JP2012192199A - Device for measuring biological impedance and measuring method therefor - Google Patents

Device for measuring biological impedance and measuring method therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2012192199A
JP2012192199A JP2012133102A JP2012133102A JP2012192199A JP 2012192199 A JP2012192199 A JP 2012192199A JP 2012133102 A JP2012133102 A JP 2012133102A JP 2012133102 A JP2012133102 A JP 2012133102A JP 2012192199 A JP2012192199 A JP 2012192199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
bioimpedance
measurement
measuring
output
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
Application number
JP2012133102A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5855534B2 (en
Inventor
Ki Chul Cha
チャ・キ・チュル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Biospace Co Ltd
Original Assignee
Biospace Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biospace Co Ltd filed Critical Biospace Co Ltd
Publication of JP2012192199A publication Critical patent/JP2012192199A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5855534B2 publication Critical patent/JP5855534B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0537—Measuring body composition by impedance, e.g. tissue hydration or fat content
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4869—Determining body composition
    • 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
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A61B5/7253—Details of waveform analysis characterised by using transforms
    • A61B5/7257—Details of waveform analysis characterised by using transforms using Fourier transforms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for measuring the biological impedance and a method for measuring the same.SOLUTION: The device for measuring the biological impedance applies a signal which composes a sine wave signal of a plurality of frequencies on a driving electrode using the principle of superposition, and calculates the biological impedance value by dividing a signal output from a sensing electrode according to a frequency constituent element. Since the measurements for various frequency constituent elements are performed at the same time, the measurement time can be shortened. In addition, a precise and reliable measurement is enabled by eliminating a measurement error factor such as the movement of the person to be measured due to long measurement time.

Description

本発明は、生体インピーダンスの測定装置に関する。   The present invention relates to a bioimpedance measuring apparatus.

体脂肪などを測定するために、生体インピーダンスの測定装置が広く使われている。身体の成分のうち、筋肉は水分が多いが、脂肪は水分がない。これにより、生体インピーダンス値は、筋肉が多ければ低くなり、脂肪が多ければ高くなる。生体インピーダンスを測定して、被測定者の体水分量、筋肉量、脂肪量を簡便かつ高い再現度で求めうる。   Bioimpedance measuring devices are widely used to measure body fat and the like. Among the components of the body, muscles are watery, but fats are not watery. As a result, the bioelectrical impedance value is lower when there are more muscles and higher when there is more fat. By measuring the bioelectrical impedance, the body water content, muscle mass, and fat mass of the subject can be determined easily and with high reproducibility.

この装置は、身体部位、例えば、両手、両足に電極を付着し、その電極のうち測定部位によって一対を選択して、測定のための電流信号を印加した後、測定部位によって適切な電極対を選択して、その両端の電圧を測定することで生体インピーダンスを測定する。例えば、電流を左腕から右腕に印加した後、左腕から左足までの電圧降下を測定すれば、重複区間である左腕の生体インピーダンスを測定することができる。   This device attaches electrodes to a body part, for example, both hands and feet, selects a pair of electrodes according to a measurement part, applies a current signal for measurement, and then sets an appropriate electrode pair depending on the measurement part. Select and measure the bioimpedance by measuring the voltage across it. For example, by applying a current from the left arm to the right arm and then measuring the voltage drop from the left arm to the left foot, the bioimpedance of the left arm that is the overlapping section can be measured.

ところが、部位別にインピーダンスを測定するためには、各部位別に順次に信号を印加して測定する過程を反復しなければならない。また、体内の水分には、細胞内水分と細胞外水分とがあるが、細胞膜が、これらを区分している。細胞膜によって細胞は、電気回路的にキャパシタで動作するので、低周波数としては細胞内水分量を測定することができない。健康な人は、細胞内水分と細胞外水分とが均衡が取れているが、そうではない場合がある。したがって、細胞内水分と細胞外水分とをいずれも測定するために、複数の周波数に対して生体インピーダンスを測定しなければならない。これにより、生体インピーダンスの測定装置は、複数の周波数成分に対してインピーダンスを測定し、これに基づいて生体インピーダンス値を算出する。   However, in order to measure the impedance for each part, it is necessary to repeat the process of applying and measuring signals sequentially for each part. In addition, the water in the body includes intracellular water and extracellular water, and the cell membrane separates them. Since the cell operates as a capacitor in an electric circuit by the cell membrane, the intracellular water content cannot be measured at a low frequency. Healthy people have a balance between intracellular and extracellular water, but this may not be the case. Therefore, in order to measure both intracellular moisture and extracellular moisture, bioimpedance must be measured for a plurality of frequencies. Accordingly, the bioimpedance measuring apparatus measures impedance with respect to a plurality of frequency components, and calculates a bioimpedance value based on the impedance.

このように部位別に反復され、また多数の周波数に対して反復されるために、測定には相当長い時間がかかる。このような測定時間中に被測定者が動くか、話をすれば、生体インピーダンス値は不安定になる。   Since the measurement is repeated for each part and repeated for a large number of frequencies, the measurement takes a considerably long time. If the person to be measured moves or talks during the measurement time, the bioimpedance value becomes unstable.

このように、従来の生体インピーダンスの測定技術は、多様な周波数成分に対して信号印加及び測定する過程が数回反復されなければならないので、測定時間が多くかかるという問題点があった。また、長い測定時間中に被測定者が動くか、話をする場合、周波数成分別に測定条件が変わり、これにより、測定誤差が大きくなるという問題があった。   As described above, the conventional bioimpedance measurement technique has a problem in that it takes a lot of measurement time because the process of applying and measuring signals with respect to various frequency components must be repeated several times. In addition, when the person to be measured moves or talks during a long measurement time, there is a problem that the measurement condition changes depending on the frequency component, thereby increasing the measurement error.

本発明は、このような問題点を解決するためのものであって、生体インピーダンスの測定に必要となる時間を減らすことを目的とする。   The present invention is intended to solve such problems, and aims to reduce the time required for measuring bioimpedance.

さらに、本発明は、生体インピーダンスの測定の測定誤差を減らすことを目的とする。   Furthermore, an object of the present invention is to reduce measurement errors in measurement of bioimpedance.

さらに、本発明は、生体インピーダンスの測定に必要となる時間を減らしながらも、回路的な構成を簡単にすることを目的とする。   Furthermore, an object of the present invention is to simplify the circuit configuration while reducing the time required for measuring bioimpedance.

前述した目的を果たすための本発明の一態様による生体インピーダンスの測定装置は、被測定者の身体部位に接触される複数の電極と、生体インピーダンスの測定のための入力電気信号を生成して、前記複数の電極のうち一部に供給する入力信号生成部と、前記複数の電極のうち一部から出力される出力電気信号から生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、測定状態及び結果を表示する表示部と、を含む。本発明の特徴的な態様のうち一つによって、入力電気信号は、前記複数の電極のうち一部にそれぞれ供給され、相異なる周波数を有した複数の電気信号を含む。入力電気信号が供給される電極と出力電気信号が出力される電極は、相互間に同一電極であり、相異なる電極であり、一部のみが同一電極であり得る。   A bioimpedance measuring device according to an aspect of the present invention for achieving the above-described object generates a plurality of electrodes that are in contact with a body part of a measurement subject and an input electrical signal for measuring the bioimpedance, An input signal generation unit that supplies a part of the plurality of electrodes, an impedance measurement unit that measures bioimpedance from an output electrical signal output from a part of the plurality of electrodes, and a measurement state and result are displayed. A display unit. According to one of the characteristic aspects of the present invention, the input electric signal includes a plurality of electric signals respectively supplied to a part of the plurality of electrodes and having different frequencies. The electrode to which the input electrical signal is supplied and the electrode to which the output electrical signal is output are the same electrode, different from each other, and only a part may be the same electrode.

本発明のこのような態様によって、部位別測定は、互いに相異なる周波数成分の信号を用いて同時に行われうる。   According to this aspect of the present invention, the site-specific measurement can be performed simultaneously using signals having different frequency components.

