KR20150057388A - Method and device to measure bio-signal with reduced common mode noise - Google Patents
Method and device to measure bio-signal with reduced common mode noise Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150057388A KR20150057388A KR1020130140714A KR20130140714A KR20150057388A KR 20150057388 A KR20150057388 A KR 20150057388A KR 1020130140714 A KR1020130140714 A KR 1020130140714A KR 20130140714 A KR20130140714 A KR 20130140714A KR 20150057388 A KR20150057388 A KR 20150057388A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- signal line
- common mode
- bio
- line
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7225—Details of analog processing, e.g. isolation amplifier, gain or sensitivity adjustment, filtering, baseline or drift compensation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
- A61B2562/0214—Capacitive electrodes
Abstract
Description
생체 신호를 측정하는 기술이 제공된다.A technique for measuring a living body signal is provided.
신체는 일종의 도체로서, 신체 내에는 많은 미량의 전류가 발생한다. 신체에 부착된 전극을 이용하여 미량의 전류를 감지하거나, 또는 외부 자극에 대한 전류의 변화량을 감지하여, 신체 내부의 특성을 나타내는 생체신호를 측정할 수 있다.The body is a kind of conductor, and a very small amount of current is generated in the body. A biomedical signal indicative of the characteristics of the inside of the body can be measured by sensing a minute amount of current using an electrode attached to the body or detecting a change amount of current with respect to an external stimulus.
일반적으로 이러한 원리를 이용하여 심전도(ECG, electrocardiogram), 근전도(EMG, electromyogram), 뇌전도(EEG, electroencephalogram), 피부저항(GSR, Galvanic Skin Resistance), 안구운동(EOG, Electrooculography), 신체온도, 맥박, 혈압 및 신체 움직임 등을 측정할 수 있으며, 이러한 생체신호의 변화를 감지하기 위해 생체용 전극이 사용된다.Generally, these principles can be used to determine the effects of ECG, electrocardiogram, electromyogram, EEG, Galvanic Skin Resistance, EOG, , Blood pressure and body motion, etc., and a bioelectrode is used to detect the change of the bio-signal.
생체용 전극은 사용자의 피부에 부착되며 동시에 측정시스템과 연결시키는 매개체로 측정되는 생체신호의 품질과 사용자 편의성에 영향을 준다. 일상 생활에서 사용자의 몸에 항상 붙어 있으면서 생체신호를 측정하기 위해서는 측정정확도, 통신, 전력 등의 기술적 문제 해결이 필요함과 동시에 사용 편의성이 요구된다.The bioelectrode affects the quality and user-friendliness of the bio-signal measured by the medium that is attached to the user's skin and connects to the measurement system at the same time. In everyday life, in order to measure a living body signal while being always attached to a user's body, it is necessary to solve technical problems such as measurement accuracy, communication, power, etc., and at the same time, ease of use is required.
일 실시예에 따르면, 생체 신호 측정 장치에 있어서, 전극부에 의해 감지된 생체 신호(bio-signal)를 전달하는 신호선(signal line), 및 생체 신호로부터 추출된 공통모드 신호(common mode signal)를, 신호선으로 직접 인가하는 공통모드 신호 인가부, 를 포함하는 생체 신호 측정 장치가 제공될 수 있다.According to one embodiment, a bio-signal measuring apparatus includes a signal line for transmitting a bio-signal sensed by an electrode unit, and a common mode signal extracted from a bio-signal , And a common mode signal applying unit for directly applying the signal to a signal line can be provided.
다른 일 실시예에 따르면 공통모드 신호 인가부는, 신호선과 용량성 결합(capacitive coupling)을 형성하고, 용량성 결합을 통해 신호선으로 공통모드 신호를 인가하는 결합부를 포함하는 생체 신호 측정 장치가 제공될 수 있다.According to another embodiment, the common mode signal applying unit may include a coupling unit that forms a capacitive coupling with a signal line and applies a common mode signal to the signal line through capacitive coupling, have.
또 다른 일 실시예에 따르면 공통모드 신호 인가부는, 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 미리 정한 길이만큼 신호선을 따라 신호선에 인접하여 배치되는 결합부를 포함하는 생체 신호 측정 장치가 제공될 수 있다.According to another embodiment, the common mode signal applying unit may include a coupling unit disposed adjacent to the signal line along a signal line by a predetermined length to form a capacitive coupling with the signal line.
또 다른 일 실시예에 따르면 신호선은, 제1 신호선 및 제2 신호선을 포함하고, 공통모드 신호 인가부는, 제1 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 제1 신호선을 따라 제1 신호선에 인접하여 배치되는 제1 결합부, 및 제2 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 제2 신호선을 따라 제2 신호선에 인접하여 배치되는 제2 결합부를 포함하는 생체 신호 측정 장치가 제공될 수 있다.According to yet another embodiment, the signal line includes a first signal line and a second signal line, and the common mode signal applying unit is disposed adjacent to the first signal line along the first signal line to form a capacitive coupling with the first signal line And a second coupling portion disposed adjacent to the second signal line along the second signal line so as to form a capacitive coupling with the second signal line may be provided.
또 다른 일 실시예에 따르면 제1항에 있어서, 공통모드 신호 인가부는, 신호선을 코일형으로 감싸는 형태를 통해 신호선과 용량성 결합을 형성하는 결합부를 포함하는 생체 신호 측정 장치가 제공될 수 있다.According to still another embodiment of the present invention, the common mode signal applying unit may include a coupling unit that forms a capacitive coupling with a signal line through a coil-like shape of a signal line.
또 다른 일 실시예에 따르면 공통모드 신호 인가부는, 공통모드 신호를 미리 정한 이득으로 증폭하는 증폭부를 더 포함하는 생체 신호 측정 장치가 제공될 수 있다.According to still another embodiment, the common mode signal applying unit may further include an amplification unit that amplifies the common mode signal with a predetermined gain.
또 다른 일 실시예에 따르면 전극부는, 용량성 결합 능동 전극(CCE, capacitive coupling electrode)을 포함하는 생체 신호 측정 장치가 제공될 수 있다.According to another embodiment, the electrode unit may be provided with a bio-signal measuring device including a capacitive coupling electrode (CCE).
일 실시예에 따르면 생체 신호 측정 시스템에 있어서, 생체 신호를 감지하는 전극부, 생체 신호로부터 공통모드 신호를 추출하는 차동증폭부, 및 전극부와 차동증폭부를 연결하는 신호선으로, 공통모드 신호를 직접 인가하는 공통모드 신호 인가부를 포함하는 생체 신호 측정 시스템이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a bio-signal measuring system comprising: an electrode unit for detecting a bio-signal; a differential amplifier unit for extracting a common mode signal from the bio-signal; and a signal line for connecting the electrode unit and the differential amplifier unit, And a common-mode signal applying unit to which the common-mode signal applying unit is applied.
