JPH0245036A - Method for measuring organism potential - Google Patents

Method for measuring organism potential

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JPH0245036A
JPH0245036A JP63195341A JP19534188A JPH0245036A JP H0245036 A JPH0245036 A JP H0245036A JP 63195341 A JP63195341 A JP 63195341A JP 19534188 A JP19534188 A JP 19534188A JP H0245036 A JPH0245036 A JP H0245036A
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amplifier
electrode
signal
potential
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Norio Akamatsu
則男 赤松
Yasuhiro Toyosu
康弘 豊栖
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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately detect a contact state with an organism by applying a reference signal to the organism, detecting this reference signal by an electrode, and inspecting the organism signal detecting state of the electrode. CONSTITUTION:A method for measuring a cardiac potential applies the reference signal between a human organism and an earth. The reference signal and the cardiac potential are detected by the electrode. While the reference signal is amplified in a reference signal amplifier 2, the cardiac potential is amplified in a cardiac potential amplifier 3. The reference signal amplifier 2 is equipped with a differential amplifier 26 to measure the potential between the earth and the human organism at its input side. The cardiac potential for the specific point of the human organism is inputted to the cardiac potential amplifier 3. The reference signal detected by an electrode 4 is inputted to the reference signal amplifier 2, this signal is amplified in the reference signal amplifier 2, and the contact state of the electrode 4 is inspected. For the reference signal, for example, an alternating signal such as a sine wave or a rectangular wave is used in order to remove the influence of an error caused by the contact potential between the electrode 4 and a body surface 13.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は主として、心電計または脳波計に使用されて、
人体表面に現れる心電位や脳波電位を測定する方法に間
する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is mainly used for electrocardiographs or electroencephalograms,
We will discuss methods for measuring cardiac potentials and electroencephalogram potentials that appear on the surface of the human body.

[従来の技術並びにその問題点] 心電計や脳波計に於て、体表面に現れる生体電位を、生
体に接触する電極で正確に測定する為には、電極と体表
面との接触抵抗を充分に低くすることが大切である。し
かしながら、体表面は部分的に電極との接触抵抗が大き
く変動し、また、個人差による変動も大きい。電極が接
続される初段アンプの人力インピーダンスを、接触抵抗
に比べて充分に高くすることは、接触抵抗の変動による
測定誤差を少なくする。しかしながら、人力インピーダ
ンスが高い初段アンプは、誘導ノイズの影響を受は易く
、また、長期間にわたって、高入力インピーダンスを保
持することが難しく、経年劣化による測定誤差を発生し
易い。
[Prior art and its problems] In electrocardiographs and electroencephalograms, in order to accurately measure the biopotential appearing on the body surface using electrodes that come into contact with the living body, it is necessary to increase the contact resistance between the electrode and the body surface. It is important to keep it sufficiently low. However, the contact resistance with the electrode varies greatly in some parts of the body surface, and also varies greatly due to individual differences. Making the human input impedance of the first-stage amplifier to which the electrodes are connected sufficiently higher than the contact resistance reduces measurement errors due to variations in contact resistance. However, a first-stage amplifier with high human input impedance is easily affected by inductive noise, and it is difficult to maintain a high input impedance for a long period of time, and measurement errors due to aging tend to occur.

実際の生体電位測定に於て、電極と生体との接触抵抗を
、初段アンプの人力インピーダンスに比べて充分に低く
することが雅しく、このことが生体電位測定の誤差の原
因となっている。特に、多数の生体表面から同時に電位
を測定して、生体表面の同電位図を表示する体表面心電
計に於ては、各点の測定誤差は表示図に著しい影響を与
える。
In actual biopotential measurement, it is best to make the contact resistance between the electrode and the living body sufficiently lower than the human input impedance of the first stage amplifier, and this is the cause of errors in biopotential measurement. Particularly, in a body surface electrocardiograph that simultaneously measures potentials from a large number of living body surfaces and displays the same potential diagram of the living body surface, measurement errors at each point have a significant effect on the displayed diagram.

また、多数の点から同時に生体電位を測定する場合、全
ての点から正確に生体電位を測定するのは著しく難しい
Furthermore, when measuring biopotential from many points simultaneously, it is extremely difficult to accurately measure biopotential from all points.

また、体表面に直接接触することなく、誘電体を介して
平面電極を体表面に接近させて生体電位を測定する非接
触式の絶縁物電極も開発されている。この電極は、体表
面と電極板と誘電体とで作られるコンデンサーを介して
生体電位が電極板に誘導される。
Additionally, non-contact insulator electrodes have been developed that measure biopotential by bringing a planar electrode close to the body surface via a dielectric without directly contacting the body surface. In this electrode, a biopotential is induced to the electrode plate via a capacitor made of the body surface, the electrode plate, and a dielectric.

この電極は、静電容量とヘッドアンプの人力インピーダ
ンスで検出できる最低の周波数が決まり、静電容量と入
力インピーダンスが大きい程、低い周波数の生体信号を
検出できる。ところが、この構造の電極も、接触式や電
極と同様に、電極と体表面との接触状態によって検出さ
れる生体電位が変動する。誘電体が完全に体表面に密着
しない場合、電極に検出される生体電位が低下する。
The lowest frequency that this electrode can detect is determined by the capacitance and the human input impedance of the head amplifier, and the larger the capacitance and input impedance, the lower the frequency of biological signals that can be detected. However, with this structure of electrodes, as with contact type electrodes, the detected biopotential varies depending on the contact state between the electrode and the body surface. If the dielectric does not completely adhere to the body surface, the biopotential detected by the electrodes will decrease.

従って、この構造の電極も、生体電位を常時正確に測定
することが出来ない。
Therefore, the electrode with this structure cannot always accurately measure the biopotential.

[発明の目的] 本発明は、この欠点を除去する為に開発されたもので、
この発明の重要な目的は、生体に基準信号を加え、この
基準信号を電極で測定することによって、電極が正確に
生体電位を検出するかどうかを検査し、これによって正
確に生体電位が測定できる測定方法を提供するにある。
[Object of the invention] The present invention was developed in order to eliminate this drawback.
An important purpose of this invention is to apply a reference signal to a living body and measure this reference signal with an electrode to test whether the electrode accurately detects the biopotential, thereby making it possible to accurately measure the biopotential. To provide a measurement method.

[従来の問題点を解決する為の手段] この発明の生体電位測定方法は、生体に電極を接触また
は接近させて、電極に誘導される電位でもって生体に発
生する電気信号を検出する生体の電位測定方法であって
、生体に基準信号を加え、この基準信号を電極で検出し
て、電極の生体信号検出状態を検査している。
[Means for Solving Conventional Problems] The biological potential measuring method of the present invention is a biological potential measurement method that detects an electrical signal generated in the biological body by the electric potential induced by the electrode by bringing an electrode into contact with or close to the biological body. This is a potential measurement method in which a reference signal is applied to a living body, this reference signal is detected by an electrode, and the biological signal detection state of the electrode is examined.

[作用、効果コ 本発明の生体電位の測定方法は、生体に基準信号を加え
、電極は、この基準信号と生体信号の両方を検出してい
る。この為、電極と生体との接触状態が悪く、生体電位
が正確に測定できない場合、基準信号の測定レベルも低
下する。従って、電極で検出される基準信号レベルによ
って、電極が、生体電位を正確に測定できるかどうかが
簡単に判別できる。
[Operations and Effects] In the biological potential measurement method of the present invention, a reference signal is applied to a living body, and the electrodes detect both this reference signal and the biological signal. For this reason, if the contact state between the electrode and the living body is poor and the biological potential cannot be measured accurately, the measurement level of the reference signal also decreases. Therefore, depending on the reference signal level detected by the electrode, it can be easily determined whether the electrode can accurately measure the biopotential.

今仮に、電極が生体に完全に接触せず、生体電位を正し
い値の半分のレベルにしか検出できない場合、この電極
が検出する基準信号レベルも2分の1に低下する。すな
わち、基準信号レベルによって電極の接触が悪く、生体
の測定電位が半分であることが判別できる。
Now, if the electrode does not come into complete contact with the living body and can only detect the biopotential at a level that is half of the correct value, the reference signal level detected by this electrode will also drop to one-half. That is, it can be determined from the reference signal level that the contact between the electrodes is poor and the measured potential of the living body is half.

この為−1電極が基準信号を検出することによって、生
体との接触状態を正確に検出できる。
Therefore, when the -1 electrode detects the reference signal, the state of contact with the living body can be accurately detected.

[好ましい実施例] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。[Preferred embodiment] Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

本発明の生体電位測定方法は、主として人体表面に現れ
る心電位や脳波の測定に使用される。ただ、この発明の
生体電位測定方法は、生体表面に現れる全ての電位測定
、例えば筋電位の測定等にも使用できる。特に、本発明
の方法は、複数の点から同時に生体電位を測定して、隣
接電極との相対電位を表示し、あるいは全体の測定電位
信号から等電位図を表示する装置とこ最適である。
The biopotential measurement method of the present invention is mainly used to measure cardiac potentials and brain waves appearing on the surface of the human body. However, the biopotential measuring method of the present invention can also be used to measure all potentials appearing on the surface of a living body, such as measuring myoelectric potential. In particular, the method of the present invention is most suitable for an apparatus that simultaneously measures biopotential from a plurality of points and displays the relative potential with adjacent electrodes, or displays an equipotential diagram from the overall measured potential signal.

以下、本発明の方法を心電位測定に使用する具体例につ
いて述べるが、脳波や筋電位測定にもほぼ同様の状態で
使用できる。
Hereinafter, a specific example of using the method of the present invention for electrocardiogram measurement will be described, but it can also be used in almost the same manner for electroencephalogram and myoelectric potential measurement.

特に、この発明の生体電位測定方法は、生体の多数の点
から信号を検出する装置、例えば、体表面の多数の点か
ら心電信号を検出する体表面心電計に最適である。
In particular, the biopotential measuring method of the present invention is most suitable for a device that detects signals from multiple points on a living body, such as a body surface electrocardiograph that detects electrocardiographic signals from multiple points on the body surface.