本発明のまた他の態様による生体インピーダンスの測定装置は、被測定者の身体部位に接触される複数の電極と、生体インピーダンスの測定のための入力電気信号を生成して、前記複数の電極のうち一部に供給する入力信号生成部と、前記複数の電極のうちまた他の一部を通じて出力される出力電気信号から生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、測定状態及び結果を表示する表示部と、を含む。入力電気信号が供給される電極と出力電気信号が出力される電極は、相互間に同一電極であり、相異なる電極であり、一部のみが同一電極であり得る。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a bioimpedance measuring apparatus that generates a plurality of electrodes that are in contact with a body part of a measurement subject and an input electrical signal for measuring the bioimpedance, Among them, an input signal generation unit to be supplied to one part, an impedance measurement unit for measuring bioimpedance from an output electrical signal output through another part of the plurality of electrodes, and a display unit for displaying a measurement state and a result And including. The electrode to which the input electrical signal is supplied and the electrode to which the output electrical signal is output are the same electrode, different from each other, and only a part may be the same electrode.

本発明のこのような態様によって、複数の周波数に対する測定が、この複数の周波数成分をいずれも含んだ合成信号によって一気に行われる。   According to such an aspect of the present invention, measurement for a plurality of frequencies is performed at once by a synthesized signal including all of the plurality of frequency components.

本発明の態様のうち一つによって、入力電気信号は、互いに相異なる周波数の電気信号を合成した信号を含む。本発明において、生体は、回路的に重畳の原理（ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）が概略的に適用される線形回路であると言える。生体が経時的に変わらなければ、獲得されなければならない複数の周波数に対する順次的な測定結果は、これら周波数を合成した信号に対する結果から求められうる。   According to one aspect of the present invention, the input electrical signal includes a signal obtained by synthesizing electrical signals having different frequencies. In the present invention, it can be said that the living body is a linear circuit to which the superposition principle is roughly applied in terms of circuit. If the living body does not change with time, sequential measurement results for a plurality of frequencies that must be acquired can be obtained from the result for a signal obtained by synthesizing these frequencies.

本発明のまた他の特徴的な態様によれば、インピーダンス測定部は、出力電気信号を周波数成分別に分離して生体インピーダンスを測定する。   According to still another characteristic aspect of the present invention, the impedance measurement unit measures the bioelectrical impedance by separating the output electric signal according to frequency components.

本発明のこのような態様によって、複数の周波数に対するインピーダンス測定は、一回のみ行われ、したがって、測定時間が、測定周波数の個数の比率ほど短縮されうる。また、これにより、測定時間中に被測定者によって発生する測定誤差が回避されうる。   According to this aspect of the present invention, impedance measurement for a plurality of frequencies is performed only once, and therefore the measurement time can be shortened by the ratio of the number of measurement frequencies. Thereby, a measurement error generated by the person under measurement during the measurement time can be avoided.

本発明による生体インピーダンスの測定装置は、複数の周波数に対するインピーダンス測定を一回の測定で可能であり、したがって、測定時間が測定周波数の個数の比率ほど短縮されうる。さらに、測定時間が長くなるにつれて、被測定者によって発生する測定誤差が回避されうる。   The bioimpedance measurement apparatus according to the present invention can perform impedance measurement for a plurality of frequencies in a single measurement, and therefore the measurement time can be shortened by the ratio of the number of measurement frequencies. Furthermore, measurement errors caused by the subject can be avoided as the measurement time becomes longer.

それだけではなく、従来には、測定時間が過度に長くなることを回避するために、使える周波数の個数が制限された。しかし、本発明によって測定に使われる周波数の個数が画期的に多くなりうる。これにより、さらに正確かつ精密であり、豊かな生体情報が得られる。   In addition, in the past, the number of usable frequencies was limited in order to avoid an excessively long measurement time. However, the number of frequencies used for measurement according to the present invention can be significantly increased. Thereby, more accurate and precise and rich biological information can be obtained.

本発明の一実施形態による生体インピーダンスの測定装置の全体的な構成及び使用状態を概略的に説明する図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which illustrates schematically the whole structure and use condition of the bioimpedance measuring apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明のより具体化された一実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a more specific embodiment of the present invention. 本発明のまた他の具体化された実施形態を示す図である。FIG. 5 shows another embodied embodiment of the invention. 本発明のまた他の実施形態による入力信号生成部１００の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the input signal generation part 100 by other embodiment of this invention. 本発明のまた他の実施形態による入力信号生成部１００のまた他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the input signal generation part 100 by other embodiment of this invention. 本発明のまた他の実施形態によるインピーダンス測定部３３０の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the impedance measurement part 330 by other embodiment of this invention. 本発明のまた他の実施形態によるインピーダンス測定部３３０のまた他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the impedance measurement part 330 by other embodiment of this invention. 本発明のまた他の実施形態によるインピーダンス測定部３３０のまた他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the impedance measurement part 330 by other embodiment of this invention.

前述した、そして、追加的な本発明の態様は、後述する実施形態を通じてさらに明確になる。以下、このような本発明の態様を添付した図面を参照して記述される望ましい実施形態を通じて当業者が理解して再現できるように説明する。   The foregoing and additional aspects of the present invention will become more apparent through the embodiments described below. Hereinafter, such aspects of the present invention will be described through a preferred embodiment described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can understand and reproduce the same.

図１は、本発明の一実施形態による生体インピーダンスの測定装置の全体的な構成及び使用状態を概略的に説明する図である。示されたように、一実施形態による生体インピーダンスの測定装置は、被測定者の身体部位に接触される複数の電極９００と、生体インピーダンスの測定のための入力電気信号を生成して、前記複数の電極のうち一部に供給する入力信号生成部１００と、前記複数の電極のうち一部から出力される出力電気信号から生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定部３００と、測定状態及び結果を表示する表示部５３０とを含む。入力電気信号は、前記複数の電極のうち一部にそれぞれ供給され、相異なる周波数を有した複数の電気信号を含む。望ましい一実施形態において、入力電気信号を構成する複数の電気信号は、それぞれ複数の電極のうち一部に同時に供給される。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an overall configuration and a usage state of a bioimpedance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown, the bioimpedance measurement apparatus according to an embodiment generates a plurality of electrodes 900 that are in contact with a body part of a person to be measured, and an input electrical signal for bioimpedance measurement. An input signal generation unit 100 supplied to some of the electrodes, an impedance measurement unit 300 that measures bioimpedance from output electrical signals output from some of the plurality of electrodes, and a measurement state and result are displayed. Display portion 530. The input electric signal is supplied to some of the plurality of electrodes, and includes a plurality of electric signals having different frequencies. In a preferred embodiment, the plurality of electrical signals constituting the input electrical signal are simultaneously supplied to some of the plurality of electrodes.

本発明において、入力電気信号が印加される電極と出力電気信号が出力される電極は、実施形態によってまた一つの実施形態内でも、相互間に同一電極であり、相異なる電極であり、一部のみが同一電極であり得る。図示された実施形態において、電極９００は、両手、両足にそれぞれ２個ずつ割り当てられる。この２個のうち一つに入力電気信号が印加されれば、残りの一つで出力電気信号が測定される。例えば、右手のインピーダンスを測定する場合、左手と右手の駆動電極に入力電気信号、例えば、電流信号を印加する。また右手のセンシング電極と右足のセンシング電極との間の電圧降下が測定される。次いで、入力信号区間と出力信号区間とが重なる部分である右手のインピーダンスが測定される。しかし、本発明は、これに限定されず、部位別に測定しない方式のような多様な電極方式を包括する。   In the present invention, an electrode to which an input electrical signal is applied and an electrode to which an output electrical signal is output are the same electrode, different from each other in some embodiments, and are different from each other. Only can be the same electrode. In the illustrated embodiment, two electrodes 900 are assigned to each of both hands and both feet. If an input electrical signal is applied to one of the two, the remaining one measures the output electrical signal. For example, when measuring the impedance of the right hand, an input electric signal, for example, a current signal is applied to the left and right hand drive electrodes. Also, the voltage drop between the right hand sensing electrode and the right foot sensing electrode is measured. Next, the impedance of the right hand, which is a portion where the input signal section and the output signal section overlap, is measured. However, the present invention is not limited to this, and includes various electrode methods such as a method in which measurement is not performed for each part.

