JPS5858028A - 生体から検出する筋電信号中の周期性雑音の除去装置 - Google Patents

生体から検出する筋電信号中の周期性雑音の除去装置

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JPS5858028A
JPS5858028A JP56157813A JP15781381A JPS5858028A JP S5858028 A JPS5858028 A JP S5858028A JP 56157813 A JP56157813 A JP 56157813A JP 15781381 A JP15781381 A JP 15781381A JP S5858028 A JPS5858028 A JP S5858028A
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健 中川
奥田 巌
晃 竹本
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は脳波、筋電位等の生体信号を検出、増巾する場
合に生体信号中に含まれる周期性雑音いム雑音等)を除
去することを目的とする生体信号中の周期性雑音の除去
装置に関するものである。
生体信号を検出、増巾する装置においては各種雑音を除
去し生体信号のみを検出、増巾することが望まれている
が、生体信号は人体表面から得ることが一般的で、この
生体信号は微弱でありまた被検者は雑音の誘導されやす
い環境下に置かれる事が多いので、生体信号が雑音等に
乱されて忠実かつ正確な計測を行なうことが非常に困難
であった。 生体信号に含まれる雑音の中で特に大きな
ものは商用電力線からのハム雑音(50,aiz)の誘
導である。従来これを除去する方法としてはRCによる
受動あるいは能動フィルターによるものであった。しか
し、この方法では生体信号の周波数スペクトラムにはハ
ム雑音近辺に及ぶものが多く生体信号中に包含している
ハム雑音を除去するだけではなく、ハム雑音近辺の周波
数成分をもつ生体信号をも除去する欠点があった。
また、人体表面から得られる生体信号の周波数スペクト
ラムにはハム雑音近辺に及ぶものが多く、従来のフィル
ターによれば主成分が除去されてしまい、忠実かつ正確
な計測を行なうことが困難であった。
本発明は上述の欠点を一掃し、生体信号中に含まれる周
期性雑音のみをディジタル信号処理によってリアルタイ
ム(実時間処理)で除去することにより生体信号のみを
忠実かつ正確に計測する生体信号中の周期性雑音の除去
装置を提供することを目的としている。
即ち本発明は、生体信号検出装置において、生体信号1
1に含まれる周期性雑音のN倍の周波数にロックする同
期発振器10と、該同期発揚器10の発振周波数をサン
プルレートとして標本化するサンプラー12と、該サン
プラー12によって標本化されるアナログ生体信号をデ
ジタル交換するA−D変換器1と、該A−D変換器1に
よってディジタル化された西ジタル生体信号を順次取出
す分割器6と、該分割器6によって順次取出される乞ジ
タル生体信号を順次蓄積記憶するN個のメモリ8と、該
メモリ8に蓄積記憶したディジタル生体信号を周期性雑
音のサイクル遅れで順次取出す選択器5と、該選択器5
によって取出されるサイクル遅れディジタル生体信号を
1/Kに減少させる係数器3と、該係数器3によって1
7 Kに減少されたサイクル遅れディジタル生体信号を
前記ディジタル生体信号にフィードバックすべく加算す
る加算器2と、該加算器2によって生体信号に含まれる
周期性雑音の打ち消されたディジタル生体信号をアナロ
グ変換するD−A変換器7とを有する生体信号中の周期
性雑音の除去装置である。
以下本発明の一実施例を第1図〜第5図の図面に従って
説明する。
周期性雑音の除去装置の信号処理原理を示すブロック図
である第1図に於て生体信号をアナログ信号として導出
する電極13は該アナログ信号を標本化するサンプラー
12の入力端に接続され、該サンプラー12は前記生体
信号に含まれる周期性雑音の雑音源である周期性雑源9
の雑音周波数のN倍にロックされて発振し前記サンプラ
ー12のサンプルレートを制御する同期発振器10の出
力端とも接続されている。前記サンプラー12の出力端
は標本化されたアナログ信号を量子化するA−D変換器
1の入力端に接続され、さらに該A−D変換器1は前記
同期発振器10の出力端とも接続されている。該A−D
変換器1の出力端は加算器2の入力端に接続されている
また同期発振器10の出力で連動して回転する接点数N
の分割器6と選択器5は分割器6かに番目に接している
時、選択器5はに+1番目に接するよう構成する。更に
