JPH11188015A - Biological signal measuring apparatus - Google Patents

Biological signal measuring apparatus

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JPH11188015A
JPH11188015A JP9367137A JP36713797A JPH11188015A JP H11188015 A JPH11188015 A JP H11188015A JP 9367137 A JP9367137 A JP 9367137A JP 36713797 A JP36713797 A JP 36713797A JP H11188015 A JPH11188015 A JP H11188015A
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JP
Japan
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signal
circuit
electrode
wireless
detection
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JP9367137A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriyoshi Matsuo
Naomi Sawada
典義 松尾
直見 沢田
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
スズキ株式会社
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio multi-channel biological signals measuring apparatus of judging radio interference easily and improve a measuring accuracy. SOLUTION: A radio electrode 121 has a detection electrode 201, 202 which inputs the bionic signal S1, a mixed amplification circuit 22 which mixes a standard signal C1 of the frequency that is not included in the frequency of a bionic signal S1 into the biological signal S1 to amplify as a detection signal D1, and a modulation transmission circuit 24 which modulates the detection signal D1 output from mixed amplification circuit 22 to a carrier FM1 in a different frequency to every radio electrode 121 and so on to transmit. A receiver 141 has a receiving modulation circuit 26 which receives the detection signal D1 transmitted from the radio electrode 121 and demodulates it and a filter circuit 28 which separates the detection signal D1 output from the receiving modulation circuit 26 into the bionic signal S1 and the standard signal C1.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば筋電位(E BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is, for example muscle potential (E
MG)、眼電位(EOG)、心電位(ECG)、脳波(EEG)等の生体信号を、無線によって計測する生体信号計測装置に関する。 MG), oculogram (EOG), cardiac potential (ECG), vital signs, such as electroencephalogram (EEG), relates to biological signal measuring device for measuring the radio. この生体信号計測装置は、医療分野に限らず、運動学を含む生理学や注意・覚醒等の心理学的な分野にも適用可能なものである。 The biological signal measuring device is not limited to the medical field, but also applicable to a psychological fields of physiology and attention-wake or the like including a kinematics.

【0002】 [0002]

【従来の技術】単一の生体信号を無線によって計測するための生体信号計測装置は、特開平2−283354号公報、特開昭63−49135号公報等に開示されている。 BACKGROUND ART biosignal measuring device for measuring by wirelessly single biological signals, JP-A 2-283354 and JP-disclosed in Japanese 63-49135 Patent Publication. この生体信号計測装置は、被験者に装着する電極に無線送信機能を付加することにより、被験者の行動を制限することなく、生体信号を計測できるようにしたものである。 The biological signal measuring apparatus, by adding a wireless transmission function to electrodes attached to the subject, without restricting the behavior of the subject is obtained by allowing measure biological signals. このような無線送信機能を有する電極を、以下「無線電極」という。 The electrode having such a wireless transmission function, hereinafter referred to as "wireless electrode".

【0003】単一ではなく複数の生体信号を同時に計測できる生体信号計測装置(以下「多チャンネルの生体信号計測装置」という。)は、現在のところ電極にリード線が付いた有線によるものだけであり、完全に無線化したものは知られていない。 [0003] the biological signal measuring apparatus capable of measuring simultaneously a plurality of biological signals, rather than a single (hereinafter referred to as "multichannel biosignal measuring device".) Is, in the presently electrode only by wired with lead wire Yes, it is not known completely what was the radio of. 多チャンネルの生体信号計測装置を従来技術によって完全に無線化したものとしては、複数の無線電極と、それぞれの無線電極に対応する複数の受信機とを備え、各無線電極ごとに搬送周波数を変えたものが考えられる。 The biological signal measuring apparatus for a multi-channel as being completely wirelessly by the prior art, changing the plurality of wireless electrodes, each of a plurality of receivers corresponding to the wireless electrode, the carrier frequency for each wireless electrode what it was can be considered.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような無線による多チャンネルの生体信号計測装置では、 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the biological signal measuring system of a multichannel by such radio,
次のような問題を生じる。 The following problems.

