JP2014124438A - Electrocardiographic measurement system - Google Patents

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Kazuyasu Sakai
一泰 酒井
Kenichi Yanai
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrocardiographic measurement system that can precisely measure an electrocardiogram and can monitor changes in a contact state between a driver and a sensor.SOLUTION: An electrocardiographic measurement system comprises: two sheet electrodes 3 and 5 that are provided at a seat back of a vehicle; a steering electrode 7 that is provided at a steering wheel of the vehicle; a common mode feedback circuit 25 that feeds back a potential at an intermediate position 24 between the sheet electrodes 3 and 5 to the steering electrode 7; and voltage application means 33 that applies known AC voltage Vin from an input terminal of an operational amplifier 22 of the common feedback circuit 25 as a reference signal. The sheet electrodes 3 and 5 are connected to an operational amplifier 31, and the operational amplifier 31 is connected to a terminal CH1. An output of the operational amplifier 22 is connected to a terminal CH2. The system acquires an electrocardiographic signal and source impedance of the sheet electrodes 3 and 5 on the basis of CH1 and CH2.

Description

本発明は心電計測システムに関する。   The present invention relates to an electrocardiogram measurement system.

車両に搭載され、ドライバの心電を計測する心電計測システムが提案されている(特許文献1参照)。この心電計測システムは、Signal GNDをシート下に設置し、ステアリングの電極とシートの電極との差動により心電を検出する。   An electrocardiogram measurement system that is mounted on a vehicle and measures the electrocardiogram of a driver has been proposed (see Patent Document 1). In this electrocardiogram measurement system, a signal GND is installed under the seat, and an electrocardiogram is detected by the differential between the steering electrode and the seat electrode.

特開2009−142576号公報JP 2009-142576 A

特許文献1記載の心電計測システムは、上記のとおり、ステアリングの電極とシートの電極とで差動する構成をとっているが、車両走行ノイズが増加した場合、その重畳の仕方が2つの電極で異なるため、差動してもノイズ低減効果は小さく、心電を正確に計測することができない。   As described above, the electrocardiogram measurement system described in Patent Document 1 has a configuration in which the steering electrode and the seat electrode are differentiated. However, when vehicle running noise increases, the method of superimposition is two electrodes. Therefore, even if differential, the noise reduction effect is small, and the electrocardiogram cannot be measured accurately.

また、ドライバの着衣や発汗、及び運転中の動作に伴うシート接触状態の変化などにより心電検出信号の正確性は変化するが、それらを監視する手法がなく誤検出の危険性が高かった。   Moreover, although the accuracy of the electrocardiogram detection signal changes due to changes in the contact state of the driver with clothes, sweating, and movements during driving, there is no method for monitoring them and the risk of false detection is high.

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、心電を正確に計測でき、かつ、ドライバとセンサとの接触状態変化を監視できる心電計測システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an electrocardiogram measurement system capable of accurately measuring electrocardiograms and monitoring a contact state change between a driver and a sensor.

本発明の心電計測システムは、車両のシートに設けられたシート電極A(3,5,203,205,207,209)及びシート電極B(3,5,203,205,207,209)と、車両のステアリングに設けられたステアリング電極(7,211)と、上記シート電極Aと上記シート電極Bとの間の電位をステアリング電極にフィードバックするフィードバック回路(25,239)と、を有しており、上記シート電極A及びシート電極Bの差動信号を心電信号として取り出す。また、上記シートに着座した被測定者に所定の交流電圧を印加する電圧印加手段(33,251)を備えており、この電圧印加手段から上記交流電圧が印加され、被測定者に入力される入力信号と、上記シート電極A及びシート電極Bの出力信号と、に基づき、シート電極Aと被測定者との間のソースインピーダンス(以降、単にシート電極Aのソースインピーダンスと記載する)、及びシート電極Bと被測定者との間のソースインピーダンス(以降、単にシート電極Bのソースインピーダンスと記載する)を取得することを特徴とする。   The electrocardiogram measurement system of the present invention includes a sheet electrode A (3, 5, 203, 205, 207, 209) and a sheet electrode B (3, 5, 203, 205, 207, 209) provided on a vehicle seat. A steering electrode (7, 211) provided in the steering of the vehicle, and a feedback circuit (25, 239) that feeds back the potential between the seat electrode A and the seat electrode B to the steering electrode. The differential signal of the sheet electrode A and the sheet electrode B is taken out as an electrocardiogram signal. In addition, voltage application means (33, 251) for applying a predetermined AC voltage to the subject seated on the seat is provided, and the AC voltage is applied from the voltage application means and input to the subject. Based on the input signal and the output signals of the sheet electrode A and the sheet electrode B, the source impedance between the sheet electrode A and the person to be measured (hereinafter simply referred to as the source impedance of the sheet electrode A), and the sheet A source impedance between the electrode B and the measurement subject (hereinafter simply referred to as a source impedance of the sheet electrode B) is acquired.

本発明の心電計測システムは、フィードバック回路により、人体−GND間のソースインピーダンスを低減することができるので、人体電位を正確に検出できる。また、コモンモードノイズを低減することができ、信号が飽和し難くなるので、心電を正確に計測できる。さらに、本発明の心電計測システムは、シート電極A及びシート電極Bで差動するので、車両走行時に、シート電極Aとシート電極Bに同様に重畳するノイズをキャンセルすることが可能となる。   Since the electrocardiograph system of the present invention can reduce the source impedance between the human body and the GND by the feedback circuit, the human body potential can be accurately detected. Moreover, since common mode noise can be reduced and the signal is less likely to be saturated, the electrocardiogram can be accurately measured. Furthermore, since the electrocardiogram measurement system of the present invention performs differential operation between the seat electrode A and the seat electrode B, it is possible to cancel noise that is similarly superimposed on the seat electrode A and the seat electrode B when the vehicle travels.

そしてさらに、被測定者に入力される入力信号と、上記シート電極A及びシート電極Bの出力信号と、に基づいて、シート電極Aとシート電極Bのソースインピーダンスを正確に取得することができ、被測定者の着衣量が変化したりシート電極との接近状態が変化したりすることによる心電検出性能の低下を発見することができる。   And furthermore, based on the input signal inputted to the person to be measured and the output signals of the sheet electrode A and the sheet electrode B, the source impedance of the sheet electrode A and the sheet electrode B can be accurately obtained, A decrease in electrocardiographic detection performance due to a change in the amount of clothes of the measurement subject or a change in the state of approach to the sheet electrode can be found.

なお電圧印加手段は、フィードバック回路に交流電圧を印加する構成としてもよく、入力信号としてステアリング電極に入力される信号を取得してもよい。フィードバック回路とはシート電極Aとシート電極Bの間の位置からステアリング電極までを接続する回路を意味しており、その回路中においては様々な位置において交流電圧を印加することができるが、例えば増幅アンプの入力端子から印加することが考えられる。   The voltage applying means may be configured to apply an AC voltage to the feedback circuit, and may acquire a signal input to the steering electrode as an input signal. The feedback circuit means a circuit that connects the position between the seat electrode A and the seat electrode B to the steering electrode. In the circuit, an AC voltage can be applied at various positions. It is conceivable to apply from the input terminal of the amplifier.

また本発明の心電計測システムでは、上記電圧印加手段が、入力信号に基づいて、交流電圧の振幅及び/又は周波数を調整する構成としてもよいし、入力信号に基づいて、シート電極A及び/又は前記シート電極Bの入力インピーダンスを調整する調整手段を備える構成としてもよい。   In the electrocardiogram measurement system of the present invention, the voltage application unit may adjust the amplitude and / or frequency of the AC voltage based on the input signal, or the sheet electrode A and / or the frequency may be adjusted based on the input signal. Or it is good also as a structure provided with the adjustment means which adjusts the input impedance of the said sheet electrode B. FIG.

入力信号の電位が飽和したり微小であったりすると、ソースインピーダンスが捉えられなくなる。そこで、上述した構成とすることで、入力信号の電位が飽和したり微小であったりすることを抑制し、ソースインピーダンスを常に捉えることができるようになる。   If the potential of the input signal is saturated or very small, the source impedance cannot be captured. Therefore, with the above-described configuration, it is possible to suppress the saturation or minute potential of the input signal and always capture the source impedance.

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   In addition, the code | symbol in the parenthesis described in this column and a claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is shown. It is not limited.

(A)が第1の実施形態の心電計測システムを示すブロック図であり、(B)が第2及び第3の実施形態の心電計測システムを示すブロック図である。(A) is a block diagram which shows the electrocardiogram measurement system of 1st Embodiment, (B) is a block diagram which shows the electrocardiogram measurement system of 2nd and 3rd embodiment. 心電計測回路1の等価回路を表す回路図である。3 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of the electrocardiogram measurement circuit 1. FIG. 心電・インピーダンス同時検出部52を説明する機能ブロック図である。3 is a functional block diagram illustrating an electrocardiogram / impedance simultaneous detection unit 52. FIG. シート電極のソースインピーダンスを変化させた場合のF1(s)、F2(s)のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of F1 (s) at the time of changing the source impedance of a sheet electrode, and F2 (s). 第1の実施形態の心電検出処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the electrocardiogram detection process of 1st Embodiment. 第1の実施形態の心電・インピーダンスリアルタイム検出処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the electrocardiogram and impedance real-time detection process of 1st Embodiment. 第1の実施形態の印加電圧調整処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the applied voltage adjustment process of 1st Embodiment. 第1の実施形態の入力インピーダンス調整処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the input impedance adjustment process of 1st Embodiment. 第1の実施形態の心電検出可否判定処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the electrocardiogram detection availability determination process of 1st Embodiment. 心電計測回路201の等価回路を表す回路図である。3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of an electrocardiogram measurement circuit 201. FIG. ドライバのシートを正面方向から見たときのシート電極の配置を表す説明図である。It is explanatory drawing showing arrangement | positioning of a sheet electrode when the sheet | seat of a driver is seen from a front direction. 心電・インピーダンス同時検出部252を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the electrocardiogram / impedance simultaneous detection unit 252. 第2の実施形態の心電検出処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the electrocardiogram detection process of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の心電・インピーダンスリアルタイム検出処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the electrocardiogram and impedance real-time detection process of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の電極選択処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the electrode selection process of 2nd Embodiment. 心電計測回路301の等価回路を表す回路図である。3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of an electrocardiogram measurement circuit 301. FIG. 第3の実施形態の心電検出処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the electrocardiogram detection process of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の回路構成判定処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the circuit structure determination process of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の電極選択処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the electrode selection process of 3rd Embodiment. シート電極のソースインピーダンス、及び車両の走行状態と、フィードバック回路のオン/オフとの関係を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the relationship between the source impedance of a seat electrode, the driving | running | working state of a vehicle, and ON / OFF of a feedback circuit.