該分割器6は接点6D00から6001・・・・・・・
・・6126.6127と切換わり60oOに戻るよう
サイクリックに繰返し切換わるようになしている。同様
に選択器5もサイクリックに構成する。
前記分割器乙の共通片6aは加算器2の出方に接続され
ており、該分割器乙の接点6ooo 、 6001 、
6002゜−−−・−612e 、 6127は128
個のメモリ8ooo 、 8oo1 *8oo2.−=
 8126 、8127の入力端に夫々接続されている
。 またメモリ8ooo 、 8oo1 、8oo2−
−−−8126.8127の夫々の出力端は選択器5の
128個の接点5ooo 。
5oo1.5oo2−・−5126、5127に夫々接
続されており選択器5の共通片5aは符号反転器4に接
続されている。該符合反転器4の出力端は係数器6に接
続され、係数器3の出力端が加算器2に接続されること
によってフィードバックループを形成する。
更に前記加算器2の出力端は前述の分割器乙の共通片6
&と共に同期発振器10の出力レートに合せて作動する
D−A変換器7に接続されて居り、D−A変換器7の出
力端は増巾器1表示器または計器等に接続される。
このような構成において、生体から電極13によって導
出された生体信号11は第4図に表わされるごとく周期
性雑音Eにより変調されたCの波形で得られる。周期性
雑音源9からの周期性雑音Eの周波数のN(本実施例で
はN=128)倍にロックした同期発振器10の出力が
、サンプラー16のサンプルレートを制御し生体信号が
標本化される。
標本化されたアナログ信号はA−D変換器1によってデ
ィジタル生体信号Bo、 Bl 、 B2・・・・−B
126. B12?に量子化される。また同期発振器1
0の出力で連動して回転する接点数Nの分割器6と選択
器5は、分割器6かに番目に接している時選択器5はに
+1番目に接するようなされているため、分割器乙の共
通片6aが接点6000に接するときは選択器5の共通
片5aは、5001に接している。同様に分割器乙の接
点6oo1 、6oo2−=−OJ26.6127と順
次共通片6&が接するとき選択器5の接点は5oo2 
、5oo3・・・・・・5127 。
5oooに共通片5aが接する。即ち量子化されたディ
ジタル生体信号BOが分ill器6の共通片6a接点6
000を経てメモ’) 8oooに入力され蓄積記憶す
る時点で選択器5の共通片5aはメモリ8001に1サ
イクル前に記憶されていたit量子化れたサイクル遅れ
ディジータル生体信号A1−e接点5oo1を経て取出
し符号反転器4に入力する。同様にディジタル生体信号
Bl、 B2・・・−B126 、 B127がメモリ
8oo1.8002・−8126,8127に記憶され
る時点で符号反転器4には、サイクル遅れにジタル生体
信号A2. A3・・・・・・A127. Aoが順次
1サイクル遅れで入力されるのである。該サイクル遅れ
乃ジタル生体信号Ao、 AI、 A2・・・・・・A
126. A127は符号反転器4により符号反転され
係数器乙に入力する。該係数器3によりサイクル遅れ乃
ジタル生体信号Ao、 Al、 A2. ・−・・・A
lgcs 、 Al27を1/K(本実施例ではに=2
048)に減少させた後、加算器2によりにジタル生体
信号E127. Bo、 Bl、 B2. B31−−
−−−−El、26 、に加算し、フィードバックルー
プによりリアルタイムにて周期性雑音を1 / Kだけ
減少させる。このサイクルを繰返してゆけばメモリF3
ooo 。
8oo1.13oo2−・・・−8126,8127に
は前記係数器3の減少係数1 / Kが周期性雑音の大
きさに相当するだけのディジタル生体信号が除々に蓄積
、記憶され、従って加算器2の出力中の周期性雑音成分
は徐々に減少し、第2図Fに示す如くディジタル信号中
に含まれる周期性雑音は徐々に減少し、最終的には全て
除去することが可能である。
加算器2の出力であるディジタル生体信号は同期発振器
10の出力レートに合せて作動するD−A変換器7によ
り第6図りに示すように周期性雑音を全て除去したアナ
ログ生体信号に変換されるのである。
また同期発振器10の発振定数であるNを本実施例では
128としたがこの標本化のサンプルレートは128に
拘わるものではない。同時に係数器乙の減少係数1 /
 KのKを本実施例では2048としたが、第5図にも
示す通りKは大きい程周期性雑音のみを選択的に除去す
る効果が高くなるのであり、この定数には生体信号の種
類に応じて適宜選択することにより生体信号に合せた処
理が可能である。
第5図はKの値と振巾応答の対応を示しており、縦軸G
は周期性雑音の振巾応答の減衰量に対応し横軸Hは周期
性雑音の基本周波数に対する偏差に対応している。工は