本発明の一態様によって、入力信号生成部１００は、複数の電気信号を出力する。この複数の電気信号は、相互間に周波数が異なる。望ましい一実施形態において、この複数の電気信号は、周波数が異なる正弦波信号である。それぞれの信号は、対応する駆動電極に供給される。インピーダンス測定部３００は、出力電気信号を周波数成分別に分離して生体インピーダンスを測定する。   According to one aspect of the present invention, the input signal generation unit 100 outputs a plurality of electrical signals. The plurality of electrical signals have different frequencies between each other. In a preferred embodiment, the plurality of electrical signals are sinusoidal signals having different frequencies. Each signal is supplied to a corresponding drive electrode. The impedance measuring unit 300 measures the bioelectrical impedance by separating the output electric signal for each frequency component.

表示部５３０は、測定状態情報を表示して、電極９００が、測定部位に十分に接触して正しい測定姿勢を維持するように助ける。また、表示部５３０は、中間及び最終測定結果を表示する。操作部５１０は、測定の基礎資料である性別、身長、年齢などの個人情報を入力するためのキーパッドあるいはタッチパッドあるいは加速度センサーなどを利用したデータ入力手段になりうる。制御部５００は、装置全体を総括制御し、マイクロプロセッサとプログラムコードが保存されたメモリとで構成される。当業者に自明であるように、インピーダンス測定部３００あるいは入力信号生成部１００の一部の構成は、マイクロプロセッサ内で実行されるプログラムコードとして具現可能である。   The display unit 530 displays the measurement state information to help the electrode 900 sufficiently contact the measurement site and maintain the correct measurement posture. The display unit 530 displays intermediate and final measurement results. The operation unit 510 can be a data input means using a keypad, a touch pad, an acceleration sensor, or the like for inputting personal information such as gender, height, and age, which are basic measurement materials. The control unit 500 performs overall control of the entire apparatus, and includes a microprocessor and a memory storing program codes. As is obvious to those skilled in the art, a part of the configuration of the impedance measurement unit 300 or the input signal generation unit 100 can be embodied as program code executed in a microprocessor.

図２は、本発明のより具体化された一実施形態を示す図である。示されたように、入力信号生成部１００は、それぞれが相異なる周波数で発振する複数の正弦波発振器１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４を含む。複数の正弦波発振器１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４の出力は、それぞれ複数の駆動電極９１０−１、９１０−２、９１０−３、９１０−４に連結される。複数の正弦波発振器の出力は、それぞれ複数の駆動電極に同時に印加される。複数のセンシング電極９３０−１、９３０−２、９３０−３、９３０−４の出力信号は、それぞれ複数の出力フィルター３１０−１、３１０−２、３１０−３、３１０−４に連結される。複数の出力フィルターは、制御部５００の制御下に各部位の測定に必要な帯域の正弦波のみを通過させる帯域通過フィルターである。   FIG. 2 is a diagram showing a more specific embodiment of the present invention. As shown, the input signal generation unit 100 includes a plurality of sine wave oscillators 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 that oscillate at different frequencies. The outputs of the plurality of sine wave oscillators 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 are connected to the plurality of drive electrodes 910-1, 910-2, 910-3, and 910-4, respectively. The outputs of the plurality of sine wave oscillators are simultaneously applied to the plurality of drive electrodes, respectively. The output signals of the plurality of sensing electrodes 930-1, 930-2, 930-3, 930-4 are coupled to the plurality of output filters 310-1, 310-2, 310-3, 310-4, respectively. The plurality of output filters are band-pass filters that pass only a sine wave of a band necessary for measurement of each part under the control of the control unit 500.

生体インピーダンスを測定するにおいて、安定状態で各周波数の正弦波信号は、独立的に回路法則を満足すると近似される。これは、線形回路において、重畳の原理の基本的な仮定である。例えば、右腕駆動電極と左腕駆動電極にｆ１周波数の正弦波電流を印加する。この際、右腕センシング電極と右足センシング電極との間のｆ１周波数の電圧信号を測定すれば、右腕部位の生体インピーダンスを測定することができる。例えば、右腕駆動電極と右足駆動電極にｆ２周波数の正弦波電流を印加し、左腕センシング電極と左足センシング電極のｆ２成分の電圧信号を測定すれば、胴体部位の生体インピーダンスを測定することができる。それぞれの出力フィルター３１０−１、３１０−２、３１０−３、３１０−４の出力信号は、インピーダンス計算部３３０内のレジスタに臨時に保存される。インピーダンス計算部３３０は、この値から生体インピーダンス値を算出する。制御部５００は、入力信号生成部１００及びインピーダンス計算部３３０を制御して、このような測定を短時間に数回反復して算出されたインピーダンス値を平均して、より正確な値を算出することもできる。   In measuring bioimpedance, a sinusoidal signal of each frequency in a stable state is approximated as satisfying the circuit law independently. This is a basic assumption of the principle of superposition in a linear circuit. For example, a sine wave current having an f1 frequency is applied to the right arm drive electrode and the left arm drive electrode. At this time, if the voltage signal of the f1 frequency between the right arm sensing electrode and the right foot sensing electrode is measured, the bioimpedance of the right arm region can be measured. For example, by applying a sine wave current of f2 frequency to the right arm drive electrode and the right foot drive electrode and measuring the voltage signal of the f2 component of the left arm sensing electrode and the left foot sensing electrode, the bioimpedance of the body part can be measured. Output signals of the respective output filters 310-1, 310-2, 310-3, and 310-4 are temporarily stored in a register in the impedance calculation unit 330. The impedance calculator 330 calculates a bioelectrical impedance value from this value. The control unit 500 controls the input signal generation unit 100 and the impedance calculation unit 330 and averages the impedance values calculated by repeating such measurement several times in a short time to calculate a more accurate value. You can also.

本発明のこのような態様によって、生体インピーダンスは、生体のあらゆる部位に対して同時に複数の周波数成分を印加して同時に複数の周波数成分に対して測定して、一回に身体部位の全体に対してインピーダンスの測定を行える。   According to such an aspect of the present invention, the bioelectrical impedance is applied to all parts of the living body at the same time by applying a plurality of frequency components and simultaneously measuring the plurality of frequency components, so that the whole body part is measured at a time. Impedance measurement.

図示された実施形態において、出力フィルター３１０−１、３１０−２、３１０−３、３１０−４は、帯域通過フィルターとして記述された。しかし、本発明は、これに限定されず、各周波数成分を分離させる多様な技術、例えば、デジタル帯域通過フィルターや、アナログフーリエ変換、デジタルフーリエ変換などを利用できる。これら変形例は、後述する実施形態を通じて理解されうる。   In the illustrated embodiment, the output filters 310-1, 310-2, 310-3, 310-4 have been described as bandpass filters. However, the present invention is not limited to this, and various techniques for separating each frequency component, such as a digital bandpass filter, analog Fourier transform, and digital Fourier transform, can be used. These modifications can be understood through embodiments described later.

図３は、本発明のまた他の実施形態の全体的な構成を概略的に示したブロック図である。示されたように、入力信号生成部１００は、それぞれが相異なる周波数で発振する複数の正弦波発振器１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４を含む。複数の正弦波発振器１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４の出力は、駆動スイッチング部１５０を経てそれぞれ複数の駆動電極９１０−１、９１０−２、９１０−３、９１０−４に連結される。駆動スイッチング部１５０は、複数の正弦波発振器１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４の出力を複数の駆動電極９１０−１、９１０−２、９１０−３、９１０−４に測定部位によって順次に連結する。   FIG. 3 is a block diagram schematically showing the overall configuration of still another embodiment of the present invention. As shown, the input signal generation unit 100 includes a plurality of sine wave oscillators 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 that oscillate at different frequencies. The outputs of the plurality of sine wave oscillators 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 pass through the drive switching unit 150, and the plurality of drive electrodes 910-1, 910-2, 910-3, and 910-4, respectively. Connected to The drive switching unit 150 measures the outputs of the plurality of sine wave oscillators 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 to the plurality of drive electrodes 910-1, 910-2, 910-3, and 910-4. Connect sequentially by site.

