JP2016077580A - Biological signal amplifying device and biological signal transmitting apparatus - Google Patents

Biological signal amplifying device and biological signal transmitting apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological signal amplifying device capable of removing a hum noise without using a notch filter.SOLUTION: A biological signal amplifying device 2 comprises: first and second terminals 12 that receive input of biological signals; a voltage divider 13 that divides voltage between the first and second terminals 12 at a prescribed rate; a differential amplifier 14 that uses ground voltage being the voltage divided by the voltage divider 13 to amplify a difference between the biological signals input into the first and second terminals 12; and an adjustment part 15 that adjusts the ground voltage divided by the voltage divider 13, so as to cancel out noises to be input into the first and second terminals 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、脳波、心電位、筋電位等の生体信号を増幅する生体信号増幅装置等に関する。   The present invention relates to a biological signal amplification device that amplifies biological signals such as brain waves, cardiac potentials, and myoelectric potentials.

従来、脳波計や心電計、筋電計等を用いて、脳波や心電位、筋電位等の生体信号を取得して増幅することが行われていた。なお、そのような生体信号の測定装置等において、電源周波数に由来するハムノイズを除去することが行われていた。例えば、アース電極を用いることによって、ハムノイズを除去することが行われていた(例えば、特許文献1参照)。具体的には、図10で示されるように、被検者に3個の電極を装着し、2個の電極は増幅のための端子に接続し、残りの1個の電極は装置のグランドに接続されることが行われていた。また、例えば、ノッチフィルタやバンドエリミネーションフィルタ等のフィルタを用いることによってハムノイズを除去することも行われていた(例えば、特許文献2参照)。   Conventionally, a biological signal such as an electroencephalogram, an electrocardiogram, or an electromyogram is acquired and amplified using an electroencephalograph, an electrocardiograph, an electromyograph, or the like. In such a biological signal measuring device or the like, hum noise derived from the power supply frequency has been removed. For example, hum noise has been removed by using a ground electrode (see, for example, Patent Document 1). Specifically, as shown in FIG. 10, three electrodes are attached to the subject, two electrodes are connected to a terminal for amplification, and the remaining one electrode is connected to the ground of the apparatus. Being connected was done. Further, for example, hum noise has been removed by using a filter such as a notch filter or a band elimination filter (see, for example, Patent Document 2).

特開2005−296214号公報JP 2005-296214 A 特開2005−124903号公報JP 2005-124903 A

しかしながら、上記従来例のように、フィルタを用いることによって特定の周波数のノイズを除去した場合には、その周波数の生体信号をも除去してしまうことになる。また、上記従来例のように、アース電極(不関電極)を用いた場合には、生体に電流が流れるため、測定装置からの電気ショックを生体(例えば、人間または実験動物)が受ける可能性があった。特に、測定装置のアース線が外れた場合には、感電の危険性が高まるという問題があった。
したがって、アース電極を用いることなく、ハムノイズを除去すると共に生体信号は除去しない生体信号増幅装置の開発が望まれていた。
However, when noise of a specific frequency is removed by using a filter as in the conventional example, a biological signal of that frequency is also removed. In addition, when a ground electrode (indifferent electrode) is used as in the above-described conventional example, since a current flows through the living body, there is a possibility that the living body (for example, a human or a laboratory animal) may receive an electric shock from the measuring device. was there. In particular, when the earth wire of the measuring device is disconnected, there is a problem that the risk of electric shock increases.
Therefore, it has been desired to develop a biological signal amplifying device that removes hum noise and does not remove biological signals without using a ground electrode.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、アース電極を用いることなく、商用電源の周波数に応じたハムノイズの除去による生体信号への影響を低減することができる生体信号増幅装置等を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and a biological signal amplification apparatus capable of reducing the influence on a biological signal by removing hum noise according to the frequency of a commercial power supply without using a ground electrode. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、本発明による生体信号増幅装置は、生体信号が入力される第1及び第2の端子と、第1及び第2の端子の間の電圧を所定の割合で分圧する分圧器と、第1及び第2の端子に入力された生体信号の差分を、分圧器によって分圧された電圧であるグランド電圧を用いて増幅する差動増幅器と、第1及び第2の端子に入力されるハムノイズが相殺されるように、分圧器が分圧するグランド電圧を調整する調整部と、を備えたものである。
このような構成により、ノッチフィルタを用いることなく、第1及び第2の端子に入力されるハムノイズが相殺されるようにすることができる。その結果、商用電源の周波数に応じたノイズの除去を、その周波数帯域の生体信号を損なわずに実現できうる。また、アース電極が不要となるため、例えば、被検者や被検動物が感電しないようにすることができる。また、例えば、被検者や被検動物に装着する電極が2個になることによって、被検者や被検動物の負担を軽減することもできる。
In order to achieve the above object, a biological signal amplifying apparatus according to the present invention divides a voltage between a first terminal and a second terminal to which a biological signal is input and a first terminal and a second terminal at a predetermined ratio. A differential amplifier that amplifies the difference between the biological signal input to the voltage divider and the first and second terminals using a ground voltage that is a voltage divided by the voltage divider, and the first and second terminals. And an adjustment unit that adjusts a ground voltage that is divided by the voltage divider so that the input hum noise is canceled.
With such a configuration, it is possible to cancel the hum noise input to the first and second terminals without using a notch filter. As a result, noise removal according to the frequency of the commercial power supply can be realized without damaging the biological signal in that frequency band. In addition, since the ground electrode is not necessary, for example, it is possible to prevent the subject or the subject from being electrocuted. In addition, for example, by providing two electrodes to the subject or the test animal, the burden on the subject or the test animal can be reduced.

また、本発明による生体信号増幅装置では、調整部は、差動増幅器の出力からハムノイズに応じた周波数成分の信号を抽出するバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタによって抽出された信号を整流する整流器と、整流器によって整流された信号の直流成分を抽出する抽出器と、抽出器によって抽出された直流成分が小さくなるように、グランド電圧を調整する制御器と、を有し、差動増幅器は、生体信号に関する増幅を、当該制御器によって調整されたグランド電圧を用いて行ってもよい。
このような構成により、ノイズが適切に相殺されているかどうかを抽出器の出力を用いて知ることができる。そのため、その抽出器の出力を用いて、ノイズが適切に相殺されるように、分圧器を調整することができる。
In the biological signal amplifying device according to the present invention, the adjustment unit includes a bandpass filter that extracts a signal having a frequency component corresponding to hum noise from the output of the differential amplifier, and a rectifier that rectifies the signal extracted by the bandpass filter; An extractor that extracts a DC component of the signal rectified by the rectifier, and a controller that adjusts the ground voltage so that the DC component extracted by the extractor is reduced. Amplification of the signal may be performed using a ground voltage adjusted by the controller.
With such a configuration, it is possible to know whether or not noise is appropriately canceled using the output of the extractor. Therefore, the output of the extractor can be used to adjust the voltage divider so that noise is appropriately canceled.

また、本発明による生体信号増幅装置では、調整部は、差動増幅器の出力からハムノイズに応じた周波数成分の信号を抽出する第1のバンドパスフィルタと、第1の端子に入力された信号からハムノイズに応じた周波数成分の信号を抽出する第2のバンドパスフィルタと、第2のバンドパスフィルタによって抽出された信号を用いて、第1のバンドパスフィルタによって抽出された信号を同期検波する同期検波器と、同期検波器によって同期検波された信号の直流成分を抽出する抽出器と、抽出器によって抽出された直流成分を用いて、ハムノイズに応じた差動増幅器の出力が小さくなるように、グランド電圧を調整する制御器と、を有し、差動増幅器は、生体信号に関する増幅を、当該制御器によって調整されたグランド電圧を用いて行ってもよい。
このような構成により、ノイズが適切に相殺されているかどうかを抽出器の出力を用いて知ることができる。そのため、その抽出器の出力を用いて、ノイズが適切に相殺されるように、分圧器を調整することができる。
In the biological signal amplifying apparatus according to the present invention, the adjustment unit is configured to extract the first band-pass filter that extracts a frequency component signal corresponding to the hum noise from the output of the differential amplifier, and the signal input to the first terminal. Synchronous detection of the signal extracted by the first band-pass filter using the second band-pass filter that extracts the signal of the frequency component corresponding to the hum noise and the signal extracted by the second band-pass filter Using the detector, the extractor that extracts the DC component of the signal synchronously detected by the synchronous detector, and the DC component extracted by the extractor, the output of the differential amplifier corresponding to hum noise is reduced. A controller for adjusting the ground voltage, and the differential amplifier performs amplification related to the biological signal using the ground voltage adjusted by the controller. It may be.
With such a configuration, it is possible to know whether or not noise is appropriately canceled using the output of the extractor. Therefore, the output of the extractor can be used to adjust the voltage divider so that noise is appropriately canceled.

