JP5668699B2 - 心電計測装置 - Google Patents

Description

本発明は心電計測装置に関する。

車両に搭載され、ドライバの心電を計測する心電計測装置が提案されている（特許文献１参照）。この心電計測装置は、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。

特開2009-142576号公報

特許文献１記載の心電計測装置は、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。

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る心電計測装置を提供することを目的とする。

本発明の心電計測装置は、車両のシートに設けられたシート電極Ａ及びシート電極Ｂと、車両のステアリングに設けられたステアリング電極と、シート電極Ａとシート電極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手段とを備え、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。

本発明の心電計測装置は、フィードバック手段により、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、本発明の心電計測装置は、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。

本発明の心電計測装置は、シート電極Ａ及び／又はシート電極Ｂと、被測定者との間のソースインピーダンスである第１のソースインピーダンスを取得する第１のソースインピーダンス取得手段と、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、前記フィードバック手段をＯＦＦの状態とするフィードバック決定手段とを備えることが好ましい。フィードバック決定手段を備えることにより、心電計測装置の計測方法を、種々の状況に応じて選択することができる。

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、フィードバック手段をＯＦＦの状態として、例えば、後述するシングルーエンドモードにより、心電を計測することができる。

本発明の心電計測装置は、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である第２のソースインピーダンスを取得する第２のソースインピーダンス取得手段と、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、第２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、フィードバック手段をＯＦＦの状態とすることができる。

すなわち、第２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（例えば後述するシングルー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、フィードバック手段をＯＦＦの状態とする。

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。

前記フィードバック決定手段は、例えば、第１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、フィードバック手段をＯＮの状態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、フィードバック手段をＯＮの状態とし、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。

本発明の心電計測装置は、例えば、フィードバック手段をＯＦＦの状態とした場合、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。

本発明の心電計測装置は、例えば、シート電極を３以上備え、その３以上のシート電極から、シート電極と被測定者とのソースインピーダンスが最も低いシート電極と、２番目に低いシート電極とを、シート電極Ａ及びシート電極Ｂとして選択するシート電極選択手段を備えることができる。この場合、例えば、３つ以上のシート電極から、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シート電極Ａ及びシート電極Ｂとすることができるので、心電を一層正確に計測できる。

前記シート電極選択手段は、被測定者との間のソースインピーダンスが所定の閾値以下であるシート電極が３以上ある場合、被測定者の誘導に基づいてシート電極Ａ及びシート電極Ｂを選択することができる。この場合、例えば、３つ以上のシート電極から、被測定者の誘導に沿って配置された一対のシート電極をシート電極Ａ及びシート電極Ｂとすることができるので、心電を一層正確に計測できる。前記誘導とは、例えば、被測定者の上半身における右斜め上方向の誘導とすることができる。

本発明の心電計測装置は、例えば、被測定者の個人情報を保持する個人情報保持手段を備え、被測定者との間のソースインピーダンスが所定の閾値以下であるシート電極が３以上ある場合、シート電極選択手段が、個人情報に基づいてシート電極Ａ及びシート電極Ｂを選択することができる。この場合、被測定者の特性に応じてシート電極Ａ及びシート電極Ｂを選択できるので、心電を一層正確に計測できる。

前記個人情報とは、例えば、誘導の方向を、個人ごとに記憶した情報とすることができる。

心電計測装置１の等価回路を表す回路図である。 心電計測装置１０１の等価回路を表す回路図である。 心電計測装置１０１が実行する測定モードの設定処理を表すフローチャートである。 ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３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ＯＮ／ＯＦＦとの関係を表す説明図である。 心電計測装置２０１の等価回路を表す回路図である。 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。 心電計測装置２０１が実行する測定モードの設定処理を表すフローチャートである。 心電計測装置３０１の等価回路を表す回路図である。 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。 心電計測装置３０１が実行する測定モードの設定処理を表すフローチャートである。

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．心電計測装置１の構成
心電計測装置１の構成を図１に基づいて説明する。図１は、心電計測装置１の等価回路を表す回路図である。心電計測装置１は、車両に取り付けられた車載装置である。心電計測装置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（シート電極Ａ、Ｂ）、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。

シート電極３、５は、基準容量結合電極である。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１３及び抵抗１５から成る。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（フィードバック手段）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。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から成る。また、シート電極３は、端子ＣＨ１に接続しており、シート電極５は、端子ＣＨ２に接続している。

