながら、これに限られるものではなく、例えばスピーカや圧電ブザーを備えて、接触エラーがあるときは、その旨を音声やアラーム音によってユーザに知らせても良い。   In the above embodiment, when there is a contact error, the bioimpedance measurement devices 91, 92, 93, and 94 display a message indicating that there is a contact error instead of the body composition value on the display unit 22 (FIG. 11A). ))). However, the present invention is not limited to this. For example, a speaker or a piezoelectric buzzer may be provided, and when there is a contact error, the user may be notified by voice or alarm sound.

20 定電流源
21 電圧測定部
30 制御部
40,50 エラー検知部
91,92,93,94 生体インピーダンス測定装置
20 constant current source 21 voltage measurement unit 30 control unit 40, 50 error detection unit 91, 92, 93, 94 bioimpedance measurement device

Claims (8)

生体にそれぞれ接触すべき第1電極および第2電極、および上記生体のうち上記第1電極、第2電極に対応する箇所にそれぞれ接触すべき第3電極および第4電極と、
上記第1電極および第2電極を介して最大供給電圧範囲内で上記生体に所定の交流電流を流す定電流部と、
上記生体に上記交流電流が流れることにより生じた降下電圧を、上記第3電極および第4電極を介して最大入力電圧範囲内で入力して差動増幅する差動増幅回路を含む電圧測定部と、
上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する供給電圧が上記最大供給電圧範囲内に設定された許容供給電圧範囲を超えたとき、または上記第3電極若しくは第4電極からの上記差動増幅回路への入力電圧が上記最大入力電圧範囲内に設定された許容入力電圧範囲を超えたとき、上記生体と上記第1電極、第2電極、第3電極および第4電極との間に接触エラーがあると判定するエラー検知部とを備えたことを特徴とする生体インピーダンス測定装置。
A first electrode and a second electrode to be brought into contact with the living body, respectively, and a third electrode and a fourth electrode to be brought into contact with portions corresponding to the first electrode and the second electrode in the living body,
A constant current section for supplying a predetermined alternating current to the living body within a maximum supply voltage range via the first electrode and the second electrode;
A voltage measurement unit including a differential amplifier circuit that differentially amplifies a voltage drop caused by the alternating current flowing through the living body through the third electrode and the fourth electrode within a maximum input voltage range; ,
When the supply voltage from the constant current section to the first electrode or the second electrode exceeds the allowable supply voltage range set within the maximum supply voltage range, or the difference from the third electrode or the fourth electrode When the input voltage to the dynamic amplifier circuit exceeds the allowable input voltage range set within the maximum input voltage range, the living body and the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode A bioimpedance measurement apparatus comprising: an error detection unit that determines that there is a contact error.
請求項1に記載の生体インピーダンス測定装置において、
上記エラー検知部は、
上記許容供給電圧範囲または許容入力電圧範囲を定める下限電圧と上限電圧とを供給する基準電圧供給部と、
上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する上記供給電圧または上記第3電極若しくは第4電極からの上記差動増幅回路への上記入力電圧が、上記基準電圧供給部からの上記下限電圧を下回ったとき、上記接触エラーがあることを表す信号を出力する第1比較器と、
上記定電流部からの上記第1電極若しくは第2電極に対する上記供給電圧または上記第3電極若しくは第4電極からの上記差動増幅回路への上記入力電圧が、上記基準電圧供給部からの上記上限電圧を上回ったとき、上記接触エラーがあることを表す信号を出力する第2比較器とを含むことを特徴とする生体インピーダンス測定装置。
The bioimpedance measurement apparatus according to claim 1,
The error detection part
A reference voltage supply unit that supplies a lower limit voltage and an upper limit voltage that define the allowable supply voltage range or the allowable input voltage range;
The supply voltage to the first electrode or the second electrode from the constant current unit or the input voltage to the differential amplifier circuit from the third electrode or the fourth electrode is the lower limit from the reference voltage supply unit. A first comparator that outputs a signal indicating that there is a contact error when the voltage falls below;
The supply voltage to the first electrode or the second electrode from the constant current unit or the input voltage to the differential amplifier circuit from the third electrode or the fourth electrode is the upper limit from the reference voltage supply unit. And a second comparator that outputs a signal indicating that the contact error is present when the voltage exceeds the voltage.