【0005】(1).無線電極では、被験者に負担をかけずに皮膚に装着可能とするために、内蔵する電池や回路をできるだけ小さくすることが要求される。 [0005] (1). In wireless electrode, in order to allow attachment to the skin without straining the subject, it is requested to minimize the battery and circuit incorporating. そのため、電池の容量は小さく、補償用回路も限られたものとなる。 Therefore, capacity of the battery is small, and that the compensation circuit also limited.
その結果、電源電圧の低下や周囲温度の変化によって、 The result, decrease in ambient temperature change in the supply voltage,
搬送周波数がずれることがある。 There is that the carrier frequency is shifted. この搬送周波数のずれは受信機での混信を招くので、得られた生体信号に大きなノイズが混入することになる。 Since the deviation of the carrier frequency leads to interference at the receiver, so that the large noise in the obtained biological signal is mixed. また、複数の無線電極は互いに異なる搬送周波数であることが前提であるが、 Although it is assumed that the plurality of wireless electrodes are different carrier frequencies from each other,
搬送周波数を誤って設定したために混信が生じることもあり得る。 It may also be interference occurs in order to set the wrong carrier frequency. しかし、これらの場合に混信しているか否かを判断することは、熟練者の勘などに頼るしかないので、極めて困難である。 However, to determine whether or not the interference in these cases, since there is only relying on such intuition of a skilled person, it is very difficult.

【0006】(2).生体信号は、数μV〜数十mV程度の微小な電圧値であるため、増幅して計測される。 [0006] (2). Biosignal are the small voltage value of about several μV~ several tens mV, it is measured by amplifying. そして、生体信号のデータは、増幅率に基づいて換算され、 Then, the data of the biological signal is converted based on the amplification factor,
増幅前の電圧値として取り扱われる。 It handled as a voltage value before amplification. しかし、増幅率は周囲温度や電源電圧の変動等により変化するため、換算後の生体信号の値には誤差が少なからず含まれることになる。 However, the amplification factor to change by fluctuations in ambient temperature and power supply voltage, so that the error contained no small the value of the biological signal after conversion.

【0007】 [0007]

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、第一に混信の判断を簡単にでき、第二に計測精度を向上できる、無線による多チャンネルの生体信号計測装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention can easily determine the interference to the first, it is possible to improve the measurement accuracy in the second is to provide a biological signal measurement system of a multichannel wireless.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る生体信号計測装置は、皮膚に装着されるとともに生体信号を無線で送信する複数の無線電極と、これらの無線電極のそれぞれに対応した複数の受信機とを備えたものである。 Biosignal measuring device according to the present invention, in order to solve the problems] includes a plurality of wireless electrodes that transmits a biological signal by radio while being attached to the skin, a plurality of the received corresponding to each of these wireless electrode it is obtained by a machine. 前記無線電極は、生体信号を入力する検出電極と、当該生体信号の周波数帯に含まれない周波数の基準信号を、前記検出電極から入力した生体信号に混合及び増幅して検出信号として出力する混合増幅回路と、この混合増幅回路から出力された検出信号を前記各無線電極ごとに異なる周波数の搬送波で変調して送信する変調送信回路とを備えている。 Mixing said wireless electrode, the detection electrode for inputting a biological signal, a reference signal of a frequency that is not included in the frequency band of the biosignal, and outputs as a detection signal by mixing and amplifying the biological signal input from the detecting electrode an amplifier circuit, and a modulation transmission circuit for transmitting a detection signal output from the mixing amplifier said modulated on a carrier of a different frequency for each wireless electrodes. 前記受信機は、前記無線電極から送信された検出信号を受信及び復調する受信復調回路と、この受信復調回路から出力された検出信号を前記生体信号と前記基準信号とに分離するフィルタ回路とを備えている。 The receiver includes a receiving demodulator for receiving and demodulating a detection signal transmitted from the wireless electrode, and a filter circuit for separating the detection signal output from the reception demodulation circuit and the reference signal and the biosignal It is provided.

【0009】そして、請求項1記載の生体信号計測装置は、前記基準信号の周波数を前記各無線電極ごとに異なるものとしている。 [0009] Then, the biological signal measuring device according to claim 1, it is assumed that different frequencies of the reference signal to each of said wireless electrode. 請求項2記載の生体信号計測装置は、前記基準信号を一定電圧としている。 Biosignal measuring device according to claim 2 is the reference signal and a constant voltage. 請求項1記載の生体信号計測装置によれば、基準信号の周波数が無線電極ごとに異なるので、フィルタ回路で分離された基準信号の周波数は特定の無線電極を示す。 According to the biological signal measuring device according to claim 1, since the frequency of the reference signal is different for each wireless electrode, the frequency of the separated reference signal by the filter circuit exhibits a particular wireless electrode. 請求項2記載の生体信号計測装置によれば、基準信号が一定電圧であるので、フィルタ回路で分離された基準信号と生体信号との電圧値の比は、増幅率の変動の影響を排除したものとなる。 According to the biological signal measuring apparatus according to claim 2, since the reference signal is constant voltage, the ratio of the voltage value of the separated reference signal and the biosignal in the filter circuit, to eliminate the influence of the variation in the amplification factor the things.