다른 일 실시예에 따르면 차동증폭부는, 생체 신호 중 차동모드 신호(differential mode signal)를 증폭하고, 증폭된 차동모드 신호에 기초하여 생체 신호를 처리하는 신호처리부를 포함하는 생체 신호 측정 시스템이 제공될 수 있다.According to another embodiment, the differential amplification unit is provided with a biological signal measurement system including a signal processing unit for amplifying a differential mode signal of biological signals and processing the biological signal based on the amplified differential mode signal .
일 실시예에 따르면 생체 신호 측정 방법에 있어서, 전극부가 생체 신호를 감지하는 단계, 전극부로부터 차동증폭부로 생체 신호를 전달하는 신호선으로, 생체 신호로부터 추출된 공통모드 신호를 직접 인가하는 단계를 포함하는 생체 신호 측정 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of measuring a biological signal, comprising the steps of sensing a biological signal by an electrode unit, and directly applying a common mode signal extracted from a biological signal to a signal line for transmitting a biological signal from the electrode unit to the differential amplification unit A method of measuring a living body signal can be provided.
다른 일 실시예에 따르면 공통모드 신호가 인가된 생체 신호로부터 차동모드 신호를 추출하는 단계를 포함하는 생체 신호 측정 방법이 제공될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a bio-signal measurement method including extracting a differential mode signal from a bio-signal to which a common mode signal is applied may be provided.
도 1은 전극을 이용한 생체 신호 측정을 나타낸 도면이다.
도 2는 용량성 결합 능동전극(CCE, capacitive coupled active electrode)의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 용량성 결합 능동전극을 이용한 생체 신호 측정 시스템의 세부적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 용량성 결합 능동전극을 이용한 생체 신호 측정 시스템의 접지(ground) 방식을 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 방식을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 세부적인 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 접지 방식을 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 결합 접지 방식을 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 개괄적인 구성을 도시한 도면이다.
도 10 내지 13은 일 실시예에 따른 공통모드 신호 인가부의 예를 도시한 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 접지 없는 신호 처리 시스템이 생체 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 인체에 결합 접지를 부착한 신호 처리 시스템이 생체 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 일 실시예에 따른 신호 처리 시스템이 생체 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 1 is a view showing a bio-signal measurement using an electrode.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a capacitive coupled active electrode (CCE).
3 is a view showing a detailed configuration of a bio-signal measurement system using a capacitively coupled active electrode.
4 is a view showing a grounding method of a bio-signal measurement system using a capacitively coupled active electrode.
5 is a diagram illustrating a system of a bio-signal measurement system according to an embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a detailed configuration of a bio-signal measurement system according to an embodiment.
7 is a diagram showing the grounding method.
8 is a view illustrating a coupling grounding method according to an embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a general configuration of a bio-signal measurement system according to an embodiment.
10 to 13 are diagrams illustrating examples of a common mode signal applying unit according to an embodiment.
14A and 14B are diagrams showing the result of measurement of a living body signal by a signal processing system without a ground.
FIGS. 15A and 15B are diagrams showing the result of measurement of a living body signal by a signal processing system in which a human body has a bonding ground. FIG.
16A and 16B are diagrams illustrating a result of measurement of a living body signal by the signal processing system according to an embodiment.
17 is a flowchart illustrating a bio-signal measurement method according to an embodiment.
도 1은 전극을 이용한 생체 신호 측정을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing a bio-signal measurement using an electrode.
이하, 생체 신호는 심전도(ECG, electrocardiogram), 근전도(EMG, electromyogram), 뇌전도(EEG, electroencephalogram), 피부저항(GSR, Galvanic Skin Resistance), 안구운동(EOG, Electrooculography), 신체온도, 맥박, 혈압 및 신체 움직임 등을 포함할 수 있다.Hereinafter, the bio-signals will be referred to as ECG, electrocardiogram, EMG, electroencephalogram (EEG), galvanic skin resistance (GSR), electroogeography (EOG), body temperature, And body movements, and the like.
이러한 생체 신호는 도 1에 도시된 전극(110)에 의해 2 개의 경로로 측정될 수 있다. 예를 들면, 직접 접촉 전극(direct contact electrode) 또는 간접 접촉 전극(indirect contact electrode)을 이용하여 생체 신호를 측정할 수 있다. 직접 접촉 전극은 저항 경로(resistance path)(111)를 이용하여 생체 신호를 측정할 수 있다. 간접 접촉 전극은 용량성 경로(capacitance path)(112)를 이용하여 생체 신호를 측정할 수 있다.Such a biological signal can be measured by two paths by the
우선, 생체 신호는 피부(190)와 전극(110) 간의 RC 모델에 따른 저항 경로(111)를 통해 측정될 수 있다. 이 경우, 전극(110)과 피부(190) 간의 저항 R을 줄이기 위하여, 예를 들면 샌드페이퍼로 피부(190)를 문지르고, 알코올로 이물질을 제거한 후 전도도가 좋은 일렉트로라이트(Eletrolyte) 등을 통해 생체 신호를 검출할 수 있다.First, the biological signal can be measured through the
그리고 생체 신호는 인체의 피부(190)와 전극(110) 간에 형성되는 용량성 결합(capacitive coupling)에 따른 용량성 경로(capacitance path)(112)를 통해 측정될 수 있다. 이 경우, 용량성 경로를 이용하므로, 피부(190)와 전극(110) 간에 절연체(insulator)가 존재하더라도 생체 신호가 측정될 수 있다. 용량성 경로에 사용되는 전극(110)은, 예를 들면, 용량성 결합 능동전극(CCE, Capacitive Coupled active Electrode)을 포함할 수 있다. 용량성 결합 능동전극은 하기 도 2에서 상세히 설명한다.And the biological signal can be measured through a
도 2는 용량성 결합 능동전극(CCE, capacitive coupled active electrode)의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a capacitive coupled active electrode (CCE).
용량성 결합 능동전극은 도 2에 도시된 바와 같이, 금속판으로 된 전극면(211), 전극면(211) 뒤에 설치된 초단 증폭기(pre-amplifier)(213) 및 전극면(211)과 전극면(211)의 뒷면을 둘러싼 금속 차폐(shield)(212)를 포함할 수 있다. 여기서 전극면(211)과 인체(290) 사이에 의복(291)이 있는 경우, 도 2에 도시된 와 같은 용량성 결합이 형성될 수 있다.2, the capacitive coupling active electrode includes an
일 실시예에 따르면 초단 증폭기(213)의 증폭기 소자(예를 들면, 트랜지스터 또는 연산 증폭기)에, 바이어스(bias) 전류를 흘려주어 증폭기 소자를 안정화하기 위해서, 초단 증폭기(213)의 입력 단자와 접지 사이에 저항()을 연결할 수 있다. 간접 접촉 생체 신호 측정에서는 증폭기 입력 임피던스를 크게 하기 위해 높은 저항(예를 들면 이상의 저항)을 사용할 수 있다. 여기서, 전극면(211)과 접지간에는 표유정전용량(stray capacitance) 가 존재할 수 있다.