体表面心電計は、例えは、体表面の40〜1000点か
ら心電位を測定する。心電位は、電極で測定される。従
って、40〜1000の電極が体表面に接触される。各
電極ここよって測定された心電信号は、デジタル量に変
換されてコンピュータに人力される。コンピュータは、
入力信号を演算して、例えば、第1図に示す体表面の電
位分布図を計算する。計算された電位分布図は、モニタ
やプリンタに表示される。
A body surface electrocardiograph measures cardiac potentials from, for example, 40 to 1000 points on the body surface. Cardiac potential is measured with electrodes. Thus, between 40 and 1000 electrodes are brought into contact with the body surface. The electrocardiographic signals measured by each electrode are converted into digital quantities and input into a computer. The computer is
The input signal is operated to calculate, for example, the potential distribution diagram on the body surface shown in FIG. The calculated potential distribution map is displayed on a monitor or printer.

何れかの電極の接触状態が十分でないと、電極に誘導さ
れる心電位に誤差ができて体表面分布図に歪ができる。
If the contact state of any electrode is insufficient, an error will occur in the cardiac potential induced by the electrode, and a distortion will occur in the body surface distribution map.

体表面分布図を見て、歪の原因が、生体にあるか、測定
誤差にあるかは判断できない。
By looking at the body surface distribution map, it is not possible to determine whether the cause of the distortion is in the living body or due to measurement error.

電極の接触状態を検査する方法を以下に記述する。A method for inspecting the contact state of the electrodes will be described below.

第1図に示す心電位測定方法は、人体とアースとの間に
基準信号を加えている。基準信号と心電位とが電極に検
出される。基準信号は基準信号アンプ2で増幅され、心
電位は心電アンプ3で増幅される。基準信号アンプ2は
、入力端に、アースと人体との間の電位を測定する差動
アンプ26を備えている。心電アンプ3は、人体の特定
点に対する心電位が入力される。
The electrocardiogram measuring method shown in FIG. 1 applies a reference signal between the human body and the ground. A reference signal and a cardiac potential are detected at the electrodes. The reference signal is amplified by a reference signal amplifier 2, and the cardiac potential is amplified by an electrocardiogram amplifier 3. The reference signal amplifier 2 includes a differential amplifier 26 at its input end that measures the potential between the ground and the human body. The electrocardiogram amplifier 3 receives the electrocardiogram potential at a specific point on the human body.

電極4で検出された基準信号は基準信号アンプ2に入力
され、この信号が基準信号アンプ2で増幅されて、電極
4の接触状態が検査される。
The reference signal detected by the electrode 4 is input to the reference signal amplifier 2, this signal is amplified by the reference signal amplifier 2, and the contact state of the electrode 4 is inspected.

基準信号には、電極4と体表面13との接触電位による
誤差の影響を除く為に、例えば、サイン波や矩形波等の
交流信号を使用する。
For example, an alternating current signal such as a sine wave or a rectangular wave is used as the reference signal in order to eliminate the influence of errors caused by the contact potential between the electrode 4 and the body surface 13.

人体に加えられる基準信号には、レベル変動の少ない交
流が使用される。これは、基準信号アンプ2が、検出信
号レベルを検出することによって電極4の接触状態を測
定するからである。ただ、全ての電極4が同時に基準信
号を検出する場合、多少レベル変動する基準信号を人体
に加えることも可能である。これは、基準信号によって
、全ての電極の接触状態の相対値を検査できることが理
由である。例えば、基準信号レベルが基準値よりも低い
場合、全ての電極の接触状態が完全であると、全ての電
極は基準値よりも低いが、同一レベルで基準信号を測定
することができる。
An alternating current with little level fluctuation is used as the reference signal applied to the human body. This is because the reference signal amplifier 2 measures the contact state of the electrode 4 by detecting the detection signal level. However, if all the electrodes 4 detect the reference signal at the same time, it is also possible to apply a reference signal whose level varies somewhat to the human body. This is because the relative values of the contact states of all electrodes can be checked using the reference signal. For example, when the reference signal level is lower than the reference value, if the contact state of all electrodes is perfect, all electrodes can measure the reference signal at the same level but lower than the reference value.

この基準信号の周波数は、低周波用の基準信号アンプ2
の増幅可能周波数範回に調整される。基準信号アンプ2
に、低周波用のオペアンプを使用する場合、最高周波数
が数10kH2−数100k Hzまでの信号を増幅で
きる。従って、基準信号発振器lの発振周波数は、数k
 Hz−数100kHz以下に調整される。ただ、基準
信号アンプ2に、高い周波数が増幅できる素子を使用す
る場合、基準信号の周波数をこれより高い周波数、例え
ば、500 K Hz−fiMHzに設定することも可
能である。また、この基準信号の周波数が低すぎると、
1周期が長すぎるので、通常IHz以上、好ましくは1
0 Hz以上に決定される。
The frequency of this reference signal is determined by the reference signal amplifier 2 for low frequency.
is adjusted to the amplifiable frequency range of . Reference signal amplifier 2
In addition, when using a low frequency operational amplifier, signals with a maximum frequency of several tens of kilohertz to several hundred kilohertz can be amplified. Therefore, the oscillation frequency of the reference signal oscillator l is several k
Hz - adjusted to several 100 kHz or less. However, if an element capable of amplifying high frequencies is used in the reference signal amplifier 2, it is also possible to set the frequency of the reference signal to a higher frequency, for example, 500 KHz-fiMHz. Also, if the frequency of this reference signal is too low,
Since one cycle is too long, it is usually higher than IHz, preferably 1
The frequency is determined to be 0 Hz or higher.

基準信号の周波数は、好ましくは、装置を駆動する電源
の周波数に等しく、例えば50〜60H2に調整される
。この周波数は、電源からの誘導ノイズの影響を少なく
することに効果がある。これは、基準信号が電源の周波
数に等しいと、誘導ノイズと基準信号とが同じ周期の信
号となるからである。すなわち、電極に誘導され、ある
いは、ヘッドアンプに誘導されるノイズと基準信号の周
期が等しいと、電極が測定する基準信号に誘導ノイズが
マスクされるからである。基準信号の周波数が電源信号
周波数に等しいとき、発振器には電源トランスが使用で
きる。
The frequency of the reference signal is preferably equal to the frequency of the power supply driving the device, for example adjusted to 50-60H2. This frequency is effective in reducing the influence of induced noise from the power supply. This is because when the reference signal is equal to the frequency of the power supply, the induced noise and the reference signal become signals with the same period. That is, if the period of the noise induced into the electrode or the head amplifier and the reference signal are equal, the induced noise will be masked in the reference signal measured by the electrode. When the frequency of the reference signal is equal to the power signal frequency, a power transformer can be used for the oscillator.

基準信号発振器lが人体に加える基準信号レベルは、検
出された基準信号のS/N比が充分に良くなるように、
ピーク−ピーク間の電圧が、通常2mV以上、好ましく
は、5mV以上、更に、好ましくは、10mV以上に決
定される。
The reference signal level applied to the human body by the reference signal oscillator l is set such that the S/N ratio of the detected reference signal is sufficiently good.
The peak-to-peak voltage is usually determined to be 2 mV or more, preferably 5 mV or more, and more preferably 10 mV or more.

基準信号レベルが高すぎると、基準信号アンプ2が人力
信号でクリップする。第1図に示すように、人体に直接
基準信号を加える場合、基準信号発振器1の出力電圧は
、ピーク−ピーク間で20V以下、好ましくはIOV以
下に調整される。
If the reference signal level is too high, the reference signal amplifier 2 will clip the human input signal. As shown in FIG. 1, when applying a reference signal directly to the human body, the output voltage of the reference signal oscillator 1 is adjusted to 20V or less, preferably IOV or less, from peak to peak.

基準信号アンプ20人力インピーダンスは、電極の体表
面接触電位に比べて充分に高く調整される。例えば、通
常500にΩ以上、好ましくはIMΩ以上、更に好まし
くは5MΩ以上に決定される。基準信号アンプ2の人力
インピーダンスは、使用される電極の種類、すなわち、
電極一体表面の接触抵抗を基準に決定される。電極の接
触抵抗が低い場合、500にΩ以下でも使用できる。人
力インピーダンスが低い基準信号アンプは、誘導ノイズ
の影響が少ない状態で基準信号を測定できる。
The human power impedance of the reference signal amplifier 20 is adjusted to be sufficiently high compared to the body surface contact potential of the electrode. For example, it is usually determined to be 500Ω or more, preferably IMΩ or more, and more preferably 5MΩ or more. The human power impedance of the reference signal amplifier 2 depends on the type of electrode used, i.e.
It is determined based on the contact resistance of the surface of the electrode. If the contact resistance of the electrode is low, it can be used even if it is less than 500Ω. A reference signal amplifier with low human impedance can measure the reference signal with less influence of induced noise.

基準信号アンプ2と心電アンプ3の人力インピーダンス
を等しくすると、基準信号アンプ2と心電アンプ3とが
、電極4が検出した基準信号と心電位とを同一の条件で
測定できる。
When the human power impedances of the reference signal amplifier 2 and the electrocardiogram amplifier 3 are made equal, the reference signal amplifier 2 and the electrocardiogram amplifier 3 can measure the reference signal detected by the electrode 4 and the cardiac potential under the same conditions.

基準信号アンプ2の出力インピーダンスは充分に低く、
好ましくはIKΩ以下に設計される。
The output impedance of reference signal amplifier 2 is sufficiently low.
It is preferably designed to be IKΩ or less.

基準信号アンプ2は、差動アンプ26の出力側に接続さ
れたカップリングコンデンサー5で直流分を除去し、こ
の信号をダイオード6で整流して、電極4に検出された
基準信号の測定レベルを測定する。
The reference signal amplifier 2 removes the DC component with a coupling capacitor 5 connected to the output side of the differential amplifier 26, rectifies this signal with a diode 6, and adjusts the measurement level of the reference signal detected at the electrode 4. Measure.

この基準信号アンプ2は、測定した基準信号をダイオー
ド6で整流して平滑用コンデンサー23を充電している
。平滑用コンデンサー23には、電極4が測定した基準
信号のピーク値に比例した出力信号が得られる。
This reference signal amplifier 2 rectifies the measured reference signal with a diode 6 and charges a smoothing capacitor 23. The smoothing capacitor 23 provides an output signal proportional to the peak value of the reference signal measured by the electrode 4.