【0010】 [0010]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る生体信号計測装置の一実施形態を示すブロック図である。 Figure 1 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION is a block diagram illustrating one embodiment of a biological signal measuring apparatus according to the present invention. 図2は、 Figure 2,
図1の生体信号計測装置の使用例を示す説明図である。 Is an explanatory diagram showing an example of use of the biological signal measuring apparatus of FIG.
以下、これらの図面に基づき説明する。 Description will be provided hereinafter by referring to those drawings.

【0011】本実施形態の生体信号計測装置10は、筋電位を計測するものてあり、被験者Mの皮膚に装着されるとともに生体信号を無線で送信する四個の無線電極1 [0011] biosignal measuring device of the present embodiment 10, there Te intended to measure the myoelectric potential, four radio electrode that transmits a biological signal while being attached to the skin of the subject M in wireless 1
21〜124と、無線電極121〜124のそれぞれに対応した四個の受信機141〜144とを備えている。 And 21 to 124, and a four receivers 141-144 that correspond to each of the wireless electrode 121-124.
受信機141〜144の出力信号は、解析装置16に入力される。 The output signal of the receiver 141 through 144 are input to the analyzer 16. 解析装置16は、例えばコンピュータである。 Analyzer 16 is, for example, a computer.

【0012】無線電極121は、生体信号S1を入力する検出電極201,202と、生体信号S1の周波数帯に含まれない周波数の基準信号C1を生体信号S1に混合及び増幅して検出信号D1として出力する混合増幅回路22と、混合増幅回路22から出力された検出信号D [0012] Wireless electrode 121 includes a detection electrode 201 and 202 for inputting the biological signal S1, the reference signal C1 in the frequency that is not included in the frequency band of the biological signal S1 as a detection signal D1 by mixing and amplifying the biological signal S1 a mixing amplifier circuit 22 which outputs a detection signal D output from the mixing amplifier 22
1を無線電極121〜124ごとに異なる周波数の搬送波FM1で変調して送信する変調送信回路24とを備えている。 And a modulation transmission circuit 24 for transmitting modulated 1 with carrier FM1 frequencies different for each wireless electrodes 121-124. 受信機141は、無線電極121から送信された検出信号D1を受信及び復調する受信復調回路26 The receiver 141 includes a reception demodulation circuit 26 for receiving and demodulating a detection signal D1 transmitted from the wireless electrode 121
と、受信復調回路26から出力された検出信号D1を生体信号S1と基準信号C1とに分離するフィルタ回路2 When the filter circuit 2 for separating the detection signal D1 output from the reception demodulation circuit 26 in the biological signal S1 and the reference signal C1
8とを備えている。 And a 8.

【0013】基準信号C1は、無線電極121〜124 [0013] reference signal C1, the wireless electrode 121 to 124
ごとに異なる周波数であり、かつ一定電圧である。 A frequency different each time, and a constant voltage. 無線電極122〜124は、基準信号C2〜C4(図示せず)及び搬送波FM2〜FM4の周波数が異なる点を除き、無線電極121と同じ構成である。 Wireless electrode 122 to 124, the reference signal C2-C4 (not shown) and except for different frequencies of the carrier wave FM2~FM4, the same configuration as the wireless electrode 121. 受信機142〜 Receiver 142 to
144は、同調周波数が異なる点を除き、受信機141 144, except the tuning frequencies are different, the receiver 141
と同じ構成である。 The same configuration as that.

【0014】検出電極201,202は、指向性を考慮することなく筋電位を計測できるように、同心円状に配設されたものである。 [0014] Detection electrodes 201 and 202, so that it can measure the myoelectric potential without considering the directivity, in which is disposed concentrically. 混合増幅回路22は、基準信号C Mixing amplifier circuit 22, the reference signal C
1を発生する正弦波発振回路30と、基準信号C1を生体信号S1に混合及び増幅して検出信号D1として出力する増幅回路32とから構成されている。 1 a sine wave oscillating circuit 30 for generating is configured to reference signal C1 from the amplifying circuit 32 for outputting a detection signal D1 by mixing and amplifying the biological signal S1. 変調送信回路24及び受信復調回路26は、例えばFM変調用IC及びFM復調用ICからなる一般的なものである。 Modulation transmission circuit 24 and reception demodulation circuit 26 is, for example, a general one consisting of FM modulation IC and FM demodulation processing IC. フィルタ回路28は、検出信号D1から基準信号C1を分離するハイパスフィルタ281と、検出信号D1から生体信号S1を分離するローパスフィルタ282とから構成されている。 The filter circuit 28 includes a high-pass filter 281 for separating the reference signal C1 from the detection signal D1, and a low-pass filter 282 for the separation of biological signal S1 from the detection signal D1.