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
<第1の実施形態>
1.心電計測システムの構成
本実施形態の心電計測システムは、図1(A)に示すように、心電計測回路1と、A/D変換機51と、CPU61と、動作スイッチ71と、センサ群73と、を備えるシステムであって、車両に搭載されるシステムである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
1. Configuration of the electrocardiogram measurement system As shown in FIG. 1A, the electrocardiogram measurement system of the present embodiment includes an electrocardiogram measurement circuit 1, an A / D converter 51, a CPU 61, an operation switch 71, and a sensor. And a group 73, which is a system mounted on a vehicle.

心電計測回路1はアナログ回路であって、心電計測回路1のアナログ出力信号をA/D変換機51がデジタル変換し、その信号に応じてCPU61が所定の出力を行うと共に心電計測回路1を制御する。動作スイッチ71は心電計測システム全体の動作のオン/オフを切り替えるスイッチである。センサ群73は車両室内の温度及び湿度を測定する温度センサ及び湿度センサ、車両の走行速度を測定する速度センサ等を備えている。   The electrocardiogram measurement circuit 1 is an analog circuit, and the analog output signal of the electrocardiogram measurement circuit 1 is digitally converted by the A / D converter 51, and the CPU 61 performs a predetermined output according to the signal and the electrocardiogram measurement circuit. 1 is controlled. The operation switch 71 is a switch for switching on / off the operation of the entire electrocardiogram measurement system. The sensor group 73 includes a temperature sensor and a humidity sensor that measure the temperature and humidity in the vehicle compartment, a speed sensor that measures the traveling speed of the vehicle, and the like.

心電計測回路1の構成を図2に基づいて説明する。図2は、心電計測回路1の等価回路を表す回路図である。心電計測回路1は、車両のシートにおける背部に設けられた2つのシート電極3,5、車両のステアリングに設けられたステアリング電極7を備える。   The configuration of the electrocardiogram measurement circuit 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the electrocardiogram measurement circuit 1. The electrocardiogram measurement circuit 1 includes two seat electrodes 3 and 5 provided on the back portion of the vehicle seat and a steering electrode 7 provided on the steering of the vehicle.

シート電極3、5は、基準容量結合電極である。このシート電極3,5が本発明におけるシート電極A,シート電極Bの一例である。
シート電極3には、インピーダンス変換部9が接続しており、シート電極5には、インピーダンス変換部11が接続している。インピーダンス変換部9,11は、それぞれ、オペアンプ13a、13b及び抵抗15a、15bから成る。インピーダンス変換部9,11は抵抗15a及び抵抗15bの抵抗値をCPU61の制御信号に応じて変更可能に構成されている。このインピーダンス変換部9,11が本発明における調整手段の一例である。
The sheet electrodes 3 and 5 are reference capacitive coupling electrodes. The sheet electrodes 3 and 5 are examples of the sheet electrode A and the sheet electrode B in the present invention.
An impedance converter 9 is connected to the sheet electrode 3, and an impedance converter 11 is connected to the sheet electrode 5. The impedance converters 9 and 11 are composed of operational amplifiers 13a and 13b and resistors 15a and 15b, respectively. The impedance converters 9 and 11 are configured so that the resistance values of the resistors 15a and 15b can be changed according to the control signal of the CPU 61. The impedance converters 9 and 11 are an example of adjusting means in the present invention.

インピーダンス変換部9,11はオペアンプ31に接続され、オペアンプ31は端子CH1に接続している。この端子CH1から出力される電位をF1(s)とする。
また、シート電極3とシート電極5とは、抵抗値が等しい抵抗21、23を介して接続されており、抵抗21、23の中間位置24における電位が、コモンモードフィードバック回路25により、ステアリング電極7にフィードバックされている。
The impedance converters 9 and 11 are connected to the operational amplifier 31, and the operational amplifier 31 is connected to the terminal CH1. The potential output from this terminal CH1 is F1 (s).
The seat electrode 3 and the seat electrode 5 are connected via resistors 21 and 23 having the same resistance value, and the potential at the intermediate position 24 between the resistors 21 and 23 is controlled by the common mode feedback circuit 25 by the steering electrode 7. Has been fed back.

コモンモードフィードバック回路25は、オペアンプ17、22、抵抗18、19、20などから成る。また、オペアンプ22の入力端子から参照信号として既知の交流電圧Vin(本実施形態においては0.2V、100Hz)を印加する電圧印加手段33が設けられている。また、オペアンプ22の出力が端子CH2に接続している。この端子CH2から出力される電位をF2(s)とする。   The common mode feedback circuit 25 includes operational amplifiers 17 and 22, resistors 18, 19, and 20. Further, voltage application means 33 is provided for applying a known alternating voltage Vin (in this embodiment, 0.2 V, 100 Hz) as a reference signal from the input terminal of the operational amplifier 22. The output of the operational amplifier 22 is connected to the terminal CH2. The potential output from this terminal CH2 is defined as F2 (s).

2.心電及びシート電極のソースインピーダンスの検出
ドライバ(被測定者)が車両のシートに着座し、ステアリングを握る。このとき、ドライバの背部がシート電極3、5に接する。また、ドライバの手がステアリング電極7に接する。シート電極3,5の位置の相違により心電信号の出力に差が出るため、シート電極3,5の差動信号を、ドライバの心電信号として端子CH1から取り出す。このとき、シート電極3、5の中間の電位が、ステアリング電極7にフィードバックされている。また、ドライバに入力される入力信号を端子CH2から取り出す。
2. Detection of ECG and seat electrode source impedance A driver (person to be measured) sits on the vehicle seat and holds the steering wheel. At this time, the back portion of the driver is in contact with the sheet electrodes 3 and 5. The driver's hand contacts the steering electrode 7. Since the output of the electrocardiogram signal is different due to the difference in the position of the sheet electrodes 3 and 5, the differential signal of the sheet electrodes 3 and 5 is taken out from the terminal CH1 as the electrocardiogram signal of the driver. At this time, an intermediate potential between the seat electrodes 3 and 5 is fed back to the steering electrode 7. Further, an input signal input to the driver is taken out from the terminal CH2.

A/D変換機51とCPU61は、心電・インピーダンス同時検出部52を構成する。この心電・インピーダンス同時検出部52は、具体的には図3に示すように、AD検出部53、周波数分離部54、心電信号取得部55、及びインピーダンス算出部56を有する。   The A / D converter 51 and the CPU 61 constitute an electrocardiogram / impedance simultaneous detection unit 52. Specifically, the electrocardiogram / impedance simultaneous detection unit 52 includes an AD detection unit 53, a frequency separation unit 54, an electrocardiogram signal acquisition unit 55, and an impedance calculation unit 56, as shown in FIG.

AD検出部53は、CH1、CH2の信号をデジタル変換(A/D検出)する。
周波数分離部54は、CH1の信号から心電周波数である15〜35Hzの信号を抽出するバンドパスフィルター54aと、CH1及びCH2の信号から印加周波数(Vin)の信号を抽出するバンドパスフィルター54bと、を有している。バンドパスフィルター54a,54bはデジタル処理によりフィルターをかける構成であるが、アナログ回路にてフィルター処理をしてA/Dを検出する構成であってもよい。
The AD detection unit 53 performs digital conversion (A / D detection) on the signals of CH1 and CH2.
The frequency separation unit 54 includes a band-pass filter 54a that extracts a 15 to 35 Hz electrocardiographic signal from the CH1 signal, and a band-pass filter 54b that extracts an applied frequency (Vin) signal from the CH1 and CH2 signals. ,have. The band pass filters 54a and 54b are configured to apply a filter by digital processing, but may be configured to detect A / D by performing filter processing with an analog circuit.

心電信号取得部55は、バンドパスフィルター54aの出力信号から心電信号を取り出す。この心電信号取得部55が本発明における心電取得手段の一例であり、実質的にCPU61により構成されている。   The electrocardiogram signal acquisition unit 55 extracts an electrocardiogram signal from the output signal of the bandpass filter 54a. The electrocardiogram signal acquisition unit 55 is an example of an electrocardiogram acquisition unit in the present invention, and is substantially constituted by the CPU 61.

インピーダンス算出部56は、バンドパスフィルター54bの出力信号に基づいてシート電極3とドライバとのソースインピーダンス及びシート電極5とドライバのソースインピーダンスを算出する。以降、ソースインピーダンスとは、電極とドライバとのソースインピーダンスを指すものとする。このインピーダンス算出部56が本発明におけるソースインピーダンス取得手段の一例であり、実質的にCPU61により構成されている。   The impedance calculation unit 56 calculates the source impedance of the sheet electrode 3 and the driver and the source impedance of the sheet electrode 5 and the driver based on the output signal of the bandpass filter 54b. Hereinafter, the source impedance refers to the source impedance between the electrode and the driver. The impedance calculation unit 56 is an example of a source impedance acquisition unit in the present invention, and is substantially constituted by the CPU 61.

ソースインピーダンスの算出方法の概要を以下に説明する。上述したように端子CH1の電位を伝達関数F1(s)、CH2の電位を伝達関数F2(s)とすると、以下の数式1,2のように示される。また、シート電極3のソースインピーダンスをC11、シート電極3のソースインピーダンスをC21とし。抵抗15aの抵抗値をR12、抵抗15bの抵抗値をR22とし、抵抗18の抵抗値をR34、抵抗19の抵抗値をR33とする。   An outline of a source impedance calculation method will be described below. As described above, when the potential of the terminal CH1 is the transfer function F1 (s) and the potential of the CH2 is the transfer function F2 (s), the following equations 1 and 2 are obtained. The source impedance of the sheet electrode 3 is C11, and the source impedance of the sheet electrode 3 is C21. The resistance value of the resistor 15a is R12, the resistance value of the resistor 15b is R22, the resistance value of the resistor 18 is R34, and the resistance value of the resistor 19 is R33.

なお、上記数1、数2におけるA,B1,B2は下記式(数3〜数5)で示される。   In addition, A, B1, and B2 in the above formulas 1 and 2 are represented by the following formulas (formula 3 to formula 5).