基準信号がサイン波の場合、電極4で検出された基準信
号の振幅を連続的に測定することが可能である。第2図
に、基準信号の振幅が連続的に測定できる基準信号アン
プ22を示す。この基準信号アンプ22は、 A25ln2θ+A”cos2θ=A2の原理を利用し
て、サイン波の振幅を連続的に測定している。すなわち
、電極が測定した基準信号であるサイン波(Asinθ
)を、乗算器7で2乗してA25in2θの信号を得て
いる。また、サイン波を積分回路9で積分して、人力信
号に対して位相が90度ずれたコサイン波(Acosθ
)を作り、このコサイン波を乗算器8で2乗してA2c
oS20の信号を得ている。乗算器7.8の出力信号を
加算器lOで加算して、 A”5in2θ+A2cos2θ=A2の信号を得てい
る。この信号は交流成分を含まず、振1=(A)に対応
した出力を得ることができる。この回路は、電極に検出
された基準信号の振幅レベルを直流成分として出力する
ので、常時連続して電極の接触状態が検出できる。
When the reference signal is a sine wave, it is possible to continuously measure the amplitude of the reference signal detected by the electrode 4. FIG. 2 shows a reference signal amplifier 22 that can continuously measure the amplitude of a reference signal. This reference signal amplifier 22 continuously measures the amplitude of a sine wave using the principle of A25ln2θ+A"cos2θ=A2. In other words, the amplitude of the sine wave (Asinθ), which is the reference signal measured by the electrode, is continuously measured.
) is squared by the multiplier 7 to obtain a signal of A25in2θ. In addition, the sine wave is integrated by the integrating circuit 9, and a cosine wave (Acos θ
) and square this cosine wave with multiplier 8 to obtain A2c
I am getting the oS20 signal. The output signals of multiplier 7.8 are added by adder lO to obtain a signal of A''5in2θ+A2cos2θ=A2.This signal does not include an AC component, and an output corresponding to amplitude 1=(A) is obtained. Since this circuit outputs the amplitude level of the reference signal detected by the electrode as a DC component, the contact state of the electrode can be detected continuously at all times.

この発明の生体電位測定方法は、人体に一定レベルの基
準信号を加え、この基準信号の測定レベルで電極の接触
状態を検出している。電極で検出された基準信号のレベ
ル、言い替えれば、電極が生体にどのような状態で接触
しているかによって、心電アンプの増幅率を制御するな
ら、接触状態が不十分な電極から正確な心電位を測定で
きる。このことを実現する為に、第1図ζこ示す心電ア
ンプ3は、基準信号アンプ2の出力電圧で増幅率が制御
されている。
In the biopotential measuring method of the present invention, a reference signal of a constant level is applied to the human body, and the contact state of the electrode is detected based on the measurement level of this reference signal. If the amplification factor of the electrocardiogram amplifier is controlled based on the level of the reference signal detected by the electrode, or in other words, the state in which the electrode is in contact with the living body, then accurate cardiac Potential can be measured. In order to realize this, the amplification factor of the electrocardiogram amplifier 3 shown in FIG. 1 is controlled by the output voltage of the reference signal amplifier 2.

電極4の接触状態が良好な状態、言い替えれば、電極4
が所定レベルの基準信号を測定できる状態に於ては、心
電アンプ3は、あらかじめ定められた増幅率、例えば1
000倍とか2000倍に検出した心電位を増幅する。
A state in which the contact state of the electrode 4 is good, in other words, the electrode 4
When the electrocardiogram amplifier 3 is able to measure a reference signal at a predetermined level, the electrocardiogram amplifier 3 increases the predetermined amplification factor, for example, 1.
The detected cardiac potential is amplified 000 times or 2000 times.

電極4の体表面への接触が悪く、基準信号レベルが低下
すると、′電極が測定する心電位レベルも低下する。電
極4の接触状態が悪くなって、電極4が検出する基準信
号レベルが規定値から低下すると、心電アンプ3の増幅
率を高く制御する。心電アンプ3の増幅率は、規定の値
から低下した基準信号アンプ2の出力で制御され、基準
信号レベルが低下すると、心電アンプ3の増@率を1o
oo倍または2000倍よりも高くする。従って5.心
電アンプ3は、基準信号レベルが規定の値にあるかどう
かを測定する為の基準電源12を備える。基準電源12
の出力は、比較器llで基準信号レベルに比較される。
When the reference signal level decreases due to poor contact of the electrode 4 with the body surface, the cardiac potential level measured by the 'electrode also decreases. When the contact state of the electrodes 4 deteriorates and the reference signal level detected by the electrodes 4 falls from a specified value, the amplification factor of the electrocardiogram amplifier 3 is controlled to be high. The amplification factor of the electrocardiogram amplifier 3 is controlled by the output of the reference signal amplifier 2 that has decreased from a specified value, and when the reference signal level decreases, the increase rate of the electrocardiogram amplifier 3 is reduced by 1o.
oo times or higher than 2000 times. Therefore, 5. The electrocardiogram amplifier 3 includes a reference power source 12 for measuring whether the reference signal level is within a specified value. Reference power supply 12
The output of is compared to a reference signal level in comparator ll.

比較器11の出力信号は、心電アンプ3の増幅率を調整
する。基准電源12は、電極4が正常に体表面に接触し
た時の基準信号アンプ2の出力電圧に等しく調整されて
いる。言い替えれは、比較器11の出力信号レベルが零
のとき、電極4は正しい電位を測定し、電極4の接触状
態が悪くなって、基準信号のレベルが低下するに従って
、比較器11の出力レベルが高くなる。よって、心電ア
ンプ3は、比較器11の出力レベルが大きい程増幅率を
高くする。
The output signal of the comparator 11 adjusts the amplification factor of the electrocardiogram amplifier 3. The reference power source 12 is adjusted to be equal to the output voltage of the reference signal amplifier 2 when the electrode 4 is in normal contact with the body surface. In other words, when the output signal level of the comparator 11 is zero, the electrode 4 measures the correct potential, and as the contact state of the electrode 4 deteriorates and the level of the reference signal decreases, the output level of the comparator 11 increases. It gets expensive. Therefore, the electrocardiogram amplifier 3 increases the amplification factor as the output level of the comparator 11 increases.

この状態を第3図に於て説明する。第3図(A)(B)
に於て、第3図(A)は電極が正しい電位を測定し、第
3図(B)は電極の接触状態が悪く、測定電位が低い状
態を示している。これ等の図に於て、 (1)は電極に検出された心電位、 (2)は電極に検出された基準信号、 (3)は基準信号レベルで補正された心電アンプ3の出
力、 (4)は心電アンプ3の比較器11の出力を示している
This state will be explained with reference to FIG. Figure 3 (A) (B)
In FIG. 3(A), the electrodes measure a correct potential, and FIG. 3(B) shows a state in which the contact state of the electrodes is poor and the measured potential is low. In these figures, (1) is the cardiac potential detected by the electrodes, (2) is the reference signal detected by the electrodes, (3) is the output of the electrocardiogram amplifier 3 corrected by the reference signal level, (4) shows the output of the comparator 11 of the electrocardiogram amplifier 3.

第3図A(4)に示すように、電極が正しい電位を検出
するとき、比較器の出力が零となり、心電アンプは決め
られた増幅率で心電信号を増幅する。
As shown in FIG. 3A(4), when the electrodes detect the correct potential, the output of the comparator becomes zero, and the electrocardiogram amplifier amplifies the electrocardiogram signal at a predetermined amplification factor.

第3図B(2)に示すように、基準信号レベルが低下す
ると、 (4)で示すように、心電アンプの比較器の出
力レベルが上昇し、この信号で心電アンプの増幅率が高
く調整され、正しい低く測定された心電位を大きく増幅
する。
As shown in Figure 3B (2), when the reference signal level decreases, the output level of the electrocardiogram amplifier comparator increases as shown in (4), and this signal increases the amplification factor of the electrocardiogram amplifier. Adjusted high, it greatly amplifies the correct low measured cardiac potential.

心電アンプ3は自動利得制御アンプで、増幅率が、基準
信号アンプ2が検出する基準信号レベルの大きさに反比
例して大きくなるように制御される。言い替えれば、基
準信号アンプ2の出力レベルが、規定の値の半分のとき
には、心電アンプ3の増幅率を規定値の2倍とし、基準
信号レベルが3分の1のときには、心電アンプ3の増幅
率を3倍とする。これは、電極が、基準信号と心電位と
を一緒に測定するので、電極の接触状態が悪くて基準信
号レベルが半分になると、測定される心電位も半分に低
下するためである。すなわち、電極で検出される基準信
号レベルが半分の時には、心電位を2倍に増幅すること
によって、正しい心電位を計算できる。
The electrocardiogram amplifier 3 is an automatic gain control amplifier, and is controlled so that the amplification factor increases in inverse proportion to the magnitude of the reference signal level detected by the reference signal amplifier 2. In other words, when the output level of the reference signal amplifier 2 is half of the specified value, the amplification factor of the electrocardiogram amplifier 3 is set to twice the specified value, and when the reference signal level is one-third, the amplification factor of the electrocardiogram amplifier 3 is set to twice the specified value. The amplification factor of is increased by 3 times. This is because the electrodes measure the reference signal and the cardiac potential together, so if the reference signal level is halved due to poor electrode contact, the measured cardiac potential will also be halved. That is, when the reference signal level detected by the electrodes is half, the correct cardiac potential can be calculated by amplifying the cardiac potential twice.

第1図に示す測定方法は、心電位と基準信号とを同時に
測定することもてきる。ただし、この回路で基準信号を
心電位と一緒に連続的に測定する場合、基準信号が心電
信号に影響を与えないように、人体に加える基準信号レ
ベルを低く調整して、基準信号アンプに高感度でノイズ
の少ないアンプを使用し、または、基準信号の周波数を
心電信号に比べて充分に高くし、心電アンプに基準信号
を除去するフィルターを設けて基準信号を除去する。
The measurement method shown in FIG. 1 can also measure the cardiac potential and the reference signal simultaneously. However, when using this circuit to continuously measure the reference signal together with the cardiac potential, the level of the reference signal applied to the human body must be adjusted to a low level so that the reference signal does not affect the cardiac potential. The reference signal is removed by using an amplifier with high sensitivity and low noise, or by making the frequency of the reference signal sufficiently higher than the electrocardiogram signal, and by providing the electrocardiogram amplifier with a filter that removes the reference signal.

この回路は、基準信号レベルを検出しながら、連続ない
しはほぼ連続して心電位を補正できる。
This circuit can continuously or nearly continuously correct the cardiac potential while detecting the reference signal level.

