JP4881574B2 - 経穴位置評価装置 - Google Patents
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Description
皮膚インピーダンス軌跡の形状を特徴付ける中心緩和時間τmを算出する際、皮膚インピーダンスの周波数特性において Cole-Cole の円弧則が成立している必要があるが、その成立の可否を確認する手段を有していない。また、測定された複数の周波数における皮膚インピーダンスから中心緩和時間τmを非線形最小2乗法などによって推定する必要があり、推定するための手順が煩雑で、これを実現するハードウエアの構成が複雑になり、装置の小型化には不向きであった。さらに、中心緩和時間τmを精度良く推定するには、図4に示すように、皮膚インピーダンス軌跡上に測定された皮膚インピーダンスデータが偏らず、まんべんなく分布している必要がある。
少なくとも3つの周波数成分から構成される電流を発生する電流発生部と、
前記電流発生部からの出力電流を生体の皮膚に配置した複数の電極により複数の異なる皮膚上の測定点にほぼ同時に通電する電極系と、
前記複数の測定点にそれぞれ通電された電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器により検出された電流と、前記電極系の通電によって前記複数の測定点の皮膚に生じた電圧を測定する測定部と、
前記測定部により測定された電流と電圧の両方の周波数解析を行い、各測定点での皮膚インピーダンスの周波数特性を得て、前記各測定点での皮膚インピーダンスの周波数特性において Cole-Cole の円弧則が成立するか否かを確認する周波数解析部と、
前記周波数解析部により解析された前記複数の測定点での皮膚インピーダンスの周波数特性から、前記各測定点での皮膚インピーダンスの特徴量を生成する特徴量生成部と、
前記特徴量生成部により生成された前記各測定点での特徴量から経穴位置を判定する判定部と、
前記特徴量生成部により生成された前記各測定点での特徴量と前記判定部により判定された経穴位置とを表示する表示手段とを、
備え、前記周波数解析部により解析された前記複数の測定点での皮膚インピーダンスが測定電流密度に依存することなく前記Cole-Coleの円弧則が成立した場合に、前記特徴量生成部において生成される特徴量として通電電流に含まれる最低周波数での皮膚インピーダンスの実数部と虚数部との比を算出し、前記判定部で経穴位置を判定するよう構成されている。
この構成により、評価に用いる特徴量の算出手順が簡単になり、測定結果の信頼性・再現性を従来と比べ高くすることができるほか、評価に用いる特徴量は従来着目していた中心緩和時間τmと相関があるので、測定電極の接触状態に大きく依存せず、経穴とそうでない部位での電気的特性の差を明確に反映する評価パラメータの違いに基づいて経穴の判定を行うことが可能になる。また、この構成により、測定された皮膚インピーダンスにおいて Cole-Cole の円弧則の成立可否を確認でき、測定結果の信頼性・再現性を従来と比べ高くすることができる。さらに、この構成により、パラメータの推定手順の煩雑さを回避することができるほか、経穴位置の判定を迅速に行える。
前記電流発生部において発生させる通電電流には、1つの最低周波数成分と、その整数倍の周波数成分が含まれることを特徴とする。
この構成により、離散フーリエ変換をした場合の隣接する周波数へのスペクトルの洩れは無く、時間分解能の下限は最低周波数のみに依存して決まるので、高時間分解能で皮膚インピーダンス軌跡を測定することができる。
前記電流発生部が、通電電流に含ませる周波数成分の大きさを、周波数ごと並びに測定位置ごとに変更可能とすることを特徴とする。
この構成により、各周波数、各測定点ごとに最適な信号対雑音比を確保でき、高い精度で皮膚インピーダンス軌跡を測定することができる。
前記特徴量生成部において、少なくとも1つの周波数における皮膚インピーダンスの実数部と虚数部との比のなかで、前記各測定点で差が顕著となる周波数での比を特徴量とする。
この構成により、パラメータの推定手順の煩雑さを回避することができるほか、判定部での経穴位置の判定の信頼性がより高くなる。
分布することが知られている。
ここで、測定された皮膚インピーダンスの周波数特性の複素平面上での軌跡が円弧上に分布していても、式 (9)、(12)で示されるCole-Cole の円弧則を満たさない場合がある。その場合も含めた一般的な皮膚インピーダンスを表現すると、上式(12)にもう1つのパラメータαを加えた次式(13)(14)にて表現される。
・測定された皮膚インピーダンスが Cole-Cole の円弧則の成立を確認する手段を設けていない。
・中心緩和時間τmの推定手順が煩雑である。
・測定データが皮膚インピーダンス軌跡上に一様に分布しない。
11、12〜1n 電流源
21、22〜2n 電流検出器
31、32〜3n 電流印加電極
4 接地電極
5 マイナス電極
6 測定部
7 周波数解析部
8 特徴量生成部
9 判定部
10 表示部
20 制御部
611〜61n 差動増幅器
621〜62n、671〜67n ハイパスフィルタ(HPF)
631〜63n、681〜68n プログラマブルゲインアンプ(PGA)
641〜64n、691〜69n ローパスフィルタ(LPF)
651〜65n、701〜70n A/D変換器
211、212 制御信号
Claims (3)
- 少なくとも3つの周波数成分から構成される電流を発生する電流発生部と、
前記電流発生部からの出力電流を生体の皮膚に配置した複数の電極により複数の異なる皮膚上の測定点にほぼ同時に通電する電極系と、
前記複数の測定点にそれぞれ通電された電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器により検出された電流と、前記電極系の通電によって前記複数の測定点の皮膚に生じた電圧を測定する測定部と、
前記測定部により測定された電流と電圧の両方の周波数解析を行い、各測定点での皮膚インピーダンスの周波数特性を得る周波数解析部と、
前記周波数解析部により解析された前記複数の測定点での皮膚インピーダンスの周波数特性から、前記各測定点での皮膚インピーダンスの特徴量を生成する特徴量生成部と、
前記特徴量生成部により生成された前記各測定点での特徴量から経穴位置を判定する判定部と、
前記特徴量生成部により生成された前記各測定点での特徴量と前記判定部により判定された経穴位置とを表示する表示手段とを、
備え、前記周波数解析部により解析された前記複数の測定点での皮膚インピーダンスが測定電流密度に依存することなくCole-Coleの円弧則が成立した場合に、前記特徴量生成部において生成される特徴量として通電電流に含まれる最低周波数での皮膚インピーダンスの実数部と虚数部との比を算出し、前記判定部で経穴位置を判定するよう構成された経穴位置評価装置。 - 前記電流発生部において発生させる通電電流は、1つの最低周波数成分と、その整数倍の周波数成分を含むことを特徴とする請求項1に記載の経穴位置評価装置。
- 前記電流発生部は、通電電流に含ませる周波数成分の大きさを、周波数ごと並びに測定位置ごとに変更可能とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の経穴位置評価装置。
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