【0015】図3は、図1の生体信号計測装置における正弦波発振回路及び混合増幅回路の一例を示す回路図である。 [0015] Figure 3 is a circuit diagram showing an example of a sine wave oscillator and a mixing amplifier circuit in the biological signal measuring apparatus of FIG. 図4は、図3の混合増幅回路における増幅器を示す回路図である。 Figure 4 is a circuit diagram showing an amplifier in the mixing amplifier circuit of FIG. 図5は、図3における信号源から増幅器までの等価回路を示す回路図である。 Figure 5 is a circuit diagram showing an equivalent circuit from the signal source in FIG. 3 to the amplifier. 以下、これらの図面に基づき説明する。 Description will be provided hereinafter by referring to those drawings. ただし、図1と同一部分は同一符号を付すことにより重複説明を省略する。 However, Figure 1 and identical parts and repeated explanation is omitted giving the same reference numerals.

【0016】混合増幅回路32は、増幅器34及び補償器36によって構成されている。 The mixture amplifier circuit 32 is constituted by an amplifier 34 and compensator 36. 電源電圧Vccは、図示しない電池から供給され、ただ一つの直流定電圧となっている。 Power supply voltage Vcc is supplied from a battery (not shown), just has become one of the DC constant voltage. また、補償器36は、オペアンプ361及び抵抗器362〜365によって構成され、電源電圧Vccを分圧して基準電圧として増幅器34へ出力する。 Further, the compensator 36 is constituted by an operational amplifier 361 and resistors 362 to 365, and outputs to the amplifier 34 as the reference voltage a power supply voltage Vcc divide. なお、 It should be noted that,
図示しないが、電源電圧Vccは、増幅器34やオペアンプ361にも供給されている。 Although not shown, the power supply voltage Vcc is also supplied to the amplifier 34 and the operational amplifier 361.

【0017】増幅器34には、バーブラウン社製「IN [0017] The amplifier 34, Burr-Brown Corp. "IN
A118」という名称のICを用いている。 We are using the IC named A118 ". このICには、抵抗器341とコンデンサ342との直列回路が接続されている。 The IC, a series circuit of a resistor 341 and a capacitor 342 are connected. この直列回路により、検出電極201, This series circuit, the detection electrodes 201,
202から入力された筋電位を増幅する際の利得を設定する機能と、検出電極201,202から入力された筋電位に含まれるノイズを増幅前に除去する高域通過フィルタとしての機能とが実現されている。 A function of setting the gain of amplifying the myoelectric potential input from 202, function and is implemented as a high-pass filter for eliminating before amplifying the noise contained in the myoelectric potential input from the detection electrodes 201 and 202 It is.

【0018】増幅器34は、非反転増幅器352及び差動増幅器353によって構成されている。 The amplifier 34 is constituted by a non-inverting amplifier 352 and a differential amplifier 353. 非反転増幅器352は、外付けの抵抗器341及びコンデンサ34 The non-inverting amplifier 352, external resistors 341 and capacitor 34
2、オペアンプ343,344、抵抗器345,346 2, the operational amplifier 343 and 344, resistors 345, 346
等によって構成されている。 And it is configured by, for example. 差動増幅器353は、抵抗器347〜350及びオペアンプ351によって構成されている。 Differential amplifier 353 is constituted by resistors 347 to 350 and the operational amplifier 351. ここで、抵抗器341の抵抗値をR G 、コンデンサ342の容量値をC、抵抗器345,346の抵抗値をR 1 、抵抗器347,348の抵抗値をR 2 、抵抗器349,350の抵抗値をR 3とする。 Here, the resistance value of the resistor 341 R G, C the capacitance of the capacitor 342, a resistor the resistance value R 1 of 345 and 346, the resistance value of the resistor 347, 348 R 2, resistors 349, 350 the resistance value is R 3. 抵抗器34 Resistor 34
1は利得設定用であり、コンデンサ342が無ければすなわち短絡していれば、利得Gは、G=1+50[kΩ] 1 is a gain-setting, if the Invite i.e. short Without capacitor 342, the gain G is, G = 1 + 50 [kΩ]
/R Gで与えられる。 / Is given by R G.