上式において、Aは、手とステアリング電極間の接触抵抗R31と、人体とGNDのC41と、にてローパスフィルターの構成をとっている。B1,B2は、人体とシート船さ電極の入力部で、ソースインピーダンスC11,C21と入力インピーダンスR12,R22とで各々ハイパスフィルターの構成をとっている。   In the above equation, A has a low-pass filter configuration with the contact resistance R31 between the hand and the steering electrode, and the human body and GND C41. B1 and B2 are the input parts of the human body and the seat boat electrode, and the source impedances C11 and C21 and the input impedances R12 and R22 have a high-pass filter configuration, respectively.

上記数1及び数2に基づく、F1(s),F2(s)とC11,C21の関係を図4(A),(B)に示す。この図4(A),(B)は、C11とC21のソースインピーダンスが等しい場合とアンバランスである場合(C11とC21の誤差が5pF,10pFの場合)とのC11のソースインピーダンスに対する電位を示すシミュレーションの結果である。図4(A)に示すように、F1(s)はC11,C21がアンバランスであれば電位差が大きくなる。一方図4(B)に示すように、F2(s)はC11,C21の絶対値を反映しており、アンバランスの影響は小さいことが分かる。   The relationship between F1 (s), F2 (s) and C11, C21 based on the above formulas 1 and 2 is shown in FIGS. 4A and 4B show the potential with respect to the source impedance of C11 when the source impedances of C11 and C21 are equal and when they are unbalanced (when the errors of C11 and C21 are 5 pF and 10 pF). It is a result of simulation. As shown in FIG. 4A, the potential difference of F1 (s) increases if C11 and C21 are unbalanced. On the other hand, as shown in FIG. 4B, F2 (s) reflects the absolute values of C11 and C21, and it can be seen that the influence of imbalance is small.

そして、数6、数7に示す数1、数2を用いた連立方程式から、絶対値を示すB1+B2、アンバランスを示すB1−B2を算出できる。   Then, B1 + B2 indicating an absolute value and B1-B2 indicating unbalance can be calculated from the simultaneous equations using Expressions 1 and 2 shown in Expressions 6 and 7.

このようにして、端子CH1及び端子CH2から取得されるF1(s),F2(s)をモニタすることで、シート電極3,5のソースインピーダンスC11,C21を推定することができる。   In this way, the source impedances C11 and C21 of the sheet electrodes 3 and 5 can be estimated by monitoring F1 (s) and F2 (s) acquired from the terminals CH1 and CH2.

ところで、ドライバの着衣量に応じてソースインピーダンスは変化する。そこで、ドライバの着衣量(人体と電極との間の介在物)を変更してF1(s)、F2(s)を取得してC11,C21のソースインピーダンスを算出し、その挙動を確認した。ここではシート電極とドライバとの接触状態を良好にしてソースインピーダンスがC11=C21であると仮定して計算している。その結果、表1に示すように、厚着になればなるほどソースインピーダンスが高くなることが確認できた。介在物は、L:Leather、T:T−shirts、Y:Y−shirts、J:Jacket、C:Coatである。   By the way, the source impedance changes according to the amount of clothes of the driver. Therefore, the driver's clothing amount (inclusion between the human body and the electrode) was changed, F1 (s) and F2 (s) were obtained, the source impedances of C11 and C21 were calculated, and the behavior was confirmed. Here, the calculation is performed assuming that the contact state between the sheet electrode and the driver is good and the source impedance is C11 = C21. As a result, as shown in Table 1, it was confirmed that the source impedance increased as the thickness increased. The inclusions are L: Leather, T: T-shifts, Y: Y-shifts, J: Jacket, C: Coat.

3.CPUによる処理
3−1.心電検出処理
CPU61が実行する心電検出処理を、図5に示すフローチャートに基づいて説明する。この処理は、動作スイッチ71がオンとなり、CPU61を含む心電計測システム全体に電力が供給されたときに開始される。
3. Processing by CPU 3-1. Electrocardiogram Detection Process The electrocardiogram detection process executed by the CPU 61 will be described based on the flowchart shown in FIG. This process is started when the operation switch 71 is turned on and power is supplied to the entire electrocardiogram measurement system including the CPU 61.

本処理では、まず、印加電圧の初期設定を行う(S1)。印加電圧は、温度センサ、湿度センサ等により計測される車両内の環境情報に応じて設定される。例えば、夏季は薄着かつ高湿でソースインピーダンスが低くなりやすく、冬季は厚着かつ低湿でソースインピーダンスが高くなりやすいため、予め温湿度条件に応じて初期値を調整する。   In this process, first, the applied voltage is initially set (S1). The applied voltage is set according to environmental information in the vehicle measured by a temperature sensor, a humidity sensor, or the like. For example, since the source impedance tends to be low due to light and high humidity in summer, and the source impedance tends to be high due to thick and low humidity in winter, the initial value is adjusted in advance according to the temperature and humidity conditions.

次に、計測命令がオンであるか(動作スイッチ71がオンであるか)否かを判定する(S2)。計測命令がオフであれば、即ち動作スイッチにてオフが選択されていれば(S2:NO)、本処理が終了する。   Next, it is determined whether or not the measurement command is on (operation switch 71 is on) (S2). If the measurement command is OFF, that is, if OFF is selected by the operation switch (S2: NO), this process ends.

一方、オンが選択されていれば(S2:YES)、心電・インピーダンスリアルタイム検出処理を行い(S3)、心電信号とシート電極のソースインピーダンスとを同時に検出する。続いて印加電圧調整処理を行い(S4)、次に入力インピーダンス調整処理を行う(S5)。これらの処理により、S3においてソースインピーダンスが良好に取得できるようにする。次に心電検出可否判定処理を行う(S6)。これらS3〜S6の処理の詳細については後述する。   On the other hand, if ON is selected (S2: YES), an electrocardiogram / impedance real-time detection process is performed (S3), and the electrocardiogram signal and the source impedance of the sheet electrode are detected simultaneously. Subsequently, an applied voltage adjustment process is performed (S4), and then an input impedance adjustment process is performed (S5). With these processes, the source impedance can be acquired well in S3. Next, an electrocardiogram detection possibility determination process is performed (S6). Details of the processes of S3 to S6 will be described later.

S6の後、S2に戻る。計測命令がオンの間は繰り返しS3〜S6の処理を行う。ドライバが動作スイッチ71を操作して計測命令がオフとなれば本処理は終了する。
3−2.心電・インピーダンスリアルタイム検出処理
CPU61が実行する心電・インピーダンスリアルタイム検出処理を、図6に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、心電検出処理のS3にて実行される。
After S6, the process returns to S2. While the measurement command is on, the processes of S3 to S6 are repeated. If the driver operates the operation switch 71 and the measurement command is turned off, the process is terminated.
3-2. Electrocardiogram / impedance real-time detection process The electrocardiogram / impedance real-time detection process executed by the CPU 61 will be described based on the flowchart shown in FIG. This process is executed in S3 of the electrocardiogram detection process.

本処理では、まず、CH1,CH2のA/D検出を行う(S11)。ここでは、一定の時間分蓄積されたCH1,CH2のアナログ出力情報をデジタル情報に変換する。次に周波数分離を行う(S12)。ここでは、CH1の信号から15〜35Hzの信号を抽出すると共に、CH1及びCH2の信号から印加周波数(Vin)の信号(例えば、90〜110Hzの信号)を抽出する。   In this process, first, A / D detection of CH1 and CH2 is performed (S11). Here, the analog output information of CH1 and CH2 accumulated for a certain time is converted into digital information. Next, frequency separation is performed (S12). Here, a signal of 15 to 35 Hz is extracted from the CH1 signal, and a signal of an applied frequency (Vin) (for example, a signal of 90 to 110 Hz) is extracted from the CH1 and CH2 signals.

次に、CH1の信号のうち、S12で抽出された15〜35Hzの信号に基づいて心電信号を取得する(S13)。次に、S12で抽出された、CH1及びCH2の印加周波数の信号に基づいてシート電極3,5のソースインピーダンスを算出する(S14)。その後、本処理を終了して心電検出処理に戻る。   Next, an electrocardiogram signal is acquired based on the signal of 15 to 35 Hz extracted in S12 among the CH1 signals (S13). Next, the source impedance of the sheet electrodes 3 and 5 is calculated based on the signals of the applied frequencies of CH1 and CH2 extracted in S12 (S14). Thereafter, this process is terminated and the process returns to the electrocardiogram detection process.

3−3.印加電圧調整処理
CPU61が実行する印加電圧調整処理を、図7に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、心電検出処理のS4にて実行される。本処理はCH2にて検出したF2(s)電位が所定の範囲に収まるように電圧印加手段33による印加電圧を調整するものである。上記数1及び数2から、F2(s)電位が飽和したり微少であったりすると、ソースインピーダンスを良好に捉えられなくなる。そこで、印加電圧を調整することでF2(s)電位を閾値t1及びt2の間に制御する。
3-3. Applied Voltage Adjustment Processing The applied voltage adjustment processing executed by the CPU 61 will be described based on the flowchart shown in FIG. This process is executed in S4 of the electrocardiogram detection process. In this process, the voltage applied by the voltage applying unit 33 is adjusted so that the F2 (s) potential detected in CH2 falls within a predetermined range. From the above formulas 1 and 2, if the F2 (s) potential is saturated or very small, the source impedance cannot be satisfactorily captured. Therefore, the F2 (s) potential is controlled between the thresholds t1 and t2 by adjusting the applied voltage.

本処理では、まず、F2(s)電位が所定の閾値t1以上t2以下であるか否かを判定し(S21)、t1以上t2以下であれば(S21:YES)、本処理を終了して心電検出処理に戻る。F2(s)電位がt1未満であれば(S22:YES)、感度不十分の可能性があるため、印加電圧振幅を上げる、又は印加周波数を下げる処理を行う(S23)。F2(s)電位がt1未満でない、即ちF2(s)電位がt2を超えていれば(S22:NO)、飽和する可能性があるため、印加電圧振幅を下げる、又は印加周波数を上げる処理を行う(S24)。その後、本処理を終了して心電検出処理に戻る。なお、S23及びS24における印加電圧振幅と印加周波数の調整は、いずれか一方のみであってもよいし両方であってもよい。   In this process, first, it is determined whether or not the F2 (s) potential is a predetermined threshold value t1 or more and t2 or less (S21). If it is t1 or more and t2 or less (S21: YES), this process is terminated. Return to the electrocardiogram detection process. If the F2 (s) potential is less than t1 (S22: YES), there is a possibility that the sensitivity is insufficient, and therefore processing for increasing the applied voltage amplitude or decreasing the applied frequency is performed (S23). If the F2 (s) potential is not less than t1, that is, if the F2 (s) potential exceeds t2 (S22: NO), there is a possibility of saturation, and therefore processing for lowering the applied voltage amplitude or raising the applied frequency is performed. Perform (S24). Thereafter, this process is terminated and the process returns to the electrocardiogram detection process. Note that the adjustment of the applied voltage amplitude and the applied frequency in S23 and S24 may be only one or both.