도 3은 용량성 결합 능동전극(310)을 이용한 생체 신호 측정 시스템의 세부적인 구성을 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view showing a detailed configuration of a bio-signal measurement system using the capacitively coupled
여기서, 생체 신호 측정 시스템은 용량성 결합 능동전극(310), 필터 및 증폭기(320), 신호처리부(330), 및 접지면(Ground Plane)(340)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 접지면은 GND로 나타낼 수 있다.Here, the bio-signal measurement system may include a capacitively coupled
용량성 결합 능동전극(310)은 도 3에 도시된 바와 같이 전극면(311), 차폐(312), 초단 증폭기(313)를 포함할 수 있다. 전극면(311), 차폐(312), 초단 증폭기(313)는 상술한 도 2의 전극면(211), 차폐(212), 초단 증폭기(213)와 유사할 수 있다.The capacitive coupling
필터 및 증폭기(320)는 용량성 결합 능동전극(310)에 의해 감지된 생체 신호를 필터링하고 증폭하여 신호처리부(330)로 전달할 수 있다.The filter and
신호처리부(330)는 생체 신호를 처리하여 생체 신호의 파형을 추출할 수 있다. 예를 들면, 생체 신호가 심전도인 경우, 신호처리부(330)는 심전도의 QPRST 파의 각 특징점들을 추출할 수 있다.The
접지면(340)은 상술한 용량성 결합 능동전극(310)의 차폐(312)를 접지시킬 수 있다. 용량성 결합 능동전극(310)은 접촉면의 캐퍼시턴스를 최대로 높이기 위하여 입력 임피던스가 높은 증폭 소자를 초단 증폭기(313)로 사용하여 생체 신호를 검출할 수 있다. 이때, 의복(391)으로 인해 외부의 60Hz 노이즈가, 감지된 생체 신호에 쉽게 포함되므로, 차폐(312)를 통해 해당 노이즈를 차단할 수 있다. 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 넓은 면적의 접지면(340)이 필요할 수 있다. 예를 들면, 생체 신호 측정 장치가 의자 형태인 경우, 인체(390)가 의자에 접촉하는 면적이 접지면(340)으로 사용될 수 있다.The
도 4는 용량성 결합 능동전극을 이용한 생체 신호 측정 시스템의 접지(ground) 방식을 도시한 도면이다.4 is a view showing a grounding method of a bio-signal measurement system using a capacitively coupled active electrode.
생체 신호(예를 들면, 심전도)를 측정할 때, 오른다리 구동회로(Right-leg driven circuit)는 공통모드 노이즈(Common mode noise)를 인체(490)에 피드백(feedback)할 수 있다. 예를 들면, 공통모드 노이즈는 도 4에 도시된 바와 같이, 인체(490)와 용량성 결합을 형성하는 결합 접지(Coupling Ground)(420)를 통해 인체(490)로 피드백될 수 있다. 여기서 결합 접지(420)는 RLD 접지(Right-leg driven ground)로 나타낼 수 있다. 구체적으로 공통모드 노이즈는 하기와 같이 인체(490)에 피드백될 수 있다. 이하에서, 공통모드 노이즈는 공통모드 신호(common mode signal) CM 내지 공통모드 성분으로 나타낼 수 있다.When measuring a bio-signal (for example, an electrocardiogram), a right-leg driven circuit can feedback common mode noise to the
예를 들면, 감지된 생체 신호는 제1 생체 신호 및 제2 생체 신호를 포함할 수 있다. 제1 생체 신호는 제1 신호 S1 및 공통모드 신호 CM을 포함할 수 있고, 제2 생체 신호는 제2 신호 S2 및 공통모드 신호 CM을 포함할 수 있다. 제1 전극(411)은 제1 생체 신호, 제2 전극(412)은 제2 생체 신호를 감지할 수 있다. 이 때, 제1 전극(411) 및 제2 전극(412)은 용량성 결합 능동전극일 수 있다.For example, the sensed biosignal may include a first biosignal and a second biosignal. The first bio-signal may comprise a first signal S1 and a common mode signal CM, and the second bio-signal may comprise a second signal S2 and a common mode signal CM. The
여기서, 공통모드 신호 CM은 제1 전극(411) 및 제2 전극(412)에 의해 감지된 제1 생체 신호 및 제2 생체 신호에 공통적으로 포함된 공통모드 성분으로서, 예를 들면 60Hz 전원 노이즈를 포함할 수 있다. 또한, 공통모드 신호 CM은 차동증폭부(430)에 의해 공통모드 신호 CM이 포함된 각 제1 생체 신호 및 제2 생체 신호로부터 도 4에 도시된 바와 같은 회로를 통해 추출될 수 있다. 이러한 공통모드 신호 CM은 증폭부(421)에 의해 증폭되어, 결합 접지(420)를 통해 의복(491) 너머로 인체에 피드백될 수 있다. Here, the common mode signal CM is a common mode component commonly included in the first and second bio-signals detected by the
여기서, 증폭부의 이득(gain)을, 예를 들면 100배 이상으로 설정하여, 증폭된 공통모드 노이즈를 인체(490)에 피드백하면, 도 3에 도시된 접지면보다 적은 면적의 결합 접지(420)로 60Hz 전원 노이즈를 감소시킬 수 있다. 이 경우, 결합 접지(420)를 간접적으로 인체(490)의 피부에 접촉시켜야 할 수 있다.Here, if the gain of the amplifying unit is set to, for example, 100 times or more and the amplified common mode noise is fed back to the
상술한 바와 같이, 용량성 결합 능동전극은, 피부에 직접 부착되지 않고, 의복(491) 위에서도 생체 신호를 측정할 수 있다. 이 때, 용량성 결합 능동전극뿐만 아니라, 공통모드 노이즈를 제거하기 위한 결합 접지(420)도 용량성 결합을 통해 인체(490)의 피부에 인가될 수 있다. 예를 들면, 결합 접지(420)가 노이즈를 제거하는 효과를 극대화하기 위하여, 결합 접지(420)의 면적을 넓게 하여 인체(490)에 간접 접촉(indirect contact)하는 면적을 극대화해야할 수 있다.As described above, the capacitively coupled active electrode can measure the living body signal even on the
이 때, 생체 신호(예를 들면, 심전도) 측정시, 오른다리 구동회로가 공통모드 노이즈를, 예를 들면 100배 이상으로 증폭하여, 결합 접지(420)를 통해 인체(490)로 피드백할 수 있다. 이 경우, 결합 접지(420)의 면적을 비교적 작게 하여도 공통모드 노이즈(예를 들면, 60Hz 전원 노이즈)가 효과적으로 감소될 수 있다. 다만, 결합 접지(420)를 간접적으로 인체(490)의 피부에 접촉시켜야 하므로, 생체 신호 측정 장치의 크기가 최소화되는데 제약이 있을 수 있다. 생체 신호 측정 장치의 크기를 보다 소형화하기 위한 기술을 하기에서 상세히 설명한다.At this time, when the living body signal (for example, electrocardiogram) is measured, the right leg driving circuit amplifies the common mode noise to, for example, 100 times or more and feeds back to the
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 방식을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a system of a bio-signal measurement system according to an embodiment.