実際の心電測定に於ては、電極の接触状態が短時間に著
しく変動することは少ない。この為、−定の周間で電極
の接触状態を検出し、その後に心電位を測定して、航に
1UII定した基準信号で心電位を補正することも可能
である。すなわち、基準信号測定と心電測定とを時間を
ずらせて時分割に測定することもできる。
In actual electrocardiogram measurement, the contact state of the electrodes rarely changes significantly in a short period of time. For this reason, it is also possible to detect the contact state of the electrodes at a certain period of time, measure the cardiac potential after that, and correct the cardiac potential using a reference signal that is fixed at 1UII. That is, the reference signal measurement and the electrocardiogram measurement can be time-shifted and measured in a time-division manner.

第1図のfull定回路に於て、心電位と基準信号とを
時分割に測定する場合、心電位測定時には基準信号を人
体に加える必要がない。従って、この場合、図に示すよ
うに、基準信号発振器1の出力側に短絡スイッチ1′を
接続し、心電位を測定する時には短絡スイッチをショー
トさせ、あるいは、基準信号発振器1の発振を停止する
In the full constant circuit shown in FIG. 1, when the cardiac potential and the reference signal are measured in a time-division manner, there is no need to apply the reference signal to the human body when measuring the cardiac potential. Therefore, in this case, as shown in the figure, a shorting switch 1' is connected to the output side of the reference signal oscillator 1, and when measuring the cardiac potential, the shorting switch is shorted or the oscillation of the reference signal oscillator 1 is stopped. .

二の発明は、人体に基準信号を印加する方法を第1図に
示す状態に特定しない。第4図には、人体に基準信号を
加える他の実施例を示す。ここに示される装置は、電極
44に接続されている緩衝アンプ17が、基準信号と心
電信号の両方を増幅する。この装置は、電極44で測定
された基準信号と心電信号の両方が、緩衝アンプ17に
人力される。従って、この方式は、電極44が、基準信
号と心電信号とを同一の条件でJす定できる特長が実現
できる。
The second invention does not specify the method of applying the reference signal to the human body as shown in FIG. FIG. 4 shows another embodiment in which a reference signal is applied to the human body. In the device shown here, a buffer amplifier 17 connected to the electrode 44 amplifies both the reference signal and the electrocardiographic signal. In this device, both the reference signal and the electrocardiographic signal measured by the electrodes 44 are input to the buffer amplifier 17 . Therefore, this method can realize the feature that the electrode 44 can determine the reference signal and the electrocardiographic signal under the same conditions.

この図に示される回路は、心電位と基準信号とを時分割
に測定する。また、この回路は、人体に基準信号に対応
する微弱な電流を流し、これによって基準信号を測定す
る。
The circuit shown in this figure measures the cardiac potential and the reference signal in a time-division manner. This circuit also measures the reference signal by passing a weak current corresponding to the reference signal through the human body.

この図に示される回路で基準信号を測定する方法は、基
準信号発振器41の出力を人体の右足と両手との間に加
える。すなわち、右足と両手との間に基準信号を通電し
て、人体に基準信号を加える。電極44は心電位と基準
信号の両方を検出し、この検出信号を併用アンプ24が
増幅している。
The method of measuring the reference signal using the circuit shown in this figure is to apply the output of the reference signal oscillator 41 between the right foot and both hands of the human body. That is, a reference signal is applied to the human body by applying electricity between the right foot and both hands. The electrode 44 detects both the cardiac potential and the reference signal, and the combined amplifier 24 amplifies this detection signal.

併用アンプ24は、基準信号と心電位の何れかを切り換
えて時分割に増幅する。すなわち、基準信号を検出して
電極44の接触状態を測定した後、心電位を測定し、基
準信号の測定レベルで心電位の測定レベルを補正する。
The combined use amplifier 24 switches between the reference signal and the cardiac potential and amplifies it in a time-division manner. That is, after detecting the reference signal and measuring the contact state of the electrode 44, the cardiac potential is measured, and the measured level of the cardiac potential is corrected using the measured level of the reference signal.

従って、併用アンプ2゛4は、制御回路14でもって、
基準信号と心電位の何れを増幅するかが切り換えられる
。制御回路14は、併用アンプ24が基準信号を増幅す
る時にのみ、人体に基準信号を加える。この為、基準信
号発振器41の出力と両手との間にスイッチング素子1
5が接続されている。スイッチング素子15は制御回路
14でオン、オフ制御されるスイッチング素子15は、
基準信号を測定する時にのみオン状態に切り換えられる
Therefore, the combined amplifier 2-4 has the control circuit 14,
It is possible to switch between the reference signal and the cardiac potential to be amplified. The control circuit 14 applies the reference signal to the human body only when the combined amplifier 24 amplifies the reference signal. Therefore, the switching element 1 is connected between the output of the reference signal oscillator 41 and both hands.
5 is connected. The switching element 15 is controlled to turn on and off by the control circuit 14.
It is switched to the on state only when measuring the reference signal.

第4図に示される併用アンプ24の詳細図を第5図に示
す。この併用アンプ24は、心電アンプ43と、基準信
号アンプ42と、人力切換スイッチI6とを備えている
。人力切換スイッチ16は制御回路14で切り換えられ
る。入力切換スイッチ16が図の実線で示される位置に
あると、電極44の検出信号は心電アンプ43に入力さ
れる。
A detailed diagram of the combination amplifier 24 shown in FIG. 4 is shown in FIG. This combination amplifier 24 includes an electrocardiogram amplifier 43, a reference signal amplifier 42, and a manual changeover switch I6. The manual changeover switch 16 is switched by the control circuit 14. When the input selector switch 16 is in the position shown by the solid line in the figure, the detection signal of the electrode 44 is input to the electrocardiogram amplifier 43.

人力切換スイッチ16が、鎖線で示す位置に切り換えら
れると、電極44の検出信号は、基準信号アンプ42に
人力される。
When the manual changeover switch 16 is switched to the position shown by the chain line, the detection signal of the electrode 44 is manually input to the reference signal amplifier 42.

基準信号アンプ42は、入力された基準信号を増幅し、
出力側のコンデンサー45で直流成分を除去する。直流
成分が除去された交流成分の基準信号は、ダイオード4
6で整流され、基準信号のレベルに比例した直流に変換
される。このダイオード46出力側の直流電圧は、電極
が検出する基準信号レベルに比例するので、この出力信
号レベルでもって、電極の接触状態を検査確認すること
ができる。
The reference signal amplifier 42 amplifies the input reference signal,
A capacitor 45 on the output side removes the DC component. The reference signal of the AC component from which the DC component has been removed is passed through the diode 4.
6, and converted into a direct current proportional to the level of the reference signal. Since the DC voltage on the output side of the diode 46 is proportional to the reference signal level detected by the electrode, the contact state of the electrode can be inspected and confirmed using this output signal level.

基準信号アンプ42の出力である、ダイオード46の出
力電圧は、例えはこれを、ブラウン管オシロスコープや
テレビ等のモニタで観測し、あるいは、プリンタに印刷
して確認して電極の接触状態を知ることができる。基準
信号アンプ42の出力をモニタで観測し、あるいは、プ
リンタに印刷して確認する場合、コンデンサー45の入
力端、あるいは出力側で測定することもできる。
The output voltage of the diode 46, which is the output of the reference signal amplifier 42, can be observed on a monitor such as a cathode ray tube oscilloscope or television, or printed on a printer and checked to determine the contact state of the electrodes. can. When observing the output of the reference signal amplifier 42 on a monitor or printing it on a printer for confirmation, it can also be measured at the input end or output side of the capacitor 45.

電極の接触状態をモニタやプリンタで確認する場合、基
準信号を人体に加えて全ての電極の接触状態を検査し、
電極が良好な状態で人体に接触することを確認した後、
基準信号を人体に印加するのを停止して、心電位を測定
する。
When checking the contact status of electrodes on a monitor or printer, apply a reference signal to the human body and check the contact status of all electrodes.
After confirming that the electrode is in good condition and comes into contact with the human body,
The application of the reference signal to the human body is stopped and the cardiac potential is measured.

第1図の回路も、モニタやプリンタで電極の接触状態が
確認できる。この場合、差動アン12Gの出力波形を測
定する。
In the circuit shown in Figure 1, the contact status of the electrodes can also be confirmed on a monitor or printer. In this case, the output waveform of the differential amplifier 12G is measured.

モニタやプリンタで電極の接触状態を確認して心電位を
測定する装置は、全ての電極が良好な状態で人体に接触
しない限り、正確な心電位を測定できない。基準信号て
心電アンプの増幅率を制御する装置は、多少電極の接触
状態が悪くても、正確に心電位を測定できる。
Devices that measure cardiac potential by checking the contact status of electrodes with a monitor or printer cannot accurately measure cardiac potential unless all electrodes are in good condition and in contact with the human body. A device that controls the amplification factor of an electrocardiogram amplifier using a reference signal can accurately measure cardiac potential even if the electrodes are in poor contact.

第4図と第5図とに示す回路も、第1図の装置と同様に
、電極の接触状態によって心電アンプ43の増幅率を制
御することができる。この場合、第1図の心電アンプ3
と同様に、心電アンプ43に自動利得制御回路が使用さ
れる。心電アンプ43は、基準信号アンプ42の出力で
増幅率が制御されて、電極の心電位検出信号を、電極の
接触状態に合わせて補正する。
The circuits shown in FIGS. 4 and 5 can also control the amplification factor of the electrocardiogram amplifier 43 by the contact state of the electrodes, similarly to the device shown in FIG. 1. In this case, the electrocardiogram amplifier 3 in Figure 1
Similarly, an automatic gain control circuit is used in the electrocardiogram amplifier 43. The electrocardiogram amplifier 43 has an amplification factor controlled by the output of the reference signal amplifier 42, and corrects the electrocardiogram detection signal of the electrode according to the contact state of the electrode.

すなわち、電極44の信号は、初段の緩衝アンプ17で
増幅されたのち、人力切換スイッチ16を通過して、心
電アンプ43または基準信号アンプ42に人力される。
That is, the signal from the electrode 44 is amplified by the buffer amplifier 17 at the first stage, passes through the manual changeover switch 16, and is input to the electrocardiogram amplifier 43 or the reference signal amplifier 42.