3−4.入力インピーダンス調整処理
CPU61が実行する入力インピーダンス調整処理を、図8に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、心電検出処理のS5にて実行される。本処理はF2(s)電位が所定の範囲に収まるように入力インピーダンスを調整するものである。入力インピーダンスの調整は、インピーダンス変換部9,11がCPU61からの制御信号に従って実行する。
3-4. Input Impedance Adjustment Processing The input impedance adjustment processing executed by the CPU 61 will be described based on the flowchart shown in FIG. This process is executed in S5 of the electrocardiogram detection process. In this process, the input impedance is adjusted so that the F2 (s) potential is within a predetermined range. The adjustment of the input impedance is executed by the impedance converters 9 and 11 according to a control signal from the CPU 61.

本処理では、まず、F2(s)電位が所定の閾値t1以上t2以下であるか否かを判定し(S31)、t1以上t2以下であれば(S31:YES)、処理を終了して心電検出処理に戻る。F2(s)電位がt1未満であれば(S32:YES)、感度不十分の可能性があるため、入力インピーダンスを下げる(S33)。F2(s)電位がt1未満でない、即ちF2(s)電位がt2を超えていれば(S32:NO)、飽和する可能性があるため、入力インピーダンスを上げる(S24)。その後、心電検出処理に戻る。   In this process, first, it is determined whether or not the F2 (s) potential is not less than a predetermined threshold value t1 and not more than t2 (S31). If it is not less than t1 and not more than t2 (S31: YES), the process is terminated and the heart is finished. Return to the power detection process. If the F2 (s) potential is less than t1 (S32: YES), the input impedance is lowered because there is a possibility of insufficient sensitivity (S33). If the F2 (s) potential is not less than t1, that is, if the F2 (s) potential exceeds t2 (S32: NO), the input impedance is increased because there is a possibility of saturation (S24). Thereafter, the process returns to the electrocardiogram detection process.

3−5.心電検出可否判定処理
CPU61が実行する心電検出可否判定処理を、図9に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、心電検出処理のS6にて実行される。本処理は、シート電極とドライバの体との接触(接近)状態が悪い場合など、ソースインピーダンスが所定の閾値より大きい場合において、心電検出に適さないことをドライバへ提示する処理である。
3-5. ECG detection availability determination processing The ECG detection availability determination processing executed by the CPU 61 will be described based on the flowchart shown in FIG. This process is executed in S6 of the electrocardiogram detection process. This process is a process of presenting to the driver that it is not suitable for electrocardiogram detection when the source impedance is larger than a predetermined threshold, such as when the contact (approach) state between the sheet electrode and the driver's body is poor.

本処理では、まず、2つのシート電極3,5ともにソースインピーダンスが所定の閾値未満であるか否かを判断する(S41)。いずれも所定の閾値未満であれば(S41:YES)、本処理を終了し、心電検出処理に戻る。ここでいう所定の閾値とは、ドライバとシート電極とが充分に接近して大きな心電信号が取得できる程度のソースインピーダンスの値である。   In this process, first, it is determined whether or not the source impedance of the two sheet electrodes 3 and 5 is less than a predetermined threshold value (S41). If both are less than the predetermined threshold (S41: YES), this process is terminated and the process returns to the electrocardiogram detection process. The predetermined threshold here is a value of the source impedance that allows a large electrocardiogram signal to be acquired by sufficiently approaching the driver and the sheet electrode.

一方、シート電極3,5のいずれか一方でもソースインピーダンスが所定の閾値以上であれば(S41:NO)、心電検出不可の提示を行う(S42)。具体的には、例えば車両に搭載されたスピーカやディスプレイ(表示装置)に「心電検出が適正に行えないので姿勢を正して下さい」という旨の音声出力や画像表示をさせる。その後、心電検出処理に戻る。   On the other hand, if either one of the sheet electrodes 3 and 5 has a source impedance equal to or higher than a predetermined threshold value (S41: NO), an electrocardiographic detection impossibility is presented (S42). Specifically, for example, a speaker or a display (display device) mounted on a vehicle is caused to output a voice or an image indicating that “correct the posture because an electrocardiogram cannot be detected properly”. Thereafter, the process returns to the electrocardiogram detection process.

4.心電計測システムが奏する効果
本実施形態の心電計測システムは、衣服を介さず比較的ソースインピーダンスが小さくできるステアリング側に抵抗性結合となるGND電極(ステアリング電極7)を配置し、シート側に心電を検出する容量性結合のシート電極3,5を配置し、シート電極3,5から得られる電位を、ステアリング電極7を介して人体へフィードバックする回路構成を有する。心電計測回路1は、シート電極3とシート電極5の差動信号を心電信号として端子CH1から取り出す。
4). Effects produced by the electrocardiogram measurement system The electrocardiogram measurement system according to the present embodiment has a GND electrode (steering electrode 7) that is resistively coupled to the steering side that can reduce the source impedance relatively without using clothes, and is arranged on the seat side. Capacitively coupled sheet electrodes 3 and 5 for detecting an electrocardiogram are arranged, and a potential is obtained by feeding back the potential obtained from the sheet electrodes 3 and 5 to the human body via the steering electrode 7. The electrocardiogram measurement circuit 1 takes out a differential signal between the sheet electrode 3 and the sheet electrode 5 from the terminal CH1 as an electrocardiogram signal.

これにより、人体−GND間のソースインピーダンスを低減でき、人体電位を正確に検出できることから、コモンモードノイズを低減し、信号が飽和することなく、心電を計測できる。また、シート近傍のシート電極3、5で差動することから、車両走行時に同様に重畳するノイズをキャンセルすることが可能となる。   As a result, the source impedance between the human body and GND can be reduced, and the human body potential can be accurately detected. Therefore, common mode noise is reduced, and the electrocardiogram can be measured without saturating the signal. Further, since differential is performed between the seat electrodes 3 and 5 in the vicinity of the seat, it is possible to cancel the noise that is similarly superimposed when the vehicle travels.

そして、心電信号を取得すると同時に、ドライバの体に入力される入力信号と、シート電極3,5の出力信号と、に基づいて、シート電極3,5のソースインピーダンスを正確に取得することができ、被測定者の着衣量が変化したりシート電極との接近状態が変化したりすることによる心電検出性能の低下を発見することができる。   And simultaneously with acquiring an electrocardiogram signal, it is possible to accurately acquire the source impedance of the sheet electrodes 3 and 5 based on the input signal input to the driver's body and the output signals of the sheet electrodes 3 and 5. It is possible to detect a decrease in electrocardiographic detection performance due to a change in the amount of clothes of the measurement subject or a change in the state of proximity to the sheet electrode.

また、数1、数2から、周波数が高周波であるほど、ソースインピーダンスに伴う伝達関数の変化が観測されにくい一方、低周波にしすぎると、ソースインピーダンスが高い場合に、F2(s)が飽和してしまう可能性がある。   From Equations 1 and 2, the higher the frequency is, the less the transfer function change associated with the source impedance is observed. On the other hand, when the frequency is too low, F2 (s) saturates when the source impedance is high. There is a possibility that.

しかしながら本実施形態の心電検出システムでは、F2が飽和しないよう、かつソースインピーダンスの変化を捉えられるように、印加信号の周波数、振幅を調整し、また入力インピーダンスを調整することができる。また車両内の温湿度条件に応じて印加信号の初期値を設定することと合せて、幅広い環境条件、着衣状態(インピーダンス)範囲でも対応できるソースインピーダンスモニタが可能となる。   However, in the electrocardiogram detection system of this embodiment, the frequency and amplitude of the applied signal can be adjusted and the input impedance can be adjusted so that F2 is not saturated and the change in the source impedance can be captured. In addition to setting the initial value of the applied signal in accordance with the temperature and humidity conditions in the vehicle, a source impedance monitor that can cope with a wide range of environmental conditions and clothing state (impedance) ranges becomes possible.

ところで、人体に印加する入力信号Vinの周波数は、心電信号と分離するために心電周波数15Hz−35Hzを避けることが望ましい。Vinを40〜200Hzの範囲とすることで、ソースインピーダンスの変化に伴う伝達関数の変化の観測し易く都合がよい。   By the way, as for the frequency of the input signal Vin applied to the human body, it is desirable to avoid an electrocardiographic frequency of 15 Hz to 35 Hz in order to separate it from the electrocardiographic signal. By setting Vin to be in the range of 40 to 200 Hz, it is easy to observe a change in transfer function accompanying a change in source impedance, which is convenient.

なお、図5のS4とS5の処理は、いずれか一方でもF2(s)を調整することができるため、必ずしも両方を実行する必要はなく、片方のみで調整を行ってもよい。
また本実施形態ではCH1にてシート電極3,5の作動信号を取得する構成を例示したが、CH1に変えて、図2に示すシート電極3,5の出力信号を取得するCH1a及びCH1bを用いてもよい。CH2も同様に、Vinが印加された信号であってドライバに入力される入力信号であれば、図2とは異なる位置の電位を取得する構成であってもよい。
Note that either one of the processes of S4 and S5 in FIG. 5 can adjust F2 (s). Therefore, it is not always necessary to execute both, and the adjustment may be performed using only one of them.
Further, in the present embodiment, the configuration in which the operation signals of the sheet electrodes 3 and 5 are acquired by CH1, but CH1a and CH1b that acquire the output signals of the sheet electrodes 3 and 5 shown in FIG. May be. Similarly, CH2 may be configured to acquire a potential at a position different from that in FIG. 2 as long as it is a signal to which Vin is applied and is an input signal input to the driver.

また、本実施形態の心電計測システムは車両に搭載されるものであるが、その構成要素の一部、例えばCPU61に対応する装置が車両の外部に配置され、無線通信によって信号を送受信し処理を実行するように構成されていてもよい。   Moreover, although the electrocardiogram measurement system of this embodiment is mounted on a vehicle, a part of its constituent elements, for example, a device corresponding to the CPU 61 is disposed outside the vehicle, and transmits and receives signals by wireless communication. May be configured to execute.