일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템은 제1 전극(511), 제2 전극(512), 공통모드 신호 인가부(520), 증폭부(521), 차동증폭부(530)를 포함할 수 있다. 제1 전극(511), 제2 전극(512), 증폭부(521), 차동증폭부(530)는 상술한 도 4의 제1 전극(411), 제2 전극(412), 증폭부(421) 및 차동증폭부(430)와 각각 유사할 수 있다.The biological signal measurement system according to one embodiment may include a
일 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 공통모드 신호 인가부(520)를 통해 증폭된 공통모드 신호 CM을 신호선(signal line)에 직접 인가할 수 있다. 구체적으로는 공통모드 신호 인가부(520)는 신호선과 용량성 결합을 형성하여 공통모드 신호 CM을 신호선에 인가할 수 있다.According to one embodiment, as shown in FIG. 5, the common mode signal CM amplified through the common mode
여기서, 도 4에서 공통모드 신호 CM을 용량성 결합을 통해 직접 인체(590)로 인가하는 것과 달리, 도 5에서는 공통모드 신호 CM을 용량성 결합을 통해 신호선으로 인가함으로써, 차동증폭부(530)의 입력으로 공통모드 신호 CM이 피드백될 수 있다. 이에 따라, 도 5에 도시된 생체 신호 측정 시스템은, 도 4와 달리 공통모드 신호 CM을 인가하는 위치를 인체(590)로 하지 않고, 신호선에 인가함으로써, 의복(591) 너머로 인체(590)와 간접 접촉하는 생체 신호 측정 장치의 면적을 감소시킬 수 있다.In FIG. 5, the common mode signal CM is applied to the
예를 들면, 도 5에서는 제1 전극(511) 및 제2 전극(512)만 인체(590)와 간접 접촉하고, 도 4에서처럼 인체(590)와 간접 접촉하는 결합 접지가 필요하지 않으므로, 제1 전극(511) 및 제2 전극(512)을 포함하는 전극부의 크기가 보다 최소화될 수 있다.5, only the
도 6은 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템(600)의 세부적인 구성을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a detailed configuration of a
일 실시예에 따르면, 생체 신호 측정 시스템(600)은 생체 신호 측정 장치(650), 차동증폭부(630) 및 신호처리부(660)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니고, 생체 신호 측정 장치(650)가 차동증폭부(630) 및 신호처리부(660) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 여기서 생체 신호 측정 장치(650)는 전극부(610), 신호선(640) 및 공통모드 신호 인가부(620)를 포함할 수 있다. 이 때, 신호선(640)의 개수는 전극부(610)에 포함되는 전극의 개수에 대응할 수 있고, 전극 및 신호선(640)이 2n 개(예를 들면, n은 1 이상의 정수)인 경우 차동증폭부(630)는 n개일 수 있다.According to one embodiment, the
전극부(610)는 생체 신호를 감지할 수 있다. 생체 신호는 예를 들면, 심전도(ECG, electrocardiogram), 근전도(EMG, electromyogram), 뇌전도(EEG, electroencephalogram), 피부저항(GSR, Galvanic Skin Resistance), 안구운동(EOG, Electrooculography), 신체온도, 맥박, 혈압 및 신체 움직임 등을 포함할 수 있다.The
여기서, 전극부(610)는 적어도 하나 이상의 전극을 포함할 수 있다. 예를 들면, 감지된 생체 신호의 차동모드 신호(differential mode signal) 및 공통모드 신호(common mode signal)를 추출하기 위해 짝수 개의 전극을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 이 때, 전극부(610)는 용량성 결합 능동전극을 포함할 수 있다.Here, the
공통모드 신호 인가부(620)는 생체 신호로부터 추출된 공통모드 신호를, 신호선(640)으로 직접 인가할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 공통모드 신호 인가부(620)는 신호선(640)과 용량성 결합을 형성하고, 형성된 용량성 결합을 통해 신호선(640)으로 공통모드 신호를 인가하는 결합부(미도시)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 공통모드 신호 인가부(620)는 공통모드 신호를 미리 정한 이득으로 증폭하는 증폭부(미도시)를 포함할 수 있다.The common mode
구체적으로, 공통모드 신호 인가부(620)는 신호선(640)과 용량성 결합을 형성하기 위해, 미리 정한 길이만큼 신호선(640)을 따라 신호선(640)에 인접하여 배치되는 결합부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 미리 정한 길이는 전극부(610)와 차동증폭부(630)를 연결하는 신호선(640)의 길이와 같거나 짧을 수 있다.The common mode
일 실시예에 따르면, 신호선(640)이 제1 신호선 및 제2 신호선을 포함하는 경우, 공통모드 신호 인가부(620)는 제1 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 제1 신호선을 따라 제1 신호선에 인접하여 배치되는 제1 결합부(미도시) 및 제2 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 제2 신호선을 따라 제2 신호선에 인접하여 배치되는 제2 결합부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 신호선 및 제2 신호선은 하기 도 10에 도시된 바와 같이 일정 거리 이상 이격되어 배치되거나, 하기 도 11에 도시된 바와 같이 서로 인접하여 배치될 수 있다.According to one embodiment, when the
다만, 신호선(640) 및 결합부(미도시)의 개수가 한정되는 것은 아니고, 신호선(640)이 2n 개인 경우, 각 신호선(640)과 용량성 결합을 형성하는 2n 개의 결합부(미도시)가 각 신호선(640)에 인접하여 배치될 수 있다.The number of the
다른 일 실시예에 따르면 공통모드 신호 인가부(620)는 신호선(640)을 감싸는 형태를 통해 신호선(640)과 용량성 결합을 형성할 수 있다. 예를 들면, 공통모드 신호 인가부(620)는 적어도 하나 이상의 신호선(640)을 감쌀 수 있고, 다른 예를 들면 모든 신호선(640)을 감쌀 수 있다. 구체적으로는 하기 도 12 및 도 13에서 상세히 설명한다.According to another embodiment, the common mode
차동증폭부(630)는 감지된 생체 신호로부터 공통모드 신호를 추출할 수 있다. 추출된 공통모드 신호는 공통모드 신호 인가부(620)를 통해 생체 신호로 피드백될 수 있다. 또한, 차동증폭부(630)는 공통모드 신호가 인가된 생체 신호로부터 차동모드 신호를 추출하고 증폭할 수 있다.The
신호선(640)은 상술한 전극부(610) 및 차동증폭부(630)와 연결되어, 전극부(610)로부터 차동증폭부(630)로 감지된 생체 신호를 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면 신호선(640)은 제1 생체 신호를 전달하는 제1 신호선, 제2 생체 신호를 전달하는 제2 신호선을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 생체 신호 및 제2 생체 신호는 각각 제1 신호, 제2 신호와 함께 공통모드 신호를 포함할 수 있다.The
신호처리부(660)는 생체 신호를 처리하여 생체 신호의 파형을 추출할 수 있다. 여기서, 신호처리부(660)는 차동증폭부(630)에 의해 증폭된 차동모드 신호에 기초하여 감지된 생체 신호를 처리할 수 있다. 예를 들면, 생체 신호가 심전도인 경우, 신호처리부(660)는 차동모드 신호에 기초하여 심전도의 QPRST 파의 각 특징점들을 추출할 수 있다.The
도 7은 접지 방식을 도시한 도면이다.7 is a diagram showing the grounding method.
