JP2012249645A - 心電検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】心電センサの信号供給部2,3では、電圧フォロア回路20において、オペアンプ20の非反転入力端子(+)に接続された電極導体部15と、反転入力端子(−)に接続された寄生導体部30とがほぼ同電位となり、電極導体部15からグランドへの漏れ電流をガードする。そして、電極導体部15と寄生導体部30との間に生じる寄生容量によって、オペアンプ22の反転入力端子(−)と非反転入力端子(+)とに並列接続されたキャパシタCsが形成されるので、そのインピーダンスによってカットオフ周波数以上の高周波信号が電圧フォロア回路20から出力されずに済み、これにより、専用のローパスフィルタを別途設けることなく、同様の効果を得ることができる。
【選択図】図2
Description
理想的には電極導体部と寄生導体部との電位がほぼ等しいので寄生容量は生じないと考えてもよいが、厳密には微少な電位差があればキャパシタが形成され、周波数が高くなるとその影響が無視できなくなり、ローパスフィルタ効果をもたらすことになる。
[心電センサの概要]
図1は、本発明が適用された心電センサの概略構成を示す説明図である。なお、本実施形態の心電センサ1は、ベッドに寝ている人(利用者)の心筋の活動電位(心電)を継続的に計測することで、利用者の体調管理に供するために用いられる。
続いて、信号供給部2,3の回路構成について説明する。なお、図2は、本発明が適用された心電センサの主要部における回路構成を示す説明図である。
但し、信号供給部2では、寄生導体部30が電極導体部15と平行に配置されていることから、電極導体部15と寄生導体部30との間に寄生容量が生じる。このため、図3(b)に示すように、オペアンプ22の反転入力端子(−)と非反転入力端子(+)とに並列接続されたキャパシタCsが形成される。
但し、ここでは、絶縁層35,36をメッシュ状に形成することによって、絶縁層35,36の比誘電率εrを小さくし、キャパシタCs(寄生容量)を調節している。ここで、電極導体部15とガード導線32との間隔は大きく、また、電極導体部15の形状がシート状のため、電極導体部15とガード導線32とにおいて互いに対向する面の面積が小さく、これらの間隔および面積についてはほとんど無視できるものとしている。
以上説明したように、信号供給部2,3では、電圧フォロア回路20において、オペアンプ22の非反転入力端子(+)に接続された電極導体部15と、反転入力端子(−)に接続された寄生導体部30とがほぼ同電位となり、電極導体部15からグランドへの漏れ電流を抑制することが可能となる。
なお、本実施形態において、差動増幅回路5、AD変換器7、及び、制御装置9が心電検出手段、第1のガード導体41およびそれに対応する絶縁層35の一部が第1のガード導体層、第2のガード導体42およびそれに対応する絶縁層35の一部が第2のガード導体層、第3のガード導体43および絶縁層36が第3のガード導体層に相当する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
また、上記実施形態の寄生導体部30は、ガード導線32を有して構成されているが、電極導体部15とガード導線32との間で生成される寄生容量が両者15,32の形状によっては非常に小さい値となるため、ガード導線32を別構成としてもよい。なお、心電センサ1は、必ずしもガード導線32を備えなければならないわけではない。
Claims (4)
- 利用者の人体のうち心臓を挟む各部との間でそれぞれ静電容量結合する複数の電極と、
前記各電極に対応して設けられ、前記静電容量結合によって前記電極に生じる電圧変化を表す信号が非反転入力端子に入力される電圧フォロア回路と、
前記電圧フォロア回路からの出力信号に基づいて、前記利用者の心電を検出する心電検出手段と、
前記電極と前記非反転入力端子とを接続する導線を電極導線として、前記電圧フォロア回路の出力側から反転入力端子への帰還経路上に設けられ、前記電極および前記電極導線からなる電極導体部との間で寄生容量を生成させる寄生導体部と、
を備えることを特徴とする心電検出装置。 - 前記寄生導体部は、
前記電極導体部と同じ回路面上に形成され、該電極導体部の周囲に設けられたガード導線、及び該ガード導線と前記電極導体部との間に設けられた絶縁層からなるガード導線層と、
前記電極のうち人体との接触面の反対側面に対向配置された第1のガード導体、及び該第1のガード導体と前記電極導体部との間に設けられた絶縁層からなる第1のガード導体層と、
前記第1のガード導体に接続された第2のガード導体、及び該第2のガード導体と前記電極導体部との間に設けられた絶縁層からなる第2のガード導体層と、
前記電極導線を前記第2のガード導体と共に挟むように配置された第3のガード導体、及び該第3のガード導体と前記電極導体部との間に設けられた絶縁層からなる第3のガード導体層と、
のうち少なくとも一つを有して構成されることを特徴とする請求項1に記載の心電検出装置。 - 前記絶縁層の少なくとも一部は、メッシュ状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の心電検出装置。
- 前記電圧フォロア回路の出力側から非反転入力端子への帰還経路上に設けられ、該電圧フォロア回路の入力電圧のうち寄生容量による電圧降下分を補償する帰還増幅部を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の心電検出装置。
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