【0019】本実施形態では、抵抗器341にコンデンサ342が直列に接続されているので、利得Gは次式で与えられる。 [0019] In this embodiment, the capacitor 342 to the resistor 341 are connected in series, the gain G is given by the following equation. G={(R G +2R 1 )jωC+1}/(jωCR G +1)・(R 3 /R 2 ) ・・・ ここで、R 3 =R 2 、R G <<R 1 、ωCR>>1とすると、式は次式で与えられる。 G = {(R G + 2R 1) jωC + 1} / (jωCR G +1) · (R 3 / R 2) ··· where, R 3 = R 2, R G << R 1, When? Cr >> 1 , the formula is given by the following equation. |G|=1+2R 1 /R G (ω→∞) ・・・ このとき、遮断周波数f Cは次式で与えられる。 | G | = 1 + 2R 1 / R G (ω → ∞) ··· this time, the cutoff frequency f C is given by the following equation. C =1/2πCR G・・・ f C = 1 / 2πCR G ···

【0020】補償器36は、電源電圧Vcc(例えば3 The compensator 36, the power supply voltage Vcc (for example, 3
V)を分圧する抵抗器362,363と、抵抗器36 A resistor 362 and 363 for dividing the V), resistor 36
2,363で得られる基準電圧Vcc/2(例えば1.5 Resulting in 2,363 reference voltage Vcc / 2 (e.g., 1.5
V)を増幅器34へ出力するボルテージフォロワとしてのオペアンプ361と、オペアンプ361の出力端子と増幅器34の±入力端子との間にそれぞれ接続された抵抗器364,365とを備えている。 An operational amplifier 361 as a voltage follower for outputting V) to the amplifier 34, and a resistor 364, 365 which are connected between the ± input terminal of the output terminals and the amplifier 34 of the operational amplifier 361. オペアンプ361 Operational amplifier 361
の出力端子と増幅器34の±入力端子との間にそれぞれ抵抗器364,365を接続したことにより、検出電極201,202から増幅器34の±入力端子までの電圧が抵抗器364,365を介してオペアンプ361に負帰還するので、検出電極201,202から入力された筋電位のノイズが除去される。 By connecting the respective resistors 364, 365 between the ± input terminal of the output terminals and the amplifier 34, the voltage from the detection electrodes 201 and 202 to ± input terminal of the amplifier 34 via a resistor 364 and 365 since negative feedback to the operational amplifier 361, the noise of the input from the detection electrodes 201 and 202 myoelectric potential is removed. 除去されるノイズには、 The noise to be removed,
直流成分やコモンモードノイズが含まれる。 DC component and common mode noise are included.

【0021】正弦波発振回路30は、基準信号C1の元となる正弦波を発生する信号源301と、信号源301 The sine-wave oscillator circuit 30 includes a signal source 301 that generates the underlying sine wave reference signal C1, signal source 301
で発生した正弦波を所定の振幅に減衰する振幅減衰回路302とから構成されている。 And it is configured to in a sine wave generated from the amplitude attenuation circuit 302. which attenuates the predetermined amplitude. 信号源301は、例えばウィーンブリッジ回路、クォドラチェア回路、水晶発振回路等の一般的なものである。 Signal source 301 is, for example Wien bridge circuit, Kuodorachea circuit is general such as a crystal oscillator circuit. 振幅減衰回路302は、 Amplitude attenuation circuit 302,
コンデンサ311及び抵抗器312〜314によって構成されている。 It is constituted by the capacitor 311 and resistor 312 to 314.

【0022】増幅器34の±入力端子の入力インピーダンスは、CMRR(同相信号除去比)の低下によるノイズの混入を避けるために、どちらも等しくする必要がある。 The input impedance of ± input terminal of the amplifier 34, in order to avoid mixing of noise due to a decrease in CMRR (common-mode rejection ratio), which also needs to be equal. したがって、抵抗器364,365,312,31 Therefore, the resistor 364,365,312,31
3,314の抵抗値をそれぞれr1,r2,r3,r r1 resistance of 3,314, respectively, r2, r3, r
4,r5(ただし、r5>>r4)とすると、各抵抗値は次の関係を満たすように選定されている。 4, r5 (although, r5 >> r4) When, the resistance values ​​are selected so as to satisfy the following relation. r1={r2×(r3+r4)}/{r2+(r3+r4)} ・・・ r1 = {r2 × (r3 + r4)} / {r2 + (r3 + r4)} ···