一方、複数のセンシング電極９３０−１、９３０−２、９３０−３、９３０−４の出力信号は、センシングスイッチング部３５０を経てそれぞれ複数の出力フィルター３１０−１、３１０−２、３１０−３、３１０−４に連結される。複数の出力フィルターは、制御部５００の制御下に各部位の測定に必要な帯域の正弦波のみを通過させる帯域通過フィルターである。センシングスイッチング部３５０は、複数のセンシング電極９３０−１、９３０−２、９３０−３、９３０−４の出力信号を複数の出力フィルター３１０−１、３１０−２、３１０−３、３１０−４に測定部位によって順次に連結する。   On the other hand, the output signals of the plurality of sensing electrodes 930-1, 930-2, 930-3, and 930-4 pass through the sensing switching unit 350, and the plurality of output filters 310-1, 310-2, 310-3, 310, respectively. -4. The plurality of output filters are band-pass filters that pass only a sine wave of a band necessary for measurement of each part under the control of the control unit 500. The sensing switching unit 350 measures the output signals of the plurality of sensing electrodes 930-1, 930-2, 930-3, 930-4 to the plurality of output filters 310-1, 310-2, 310-3, 310-4. Connect sequentially by site.

下記の表は、駆動スイッチング部１５０及びセンシングスイッチング部３５０の動作を説明するためのものである。時刻Ｔ＝ｔ１で右腕を測定するための駆動電極に周波数ｆ１の電流信号が印加され、該当するセンシング電極に周波数ｆ１の電圧が測定される。同一時刻に、左腕には周波数ｆ２、胴体には周波数ｆ３、右足には周波数ｆ４、左足には周波数ｆ５が使われる。時刻Ｔ＝ｔ２では、右腕には周波数ｆ５、左腕には周波数ｆ１、胴体には周波数ｆ２、右足には周波数ｆ３、左足には周波数ｆ４が使われる。時刻Ｔ＝ｔ３では、右腕には周波数ｆ４、左腕には周波数ｆ５、胴体には周波数ｆ１、右足には周波数ｆ２、左足には周波数ｆ３が使われる。   The following table is for explaining operations of the drive switching unit 150 and the sensing switching unit 350. At time T = t1, a current signal of frequency f1 is applied to the drive electrode for measuring the right arm, and a voltage of frequency f1 is measured to the corresponding sensing electrode. At the same time, frequency f2 is used for the left arm, frequency f3 for the torso, frequency f4 for the right foot, and frequency f5 for the left foot. At time T = t2, frequency f5 is used for the right arm, frequency f1 for the left arm, frequency f2 for the torso, frequency f3 for the right foot, and frequency f4 for the left foot. At time T = t3, frequency f4 is used for the right arm, frequency f5 is used for the left arm, frequency f1 is used for the torso, frequency f2 is used for the right foot, and frequency f3 is used for the left foot.

Figure 2012192199
Figure 2012192199

以上のスイッチング動作は、ロータリー方式で進行するということが分かる。   It can be seen that the above switching operation proceeds in a rotary manner.

本実施形態において、複数の周波数に対する測定は、スイッチによって順次に進行するが、一瞬間に部位別に相異なる周波数での生体インピーダンス値が算出されうる。測定周波数の個数が、測定部位の個数に比べて多いので、全体的な測定時間は、従来に比べて遥かに短縮されうる。   In the present embodiment, the measurement for a plurality of frequencies proceeds sequentially by the switch, but bioimpedance values at different frequencies can be calculated for each part in an instant. Since the number of measurement frequencies is larger than the number of measurement sites, the overall measurement time can be greatly shortened compared to the prior art.

図示された実施形態において、出力フィルター３１０−１、３１０−２、３１０−３、３１０−４は、帯域通過フィルターとして記述された。しかし、本発明は、これに限定されず、各周波数成分を分離させる多様な技術、例えば、デジタル帯域通過フィルターや、アナログフーリエ変換、デジタルフーリエ変換などを利用できる。これら変形例は、後述する実施形態を通じて理解されうる。   In the illustrated embodiment, the output filters 310-1, 310-2, 310-3, 310-4 have been described as bandpass filters. However, the present invention is not limited to this, and various techniques for separating each frequency component, such as a digital bandpass filter, analog Fourier transform, and digital Fourier transform, can be used. These modifications can be understood through embodiments described later.

図１を参照して、本発明のまた他の実施形態を説明する。一実施形態による生体インピーダンスの測定装置は、被測定者の身体部位に接触される複数の電極９００と、生体インピーダンスの測定のための入力電気信号を生成して、これら複数の電極のうち一部に供給する入力信号生成部１００と、複数の電極のうちまた他の一部を通じて出力される出力電気信号から生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定部３００と、測定状態及び結果を表示する表示部５３０とを含みうる。   With reference to FIG. 1, another embodiment of the present invention will be described. A bioimpedance measurement apparatus according to an embodiment generates a plurality of electrodes 900 that are in contact with a body part of a measurement subject and an input electrical signal for measurement of bioimpedance, and a part of the plurality of electrodes. An input signal generation unit 100 to be supplied to an impedance, an impedance measurement unit 300 that measures bioimpedance from an output electrical signal output through another part of the plurality of electrodes, and a display unit 530 that displays a measurement state and a result Can be included.

本発明の特徴的な一態様によって、入力信号生成部１００が出力する入力電気信号は、互いに相異なる周波数の電気信号を合成した信号を含む。また、本発明のまた他の特徴的な態様によって、インピーダンス測定部３００は、出力電気信号を周波数成分別に分離して生体インピーダンスを測定する。   According to a characteristic aspect of the present invention, the input electrical signal output from the input signal generation unit 100 includes a signal obtained by synthesizing electrical signals having different frequencies. In addition, according to another characteristic aspect of the present invention, the impedance measuring unit 300 measures the bioelectric impedance by separating the output electric signal according to frequency components.

表示部５３０は、測定状態情報を表示して、電極９００が、測定部位に十分に接触して正しい測定姿勢を維持するように助ける。また、表示部５３０は、中間及び最終測定結果を表示する。操作部５１０は、測定の基礎資料である性別、身長、年齢などの個人情報を入力するためのキーパッドあるいはタッチパッドあるいは加速度センサーなどを利用したデータ入力手段になりうる。制御部５００は、装置全体を総括制御し、マイクロプロセッサとプログラムコードが保存されたメモリとで構成される。当業者に自明であるように、インピーダンス測定部３００あるいは入力信号生成部１００の一部の構成は、マイクロプロセッサ内で実行されるプログラムコードとして具現可能である。   The display unit 530 displays the measurement state information to help the electrode 900 sufficiently contact the measurement site and maintain the correct measurement posture. The display unit 530 displays intermediate and final measurement results. The operation unit 510 can be a data input means using a keypad, a touch pad, an acceleration sensor, or the like for inputting personal information such as gender, height, and age, which are basic measurement materials. The control unit 500 performs overall control of the entire apparatus, and includes a microprocessor and a memory storing program codes. As is obvious to those skilled in the art, a part of the configuration of the impedance measurement unit 300 or the input signal generation unit 100 can be embodied as program code executed in a microprocessor.

図４Ａは、図１に示され、前述された生体インピーダンスの測定装置において、入力信号生成部１００の一実施形態を示す図である。示されたように、一実施形態による入力信号生成部１００は、それぞれが相異なる周波数で発振する複数の発振器１１０と、これら複数の発振器の出力信号を合成する混合部１３０とを含む。出力スイッチング部１５０は、混合部１３０で合成された入力電気信号を測定部位によって適切にスイッチングして供給する。複数の発振器１１０は、それぞれが独立的な発振回路であり得る。しかし、例えば、複数の発振器１１０は、一つの発振回路と、それを分周して逓倍周波数を作る回路及びそれを正弦波に変調させる回路とを含んで構成されるなど多様な形態に変更されるということは、当業者に自明である。   FIG. 4A is a diagram illustrating an embodiment of the input signal generation unit 100 in the bioimpedance measurement apparatus illustrated in FIG. 1 and described above. As shown, the input signal generation unit 100 according to an embodiment includes a plurality of oscillators 110 that oscillate at different frequencies, and a mixing unit 130 that combines output signals of the plurality of oscillators. The output switching unit 150 appropriately switches and supplies the input electrical signal synthesized by the mixing unit 130 according to the measurement site. The plurality of oscillators 110 may be independent oscillation circuits. However, for example, the plurality of oscillators 110 are changed to various forms such as a single oscillation circuit, a circuit that divides the oscillation circuit to generate a multiplied frequency, and a circuit that modulates the oscillation circuit into a sine wave. It will be obvious to those skilled in the art.