心電アンプ43は、基準信号アンプ42の出力信号で増
幅率が制御され、検出心電位を正しい値に補正した後、
最終段の差動アンプ18で基準レベルに比較される。
The amplification factor of the electrocardiogram amplifier 43 is controlled by the output signal of the reference signal amplifier 42, and after correcting the detected electrocardiogram to the correct value,
The final stage differential amplifier 18 compares it with a reference level.

ただ、この回路は、基準信号と心電位とを時分割に測定
するので、ダイオード46の出力側には、サンプルホー
ルド素子47が接続されている。サンプルホールド素子
47は、基準信号アンプの出力レベルを一時的に記憶し
て、記憶する電圧値で、心電アンプ43の増幅率を制御
する。サンプルホールド素子47は、制御回路14で制
御されるスイッチ16が基準信号アンプに切り換えられ
た瞬時にリセットされ、その後にダイオードが入力され
る電圧値を記憶する。
However, since this circuit measures the reference signal and the cardiac potential in a time-division manner, a sample and hold element 47 is connected to the output side of the diode 46. The sample and hold element 47 temporarily stores the output level of the reference signal amplifier, and controls the amplification factor of the electrocardiogram amplifier 43 using the stored voltage value. The sample and hold element 47 is reset the moment the switch 16 controlled by the control circuit 14 is switched to the reference signal amplifier, and stores the voltage value input to the diode thereafter.

最終段の差動アン118は、第1図と同様に、片足と両
手の検出電位を加算した値と、心電アンプ43との差成
分を増幅する。ただ、図示しないが、心電アンプ43に
差動アンプを使用して、心電アンプ43でもって、基準
レベルに比較して心電位を増幅することも可能である。
The final stage differential amplifier 118 amplifies the difference component between the sum of the detected potentials of one foot and both hands and the electrocardiographic amplifier 43, as in FIG. However, although not shown, it is also possible to use a differential amplifier as the electrocardiogram amplifier 43 and use the electrocardiogram amplifier 43 to amplify the cardiac potential compared to a reference level.

ところで、基準信号発振器41から人体に基準信号が加
えられて、アンプが基準信号を増幅する時間帯は、好ま
しくは、基準信号の1サイクルよりも長く設定する。こ
れは、電極44に誘導される心電位に含まれる直流成分
を除去する為である。
By the way, the time period in which the reference signal is applied to the human body from the reference signal oscillator 41 and the amplifier amplifies the reference signal is preferably set to be longer than one cycle of the reference signal. This is to remove the DC component contained in the cardiac potential induced in the electrode 44.

金属製の電極44が人体表面に接触すると、人体表面に
ある汗等の導電液と金属電極とで局部電池が出来、この
局部電池によって発生する直流成分が心電位に含まれる
。この局部電池の起電力は、電極44と体表面との接触
状態の変化によって著しく変動する。従って、電極44
に誘導される心電位に含まれる直流成分が変動し、検出
電位の零レベルが変動する。基準信号に交流を使用し、
プラス−マイナスのピーク間電圧を測定して基準信号の
レベルを検出することによって、電極に誘導される心電
位に含まれる直流成分の影響を解消できる。すなわち、
零レベルが変動しても基準信号のビーク−ピーク間の電
圧は変化しない。
When the metal electrode 44 comes into contact with the surface of the human body, a local battery is formed between the conductive liquid such as sweat on the surface of the human body and the metal electrode, and a direct current component generated by this local battery is included in the cardiac potential. The electromotive force of this local battery fluctuates significantly depending on the state of contact between the electrode 44 and the body surface. Therefore, the electrode 44
The DC component included in the cardiac potential induced by the current changes, and the zero level of the detected potential changes. Using alternating current as the reference signal,
By measuring the plus-minus peak-to-peak voltage and detecting the level of the reference signal, the influence of the DC component included in the cardiac potential induced in the electrodes can be eliminated. That is,
Even if the zero level changes, the peak-to-peak voltage of the reference signal does not change.

また、基準信号に、零からスタートして零ボルトで終る
半サイクルサイン波を使用しても、心電位に含まれる直
流成分の影響を除くことができる。
Furthermore, even if a half-cycle sine wave starting from zero and ending at zero volts is used as the reference signal, the influence of the DC component included in the cardiac potential can be removed.

すなわち、電極で測定された基準信号を、スタート時と
半サイクル終了時とで零ボルトに修正することによって
、電極測定信号に含まれる直流成分を除去すことができ
る。例えば、電極44が測定する基準信号レベルが、第
6図で示すように、スタート時に100mV、半サイク
ル終了時に150mVとなる場合、スタート時には10
0mVを零ボルトに、半サイクル終了時には150mV
を零ボルトに修正して直流成分の変動を除去できる。
That is, by correcting the reference signal measured by the electrode to zero volts at the start and at the end of a half cycle, the DC component contained in the electrode measurement signal can be removed. For example, if the reference signal level measured by the electrode 44 is 100 mV at the start and 150 mV at the end of the half cycle, as shown in FIG.
0mV to zero volts, 150mV at the end of half cycle
can be corrected to zero volts to remove fluctuations in the DC component.

また、基準信号を測定する時にも、体表面には心電位が
誘導されているので、電極に誘導される基準信号には心
電位が加算されている。しかしながら、基準信号の周波
数を心電位の周波数に比べて充分に高くして、電極で検
出された基準信号のレベルを、基準信号のプラス−マイ
ナスのピーク−ビークとの間のレベルとして測定する場
合、心電位による基準信号の零レベルの変動による測定
誤差を解消できる。
Also, when measuring the reference signal, since the cardiac potential is induced on the body surface, the cardiac potential is added to the reference signal induced to the electrodes. However, when the frequency of the reference signal is made sufficiently high compared to the frequency of the cardiac potential, and the level of the reference signal detected by the electrode is measured as the level between the plus and minus peaks and peaks of the reference signal. , it is possible to eliminate measurement errors due to fluctuations in the zero level of the reference signal due to cardiac potential.

ところで、第4図に示す測定方式は、基準信号と心電位
とが同時に測定出来ないので、基準信号の検出時間は、
心電位の検出時間を制約する。言い替えれば、基準信号
を検出して電極の接触状態を測定している状態では、心
電位を検出できない。
By the way, the measurement method shown in FIG. 4 cannot measure the reference signal and the cardiac potential at the same time, so the detection time of the reference signal is
Constrain the detection time of cardiac potential. In other words, the cardiac potential cannot be detected while the reference signal is being detected and the contact state of the electrodes is being measured.

従って、基準信号の検出時間を短くして、心電位の測定
時間を長くするのが良い。基準信号発振器41の発振周
波数を高くすることは、基準信号の検出時間を短縮でき
る。従って、基準信号の測定時間を短縮するには、基準
信号発振器41の発振周波数を、アンプが増幅できる出
来る限り高い周波数とする。
Therefore, it is better to shorten the reference signal detection time and lengthen the cardiac potential measurement time. Increasing the oscillation frequency of the reference signal oscillator 41 can shorten the detection time of the reference signal. Therefore, in order to shorten the measurement time of the reference signal, the oscillation frequency of the reference signal oscillator 41 is set to the highest possible frequency that can be amplified by the amplifier.

ただ、測定方法によっては、一定の周期で繰り返す心電
波形を検出する場合、基準信号の検出時間が長くても、
心電信号の検出に殆ど制限を受けない。すなわち、基準
信号を検出して、電極の接触状態を測定した後、l−数
拍の心電信号を測定することができる。
However, depending on the measurement method, when detecting an electrocardiogram waveform that repeats at a certain period, even if the detection time of the reference signal is long,
There are few restrictions on detecting electrocardiographic signals. That is, after detecting the reference signal and measuring the contact state of the electrodes, it is possible to measure the electrocardiographic signal of l-few beats.

第7図と第8図とは、心電信号に対して基準信号を人体
に加える時間帯を示す。これ等の図面に於て(1)は電
極に誘導される心電波形を示しており、(2)は基準信
号を示している。これ等の図において、横軸に時間軸を
示し、縦軸は電圧値を示している。
FIG. 7 and FIG. 8 show the time period in which a reference signal is applied to the human body with respect to an electrocardiographic signal. In these drawings, (1) shows the electrocardiographic waveform induced by the electrodes, and (2) shows the reference signal. In these figures, the horizontal axis shows the time axis, and the vertical axis shows the voltage value.

第7図に示す方法は、(2)に示すように、心電信号が
殆ど零レベルの時間帯に、人体に基準信号を加えている
。この方法は、基準信号が心電信号の測定時間を殆ど制
約しない。と言うのは、心電位が殆ど現れない時間帯に
於ては、通常の心電計は心電位を測定しない為である。
In the method shown in FIG. 7, as shown in (2), a reference signal is applied to the human body during a time period when the electrocardiographic signal is at almost zero level. In this method, the reference signal hardly restricts the measurement time of the electrocardiographic signal. This is because normal electrocardiographs do not measure cardiac potential during times when cardiac potential hardly appears.

この測定方法は、基準信号を人体に加えて電極の接触状
態を測定した後、一定の時間(例えば1拍)の心電位を
測定し、心電位の測定値を、先に測定した基準信号の測
定レベルで補正する。この方法は、心電位を一定の時間
に渡って連続的に測定し、あるいは、極めて短い時間間
隔(例えは数μ〜数m秒間隔)で測定する場合に最適で
ある。
In this measurement method, a reference signal is applied to the human body, the contact state of the electrode is measured, and then the cardiac potential is measured for a certain period of time (for example, one beat), and the measured value of the cardiac potential is compared to the previously measured reference signal. Correct at the measurement level. This method is most suitable when measuring cardiac potential continuously over a fixed period of time or at extremely short time intervals (for example, at intervals of several microseconds to several milliseconds).

ところで、心電位の測定に於ては、電極の接触状態はそ
れほど急激に変化しない場合が多い。言い替えれば、電
極の接触状態が悪い場合、心電波形全体のレベルが一定
の時間、はぼ同一の割合で低くなることが多い。従フて
、心電位を測定する場合、第7図に示すように、心電信
号が殆ど零レベルの時に人体に基準信号を加えて電極の
接触状態を測定し、その直後の心電信号のピーク値近傍
を測定し、先に測定した基準信号で心電信号を補正して
も、はとんどの場合、それほど大きな誤差を生じない。
By the way, in the measurement of cardiac potential, the contact state of the electrodes often does not change so rapidly. In other words, if the contact state of the electrodes is poor, the level of the entire electrocardiogram waveform often decreases at an almost constant rate for a certain period of time. Therefore, when measuring cardiac potential, as shown in Figure 7, when the electrocardiographic signal is at almost zero level, a reference signal is applied to the human body to measure the contact state of the electrodes, and the electrocardiographic signal immediately after that is measured. In most cases, measuring near the peak value and correcting the electrocardiographic signal using the previously measured reference signal does not result in a very large error.