【0023】また、信号源301の出力電圧値をE 1とすると、増幅器34の−入力端子の入力電圧値E 2は、 Further, when the output voltage value of the signal source 301 and E 1, the amplifier 34 - the input voltage E 2 of the input terminal,
次式で与えられる。 It is given by the following equation. 2 =[r2/{(r4//r5+r3)+r2}]×{r4+(r4+r5) }×E 1・・・ E 2 = [r2 / {( r4 // r5 + r3) + r2}] × {r4 + (r4 + r5)} × E 1 ···

【0024】次に、図1及び図2に基づき生体信号計測装置10の動作を説明する。 Next, the operation of the biological signal measuring device 10 on the basis of FIGS.

【0025】まず、無線電極121について説明する。 Firstly, a description will be given wireless electrode 121.
無線電極121を皮膚に密着させると、筋肉活動によって生じる筋電位からなる生体信号S1が検出電極20 When the wireless electrode 121 is brought into close contact with the skin, the biological signal S1 detection electrode 20 made of myoelectric potential generated by muscle activity
1,202から入力される。 Is input from 1,202. 入力された生体信号S1 Input biometric signals S1
は、混合増幅回路22で基準信号C1と混合及び増幅されて検出信号D1となる。 It is mixed and amplified with a reference signal C1 in the mixing amplifier 22 as a detection signal D1. 検出信号D1は、変調送信回路24から搬送波FM1によって受信機141へ送信され、受信変調回路26で元に戻される。 Detection signal D1 is transmitted from the modulation transmission circuit 24 to the receiver 141 by carriers FM1, it is undone by the received modulation circuit 26.

【0026】ここで、生体信号S1の電圧及び周波数をそれぞれVs 1 ,Fs 1 、基準信号C1の電圧及び周波数をそれぞれVc 1 ,Fc 1 、増幅率をαとすると、検出信号D1は、電圧がα(Vs 1 +Vc 1 )、周波数成分が(Fs 1 ,Fc 1 )となる。 [0026] Here, Vs 1 the voltage and frequency of biological signals S1, respectively, Fs 1, respectively Vc 1, Fc 1 voltage and the frequency of the reference signal C1, the amplification factor and alpha, the detection signal D1, the voltage α (Vs 1 + Vc 1) , the frequency component is (Fs 1, Fc 1). 無線電極122〜12 Wireless electrode 122-12
4についても同様に、生体信号S2〜S4の電圧及び周波数をそれぞれVs 2 〜 Vs 4 ,Fs 2 〜 Fs 4 Similarly, the 4, the voltage and frequency of the biosignal S2~S4 respectively Vs 2 ~ Vs 4, Fs 2 ~ Fs 4,
基準信号C2〜C4の電圧及び周波数をそれぞれVc 2 The voltage and frequency of the reference signal C2~C4 respectively Vc 2
〜 Vc 4 ,Fc 2 〜 Fc 4とすると、検出信号D2 When ~ Vc 4, Fc 2 ~ Fc 4, the detection signal D2
〜D4は、それぞれ電圧がα(Vs 2 +Vc 2 )〜α ~D4, each voltage α (Vs 2 + Vc 2)
(Vs 4 +Vc 4 )、周波数成分が(Fs 2 ,Fc 2 (Vs 4 + Vc 4), the frequency component (Fs 2, Fc 2)
〜(Fs 4 ,Fc 4 )となる。 - the (Fs 4, Fc 4). 生体信号S1〜S4は、 Biological signal S1~S4 is,
筋電位であるので、電圧がmVオーダ、周波数が5Hz Since muscle potentials, voltage mV order, frequency 5Hz
〜1kHzである。 It is ~1kHz. 例えば、基準信号C1〜C4の電圧はVc 1 〜Vc 4 =10mVであり、基準信号C1〜C For example, the voltage of the reference signal C1~C4 is Vc 1 ~Vc 4 = 10mV, a reference signal C1~C
4の周波数は、Fc 1 =2.0kHz、Fc 2 =2.5 4 frequencies, Fc 1 = 2.0kHz, Fc 2 = 2.5
kHz、Fc 3 =3.0kHz、Fc 4 =3.5kHz kHz, Fc 3 = 3.0kHz, Fc 4 = 3.5kHz
である。 It is.