図４Ｂは、図１に示され、前述された生体インピーダンスの測定装置において、入力信号生成部１００のまた他の実施形態を示す図である。示されたように、また他の実施形態による入力信号生成部１００は、それぞれが相異なる周波数を有した複数の信号成分が合成された信号に該当する単一のデジタル信号のサンプル値を保存する入力信号メモリ１２０と、このメモリ１２０に保存されたサンプル値を読み取ってアナログ信号に変換する信号合成部１４０とを含む。それぞれが相異なる周波数を有した正弦波の合成信号は、最大周期を有した正弦波の周期に該当する周期を有する単一の周期的信号である。本発明の特徴的な一態様によって、入力信号メモリ１２０は、デジタル信号の一周期分のサンプル値を保存し、前記信号合成部は、前記メモリを周期的にアクセスしながら信号を合成する。正弦波のように半周期を中心に原点対称である信号の場合、単に半周期分ののサンプル値のみを保存し、残りの半周期は、保存されたサンプル値の負数値を取って生成することもできる。   FIG. 4B is a diagram showing still another embodiment of the input signal generation unit 100 in the bioimpedance measurement apparatus shown in FIG. 1 and described above. As shown, the input signal generator 100 according to another embodiment stores a sample value of a single digital signal corresponding to a signal obtained by combining a plurality of signal components each having a different frequency. An input signal memory 120 and a signal synthesis unit 140 that reads sample values stored in the memory 120 and converts them into analog signals are included. The combined signal of sine waves each having a different frequency is a single periodic signal having a period corresponding to the period of the sine wave having the maximum period. According to a characteristic aspect of the present invention, the input signal memory 120 stores a sample value for one cycle of the digital signal, and the signal synthesizer synthesizes the signal while periodically accessing the memory. In the case of a signal that is symmetrical with respect to the origin around a half period, such as a sine wave, only the sample value for the half period is stored, and the remaining half period is generated by taking the negative value of the stored sample value. You can also.

信号合成部１４０は、入力信号メモリ１２０をアクセスするためのアドレスを生成して供給するメモリ制御器１４４と、メモリ制御器１４４がアドレス値を供給するによって履歴信号メモリ１２０から出力されるサンプル値をアナログ信号に変換するデジタル-アナログ変換器１４２とを含んで構成される。   The signal synthesizer 140 generates a memory controller 144 that generates and supplies an address for accessing the input signal memory 120, and the sample value output from the history signal memory 120 when the memory controller 144 supplies an address value. And a digital-analog converter 142 for converting into an analog signal.

図５Ａは、図１に示され、前述された生体インピーダンスの測定装置において、インピーダンス測定部３３０の一実施形態を示す図である。示されたように、インピーダンス測定部３３０は、出力電気信号を周波数成分別に分離する出力フィルター３１０と、前記出力フィルター３１０から出力される複数の信号成分を分析して、生体インピーダンスを計算するインピーダンス計算部３３０とを含む。   FIG. 5A is a diagram illustrating an embodiment of the impedance measurement unit 330 in the bioimpedance measurement apparatus illustrated in FIG. 1 and described above. As shown, the impedance measuring unit 330 analyzes the output filter 310 that separates the output electrical signal according to frequency components and the plurality of signal components output from the output filter 310 to calculate the bioelectrical impedance. Part 330.

図示された実施形態において、入力スイッチング部３５０は、測定部位によって複数の電極のうち一対を選択する。望ましい一実施形態において、出力フィルター３１０は、それぞれが、前記入力電気信号の周波数成分に対応する通過帯域周波数を有した複数の帯域通過フィルター３１０−１、３１０−２、．．．、３１０−ｎであり得る。この帯域通過フィルターは、アナログフィルターで構成されることもあり、デジタルフィルターで構成されることもある。   In the illustrated embodiment, the input switching unit 350 selects a pair of a plurality of electrodes according to the measurement site. In a preferred embodiment, the output filter 310 includes a plurality of bandpass filters 310-1, 310-2,... Each having a passband frequency corresponding to the frequency component of the input electrical signal. . . 310-n. This band pass filter may be composed of an analog filter or a digital filter.

図５Ｂは、図１に示され、前述された生体インピーダンスの測定装置において、インピーダンス測定部３３０のまた他の実施形態を示す図である。示されたように、インピーダンス測定部３３０は、出力電気信号をフーリエ変換するフーリエ変換部３２０と、前記フーリエ変換部３２０から出力される周波数成分別のフーリエ係数から生体インピーダンスを計算するインピーダンス計算部３４０とを含む。入力信号生成部１００から供給される入力電気信号が、複数周波数の正弦波信号の合成信号であるので、理想的には、出力される出力電気信号も入力電気信号に含まれた正弦波成分のみが出力される。したがって、フーリエ変換部３２０は、単に入力電気信号に含まれた周波数成分に該当する係数のみ求める。フーリエ変換のためのアナログ回路は、乗算器と積分器とを組み合わせたものと知られている。インピーダンス計算部３４０は、フーリエ変換部３２０で求められた係数値から生体インピーダンス値を求める。入力スイッチング部３５０は、図５Ａのそれと同一である。   FIG. 5B is a diagram showing still another embodiment of the impedance measurement unit 330 in the bioimpedance measurement apparatus shown in FIG. 1 and described above. As shown, the impedance measurement unit 330 includes a Fourier transform unit 320 that performs a Fourier transform on the output electrical signal, and an impedance calculation unit 340 that calculates a bioimpedance from the Fourier coefficients for each frequency component output from the Fourier transform unit 320. Including. Since the input electric signal supplied from the input signal generation unit 100 is a composite signal of sine wave signals having a plurality of frequencies, ideally, the output electric signal to be output is only the sine wave component included in the input electric signal. Is output. Therefore, the Fourier transform unit 320 simply obtains only the coefficient corresponding to the frequency component included in the input electrical signal. An analog circuit for Fourier transform is known as a combination of a multiplier and an integrator. The impedance calculation unit 340 obtains a bioelectrical impedance value from the coefficient value obtained by the Fourier transform unit 320. The input switching unit 350 is the same as that of FIG. 5A.

図５Ｃは、図１に示され、前述された生体インピーダンスの測定装置において、インピーダンス測定部３３０のまた他の実施形態を示す図である。示されたように、インピーダンス測定部３３０は、出力電気信号をデジタルに変換するアナログ／デジタル変換器３２１と、前記デジタル変換された信号をデジタルフーリエ変換するデジタルフーリエ変換部３２３と、前記デジタルフーリエ変換部３２３の対応する周波数成分の係数値から生体インピーダンス値を算出するインピーダンス計算部３４０とを含む。図５Ｃは、ＦＦＴ、ＤＦＴのようなデジタルフーリエ変換を使う点を除けば、図５Ｂの場合と同一である。入力スイッチング部３５０も図５Ａのそれと同一である。入力スイッチング部３５０あるいは出力スイッチング部１５０は、必須的な構成ではない。測定部位別に回路を独立的に構成する場合、これらは省略されうる。   FIG. 5C is a diagram showing still another embodiment of the impedance measuring unit 330 in the bioimpedance measuring apparatus shown in FIG. 1 and described above. As shown, the impedance measurement unit 330 includes an analog / digital converter 321 that converts an output electrical signal into digital, a digital Fourier transform unit 323 that performs digital Fourier transform on the digitally converted signal, and the digital Fourier transform. An impedance calculation unit 340 that calculates a bioimpedance value from the coefficient value of the corresponding frequency component of the unit 323. FIG. 5C is the same as FIG. 5B except that digital Fourier transform such as FFT and DFT is used. The input switching unit 350 is also the same as that of FIG. 5A. The input switching unit 350 or the output switching unit 150 is not an essential configuration. When the circuit is configured independently for each measurement site, these can be omitted.

以下、本発明による生体インピーダンスの測定方法について説明する。   The bioimpedance measurement method according to the present invention will be described below.