なおCPU61はシステム全体を制御する装置の一例であり、例えばPCなどの他の装置を用いてもよいし、複数のCPUにて分散処理を行う構成であってもよい。
<第2の実施形態>
1.心電計測システムの構成
本実施形態の心電計測システムは、図1(B)に示すように、心電計測回路201と、A/D変換機261と、CPU263と、動作スイッチ71と、センサ群73と、からなる。心電計測回路201はアナログ回路であって、心電計測回路201のアナログ出力信号をA/D変換機261がデジタル変換し、その信号に応じてCPU263が所定の出力を行うと共に心電計測回路201を制御する。心電計測回路201はCH1からCH7の信号を取得する。動作スイッチ71及びセンサ群73は第1の実施形態と同様の構成である。
Note that the CPU 61 is an example of a device that controls the entire system. For example, another device such as a PC may be used, or a configuration in which distributed processing is performed by a plurality of CPUs may be used.
<Second Embodiment>
1. Configuration of ECG Measurement System As shown in FIG. 1B, an electrocardiogram measurement system according to this embodiment includes an electrocardiogram measurement circuit 201, an A / D converter 261, a CPU 263, an operation switch 71, and a sensor. A group 73; The electrocardiogram measurement circuit 201 is an analog circuit, and the analog output signal of the electrocardiogram measurement circuit 201 is digitally converted by the A / D converter 261, and the CPU 263 outputs a predetermined output in accordance with the signal and the electrocardiogram measurement circuit. 201 is controlled. The electrocardiogram measurement circuit 201 acquires signals from CH1 to CH7. The operation switch 71 and the sensor group 73 have the same configuration as in the first embodiment.

心電計測回路201の構成を図10及び図11に基づいて説明する。図10は、心電計測回路201の等価回路を表す回路図である。図11は、ドライバのシート214を正面方向から見たときのシート電極の配置を表す説明図である。心電計測回路201は、車両のシート214における背部に設けられた4つのシート電極203、205、207、209、車両のステアリングに設けられた2つのステアリング電極211、213を備える。シート214におけるシート電極203、205、207、209の配置は図11に示すとおりである。   The configuration of the electrocardiogram measurement circuit 201 will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the electrocardiogram measurement circuit 201. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the arrangement of sheet electrodes when the driver's sheet 214 is viewed from the front. The electrocardiogram measurement circuit 201 includes four seat electrodes 203, 205, 207, and 209 provided on the back portion of the vehicle seat 214, and two steering electrodes 211 and 213 provided on the steering of the vehicle. The arrangement of the sheet electrodes 203, 205, 207, and 209 on the sheet 214 is as shown in FIG.

シート電極203、205、207、209、およびステアリング電極211は、基準容量結合電極である。シート電極203、205、207、209、およびステアリング電極211には、それぞれインピーダンス変換部215、217、219、221、223が接続している。インピーダンス変換部215、217、219、221、223は、それぞれ、オペアンプ225及び抵抗227から成る。   The sheet electrodes 203, 205, 207, 209 and the steering electrode 211 are reference capacitive coupling electrodes. Impedance converters 215, 217, 219, 221, and 223 are connected to the sheet electrodes 203, 205, 207, and 209 and the steering electrode 211, respectively. The impedance converters 215, 217, 219, 221, and 223 are each composed of an operational amplifier 225 and a resistor 227.

シート電極203は、端子CH3に接続しており、シート電極205は、端子CH4に接続しており、シート電極207は、端子CH5に接続しており、シート電極209は、端子CH6に接続しており、ステアリング電極211は、端子CH7に接続している。   The sheet electrode 203 is connected to the terminal CH3, the sheet electrode 205 is connected to the terminal CH4, the sheet electrode 207 is connected to the terminal CH5, and the sheet electrode 209 is connected to the terminal CH6. The steering electrode 211 is connected to the terminal CH7.

シート電極203、205、207、209は、2つのマルチプレクサ229、231にそれぞれ接続している。マルチプレクサ229の出力、及びマルチプレクサ231の出力はオペアンプ232に入力されて、オペアンプ237の出力が端子CH1に接続している。マルチプレクサ229,231は、CPU263の制御信号に従ってその動作が制御される。シート電極203、205、207、209のうち、マルチプレクサ229、231において出力として設定されれている2つのシート電極が本発明におけるシート電極A,シート電極Bの一例である。   The sheet electrodes 203, 205, 207, and 209 are connected to the two multiplexers 229 and 231, respectively. The output of the multiplexer 229 and the output of the multiplexer 231 are input to the operational amplifier 232, and the output of the operational amplifier 237 is connected to the terminal CH1. The operations of the multiplexers 229 and 231 are controlled according to the control signal of the CPU 263. Of the sheet electrodes 203, 205, 207, and 209, two sheet electrodes set as outputs in the multiplexers 229 and 231 are examples of the sheet electrode A and the sheet electrode B in the present invention.

またマルチプレクサ229の出力とマルチプレクサ231の出力とは、抵抗値が等しい抵抗233、235を介して接続されており、抵抗233、235の中間位置237における電位が、コモンモードフィードバック回路239により、ステアリング電極213にフィードバックされている。コモンモードフィードバック回路239は、オペアンプ241、249、抵抗243、245、247から成る。   The output of the multiplexer 229 and the output of the multiplexer 231 are connected via resistors 233 and 235 having the same resistance value, and the potential at the intermediate position 237 between the resistors 233 and 235 is controlled by the common mode feedback circuit 239 by the steering electrode. 213 is fed back. The common mode feedback circuit 239 includes operational amplifiers 241 and 249 and resistors 243, 245, and 247.

また、オペアンプ249の入力端子から参照信号として既知の交流電圧Vin(本実施例においては0.2V、100Hz)を印加する電圧印加手段251が設けられている。また、オペアンプ249の出力が端子CH2に接続している。   Further, voltage application means 251 for applying a known alternating voltage Vin (in this embodiment, 0.2 V, 100 Hz) as a reference signal from the input terminal of the operational amplifier 249 is provided. The output of the operational amplifier 249 is connected to the terminal CH2.

2.心電及びシート電極のソースインピーダンスの検出
本実施形態の心電計測システムは、A/D変換機261とCPU263により心電・インピーダンス同時検出部252を構成する。この心電・インピーダンス同時検出部252は、具体的には図12に示すように、AD検出部253、周波数分離部254、心電信号取得部255、及びインピーダンス算出部256を有する。
2. Detection of Electrocardiogram and Source Impedance of Sheet Electrode In the electrocardiogram measurement system of this embodiment, an A / D converter 261 and a CPU 263 constitute an electrocardiogram / impedance simultaneous detection unit 252. Specifically, the electrocardiogram / impedance simultaneous detection unit 252 includes an AD detection unit 253, a frequency separation unit 254, an electrocardiogram signal acquisition unit 255, and an impedance calculation unit 256, as shown in FIG.

AD検出部253は、CH1〜CH7の信号をデジタル変換(A/D検出)する。
周波数分離部254は、CH1の信号から15〜35Hzの信号を抽出するバンドパスフィルター254aと、CH1及びCH2の信号から印加周波数(Vin)の信号を抽出するバンドパスフィルター254bと、CH3〜CH7の信号から印加周波数(Vin)の信号を抽出するバンドパスフィルター254cと、を有している。バンドパスフィルター254a,254b,254cはデジタル処理によりフィルターをかけているが、アナログ回路にてフィルター処理をしてA/Dを検出してもよい。
The AD detection unit 253 performs digital conversion (A / D detection) on the signals of CH1 to CH7.
The frequency separation unit 254 includes a bandpass filter 254a that extracts a 15 to 35 Hz signal from the CH1 signal, a bandpass filter 254b that extracts an applied frequency (Vin) signal from the CH1 and CH2 signals, and CH3 to CH7. A band-pass filter 254c that extracts a signal having an applied frequency (Vin) from the signal. The band-pass filters 254a, 254b, and 254c are filtered by digital processing, but A / D may be detected by filtering with an analog circuit.

心電信号測定部255は、バンドパスフィルター254aの出力信号から心電信号を取り出す。この心電信号取得部255が本発明における心電取得手段の一例であり、実質的にCPU263により構成されている。   The electrocardiogram signal measurement unit 255 extracts an electrocardiogram signal from the output signal of the bandpass filter 254a. The electrocardiogram signal acquisition unit 255 is an example of an electrocardiogram acquisition unit in the present invention, and is substantially constituted by the CPU 263.

インピーダンス算出部256は、バンドパスフィルター254bの出力信号に基づいて、CH1、CH2に基づくシート電極203,205,207,209のいずれか2つのソースインピーダンスを算出する機能と、バンドパスフィルター254cの出力信号に基づいて、シート電極203,205,207,209それぞれのソースインピーダンスを算出する機能と、を有する。このインピーダンス算出部256が本発明におけるソースインピーダンス取得手段の一例であり、実質的にCPU263により構成されている。   The impedance calculation unit 256 calculates the source impedance of any two of the sheet electrodes 203, 205, 207, and 209 based on CH1 and CH2 based on the output signal of the bandpass filter 254b, and the output of the bandpass filter 254c. And a function of calculating the source impedance of each of the sheet electrodes 203, 205, 207, and 209 based on the signal. The impedance calculation unit 256 is an example of a source impedance acquisition unit in the present invention, and is substantially configured by the CPU 263.

3.CPUによる処理
3−1.心電検出処理
CPU263が実行する心電検出処理を、図13に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、第1実施形態における図5の処理と共通する処理が多いため、同一の処理については同じ符号を用いて説明を割愛する。
3. Processing by CPU 3-1. Electrocardiogram Detection Process The electrocardiogram detection process executed by the CPU 263 will be described based on the flowchart shown in FIG. In addition, since there are many processes common to the process of FIG. 5 in 1st Embodiment, it abbreviate | omits description about the same process using the same code | symbol.

計測命令がオンである場合(S2:YES)、心電・インピーダンスリアルタイム検出処理を行い(S7)、印加電圧調整処理を行い(S4)、入力インピーダンス調整処理を行い(S5)、電極選択処理を行う(S8)。その後、処理がS2に戻る。S7,S8の処理の詳細については後述する。   When the measurement command is ON (S2: YES), an electrocardiogram / impedance real-time detection process is performed (S7), an applied voltage adjustment process is performed (S4), an input impedance adjustment process is performed (S5), and an electrode selection process is performed. Perform (S8). Thereafter, the process returns to S2. Details of the processes of S7 and S8 will be described later.