また、本発明による生体信号増幅装置では、第1の端子が接続される電極であり、生体に接触する電極である第1の電極から差動増幅器までの配線の長さ、及び第2の端子が接続される電極であり、生体に接触する電極である第2の電極から差動増幅器までの配線の長さは、それぞれ1メートル以下であってもよい。
有線の長さが長いほど、ハムノイズが混入しやすくなるが、このような構成により、ハムノイズの混入の可能性を低減することができるようになる。
In the biological signal amplifying device according to the present invention, the first terminal is connected to the electrode, the length of the wiring from the first electrode that is in contact with the living body to the differential amplifier, and the second terminal The length of the wiring from the second electrode, which is an electrode that is connected to the living body, to the differential amplifier may be 1 meter or less.
The longer the wire length, the easier it is for hum noise to mix, but with such a configuration, the possibility of hum noise mixing can be reduced.

また、本発明による生体信号増幅装置では、分圧器は、第1及び第2の端子の間の電圧を分圧した第1及び第2の電圧の一方を、生体信号の周波数よりも高い周波数で交互に選択することによって、第1及び第2の端子の間の電圧を分圧してもよい。
このような構成により、例えば、分圧器の回路規模を小さくすることができる。
In the biological signal amplifying device according to the present invention, the voltage divider is configured to apply one of the first and second voltages obtained by dividing the voltage between the first and second terminals at a frequency higher than the frequency of the biological signal. By alternately selecting, the voltage between the first and second terminals may be divided.
With such a configuration, for example, the circuit scale of the voltage divider can be reduced.

また、本発明による生体信号増幅装置では、生体信号は、脳波、心電位、筋電位のいずれかであってもよい。
このような構成により、脳波等の極小信号に対して、ハムノイズを低減した適切な増幅を実現することができるようになる。
In the biological signal amplification device according to the present invention, the biological signal may be any one of an electroencephalogram, a cardiac potential, and a myoelectric potential.
With such a configuration, it is possible to realize appropriate amplification with reduced hum noise for a minimal signal such as an electroencephalogram.

また、本発明による生体信号送信装置では、生体信号増幅装置と、差動増幅器の出力信号である送信信号を無線送信する送信部と、を備えたものである。
このような構成により、有線送信する場合と比較して、増幅後にハムノイズの影響を受けにくくすることができる。
The biological signal transmission device according to the present invention includes a biological signal amplification device and a transmission unit that wirelessly transmits a transmission signal that is an output signal of the differential amplifier.
With such a configuration, it is possible to make it less susceptible to hum noise after amplification than in the case of wired transmission.

また、本発明による生体信号送信装置では、送信部は、送信信号にパルス周波数変調を行うPFM変調器と、パルス周波数変調された信号を微分する微分器と、微分された信号にASK変調を行うASK変調器と、を有し、ASK変調された信号が無線送信されてもよい。
このような構成により、送信電力を低減することができるようになる。
In the biological signal transmission apparatus according to the present invention, the transmission unit performs a PFM modulator that performs pulse frequency modulation on the transmission signal, a differentiator that differentiates the pulse frequency modulated signal, and performs ASK modulation on the differentiated signal. An ASK modulator, and an ASK modulated signal may be transmitted wirelessly.
With such a configuration, transmission power can be reduced.

本発明による生体信号増幅装置等によれば、商用電源の周波数に応じたノイズを除去する際の生体信号への影響を低減することができる。   According to the biological signal amplifying apparatus and the like according to the present invention, it is possible to reduce the influence on the biological signal when noise corresponding to the frequency of the commercial power supply is removed.

本発明の実施の形態1による生体信号送信装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the biosignal transmitter by Embodiment 1 of this invention. 同実施の形態における分圧器の調整について説明するための図The figure for demonstrating adjustment of the voltage divider in the same embodiment 同実施の形態における信号の一例を示す波形図Waveform diagram showing an example of a signal in the same embodiment 同実施の形態における送信部の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the transmission part in the embodiment 同実施の形態における信号の一例を示す波形図Waveform diagram showing an example of a signal in the same embodiment 同実施の形態による生体信号送信装置の構成の他の一例を示す図The figure which shows another example of a structure of the biosignal transmitter by the embodiment 同実施の形態による生体信号増幅装置を用いた実験結果の一例を示す図The figure which shows an example of the experimental result using the biological signal amplifier by the same embodiment 同実施の形態における分圧器の他の一例を示す図The figure which shows another example of the voltage divider in the same embodiment 同実施の形態における分圧器の制御信号の一例を示す波形図Waveform diagram showing an example of the control signal of the voltage divider in the same embodiment 従来例において被検者に装着される電極の位置の一例を示す図The figure which shows an example of the position of the electrode with which a subject is mounted | worn in a prior art example

以下、本発明による生体信号送信装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。   Hereinafter, a biological signal transmission apparatus according to the present invention will be described using embodiments. Note that, in the following embodiments, the components given the same reference numerals are the same or equivalent, and repetitive description may be omitted.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1による生体信号送信装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による生体信号送信装置は、グラウンド電圧を自動調整することによって、商用電源の周波数に応じたハムノイズを除去するものである。
(Embodiment 1)
A biological signal transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. The biological signal transmission apparatus according to the present embodiment removes hum noise according to the frequency of the commercial power supply by automatically adjusting the ground voltage.

図1は、本実施の形態による生体信号送信装置1の構成を示すブロック図である。本実施の形態による生体信号送信装置1は、生体信号増幅装置2と、送信部16とを備える。
生体信号増幅装置2は、第1の端子11と、第2の端子12と、分圧器13と、差動増幅器14と、調整部15とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a biological signal transmitter 1 according to this embodiment. The biological signal transmission device 1 according to the present embodiment includes a biological signal amplification device 2 and a transmission unit 16.
The biological signal amplification device 2 includes a first terminal 11, a second terminal 12, a voltage divider 13, a differential amplifier 14, and an adjustment unit 15.

第1の端子11は、生体に接触する電極である第1の電極と電気的に接続されている。そして、第1の電極からの生体信号が入力される。なお、生体は、人間であってもよく、人間以外の動物であってもよい。その動物は、脊椎動物であってもよく、無脊椎動物であってもよい。脊椎動物は、例えば、マウス、ラット、モルモット、ウサギ等の哺乳類であってもよく、爬虫類、両生類、魚類、鳥類であってもよい。また、生体信号は、脳波、心電位、筋電位のいずれかであってもよい。筋電位は、眼球の筋電位(眼電位)であってもよく、その他の筋電位であってもよい。
第2の端子12は、生体に接触する電極である第2の電極と電気的に接続されている。そして、第2の電極からの生体信号が入力される。なお、第1及び第2の電極が接触する生体は通常、同じである。
The 1st terminal 11 is electrically connected with the 1st electrode which is an electrode which contacts a living body. Then, a biological signal from the first electrode is input. The living body may be a human or an animal other than a human. The animal may be a vertebrate or an invertebrate. The vertebrates may be mammals such as mice, rats, guinea pigs, and rabbits, and may be reptiles, amphibians, fish, and birds. Further, the biological signal may be any one of an electroencephalogram, a cardiac potential, and a myoelectric potential. The myoelectric potential may be an ocular myoelectric potential (ocular potential) or may be another myoelectric potential.
The 2nd terminal 12 is electrically connected with the 2nd electrode which is an electrode which contacts a living body. Then, a biological signal from the second electrode is input. In addition, the living body which the 1st and 2nd electrode contacts is the same normally.

なお、第1及び第2の電極が生体に接触するとは、直接接触することであってもよく、電極のり等を介して接触することであってもよい。また、例えば、生体が人間以外の動物である場合に、電極は、生体内に埋め込まれる針やボルト等であってもよい。また、第1及び第2の電極は、増幅する対象である生体信号(例えば、脳波、心電位等)に応じて、生体の適切な箇所に装着されることが好適である。また、第1及び第2の電極と、第1及び第2の端子11,12とは、それぞれ導電性のケーブルで接続されるが、そのケーブルの長さは、短い方が好適である。商用電源から受けるハムノイズの影響を低減するためである。例えば、第1の電極から差動増幅器14までの配線の長さ、及び、第2の電極から差動増幅器14までの配線の長さは、それぞれ1メートル以下であることが好適であり、50センチメートル以下であることがより好適であり、30センチメートル以下であることがさらに好適である。   Note that the contact of the first and second electrodes with the living body may be direct contact or contact via an electrode glue or the like. For example, when the living body is an animal other than a human being, the electrode may be a needle, a bolt, or the like embedded in the living body. Further, it is preferable that the first and second electrodes are attached to appropriate portions of the living body in accordance with a biological signal to be amplified (for example, an electroencephalogram, a cardiac potential, etc.). In addition, the first and second electrodes and the first and second terminals 11 and 12 are each connected by a conductive cable, and it is preferable that the length of the cable is short. This is to reduce the influence of hum noise received from the commercial power supply. For example, the length of the wiring from the first electrode to the differential amplifier 14 and the length of the wiring from the second electrode to the differential amplifier 14 are preferably 1 meter or less, respectively. More preferably, it is centimeters or less, and further preferably 30 centimeters or less.

