JP5585551B2 - 車両用心電計測システム - Google Patents
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Description
・把持状態検出手段が検出したステアリングの把持状態の下で、選択した容量式センサについて、計測ベクトル(GND電極から、乗員の体内を通り、乗員の心臓を経て、選択した容量式センサに至る経路における、心臓付近でのベクトル)が存在するもの。
本発明の車両用心電計測システムは、例えば、GND電極にて乗員の人体電位を検出する人体電位検出手段を備えることができる。この場合、心電計測手段は、容量式センサの信号値から、人体電位を差し引いて、心電を計測することができる。こうすることにより、コモンモードノイズ(人体に由来するノイズ)を除去し、心電を一層正確に計測することができる。
前記把持状態検出手段としては、例えば、ステアリングにおいて乗員の右手で把持する部分、及び/又は、乗員の左手で把持する部分に設けられた、GNDに接地した電極A、及び所定の電位が与えられた電極Bを備え、前記電極Bの電位に基づき、把持状態を検出するものが挙げられる。この把持状態検出手段は、簡単な構成で把持状態を検出することができる。電極Bは、前記GND電極と同一のものであってもよいし、別の電極であってもよい。
<第1の実施形態>
1.車両用心電計測システム1の構成
車両用心電計測システム1の構成を、図1〜図3に基づいて説明する。図1は、車両用心電計測システム1の全体構成を表すブロック図である。図2は、後述する内側電極3、5、外側電極7、9の形状及び配置を表す説明図である。図3は、後述するシートセンサ11、13の配置を表す説明図である。
次に、車両用心電計測システム1の動作を説明する。シートセンサ11は、乗員の臀部に接し、その乗員の心電を計測する。シートセンサ11の出力信号は、ボルテージフォロワ15、フィルター21、及びゲイン演算回路27、を経て、加算回路31に送られる。
(1)車両用心電計測システム1は、乗員がステアリング33を把持する状態がいずれの場合でも、乗員の心電を正確に計測することができる。このことを、図5に基づいて説明する。
図5(b)は、乗員59が左手61と右手63の両方でステアリング33を把持している状態(右手63がステアリング33を把持している状態)を表す。この場合、車両用心電計測システム1は、上述したように、シートセンサ11の出力信号を出力する。
(2)車両用心電計測システム1は、乗員がステアリング33を把持する状態に対応して変化するステアリング把持データRにより、使用するシートセンサを選択する。そのため、使用するシートセンサの選択において、複雑な演算が必要ない。その結果、計算コストを低減できるとともに、リアルタイムの心電計測が可能になる。
<第2の実施形態>
1.車両用心電計測システム1の構成
本実施形態における車両用心電計測システム1の構成を図6に基づいて説明する。図6は、車両用心電計測システム1の全体構成を表すブロック図である。
2.車両用心電計測システム1の動作
本実施形態の車両用心電計測システム1は、前記第1の実施形態と同様に動作する。すなわち、ステアリング把持データRがLoの場合(乗員の右手がステアリング33を把持している場合)、車両用心電計測システム1は、デジタル回路73の出力端子73aから、シートセンサ11の出力信号を出力し、ステアリング把持データRがHiの場合(乗員の右手がステアリング33を把持していない場合)は、デジタル回路73の出力端子73aから、シートセンサ11の出力信号とシートセンサ13の出力信号とを加算した信号を出力する。
ステップ20では、本ステップ20の処理を前回実行したときに比べて、ステアリング33の把持状態が変化したか否かを判断する。具体的には、ステアリング把持データRの変化(HiからLoへの変化、又はLoからHiへの変化)があったか否かを判断する。把持状態が変化した場合はステップ30に進み、把持状態が変化していない場合はステップ40に進む。
3.車両用心電計測システム1が奏する効果
本実施形態の車両用心電計測システム1は、前記第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態の車両用心電計測システム1は、ステアリング33の把持状態が変化したとき、心電信号のゲインを再設定するので、図8に示すように、把持状態が変化(すわなち、ステアリング把持データRが変化)する前後において、心電信号の振幅を一定に保つことができる。
<第3の実施形態>
1.車両用心電計測システム1の構成
本実施形態における車両用心電計測システム1の構成を図9に基づいて説明する。図9は、車両用心電計測システム1の全体構成を表すブロック図である。
スイッチ85は、以下のように動作する。ステアリング把持データRがHiの場合、入力端子85bと出力端子85cを接続し、アンプ77に対し、ステアリング把持データLを出力する。一方、ステアリング把持データRがLoの場合、入力端子85aと出力端子85cを接続し、アンプ77に対し、ステアリング把持データRを出力する。
2.車両用心電計測システム1の動作
本実施形態の車両用心電計測システム1は、前記第1の実施形態と基本的には同様に動作する。すなわち、スイッチ25に入力するステアリング把持データRがLoの場合(乗員の右手がステアリング33を把持している場合)、車両用心電計測システム1は、加算回路31から、シートセンサ11の出力信号を出力し、スイッチ25に入力するステアリング把持データRがHiの場合(乗員の右手がステアリング33を把持していな場合)は、加算回路31から、シートセンサ11の出力信号とシートセンサ13の出力信号とを加算した信号を出力する。