２．心電計測装置１を用いた心電測定
ドライバ（被測定者）が車両のシートに座り、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の差動信号を、ドライバの心電信号として、端子ＣＨ１、ＣＨ２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。

３．心電計測装置１が奏する効果
心電計測装置１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。心電計測装置１は、シート電極３に接続した端子ＣＨ１と、シート電極５に接続した端子ＣＨ２の差動信号を心電信号として取り出す。

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。
＜第２の実施形態＞
１．心電計測装置１０１の構成
心電計測装置１０１の構成を図２に基づいて説明する。図２は、心電計測装置１０１の等価回路を表す回路図である。心電計測装置１０１は、車両に取り付けられた車載装置である。心電計測装置１０１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（シート電極Ａ、Ｂ）１０３、１０５、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１０７、１０９を備える。

シート電極１０３、１０５は、基準容量結合電極である。シート電極１０３には、インピーダンス変換部１１１が接続しており、シート電極１０５には、インピーダンス変換部１１３が接続しており、ステアリング電極１０７には、インピーダンス変換部１１５が接続している。インピーダンス変換部１１１、１１３、１１５は、それぞれ、オペアンプ１１７及び抵抗１１９から成る。

また、シート電極１０３とシート電極１０５とは、抵抗値が等しい抵抗１２１、１２３を介して接続されており、抵抗１２１、１２３の中間位置１２４における電位が、コモンモードフィードバック回路（フィードバック手段）１２５により、ステアリング電極１０９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１２５は、オペアンプ１２７、１３５、抵抗１２９、１３１、１３３から成る。

シート電極１０３は、端子ＣＨ１に接続しており、シート電極１０５は、端子ＣＨ２に接続しており、ステアリング電極１０７は、端子ＣＨ３に接続している。
中間位置１２４とコモンモードフィードバック回路１２５との間には、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能なスイッチ１３７が設けられている。また、ステアリング電極１０９とコモンモードフィードバック回路１２５との間には、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能なスイッチ１３９が設けられている。また、コモンモードフィードバック回路１２５とSignal GNDとの間には、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能なスイッチ１４１が設けられている。スイッチ１３９、１４１がともにＯＦＦの場合、スイッチ１３９、１４１は短絡され、そこから参照信号をステアリング電極１０９に出力することができる。

また、心電計測装置１０１は、ＣＨ１、ＣＨ２のソースインピーダンス（第１のソースインピーダンス）、ＣＨ３のソースインピーダンス（第２のソースインピーダンス）、スイッチ１３７のＯＮ／ＯＦＦ、及び車両の走行状態（ノイズ情報）等を検出する検出手段（第１のソースインピーダンス取得手段、第２のソースインピーダンス取得手段、ノイズ情報取得手段）と、検出手段の検出結果に応じて、スイッチ１３７、１３９、１４１のＯＮ／ＯＦＦ等を制御する制御手段（フィードバック決定手段）とを備えている。

２．心電計測装置１０１が実行する測定モードの設定
図３のフローチャートに基づいて、心電計測装置１０１が実行する測定モードの設定処理を説明する。この処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。

ステップ１０では、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３のソースインピーダンスを検出する。このとき、スイッチ１３９、１４１をともにＯＦＦとして、スイッチ１３９、１４１を短絡し、ステアリング電極１０９を介してドライバの人体に既知の参照信号を導入した状態で、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３のソースインピーダンスを検出する。

ソースインピーダンスの検出は、スイッチ１３９がＯＮの状態（以下では、フィードバック回路ＯＮの状態とする）、及びスイッチ１３９がＯＦＦの状態（以下では、フィードバック回路ＦＦの状態とする）のいずれでも実施できる。

フィードバック回路ＯＮの状態の場合、ＣＨ１とＣＨ２との差動信号から、シート電極１０３、１０５の接触状態の違いをモニタできる。シート電極１０３、１０５がともにドライバに対し充分な接触状態のときは、ＣＨ１とＣＨ２に参照信号が同様に重畳し、差動することで、参照信号は消失する。一方、シート電極１０３、１０５のうちの一方のみがドライバに接触した状態である場合は、ＣＨ１とＣＨ２とで参照信号の重畳度合いが異なるため、差動しても、参照信号は残ってくる。