に:1.Jはに=1000のグラフである。
以上のように本発明による生体信号中の周期性雑音の除
去装置は、従来のRO等からなるフィルターによる周期
性雑音()1ム雑音等)の近辺の周波数成分をもつ生体
信号が除去されるという問題を解消し、生体信号に含ま
れる周期性雑音(/Xム雑音等)や生体信号中に混在す
る周期的な固有の生体信号雑音のみを除去することを可
能にし、さらに周期性雑音の基本波ばかりでなく高周波
も同時に除去でき、他の信号周波数成分には全く影響を
与えないのである。また経年変化や温度変化による周波
数特性の劣化が全くない生体信号中の周期性雑音の除去
装置である。
従って生体信号の検出、増巾を行う場合その生体信号中
に含まれる周期性雑音のみを除去することができるので
、忠実かつ正確に生体信号を検出。
測定することが可能となり、生体現象の計測に大なる効
果を有するのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のプロ1.り図であり、第2図は周期性
雑音の除去の過渡期を示し、第3図は周期性雑音を除去
した生体信号を示し、第4図は周期性雑音を含む生体信
号を示し、第5図は振巾応答の特性を示す。 1・・・・・・A−D変換器 2・・・・・・加算器 
3・・・・・・係数器4・・・・・・符号反転器 5・
・・・・・選択器 6・・・・・・分i!lIJ器7・
・・・・・ D−A変換器 8・・・・・・メモリ 9
・・・・・・周期性雑音源 10・・・・・・同期発振
器 12・・・・・・サンプラー特許出願人 オージー
技研株式会社 11   1 2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 生体信号検出装置において、生体信号11に含まれる周
    期性雑音のN倍の周波数にロックする同期発振器10と
    、該同期発振器10の発振周波数をサンプルレートとし
    て標本化するサンプラー12と、該サンプラー12によ
    って標本化されるアナログ生体信号をデジタル変換する
    A−D変換器1と、該A−D変換器1によってガジタル
    化されたディジタル生体信号を順次取出す分割器6と、
    該分割器乙によって順次取出されるカシタル生体信号を
    順次蓄積記憶するN個のメモリ8と、該メモリ8に蓄積
    記憶したディジタル生体信号を周期性雑音のサイクル遅
    れで順次取出す選択器5と、該選択器5によって取出さ
    れるサイクル遅れカシタル生体信号をl / Kに減少
    させる係数器3と、該係数器6によってl / xに減
    少されたサイクル遅れディジタル生体信号を前記カシタ
    ル生体信号にフィードバックすべく加算する加算器2と
    、該加算器2によって生体信号に含まれる周期性雑音の
    打ち消されたにジタル生体信号をアナログ変換するD 
    −A変換器7とを有する生体信号中の周期性雑音の除去
    装置。
JP56157813A 1981-10-01 1981-10-01 生体から検出する筋電信号中の周期性雑音の除去装置 Granted JPS5858028A (ja)

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JPS5858028A true JPS5858028A (ja) 1983-04-06
JPH0161056B2 JPH0161056B2 (ja) 1989-12-27

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ID=15657848

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6160908U (ja) * 1984-09-26 1986-04-24
JPH02255125A (ja) * 1989-03-30 1990-10-15 Toyo Medical Kk フリッカergにおける波形処理方法及び装置

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JPS5749432A (en) * 1980-07-02 1982-03-23 Hewlett Packard Yokogawa Moise removing circuit

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JPH0161056B2 (ja) 1989-12-27

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