生体にそれぞれ接触すべき第1電極および第2電極、および上記生体のうち上記第1電極、第2電極に対応する箇所にそれぞれ接触すべき第3電極および第4電極と、
上記第1電極および第2電極を介して上記生体に所定の交流電流を流す定電流部と、
上記生体に上記交流電流が流れることにより生じた降下電圧を、上記第3電極および第4電極を介して入力して差動増幅する差動増幅回路を含む電圧測定部と、
上記差動増幅回路の出力信号が正弦波に対して歪んでいる程度を表す歪み量を算出して、上記歪み量が所定の許容範囲を超えたとき、上記生体と上記第1電極、第2電極、第3電極および第4電極との間に接触エラーがあると判定するエラー検知部とを備えたことを特徴とする生体インピーダンス測定装置。
A first electrode and a second electrode to be brought into contact with the living body, respectively, and a third electrode and a fourth electrode to be brought into contact with portions corresponding to the first electrode and the second electrode in the living body,
A constant current section for supplying a predetermined alternating current to the living body via the first electrode and the second electrode;
A voltage measuring unit including a differential amplifier circuit that differentially amplifies a voltage drop caused by the alternating current flowing through the living body through the third electrode and the fourth electrode;
When a distortion amount representing the degree to which the output signal of the differential amplifier circuit is distorted with respect to the sine wave is calculated, and the distortion amount exceeds a predetermined allowable range, the living body, the first electrode, and the second electrode A bioimpedance measurement apparatus comprising: an error detection unit that determines that there is a contact error between the electrode, the third electrode, and the fourth electrode.
請求項3に記載の生体インピーダンス測定装置において、
上記エラー検知部は、
上記差動増幅回路の上記出力信号を、上記交流電流の周期よりも短い周期でサンプリングしてサンプリングデータとして取得するサンプリング部と、
上記サンプリング部によって取得されたサンプリングデータを少なくとも一時的に記憶するサンプリングデータ記憶部と、
上記サンプリングデータ記憶部によって記憶されたサンプリングデータを用いて上記歪み量を算出する歪み量算出部とを含むことを特徴とする生体インピーダンス測定装置。
The bioimpedance measurement apparatus according to claim 3,
The error detection part
A sampling unit that samples the output signal of the differential amplifier circuit at a cycle shorter than the cycle of the alternating current and obtains it as sampling data;
A sampling data storage unit for temporarily storing sampling data acquired by the sampling unit;
A bioimpedance measuring apparatus, comprising: a distortion amount calculation unit that calculates the distortion amount using sampling data stored by the sampling data storage unit.
請求項4に記載の生体インピーダンス測定装置において、
上記歪み量算出部は、
上記サンプリングデータから、上記差動増幅回路の上記出力信号の極大点に相当する第1サンプリング時刻と第1サンプリング電圧値とを抽出し、上記差動増幅回路の上記出力信号の極小点に相当する第2サンプリング時刻と第2サンプリング電圧値とを抽出し、さらに、上記第1サンプリング時刻と上記第2サンプリング時刻との間の中間時刻で得られる第3サンプリング電圧値を抽出して、
上記第1サンプリング電圧値と第2サンプリング電圧値との平均値に対する上記第3サンプリング電圧値のずれ量を、上記歪み量として算出することを特徴とする生体インピーダンス測定装置。
The bioimpedance measurement apparatus according to claim 4,
The distortion amount calculation unit
A first sampling time and a first sampling voltage value corresponding to the maximum point of the output signal of the differential amplifier circuit are extracted from the sampling data, and correspond to the minimum point of the output signal of the differential amplifier circuit. Extracting a second sampling time and a second sampling voltage value, and further extracting a third sampling voltage value obtained at an intermediate time between the first sampling time and the second sampling time;
A bioimpedance measuring apparatus, wherein a deviation amount of the third sampling voltage value with respect to an average value of the first sampling voltage value and the second sampling voltage value is calculated as the distortion amount.