電極の接触状態を検出してから、心電位を検出する迄の
時間を短縮することは、より正確な心電の測定に有効で
ある。このことは、心電位測定の直前に、毎回電極の接
触状態を検出することによって実現できる。
Shortening the time from detecting the contact state of the electrodes to detecting the cardiac potential is effective for more accurate electrocardiographic measurement. This can be achieved by detecting the contact state of the electrodes every time immediately before measuring the cardiac potential.

第8図に示す測定方法は、(2)に示すように、基準信
号を極めて短い時間人体に加えている。この方法は、基
準信号を人体に加えて電極の接触状態を測定した後、基
準信号を停止して心電位を測定する。この方式は、電極
の接触状態を検出した直後に心電位を検出して補正でき
る。従って、電極の接触状態が、1拍の間で変動しても
正確に心電位が補正できる。
In the measurement method shown in FIG. 8, a reference signal is applied to the human body for an extremely short period of time, as shown in (2). In this method, after applying a reference signal to the human body and measuring the contact state of the electrodes, the reference signal is stopped and the cardiac potential is measured. With this method, the cardiac potential can be detected and corrected immediately after the contact state of the electrodes is detected. Therefore, even if the contact state of the electrodes changes during one beat, the cardiac potential can be corrected accurately.

この測定方法の場合、基準信号を人体に加える時間は、
心電位を測定するのに必要な時間よりも短くする。例え
ば、1ミリ秒間隔て心電位を測定し、心電位の測定に要
する時間(心電位をAD変損し、あるいは、サンプルホ
ールド回路に記憶させるに必要な時間)が100マイク
ロ秒の場合、基準信号を人体に加える時間は、900マ
イクロ秒よりも短く決定される。
For this measurement method, the time to apply the reference signal to the human body is
Shorter than the time required to measure cardiac potential. For example, if the cardiac potential is measured at 1 millisecond intervals and the time required to measure the cardiac potential (the time required to AD transform the cardiac potential or store it in the sample and hold circuit) is 100 microseconds, the reference signal The time of application of the drug to the human body is determined to be less than 900 microseconds.

1周期が900マイクロであるサイン波の周波数は、約
1−1kHzである。従ってこの場合、余裕をみて、好
ましくは、1.5kHzより高い周波数の基準信号を使
用する。この周波数の基準信号は、安価なオペアンプで
充分に増幅出来る。
The frequency of a sine wave with one period of 900 microns is approximately 1-1 kHz. Therefore, in this case, it is preferable to use a reference signal with a frequency higher than 1.5 kHz, considering the margin. A reference signal of this frequency can be sufficiently amplified with an inexpensive operational amplifier.

基準信号の周波数を15kHzとすれば、900マイク
ロ秒の間に、10サイクル以上の基準信号が検出できる
If the frequency of the reference signal is 15 kHz, 10 or more cycles of the reference signal can be detected within 900 microseconds.

第4図に示すように、人体に基準信号を流す方式は、電
極の位置によって基準信号の誘導電位が変動するように
見受けられる。しかしながら、本発明者等が実際に行っ
た実験では、不思議なことに、第4図に示すように、片
足と両手との間に基準信号発振器41を接続し、人体胸
部の基゛単信号を検出したところ、胸部における基準信
号のレベル差は殆どなかった。これは、人体全体が1つ
の導体となり、この導体全体が同一レベルになる為と推
測される。すなわち、人体の抵抗は、人体と基準信号発
振器lとの接触抵抗(R)に比べて相当に小さく、人体
全体が同一レベルの電圧になると推測される。
As shown in FIG. 4, in the method of passing a reference signal through the human body, the induced potential of the reference signal appears to vary depending on the position of the electrode. However, in an experiment actually conducted by the present inventors, a reference signal oscillator 41 was connected between one foot and both hands, as shown in FIG. When detected, there was almost no difference in the level of the reference signal in the chest. This is presumed to be because the entire human body becomes one conductor, and this entire conductor is at the same level. That is, the resistance of the human body is considerably smaller than the contact resistance (R) between the human body and the reference signal oscillator l, and it is assumed that the entire human body has the same level of voltage.

この為、電極が体表面に正常に接触する場合、全ての電
極は、同一レベルで基準信号を検出する。
Therefore, when the electrodes are in normal contact with the body surface, all electrodes detect the reference signal at the same level.

従って、電極が検出した基準信号は、検出位置によって
補正することなく、電極の接触状態が測定できる。
Therefore, the reference signal detected by the electrode can be used to measure the contact state of the electrode without being corrected depending on the detection position.

第4図に示すように、人体に基準信号を流して電極の接
触状態を測定する場合でも、基準信号と心電位とを同時
に測定することも可能である。これを実現するには、基
準信号を連続して人体に加える。基準信号が加わった心
電信号は電極で検出される。電極で検出された信号は、
第9図に示すように、心電波形が基準信号で変動してい
る。この信号からは、基準信号のみが通過するバンドパ
スフィルターでもって基準信号が選別される。バンドパ
スフィルターの出力信号は、電極で検出された基準信号
レベルに比例する。すなわち、バンドパスフィルターの
出力信号で電極の接触状態が測定される。心電信号は、
第9図に示すように、基準信号の正負のピークABの中
間点Cの電位として検出できる。中間点Cの電位を測定
するには、基準信号に同期して、互いに隣接する基準信
号の正負のピーク電圧を検出してその平均をとり、ある
いは、正負の中間点の電圧を検出する。
As shown in FIG. 4, even when measuring the contact state of electrodes by passing a reference signal through the human body, it is also possible to measure the reference signal and the cardiac potential at the same time. To achieve this, a reference signal is continuously applied to the human body. The electrocardiographic signal to which the reference signal is added is detected by electrodes. The signal detected at the electrode is
As shown in FIG. 9, the electrocardiographic waveform fluctuates with the reference signal. A reference signal is selected from this signal using a bandpass filter through which only the reference signal passes. The output signal of the bandpass filter is proportional to the reference signal level detected at the electrodes. That is, the contact state of the electrodes is measured using the output signal of the bandpass filter. The electrocardiogram signal is
As shown in FIG. 9, it can be detected as the potential at the midpoint C between the positive and negative peaks AB of the reference signal. To measure the potential at the intermediate point C, positive and negative peak voltages of adjacent reference signals are detected and averaged in synchronization with the reference signal, or the voltage at the positive and negative intermediate points is detected.

第5図に代わって、基準信号と心電信号とを一緒に検出
できる回路を第10図に示す。この回路は、バンドパス
フィルター19を備える基準信号アンプ92と、心電ア
ンプ93とを備えている。
In place of FIG. 5, FIG. 10 shows a circuit that can detect the reference signal and the electrocardiographic signal together. This circuit includes a reference signal amplifier 92 including a bandpass filter 19 and an electrocardiogram amplifier 93.

この回路は、第5図のアンプに代わって使用できる。た
だし、この回路を使用する場合、連続して人体に基準信
号を加えるので、基準信号発振器と人体との間のスイッ
チング手段15は必ずしも必要なく、また、心電アンプ
43と基準信号アンプ42とを切り換える入力切換スイ
ッチ16、および制御回路14も必要ない。
This circuit can be used in place of the amplifier of FIG. However, when using this circuit, since the reference signal is continuously applied to the human body, the switching means 15 between the reference signal oscillator and the human body is not necessarily required, and the electrocardiogram amplifier 43 and the reference signal amplifier 42 are connected. The input selector switch 16 and the control circuit 14 are also not required.

この回路は、電極で検出された信号から、バンドパスフ
ィルター19によって基準信号を検出する。バンドパス
フィルター19の出力をダイオード96で整流して、基
準信号レベルに比例した基準信号出力を得る。同時に、
電極で検出された信号は心電アンプ93で増幅される。
This circuit uses a bandpass filter 19 to detect a reference signal from the signal detected by the electrode. The output of the bandpass filter 19 is rectified by a diode 96 to obtain a reference signal output proportional to the reference signal level. at the same time,
The signals detected by the electrodes are amplified by an electrocardiogram amplifier 93.

心電アンプ93には、図示しないが、基準信号発振器か
ら同期信号が人力される。心電アンプ93は、基準信号
発振器からの同期信号によフて、基準信号の正負のピー
ク値、あるいは、正負のピークの中間の時の信号を出力
する。基準信号の正負のピーク値が出力される場合、こ
の出力信号をA/D変換して平均値を求めることができ
る。
Although not shown, a synchronization signal is manually input to the electrocardiogram amplifier 93 from a reference signal oscillator. The electrocardiogram amplifier 93 outputs the positive and negative peak values of the reference signal, or a signal at an intermediate point between the positive and negative peaks, depending on the synchronization signal from the reference signal oscillator. When positive and negative peak values of the reference signal are output, this output signal can be A/D converted to obtain an average value.

また、第10図の鎖線で示すように、心電アンプ930
入力端に、基準信号を除去するバンドエリミネートフィ
ルタ−20を接続し、このバンドエリミネートフィルタ
−20で、基準信号を除去して心電信号を検出すること
も可能である。
In addition, as shown by the chain line in FIG.
It is also possible to connect a band eliminate filter 20 to the input end to remove the reference signal, and use the band eliminate filter 20 to remove the reference signal and detect the electrocardiographic signal.

電極で検出された心電信号は、前述の方法と同様にして
、自動利得制御回路である基準信号アンプ92で補正し
て増幅される。
The electrocardiographic signal detected by the electrodes is corrected and amplified by the reference signal amplifier 92, which is an automatic gain control circuit, in the same manner as described above.

第1図および第4図に示す回路は、電極で検出した基準
信号レベルでもって心電信号を補正して増幅している。
The circuits shown in FIGS. 1 and 4 correct and amplify the electrocardiographic signal using the reference signal level detected by the electrodes.

ただ、この発明は、必ずしも電極で測定した基準信号で
心電信号を補正する必要はない。最も簡単な方法は、電
極で測定された基準信号を増幅して直接にモニタに表示
し、モニタを見て電極の接触状態を調べ、全ての電極が
確実に体表面から電気信号を測定できることを確認した
後、心電信号を測定することもできる。
However, in this invention, it is not necessary to correct the electrocardiographic signal using the reference signal measured by the electrodes. The simplest method is to amplify the reference signal measured by the electrodes and display it directly on a monitor, then check the contact status of the electrodes by looking at the monitor to ensure that all electrodes can measure electrical signals from the body surface. After confirmation, the electrocardiogram signal can also be measured.

ところで、この発明は、多数の点から生体電位を測定し
、測定結果をコンピュータで演算処理してモニタやプリ
ンタに表示させる「体表面心電計」に最も有効に利用で
きる。体表面心電計は、人体の胸部から心電信号を測定
し、測定した心電信号から体表面の等電位図を演算して
表示する。この心電計は、通常50〜数百の電極から同
時に心電信号を測定する。
By the way, the present invention can be most effectively used in a "body surface electrocardiograph" that measures biopotential from a large number of points, processes the measurement results on a computer, and displays them on a monitor or printer. A body surface electrocardiograph measures electrocardiographic signals from the chest of a human body, calculates and displays an equipotential diagram of the body surface from the measured electrocardiographic signals. This electrocardiograph typically measures electrocardiographic signals simultaneously from 50 to several hundred electrodes.

この心電計は、電極で測定された心電信号を一旦はコン
ピュータのメモリに記憶させて演算処理する。この場合
、心電信号を測定する前に、人体の基準信号を電極で測
定し、その測定結果をメモリに記憶させ、メモリの記憶
値でもって、基準信号の直後に測定される心電信号を補
正することも可能である。例えば、人体にIHz以上の
基準信号を加えて、これを電極で測定し、この信号を一
定の増幅率に増幅した後、アナログ−デジタル変換して
メモリに記憶させ、その直後に、人体に基準信号を加え
るのを停止して電極でもって心電信号を測定し、心電信
号を一定の増幅率に増幅してメモリに記憶させ、心電信
号の記憶値を基準信号の記憶値で補正することも可能で
ある。すなわち、基準信号のレベルが規定の値の2分の
1である電極で測定した心電信号は、2を掛けて補正し
、また、基準信号のレベルが規定の3分の1である電極
で測定された心電信号は、3を掛けて補正する。
This electrocardiograph temporarily stores electrocardiographic signals measured by electrodes in a computer memory and processes them. In this case, before measuring the electrocardiogram signal, the reference signal of the human body is measured with electrodes, the measurement result is stored in memory, and the electrocardiogram signal measured immediately after the reference signal is calculated using the stored value in the memory. Correction is also possible. For example, a reference signal of IHz or higher is applied to the human body, measured with electrodes, amplified to a certain amplification factor, converted from analog to digital and stored in memory, and immediately after that, the reference signal is applied to the human body. Stop applying the signal, measure the electrocardiographic signal with the electrodes, amplify the electrocardiographic signal to a certain amplification factor, store it in memory, and correct the stored value of the electrocardiographic signal with the stored value of the reference signal. It is also possible. In other words, an electrocardiographic signal measured with an electrode whose reference signal level is one-half of the specified value is corrected by multiplying by 2, and an electrocardiogram signal measured with an electrode whose reference signal level is one-third of the specified value is corrected by multiplying it by 2. The measured electrocardiographic signal is multiplied by 3 and corrected.

第1図と第4図とに示す回路は、心電信号アンプに自動
利得制御回路を使用して、心電信号を補正しているが、
心電信号をコンピュータで演算処理する場合、基準信号
と心電信号の両方をコンピュータに記憶させ、コンピュ
ータの基準信号でもって心電信号を補正する演算処理を
させることも可能である。
The circuits shown in FIGS. 1 and 4 use an automatic gain control circuit in the electrocardiographic signal amplifier to correct the electrocardiographic signal.
When the electrocardiographic signal is processed by a computer, it is also possible to store both the reference signal and the electrocardiographic signal in the computer, and use the computer's reference signal to perform the processing to correct the electrocardiographic signal.

第1図に示す回路は、生体に基準信号を流すことなく基
準信号を加えることができる。この方式は、基準信号発
振器1をアースと人体とに接続して、人体全体を同電位
として、アースを基準に基準信号を加えている。電極で
測定された基準信号は、アースに対する基準信号として
検出されて電極の接触状態が測定される。
The circuit shown in FIG. 1 can apply a reference signal without passing the reference signal to the living body. In this method, a reference signal oscillator 1 is connected to the ground and the human body, the entire human body is set at the same potential, and a reference signal is applied with the ground as a reference. The reference signal measured by the electrode is detected as a reference signal with respect to ground, and the contact state of the electrode is measured.

さらに、第11図に示すように、足とアースとの間に基
準信号発振器111を接続し、心電アンプ113でもっ
て基準信号を増幅することも可能である。この回路は、
人体の全体が同電位となって基準信号で変動きれるので
、言い替えれば、基準信号に対して人体の全体が同一の
電位となるので、本発明者等は、心電アンプ113で基
準信号が測定出来ないと考えた。すなわち、心電アンプ
113は、両手と片足に対する胸部の相対的な電位を測
定するので、人体の全体が同電位で変動するなら、心電
アンプ113は基準信号を測定できないと考えられる。
Furthermore, as shown in FIG. 11, it is also possible to connect a reference signal oscillator 111 between the foot and the ground, and amplify the reference signal with an electrocardiogram amplifier 113. This circuit is
Since the entire human body has the same potential and can be varied by the reference signal, in other words, the entire human body has the same potential with respect to the reference signal. I thought it couldn't be done. That is, since the electrocardiogram amplifier 113 measures the relative potential of the chest with respect to both hands and one leg, it is considered that the electrocardiogram amplifier 113 cannot measure the reference signal if the entire human body fluctuates at the same potential.

ところが、不思議なことに、本発明者等が実際に実験し
てみると、心電アンプでもって基準信号が測定できたの
である。心電アンプ113が基準信号を測定できるのは
、両手と片足の電位を測定する電圧ゲインが1である加
算アンプ114の人力インピーダンスが無限大でないこ
とが理由である。すなわち、加算アンプ114に入力端
子が流れると、実際に加算アンプ114に人力される信
号は、足に加えられた基準信号よりも多少低くなる。加
算アンプ114に入力端子が流れると、加算アンプ11
4の入力端子と人体との抵抗値(入力端抵抗値)に、入
力端子を掛けた電圧降下が発生し、この電圧降下分だけ
低い基準信号が加算アンプに人力される。いいかえれば
、加算アンプ114の実際の入力信号は、人体と同電位
とはならない。加算アンプ114に実際に人力されろ信
号と、人体の基準信号との差は、入力側抵抗値に入力端
子を掛けた値となる。入力端抵抗値は一定であるが、加
算アンプ114の入力電流は基準信号に比例するので、
加算アンプ114の実質入力信号と基準信号との差は、
基準信号に比例する。心電アンプ113は、加算アンプ
114の出力信号を電極の検出電圧と比較して、その差
成分を増幅している。加算アンプ114の実質入力電圧
が人体と同電位でないと、各心電アンプ113の一方に
基準信号とは異なるレベルの信号が入力される。
However, strangely, when the present inventors actually conducted an experiment, they were able to measure the reference signal using an electrocardiogram amplifier. The reason why the electrocardiogram amplifier 113 can measure the reference signal is that the human power impedance of the summing amplifier 114, which has a voltage gain of 1 for measuring the potentials of both hands and one foot, is not infinite. That is, when the input terminal flows to the summing amplifier 114, the signal actually input to the summing amplifier 114 becomes somewhat lower than the reference signal applied to the foot. When the input terminal flows to the summing amplifier 114, the summing amplifier 11
A voltage drop is generated by multiplying the resistance value between the input terminal No. 4 and the human body (input terminal resistance value) by the input terminal, and a reference signal that is lower by this voltage drop is manually input to the summing amplifier. In other words, the actual input signal of the summing amplifier 114 does not have the same potential as the human body. The difference between the signal actually input to the summing amplifier 114 and the reference signal of the human body is equal to the value obtained by multiplying the input resistance value by the input terminal. Although the input end resistance value is constant, the input current of the summing amplifier 114 is proportional to the reference signal, so
The difference between the actual input signal of the summing amplifier 114 and the reference signal is
Proportional to the reference signal. The electrocardiogram amplifier 113 compares the output signal of the summing amplifier 114 with the detected voltage of the electrodes, and amplifies the difference component. If the actual input voltage of the summing amplifier 114 is not at the same potential as the human body, a signal at a level different from the reference signal is input to one of the electrocardiographic amplifiers 113.

従って、心電アン1113が基準信号を測定できること
になる。
Therefore, the electrocardiogram amplifier 1113 can measure the reference signal.

この回路は、心電アンプ113の接続を変更することな
く、基準信号が測定できるので、簡単に基準信号が測定
できる特長がある。
This circuit has the advantage that the reference signal can be easily measured because the reference signal can be measured without changing the connection of the electrocardiogram amplifier 113.

人体に加える基準信号は、歪んだ波形も使用できる。も
っとも簡単に人体に基準信号を加えるには発振器を必要
としない。数十cmないし数メートルの電線を基準信の
発振器に使用できる。人体の基準信号を加える箇所に電
線を接続して基準信号を加えることができる。人体に接
続された電線には電源からノイズが誘導される。この誘
導ノイズは電源の周波数に等しく歪んだサイン波である
A distorted waveform can also be used as the reference signal applied to the human body. The easiest way to apply a reference signal to the human body does not require an oscillator. An electric wire of several tens of centimeters to several meters can be used as a reference signal oscillator. The reference signal can be applied by connecting an electric wire to the point on the human body where the reference signal is applied. Noise is induced from the power source into the wires connected to the human body. This induced noise is a distorted sine wave equal to the frequency of the power supply.

電源の誘導ノイズは歪んでいるが、これが人体を同電位
に変動させるので、基準信号に使用できる。
Although the induced noise of the power supply is distorted, it causes the human body to fluctuate to the same potential, so it can be used as a reference signal.

この方法は最も簡単に人体に基準信号を加えることがで
きる。
This method is the easiest way to apply a reference signal to the human body.

更に、第12図に示すように、人体に直接基準信号発振
器121を接続せずに、人体に基準信号を加えることも
可能である。すなわち、図に示すように、人体の下方に
合成樹脂等の絶縁材122を介して誘導電極123を設
け、この誘導電極l23とアースとの間に基準信号を加
え、誘導電極123から人体に基準信号を誘導させ、人
体に誘導された基準信号を電極124で測定して、電極
124の接触状態を検出することも可能である。
Furthermore, as shown in FIG. 12, it is also possible to apply a reference signal to the human body without directly connecting the reference signal oscillator 121 to the human body. That is, as shown in the figure, an induction electrode 123 is provided below the human body via an insulating material 122 such as synthetic resin, a reference signal is applied between the induction electrode l23 and the ground, and a reference signal is applied to the human body from the induction electrode 123. It is also possible to detect the contact state of the electrode 124 by inducing a signal and measuring a reference signal induced in the human body with the electrode 124.

この場合、基準信号は、誘導電極123と人体との間の
静電容量を介して人体に誘導される。
In this case, the reference signal is induced into the human body via the capacitance between the induction electrode 123 and the human body.

第12図に示す装置は、電極124で検出した心電信号
を演算する演算手段125と、この演算手段125の演
算結果を表示するモニタ126とを備えている。
The apparatus shown in FIG. 12 includes a calculation means 125 for calculating the electrocardiographic signal detected by the electrodes 124, and a monitor 126 for displaying the calculation results of the calculation means 125.

演算手段125は、心電信号を演算処理して、体表面の
電位分布図を作成する。演算手段125は、一定の時間
間隔、例えば、0.1〜5m秒間隔で、全ての電極から
同時に心電信号を取り込む。
The calculation means 125 performs calculation processing on the electrocardiographic signal to create a potential distribution map on the body surface. The calculation means 125 simultaneously takes in electrocardiographic signals from all electrodes at fixed time intervals, for example, at intervals of 0.1 to 5 msec.

取り込んだ心電信号から、一定の時間間隔で体表面の電
位分布図が演算される。
A potential distribution map on the body surface is calculated at regular time intervals from the captured electrocardiographic signals.

モニタ126は、計算された電位分布図を、例えば、0
,1〜10秒間隔で順番に表示する。
The monitor 126 displays the calculated potential distribution diagram, for example, 0
, are displayed in order at intervals of 1 to 10 seconds.

第12図には、図を分かりやすくする為に、体表面に接
触する3本の電極が示されている。ただ、体表面分布図
を作成する心電計は、前にも述べたように、多数の電極
を備えている。
In FIG. 12, three electrodes in contact with the body surface are shown for clarity. However, as mentioned earlier, electrocardiographs that create body surface distribution maps are equipped with a large number of electrodes.

第1図に示す心電計は、演算手段が一体化されたモニタ
25を備えている。このモニタは、第12図に示す演算
手段およびモニタと同様に、体表面電位分布図を表示す
る。
The electrocardiograph shown in FIG. 1 includes a monitor 25 with integrated calculation means. This monitor displays a body surface potential distribution diagram, similar to the calculation means and monitor shown in FIG.

ところで、この発明の生体電位測定方法は、生体電位の
測定手段を、生体に接触して生体電位を測定する電極に
特定せず、生体から電気信号を検出できる全ての部材、
例えは、生体には直接接触しないがこれに接近させるこ
とによって、生体電位を測定する、非接触式の電極も使
用できる。非接触式の電極は、体表面に付着されること
によって、ある静電容量を介して接続される。すなわち
、電極と生体表面とでコンデンサーを構成し、このコン
デンサーを介して生体電位を測定する。
By the way, in the biopotential measuring method of the present invention, the biopotential measuring means is not limited to an electrode that measures the biopotential by contacting the living body, but any member capable of detecting an electrical signal from the living body,
For example, a non-contact type electrode that does not come into direct contact with a living body but measures the biopotential by bringing it close to the living body can also be used. Non-contact electrodes are attached to the body surface and are connected via a certain capacitance. That is, the electrode and the biological surface constitute a capacitor, and the biological potential is measured via this capacitor.

この場合、電極は生体の直流電位を測定できないが、交
流成分は電極のコンデンサーを通って検出される。この
構造の電極は、電極が接続されている初段アンプの人力
インピーダンスを大きくすると共に、体表面との面積を
広くすることによって、静電容量が増加し、低い周波数
成分の信号が検出できる。すなわち、この電極の体表面
との接触インピーダンスは、静電容量を特定する電極の
面積、および生体信号の周波数に反比例して小さくする
In this case, the electrode cannot measure the DC potential of the living body, but the AC component is detected through the electrode's capacitor. Electrodes with this structure increase the human power impedance of the first-stage amplifier to which the electrodes are connected, and widen the area with the body surface, thereby increasing capacitance and allowing detection of signals with low frequency components. That is, the contact impedance of this electrode with the body surface is reduced in inverse proportion to the area of the electrode that specifies capacitance and the frequency of the biological signal.

また生体信号を検出する部材には、生体が出す磁気を検
出する磁気センサー等も使用できる。磁気センサーは、
体表面に接近させて体表面に現れる磁界を測定する。こ
の場合、生体に加える基準信号は、磁気センサーに検出
できるように、磁気信号を使用する。
Further, as the member for detecting biological signals, a magnetic sensor or the like that detects magnetism emitted by a living body can be used. The magnetic sensor is
The magnetic field appearing on the body surface is measured by bringing it close to the body surface. In this case, the reference signal applied to the living body uses a magnetic signal so that it can be detected by a magnetic sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第4図はこの発明の生体電位測定方法に使
用される装置の具体例を示すブロック線図、第2図は第
1図に示されるアンプのブロック線図、第3図は電極に
誘導される波形と補正された心電信号と比較器の出力波
形とを示すグラフ、第5図は第4図に示す装置の併用ア
ンプの一例を示すブロック線図、第6図は電極に誘導さ
れる基準信号波形を示すグラフ、第7図ないし第9図は
電極に検出される心電波形と基準信号とを示すグラフ、
第10図は第5図の併用アンプに使用できるアンプのブ
ロック線図、第11図および第12は人体に基準信号を
加える他の実施例を示すブロック線図である。 l・・・・・・基準信号発振器、 2・・・−・・基準信号アンプ、3・・・・・・心電ア
ンプ、4・・・・・・電極、 5・・・・・・カップリングコンデンサー6・・・・・
・ダイオード、   7・・・・・・乗算器、8・・・
・・・乗算器、     9・・・・・・積分回路、1
0・・・・・・加算器、    11・・・・・・比較
器、12・・・・・・基準電源、   13・・・・・
・体表面、トド・・・・・制御回路、 15・・・・・・スイッチング素子、 16・・・・・・入力切換スイッチ、 17・・・・・・緩衝アンプ、  18・・・・・・差
動アンプ、19・・・・・・バンドパスフィルター20
・・・・・・バンドエリミネートフィルタ−22・・・
・・・基準信号アンプ、 23・・・・・・コンデンサー 24・・・・・・併用
アンプ25・・・・・・モニタ、    26・・・・
・・差動アンプ、41・・・・・・基準信号発振器、 42・・・・・・基準信号アンプ、 43・・・・・・心電アンプ、  44・・・・・・電
極、45・・・・・・カップリングコンデンサー46・
・・・・・ダイオード、 47・・・・・・サンプルホールド素子、92・・・・
・・基準信号アンプ、 93・・・・・・心電アンプ、  96・・・・・・ダ
イオード、111・・・・・・基準信号発振器、 113・・・・・・心電アンプ、114・・・・・・加
算アンプ、121・・・・・・基準信号発振器 122・・・・・・絶縁材、   123・・・・・・
誘導電極、124・・・・・・電極、 126・・・・・・モニタ。
1 and 4 are block diagrams showing specific examples of the device used in the biopotential measuring method of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the amplifier shown in FIG. 1, and FIG. Graph showing the waveform induced by the electrocardiogram, the corrected electrocardiographic signal, and the output waveform of the comparator. Figure 5 is a block diagram showing an example of an amplifier used in conjunction with the device shown in Figure 4. Figure 6 is a graph showing the waveform induced by the electrode. Graphs showing induced reference signal waveforms; FIGS. 7 to 9 are graphs showing electrocardiographic waveforms and reference signals detected by electrodes;
FIG. 10 is a block diagram of an amplifier that can be used in the combined amplifier of FIG. 5, and FIGS. 11 and 12 are block diagrams showing other embodiments in which a reference signal is applied to the human body. 1...Reference signal oscillator, 2...Reference signal amplifier, 3...Electrocardiogram amplifier, 4...Electrode, 5...Cup Ring capacitor 6...
・Diode, 7... Multiplier, 8...
...Multiplier, 9...Integrator circuit, 1
0... Adder, 11... Comparator, 12... Reference power supply, 13...
・Body surface, Todo... Control circuit, 15... Switching element, 16... Input selector switch, 17... Buffer amplifier, 18...・Differential amplifier, 19...Band pass filter 20
...Band Eliminate Filter-22...
... Reference signal amplifier, 23 ... Capacitor 24 ... Combined amplifier 25 ... Monitor, 26 ...
... Differential amplifier, 41 ... Reference signal oscillator, 42 ... Reference signal amplifier, 43 ... Electrocardiogram amplifier, 44 ... Electrode, 45 ... ...Coupling capacitor 46.
...Diode, 47...Sample and hold element, 92...
...Reference signal amplifier, 93... Electrocardiogram amplifier, 96... Diode, 111... Reference signal oscillator, 113... Electrocardiogram amplifier, 114... ...Additional amplifier, 121...Reference signal oscillator 122...Insulating material, 123...
Induction electrode, 124... Electrode, 126... Monitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 生体に電極を接触または接近させて、電極に誘導される
電位でもって生体に発生する電気信号を検出する生体の
電位測定方法に於て、生体に基準信号を加え、この基準
信号を電極で検出して、電極の生体信号検出状態を検査
することを特徴とする生体電位測定方法。
In the biological potential measurement method, a reference signal is applied to the living body and this reference signal is detected by the electrode. A method for measuring biopotential, comprising: inspecting a biosignal detection state of an electrode.
JP63195341A 1987-09-19 1988-08-04 Method for measuring organism potential Pending JPH0245036A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005520615A (en) * 2002-03-25 2005-07-14 ストッキンジヤー,クリスチァン Measuring equipment and methods for reducing measurement errors
JP2005287849A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Eucalyptus:Kk Body surface electrocardiograph
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JP2014188143A (en) * 2013-03-27 2014-10-06 Tanita Corp Bioelectric potential measuring device

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