신호선(740)의 노이즈를 차단하기 위하여 도 7에 도시된 바와 같이, 신호선(740)을 접지로 차폐할 수 있다. 구체적으로는 차폐를 접지면(720)과 연결할 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 넓은 면적의 접지면(720)이 필요할 수 있다.As shown in FIG. 7, the
도 8은 일 실시예에 따른 결합 접지(820) 방식을 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a
일 실시예에 따르면, 신호선(840)의 노이즈를 차단하기 위하여, 도 8에 도시된 바와 같이 신호선(840)을 공통모드 신호 인가부로 감쌀 수 있다. 여기서 공통모드 신호 인가부는 신호선(840)과 용량성 결합을 형성하는 결합부를 포함할 수 있고, 결합부는 결합 접지(820)일 수 있다. 예를 들면, 공통모드 신호 인가부는 증폭부(821)에 의해 증폭된 공통모드 신호를 신호선(840)으로 직접 인가할 수 있다. 상술한 바와 같이, 신호선(840)에 직접 공통모드 신호를 인가함으로써, 감지된 생체 신호에 포함된 외부 노이즈(예를 들면, 전원 노이즈)를 제거할 수 있다.According to one embodiment, in order to block the noise of the
다만, 결합부의 형태를 신호선(840)을 모두 감싸는 형태로 한정하는 것은 아니고, 신호선(840)과 공통모드 신호 인가부가 용량성 결합을 형성할 수 있도록 하는 다양한 형태를 포함할 수 있다. 구체적으로는 하기 도 9 내지 도 13에서 상세히 설명한다.However, the shape of the coupling portion is not limited to the shape that wraps the
도 9는 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 개괄적인 구성을 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram showing a general configuration of a bio-signal measurement system according to an embodiment.
상술한 바와 같이, 차동증폭부(960)에서 추출된 공통모드 신호가 증폭부(921)에 의해 미리 정한 이득(예를 들면, 100)으로 증폭되어, 공통모드 신호 인가부(920)를 통해 신호선으로 인가될 수 있다. 공통모드 신호 인가부(920)는 신호선과 용량성 결합을 형성하는 결합부를 통해 공통모드 신호를 인가할 수 있다. 예를 들면, 신호선은 제1 신호선(941) 및 제2 신호선(942)을 포함할 수 있다.As described above, the common mode signal extracted by the
여기서 공통모드 신호 인가부(920)는 다양한 형태의 결합부를 통해 제1 신호선(941) 및 제2 신호선(942)과 용량성 결합을 형성할 수 있다. 구체적으로는 하기 도 10 내지 도 13에서 상세히 설명한다.Here, the common mode
도 10 내지 13은 일 실시예에 따른 공통모드 신호 인가부의 예를 도시한 도면이다.10 to 13 are diagrams illustrating examples of a common mode signal applying unit according to an embodiment.
일 실시예에 따르면, 공통모드 신호 인가부는 도 10 내지 도 13에 도시된 형태를 포함하는 다양한 형태의 결합부를 통해, 노이즈를 제거할 수 있다. 예를 들면, 도 10 내지 도 13은 신호선으로 공통모드 신호를 피드백하는 결합부(예를 들면, 결합 접지)를 도시할 수 있다.According to one embodiment, the common mode signal applying unit can remove noise through various types of coupling parts including the shapes shown in FIGS. 10 to 13. For example, FIGS. 10 to 13 show a coupling portion (for example, coupling ground) for feeding back a common mode signal to a signal line.
일 실시예에 따르면, 감지된 제1 생체 신호 및 제2 생체 신호에서 발생되는 공통모드 노이즈를 미리 정한 이득(예를 들면, 100)으로 증폭한 후, 용량성 결합을 통해 신호선에 인가하여 노이즈를 제거할 수 있다. 예를 들면, 신호선을 둘러싸서 외부노출이 없도록 차폐하지 않더라도 공통모드 노이즈를 제거할 수 있다.According to one embodiment, the common mode noise generated in the first bio-signal and the second bio-signal is amplified by a predetermined gain (for example, 100), and then applied to the signal line through capacitive coupling to remove noise Can be removed. For example, the common mode noise can be removed even if the signal line is not shielded so as to surround the signal line and no external exposure occurs.