分圧器13は、第1及び第2の端子11,12の間の電圧を所定の割合で分圧する。その分圧された電圧は、後述するように、差動増幅器14のグランド電圧として用いられる。なお、分圧器13は、例えば、可変抵抗器や電子ボリューム、減衰器(Attenuator)等によって実現されてもよい。また、分圧器13は、第1及び第2の端子11,12の間の電圧を任意の割合で分圧できるものであってもよく、または、あらかじめ決められた複数の割合(通常、飛び飛びの割合となる)で分圧できるものであってもよい。また、その分圧の割合は、調整部15によって調整される。   The voltage divider 13 divides the voltage between the first and second terminals 11 and 12 at a predetermined ratio. The divided voltage is used as the ground voltage of the differential amplifier 14 as will be described later. The voltage divider 13 may be realized by, for example, a variable resistor, an electronic volume, an attenuator, or the like. Further, the voltage divider 13 may be capable of dividing the voltage between the first and second terminals 11 and 12 at an arbitrary ratio, or a plurality of predetermined ratios (usually, jumping off). It may be one that can be divided in pressure). The ratio of the partial pressure is adjusted by the adjusting unit 15.

差動増幅器14は、第1及び第2の端子11,12に入力された生体信号の差分を増幅する。その増幅の際に、差動増幅器14は、分圧器13によって分圧された電圧であるグランド電圧を用いて増幅を行う。なお、図1では、第1の端子11からの信号101が、正極入力となり、第2の端子12からの信号102が負極入力となる場合について示しているが、その逆であってもよい。なお、差動増幅器14が増幅する信号の周波数帯域は問わない。特定の周波数帯域の信号を増幅する場合には、差動増幅器14の前段に、所望の周波数帯域の信号を通過させるフィルタを設け、その周波数帯域の信号のみを増幅するようにしてもよい。その周波数帯域には、ハムノイズに応じた周波数、例えば50Hzや60Hzが含まれていてもよい。   The differential amplifier 14 amplifies the difference between the biological signals input to the first and second terminals 11 and 12. At the time of amplification, the differential amplifier 14 performs amplification using a ground voltage that is a voltage divided by the voltage divider 13. Although FIG. 1 shows a case where the signal 101 from the first terminal 11 is a positive input and the signal 102 from the second terminal 12 is a negative input, the reverse may be possible. The frequency band of the signal amplified by the differential amplifier 14 does not matter. When a signal in a specific frequency band is amplified, a filter that allows a signal in a desired frequency band to pass therethrough may be provided before the differential amplifier 14, and only the signal in that frequency band may be amplified. The frequency band may include a frequency corresponding to hum noise, for example, 50 Hz or 60 Hz.

調整部15は、第1及び第2の端子11,12に入力されるハムノイズが相殺されるように、分圧器13が分圧するグランド電圧を調整するものであり、差動増幅器21と、BPF22,23と、同期検波器24と、抽出器25と、制御器26とを備える。なお、そのグランド電圧の調整は、分圧器13における分圧割合を調整することによって行われる。   The adjustment unit 15 adjusts the ground voltage divided by the voltage divider 13 so that the hum noise input to the first and second terminals 11 and 12 is canceled out. The adjustment unit 15 includes a differential amplifier 21, a BPF 22, 23, a synchronous detector 24, an extractor 25, and a controller 26. The ground voltage is adjusted by adjusting a voltage dividing ratio in the voltage divider 13.

差動増幅器21は、第1の端子11に入力された信号101と、分圧器13によって分圧されたグランド電圧の信号103との差分を増幅する。なお、差動増幅器21において、第1の端子11からの信号101が正極入力となり、分圧された信号103が負極入力となっている。   The differential amplifier 21 amplifies the difference between the signal 101 input to the first terminal 11 and the ground voltage signal 103 divided by the voltage divider 13. In the differential amplifier 21, the signal 101 from the first terminal 11 is a positive input, and the divided signal 103 is a negative input.

BPF22,23は、ある周波数成分の信号のみを通過させるバンドパスフィルタである。その周波数は、商用電源の周波数、すなわちハムノイズに応じた周波数である。したがって、BPF22,23は、それぞれ商用電源の周波数に応じたノイズ成分を同期検波器24に入力することになる。例えば、BPF22,23は、50Hzの周波数成分の信号を抽出してもよく、60Hzの周波数成分の信号を抽出してもよく、50Hz,60Hzの両方の周波数成分の信号を抽出してもよく、50〜60Hzの周波数帯域の信号を抽出してもよい。BPF22は、第1の端子11に入力された信号から、ハムノイズに応じた周波数成分の信号を抽出する。なお、図1では、第1の端子11に入力された信号として、差動増幅器21の出力を用いている。BPF23は、差動増幅器14の出力信号から、ハムノイズに応じた周波数成分の信号を抽出する。なお、BPF22,23は、両方とも同じ周波数成分の信号を抽出するものであってもよい。   The BPFs 22 and 23 are band pass filters that allow only certain frequency component signals to pass through. The frequency is a frequency according to the frequency of the commercial power source, that is, hum noise. Therefore, each of the BPFs 22 and 23 inputs a noise component corresponding to the frequency of the commercial power supply to the synchronous detector 24. For example, the BPFs 22 and 23 may extract a signal with a frequency component of 50 Hz, may extract a signal with a frequency component of 60 Hz, may extract a signal with a frequency component of both 50 Hz and 60 Hz, A signal having a frequency band of 50 to 60 Hz may be extracted. The BPF 22 extracts a signal having a frequency component corresponding to hum noise from the signal input to the first terminal 11. In FIG. 1, the output of the differential amplifier 21 is used as a signal input to the first terminal 11. The BPF 23 extracts a signal having a frequency component corresponding to the hum noise from the output signal of the differential amplifier 14. The BPFs 22 and 23 may both extract signals having the same frequency component.

同期検波器24は、BPF22によって抽出された信号を用いて、BPF23によって抽出された信号を同期検波する。BPF22によって抽出された信号、すなわち、第1の端子11に入力された信号のノイズ成分は、参照信号として用いられる。同期検波器24は、例えば、参照信号と、BPF23を通過した信号とを掛け合わせるものであってもよい。   The synchronous detector 24 uses the signal extracted by the BPF 22 to synchronously detect the signal extracted by the BPF 23. The noise component of the signal extracted by the BPF 22, that is, the signal input to the first terminal 11 is used as a reference signal. For example, the synchronous detector 24 may multiply the reference signal by a signal that has passed through the BPF 23.

抽出器25は、同期検波器24によって同期検波された信号107の直流成分を抽出する。抽出器25は、例えば、信号107のうち直流成分のみを通過させるローパスフィルタであってもよく、移動平均処理を行う回路であってもよい。この抽出器25を用いることにより、BPF22,23を通過した信号に、生体信号の成分が含まれていたとしても、それに応じた調整が行われないようにすることができる。仮にBPF22,23を通過した信号に生体信号の成分が含まれていたとしても、それがハムノイズのように一定周期の信号であることはないと考えられ、この抽出器25によって、そのような生体信号の成分を除去できると考えられるからである。   The extractor 25 extracts the direct current component of the signal 107 synchronously detected by the synchronous detector 24. For example, the extractor 25 may be a low-pass filter that allows only the DC component of the signal 107 to pass therethrough or may be a circuit that performs a moving average process. By using this extractor 25, even if a signal that has passed through the BPFs 22 and 23 contains a component of a biological signal, adjustment according to the component can be prevented. Even if a component of a biological signal is included in a signal that has passed through the BPFs 22 and 23, it is not considered to be a signal with a constant period like hum noise. This is because the signal component can be removed.

制御器26は、抽出器25によって抽出された直流成分を用いて、ハムノイズに応じた差動増幅器14の出力が小さくなるように、グランド電圧を調整する。すなわち、制御器26は、商用電源の周波数に応じたノイズ成分が少なくなるように、分圧器13の分圧の割合を調整する。具体的には、制御器26は、抽出器25によって抽出された直流成分が0に近づくように、グランド電圧を調整する。差動増幅器14は、その調整後のグランド電圧を用いて生体信号の増幅を行うことになる。なお、その調整は、ハムノイズの成分が0に近づくように行われるが、例えば、分圧器13による分圧の割合が離散的な値しか取り得ない場合には、ハムノイズの成分が0にならないこともあり得る。したがって、調整部15が分圧器13の分圧の割合を調整することによって、第1及び第2の端子11,12に入力されるハムノイズが相殺されることになるが、その相殺は、完全な相殺であってもよく、または、出力されるハムノイズ成分を小さくする意味における相殺であってもよい。なお、具体的な制御方法については後述する。   The controller 26 uses the DC component extracted by the extractor 25 to adjust the ground voltage so that the output of the differential amplifier 14 corresponding to the hum noise becomes small. That is, the controller 26 adjusts the ratio of the partial pressure of the voltage divider 13 so that the noise component corresponding to the frequency of the commercial power supply is reduced. Specifically, the controller 26 adjusts the ground voltage so that the DC component extracted by the extractor 25 approaches zero. The differential amplifier 14 amplifies the biological signal using the adjusted ground voltage. The adjustment is performed so that the hum noise component approaches 0. However, for example, when the ratio of the partial pressure by the voltage divider 13 can only take a discrete value, the hum noise component may not become 0. possible. Therefore, the adjustment unit 15 adjusts the ratio of the voltage divider 13 to cancel the hum noise input to the first and second terminals 11 and 12. It may be cancellation or cancellation in the sense of reducing the output hum noise component. A specific control method will be described later.

なお、調整部15による調整は、通常、第1及び第2の端子11,12に生体信号が入力されている際にダイナミックに行われるものとする。後述するように、第1及び第2の端子11,12から入力されるハムノイズ成分を相殺するために好適な分圧の割合は、絶えず変化しうるものだからである。
また、調整部15に含まれる構成のうち、MCU(マイクロコントローラ)によって実現可能な構成は、MCUによって実現されてもよい。
The adjustment by the adjustment unit 15 is normally performed dynamically when a biological signal is input to the first and second terminals 11 and 12. This is because, as will be described later, the ratio of the partial pressure suitable for canceling the hum noise components input from the first and second terminals 11 and 12 can constantly change.
In addition, among the configurations included in the adjustment unit 15, a configuration that can be realized by an MCU (microcontroller) may be realized by the MCU.

ここで、分圧器13の分圧割合を調整する方法について、図1,図2,図3を参照しながら説明する。図2は、分圧に関する回路構成を示す図である。なお、図2では、送信部16や差動増幅器21に関する配線は省略している。図3は、生体信号増幅装置2における各信号を示す波形図である。図2において、被検者の生体信号を発生する箇所から第1及び第2の端子11,12までの間にも、電極の接触点や電極のり等に関する抵抗が存在する。その抵抗値は不明であり、被検者(または被検動物)の動きや温度等に応じて変化しうるものであるが、ここでは、図2で示されるように、それらをそれぞれR,Rとする。また、分圧器13は、第1及び第2の端子11,12の間の電圧を、R:Rの割合に分圧するものとする。また、第1の電極側(第1の端子11側)に入力される生体信号の電圧をV、ハムノイズの電圧をen1とし、第2の電極側(第2の端子12側)に入力される生体信号の電圧をV、ハムノイズの電圧をen2とすると、信号101のGND基準の電圧は、(V+en1)×R/(R+R)となり、信号102のGND基準の電圧は、(V+en2)×R/(R+R)となる。また、差動増幅器14の増幅率をKとすると、信号105の電圧は、K×{(V+en1)×R/(R+R)−(V+en2)×R/(R+R)}となる。ここで、第1及び第2の端子11,12から入力されるハムノイズ成分は同位相であると考えられる。そのことについて簡単に説明する。ハムノイズの周波数は、通常、50Hzまたは60Hzであるため、波長は、5000〜6000km程度となる。そのような非常に長い波長と比較すると、2個の電極間の距離は十分無視できる長さとなる。そのため、第1及び第2の電極(第1及び第2の端子11,12)から入力されるハムノイズ成分は同位相であると見なしても問題ないと考えられる。したがって、ハムノイズの成分が相殺されるようにするためには、en1×R/(R+R)=en2×R/(R+R)となるようにすればよい。なお、前述のように、抵抗R,Rは不明であり、また通常、en1≠en2であるが、差動増幅器14から出力されるハムノイズが低減されるように分圧割合を調整することによって、en1×R/(R+R)と、en2×R/(R+R)とを一致させる、または近似させることができ、両端子から入力されるハムノイズを相殺することができるようになる。次に、その具体的な処理について説明する。 Here, a method of adjusting the partial pressure ratio of the voltage divider 13 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration related to voltage division. In FIG. 2, wiring related to the transmission unit 16 and the differential amplifier 21 is omitted. FIG. 3 is a waveform diagram showing each signal in the biological signal amplifying apparatus 2. In FIG. 2, there are resistances related to electrode contact points, electrode glue, and the like between the portion where the biological signal of the subject is generated and the first and second terminals 11 and 12. The resistance value is not known, but those that can vary according to the motion, temperature, etc. of the subject (or a test animal), where, as shown in Figure 2, they each R 1, and R 2. The voltage divider 13 divides the voltage between the first and second terminals 11 and 12 in a ratio of R 3 : R 4 . Further, the voltage of the biological signal that is input to the first electrode side (the first terminal 11 side) V 1, the voltage of hum an e n1, inputted to the second electrode side (the second terminal 12 side) V 2 the voltage of the biological signal that is, when the voltage of hum an e n2, GND reference voltage of the signal 101, (V 1 + e n1) × R 3 / (R 1 + R 3) next, GND signal 102 The reference voltage is (V 2 + en 2 ) × R 4 / (R 2 + R 4 ). When the amplification factor of the differential amplifier 14 is K, the voltage of the signal 105 is K × {(V 1 + en 1 ) × R 3 / (R 1 + R 3 ) − (V 2 + en 2 ) × R 4 / (R 2 + R 4 )}. Here, the hum noise components input from the first and second terminals 11 and 12 are considered to have the same phase. This will be briefly described. Since the frequency of hum noise is usually 50 Hz or 60 Hz, the wavelength is about 5000 to 6000 km. Compared to such a very long wavelength, the distance between the two electrodes is sufficiently negligible. Therefore, it is considered that there is no problem even if the hum noise components input from the first and second electrodes (first and second terminals 11 and 12) are considered to be in phase. Therefore, in order to component hum is canceled out, e n1 × R 3 / ( R 1 + R 3) = e n2 × R 4 / (R 2 + R 4) and may be so. As described above, the resistances R 1 and R 2 are unknown, and normally, e n1 ≠ en 2 , but the voltage dividing ratio is adjusted so that the hum noise output from the differential amplifier 14 is reduced. by a e n1 × R 3 / (R 1 + R 3), e n2 × R 4 / (R 2 + R 4) and to match, or can be approximated, hum inputted from the terminals Can be offset. Next, specific processing will be described.

図3(a)は、第1の端子11に入力された信号101のハムノイズ成分、第2の端子12に入力された信号102のハムノイズ成分を示す波形図である。また、差動増幅器21には信号101,103が入力され、両信号の差分に応じた信号が出力される。また、その差動増幅器21の出力(GND基準の信号101)からハムノイズに対応する周波数成分を抽出した信号104が、BPF22から出力される。なお、信号103のハムノイズ成分は、図3(a)で示される信号101,102のハムノイズ成分をR:Rの割合に分圧したものとなるため、信号101,103を差動増幅してハムノイズ成分を抽出した信号104は、図3(b)で示されるようになる。また、差動増幅器14に信号101〜103が入力され、信号103を基準とした信号101と、信号103を基準とした信号102との差分に比例した信号105が出力される。その信号105から、ハムノイズに対応する周波数成分を抽出した信号106がBPF23から出力される。図3(c)は、その信号106を示す波形図である。また、同期検波器24によって信号104,106のかけ算が行われ、図3(d)で示される信号107が出力される。そして、抽出器25によって、信号107の直流成分である信号108が抽出される。図3(e)は、その信号108を示す波形図である。以上の説明からわかるように、信号101,102のハムノイズ成分の電圧が一致したときに、第1及び第2の端子11,12から入力されるハムノイズが相殺されることになり、また信号108が0になる。したがって、制御器26は、信号108の電圧がプラスである場合には、Rが小さくなり、Rが大きくなるように分圧器13の分圧割合を調整すればよいことになる。その調整によって、信号108は小さくなる。一方、信号108の電圧がマイナスになった場合には、制御器26は、Rが大きくなり、Rが小さくなるように分圧器13の分圧割合を調整すればよいことになる。このようにして、第1及び第2の端子11,12にそれぞれ入力されるハムノイズ成分が相殺されるように分圧割合を調整することができる。 FIG. 3A is a waveform diagram showing the hum noise component of the signal 101 input to the first terminal 11 and the hum noise component of the signal 102 input to the second terminal 12. The differential amplifier 21 receives the signals 101 and 103 and outputs a signal corresponding to the difference between the two signals. A signal 104 obtained by extracting a frequency component corresponding to hum noise from the output of the differential amplifier 21 (GND reference signal 101) is output from the BPF 22. Note that the hum noise component of the signal 103 is obtained by dividing the hum noise component of the signals 101 and 102 shown in FIG. 3A by a ratio of R 3 : R 4 , so that the signals 101 and 103 are differentially amplified. The signal 104 from which the hum noise component has been extracted is as shown in FIG. Further, the signals 101 to 103 are input to the differential amplifier 14, and a signal 105 proportional to the difference between the signal 101 based on the signal 103 and the signal 102 based on the signal 103 is output. A signal 106 obtained by extracting a frequency component corresponding to hum noise from the signal 105 is output from the BPF 23. FIG. 3C is a waveform diagram showing the signal 106. Further, the signals 104 and 106 are multiplied by the synchronous detector 24, and the signal 107 shown in FIG. 3D is output. Then, the extractor 25 extracts a signal 108 that is a DC component of the signal 107. FIG. 3E is a waveform diagram showing the signal 108. As can be seen from the above description, when the voltages of the hum noise components of the signals 101 and 102 match, the hum noise input from the first and second terminals 11 and 12 is canceled, and the signal 108 is 0. Therefore, when the voltage of the signal 108 is positive, the controller 26 only needs to adjust the voltage dividing ratio of the voltage divider 13 so that R 3 becomes smaller and R 4 becomes larger. With that adjustment, the signal 108 becomes smaller. On the other hand, when the voltage of the signal 108 becomes negative, the controller 26 may adjust the voltage dividing ratio of the voltage divider 13 so that R 3 becomes larger and R 4 becomes smaller. In this way, the voltage division ratio can be adjusted so that the hum noise components input to the first and second terminals 11 and 12 are canceled out.