フィードバック回路ＯＦＦの状態の場合、ＣＨ１とＣＨ２の各々の接触状態をモニタできる。シート電極１０３、１０５がドライバに対し接触状態である場合は、参照信号がＣＨ１、ＣＨ２それぞれに重畳することになる。なお、参照信号は、心電信号と分離できるように、心電Ｒ波周波数帯（１５〜３０Ｈｚ）とは異なる周波数を有する。

ステップ２０では、ＣＨ１、ＣＨ２のソースインピーダンスのうちの一方でも、所定の閾値より大きいか否かを判断する。ＣＨ１、ＣＨ２のソースインピーダンスの両方が、所定の閾値以下である場合はステップ３０に進む。一方、ＣＨ１、ＣＨ２のソースインピーダンスのうちの一方でも、所定の閾値より大きい場合はステップ６０に進む。

ステップ３０では、車両の走行速度が０Ｋｍ／ｈである（停止している）か否かを判断する。０Ｋｍ／ｈである場合はステップ４０に進み、０Ｋｍ／ｈではない場合はステップ５０に進む。

ステップ４０では、ＣＨ３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。所定の閾値より大きい場合はステップ５０に進み、所定の閾値以下である場合はステップ６０に進む。

ステップ５０では、スイッチ１３９をＯＮとする（フィードバック回路ＯＮとする）。一方、ステップ６０では、スイッチ１３９をＯＦＦとする（フィードバック回路ＯＦＦとする）。

３．心電計測装置１０１を用いた心電測定
ドライバ（被測定者）が車両のシートに座り、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１０３、１０５に接する。また、ドライバの手がステアリング電極１０７、１０９に接する。

フィードバック回路ＯＮの場合、シート電極１０３、１０５の差動信号を、ドライバの心電信号として、端子ＣＨ１、ＣＨ２から取り出す。このとき、シート電極１０３、１０５の中間の電位が、ステアリング電極１０９にフィードバックされている。

フィードバック回路ＯＦＦの場合、端子ＣＨ１、ＣＨ２のうちの一方（ドライバに密着しているシート電極の端子）から、心電信号を取り出すことができる。
４．心電計測装置１０１が奏する効果
心電計測装置１０１は、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３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ＯＮの状態とフィードバック回路ＯＦＦの状態とを切り替えることができる。ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３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ＯＮ／ＯＦＦとの関係を図４に示す。

心電計測装置１０１は、ＣＨ１、ＣＨ２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１０３、１０５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ＯＮの状態として、心電を計測する。また、心電計測装置１０１は、ＣＨ１、ＣＨ２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ＣＨ３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ＯＮの状態として、心電を計測する。これらの場合、前記第１の実施形態と同様の効果を奏する。

また、心電計測装置１０１は、ＣＨ１、ＣＨ２のソースインピーダンスのうちの一方でも所定の閾値より大きい場合（シート電極１０３、１０５のうちの少なくとも一方はドライバに充分接触していない場合）、フィードバック回路ＯＦＦの状態として、シングルー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。

ＣＨ１、ＣＨ２のソースインピーダンスのうちの一方でも所定の閾値より大きい状態では、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１０３、１０５の接触状態が同等ではないと考えられるため、シート電極１０３、１０５に重畳する車両ノイズが異なってしまい、シート電極１０３、１０５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、シングルー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。

また、心電計測装置１０１は、ＣＨ１、ＣＨ２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ＣＨ３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ＯＦＦの状態として、シングルー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ＯＮの状態よりも、１つの電極のみで検出できるシングルーエンドモードの方が、心電検出率が向上するからである。
＜第３の実施形態＞
１．心電計測装置２０１の構成
心電計測装置２０１の構成を図５及び図６に基づいて説明する。図５は、心電計測装置２０１の等価回路を表す回路図である。図６は、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。心電計測装置２０１は、車両に取り付けられた車載装置である。心電計測装置２０１は、車両のシート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６に示すとおりである。

シート電極２０３、２０５、２０７、２０９は、基準容量結合電極である。シート電極２０３には、インピーダンス変換部２１５が接続しており、シート電極２０５には、インピーダンス変換部２１７が接続しており、シート電極２０７には、インピーダンス変換部２１９が接続しており、シート電極２０９には、インピーダンス変換部２２１が接続しており、ステアリング電極２１１には、インピーダンス変換部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。