일 실시예에 따르면, 공통모드 신호 인가부는 상기 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 미리 정한 길이만큼 상기 신호선을 따라 상기 신호선에 인접하여 배치되는 결합부를 포함할 수 있다. 이하에서는 신호선이 제1 신호선(1041, 1141, 1241, 1341) 및 제2 신호선(1042, 1142, 1242, 1342)을 포함한다고 가정할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니고, 신호선은 2n 개일 수 있다.According to an embodiment, the common mode signal applying unit may include a coupling portion disposed adjacent to the signal line along the signal line by a predetermined length to form a capacitive coupling with the signal line. Hereinafter, it can be assumed that the signal line includes the
예를 들면, 공통모드 신호 인가부는, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 제1 신호선(1041, 1141)과 용량성 결합을 형성하기 위해, 제1 신호선(1041, 1141)을 따라 제1 신호선(1041, 1141)에 인접하여 배치되는 제1 결합부(1021, 1121), 및 제2 신호선(1042, 1142)과 용량성 결합을 형성하기 위해, 제2 신호선(1042, 1142)을 따라 제2 신호선(1042, 1142)에 인접하여 배치되는 제2 결합부(1022, 1122)를 포함할 수 있다.For example, the common mode signal applying unit may apply a common signal to the
여기서, 제1 신호선(1041, 1141) 및 제2 신호선(1042, 1142)을 도 10에 도시된 바와 같이 일정 거리로 이격될 수 있고, 제1 결합부(1021, 1121)는 제1 신호선(1041, 1141), 제2 결합부(1022, 1122)는 제2 신호선(1042, 1142)과 용량성 결합을 형성할 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 신호선(1041, 1141) 및 제2 신호선(1042, 1142)은 서로 인접할 수 있고, 이 경우에도 제1 결합부(1021, 1121)는 제1 신호선(1041, 1141), 제2 결합부(1022, 1122)는 제2 신호선(1042, 1142)과 용량성 결합을 형성할 수 있다.The
다른 예를 들면, 상기 공통모드 신호 인가부는, 도 12에 도시된 바와 같이 신호선을 원통형으로 감싸는 형태를 통해 상기 신호선과 용량성 결합을 형성하는 결합부(1220)를 포함할 수 있다. 이 때, 신호선은 제1 신호선(1241) 및 제2 신호선(1242)을 포함할 수 있고, 결합부(1220)는 제1 신호선(1241) 및 제2 신호선(1242)과 용량성 결합을 형성할 수 있다. 여기서, 결합부(1220)는 신호선 전체를 감싸거나, 일부를 미리 정한 길이만큼 감쌀 수 있다.As another example, the common mode signal applying unit may include a
또 다른 예를 들면, 공통모드 신호 인가부는, 도 13에 도시된 바와 같이 신호선을 코일형으로 감싸는 형태를 통해 신호선과 용량성 결합을 형성하는 결합부(1320)를 포함할 수 있다. 여기서, 신호선은 제1 신호선(1341) 및 제2 신호선(1342)을 포함할 수 있고, 결합부(1320)는 코일형 내지 코일과 유사한 형태를 통해 제1 신호선(1341) 및 제2 신호선(1342)과 용량성 결합을 형성할 수 있다.As another example, the common mode signal applying unit may include a
다만, 결합부의 형태는 상술한 도 10 내지 도 13의 형태로 한정되는 것이 아니고, 신호선과 용량성 결합을 형성할 수 있는 모든 형태를 포함할 수 있다.However, the shape of the coupling portion is not limited to the shapes of FIGS. 10 to 13 described above, and may include any shape capable of forming a capacitive coupling with the signal line.
도 14a 및 도 14b는 접지 없는 신호 처리 시스템(1460)이 생체 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.14A and 14B are diagrams showing a result of measurement of a living body signal by the
예를 들면, 접지 없는 신호 처리 시스템(1460)이 의복(1491) 너머로 인체(1490)의 생체 신호를 측정할 수 있다. 도 14b에 도시된 바와 같이, 공통모드 노이즈가 제거되지 않아, 생체 신호가 식별되기 어려울 수 있다.For example, a groundless
도 15a 및 도 15b는 인체(1590)에 결합 접지를 부착한 신호 처리 시스템(1560)이 생체 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.15A and 15B are diagrams showing a result of measurement of a living body signal by a
예를 들면, 인체(1590)에 간접적으로 결합 접지를 부착한 신호 처리 시스템이 의복(1591) 너머로 인체(1590)의 생체 신호를 측정할 수 있다. 상술한 도 14b와 달리, 공통모드 노이즈가 제거되어, 생체 신호의 식별이 용이할 수 있다. 구체적으로, 생체 신호가 예를 들면 심전도인 경우, 심전도의 PQRST 파의 각 특징점들이 용이하게 식별될 수 있다.For example, a signal processing system that indirectly attaches a coupling ground to the
도 16a 및 도 16b는 일 실시예에 따른 신호 처리 시스템(1660)이 생체 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다. 여기서 신호 처리 시스템(1660)은 도 6에 도시된 차동증폭부(630) 및 신호처리부(660)를 포함할 수 있다.16A and 16B are diagrams showing a result of measurement of a living body signal by the
예를 들면, 일 실시예에 따른 신호 처리 시스템(1660)이 의복(1691) 너머로 인체(1690)의 생체 신호를 측정할 수 있다. 상술한 도 15a와 달리, 일 실시예에 따른 신호 처리 시스템(1660)은 인체(1690)에 간접적으로 접촉되는 결합 접지 없이, 신호선과 용량성 결합을 형성하는 공통모드 신호 연동부를 통해 공통모드 노이즈를 제거할 수 있다.For example, a
도 16b에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 신호 처리 시스템(1660)은 결합 접지 없이도, 생체 신호가 용이하게 식별될 수 있다. 예를 들면, SNR (Signal-to-Noise Ratio)이 도 15b와 유사한 바, 결합 접지를 인체(1690)에 접합하지 않고도 충분히 SNR을 높일 수 있다.As shown in FIG. 16B, the
도 17은 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 방법을 도시한 흐름도이다.17 is a flowchart illustrating a bio-signal measurement method according to an embodiment.
단계(1710)에서는 전극부가 생체 신호를 감지할 수 있다. 전극부는 용량성 결합 능동전극을 포함할 수 있다. 여기서 감지된 생체 신호는 인체의 고유한 전기 신호 외에 공통모드 노이즈(예를 들면, 60Hz 전원 노이즈)를 포함할 수 있다.In
그리고 단계(1720)에서는 공통모드 신호 인가부가 신호선에 공통모드 신호를 인가할 수 있다. 공통모드 신호 인가부는 상술한 도 9 내지 도 13과 유사하게 공통모드 신호를 신호선으로 직접 인가할 수 있다.In
여기서, 신호선은 전극부 및 차동증폭부 사이를 연결하며, 감지된 생체 신호를 차동증폭부로 전달할 수 있다. 또한, 공통모드 신호는 생체 신호로부터 차동증폭부에 의해 추출될 수 있다.Here, the signal line connects the electrode unit and the differential amplification unit, and can transmit the sensed biosignal to the differential amplification unit. Further, the common mode signal can be extracted from the biological signal by the differential amplification unit.
이어서 단계(1730)에서는 차동증폭부가 공통모드 신호가 인가된 생체 신호로부터 차동모드 신호를 추출할 수 있다. 추출된 차동모드 신호는 상술한 단계(1720)에서 공통모드 노이즈가 제거된 것으로서, 신호처리부가 생체 신호를 처리하는데 사용될 수 있다.Next, in
일 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치는, 웨어러블 센서(Wearable sensor)와 같이 작은 접촉면에서 생체 신호를 간접 접촉을 통해 측정해야 하는 경우, 결합 접지의 면적을 줄이거나, 결합 접지를 제거할 수 있다. 이를 통해, 생체 신호 측정 장치의 제한된 폼 팩터(form factor) 내에서, 상대적으로 전극의 크기를 증가시킬 수 있다. The bio-signal measuring apparatus according to an embodiment can reduce the area of the coupling ground or remove the coupling ground when the living body signal needs to be measured through indirect contact with a small contact surface such as a wearable sensor. This makes it possible to increase the size of the electrode relatively, within a limited form factor of the bio-signal measuring device.
예를 들면, 생체 신호 측정 장치의 폼 팩터에서, 접지면을 제거한 공간만큼 용량성 결합 능동전극의 크기가 확보될 수 있다. 또는, 접지면을 제거한 공간만큼 생체 신호 측정 장치의 크기가 최소화될 수 있다.For example, in a form factor of a bio-signal measuring device, the size of the capacitively coupled active electrode can be secured by the space in which the ground plane is removed. Alternatively, the size of the bio-signal measuring device can be minimized by the space from which the ground plane is removed.