なお、電極の抵抗R,Rは、電極の種類等によっても異なるが、例えば、1kΩから数MΩ程度である。したがって、分圧器13の抵抗(R+R)は、それらよりも十分大きな値となるように設定されてもよい。例えば、分圧器13の抵抗(R+R)は、10MΩ以上に設定されてもよく、100MΩ以上に設定されてもよく、または、適切にハムノイズを除去できるその他の値に設定されてもよい。 Note that the resistances R 1 and R 2 of the electrodes vary depending on the type of electrode and the like, but are, for example, about 1 kΩ to several MΩ. Therefore, the resistance (R 3 + R 4 ) of the voltage divider 13 may be set to a value sufficiently larger than them. For example, the resistance (R 3 + R 4 ) of the voltage divider 13 may be set to 10 MΩ or more, may be set to 100 MΩ or more, or may be set to another value that can appropriately remove hum noise. .

送信部16は、差動増幅器14の出力信号105である送信信号を無線送信する。その送信部16は、図4で示されるように、PFM変調器31と、微分器32と、ASK変調器33と、電力増幅器34とを備える。なお、送信部16は、電波を送信してもよく、赤外光等を送信してもよい。本実施の形態では、前者の場合について主に説明する。また、送信対象の送信信号は、AD変換後のデジタル信号であってもよく、または、AD変換前のアナログ信号であってもよい。また、送信部16が送信信号を無線送信する場合に、生体信号送信装置1は、図示しないバッテリから供給される電力によって動作してもよい。また、生体信号が無線送信される場合には、有線送信される場合と比較して、ハムノイズの影響を低減することができる。ハムノイズの影響を受ける有線ケーブルを用いないで生体信号を送信できるからである。なお、差動増幅器14から送信部16までの配線や、送信部16内の配線、送信部16からアンテナまでの配線も短いことが好適である。ハムノイズの影響が少なくなるようにするためである。   The transmitter 16 wirelessly transmits a transmission signal that is the output signal 105 of the differential amplifier 14. As shown in FIG. 4, the transmitter 16 includes a PFM modulator 31, a differentiator 32, an ASK modulator 33, and a power amplifier 34. The transmitter 16 may transmit radio waves or infrared light. In the present embodiment, the former case will be mainly described. In addition, the transmission signal to be transmitted may be a digital signal after AD conversion, or an analog signal before AD conversion. Moreover, when the transmission part 16 transmits a transmission signal by radio | wireless, the biosignal transmitter 1 may operate | move with the electric power supplied from the battery which is not shown in figure. Further, when the biological signal is transmitted wirelessly, the influence of hum noise can be reduced as compared with the case where the biological signal is transmitted. This is because a biological signal can be transmitted without using a wired cable that is affected by hum noise. It is preferable that the wiring from the differential amplifier 14 to the transmission unit 16, the wiring in the transmission unit 16, and the wiring from the transmission unit 16 to the antenna are also short. This is to reduce the influence of hum noise.

PFM変調器31は、生体信号増幅装置2の出力である送信信号にパルス周波数変調を行う。そのパルス周波数変調によって、送信信号が、例えば、図5(a)で示されるように、パルス幅が一定であり、そのパルスの送信間隔(周波数)が変化する信号201に変換される。   The PFM modulator 31 performs pulse frequency modulation on the transmission signal that is the output of the biological signal amplification device 2. By the pulse frequency modulation, for example, as shown in FIG. 5A, the transmission signal is converted into a signal 201 having a constant pulse width and changing the transmission interval (frequency) of the pulse.

微分器32は、パルス周波数変調された信号を微分する。その微分によって、例えば、パルス周波数変調された信号201が、図5(b)で示される信号202に変換される。   The differentiator 32 differentiates the pulse frequency modulated signal. By the differentiation, for example, the pulse 201 modulated by the pulse frequency is converted into a signal 202 shown in FIG.

ASK変調器33は、微分された信号にASK変調(振幅偏移変調)を行う。そのASK変調によって、例えば、微分後の信号202が、図5(c)で示されるように、信号202がハイである期間(閾値以上である期間)だけ、搬送波が存在する信号203に変換される。具体的には、信号202がハイのときだけONになるスイッチを用いて、搬送波を送信するようにしてもよい。このASK変調によって、信号202がハイでない期間には信号が送信されないことになり、送信電力を削減することができる。   The ASK modulator 33 performs ASK modulation (amplitude shift keying) on the differentiated signal. By the ASK modulation, for example, as shown in FIG. 5C, the differentiated signal 202 is converted into a signal 203 in which a carrier wave exists only during a period in which the signal 202 is high (a period equal to or greater than a threshold). The Specifically, the carrier wave may be transmitted using a switch that is turned on only when the signal 202 is high. With this ASK modulation, no signal is transmitted during a period when the signal 202 is not high, and transmission power can be reduced.

電力増幅器34は、ASK変調後の信号203の電力を増幅し、その増幅後の信号をアンテナに送る。そのようにして、生体信号送信装置1から生体信号に応じたASK変調後の送信信号が無線送信されることになる。   The power amplifier 34 amplifies the power of the signal 203 after ASK modulation, and sends the amplified signal to the antenna. In this way, the transmission signal after ASK modulation corresponding to the biological signal is wirelessly transmitted from the biological signal transmitting apparatus 1.

なお、生体信号送信装置1から送信された送信信号を復調する際には、変調時と逆の処理を行うことによって、PFM変調後の信号201を再現することができる。具体的には、受信信号において搬送波の存在する位置から、PFM変調後の信号の立ち上がり時点を知ることができ、またPFM変調におけるパルス幅は既知であるため、PFM変調後の信号201を再現できる。そして、その信号201について、PFM復調を行うことによって、増幅後の生体信号を得ることができる。   In addition, when demodulating the transmission signal transmitted from the biological signal transmission apparatus 1, the signal 201 after PFM modulation can be reproduced by performing processing opposite to that at the time of modulation. Specifically, the rising point of the signal after PFM modulation can be known from the position where the carrier wave exists in the received signal, and the pulse width in PFM modulation is known, so that the signal 201 after PFM modulation can be reproduced. . Then, an amplified biological signal can be obtained by performing PFM demodulation on the signal 201.

また、図1の生体信号増幅装置2では、同期検波等を行う場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、アンプの出力信号におけるハムノイズ成分が小さくなるように分圧器13による分圧割合を調整するようにしてもよい。図6は、そのような生体信号送信装置1の構成を示す図である。図6の生体信号送信装置1において、生体信号増幅装置2の調整部15以外の構成及び動作は、上述したものと同様のものであり、その説明を省略する。図6において、生体信号増幅装置2が有する調整部15は、BPF23と、整流器41と、抽出器42と、制御器43とを備えている。BPF23は、上述したものと同様のものであり、差動増幅器14の出力信号からハムノイズ成分を抽出する。   Further, in the biological signal amplifying apparatus 2 in FIG. 1, the case of performing synchronous detection or the like has been described, but this need not be the case. For example, the voltage dividing ratio by the voltage divider 13 may be adjusted so that the hum noise component in the output signal of the amplifier becomes small. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of such a biological signal transmission device 1. In the biological signal transmission device 1 of FIG. 6, the configuration and operation other than the adjustment unit 15 of the biological signal amplification device 2 are the same as those described above, and the description thereof is omitted. In FIG. 6, the adjustment unit 15 included in the biological signal amplifying apparatus 2 includes a BPF 23, a rectifier 41, an extractor 42, and a controller 43. The BPF 23 is the same as that described above, and extracts a hum noise component from the output signal of the differential amplifier 14.

整流器41は、BPF23によって抽出された信号を整流する。その整流は、例えば、全波整流であってもよく、半波整流であってもよい。
抽出器42は、整流器41によって整流された信号の直流成分を抽出する。抽出器42は、上述した抽出器25と同様のものであり、例えば、整流後の信号のうち直流成分のみを通過させるローパスフィルタであってもよく、移動平均処理を行う回路であってもよい。
The rectifier 41 rectifies the signal extracted by the BPF 23. The rectification may be, for example, full wave rectification or half wave rectification.
The extractor 42 extracts a DC component of the signal rectified by the rectifier 41. The extractor 42 is the same as the extractor 25 described above. For example, the extractor 42 may be a low-pass filter that passes only the DC component of the rectified signal, or may be a circuit that performs moving average processing. .

制御器43は、抽出器42によって抽出された直流成分が小さくなるように、グランド電圧を調整する。そのため、制御器43は、調整前における抽出器42からの出力電圧を保持しておいてもよい。そして、制御器43は、分圧割合をある方向に変化させ、その変化によって抽出器42の出力電圧が調整前と比較して0に近づいた場合には、分圧割合を続けてその方向に変化させ、その変化によって抽出器42の出力電圧が調整前と比較して0から遠くなった場合には、分圧割合を逆の方向に変化させてもよい。具体的には、制御器43はまず、Rが大きくなるように(または小さくなるように)分圧割合を調整する。次に、その調整後における抽出器42からの出力電圧と、保持していた調整前の出力電圧とを比較し、調整後の出力電圧のほうが0に近づいているのであれば、同様の調整、すなわちRを大きくする調整(またはRを小さくする調整)を繰り返して行う。一方、調整後の出力電圧のほうが0から離れているのであれば、その調整によってハムノイズ成分が大きくなったことになるため、制御器43は、逆の方向に分圧割合を調整する。すなわち、制御器43は、Rを小さくする調整(またはRを大きくする調整)を行う。そのようなフィードバック制御によって、第1及び第2の端子11,12に入力されたハムノイズの成分が相殺されるように分圧器13の分圧割合を調整することができ、ハムノイズを低減することができる。なお、そのフィードバック制御が発散しないようにするため、例えば、抽出器42からの出力電圧の絶対値に応じて、分圧割合の変化量(例えば、抵抗Rの変化量)を調整するようにしてもよい。すなわち、制御器43は、抽出器42からの出力電圧の絶対値が小さくなるほど、1回あたりの変化量が小さくなるフィードバック制御を行ってもよい。 The controller 43 adjusts the ground voltage so that the DC component extracted by the extractor 42 becomes small. Therefore, the controller 43 may hold the output voltage from the extractor 42 before adjustment. Then, the controller 43 changes the partial pressure ratio in a certain direction, and if the change causes the output voltage of the extractor 42 to approach 0 compared to before the adjustment, the partial pressure ratio continues in that direction. If the change causes the output voltage of the extractor 42 to be far from 0 compared to before adjustment, the partial pressure ratio may be changed in the opposite direction. Specifically, the controller 43 first adjusts the partial pressure ratio so that R 3 becomes larger (or smaller). Next, the output voltage from the extractor 42 after the adjustment is compared with the output voltage that has been held before the adjustment, and if the adjusted output voltage is closer to 0, the same adjustment is performed. That is, the adjustment for increasing R 3 (or the adjustment for decreasing R 3 ) is repeated. On the other hand, if the adjusted output voltage is away from 0, the hum noise component has increased due to the adjustment, and therefore the controller 43 adjusts the voltage dividing ratio in the opposite direction. That is, the controller 43 performs adjustment to reduce the R 3 (or R 3 a larger adjustment). By such feedback control, the voltage dividing ratio of the voltage divider 13 can be adjusted so that the hum noise components input to the first and second terminals 11 and 12 are canceled out, and the hum noise can be reduced. it can. In order to prevent the feedback control from diverging, for example, the amount of change in the voltage dividing ratio (for example, the amount of change in the resistance R 3 ) is adjusted according to the absolute value of the output voltage from the extractor 42. May be. That is, the controller 43 may perform feedback control in which the amount of change per time decreases as the absolute value of the output voltage from the extractor 42 decreases.

(実験例)
図6で示される生体信号増幅装置2を用いてハムノイズの低減を確認する実験を行った。その実験においては、被検者の太ももに、第1及び第2の端子11,12に接続された2個の電極を装着し、同じ脚の膝から下に、電気コードを何回も巻き付けて、その電気コードに交流電流を流した。なお、その電気コードによって、電気毛布を膝から下にかけたときと同じ状況を再現したことになる。図7は、そのような状況における差動増幅器14の出力信号を示す波形図である。なお、この実験では、差動増幅器14による増幅率を2000倍とした。図7の「調整開始」時点よりも以前(左側)では、調整部15を動作させていないため、多くのハムノイズが観測されている。一方、「調整開始」時点において調整部15を動作させると、その調整によってハムノイズが低減されていることがわかる。すなわち、本実施の形態による生体信号増幅装置2によって、生体信号からハムノイズを適切に除去できることが確認された。
(Experimental example)
An experiment for confirming the reduction of hum noise was performed using the biological signal amplifying apparatus 2 shown in FIG. In the experiment, two electrodes connected to the first and second terminals 11 and 12 are mounted on the thigh of the subject, and an electric cord is wound around the knee of the same leg several times. An AC current was passed through the electrical cord. The electric cord reproduces the same situation as when the electric blanket is hung down from the knee. FIG. 7 is a waveform diagram showing an output signal of the differential amplifier 14 in such a situation. In this experiment, the amplification factor by the differential amplifier 14 was set to 2000 times. Before the “adjustment start” time point in FIG. 7 (on the left side), since the adjustment unit 15 is not operated, a lot of hum noise is observed. On the other hand, when the adjustment unit 15 is operated at the “adjustment start” time point, it is understood that the hum noise is reduced by the adjustment. That is, it was confirmed that the hum noise can be appropriately removed from the biological signal by the biological signal amplifying apparatus 2 according to the present embodiment.

以上のように、本実施の形態による生体信号送信装置1によれば、分圧器13の分圧割合を調整することによって、第1及び第2の端子11,12に入力されるハムノイズが相殺されるようにすることができる。その結果、生体信号に含まれるハムノイズを低減させることができ、より精度の高い生体信号の解析が可能となる。特に、脳波や眼球の筋電位は微弱であるため、ハムノイズの影響が大きくなるが、そのような状況においてもハムノイズを適切に除去することができる。例えば、電気毛布を使用している被検者の生体信号を測定する際には、ハムノイズの影響が大きくなるが、そのような状況でも、生体信号を適切に測定することができるようになる。また、従来はノッチフィルタ等を用いることによって、生体信号からハムノイズに応じた周波数成分を除去していたため、その周波数成分の生体信号の情報が損なわれることになっていた。一方、本実施の形態による生体信号増幅装置2では、そのようなノッチフィルタ等を用いないでハムノイズを除去できるため、ハムノイズの周波数帯域に応じた生体信号も、解析等に用いることができることになる。また、アース電極を用いることなく生体信号を増幅できるため、被検者や被検動物の感電を防止することができる。また、被検者や被検動物に装着される電極数を少なくすることができるため、被検者等に対するストレスを低減することができ、その結果、より自然な状態での生体信号の測定が可能となる。また、送信部16において、PFM変調、微分、ASK変調を行った場合には、送信電力を低減することができる。その結果、バッテリを交換することなく、より長期間の生体信号の送信を実現することができる。   As described above, according to the biological signal transmission device 1 according to the present embodiment, the hum noise input to the first and second terminals 11 and 12 is canceled by adjusting the partial pressure ratio of the voltage divider 13. You can make it. As a result, hum noise contained in the biological signal can be reduced, and the biological signal can be analyzed with higher accuracy. In particular, since the electroencephalogram and the myoelectric potential of the eyeball are weak, the influence of hum noise is increased. However, hum noise can be appropriately removed even in such a situation. For example, when measuring a biological signal of a subject using an electric blanket, the influence of hum noise increases, but even in such a situation, the biological signal can be appropriately measured. Conventionally, by using a notch filter or the like, the frequency component corresponding to the hum noise is removed from the biological signal, so that the information of the biological signal of the frequency component is impaired. On the other hand, in the biological signal amplifying apparatus 2 according to the present embodiment, hum noise can be removed without using such a notch filter or the like, so that a biological signal corresponding to the frequency band of hum noise can also be used for analysis or the like. . Further, since the biological signal can be amplified without using the ground electrode, it is possible to prevent electric shock of the subject or the subject animal. In addition, since the number of electrodes attached to the subject or the test animal can be reduced, the stress on the subject or the like can be reduced. As a result, the measurement of the biological signal in a more natural state can be performed. It becomes possible. In addition, when PFM modulation, differentiation, and ASK modulation are performed in the transmission unit 16, transmission power can be reduced. As a result, it is possible to realize transmission of a biological signal for a longer period without replacing the battery.

なお、本実施の形態では、送信部16が図4で示される構成を有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。送信電力を削減することがそれほど重要でない場合には、別の構成の送信部を用いて生体信号の送信を実現してもよい。   In the present embodiment, the case where the transmission unit 16 has the configuration shown in FIG. 4 has been described, but this need not be the case. When it is not so important to reduce the transmission power, the transmission of the biological signal may be realized using a transmission unit having another configuration.

また、本実施の形態では、生体信号が無線送信される場合について説明したが、そうでなくてもよい。生体信号は、有線で送信されてもよいことは言うまでもない。したがって、生体信号送信装置1以外において、生体信号増幅装置2が用いられてもよい。   In the present embodiment, the case where a biological signal is transmitted wirelessly has been described, but this need not be the case. It goes without saying that the biological signal may be transmitted by wire. Therefore, the biological signal amplifying apparatus 2 may be used other than the biological signal transmitting apparatus 1.

また、本実施の形態では、調整部15が、図1及び図6で示される構成である場合について説明したが、結果として、第1及び第2の端子11,12に入力されるハムノイズを相殺するように調整することができるのであれば、調整部15がそれら以外の構成であってもよいことは言うまでもない。   Further, in the present embodiment, the case where the adjustment unit 15 has the configuration shown in FIGS. 1 and 6 has been described, but as a result, the hum noise input to the first and second terminals 11 and 12 is canceled. Needless to say, the adjustment unit 15 may have a configuration other than those as long as it can be adjusted.