本発明の一実施形態による生体インピーダンスの測定方法は、被測定者の身体部位に接触される駆動電極に互いに相異なる周波数を有した電気信号を印加する信号印加段階と、被測定者の身体部位に接触するセンシング電極に出力される信号成分を周波数成分別に分析して、生体インピーダンス値を算出するインピーダンス測定段階とを含む。   A bioimpedance measurement method according to an embodiment of the present invention includes a signal applying step of applying electrical signals having different frequencies to drive electrodes that are in contact with a body part of the subject, and a body part of the subject. An impedance measurement step of analyzing a signal component output to the sensing electrode in contact with each frequency component to calculate a bioimpedance value.

一実施形態において、インピーダンス測定段階は、それぞれのセンシング電極に出力される信号成分に対して特定周波数の信号成分のみをフィルタリングする段階と、フィルタリングされた信号成分の値から生体インピーダンスを計算するインピーダンス計算段階とを含む。   In one embodiment, the impedance measurement step includes filtering only a signal component of a specific frequency with respect to a signal component output to each sensing electrode, and calculating an impedance for calculating a bioimpedance from the value of the filtered signal component. Including stages.

本発明のまた他の実施形態による生体インピーダンスの測定方法は、被測定者の身体部位に接触される駆動電極に相異なる周波数の複数の電気信号を合成した信号が含まれた電気信号を印加する信号印加段階と、被測定者の身体部位に接触される測定電極に出力される信号成分を周波数成分別に分析して、生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定段階とを含む。   According to another embodiment of the present invention, a bioimpedance measurement method applies an electrical signal including a signal obtained by synthesizing a plurality of electrical signals having different frequencies to a drive electrode that is in contact with a body part of a subject. A signal application step, and an impedance measurement step of measuring a bio-impedance by analyzing a signal component output to a measurement electrode that is in contact with a body part of the measurement subject for each frequency component.

一実施形態において、信号印加段階は、それぞれが相異なる周波数を有した複数の電気信号を発振する段階と、前記発振された複数の電気信号を合成する段階とを含む。また他の実施形態において、信号印加段階は、メモリからそれぞれが相異なる周波数を有した複数の信号成分が合成された信号に該当する単一のデジタル信号のサンプル値を読み取るメモリアクセス段階と、読み取ったデータをアナログ電気信号に変換する信号変換段階とを含む。付加的な態様によれば、ここで、信号印加段階が、メモリに保存された一周期のサンプル値の少なくとも一部を読み取るメモリアクセス段階と信号変換段階とを反復する段階であり得る。   In one embodiment, the signal applying step includes a step of oscillating a plurality of electric signals each having a different frequency, and a step of synthesizing the plurality of oscillated electric signals. In another embodiment, the signal applying step includes a memory access step of reading a sample value of a single digital signal corresponding to a signal obtained by combining a plurality of signal components each having a different frequency from the memory, and a reading step. A signal conversion step of converting the data into an analog electrical signal. According to an additional aspect, here, the signal application step may be a step of repeating a memory access step and a signal conversion step of reading at least a part of one cycle of sample values stored in the memory.

一実施形態において、インピーダンス測定段階は、被測定者の身体部位に接触される測定電極に出力される信号を周波数成分別に分離するフィルタリング段階と、前記分離された信号の値から生体インピーダンスを計算するインピーダンス計算段階とを含む。また他の実施形態において、インピーダンス測定段階は、被測定者の身体部位に接触される測定電極に出力される信号をフーリエ変換するフーリエ変換段階と、前記フーリエ変換段階で求められたフーリエ係数値から生体インピーダンスを計算するインピーダンス計算段階とを含む。   In one embodiment, the impedance measurement step separates a signal output to a measurement electrode that is in contact with the body part of the measurement subject by frequency component, and calculates a bioimpedance from the value of the separated signal. Impedance calculation stage. In another embodiment, the impedance measurement step includes a Fourier transform step of Fourier transforming a signal output to a measurement electrode that is in contact with the body part of the subject, and a Fourier coefficient value obtained in the Fourier transform step. An impedance calculation step of calculating a bioimpedance.

以上、本発明は、添付した図面を参照して、記述される望ましい実施形態を中心に説明されたが、これに限定されるものではない。したがって、本発明は、記載の実施形態から自明に導出される変形を包括するように意図された特許請求の範囲によって解析されなければならない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated centering on preferable embodiment described with reference to attached drawing, it is not limited to this. Accordingly, the invention should be construed according to the claims that are intended to cover modifications that are readily derived from the described embodiments.

本発明に係る生体インピーダンスの測定装置は、被測定者の身体部位に接触される複数の電極と、生体インピーダンスの測定のための入力電気信号を生成して、前記複数の電極のうち一部に供給する入力信号生成部と、前記複数の電極のうち一部から出力される出力電気信号から生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、測定状態及び結果を表示する表示部と、を含む生体インピーダンスの測定装置において、相異なる周波数を有した複数の前記入力電気信号を前記複数の電極のうち一部にそれぞれ同時に供給する。   A bioimpedance measuring apparatus according to the present invention generates a plurality of electrodes that are in contact with a body part of a person to be measured and an input electrical signal for measuring bioimpedance, and a part of the plurality of electrodes. An input signal generation unit to be supplied; an impedance measurement unit that measures bioimpedance from an output electrical signal output from a part of the plurality of electrodes; and a display unit that displays a measurement state and a result. In the measurement apparatus, a plurality of the input electrical signals having different frequencies are simultaneously supplied to some of the plurality of electrodes.

本発明に係る生体インピーダンスの測定装置では、前記インピーダンス測定部は、出力電気信号を周波数成分別に分離した信号から生体インピーダンス値を算出する。   In the bioimpedance measuring apparatus according to the present invention, the impedance measuring unit calculates a bioimpedance value from a signal obtained by separating the output electric signal by frequency component.

本発明に係る生体インピーダンスの測定装置では、前記入力信号生成部は、互いに相異なる周波数の正弦波を発生する複数の正弦波発振器と、前記複数の正弦波発振器の出力を測定部位によって複数の駆動電極にそれぞれ連結する駆動スイッチング部と、を含み、前記インピーダンス測定部は、それぞれが入力信号で前記正弦波発生器に対応する相異なる周波数成分の信号値を抽出する複数のフィルターと、測定部位によって複数のセンシング電極の出力を前記複数のフィルターにそれぞれ連結するセンシングスイッチング部と、を含む。   In the bioimpedance measurement apparatus according to the present invention, the input signal generation unit includes a plurality of sine wave oscillators that generate sine waves of different frequencies, and a plurality of outputs that drive the outputs of the plurality of sine wave oscillators depending on the measurement site. A drive switching unit coupled to each of the electrodes, and the impedance measurement unit includes a plurality of filters each extracting a signal value of a different frequency component corresponding to the sine wave generator as an input signal, and a measurement site. A sensing switching unit that couples outputs of the plurality of sensing electrodes to the plurality of filters, respectively.

本発明に係る生体インピーダンスの測定装置では、前記入力信号生成部は、駆動スイッチング部は、前記複数の正弦波発振器の出力を測定部位によって複数の駆動電極にそれぞれ同時に連結し、前記センシングスイッチング部は、測定部位によって複数のセンシング電極の出力を前記複数のフィルターにそれぞれ同時に連結する。   In the bioimpedance measurement apparatus according to the present invention, the input signal generation unit, the drive switching unit, simultaneously connects the outputs of the plurality of sine wave oscillators to a plurality of drive electrodes by a measurement site, and the sensing switching unit includes The outputs of the plurality of sensing electrodes are simultaneously connected to the plurality of filters according to the measurement site.

本発明に係る生体インピーダンスの測定方法は、被測定者の身体部位に接触される駆動電極に互いに相異なる周波数を有した電気信号を同時に印加する信号印加段階と、被測定者の身体部位に接触するセンシング電極に出力される信号成分を周波数成分別に分析して、生体インピーダンス値を算出するインピーダンス測定段階と、を含む。   The bioimpedance measurement method according to the present invention includes a signal applying step of simultaneously applying electrical signals having different frequencies to drive electrodes that are in contact with a body part of the subject, and a contact with the body part of the subject. Analyzing the signal component output to the sensing electrode for each frequency component to calculate a bioimpedance value.