また、シート電極２０３とシート電極２０５とは、抵抗値が等しい抵抗２２９、２３１を介して接続されており、抵抗２２９、２３１の中間位置２３３における電位が、コモンモードフィードバック回路（フィードバック手段）２３５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２３５は、オペアンプ２３７、２４５、抵抗２３９、２４１、２４３から成る。

また、シート電極２０７とシート電極２０９とは、抵抗値が等しい抵抗２４７、２４９を介して接続されており、抵抗２４７、２４９の中間位置２５１における電位が、コモンモードフィードバック回路２３５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。

シート電極２０３は、端子ＣＨ１に接続しており、シート電極２０５は、端子ＣＨ２に接続しており、シート電極２０７は、端子ＣＨ３に接続しており、シート電極２０９は、端子ＣＨ４に接続しており、ステアリング電極２１１は、端子ＣＨ５に接続している。

中間位置２３３とコモンモードフィードバック回路２３５との間であり、且つ中間位置２５１とコモンモードフィードバック回路２３５との間である位置には、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能なスイッチ２５３が設けられている。スイッチ２５３は、(i)中間位置２３３とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＮとし、中間位置２５１とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＦＦとする状態、(ii) 中間位置２３３とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＦＦとし、中間位置２５１とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＮとする状態、(iii) 中間位置２３３とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＦＦとし、中間位置２５１とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＦＦとする状態のいずれかを選択できる。

また、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２３５との間には、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能なスイッチ２５５が設けられている。また、コモンモードフィードバック回路２３５とSignal GNDとの間には、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能なスイッチ２５７が設けられている。スイッチ２５５、２５７がともにＯＦＦの場合、スイッチ２５５、２５７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。

また、心電計測装置２０１は、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のソースインピーダンス（第１のソースインピーダンス）、ＣＨ５のソースインピーダンス（第２のソースインピーダンス）、スイッチ２５３のＯＮ／ＯＦＦ、及び車両の走行状態（ノイズ情報）等を検出する検出手段（第１のソースインピーダンス取得手段、第２のソースインピーダンス取得手段、ノイズ情報取得手段）と、検出手段の検出結果に応じて、スイッチ２５３、２５５、２５７のＯＮ／ＯＦＦ等を制御する制御手段（フィードバック決定手段、シート電極選択手段）とを備えている。

２．心電計測装置２０１が実行する測定モードの設定
図７のフローチャートに基づいて、心電計測装置２０１が実行する測定モードの設定処理を説明する。この処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。

ステップ１１０では、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５のソースインピーダンスを検出する。このとき、スイッチ２５５、２５７をともにＯＦＦとして、スイッチ２５５、２５７を短絡し、ステアリング電極２１３を介してドライバの人体に既知の参照信号を導入した状態で、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５のソースインピーダンスを検出する。ソースインピーダンスの具体的な検出方法は、前記第２の実施例と同様とすることができる。

ステップ１２０では、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のソースインピーダンスのうちの一つでも、所定の閾値より大きいか否かを判断する。ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のソースインピーダンスの全てが、所定の閾値以下である場合はステップ１３０に進む。一方、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のソースインピーダンスのうちの１つでも、所定の閾値より大きい場合はステップ１７０に進む。

ステップ１３０では、車両の走行速度が０Ｋｍ／ｈである（停止している）か否かを判断する。０Ｋｍ／ｈである場合はステップ１４０に進み、０Ｋｍ／ｈではない場合はステップ１５０に進む。

ステップ１４０では、ＣＨ５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。所定の閾値より大きい場合はステップ１５０に進み、所定の閾値以下である場合はステップ１７０に進む。

ステップ１５０では、ＣＨ１とＣＨ２との対、及びＣＨ３とＣＨ４との対のうち、ソースインピーダンスが低い方の対を選択する。
ステップ１６０では、前記ステップ１５０でＣＨ１とＣＨ２との対を選択した場合、スイッチ２５３の状態を、中間位置２３３とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＮとし、中間位置２５１とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＦＦとする状態とする。一方、前記ステップ１５０でＣＨ３とＣＨ４との対を選択した場合、スイッチ２５３の状態を、中間位置２３３とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＦＦとし、中間位置２５１とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＮとする状態とする。以下では、上記のいずれかの状態をフィードバック回路ＯＮとする。一方、ステップ１７０では、スイッチ２５３の状態を、中間位置２３３とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＦＦとし、中間位置２５１とコモンモードフィードバック回路２３５との接続をＯＦＦとする状態とする。以下では、この状態をフィードバック回路ＯＦＦとする。