일 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치는 인체 등에서 센싱이 허용되는 공간이 협소한 경우, 효과적으로 용량성 결합 능동전극을 이용하여 생체 신호를 감지할 수 있다.The bio-signal measuring apparatus according to an embodiment can effectively detect a bio-signal using a capacitively coupled active electrode when a space permitting sensing in a human body is narrow.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
600: 생체 신호 측정 시스템
610: 전극부
620: 공통모드 신호 인가부
630: 차동증폭부
640: 신호선
650: 생체 신호 측정 장치
660: 신호처리부600: Biological signal measurement system
610:
620: Common mode signal applying unit
630:
640: Signal line
650: Biological signal measuring device
660:
Claims (19)
전극부에 의해 감지된 생체 신호(bio-signal)를 전달하는 신호선(signal line); 및
상기 생체 신호로부터 추출된 공통모드 신호(common mode signal)를, 상기 신호선으로 직접 인가하는 공통모드 신호 인가부;
를 포함하는 생체 신호 측정 장치.A bio-signal measuring apparatus comprising:
A signal line for transmitting a bio-signal sensed by the electrode unit; And
A common mode signal applying unit for directly applying a common mode signal extracted from the bio-signal to the signal line;
And a biosignal measuring device.
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 신호선과 용량성 결합(capacitive coupling)을 형성하고, 상기 용량성 결합을 통해 상기 신호선으로 상기 공통모드 신호를 인가하는 결합부
를 포함하는 생체 신호 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
A capacitive coupler for coupling the common line signal to the signal line through the capacitive coupling,
And a biosignal measuring device.
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 미리 정한 길이만큼 상기 신호선을 따라 상기 신호선에 인접하여 배치되는 결합부
를 포함하는 생체 신호 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
A plurality of signal lines which are arranged adjacent to the signal lines along the signal lines by a predetermined length in order to form capacitive coupling with the signal lines,
And a biosignal measuring device.
상기 신호선은,
제1 신호선 및 제2 신호선
을 포함하고,
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 제1 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 상기 제1 신호선을 따라 상기 제1 신호선에 인접하여 배치되는 제1 결합부; 및
상기 제2 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 상기 제2 신호선을 따라 상기 제2 신호선에 인접하여 배치되는 제2 결합부
를 포함하는 생체 신호 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein:
The first signal line and the second signal line
/ RTI >
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
A first coupler disposed adjacent to the first signal line along the first signal line to form a capacitive coupling with the first signal line; And
A second signal line and a second signal line, the second signal line being disposed adjacent to the second signal line to form a capacitive coupling with the second signal line;
And a biosignal measuring device.
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 신호선을 원통형으로 감싸는 형태를 통해 상기 신호선과 용량성 결합을 형성하는 결합부,
를 포함하는 생체 신호 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
A coupling part forming a capacitive coupling with the signal line through a shape of wrapping the signal line in a cylindrical shape,
And a biosignal measuring device.
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 신호선을 코일형으로 감싸는 형태를 통해 상기 신호선과 용량성 결합을 형성하는 결합부
를 포함하는 생체 신호 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
And a coupling portion which forms a capacitive coupling with the signal line through a shape of wrapping the signal line in a coil-
And a biosignal measuring device.
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 공통모드 신호를 미리 정한 이득으로 증폭하는 증폭부
를 더 포함하는 생체 신호 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
An amplifying unit for amplifying the common mode signal with a predetermined gain,
Further comprising:
상기 전극부는,
용량성 결합 능동 전극(CCE, capacitive coupling electrode)
을 포함하는 생체 신호 측정 장치.The method according to claim 1,
The electrode unit includes:
A capacitive coupling electrode (CCE)
And a biosignal measuring device.
생체 신호를 감지하는 전극부;
상기 생체 신호로부터 공통모드 신호를 추출하는 차동증폭부; 및
상기 전극부와 상기 차동증폭부를 연결하는 신호선으로, 상기 공통모드 신호를 직접 인가하는 공통모드 신호 인가부
를 포함하는 생체 신호 측정 시스템.In a biological signal measurement system,
An electrode unit for sensing a biological signal;
A differential amplifier for extracting a common mode signal from the bio-signal; And
A common mode signal applying unit for directly applying the common mode signal to a signal line connecting the electrode unit and the differential amplifier unit,
And a bio-signal measurement system.
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 신호선과 용량성 결합(capacitive coupling)을 형성하고, 상기 용량성 결합을 통해 상기 신호선으로 상기 공통모드 신호를 인가하는 결합부
를 포함하는 생체 신호 측정 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
A capacitive coupler for coupling the common line signal to the signal line through the capacitive coupling,
And a bio-signal measurement system.
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 미리 정한 길이만큼 상기 신호선을 따라 상기 신호선에 인접하여 배치되는 결합부
를 포함하는 생체 신호 측정 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
A plurality of signal lines which are arranged adjacent to the signal lines along the signal lines by a predetermined length in order to form capacitive coupling with the signal lines,
And a bio-signal measurement system.
상기 신호선은,
제1 신호선 및 제2 신호선
을 포함하고,
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 제1 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 상기 제1 신호선을 따라 상기 제1 신호선에 인접하여 배치되는 제1 결합부; 및
상기 제2 신호선과 용량성 결합을 형성하기 위해, 상기 제2 신호선을 따라 상기 제2 신호선에 인접하여 배치되는 제2 결합부
를 포함하는 생체 신호 측정 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein:
The first signal line and the second signal line
/ RTI >
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
A first coupler disposed adjacent to the first signal line along the first signal line to form a capacitive coupling with the first signal line; And
A second signal line and a second signal line, the second signal line being disposed adjacent to the second signal line to form a capacitive coupling with the second signal line;
And a bio-signal measurement system.
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 신호선을 원통형으로 감싸는 형태를 통해 상기 신호선과 용량성 결합을 형성하는 결합부,
를 포함하는 생체 신호 측정 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
A coupling part forming a capacitive coupling with the signal line through a shape of wrapping the signal line in a cylindrical shape,
And a bio-signal measurement system.
상기 공통모드 신호 인가부는,
상기 신호선을 코일형으로 감싸는 형태를 통해 상기 신호선과 용량성 결합을 형성하는 결합부
를 포함하는 생체 신호 측정 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein the common mode signal applying unit comprises:
And a coupling portion which forms a capacitive coupling with the signal line through a shape of wrapping the signal line in a coil-
And a bio-signal measurement system.
상기 공통모드 신호를 미리 정한 이득으로 증폭하여 상기 신호선으로 제공하는 증폭부
를 더 포함하는 생체 신호 측정 시스템.10. The method of claim 9,
An amplifying unit for amplifying the common mode signal with a predetermined gain and providing the same as the signal line,
Further comprising a bio-signal measuring system.