【0027】受信機141のフィルタ回路28において、ハイパスフィルタ281及びローパスフィルタ28 [0027] In the filter circuit 28 of the receiver 141, high pass filter 281 and low pass filter 28
2のカットオフ周波数cfは、基準信号C1〜C4のうちの最小周波数をFcmin 、生体信号S1〜S4のうちの最大周波数をFsmax とすると、Fsmax <cf<F 2 cutoff frequency cf is the minimum frequency of the reference signal C1 -C4 fcmin, when the maximum frequency of the biosignal S1~S4 and Fsmax, Fsmax <cf <F
cmin の関係を満たすように選定されている。 They are selected to satisfy the relation cmin. したがって、ハイパスフィルタ281からは電圧αVc 1及び周波数Fc 1が得られ、ローパスフィルタ282からは電圧αVs 1及び周波数Fs 1が得られる。 Therefore, the voltage ArufaVc 1 and frequency Fc 1 obtained from the high-pass filter 281, a voltage ArufaVs 1 and frequency Fs 1 is obtained from the low pass filter 282. なお、カットオフ周波数cfは、受信機142〜144についても同じ値である。 Incidentally, the cutoff frequency cf is the same value for the receiver 142 to 144.

【0028】ここで、ハイパスフィルタ281で得られる周波数Fc 1は無線電極121を示すので、無線電極121から飛来した生体信号S1を受信していることが簡単に確認できる。 [0028] Here, the frequency Fc 1 obtained by the high-pass filter 281 exhibits a wireless electrode 121, can easily see that it is receiving a bio signal S1 flying from the wireless electrode 121. また、無線電極121の搬送波FM Further, the carrier wave of the wireless electrode 121 FM
1に他の無線電極122,…の搬送波FM2,…が混信していれば、周波数Fc 1に他の周波数Fc 2 ,…が混じったビート波となるので、混信が簡単に判断できる。 Other wireless electrode 122 to 1, ... carrier FM2, ... As long as the interference, other frequency Fc 2 to the frequency Fc 1, since ... becomes the intermingled beat wave, interference can be easily determined.
また、無線電極121,…の搬送周波数を誤って設定したことにより混信が生じた場合も、同様にして簡単に判断できる。 Further, the wireless electrode 121, even if the interference by set incorrectly ... carrier frequency occurs can be easily determined in the same manner.

【0029】また、ローパスフィルタ282で得られる電圧αVs 1と、ハイパスフィルタ281で得られる電圧αVc 1と、既知の基準信号C1の電圧Vc 1とから、生体信号S1の電圧Vs 1は、次式によって算出される。 Further, the voltage ArufaVs 1 obtained by the low-pass filter 282, a voltage ArufaVc 1 obtained by the high-pass filter 281, a voltage Vc 1 Tokyo known reference signal C1, the voltage Vs 1 of the bio-signal S1, the following equation It is calculated by. Vs 1 =Vc 1 ×(αVs 1 )/(αVc 1 ) ・・・ 式から明らかなように、電圧Vs 1は、増幅率αの変動の影響が排除された値となる。 Vs 1 = Vc 1 × (αVs 1) / (αVc 1) As is clear from Equation, voltage Vs 1 is a effect of variation in the amplification factor α is eliminated values.

【0030】 [0030]

【発明の効果】請求項1記載の生体信号計測装置によれば、基準信号の周波数が無線電極ごとに異なるので、受信機のフィルタ回路で分離された基準信号の周波数によって、どの無線電極から飛来した生体信号を受信しているかを簡単に確認でき、また、他の無線電極との混信も基準信号の周波数が異常となるので簡単に判断できる。 Effects of the Invention] According to the biological signal measuring device according to claim 1, since the frequency of the reference signal is different for each wireless electrodes, the frequency of the separated reference signal by the filter circuit of the receiver, coming from any wireless electrode and receiving the bio-signal is either easy to see and, also, can easily determine the frequency of the interference also reference signals with another wireless electrode becomes abnormal.

【0031】請求項2記載の生体信号計測装置によれば、基準信号が一定電圧であるので、フィルタ回路で分離された基準信号と生体信号との電圧値の比を求めることにより、増幅率の変動の影響を排除した高精度の生体信号を得ることができる。 [0031] According to the biological signal measuring apparatus according to claim 2, since the reference signal is constant voltage, by determining the ratio of the voltage value of the reference signal and the bio-signal separated by the filter circuit, the amplification factor it is possible to obtain a high accuracy of the biological signal in which the influence of variations.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明に係る生体信号計測装置の一実施形態を示すブロック図である。 It is a block diagram illustrating one embodiment of a biological signal measuring apparatus according to the present invention; FIG.

【図2】図1の生体信号計測装置の使用例を示す説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing a use example of a biological signal measuring apparatus of FIG.