３．心電計測装置２０１を用いた心電測定
ドライバ（被測定者）が車両のシートに座り、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２０３、２０５、２０７、２０９に接する。また、ドライバの手がステアリング電極２１１、２１３に接する。

フィードバック回路ＯＮであり、ＣＨ１とＣＨ２との対が選択されている場合、シート電極２０３、２０５（シート電極Ａ、Ｂ）の差動信号を、ドライバの心電信号として、端子ＣＨ１、ＣＨ２から取り出す。このとき、シート電極２０３、２０５の中間の電位が、ステアリング電極２１３にフィードバックされている。

また、フィードバック回路ＯＮであり、ＣＨ３とＣＨ４との対が選択されている場合、シート電極２０７、２０９（シート電極Ａ、Ｂ）の差動信号を、ドライバの心電信号として、端子ＣＨ３、ＣＨ４から取り出す。このとき、シート電極２０７、２０９の中間の電位が、ステアリング電極２１３にフィードバックされている。

フィードバック回路ＯＦＦの場合、端子ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のうちの一つ（ドライバに密着しているシート電極の端子）から、心電信号を取り出すことができる。
４．心電計測装置２０１が奏する効果
（１）心電計測装置２０１は前記第２の実施形態と同様の効果を奏する。
（２）心電計測装置２０１は、２組のシート電極対（シート電極２０３、２０５の対、及びシート電極２０７、２０９の対）を備えており、ソースインピーダンスが低いほうの対を選択して使用する。そのため、車両走行変化、ドライバとシート電極の接触状態変化、ドライバの個人差（体格等）があったとしても、シート電極が１対のみの場合と比べて、より確実にドライバの心電を計測できる。
＜第４の実施形態＞
１．心電計測装置３０１の構成
心電計測装置３０１の構成を図８及び図９に基づいて説明する。図８は、心電計測装置３０１の等価回路を表す回路図である。図９は、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。心電計測装置３０１は、車両に取り付けられた車載装置である。心電計測装置３０１は、車両のシートにおける背部に設けられた４つのシート電極３０３、３０５、３０７、３０９、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３１１、３１３を備える。シート３１４におけるシート電極３０３、３０５、３０７、３０９の配置は図９に示すとおりである。

シート電極３０３、３０５、３０７、３０９は、基準容量結合電極である。シート電極３０３には、インピーダンス変換部３１５が接続しており、シート電極３０５には、インピーダンス変換部３１７が接続しており、シート電極３０７には、インピーダンス変換部３１９が接続しており、シート電極３０９には、インピーダンス変換部３２１が接続しており、ステアリング電極３１１には、インピーダンス変換部３２３が接続している。インピーダンス変換部３１５、３１７、３１９、３２１、３２３は、それぞれ、オペアンプ３２５及び抵抗３２７から成る。

シート電極３０３は、端子ＣＨ１に接続しており、シート電極３０５は、端子ＣＨ２に接続しており、シート電極３０７は、端子ＣＨ３に接続しており、シート電極３０９は、端子ＣＨ４に接続しており、ステアリング電極３１１は、端子ＣＨ７に接続している。

シート電極３０３、３０５、３０７、３０９は、２つのマルチプレクサ３２９、３３１にそれぞれ接続している。マルチプレクサ３２９の出力側は端子ＣＨ５に接続しており、マルチプレクサ３３１の出力側は端子ＣＨ６に接続している。端子ＣＨ５と端子ＣＨ６とは、抵抗値が等しい抵抗３３３、３３５を介して接続されており、抵抗３３３、３３５の中間位置３３７における電位が、コモンモードフィードバック回路（フィードバック手段）３３９により、ステアリング電極３１３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３３９は、オペアンプ３４１、３４９、抵抗３４３、３４５、３４７から成る。

ステアリング電極３１３とコモンモードフィードバック回路３３９との間には、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能なスイッチ３５１が設けられている。また、コモンモードフィードバック回路３３９とSignal GNDとの間には、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能なスイッチ３５３が設けられている。スイッチ３５１、３５３がともにＯＦＦの場合、スイッチ３５１、３５３は短絡され、そこから参照信号をステアリング電極３１３に出力することができる。