3−2.心電・インピーダンスリアルタイム検出処理
CPU263が実行する心電・インピーダンスリアルタイム検出処理を、図14に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、図13の心電検出処理のS7にて実行される。本処理では、まず、CH1〜CH7のAD検出を行い(S51)、続いて周波数分離を行う(S52)。ここでは、CH1の信号から15〜35Hzの信号を抽出すると共に、CH1及びCH2の信号から印加周波数(Vin)の信号を抽出する。また、CH3〜CH7の信号から印加周波数(Vin)の信号を抽出する。
3-2. Electrocardiogram / impedance real-time detection process The electrocardiogram / impedance real-time detection process executed by the CPU 263 will be described based on the flowchart shown in FIG. This process is executed in S7 of the electrocardiogram detection process of FIG. In this process, first, AD detection of CH1 to CH7 is performed (S51), and then frequency separation is performed (S52). Here, a 15-35 Hz signal is extracted from the CH1 signal, and an applied frequency (Vin) signal is extracted from the CH1 and CH2 signals. Further, a signal having an applied frequency (Vin) is extracted from the signals of CH3 to CH7.

次に、CH1の信号のうち、S52にて抽出された15〜35Hzの信号に基づいて心電信号を取得する(S53)。次に、S52で抽出された、CH1及びCH2の印加周波数の信号に基づいて、そのときにマルチプレクサ229,231にて設定されているシート電極のソースインピーダンスを算出すると共に、CH3〜CH7の信号に基づいて、シート電極203,205,207,209、ステアリング電極211のソースインピーダンスを算出する(S54)。マルチプレクサ229,231によるシート電極の切り替え設定は、後述する電極選択処理のS63にて行われる。このS54の処理の後、心電検出処理に戻る。   Next, an electrocardiogram signal is acquired based on the 15 to 35 Hz signal extracted in S52 among the CH1 signals (S53). Next, based on the signal of the applied frequency of CH1 and CH2 extracted in S52, the source impedance of the sheet electrode set by the multiplexers 229 and 231 at that time is calculated, and the signals of CH3 to CH7 are also calculated. Based on this, the source impedances of the seat electrodes 203, 205, 207, 209 and the steering electrode 211 are calculated (S54). The sheet electrode switching setting by the multiplexers 229 and 231 is performed in S63 of an electrode selection process described later. After the process of S54, the process returns to the electrocardiogram detection process.

3−3.電極選択処理
CPU263が実行する電極選択処理を、図15に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、心電検出処理のS8にて実行される。本処理は、心電検出の精度を高めるために、4つのシート電極の中からソースインピーダンスが所定の閾値より小さい適切なシート電極を選択し設定する処理である。
3-3. Electrode Selection Process The electrode selection process executed by the CPU 263 will be described based on the flowchart shown in FIG. This process is executed in S8 of the electrocardiogram detection process. This process is a process of selecting and setting an appropriate sheet electrode having a source impedance smaller than a predetermined threshold from the four sheet electrodes in order to increase the accuracy of electrocardiogram detection.

本処理では、まず、現状設定されている2つの電極ともにソースインピーダンスが所定の閾値未満であるか否かを判断する(S61)。ここでいう現状設定されている2つの電極とは、下記のS63で設定されるシート電極である。初期設定はいずれでもよく、例えばシート電極203,205としてもよい。S61においていずれもシート電極も所定の閾値未満であれば(S61:YES)、本処理を終了し、心電検出処理に戻る。   In this process, first, it is determined whether or not the source impedance of the two currently set electrodes is less than a predetermined threshold value (S61). The two currently set electrodes here are sheet electrodes set in S63 below. Any initial setting may be used. For example, the sheet electrodes 203 and 205 may be used. If the sheet electrode is less than the predetermined threshold value in S61 (S61: YES), this process is terminated and the process returns to the electrocardiogram detection process.

一方、2つのシート電極のいずれか一方でも所定の閾値以上であれば(S61:NO)、4つのシート電極のうち、ソースインピーダンスが所定の閾値未満である電極が2つ以上あるか否かを判定する(S62)。なお、マルチプレクサ229,231にて設定されているシート電極のソースインピーダンスは、CH3〜CH6の信号に基づいて算出されるソースインピーダンスと2つ算出されることとなるが、いずれにて算出された値を用いてもよい。   On the other hand, if any one of the two sheet electrodes is equal to or greater than the predetermined threshold (S61: NO), it is determined whether or not there are two or more electrodes having a source impedance less than the predetermined threshold among the four sheet electrodes. Determine (S62). In addition, the source impedance of the sheet electrode set by the multiplexers 229 and 231 is calculated as two source impedances calculated based on the signals of CH3 to CH6. May be used.

S62にて、ソースインピーダンスが所定の閾値未満である電極が2つ以上あれば(S62:YES)、マルチプレクサ229,231を切り替えて、CH1の出力がソースインピーダンスの最も低い2電極の組み合わせとなるように設定を変更する(S63)。その後、心電検出処理に戻る。   In S62, if there are two or more electrodes whose source impedance is less than the predetermined threshold (S62: YES), the multiplexers 229 and 231 are switched so that the output of CH1 becomes a combination of two electrodes having the lowest source impedance. The setting is changed to (S63). Thereafter, the process returns to the electrocardiogram detection process.

一方、ソースインピーダンスが所定の閾値未満である電極が2つ以上無ければ(S62:NO)、心電検出不可の提示を行う(S64)。本処理は図9のS42と同様の処理である。その後、心電検出処理に戻る。   On the other hand, if there are not two or more electrodes whose source impedance is less than the predetermined threshold value (S62: NO), an indication that the electrocardiogram cannot be detected is given (S64). This process is the same as S42 in FIG. Thereafter, the process returns to the electrocardiogram detection process.

4.心電計測システムが奏する効果
本実施形態の心電計測システムは、第1の実施形態の心電計測システムと同様の効果を奏するものであるうえ、さらに、4つのシート電極とドライバとのソースインピーダンスに基づいて心電信号計測に適したシート電極を選択的に用いることができる。また、相対的にソースインピーダンスが低いシート電極を選択して用いることができるので、心電を一層正確に計測できる。
4). Effects produced by the electrocardiogram measurement system The electrocardiogram measurement system according to the present embodiment has the same effects as the electrocardiogram measurement system according to the first embodiment, and further, the source impedance of the four sheet electrodes and the driver. Based on the above, it is possible to selectively use a sheet electrode suitable for electrocardiogram signal measurement. Moreover, since a sheet electrode having a relatively low source impedance can be selected and used, the electrocardiogram can be measured more accurately.

なお、上記の効果は、車両のシートにシート電極を3以上備え、各シート電極と被測定者とのソースインピーダンスに基づき、心電計測に用いる2つのシート電極を選択するシート電極選択手段を備える構成であればよい。   In addition, said effect is equipped with the seat electrode selection means which equips the vehicle seat with three or more seat electrodes, and selects two sheet electrodes used for electrocardiogram measurement based on the source impedance of each seat electrode and the person being measured. Any configuration may be used.

<第3の実施形態>
本実施形態の心電検出システムは、第2の実施形態の心電検出システムと比較して心電計測回路の回路構成及びCPUによる処理が一部相違するのみであるため、その相違点に掛かる部分のみ説明し、同一である部分の説明を割愛する。
<Third Embodiment>
The electrocardiogram detection system according to the present embodiment is different from the electrocardiogram detection system according to the second embodiment only in part of the circuit configuration of the electrocardiogram measurement circuit and the processing by the CPU. Only the part will be described, and the description of the same part will be omitted.

1.心電計測システムの構成
本実施形態の心電計測回路301を図16に示す。ステアリング電極213とコモンモードフィードバック回路239との間には、オン/オフを切替可能なスイッチ271が設けられている。また、電圧印加手段251とオペアンプ249の入力端子との間には、オン/オフを切替可能なスイッチ273が設けられている。スイッチ271、273がともにオフの場合、スイッチ271、273は短絡され、そこから参照信号をステアリング電極213に出力することができる。
1. Configuration of electrocardiogram measurement system FIG. 16 shows an electrocardiogram measurement circuit 301 of the present embodiment. A switch 271 that can be switched on / off is provided between the steering electrode 213 and the common mode feedback circuit 239. In addition, a switch 273 that can be switched on / off is provided between the voltage applying unit 251 and the input terminal of the operational amplifier 249. When the switches 271 and 273 are both off, the switches 271 and 273 are short-circuited, and a reference signal can be output to the steering electrode 213 therefrom.

2.CPUによる処理
2−1.心電検出処理
CPU263が実行する心電検出処理を、図17に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、第1実施形態における図5の処理、及び第2実施形態における図13の処理と共通する処理が多いため、同一の処理については同じ符号を用いて説明を割愛する。
2. Processing by CPU 2-1. Electrocardiogram Detection Process The electrocardiogram detection process executed by the CPU 263 will be described based on the flowchart shown in FIG. In addition, since there are many processes in common with the process of FIG. 5 in 1st Embodiment, and the process of FIG. 13 in 2nd Embodiment, it abbreviate | omits description about the same process using the same code | symbol.

計測命令がオンである場合(S2:YES)、フィードバック回路がオンであるか否かを判定する(S81)。フィードバック回路のオン/オフは、後述するS84にて設定される。フィードバック回路がオンであれば(S81:YES)、心電・インピーダンスリアルタイム検出処理を行い(S7)、印加電圧調整処理を行い(S4)、入力インピーダンス調整処理を行い(S5)、電極選択処理を行う(S82)。この電極選択処理は、4つのシート電極の中から適切なシート電極を選択し設定する処理であるが、詳細は後述する。その後、処理がS84へ移行する。   If the measurement command is on (S2: YES), it is determined whether the feedback circuit is on (S81). On / off of the feedback circuit is set in S84 described later. If the feedback circuit is on (S81: YES), an electrocardiogram / impedance real-time detection process is performed (S7), an applied voltage adjustment process is performed (S4), an input impedance adjustment process is performed (S5), and an electrode selection process is performed. Perform (S82). This electrode selection process is a process of selecting and setting an appropriate sheet electrode from the four sheet electrodes, and details will be described later. Thereafter, the process proceeds to S84.

一方フィードバック回路がオフであれば(S81:NO)、心電・インピーダンスリアルタイム検出処理を行う(S83)。ここでは、端子CH3〜CH7の信号に基づき、対応する各シート電極及びステアリング電極211のソースインピーダンスを算出すると共に、CH3〜CH6のいずれかに基づいて心電信号を取得する(シングルエンドモード)。続いて電極選択処理を行う(S82)。この電極選択処理のその後、処理がS84へ移行する。続いて、回路構成判定処理を行い(S84)、処理がS2に戻る。電極選択処理及び回路構成判定処理の詳細は後述する。   On the other hand, if the feedback circuit is off (S81: NO), an electrocardiogram / impedance real-time detection process is performed (S83). Here, the source impedance of each corresponding seat electrode and steering electrode 211 is calculated based on the signals of the terminals CH3 to CH7, and an electrocardiographic signal is acquired based on one of the CH3 to CH6 (single end mode). Subsequently, an electrode selection process is performed (S82). After this electrode selection process, the process proceeds to S84. Subsequently, a circuit configuration determination process is performed (S84), and the process returns to S2. Details of the electrode selection process and the circuit configuration determination process will be described later.