【図3】図1の生体信号計測装置における正弦波発振回路及び混合増幅回路の一例を示す回路図である。 Is a circuit diagram showing an example of a sine wave oscillator and a mixing amplifier circuit in the biological signal measuring apparatus of FIG. 3 FIG.

【図4】図3の混合増幅回路における増幅器を示す回路図である。 Is a circuit diagram showing an amplifier in the mixing amplifier circuit of FIG. 3. FIG.

【図5】図3における信号源から増幅器までの等価回路を示す回路図である。 5 is a circuit diagram showing an equivalent circuit from the signal source to the amplifier in FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 生体信号計測装置 22 混合増幅回路 24 変調送信回路 26 受信復調回路 28 フィルタ回路 121〜124 無線電極 141〜144 受信機 201,202 検出電極 C1 基準信号 D1 検出信号 S1 生体信号 FM1〜FM4 搬送波 10 biological signal measuring device 22 mixing amplifier circuit 24 modulates the transmitting circuit 26 receiving the demodulation circuit 28 the filter circuit 121 to 124 radio electrode 141 to 144 receivers 201 and 202 detect electrodes C1 reference signal D1 detection signal S1 biosignal FM1~FM4 carrier

Claims (2)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 皮膚に装着されるとともに生体信号を無線で送信する複数の無線電極と、これらの無線電極のそれぞれに対応した複数の受信機とを備え、 前記無線電極は、 生体信号を入力する検出電極と、 当該生体信号の周波数帯に含まれない前記各無線電極ごとに異なる周波数の基準信号を、前記検出電極から入力した生体信号に混合及び増幅して検出信号として出力する混合増幅回路と、 この混合増幅回路から出力された検出信号を前記各無線電極ごとに異なる周波数の搬送波で変調して送信する変調送信回路とを備え、 前記受信機は、 前記無線電極から送信された検出信号を受信及び復調する受信復調回路と、 この受信復調回路から出力された検出信号を前記生体信号と前記基準信号とに分離するフィルタ回路とを備えた、 生体信 Comprising a plurality of wireless electrodes 1. A while being mounted on the skin to transmit the biological signal by radio, and a plurality of receivers corresponding to each of these wireless electrodes, the wireless electrode, the input biosignals detection electrode and the mixing amplifier circuit a reference signal having a frequency different said not included in the frequency band of the biosignal each wireless electrode, and outputs a detection signal by mixing and amplifying the biological signal input from the detecting electrode to When, and a modulation transmission circuit for transmitting and modulating the detected signal output from the mixing amplifier circuit and the carrier wave of a different frequency for each wireless electrodes, the receiver detects the signal transmitted from the wireless electrode a receiving demodulator for receiving and demodulating, and a filter circuit for separating the detection signal output from the reception demodulation circuit and the reference signal and the bio-signal, a biological signal 計測装置。 Measuring device.
  2. 【請求項2】 皮膚に装着されるとともに生体信号を無線で送信する複数の無線電極と、これらの無線電極のそれぞれに対応した複数の受信機とを備え、 前記無線電極は、 生体信号を入力する検出電極と、 当該生体信号の周波数帯に含まれない周波数かつ一定電圧の基準信号を、前記検出電極から入力した生体信号に混合及び増幅して検出信号として出力する混合増幅回路と、 この混合増幅回路から出力された検出信号を前記各無線電極ごとに異なる周波数の搬送波で変調して送信する変調送信回路とを備え、 前記受信機は、 前記無線電極から送信された検出信号を受信及び復調する受信復調回路と、 この受信復調回路から出力された検出信号を前記生体信号と前記基準信号とに分離するフィルタ回路とを備えた、 生体信号計測装置。 Comprising a plurality of wireless electrodes wherein while being attached to the skin to transmit the biological signal by radio, and a plurality of receivers corresponding to each of these wireless electrodes, the wireless electrode, the input biosignals a detection electrode for a mixing amplifier circuit for outputting a reference signal of a frequency and a constant voltage is not included in the frequency band of the biosignal, the detection signal by mixing and amplifying the biological signal input from the detecting electrode, the mixture the detection signal outputted from the amplifier circuit and a modulation transmission circuit for transmitting said modulated carrier wave of a different frequency for each wireless electrodes, wherein the receiver receives and demodulates the detection signal transmitted from the wireless electrode and receiving and demodulating circuit, and a filter circuit for separating the detection signal output from the reception demodulation circuit and the reference signal and the bio-signal, the biological signal measuring device.
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