本発明に係る生体インピーダンスの測定方法では、前記インピーダンス測定段階は、それぞれのセンシング電極に出力される信号成分に対して特定周波数の信号成分のみをフィルタリングする段階と、前記フィルタリングされた信号成分の値から生体インピーダンスを計算するインピーダンス計算段階と、を含む。   In the bioimpedance measuring method according to the present invention, the impedance measuring step includes a step of filtering only a signal component of a specific frequency with respect to a signal component output to each sensing electrode, and a value of the filtered signal component. Calculating a bioimpedance from the impedance calculation step.

本発明は、生体インピーダンスの測定装置及びその測定方法の分野で適用可能である。   The present invention is applicable in the field of a bioimpedance measuring device and a measuring method thereof.

Claims (15)

被測定者の身体部位に接触される複数の電極と、
生体インピーダンスの測定のための入力電気信号を生成して、前記複数の電極のうち一部に供給する入力信号生成部と、
前記複数の電極のうち一部を通じて出力される出力電気信号から生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
測定状態及び結果を表示する表示部と、
を含む生体インピーダンスの測定装置において、
前記入力電気信号は、互いに相異なる周波数の電気信号を合成した信号を含むことを特徴とする生体インピーダンスの測定装置。 A plurality of electrodes in contact with the body part of the subject,
An input signal generator for generating a bioelectrical impedance measurement and supplying a part of the plurality of electrodes;
An impedance measuring unit that measures bioimpedance from an output electrical signal output through a part of the plurality of electrodes;
A display for displaying the measurement status and results;
In a bioimpedance measuring device including:
The bioelectrical impedance measuring apparatus, wherein the input electrical signal includes a signal obtained by synthesizing electrical signals having different frequencies. 前記インピーダンス測定部は、
出力電気信号を周波数成分別に分離した信号から生体インピーダンス値を算出することを特徴とする請求項１に記載の生体インピーダンスの測定装置。 The impedance measuring unit is
The bioimpedance measurement apparatus according to claim 1, wherein a bioimpedance value is calculated from a signal obtained by separating the output electrical signal by frequency component. 前記入力信号生成部は、
それぞれが相異なる周波数で発振する複数の発振器と、
前記複数の発振器の出力信号を合成する混合部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の生体インピーダンスの測定装置。 The input signal generator is
A plurality of oscillators each oscillating at a different frequency;
A mixing unit for combining output signals of the plurality of oscillators;
The bioimpedance measuring apparatus according to claim 1, comprising: 前記入力信号生成部は、
それぞれが相異なる周波数を有した複数の信号成分が合成された信号に該当する単一のデジタル信号のサンプル値を保存する入力信号メモリと、
前記メモリに保存されたサンプル値を読み取ってアナログ信号に変換する信号合成部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の生体インピーダンスの測定装置。 The input signal generator is
An input signal memory for storing a sample value of a single digital signal corresponding to a signal in which a plurality of signal components each having a different frequency are combined;
A signal synthesizer that reads the sample values stored in the memory and converts them into analog signals;
The bioimpedance measuring apparatus according to claim 1, comprising: 前記入力信号メモリは、
デジタル信号の一周期分のサンプル値の少なくとも一部を保存し、前記信号合成部は、前記メモリを周期的にアクセスしながら信号を合成することを特徴とする請求項４に記載の生体インピーダンスの測定装置。 The input signal memory is
5. The bioimpedance of claim 4, wherein at least a part of a sample value for one cycle of the digital signal is stored, and the signal synthesis unit synthesizes the signal while periodically accessing the memory. measuring device. 前記インピーダンス測定部は、
出力電気信号を周波数成分別に分離する出力フィルターと、
前記出力フィルターから出力される複数の信号成分を分析して、生体インピーダンスを計算するインピーダンス計算部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の生体インピーダンスの測定装置。 The impedance measuring unit is
An output filter that separates the output electrical signal by frequency component;
Analyzing a plurality of signal components output from the output filter to calculate a bioimpedance, and
The bioimpedance measuring apparatus according to claim 2, wherein 前記出力フィルターは、
それぞれが、前記入力電気信号の周波数成分に対応する通過帯域周波数を有した複数の帯域通過フィルターであることを特徴とする請求項６に記載の生体インピーダンスの測定装置。 The output filter is
The bioimpedance measuring apparatus according to claim 6, wherein each of the plurality of bandpass filters has a passband frequency corresponding to a frequency component of the input electric signal. 前記インピーダンス測定部は、
出力電気信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部から出力される周波数成分別のフーリエ係数から生体インピーダンスを計算するインピーダンス計算部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の生体インピーダンスの測定装置。 The impedance measuring unit is
A Fourier transform unit for Fourier transforming the output electrical signal;
An impedance calculation unit for calculating bioimpedance from Fourier coefficients for each frequency component output from the Fourier transform unit;
The bioimpedance measuring apparatus according to claim 2, wherein 前記インピーダンス測定部は、
出力電気信号をデジタルに変換するアナログ／デジタル変換器と、
前記デジタル変換された信号をデジタルフーリエ変換するデジタルフーリエ変換部と、
前記デジタルフーリエ変換部の対応する周波数成分の係数値から生体インピーダンス値を算出するインピーダンス計算部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の生体インピーダンスの測定装置。 The impedance measuring unit is
An analog / digital converter that converts the output electrical signal to digital,
A digital Fourier transform unit for performing a digital Fourier transform on the digitally converted signal;
An impedance calculation unit for calculating a bioimpedance value from a coefficient value of a corresponding frequency component of the digital Fourier transform unit;
The bioimpedance measuring apparatus according to claim 2, wherein 被測定者の身体部位に接触される駆動電極に相異なる周波数の複数の電気信号を合成した信号が含まれた電気信号を印加する信号印加段階と、
被測定者の身体部位に接触される測定電極に出力される信号成分を周波数成分別に分析して、生体インピーダンスを測定するインピーダンス測定段階と、
を含むことを特徴とする生体インピーダンスの測定方法。 A signal applying step of applying an electric signal including a signal obtained by synthesizing a plurality of electric signals having different frequencies to a drive electrode that is in contact with a body part of the measurement subject;
Analyzing the signal component output to the measurement electrode that is in contact with the body part of the measurement subject for each frequency component, and measuring the bioimpedance,
A bioimpedance measuring method comprising: 前記インピーダンス測定段階は、
被測定者の身体部位に接触される測定電極に出力される信号を周波数成分別に分離するフィルタリング段階と、
前記分離された信号の値から生体インピーダンスを計算するインピーダンス計算段階と、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の生体インピーダンスの測定方法。 The impedance measuring step includes
A filtering step for separating the signal output to the measurement electrode that is in contact with the body part of the subject by frequency component,
An impedance calculation step of calculating a bioimpedance from the value of the separated signal;
The method for measuring bioimpedance according to claim 10, comprising: 前記インピーダンス測定段階は、
被測定者の身体部位に接触される測定電極に出力される信号をフーリエ変換するフーリエ変換段階と、
前記フーリエ変換段階で求められたフーリエ係数値から生体インピーダンスを計算するインピーダンス計算段階と、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の生体インピーダンスの測定方法。 The impedance measuring step includes
A Fourier transform stage for Fourier transforming the signal output to the measurement electrode that is in contact with the body part of the subject;
An impedance calculation step of calculating bioimpedance from the Fourier coefficient value obtained in the Fourier transform step;
The method for measuring bioimpedance according to claim 10, comprising: 前記信号印加段階は、
それぞれが相異なる周波数を有した複数の電気信号を発振する段階と、
前記発振された複数の電気信号を合成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のうち何れか一項に記載の生体インピーダンスの測定方法。 The signal applying step includes
Oscillating a plurality of electrical signals each having a different frequency;
Combining the plurality of oscillated electrical signals;
The bioimpedance measuring method according to any one of claims 10 to 12, characterized by comprising: 前記信号印加段階は、
メモリからそれぞれが相異なる周波数を有した複数の信号成分が合成された信号に該当する単一のデジタル信号のサンプル値を読み取るメモリアクセス段階と、
読み取ったデータをアナログ電気信号に変換する信号変換段階と、
を含むことを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のうち何れか一項に記載の生体インピーダンスの測定方法。 The signal applying step includes
A memory access step of reading a sample value of a single digital signal corresponding to a signal obtained by combining a plurality of signal components each having a different frequency from the memory;
A signal conversion stage for converting the read data into an analog electrical signal;
The bioimpedance measuring method according to any one of claims 10 to 12, characterized by comprising: 前記信号印加段階は、
メモリに保存された一周期のサンプル値の少なくとも一部を読み取るメモリアクセス段階と信号変換段階とを反復することを特徴とする請求項１４に記載の生体インピーダンスの測定方法。 The signal applying step includes
15. The bioimpedance measurement method according to claim 14, wherein a memory access step and a signal conversion step for reading at least part of one cycle of sample values stored in the memory are repeated.
JP2012133102A 2009-03-30 2012-06-12 Bioimpedance measuring apparatus and measuring method thereof Active JP5855534B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0027111 2009-03-30
KR1020090027111A KR101036053B1 (en) 2009-03-30 2009-03-30 Apparatus and method for measuring bio-Impedance