(1)本実施形態の車両用心電計測システム1は、前記第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
(2)また、本実施形態では、シートセンサ11、13の出力をそのまま用いるのではなく、シートセンサ11、13の出力と人体電位との差分の信号を用いているので、コモンモードノイズ(人体に由来するノイズ)を除去し、心電を一層正確に計測することができる。
(3)さらに、本実施形態では、ステアリング33の把持状態に応じて、差分の作成に用いる人体電位を、適切に選択することができる。このことを図10に基づいて説明する。
例えば、前記第1〜第3の実施形態において、左手のみでステアリング33を把持している場合は、シートセンサ13のみの出力を、車両用心電計測システム1で検出してもよい。
7、9・・・外側電極、11、13・・・シートセンサ、
15、17、19・・・ボルテージフォロワ、
21、23・・・フィルター、25・・・スイッチ、
25a、25b・・・入力端子、25c・・・出力端子、
27、29・・・ゲイン演算回路、31・・・加算回路、
33・・・ステアリング、35・・・シート、
37、45、51、77、79、81・・・アンプ、
39、43、47、53、55、87・・・抵抗、
41・・・コンデンサ、59・・・乗員、61・・・左手、
63・・・右手、65・・・心臓、
67、69、71・・・計測ベクトル、70・・・心電ベクトル、
73・・・デジタル回路、73a・・・出力端子、
75・・・判別回路、85・・・スイッチ、
85a、85b・・・入力端子、85c・・・出力端子
Claims (9)
- ステアリングに設けられたGND電極と、
複数の容量式センサと、
前記ステアリングの把持状態を検出する把持状態検出手段と、
前記把持状態検出手段の検出結果に基づき、前記複数の容量式センサの一部の容量式センサを選択する選択手段と、
前記GND電極、及び前記選択手段により選択された容量式センサを用いて乗員の心電を計測する心電計測手段と、
を備え、
前記複数の容量式センサは、乗員の臀部に接する第1の容量式センサと、乗員の右肩に接する第2の容量式センサとを含み、
前記選択手段は、前記把持状態検出手段により検出された前記把持状態が、乗員の右手がステアリングを把持している状態の場合、前記第1の容量式センサを選択し、前記把持状態が、乗員の右手がステアリングを把持していない状態の場合、少なくとも前記第2の容量式センサを選択することを特徴とする車両用心電計測システム。 - 前記GND電極にて乗員の右手及び左手の人体電位を検出する人体電位検出手段を備え、
前記心電計測手段は、前記把持状態検出手段により検出された前記把持状態が、乗員の右手がステアリングを把持している状態の場合、前記選択手段により選択された前記容量式センサの信号値から、前記右手の人体電位を差し引いて、前記心電を計測するとともに、乗員の右手がステアリングを把持していない状態の場合、前記選択手段により選択された前記容量式センサの信号値から、前記左手の人体電位を差し引いて、前記心電を計測することを特徴とする請求項1記載の車両用心電計測システム。 - 前記第1の容量式センサは、車両のシートの中に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用心電計測システム。
- 前記第2の容量式センサは、車両のシートの中、又はシートベルトに配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用心電計測システム。
- 前記GND電極にて乗員の人体電位を検出する人体電位検出手段を備え、
前記心電計測手段は、前記容量式センサの信号値から、前記人体電位を差し引いて、前記心電を計測することを特徴とする請求項1記載の車両用心電計測システム。 - 前記把持状態検出手段は、
前記ステアリングにおいて乗員の右手で把持する部分、及び/又は、乗員の左手で把持する部分に設けられた、GNDに接地した電極A、及び所定の電位が与えられた電極Bを備え、
前記電極Bの電位に基づき、前記把持状態を検出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用心電計測システム。 - 前記ステアリングにおいて、前記電極Aは、前記電極Bよりも、広い範囲にわたって設けられていることを特徴とする請求項6記載の車両用心電計測システム。
- 前記把持状態検出手段により検出される前記把持状態が変化した場合、その変化後における前記心電の計測結果の振幅が、所定の値となるように、前記心電の計測における増幅率を設定する増幅率設定手段を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の車両用心電計測システム。
- 前記心電の計測結果を記憶する記憶手段を備え、
前記増幅率設定手段は、前記把持状態が変化した後における前記心電の計測結果の振幅が、前記記憶手段に記憶された、前記把持状態が変化する前における前記心電の計測結果の振幅となるように、前記増幅率を設定することを特徴とする請求項8記載の車両用心電計測システム。
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