また、心電計測装置３０１は、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のソースインピーダンス（第１のソースインピーダンス）、ＣＨ７のソースインピーダンス（第２のソースインピーダンス）、及び車両の走行状態（ノイズ情報）等を検出する検出手段（第１のソースインピーダンス取得手段、第２のソースインピーダンス取得手段、ノイズ情報取得手段）と、検出手段の検出結果に応じて、マルチプレクサ３２９、３３１、スイッチ３５１、３５３のＯＮ／ＯＦＦ等を制御する制御手段（フィードバック決定手段、シート電極選択手段）とを備えている。

２．心電計測装置３０１が実行する測定モードの設定
図１０のフローチャートに基づいて、心電計測装置３０１が実行する測定モードの設定処理を説明する。この処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。

ステップ３１０では、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ７のソースインピーダンスを検出する。このとき、スイッチ３５１、３５３をともにＯＦＦとして、スイッチ３５１、３５３を短絡し、ステアリング電極３１３を介してドライバの人体に既知の参照信号を導入した状態で、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ７のソースインピーダンスを検出する。ソースインピーダンスの具体的な検出方法は、前記第２の実施例と同様とすることができる。

ステップ２２０では、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のソースインピーダンス中に、所定の閾値以下のものが２つ以上あるか否かを判断する。２つ以上ある場合はステップ２３０に進む。一方、２つ未満しかない場合はステップ２８０に進む。

ステップ２３０では、車両の走行速度が０Ｋｍ／ｈである（停止している）か否かを判断する。０Ｋｍ／ｈである場合はステップ２４０に進み、０Ｋｍ／ｈではない場合はステップ２５０に進む。

ステップ２４０では、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。所定の閾値より大きい場合はステップ２５０に進み、所定の閾値以下である場合はステップ２８０に進む。

ステップ２５０では、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のソースインピーダンス中に、所定の閾値以下のものが３つ以上あるか否かを判断する。３つ以上ある場合はステップ２６０に進み、２つしかない場合はステップ２７０に進む。

ステップ２６０では、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のうち、ソースインピーダンスが所定の閾値以下である３つのＣＨの中から、１対のＣＨを選択する。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。
第1優先：第ＩＩ誘導で右上、左下のＣＨ対（ＣＨ３-ＣＨ４、ＣＨ１-ＣＨ２）
第2優先：第ＩＩＩ誘導で左上、左下のＣＨ対（ＣＨ２-ＣＨ４）
第3優先：第Ｉ誘導で上下同じで左、右のＣＨ対（ＣＨ１-ＣＨ４）
第4優先：右上、右下のＣＨ対
ステップ２７０では、一対ＣＨの一方を、マルチプレクサ３２９の出力（ＣＨ５）とし、もう一方を、マルチプレクサ３３１の出力（ＣＨ６）とする。ここで、一対のＣＨとは、前記ステップ２５０でＹＥＳと判断した場合は、前記ステップ２６０で選択した一対のＣＨであり、前記ステップ２５０でＮＯと判断した場合は、ソースインピーダンスが所定の閾値以下である２つのＣＨである。上記のこの状態を、以下では、フィードバック回路ＯＮとする。

一方、ステップ２８０では、マルチプレクサ３２９、３３１から出力信号を出さない。以下では、この状態をフィードバック回路ＯＦＦとする。
３．心電計測装置３０１を用いた心電測定
ドライバ（被測定者）が車両のシートに座り、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３０３、３０５、３０７、３０９に接する。また、ドライバの手がステアリング電極３１１、３１３に接する。

フィードバック回路ＯＮである場合、ＣＨ５とＣＨ６の差動信号を、ドライバの心電信号として取り出す。このとき、ＣＨ５とＣＨ６の中間の電位が、ステアリング電極３１３にフィードバックされている。

フィードバック回路ＯＦＦの場合、端子ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のうちの一つ（ドライバに密着しているシート電極の端子）から、心電信号を取り出すことができる。
４．心電計測装置３０１が奏する効果
（１）心電計測装置３０１は前記第３の実施形態と同様の効果を奏する。
（２）心電計測装置３０１は、４つのシート電極の中から、ソースインピーダンスが低く、誘導に沿った、一対のシート電極（シート電極Ａ、Ｂ）を選択して使用する。そのため、車両走行変化、ドライバとシート電極の接触状態変化、ドライバの個人差（体格等）があったとしても、より確実にドライバの心電を計測できる。

尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記第４の実施形態において、前記ステップ２６０では、ソースインピーダンスが最も低いＣＨと、２番目に低いＣＨとを選択するようにしてもよい。

また、前記第４の実施形態において、心電計測装置３０１は、複数のドライバそれぞれについて、誘導の方向（個人情報）を保持する個人情報保持手段を備えることができる。そして、ステップ２６０において、現在シートに座っているドライバの個人情報を、個人情報保持手段から読み出し、その個人情報における誘導の方向に対し、一対のシート電極の配列方向がなるべく近くなるように、一対のＣＨを選択することができる。こうすることにより、各ドライバの特性に応じ、心電を正確に計測することができる。

また、前記第２〜第４の実施形態において、「走行速度＝０ｋｍ／ｈ？」の代わりに、「車両のエンジン（又はモーター）停止？」としてもよい。

１、１０１、２０１、３０１・・・心電計測装置、
３、５、１０３、１０５、２０３、２０５、２０７、２０９、３０３、３０５、３０７、３０９・・・シート電極、
７、１０７、１０９、２１１、２１３、３１１、３１３・・・ステアリング電極、
９、１１、１１１、１１３、１１５、２１５、２１７、２１９、２２１、２２３、３１５、３１７、３１９、３２１、３２３・・・インピーダンス変換部、
１３、１７、２２、１１７、１２７、１３５、２２５、２３７、２４５、３２５、３４１、３４９・・・オペアンプ、
１５、１８、１９、２０、２１、２３、１１９、１２１、１２３、１２９、２２７、２２９、２３９、２４７、３２７、３３３、３４３・・・抵抗、
２４、１２４、２３３、２５１、３３７・・・中間位置、
２５、１２５、２３５、３３９・・・コモンモードフィードバック回路、
１３７、１３９、１４１、２５３、２５５、２５７、３５１、３５３・・・スイッチ、
３２９、３３１・・・マルチプレクサ

Claims (8)

1. 車両のシートに設けられたシート電極Ａ及びシート電極Ｂ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手段と、
   を備え、
   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ことを特徴とする心電計測装置。
2. 前記シート電極Ａ及び／又は前記シート電極Ｂと、被測定者との間のソースインピーダンスである第１のソースインピーダンスを取得する第１のソースインピーダンス取得手段と、
   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、前記フィードバック手段をＯＦＦの状態とするフィードバック決定手段と、を備え、
   前記フィードバック手段をＯＦＦの状態とした場合、前記シート電極Ａと前記シート電極Ｂの一方から心電信号を取り出すことを特徴とする請求項１記載の心電計測装置。
3. 前記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である第２のソースインピーダンスを取得する第２のソースインピーダンス取得手段と、
   前記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、
   前記フィードバック決定手段は、前記第２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、前記フィードバック手段をＯＦＦの状態とすることを特徴とする請求項２記載の心電計測装置。
4. 前記フィードバック決定手段は、前記第１のソースインピーダンスが所定の閾値未満であり、且つ前記ノイズ情報が表すノイズの量が所定の閾値を越える場合、前記フィードバック手段をＯＮの状態とすることを特徴とする請求項３記載の心電計測装置。
5. 車両のシートに設けられたシート電極を３以上備え、
   前記３以上のシート電極から、シート電極と被測定者とのソースインピーダンスが最も低いシート電極と、２番目に低いシート電極とを、前記シート電極Ａ及び前記シート電極Ｂとして選択するシート電極選択手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の心電計測装置。
6. 被測定者との間のソースインピーダンスが所定の閾値以下であるシート電極が３以上ある場合、前記シート電極選択手段は、被測定者の誘導に基づいて前記シート電極Ａ及び前記シート電極Ｂを選択することを特徴とする請求項５記載の心電計測装置。
7. 前記誘導は、被測定者の上半身における右斜め上方向の誘導であることを特徴とする請求項６記載の心電計測装置。
8. 被測定者の個人情報を保持する個人情報保持手段を備え、
   被測定者との間のソースインピーダンスが所定の閾値以下であるシート電極が３以上ある場合、前記シート電極選択手段は、前記個人情報に基づいて前記シート電極Ａ及び前記シート電極Ｂを選択することを特徴とする請求項５記載の心電計測装置。