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010074629A Division JP2010234052A (en) 2009-03-30 2010-03-29 Device for measuring biological impedance and method for measuring the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012192199A true JP2012192199A (en) 2012-10-11
JP5855534B2 JP5855534B2 (en) 2016-02-09

Family

ID=42801652

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010074629A Pending JP2010234052A (en) 2009-03-30 2010-03-29 Device for measuring biological impedance and method for measuring the same
JP2012133102A Active JP5855534B2 (en) 2009-03-30 2012-06-12 Bioimpedance measuring apparatus and measuring method thereof

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010074629A Pending JP2010234052A (en) 2009-03-30 2010-03-29 Device for measuring biological impedance and method for measuring the same

Country Status (3)

Country Link
JP (2) JP2010234052A (en)
KR (1) KR101036053B1 (en)
CN (1) CN101849827B (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8868205B2 (en) * 2010-12-20 2014-10-21 General Electric Company System and method for determining physiological parameters based on electrical impedance measurements
KR101864642B1 (en) * 2016-11-18 2018-06-05 주식회사 바이랩 Method and apparatus for measuring sleep apnea
TWI598073B (en) 2016-12-15 2017-09-11 財團法人工業技術研究院 Physiological signal measuring method and physiological signal measuring device
US10610296B2 (en) * 2017-05-31 2020-04-07 Biosense Webster (Israel) Ltd. Cardiac electrophysiology machine including catheter stability while estimating impedance drop
CN107727914A (en) * 2017-09-29 2018-02-23 苏州涟漪信息科技有限公司 Signal measurement apparatus
KR102539145B1 (en) 2017-12-01 2023-06-01 삼성전자주식회사 Apparatus and method for measuring bio signal
KR102012934B1 (en) * 2018-03-07 2019-08-21 주식회사 셀바스헬스케어 Method for measuring body composition
KR102050277B1 (en) * 2018-03-23 2019-11-29 김원기 Bioimpedance measuring apparatus and method
CN116584950B (en) * 2022-12-31 2024-05-24 北京津发科技股份有限公司 Bioelectric signal abnormality monitoring method and device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS565643A (en) * 1979-06-27 1981-01-21 Nippon Kouden Kogyo Kk Moltiichannel type impedance platysmagraph
JPS5711652A (en) * 1980-06-02 1982-01-21 Corning Glass Works Composite contact lens
JPS63195268U (en) * 1987-06-04 1988-12-15
JP2001212101A (en) * 2000-02-07 2001-08-07 Sekisui Chem Co Ltd Electric characteristic measuring apparatus
JP2006501892A (en) * 2002-10-07 2006-01-19 ツェーエヌジュステームス メディツィンテヒニーク ゲーエムベーハー Impedance-based measurement method for hemodynamic parameters
JP2006507057A (en) * 2002-11-22 2006-03-02 インぺディメッド プロプライエタリー リミテッド Multi-frequency bioimpedance measurement method
JP2008529678A (en) * 2005-02-15 2008-08-07 リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ Pathological evaluation by impedance measurement using convergent bioelectric field
JP5253446B2 (en) * 2009-03-24 2013-07-31 バイオ スペース・カンパニー・リミテッド Bioimpedance measuring apparatus and measuring method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0279075A (en) * 1988-09-14 1990-03-19 Daimatsu Kagaku Kogyo Kk Adhesive material
JP2001212098A (en) * 2000-01-31 2001-08-07 Tanita Corp Equipment for measuring bioelectric impedance whose circuit is integrated into one chip
CN1319490C (en) * 2005-07-01 2007-06-06 天津大学 Analog demodulation mode type frequency-mixing bio-impedance testing system
CN100389721C (en) * 2006-06-08 2008-05-28 天津大学 Mixing bio-impedance measurement method based on Fourier conversion

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS565643A (en) * 1979-06-27 1981-01-21 Nippon Kouden Kogyo Kk Moltiichannel type impedance platysmagraph
JPS5711652A (en) * 1980-06-02 1982-01-21 Corning Glass Works Composite contact lens
JPS63195268U (en) * 1987-06-04 1988-12-15
JP2001212101A (en) * 2000-02-07 2001-08-07 Sekisui Chem Co Ltd Electric characteristic measuring apparatus
JP2006501892A (en) * 2002-10-07 2006-01-19 ツェーエヌジュステームス メディツィンテヒニーク ゲーエムベーハー Impedance-based measurement method for hemodynamic parameters
JP2006507057A (en) * 2002-11-22 2006-03-02 インぺディメッド プロプライエタリー リミテッド Multi-frequency bioimpedance measurement method
JP2008529678A (en) * 2005-02-15 2008-08-07 リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ Pathological evaluation by impedance measurement using convergent bioelectric field
JP5253446B2 (en) * 2009-03-24 2013-07-31 バイオ スペース・カンパニー・リミテッド Bioimpedance measuring apparatus and measuring method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101036053B1 (en) 2011-05-19
JP5855534B2 (en) 2016-02-09
CN101849827A (en) 2010-10-06
KR20100108848A (en) 2010-10-08
CN101849827B (en) 2013-06-05
JP2010234052A (en) 2010-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5855534B2 (en) Bioimpedance measuring apparatus and measuring method thereof
JP5253446B2 (en) Bioimpedance measuring apparatus and measuring method thereof
JP7280409B2 (en) Impedance detection
US6472888B2 (en) Bioelectrical impedance measuring apparatus constructed by one-chip integrated circuit
JP4298504B2 (en) Device for measuring body composition
US8099250B2 (en) Impedance parameter values
JP2006198334A (en) Bioelectrical impedance measuring device and body composition measuring apparatus
KR101114671B1 (en) Apparatus and method for measuring bio-Impedance
JP2003116805A (en) Electric characteristic measuring system
KR101114720B1 (en) Apparatus and method for measuring bio-Impedance
JP2001037735A (en) Biological impedance measuring instrument
CN204072092U (en) Square-wave signal is utilized to carry out circuit and the fat scale of multifrequency point human body impedance measuring
JP2001276008A (en) Instrument and method for measuring adipocyte
CN112674750A (en) Method for calculating human body hemodynamics parameters
WO2014088062A1 (en) Sensor device, sensor system, and program
JP2019208843A (en) Semiconductor device, measurement system, and measurement method
JP3947385B2 (en) Cardiology measuring device
JP3461646B2 (en) Body fat measurement device
KR20070006020A (en) Body fat analysis technique using multi-frequency bipolar-electrode method
JP2001087241A (en) Method and device for measuring bioelectricity impedance
RU177114U1 (en) DEVICE FOR MEASURING STABILITY OF TEETH AND IMPLANTS TO POWER LOADS
CN2659334Y (en) Scale type human moisture and fat tester
KR20180115617A (en) Apparatus for measuring bio signal and control method thereof
JP2001029321A (en) Somatic fat meter
JP2001054508A (en) Body fat distribution measuring instrument

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20120802

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120807

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20130905

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20130906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131119

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20140219

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20140224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140902

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20141127

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20141202

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20141229

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151009

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151209

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5855534

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250