상기 전극부는,
용량성 결합 능동 전극(CCE, capacitive coupling electrode)
을 포함하는 생체 신호 측정 시스템.10. The method of claim 9,
The electrode unit includes:
A capacitive coupling electrode (CCE)
Wherein the biological signal measurement system comprises:
상기 차동증폭부는,
상기 생체 신호 중 차동모드 신호(differential mode signal)를 증폭하고,
상기 증폭된 차동모드 신호에 기초하여 상기 생체 신호를 처리하는 신호처리부
를 포함하는 생체 신호 측정 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein the differential amplifier comprises:
Amplifying a differential mode signal of the bio-signals,
A signal processor for processing the bio-signal based on the amplified differential mode signal,
And a bio-signal measurement system.
전극부가 생체 신호를 감지하는 단계;
상기 전극부로부터 차동증폭부로 상기 생체 신호를 전달하는 신호선으로, 상기 생체 신호로부터 추출된 공통모드 신호를 직접 인가하는 단계
를 포함하는 생체 신호 측정 방법.A method for measuring a biological signal,
Sensing an electrode unit biosignal;
Directly applying a common mode signal extracted from the biological signal to a signal line for transmitting the biological signal from the electrode unit to the differential amplification unit
Wherein the bio-signal measuring method comprises the steps of:
상기 공통모드 신호가 인가된 상기 생체 신호로부터 차동모드 신호를 추출하는 단계
를 포함하는 생체 신호 측정 방법.19. The method of claim 18,
Extracting a differential mode signal from the bio-signal to which the common mode signal is applied
Wherein the bio-signal measuring method comprises the steps of:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130140714A KR102194232B1 (en) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Method and device to measure bio-signal with reduced common mode noise |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130140714A KR102194232B1 (en) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Method and device to measure bio-signal with reduced common mode noise |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150057388A true KR20150057388A (en) | 2015-05-28 |
KR102194232B1 KR102194232B1 (en) | 2020-12-22 |
Family
ID=53392267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130140714A KR102194232B1 (en) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Method and device to measure bio-signal with reduced common mode noise |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102194232B1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101693809B1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-01-06 | 웰빙소프트 주식회사 | Low voltage biosignal measurement circuit |
KR20170058231A (en) | 2015-11-18 | 2017-05-26 | 삼성전자주식회사 | Patch including external floating high pass filter and ecg patch including the same |
KR20190061445A (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-05 | (주)락싸 | Signal sensing device and operating method of signal sensing device |
KR20200122494A (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-28 | ㈜엠에스엘 | Electrocardiogram measurement system of desk type |
US11109790B2 (en) | 2015-11-18 | 2021-09-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Patch including an external floating high-pass filter and an electrocardiograph (ECG) patch including the same |
KR20210127010A (en) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 주식회사 아이센스 | Apparatus for measuring biometric data |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101048567B1 (en) * | 2010-01-30 | 2011-07-11 | 황인덕 | Apparatus for measurement the voltage which occurs in from subject |
JP5029726B2 (en) * | 2010-05-21 | 2012-09-19 | Tdk株式会社 | Common mode noise filter |
JP2012528654A (en) * | 2009-06-05 | 2012-11-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Capacity sensing system, capacity sensing method and computer program |
-
2013
- 2013-11-19 KR KR1020130140714A patent/KR102194232B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012528654A (en) * | 2009-06-05 | 2012-11-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Capacity sensing system, capacity sensing method and computer program |
KR101048567B1 (en) * | 2010-01-30 | 2011-07-11 | 황인덕 | Apparatus for measurement the voltage which occurs in from subject |
JP5029726B2 (en) * | 2010-05-21 | 2012-09-19 | Tdk株式会社 | Common mode noise filter |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101693809B1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-01-06 | 웰빙소프트 주식회사 | Low voltage biosignal measurement circuit |
KR20170058231A (en) | 2015-11-18 | 2017-05-26 | 삼성전자주식회사 | Patch including external floating high pass filter and ecg patch including the same |
US11109790B2 (en) | 2015-11-18 | 2021-09-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Patch including an external floating high-pass filter and an electrocardiograph (ECG) patch including the same |
KR20190061445A (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-05 | (주)락싸 | Signal sensing device and operating method of signal sensing device |
KR20200122494A (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-28 | ㈜엠에스엘 | Electrocardiogram measurement system of desk type |
KR20210127010A (en) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 주식회사 아이센스 | Apparatus for measuring biometric data |
WO2021210792A1 (en) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 주식회사 아이센스 | Apparatus for measuring biometric information |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102194232B1 (en) | 2020-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chi et al. | Wireless non-contact EEG/ECG electrodes for body sensor networks | |
Sullivan et al. | A low-noise, non-contact EEG/ECG sensor | |
JP4738958B2 (en) | ECG measurement device | |
KR102194232B1 (en) | Method and device to measure bio-signal with reduced common mode noise | |
Spinelli et al. | Insulating electrodes: a review on biopotential front ends for dielectric skin–electrode interfaces | |
KR101800706B1 (en) | Apparatus, unit measurer and method for measuring biological signal without noise | |
US8068902B2 (en) | Electrode device and electrocardiographic measurement device | |
Spinelli et al. | A capacitive electrode with fast recovery feature | |
Lim et al. | Capacitive measurement of ECG for ubiquitous healthcare | |
US10729379B2 (en) | Electrical wearable capacitive biosensor and noise artifact suppression method | |
US20080146894A1 (en) | Signal sensing in an implanted apparatus with an internal reference | |
KR20110135296A (en) | Apparatus and method for measuring biological signal | |
KR20140146344A (en) | Method and device to measure bio signal using connectable capacitive coupling active electrode | |
US9588146B2 (en) | Electrode for measuring biosignal and biosignal measurement device | |
JP2005110801A (en) | Biomedical measurement sensor and biomedical measurement method | |
US20080027340A1 (en) | Earphone sensor system for measuring electrocardiogram signals | |
Guerrero et al. | A two-wired ultra-high input impedance active electrode | |
KR102137259B1 (en) | Circuit, device and method to measure bio signal with driving shield by common mode | |
KR102302876B1 (en) | Bioelectrode and biosignal processing apparatus and method using the same | |
Vlach et al. | Capacitive biopotential electrode with a ceramic dielectric layer | |
Svärd et al. | Design and evaluation of a capacitively coupled sensor readout circuit, toward contact-less ECG and EEG | |
Spinelli et al. | A simple and reproducible capacitive electrode | |
Kuronen | Epic Sensors in electrocardiogram measurement | |
KR20140101937A (en) | Electrode for living body, apparatus and method for processing biological signal | |
Gargiulo et al. | Giga-ohm high-impedance FET input amplifiers for dry electrode biosensor circuits and systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |