JPH10179531A - 電極外れ検出回路 - Google Patents
電極外れ検出回路Info
- Publication number
- JPH10179531A JPH10179531A JP8345005A JP34500596A JPH10179531A JP H10179531 A JPH10179531 A JP H10179531A JP 8345005 A JP8345005 A JP 8345005A JP 34500596 A JP34500596 A JP 34500596A JP H10179531 A JPH10179531 A JP H10179531A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- differential amplifier
- output
- diode
- unit
- level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 心電計などの生体の電気的計測において、電
極外れ検出についてのハードウエア的な誤検出を無く
し、その構成の一部をファームウエア化することによ
り、回路の使用部品を減らし、更に、検出の信頼性を向
上した電極外れ検出回路を提供する。 【解決手段】 生体からの生体信号のレベルをダイオー
ドへの逆バイアスでプルアップするダイオードプルアッ
プ部と、その出力を差動アンプで増幅する差動アンプ部
と、前記差動アンプ部の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変
換部と、前記Ａ／Ｄ変換部の出力を判定するＣＰＵ部と
を備えて、生体信号をファームウエアによりレベル判定
することを特徴とする。
極外れ検出についてのハードウエア的な誤検出を無く
し、その構成の一部をファームウエア化することによ
り、回路の使用部品を減らし、更に、検出の信頼性を向
上した電極外れ検出回路を提供する。 【解決手段】 生体からの生体信号のレベルをダイオー
ドへの逆バイアスでプルアップするダイオードプルアッ
プ部と、その出力を差動アンプで増幅する差動アンプ部
と、前記差動アンプ部の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変
換部と、前記Ａ／Ｄ変換部の出力を判定するＣＰＵ部と
を備えて、生体信号をファームウエアによりレベル判定
することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として、心電計など
による生体への電気的計測に際して、その生体に装着し
た電極が外れたことを検出する電極外れ検出回路に関す
る。
による生体への電気的計測に際して、その生体に装着し
た電極が外れたことを検出する電極外れ検出回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の心電計における電極外れ検出回路
は、特開平４ー９６７３２号公報（図３を参照）に所載
のように、生体に接続された心電図信号のレベルを増幅
する増幅回路１１と、増幅回路を定電流で駆動する定電
流回路１２と、増幅回路１１の出力を受けるヒステリシ
スコンパレータ１３と、ヒステリシスコンパレータ１３
の出力をフィルタする出力フィルタ１４とを備えた構成
になっている。
は、特開平４ー９６７３２号公報（図３を参照）に所載
のように、生体に接続された心電図信号のレベルを増幅
する増幅回路１１と、増幅回路を定電流で駆動する定電
流回路１２と、増幅回路１１の出力を受けるヒステリシ
スコンパレータ１３と、ヒステリシスコンパレータ１３
の出力をフィルタする出力フィルタ１４とを備えた構成
になっている。
【０００３】ここでは、電極が外れて、入力ｅがオープ
ン状態になると、増幅回路１１のトランジスタＱ２、Ｑ
３がオフ状態になって、ヒステリシスコンパレータ１３
のＩＣの＋入力が［Ｅｒ＋Ｖｔ（Ｒ３／Ｒ４）］よりも
高くなることで、ＩＣの出力が反転し、ハイレベルとな
り、出力フィルタ１４のダイオードＤが順バイアスされ
る。そして、この出力変化をＣＰＵでレベル判定して、
電極外れを検出するのである。なお、Ｅｒはゼナーダイ
オードなどの定電圧源、また、Ｖｔは電源電圧である。
ン状態になると、増幅回路１１のトランジスタＱ２、Ｑ
３がオフ状態になって、ヒステリシスコンパレータ１３
のＩＣの＋入力が［Ｅｒ＋Ｖｔ（Ｒ３／Ｒ４）］よりも
高くなることで、ＩＣの出力が反転し、ハイレベルとな
り、出力フィルタ１４のダイオードＤが順バイアスされ
る。そして、この出力変化をＣＰＵでレベル判定して、
電極外れを検出するのである。なお、Ｅｒはゼナーダイ
オードなどの定電圧源、また、Ｖｔは電源電圧である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここでの第１の問題点
は、ＩＣパッケージが高湿度（８５％以上）の環境に置
かれた場合、電極外れを誤検出してしまうという点で、
その理由は、従来の電極外れ検出回路は、レベル検出す
る増幅回路としてＰＮトランジスタをダーリントン接続
して用いているためである。即ち、電極が生体に接続さ
れた場合、生体にトランジスタのベース電流（１ｎＡ）
程度を生体に注入することにより、トランジスタをオン
し、増幅回路１１の出力を低レベルとするのであるが、
電極が生体に接続されない場合、トランジスタＱ２のベ
ースがオープンとなるため、トランジスタＱ３がオフ
し、増幅回路１１の出力をハイレベルとする。
は、ＩＣパッケージが高湿度（８５％以上）の環境に置
かれた場合、電極外れを誤検出してしまうという点で、
その理由は、従来の電極外れ検出回路は、レベル検出す
る増幅回路としてＰＮトランジスタをダーリントン接続
して用いているためである。即ち、電極が生体に接続さ
れた場合、生体にトランジスタのベース電流（１ｎＡ）
程度を生体に注入することにより、トランジスタをオン
し、増幅回路１１の出力を低レベルとするのであるが、
電極が生体に接続されない場合、トランジスタＱ２のベ
ースがオープンとなるため、トランジスタＱ３がオフ
し、増幅回路１１の出力をハイレベルとする。
【０００５】このように、ハードウエア的な構成によ
り、電極外れを検出しているため、パッケージ上のイン
ピーダンスの変化により、僅かなベース電流が流れて
も、トランジスタがオンしてしまう。
り、電極外れを検出しているため、パッケージ上のイン
ピーダンスの変化により、僅かなベース電流が流れて
も、トランジスタがオンしてしまう。
【０００６】また、第２の問題点は、電極外れを検出す
るレベルのバラツキが大きいことである。その理由は、
従来の電極外れ検出回路は、全て、アナログ回路により
構成されているため、部品の精度のバラツキにより、そ
の検出精度に影響を受けるからである。
るレベルのバラツキが大きいことである。その理由は、
従来の電極外れ検出回路は、全て、アナログ回路により
構成されているため、部品の精度のバラツキにより、そ
の検出精度に影響を受けるからである。
【０００７】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、その目的は、心電計などの生体の電気的計測にお
いて、電極外れ検出についてのハードウエア的な誤検出
を無くし、その構成の一部をファームウエア化すること
により、回路の使用部品を減らし、更に、検出の信頼性
を向上した電極外れ検出回路を提供することにある。
ので、その目的は、心電計などの生体の電気的計測にお
いて、電極外れ検出についてのハードウエア的な誤検出
を無くし、その構成の一部をファームウエア化すること
により、回路の使用部品を減らし、更に、検出の信頼性
を向上した電極外れ検出回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の電極
外れ検出回路では、生体からの生体信号のレベルをダイ
オードへの逆バイアスでプルアップするダイオードプル
アップ部と、その出力を差動アンプで増幅する差動アン
プ部と、前記差動アンプ部の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／
Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部の出力を判定するＣＰＵ
部とを備えて、前記生体信号をファームウエアによりレ
ベル判定することを特徴とする。
外れ検出回路では、生体からの生体信号のレベルをダイ
オードへの逆バイアスでプルアップするダイオードプル
アップ部と、その出力を差動アンプで増幅する差動アン
プ部と、前記差動アンプ部の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／
Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部の出力を判定するＣＰＵ
部とを備えて、前記生体信号をファームウエアによりレ
ベル判定することを特徴とする。
【０００９】更に詳述すれば、本発明の電極外れ検出回
路では、生体保護用入力抵抗とサージ対策部品とを有す
る被検者入力部と、逆バイアスされたダイオードで前記
被検者入力部をプルアップするダイオードプルアップ部
と、差動アンプにより前記入力ラインを通過してきた生
体信号を増幅する差動アンプ部と、前記差動アンプの出
力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部
の出力データをレベル判定するＣＰＵ部とから構成され
たことを特徴とする。
路では、生体保護用入力抵抗とサージ対策部品とを有す
る被検者入力部と、逆バイアスされたダイオードで前記
被検者入力部をプルアップするダイオードプルアップ部
と、差動アンプにより前記入力ラインを通過してきた生
体信号を増幅する差動アンプ部と、前記差動アンプの出
力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部
の出力データをレベル判定するＣＰＵ部とから構成され
たことを特徴とする。
【００１０】従って、電極の接続、非接続の違いを、Ｄ
Ｃレベルを監視することによって、従来のような誤検出
が避けられ、容易かつ確実に電極外れを判断できる。
Ｃレベルを監視することによって、従来のような誤検出
が避けられ、容易かつ確実に電極外れを判断できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
および図２を参照して、具体的に説明する。なお、図１
は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、図２は図
１のダイオードプルアップ部２と差動アンプ部３の具体
的構成の一例を示す回路図である。
および図２を参照して、具体的に説明する。なお、図１
は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、図２は図
１のダイオードプルアップ部２と差動アンプ部３の具体
的構成の一例を示す回路図である。
【００１２】図１および図２に示すように、本発明の電
極外れ検出回路では、生体保護用入力抵抗Ｒ１とサージ
対策部品、例えば、入力保護抵抗Ｒ２とを有する被検者
入力部１と、逆バイアスされたダイオードＤで被検者入
力部１をプルアップするダイオードプルアップ部２と、
差動アンプＩＣにより前述の入力ラインを通過してきた
生体信号を増幅する差動アンプ部３と、差動アンプ３の
出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部４と、Ａ／Ｄ変換部
４の出力データをレベル判定するＣＰＵ部５とから構成
されている。
極外れ検出回路では、生体保護用入力抵抗Ｒ１とサージ
対策部品、例えば、入力保護抵抗Ｒ２とを有する被検者
入力部１と、逆バイアスされたダイオードＤで被検者入
力部１をプルアップするダイオードプルアップ部２と、
差動アンプＩＣにより前述の入力ラインを通過してきた
生体信号を増幅する差動アンプ部３と、差動アンプ３の
出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部４と、Ａ／Ｄ変換部
４の出力データをレベル判定するＣＰＵ部５とから構成
されている。
【００１３】しかして、通常の心電波形入力時は、電極
が人体との接触抵抗Ｒ１を通して接続され、入力保護抵
抗Ｒ２を通して、生体信号が差動アンプＩＣに入力され
る。差動アンプＩＣは、ＬＦラインを基準として、各入
力ライン（ＲＡ、ＬＡ、Ｃ１〜Ｃ６）との電圧差を出力
する。従って、本発明の構成では、ＬＦラインが接続さ
れていることを前提とする。即ち、ＬＦラインのみハー
ドウエア的な構成にすることより、電極外れを検出す
る。その場合、差動アンプＩＣの出力は無視するものと
する。
が人体との接触抵抗Ｒ１を通して接続され、入力保護抵
抗Ｒ２を通して、生体信号が差動アンプＩＣに入力され
る。差動アンプＩＣは、ＬＦラインを基準として、各入
力ライン（ＲＡ、ＬＡ、Ｃ１〜Ｃ６）との電圧差を出力
する。従って、本発明の構成では、ＬＦラインが接続さ
れていることを前提とする。即ち、ＬＦラインのみハー
ドウエア的な構成にすることより、電極外れを検出す
る。その場合、差動アンプＩＣの出力は無視するものと
する。
【００１４】各入力ラインからの信号は、逆バイアスさ
れたダイオードＤにより、＋電源側にプルアップされて
おり、電極を人体に装着した時は、電極接触インピーダ
ンス及び人体インピーダンスがダイオードＤのカットオ
フ時の抵抗に比べて低いために、差動アンプＩＣの出力
は基準電位であるベースライン付近となる。
れたダイオードＤにより、＋電源側にプルアップされて
おり、電極を人体に装着した時は、電極接触インピーダ
ンス及び人体インピーダンスがダイオードＤのカットオ
フ時の抵抗に比べて低いために、差動アンプＩＣの出力
は基準電位であるベースライン付近となる。
【００１５】なお、この実施の形態では、ダイオードＤ
は、電源から共通の抵抗を介して栄列的に接続されてい
るが、個別の抵抗と直列的に接続されていてもよい。
は、電源から共通の抵抗を介して栄列的に接続されてい
るが、個別の抵抗と直列的に接続されていてもよい。
【００１６】このため、電極が人体から外れた場合に
は、差動アンプＩＣの＋入力は、ダイオードＤによるプ
ルアップの影響により、＋電源側に電位が上がるから、
差動アンプＩＣの出力は＋電源側に飽和する。この差動
アンプＩＣの出力がＡ／Ｄ変換部４へ入力され、そし
て、Ａ／Ｄ変換されたデータがＣＰＵ部５により読み取
られることで、差動アンプＩＣの出力の変化を監視する
ことができる。
は、差動アンプＩＣの＋入力は、ダイオードＤによるプ
ルアップの影響により、＋電源側に電位が上がるから、
差動アンプＩＣの出力は＋電源側に飽和する。この差動
アンプＩＣの出力がＡ／Ｄ変換部４へ入力され、そし
て、Ａ／Ｄ変換されたデータがＣＰＵ部５により読み取
られることで、差動アンプＩＣの出力の変化を監視する
ことができる。
【００１７】ＣＰＵ部５は、電極外れ検出レベルとし
て、＋電源側のあるＤＣレベル（しきい値）を設定して
おき（例えば、＋電源電圧の８０％）、差動アンプＩＣ
の出力データ値が電極外れ検出レベルを越えた場合、電
極外れとして検出することができる。なお、心電計は、
常に測定状態で、次の被検者に装着され、作業の連続性
を確保することができる。
て、＋電源側のあるＤＣレベル（しきい値）を設定して
おき（例えば、＋電源電圧の８０％）、差動アンプＩＣ
の出力データ値が電極外れ検出レベルを越えた場合、電
極外れとして検出することができる。なお、心電計は、
常に測定状態で、次の被検者に装着され、作業の連続性
を確保することができる。
【００１８】なお、上述の実施の形態において、電極外
れ検出レベルは、ファームウエア上で設定されており、
従って、ファームウエアを書き変えることにより、容易
に電極外れの検出感度を調整することが可能となる。
れ検出レベルは、ファームウエア上で設定されており、
従って、ファームウエアを書き変えることにより、容易
に電極外れの検出感度を調整することが可能となる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、以上詳述したように、従来の
ように、人体に流れ込む電流によりトランジスタをオン
させる電流制御の構成ではなく、接触抵抗によるレベル
検出を行っているから、パッケージ上の微少リーク電流
による電極外れの誤検出がなくなるという効果が得られ
る。また、従来、電極外れの検出回路が、その構成部品
の特性に依存するために、部品の特性のバラツキが、そ
のまま、パッケージの検出感度のバラツキとなって現れ
ているのに対して、本発明では、ファームウエアで検出
感度を設定するため、そこでのバラツキの影響を受けず
にすみ、パッケージによる検出感度のバラツキを吸収す
ることができる。
ように、人体に流れ込む電流によりトランジスタをオン
させる電流制御の構成ではなく、接触抵抗によるレベル
検出を行っているから、パッケージ上の微少リーク電流
による電極外れの誤検出がなくなるという効果が得られ
る。また、従来、電極外れの検出回路が、その構成部品
の特性に依存するために、部品の特性のバラツキが、そ
のまま、パッケージの検出感度のバラツキとなって現れ
ているのに対して、本発明では、ファームウエアで検出
感度を設定するため、そこでのバラツキの影響を受けず
にすみ、パッケージによる検出感度のバラツキを吸収す
ることができる。
【００２０】更に、本発明では、従来の検出回路のよう
に、専用のハードウエアを用いて電極外れを検出するの
ではなく、通常の心電図波形を測定する回路を用いて、
ファームウエアで電極外れ検出を検出するので、パッケ
ージ上の電気部品の点数をかなり削減できる。
に、専用のハードウエアを用いて電極外れを検出するの
ではなく、通常の心電図波形を測定する回路を用いて、
ファームウエアで電極外れ検出を検出するので、パッケ
ージ上の電気部品の点数をかなり削減できる。
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１の差動アンプ部までの具体的構成を示す回
路図である。
路図である。
【図３】従来の技術を説明するための回路図である。
１ 被検者入力部 ２ ダイオードプルアップ部 ３ 差動アンプ部 ４ Ａ／Ｄ変換部 ５ ＣＰＵ部
Claims (4)
- 【請求項１】 生体からの生体信号のレベルをダイオー
ドへの逆バイアスでプルアップするダイオードプルアッ
プ部と、その出力を差動アンプで増幅する差動アンプ部
と、前記差動アンプ部の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変
換部と、前記Ａ／Ｄ変換部の出力を判定するＣＰＵ部と
を備えて、前記生体信号をファームウエアによりレベル
判定することを特徴とする電極外れ検出回路。 - 【請求項２】 前記ダイオードへ供給される生体信号の
内、ＬＦラインを基準として生体からの各入力ラインの
信号を、前記差動アンプ部で比較するように構成されて
いることを特徴とする請求項１に記載の電極外れ検出回
路。 - 【請求項３】 前記ＬＦラインのみをハードウエア的に
構成していることを特徴とする請求項２に記載の電極外
れ検出回路。 - 【請求項４】 生体保護用入力抵抗とサージ対策部品と
を有する被検者入力部と、逆バイアスされたダイオード
で前記被検者入力部をプルアップするダイオードプルア
ップ部と、差動アンプにより前記入力ラインを通過して
きた生体信号を増幅する差動アンプ部と、前記差動アン
プの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ
変換部の出力データをレベル判定するＣＰＵ部とから構
成されたことを特徴とする電極外れ検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8345005A JP2828246B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 電極外れ検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8345005A JP2828246B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 電極外れ検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10179531A true JPH10179531A (ja) | 1998-07-07 |
| JP2828246B2 JP2828246B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=18373644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8345005A Expired - Lifetime JP2828246B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 電極外れ検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2828246B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000197617A (ja) * | 1998-12-31 | 2000-07-18 | Samsung Electronics Co Ltd | 生体信号計測器のリ―ド脱落検出方法及び装置 |
| JP2001198097A (ja) * | 2000-01-24 | 2001-07-24 | Nippon Koden Corp | ２電極／３電極変換接続器 |
| JP2014137272A (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Denso Corp | 電圧監視装置 |
| WO2021103011A1 (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 一种检测电路、心电检测装置和可穿戴设备 |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP8345005A patent/JP2828246B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000197617A (ja) * | 1998-12-31 | 2000-07-18 | Samsung Electronics Co Ltd | 生体信号計測器のリ―ド脱落検出方法及び装置 |
| JP2001198097A (ja) * | 2000-01-24 | 2001-07-24 | Nippon Koden Corp | ２電極／３電極変換接続器 |
| JP2014137272A (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Denso Corp | 電圧監視装置 |
| US10139453B2 (en) | 2013-01-16 | 2018-11-27 | Denso Corporation | Battery voltage monitoring device using capacitor circuit and switch failure detection circuit |
| WO2021103011A1 (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 一种检测电路、心电检测装置和可穿戴设备 |
| US11304617B2 (en) | 2019-11-29 | 2022-04-19 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Detection circuit, ECG detection apparatus, and wearable device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2828246B2 (ja) | 1998-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5792063A (en) | Device for monitoring measurement electrodes, devised for picking up physiological measurement signals, and their leads | |
| US4173221A (en) | EKG cable monitoring system | |
| US4235242A (en) | Electronic circuit permitting simultaneous use of stimulating and monitoring equipment | |
| JP5238712B2 (ja) | Ｅｃｇ電極接触品質測定システム | |
| EP1795903B1 (en) | Apparatus for detecting the failure of a sensor | |
| US20120195078A1 (en) | Prevention of safety hazards due to leakage current | |
| US6646446B2 (en) | Method and apparatus for fault detection in a resistive bridge sensor | |
| IL196566A (en) | Detection of electric current leakage through optical switches | |
| CN101732044A (zh) | 一种桥型压力传感器检测电路、检测方法及监护仪 | |
| US4155352A (en) | Nystagmus processor for EEG machines | |
| JP2828246B2 (ja) | 電極外れ検出回路 | |
| US3871363A (en) | Pacer diagnostic instrument | |
| AU2011301761B2 (en) | A signal processing device for use in electroencephalography and a cable system incorporating the device | |
| US6118278A (en) | Short circuit detection in particular for a measuring bridge | |
| JPH10234689A (ja) | 生体情報記録装置及び生体情報記録装置のコンピュータプログラムを記録した媒体 | |
| JPH11332839A (ja) | 電極異常検出回路 | |
| US11944457B2 (en) | Sensing device and method for multiple remote sensors | |
| JPS6356118A (ja) | デジタル保護継電器の監視方法 | |
| JPH0313830Y2 (ja) | ||
| CN112568906B (zh) | 检测电路、可穿戴设备检测方法及可穿戴设备 | |
| JPS59108537A (ja) | 電子血圧計 | |
| JPH0349495B2 (ja) | ||
| CN116919413A (zh) | 心电监测电路及心电监测方法 | |
| RU2102004C1 (ru) | Устройство для съема, регистрации и анализа электрофизиологических сигналов и блок защиты от аварийных токов пациента | |
| JPH057554Y2 (ja) |