また、本実施の形態では、分圧器13が、図1等で示されるように、第1及び第2の端子11,12の間の電圧を、電圧降下の位置を選択することによって所望の割合に分圧する場合について説明したが、そうでなくてもよい。第1及び第2の端子11,12の間の電圧を分圧することができるのであれば、分圧器13の構成は、それに限定されない。分圧器13は、例えば、図8で示される構成であってもよい。図8において、分圧器13は、第1及び第2の端子11,12の間の電圧を分圧する、直列接続された抵抗R11,R12,R13と、分圧後のノード121の電圧(以下、「第1の電圧」と呼ぶことがある)と、分圧後のノード122の電圧(以下、「第2の電圧」と呼ぶことがある)との一方を交互に選択するスイッチSW1,SW2とを備える。そのスイッチSW1,SW2によって選択された電圧が、第1及び第2の端子11,12の間の電圧を分圧したものとなり、差動増幅器14のグランド電圧として用いられる。抵抗R11,R13の大きさ(抵抗値)は、同じであってもよく、または、そうでなくてもよい。ここでは、両者が同じである場合について主に説明する。また、抵抗R12の抵抗値は、抵抗R11,R13と比較して小さくてもよく、または、そうでなくてもよい。ここでは、前者の場合について主に説明する。抵抗R11,R13の大きさが、抵抗R12と比較して大きいことによって、スイッチSW1,SW2の切り替えで発生したノイズが生体信号に与える影響を小さくすることができる。例えば、抵抗R11,R13は、それぞれ10MΩであり、抵抗R12は、2MΩであってもよい。なお、図8で示される分圧器13は、厳密には、第1及び第2の端子11,12の間の電圧を任意の割合に分圧できるものではなく、第1及び第2の電圧を分圧するものとなる。すなわち、分圧可能なレンジが、第1及び第2の端子11,12の間の電圧よりも狭くなっている。その分圧可能なレンジは、抵抗R11,R13と、抵抗R12との大きさに応じて決定されるため、分圧可能なレンジを増やしたい場合には、例えば、抵抗R12の抵抗値を大きくしたり、抵抗R11,R13の抵抗値を小さくしたりすればよいことになる。なお、スイッチSW1,SW2としては、例えば、FET等の半導体スイッチを用いることが好適である。また、図8では、2個のスイッチSW1,SW2を用いて分圧を行う場合について示しているが、結果として、第1及び第2の電圧を分圧できるのであれば、スイッチの個数は問わない。   In the present embodiment, the voltage divider 13 selects the voltage drop between the first and second terminals 11 and 12 by selecting the position of the voltage drop as shown in FIG. Although the case where the partial pressure is divided has been described, this need not be the case. As long as the voltage between the first and second terminals 11 and 12 can be divided, the configuration of the voltage divider 13 is not limited thereto. For example, the voltage divider 13 may have the configuration shown in FIG. In FIG. 8, the voltage divider 13 divides the voltage between the first and second terminals 11, 12 and the resistors R 11, R 12, R 13 connected in series and the voltage of the node 121 after the voltage division (hereinafter, referred to as “voltage divider”). Switches SW1 and SW2 that alternately select one of the “first voltage” and the voltage of the node 122 after voltage division (hereinafter sometimes referred to as “second voltage”); Is provided. The voltage selected by the switches SW1 and SW2 is obtained by dividing the voltage between the first and second terminals 11 and 12, and is used as the ground voltage of the differential amplifier 14. The magnitudes (resistance values) of the resistors R11 and R13 may or may not be the same. Here, the case where both are the same is mainly described. Further, the resistance value of the resistor R12 may be smaller than that of the resistors R11 and R13, or may not be so. Here, the former case will be mainly described. Since the resistances R11 and R13 are larger than the resistance R12, it is possible to reduce the influence of noise generated by switching the switches SW1 and SW2 on the biological signal. For example, the resistors R11 and R13 may be 10 MΩ, and the resistor R12 may be 2 MΩ. Strictly speaking, the voltage divider 13 shown in FIG. 8 cannot divide the voltage between the first and second terminals 11 and 12 at an arbitrary ratio, and the first and second voltages can be divided. The pressure will be divided. That is, the range in which voltage division is possible is narrower than the voltage between the first and second terminals 11 and 12. The range in which the voltage can be divided is determined according to the sizes of the resistors R11 and R13 and the resistor R12. Therefore, when the range in which the voltage can be divided is increased, for example, the resistance value of the resistor R12 is increased. Or the resistance values of the resistors R11 and R13 may be reduced. For example, semiconductor switches such as FETs are preferably used as the switches SW1 and SW2. Further, FIG. 8 shows the case where voltage division is performed using two switches SW1 and SW2, but as a result, the number of switches is not limited as long as the first and second voltages can be divided. Absent.

次に、図8で示される分圧器13のスイッチSW1,SW2によって第1及び第2の電圧の一方を交互に選択する方法について説明する。図9の波形図で示されるように、スイッチSW1がONの場合にはスイッチSW2はOFFとなり、スイッチSW1がOFFの場合にはスイッチSW2はONとなるように各スイッチSW1,SW2を制御するものとする。その結果、差動増幅器14のグランド電圧は、スイッチSW1,SW2によって選択された第1または第2の電圧となる。なお、各スイッチSW1,SW2のON,OFFの一周期「T3(s)」は一定であり、その周期T3に応じた周波数(=1/T3)は、第1及び第2の端子11,12に入力される生体信号の周波数よりも高いものとする。例えば、生体信号が脳波である場合には、その周波数は、0.5〜100Hz程度である。したがって、スイッチSW1,SW2の切り替えの周波数(=1/T3)は、例えば、10kHz程度であってもよい。そのようにすることで、一周期におけるON,OFFの割合に応じた分圧を実現することができる。例えば、図9で示されるように、スイッチSW1の一周期におけるOFFの期間がT1(s)であり、ONの期間がT2(s)であるとすると、分圧後の電圧(=グランド電圧)は、第1及び第2の電圧がT2:T1の割合で分圧された値となる。なお、図9で示されるようにスイッチSW1,SW2を制御するスイッチ制御部(図示せず)は、分圧器13が有していてもよく、または、調整部15が有していてもよい。前者の場合には、調整部15は、グランド電圧の増加または減少に関する指示を分圧器13に出力することになり、その指示に応じて、スイッチ制御部が各スイッチSW1,SW2を制御することになる。一方、後者の場合には、調整部15が有しているスイッチ制御部(例えば、制御器26,43に含まれていてもよい)が、第1及び第2の端子11,12に入力されるハムノイズが相殺されるように、各スイッチSW1,SW2を制御することになる。なお、分圧器13が分圧するグランド電圧の調整は、期間T1,T2を変更することによって行われる。また、ここでは、周期T3(=T1+T2)が不変である場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、期間T1及びT2の一方を一定にし、他方を変更することによって、分圧される電圧を調整してもよい。その場合には、T3は変化することになる。このように、分圧器13を抵抗R11,R12,R13と、スイッチSW1,SW2とによって構成すると、可変抵抗器や電子ボリューム等で構成した分圧器13と比較して、例えば、回路規模を1/100程度にすることもでき、生体信号増幅装置2を小型化することができる。   Next, a method for alternately selecting one of the first and second voltages by the switches SW1 and SW2 of the voltage divider 13 shown in FIG. 8 will be described. As shown in the waveform diagram of FIG. 9, when the switch SW1 is ON, the switch SW2 is OFF, and when the switch SW1 is OFF, the switches SW1 and SW2 are controlled so that the switch SW2 is ON. And As a result, the ground voltage of the differential amplifier 14 becomes the first or second voltage selected by the switches SW1 and SW2. Note that one cycle “T3 (s)” of ON and OFF of the switches SW1 and SW2 is constant, and the frequency (= 1 / T3) corresponding to the cycle T3 is the first and second terminals 11 and 12. It is assumed that the frequency is higher than the frequency of the biological signal input to. For example, when the biological signal is an electroencephalogram, the frequency is about 0.5 to 100 Hz. Therefore, the switching frequency (= 1 / T3) of the switches SW1 and SW2 may be about 10 kHz, for example. By doing so, it is possible to realize a partial pressure according to the ratio of ON and OFF in one cycle. For example, as shown in FIG. 9, assuming that the OFF period in one cycle of the switch SW1 is T1 (s) and the ON period is T2 (s), the voltage after voltage division (= ground voltage) Is a value obtained by dividing the first and second voltages at a ratio of T2: T1. As shown in FIG. 9, the switch controller (not shown) that controls the switches SW <b> 1 and SW <b> 2 may be included in the voltage divider 13 or may be included in the adjustment unit 15. In the former case, the adjustment unit 15 outputs an instruction regarding the increase or decrease of the ground voltage to the voltage divider 13, and the switch control unit controls each of the switches SW1 and SW2 according to the instruction. Become. On the other hand, in the latter case, a switch control unit (for example, which may be included in the controllers 26 and 43) included in the adjustment unit 15 is input to the first and second terminals 11 and 12. The switches SW1 and SW2 are controlled so that the hum noise is canceled out. The ground voltage divided by the voltage divider 13 is adjusted by changing the periods T1 and T2. Although the case where the period T3 (= T1 + T2) is unchanged has been described here, this need not be the case. For example, the divided voltage may be adjusted by making one of the periods T1 and T2 constant and changing the other. In that case, T3 will change. As described above, when the voltage divider 13 is configured by the resistors R11, R12, and R13 and the switches SW1 and SW2, the circuit scale is reduced to, for example, 1 / compared to the voltage divider 13 configured by a variable resistor, an electronic volume, or the like. The biological signal amplification device 2 can be downsized.