請求項4に記載の生体インピーダンス測定装置において、
上記歪み量算出部は、
上記サンプリングデータから、上記差動増幅回路の上記出力信号の極大点に相当する第1サンプリング時刻と第1サンプリング電圧値とを抽出し、上記差動増幅回路の上記出力信号の極小点に相当する第2サンプリング時刻と第2サンプリング電圧値とを抽出し、さらに、上記第1サンプリング電圧値と上記第2サンプリング電圧値との間の中間電圧を与える第3サンプリング時刻を抽出して、
上記第1サンプリング時刻と第2サンプリング時刻との平均値に対する上記第3サンプリング時刻のずれ量を、上記歪み量として算出することを特徴とする生体インピーダンス測定装置。
The bioimpedance measurement apparatus according to claim 4,
The distortion amount calculation unit
A first sampling time and a first sampling voltage value corresponding to the maximum point of the output signal of the differential amplifier circuit are extracted from the sampling data, and correspond to the minimum point of the output signal of the differential amplifier circuit. Extracting a second sampling time and a second sampling voltage value, and further extracting a third sampling time giving an intermediate voltage between the first sampling voltage value and the second sampling voltage value;
A bioimpedance measuring apparatus, wherein a deviation amount of the third sampling time with respect to an average value of the first sampling time and the second sampling time is calculated as the distortion amount.
請求項4に記載の生体インピーダンス測定装置において、
上記歪み量算出部は、
上記サンプリングデータから、上記差動増幅回路の上記出力信号の極大点に相当する第1サンプリング時刻と第1サンプリング電圧値とを抽出するとともに、上記差動増幅回路の上記出力信号の極小点に相当する第2サンプリング時刻と第2サンプリング電圧値とを抽出して、
上記第1サンプリング電圧値と第2サンプリング電圧値との差の1/2を振幅とし、上記交流電流の周期と同じ周期をもち、かつ上記第1サンプリング電圧値と第2サンプリング電圧値との平均値をDC成分とする上記正弦波を設定し、
サンプリング時刻毎に、上記正弦波の電圧値に対する上記差動増幅回路の上記出力信号のサンプリング電圧値のずれ量を、上記歪み量として算出することを特徴とする生体インピーダンス測定装置。
The bioimpedance measurement apparatus according to claim 4,
The distortion amount calculation unit
A first sampling time and a first sampling voltage value corresponding to the maximum point of the output signal of the differential amplifier circuit are extracted from the sampling data, and correspond to the minimum point of the output signal of the differential amplifier circuit. Extract the second sampling time and the second sampling voltage value to be
The difference between the first sampling voltage value and the second sampling voltage value is an amplitude, has the same period as the period of the alternating current, and an average of the first sampling voltage value and the second sampling voltage value Set the sine wave whose value is a DC component,
A bioimpedance measuring apparatus, wherein a deviation amount of a sampling voltage value of the output signal of the differential amplifier circuit with respect to a voltage value of the sine wave is calculated as the distortion amount at each sampling time.
請求項7に記載の生体インピーダンス測定装置において、
上記歪み量算出部は、上記歪み量を複数のサンプリング時刻を含む所定期間にわたって平均して、得られた上記歪み量の平均値を第2の歪み量とすることを特徴とする生体インピーダンス測定装置。
The bioimpedance measurement apparatus according to claim 7,
The strain amount calculating unit averages the strain amount over a predetermined period including a plurality of sampling times, and uses the obtained average value of the strain amount as a second strain amount. .
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