2−2.回路構成判定処理
CPU263が実行する回路構成判定処理を、図18のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、心電検出処理のS84にて実行される。
2-2. Circuit Configuration Determination Processing The circuit configuration determination processing executed by the CPU 263 will be described based on the flowchart of FIG. This process is executed in S84 of the electrocardiogram detection process.

本処理ではまず、CH3、CH4、CH5、CH6の信号から算出されるシート電極203〜209うち、ソースインピーダンスが任意の閾値より小さいものが2つ以上存在するか否かを判断する(S91)。2つ以上存在していれば(S91:YES)、車両の走行速度が0Km/h以上である(走行している)か否かを判断する(S92)。0Km/h以上である場合(S92:YES)、処理がS94に移行する。   In this process, first, it is determined whether or not there are two or more sheet electrodes 203 to 209 calculated from the signals of CH3, CH4, CH5, and CH6, the source impedance of which is smaller than an arbitrary threshold (S91). If there are two or more (S91: YES), it is determined whether or not the traveling speed of the vehicle is 0 km / h or more (running) (S92). When it is 0 Km / h or more (S92: YES), the process proceeds to S94.

一方、S91にて上記電極が2以上存在しない場合(S91:NO)、又は、S92にて0Km/hである場合(S92:NO)、CH7のソースインピーダンスが、所定の閾値より大きいか否かを判断する(S93)。所定の閾値より大きい場合(S93:YES)にはS94に移行し、所定の閾値以下である場合(S93:NO)にはS95に移行する。   On the other hand, if two or more electrodes are not present in S91 (S91: NO), or if SK is 0 Km / h (S92: NO), whether the source impedance of CH7 is greater than a predetermined threshold value or not Is determined (S93). When it is larger than the predetermined threshold (S93: YES), the process proceeds to S94, and when it is equal to or smaller than the predetermined threshold (S93: NO), the process proceeds to S95.

続くS94では、スイッチ271、273をともにオンとして、フィードバック回路オンとする。一方S75では、スイッチ271、273をともにオフとして、スイッチ271、273を短絡し、フィードバック回路オフとする。これらの処理の後、本処理を終了して心電検出処理に戻る。   In subsequent S94, the switches 271 and 273 are both turned on to turn on the feedback circuit. On the other hand, in S75, both the switches 271 and 273 are turned off, the switches 271 and 273 are short-circuited, and the feedback circuit is turned off. After these processes, this process is terminated and the process returns to the electrocardiogram detection process.

2−3.電極選択処理
CPU263が実行する電極選択処理を、図19に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、心電検出処理のS82にて実行される。本処理は、心電検出の精度を高めるために、4つの電極の中からソースインピーダンスが所定の閾値より大きい適切な電極を選択する処理である。
2-3. Electrode Selection Process The electrode selection process executed by the CPU 263 will be described based on the flowchart shown in FIG. This process is executed in S82 of the electrocardiogram detection process. This process is a process of selecting an appropriate electrode having a source impedance larger than a predetermined threshold from the four electrodes in order to increase the accuracy of electrocardiogram detection.

本処理では、まず、2つ以上の電極のソースインピーダンスが所定の閾値未満であるか否かを判断する(S111)。ソースインピーダンスが所定の閾値未満であるシート電極が2つ以上無ければ(S111:NO)、心電検出不可の提示を行う(S112)。本処理は図9のS42と同様の処理である。その後、本処理を終了し、心電検出処理に戻る。   In this process, first, it is determined whether or not the source impedance of two or more electrodes is less than a predetermined threshold (S111). If there are not two or more sheet electrodes whose source impedance is less than the predetermined threshold (S111: NO), an indication that electrocardiogram detection is impossible is made (S112). This process is the same as S42 in FIG. Thereafter, this process is terminated, and the process returns to the electrocardiogram detection process.

一方、ソースインピーダンスが所定の閾値未満であるシート電極が2つ以上あれば(S111:YES)、そのような電極が3つ以上あるか否かを判断する(S113)。ソースインピーダンスが所定の閾値未満である電極が3つ以上無ければ(S113:NO)、マルチプレクサ229,231を切り替えてソースインピーダンスが所定の閾値未満である2電極の組み合わせに設定を変更し(S114)、本処理を終了する。   On the other hand, if there are two or more sheet electrodes whose source impedance is less than the predetermined threshold (S111: YES), it is determined whether there are three or more such electrodes (S113). If there are not three or more electrodes whose source impedance is less than the predetermined threshold (S113: NO), the multiplexers 229 and 231 are switched to change the setting to a combination of two electrodes whose source impedance is less than the predetermined threshold (S114). This process is terminated.

一方、ソースインピーダンスが所定の閾値未満である電極が3つ以上あれば(S113:YES)、予め定めた優先度の高いCH対を選択し、当該CH対にマルチプレクサ229,231を切り替えて2電極の組み合わせ設定を変更する(S115)。   On the other hand, if there are three or more electrodes whose source impedance is less than the predetermined threshold value (S113: YES), a CH pair having a predetermined high priority is selected, and the multiplexers 229 and 231 are switched to the CH pair, and two electrodes are selected. The combination setting is changed (S115).

その選択基準は、選択した一対のCHにおける一対のシート電極の配列方向が、予め定められた、優先度の高い誘導の方向となるべく一致することである。誘導の優先度は例えば、以下のようにすることができる。なおCH3,4,5,6はそれぞれシート電極203,205,207,209に対応する。
第1優先:第II誘導で右上、左下のCH対(CH3−CH4、CH5−CH6)
第2優先:第III誘導で左上、左下のCH対(CH4−CH6)
第3優先:第I誘導で上下同じで左、右のCH対(CH4−CH5)
第4優先:右上、右下のCH対(CH3−CH5)
このS115の後、心電検出処理に戻る。
The selection criterion is that the arrangement direction of the pair of sheet electrodes in the selected pair of CHs matches the predetermined high-priority guidance direction as much as possible. For example, the priority of guidance can be as follows. CH3, 4, 5, and 6 correspond to sheet electrodes 203, 205, 207, and 209, respectively.
First priority: right upper and lower left CH pairs in induction II (CH3-CH4, CH5-CH6)
Second priority: In the third lead, the upper left and lower left CH pairs (CH4-CH6)
3rd priority: Left and right CH pair (CH4-CH5) in the same way up and down in lead I
Fourth priority: upper right, lower right CH pair (CH3-CH5)
After S115, the process returns to the electrocardiogram detection process.

3.心電計測システムが奏する効果
本実施形態の心電計測システムは、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様の効果を奏する。
3. Effects produced by the electrocardiogram measurement system The electrocardiogram measurement system of the present embodiment has the same effects as the first embodiment and the second embodiment.

また、各シート電極及びステアリング電極211のソースインピーダンス、及び車両の走行状態に応じて、フィードバック回路オンの状態とフィードバック回路オフの状態とを切り替えることができる。各シート電極及びステアリング電極211のソースインピーダンス、及び車両の走行状態と、フィードバック回路のオン/オフとの関係を図20に示す。   Further, the feedback circuit ON state and the feedback circuit OFF state can be switched according to the source impedance of each seat electrode and the steering electrode 211 and the traveling state of the vehicle. FIG. 20 shows the relationship between the source impedance of each seat electrode and steering electrode 211, the running state of the vehicle, and the on / off state of the feedback circuit.

マルチプレクサ229,231の切り替えによりCH1の出力として設定されているシート電極のソースインピーダンスが、どちらも所定の閾値以下であり(シート電極がどちらもドライバに充分接触し)、且つ車両が走行している状態では、フィードバック回路オンの状態として、心電を計測する。また、設定されているシート電極のソースインピーダンスがどちらも所定の閾値以下であり、且つ車両が停止し、且つステアリング電極211のソースインピーダンスが所定の閾値以上の場合、フィードバック回路オンの状態として、心電を計測する。これらの場合、第1及び第2の実施形態と同様の効果を奏する。   The source impedance of the sheet electrode set as the output of CH1 by switching the multiplexers 229 and 231 is less than a predetermined threshold value (both the sheet electrodes are in sufficient contact with the driver), and the vehicle is running In the state, the electrocardiogram is measured with the feedback circuit on. In addition, when both of the set source impedances of the seat electrodes are equal to or lower than a predetermined threshold, the vehicle is stopped, and the source impedance of the steering electrode 211 is equal to or higher than the predetermined threshold, Measure electricity. In these cases, the same effects as those of the first and second embodiments are obtained.

また、ソースインピーダンスが所定の閾値より小さいシート電極が2電極以上存在しない場合又は車両が走行中の状態であって、ステアリング電極211のソースインピーダンスが任意の閾値未満である場合、フィードバック回路オフの状態として、シングルエンドモードで心電を計測する。これは、以下の理由による。   Further, when two or more seat electrodes having a source impedance smaller than a predetermined threshold do not exist or when the vehicle is running and the source impedance of the steering electrode 211 is less than an arbitrary threshold, the feedback circuit is off. Measure ECG in single-ended mode. This is due to the following reason.

2つ以上のシート電極のソースインピーダンスが所定の閾値より小さくない状態では、心電を正確に計測できない。また、この状態では、シート電極203,205,207,209の接触状態が同等ではないと考えられるため、各シート電極に重畳する車両ノイズが異なってしまい、2つのシート電極を差動してもノイズが低減できない場合がある。この状態においては、シングルエンドモードの方が、心電を正確に計測できる可能性が高い。   In the state where the source impedance of two or more sheet electrodes is not smaller than a predetermined threshold, the electrocardiogram cannot be measured accurately. In this state, since the contact state of the seat electrodes 203, 205, 207, and 209 is considered to be not equivalent, the vehicle noise superimposed on each seat electrode is different, and even if the two seat electrodes are differentiated. Noise may not be reduced. In this state, the single-ended mode is more likely to measure the electrocardiogram accurately.