また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、または、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。   In the above embodiment, each process or each function may be realized by centralized processing by a single device or a single system, or may be distributedly processed by a plurality of devices or a plurality of systems. It may be realized by doing.

また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、または、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。   In the above embodiment, the information exchange between the components is performed by one component when, for example, the two components that exchange the information are physically different from each other. It may be performed by outputting information and receiving information by the other component, or when two components that exchange information are physically the same, one component May be performed by moving from the phase of the process corresponding to to the phase of the process corresponding to the other component.

また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いる閾値や数式、設定値等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、または長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、または、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、または、図示しない読み出し部が行ってもよい。   In the above embodiment, information related to processing executed by each component, for example, information received, acquired, selected, generated, transmitted, or received by each component In addition, information such as threshold values, mathematical formulas, setting values, and the like used by each component in processing may be temporarily or over a long period of time in a recording medium (not shown), even if not specified in the above description. . Further, the storage of information on the recording medium (not shown) may be performed by each component or a storage unit (not shown). Further, reading of information from the recording medium (not shown) may be performed by each component or a reading unit (not shown).

また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いる閾値や各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、または、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。   Further, in the above embodiment, when the information used by each component etc., for example, information such as threshold values and various set values used by each component may be changed by the user, the above explanation is given. Even if not specified, the user may be able to change the information as appropriate, or may not be so. If the information can be changed by the user, the change is realized by, for example, a not-shown receiving unit that receives a change instruction from the user and a changing unit (not shown) that changes the information in accordance with the change instruction. May be. The change instruction received by the receiving unit (not shown) may be received from an input device, information received via a communication line, or information read from a predetermined recording medium, for example. .

また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、または、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをCPU等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現されうる。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。また、そのプログラムは、所定の記録媒体(例えば、磁気ディスクや半導体メモリなど)に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、そのプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、または分散処理を行ってもよい。   In the above-described embodiment, each component may be configured by dedicated hardware, or a component that can be realized by software may be realized by executing a program. For example, each component can be realized by a program execution unit such as a CPU reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. At the time of execution, the program execution unit may execute the program while accessing the storage unit or the recording medium. The program may be executed by reading a program recorded on a predetermined recording medium (for example, a magnetic disk or a semiconductor memory). Further, the computer that executes the program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention.

以上より、本発明による生体信号送信装置等によれば、ハムノイズの影響を低減できるという効果が得られ、例えば、脳波計や心電計等として有用である。   As described above, according to the biological signal transmitting apparatus and the like according to the present invention, an effect that the influence of hum noise can be reduced is obtained.

1 生体信号送信装置
2 生体信号増幅装置
11 第1の端子
12 第2の端子
13 分圧器
14、21 差動増幅器
15 調整部
16 送信部
22、23 BPF(バンドパスフィルタ)
24 同期検波器
25、42 抽出器
26、43 制御器
31 PFM変調器
32 微分器
33 ASK変調器
34 電力増幅器
41 整流器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biosignal transmitter 2 Biosignal amplifier 11 1st terminal 12 2nd terminal 13 Voltage divider 14, 21 Differential amplifier 15 Adjustment part 16 Transmission part 22, 23 BPF (band pass filter)
24 Synchronous detector 25, 42 Extractor 26, 43 Controller 31 PFM modulator 32 Differentiator 33 ASK modulator 34 Power amplifier 41 Rectifier

Claims (8)

生体信号が入力される第1及び第2の端子と、
前記第1及び第2の端子の間の電圧を所定の割合で分圧する分圧器と、
前記第1及び第2の端子に入力された生体信号の差分を、前記分圧器によって分圧された電圧であるグランド電圧を用いて増幅する差動増幅器と、
前記第1及び第2の端子に入力されるハムノイズが相殺されるように、前記分圧器が分圧するグランド電圧を調整する調整部と、を備えた生体信号増幅装置。
First and second terminals to which a biological signal is input;
A voltage divider that divides the voltage between the first and second terminals at a predetermined rate;
A differential amplifier that amplifies a difference between the biological signals input to the first and second terminals using a ground voltage that is a voltage divided by the voltage divider;
A biological signal amplifying apparatus comprising: an adjustment unit that adjusts a ground voltage divided by the voltage divider so that hum noise input to the first and second terminals is canceled.
前記調整部は、
前記差動増幅器の出力からハムノイズに応じた周波数成分の信号を抽出するバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタによって抽出された信号を整流する整流器と、
前記整流器によって整流された信号の直流成分を抽出する抽出器と、
前記抽出器によって抽出された直流成分が小さくなるように、前記グランド電圧を調整する制御器と、を有し、
前記差動増幅器は、生体信号に関する増幅を、当該制御器によって調整されたグランド電圧を用いて行う、請求項1記載の生体信号増幅装置。
The adjustment unit is
A bandpass filter for extracting a signal of a frequency component corresponding to hum noise from the output of the differential amplifier;
A rectifier that rectifies the signal extracted by the bandpass filter;
An extractor for extracting a DC component of the signal rectified by the rectifier;
A controller that adjusts the ground voltage so that the direct current component extracted by the extractor is reduced, and
The biological signal amplification device according to claim 1, wherein the differential amplifier performs amplification related to the biological signal using a ground voltage adjusted by the controller.
前記調整部は、
前記差動増幅器の出力からハムノイズに応じた周波数成分の信号を抽出する第1のバンドパスフィルタと、
前記第1の端子に入力された信号からハムノイズに応じた周波数成分の信号を抽出する第2のバンドパスフィルタと、
前記第2のバンドパスフィルタによって抽出された信号を用いて、前記第1のバンドパスフィルタによって抽出された信号を同期検波する同期検波器と、
前記同期検波器によって同期検波された信号の直流成分を抽出する抽出器と、
前記抽出器によって抽出された直流成分を用いて、ハムノイズに応じた差動増幅器の出力が小さくなるように、前記グランド電圧を調整する制御器と、を有し、
前記差動増幅器は、生体信号に関する増幅を、当該制御器によって調整されたグランド電圧を用いて行う、請求項1記載の生体信号増幅装置。
The adjustment unit is
A first bandpass filter that extracts a signal of a frequency component corresponding to hum noise from the output of the differential amplifier;
A second band-pass filter that extracts a signal having a frequency component corresponding to hum noise from the signal input to the first terminal;
A synchronous detector for synchronously detecting the signal extracted by the first bandpass filter using the signal extracted by the second bandpass filter;
An extractor for extracting a DC component of the signal synchronously detected by the synchronous detector;
A controller that adjusts the ground voltage so that the output of the differential amplifier corresponding to hum noise is reduced using the DC component extracted by the extractor;
The biological signal amplification device according to claim 1, wherein the differential amplifier performs amplification related to the biological signal using a ground voltage adjusted by the controller.
前記第1の端子が接続される電極であり、生体に接触する電極である第1の電極から前記差動増幅器までの配線の長さ、及び前記第2の端子が接続される電極であり、前記生体に接触する電極である第2の電極から前記差動増幅器までの配線の長さは、それぞれ1メートル以下である、請求項1から請求項3のいずれか記載の生体信号増幅装置。 The electrode to which the first terminal is connected, the length of the wiring from the first electrode which is an electrode in contact with a living body to the differential amplifier, and the electrode to which the second terminal is connected, The biological signal amplification device according to any one of claims 1 to 3, wherein the length of the wiring from the second electrode, which is an electrode in contact with the living body, to the differential amplifier is 1 meter or less. 前記分圧器は、前記第1及び第2の端子の間の電圧を分圧した第1及び第2の電圧の一方を、前記生体信号の周波数よりも高い周波数で交互に選択することによって、前記第1及び第2の端子の間の電圧を分圧する、請求項1から請求項4のいずれか記載の生体信号増幅装置。 The voltage divider alternately selects one of the first and second voltages obtained by dividing the voltage between the first and second terminals at a frequency higher than the frequency of the biological signal. The biological signal amplifying device according to claim 1, wherein the voltage between the first and second terminals is divided. 前記生体信号は、脳波、心電位、筋電位のいずれかである、請求項1から請求項5のいずれか記載の生体信号増幅装置。 The biological signal amplifying apparatus according to claim 1, wherein the biological signal is one of an electroencephalogram, a cardiac potential, and a myoelectric potential. 請求項1から請求項6のいずれか記載の生体信号増幅装置と、
前記差動増幅器の出力信号である送信信号を無線送信する送信部と、を備えた生体信号送信装置。
The biological signal amplifying device according to any one of claims 1 to 6,
A biological signal transmission apparatus comprising: a transmission unit that wirelessly transmits a transmission signal that is an output signal of the differential amplifier.
前記送信部は、
前記送信信号にパルス周波数変調を行うPFM変調器と、
前記パルス周波数変調された信号を微分する微分器と、
前記微分された信号にASK変調を行うASK変調器と、を有し、
前記ASK変調された信号が無線送信される、請求項7記載の生体信号送信装置。
The transmitter is
A PFM modulator for performing pulse frequency modulation on the transmission signal;
A differentiator for differentiating the pulse frequency modulated signal;
An ASK modulator that performs ASK modulation on the differentiated signal;
The biological signal transmission apparatus according to claim 7, wherein the ASK modulated signal is wirelessly transmitted.
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