また、2つ以上のシート電極のソースインピーダンスがどちらも所定の閾値以下であり、且つ車両が停止し、且つステアリング電極211のソースインピーダンスが所定の閾値未満の場合は、フィードバック回路オフの状態として、シングルエンドモードで心電を計測する。これは、車両が停止していれば、ノイズは少ないと考えられ、2つの電極が接触状態である必要があるフィードバック回路オンの状態よりも、1つの電極のみで検出できるシングルエンドモードの方が、心電検出率が向上するからである。   When the source impedances of two or more seat electrodes are both equal to or lower than a predetermined threshold, the vehicle stops, and the source impedance of the steering electrode 211 is lower than the predetermined threshold, the feedback circuit is turned off. ECG is measured in single-ended mode. This is because the noise is considered to be less if the vehicle is stopped, and the single-ended mode that can be detected with only one electrode is more effective than the feedback circuit on state that requires two electrodes to be in contact. This is because the electrocardiogram detection rate is improved.

なお、上記の効果は、心電計測システムがシート電極と被測定者との間のソースインピーダンスに基づいてフィードバック回路のオン/オフを決定するフィードバック決定手段とを備えることにより実現できる。これにより、心電の計測方法を、種々の状況に応じて選択することができる。   In addition, said effect is realizable by providing the electrocardiogram measurement system with the feedback determination means which determines ON / OFF of a feedback circuit based on the source impedance between a sheet electrode and a to-be-measured person. Thereby, the measurement method of an electrocardiogram can be selected according to various situations.

このフィードバック決定手段としては、例えば、シート電極Aと被測定者との間のソースインピーダンス、及びシート電極Bと被測定者との間のソースインピーダンスのうちの少なくとも一方が所定の閾値より高いことを条件として、フィードバック回路をオフとするものが挙げられる。このようなフィードバック決定手段を備えることにより、シート電極A及びシート電極Bの差動信号によっては心電を正確に計測できない状態(例えば、シート電極A、シート電極Bのうちの少なくとも一方が被測定者に充分密着していない状態)では、フィードバック回路をオフとして、例えば、シングルエンドモードにより、心電を計測することができる。   As the feedback determination means, for example, at least one of the source impedance between the sheet electrode A and the person to be measured and the source impedance between the sheet electrode B and the person to be measured is higher than a predetermined threshold. As a condition, there is one that turns off the feedback circuit. By providing such feedback determination means, the electrocardiogram cannot be accurately measured by the differential signal of the sheet electrode A and the sheet electrode B (for example, at least one of the sheet electrode A and the sheet electrode B is measured). In a state where the person is not sufficiently in close contact with the person, the feedback circuit is turned off, and the electrocardiogram can be measured, for example, in a single end mode.

また、例えば、ステアリング電極と被測定者との間のソースインピーダンスを取得する手段と、車両のノイズの量を表すノイズ情報を取得するノイズ情報取得手段とを備え、フィードバック決定手段は、ステアリング電極のソースインピーダンスが所定の閾値以下であり、且つ前記ノイズ情報が表すノイズの量が所定の閾値以下であることを条件として、フィードバック回路をオフとすることができる。   Further, for example, it comprises means for obtaining the source impedance between the steering electrode and the person to be measured, and noise information obtaining means for obtaining noise information representing the amount of noise of the vehicle, and the feedback determining means comprises the steering electrode The feedback circuit can be turned off on condition that the source impedance is equal to or less than a predetermined threshold and the amount of noise represented by the noise information is equal to or less than the predetermined threshold.

すなわち、ステアリング電極のソースインピーダンスが所定の閾値以下であり、且つノイズ情報が表すノイズの量が所定の閾値以下の状態では、シート電極A及びシート電極Bの差動信号を用いなくても(例えばシングルエンドモードを用いることで)心電を正確に計測できることがあるので、フィードバック回路をオフとする。   That is, when the source impedance of the steering electrode is equal to or lower than a predetermined threshold and the amount of noise represented by the noise information is equal to or lower than the predetermined threshold, the differential signal of the seat electrode A and the seat electrode B is not used (for example, Since the electrocardiogram may be accurately measured (by using the single end mode), the feedback circuit is turned off.

ノイズ情報とは、車両のエンジン(又はモーター)、又は走行状態に由来するノイズの量に関連する情報である。ノイズ情報としては、例えば、車両の速度(例えば車両が停止しているか否か)、エンジンやモーターの回転数(例えばエンジンやモーターが停止しているか否か)等が挙げられる。車両が走行している場合は、停止している場合に比べて、ノイズが大きくなる。また、エンジン(又はモーター)が回転している場合は、それらが停止している場合に比べて、ノイズは大きくなる。   The noise information is information related to the amount of noise derived from the vehicle engine (or motor) or the running state. The noise information includes, for example, the speed of the vehicle (for example, whether the vehicle is stopped), the rotational speed of the engine or motor (for example, whether the engine or motor is stopped), or the like. When the vehicle is traveling, noise is larger than when the vehicle is stopped. Further, when the engine (or motor) is rotating, noise becomes larger than when the engine is stopped.

フィードバック決定手段は、例えば、シート電極のソースインピーダンスが所定の閾値未満であり、且つノイズ情報が表すノイズの量が所定の閾値を越える場合、フィードバック回路をオンとすることができる。ノイズの量が所定値を越える場合でも、フィードバック回路をオンとし、シート電極A及びシート電極Bで差動することにより、そのノイズをキャンセルすることが可能となる。   For example, when the source impedance of the sheet electrode is less than a predetermined threshold value and the amount of noise represented by the noise information exceeds the predetermined threshold value, the feedback determination unit can turn on the feedback circuit. Even when the amount of noise exceeds a predetermined value, it is possible to cancel the noise by turning on the feedback circuit and making a difference between the sheet electrode A and the sheet electrode B.

また、例えば、フィードバック回路をオフとした場合、シート電極Aとシート電極Bのうちの一方から、心電信号を取り出すこと(シングルエンドモードでの計測)ができる。   For example, when the feedback circuit is turned off, an electrocardiographic signal can be taken out from one of the sheet electrode A and the sheet electrode B (measurement in a single end mode).

1…心電計測回路、3…シート電極、5…シート電極、7…ステアリング電極、22…オペアンプ、25…コモンモードフィードバック回路、31…オペアンプ、33…電圧印加手段、55…心電信号取得部、56…インピーダンス算出部、61…CPU、201…心電計測回路、203…シート電極、205…シート電極、207…シート電極、209…シート電極、211…ステアリング電極、213…ステアリング電極、214…シート、229…マルチプレクサ、231…マルチプレクサ、239…コモンモードフィードバック回路、249…オペアンプ、251…電圧印加手段、255…心電信号取得部、255…心電信号測定部、256…インピーダンス算出部、263…CPU、271…スイッチ、273…スイッチ、301…心電計測回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrocardiogram measurement circuit, 3 ... Sheet electrode, 5 ... Sheet electrode, 7 ... Steering electrode, 22 ... Operational amplifier, 25 ... Common mode feedback circuit, 31 ... Operational amplifier, 33 ... Voltage application means, 55 ... Electrocardiogram signal acquisition part 56 ... Impedance calculation unit 61 ... CPU 201 ... Electrocardiogram measurement circuit 203 ... Sheet electrode 205 ... Sheet electrode 207 ... Sheet electrode 209 ... Sheet electrode 211 ... Steering electrode 213 ... Steering electrode 214 ... Sheet, 229 ... Multiplexer, 231 ... Multiplexer, 239 ... Common mode feedback circuit, 249 ... Operational amplifier, 251 ... Voltage application means, 255 ... ECG signal acquisition unit, 255 ... ECG signal measurement unit, 256 ... Impedance calculation unit, 263 ... CPU, 271 ... switch, 273 ... switch, 301 Electrocardiographic measurement circuit

Claims (4)

車両のシートに設けられたシート電極A(3,5,203,205,207,209)及びシート電極B(3,5,203,205,207,209)と、
前記車両のステアリングに設けられたステアリング電極(7,211)と、
前記シート電極Aと前記シート電極Bとの間の電位を前記ステアリング電極にフィードバックするフィードバック回路(25,239)と、
前記シートに着座した被測定者に所定の交流電圧を印加する電圧印加手段(33,251)と、
前記シート電極A及び前記シート電極Bの差動信号を心電信号として取り出す心電取得手段(61,263)と、
前記電圧印加手段から前記交流電圧が印加され、前記被測定者に入力される入力信号と、前記シート電極A及び前記シート電極Bの出力信号と、に基づき、前記シート電極Aと被測定者との間のソースインピーダンス、及び前記シート電極Bと被測定者との間のソースインピーダンスを取得するソースインピーダンス取得手段(61,263)と、を備える
ことを特徴とする心電計測システム。
A sheet electrode A (3, 5, 203, 205, 207, 209) and a sheet electrode B (3, 5, 203, 205, 207, 209) provided on a vehicle seat;
Steering electrodes (7, 211) provided on the steering of the vehicle;
A feedback circuit (25, 239) for feeding back a potential between the seat electrode A and the seat electrode B to the steering electrode;
Voltage application means (33, 251) for applying a predetermined AC voltage to the measurement subject seated on the seat;
Electrocardiographic acquisition means (61, 263) for taking out a differential signal of the sheet electrode A and the sheet electrode B as an electrocardiographic signal;
Based on the input signal to which the AC voltage is applied from the voltage application means and input to the person to be measured, and the output signals of the sheet electrode A and the sheet electrode B, the sheet electrode A and the person to be measured A source impedance acquisition unit (61, 263) for acquiring a source impedance between the sheet electrode B and a source impedance between the sheet electrode B and the person to be measured.
前記電圧印加手段は、前記フィードバック回路に前記交流電圧を印加するものであり、
前記入力信号は、前記ステアリング電極に入力される信号である
ことを特徴とする請求項1に記載の心電計測システム。
The voltage applying means applies the AC voltage to the feedback circuit,
The electrocardiogram measurement system according to claim 1, wherein the input signal is a signal input to the steering electrode.
前記電圧印加手段は、前記入力信号に基づいて、前記交流電圧の振幅及び/又は周波数を調整する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の心電計測システム。
The electrocardiogram measurement system according to claim 1 or 2, wherein the voltage application unit adjusts the amplitude and / or frequency of the AC voltage based on the input signal.
前記入力信号に基づいて、前記シート電極A及び/又は前記シート電極Bの入力インピーダンスを調整する調整手段(9,11)を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の心電計測システム。
The adjustment means (9, 11) for adjusting the input impedance of the sheet electrode A and / or the sheet electrode B based on the input signal is provided. The electrocardiogram measurement system described in 1.
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