JP7440515B2 - 乾式電極生体電気インピーダンス検知を校正するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本特許出願は、2018年12月14日に出願された、名称が「Methods and Apparatus for Calibrating Dry Electrode Sensing」である米国仮特許出願第62/779,657号の優先権を主張し、この出願は参照により全体として本明細書に組み込まれる。
本明細書内で言及される全ての出版物及び特許出願は、あたかも個々の出版物又は特許出願が、参照によって組み込まれるように具体的に及び個々に示されるように同じ範囲まで全体として参照によって本明細書に組み込まれる。
(G(V4-V5))=β
標準(順方向)構成では、検知電極での差分電圧にゲインが掛けられたものが、下付き記号「N」によって示されてもよい。短絡構成では、検知電極での差分電圧にゲインが掛けられたものが、下付き記号「B」によって示されてもよい。したがって、以下の様になる。
V4-V5=Z2(I6+I9)+Z5I5-Z4I4 [1]
V4-V5=Z2(I6+I9)+Z5I9-Z4I8 [2]
V4,N-V5,N=Z2I6,N+Z5I9,N-Z4I8,N [3]
V4,B-V5,B=Z5I9,B-Z4I8,B [4]
に留意すると、次式が得られる。
Z2=(βN-βB*(γN/γB))/(αN/Z6) [12]
ソフトウェア、ハードウェア、又はファームウェアとして実装されてもよく、そして、処理器によって実行されるときに、制御するための処理器にステップのうちのいずれかを実行させる処理器(例えばコンピュータ、タブレット、スマートフォン等)によって実行されることが可能な1組の命令を記憶する非一過性コンピュータ可読記憶媒体として記載されてもよく、該ステップは、表示すること、ユーザと通信すること、分析すること、パラメータ(時間調整、周波数、強度等を含む)を修正すること、決定すること、警告すること等を含むが、これに限定されない。
2 手首
4、5、6、7 電極
10 制御器
11 信号発生器
12 信号処理器
13 マルチプレクサ
14 電源
Claims (19)
- 生体電気インピーダンス測定装置であって、
ソース電極及びシンク電極を備える少なくとも1対の刺激電極と、
第1検知電極及び第2検知電極を備える少なくとも1対の検知電極と、
少なくとも1対の刺激電極に操作可能に接続された信号発生器と、
標準モードと短絡モードとの間で前記装置を切り換えるように構成された制御器であって、前記標準モードにおいて、前記信号発生器は、前記ソース電極と前記シンク電極との間に電流を印加し、前記短絡モードにおいて、前記信号発生器は、前記同じ電流を前記ソース電極と前記シンク電極の両方に印加する、制御器と、
前記標準モードと前記短絡モードの両方における前記検知電極での信号に少なくとも部分的に基づいて校正された生体電気インピーダンス測定値を出力するように構成された処理器と、
を備える生体電気インピーダンス測定装置。 - 前記処理器は、測定値に少なくとも部分的に基づいて前記校正された生体電気インピーダンス測定値を決定するように更に構成され、前記測定値は、前記標準モードと前記短絡モードの両方における前記第1検知電極と前記第2検知電極との間の電圧差分、前記標準モードと前記短絡モードとにおける前記第1検知電極での電圧の比、及び前記標準モードにおける電流検知抵抗器をわたる電流に等しい、請求項1に記載の装置。
- 前記処理器は、前記制御器と統合されている、請求項1に記載の装置。
- 前記制御器は、前記標準モードと前記短絡モードとの間で自動的に切り換わるように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記制御器は、前記標準モードと前記短絡モードとの間で切り換わるように構成されたマルチプレクサを駆動するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記制御器は、前記標準モードと、前記短絡モードと、逆方向モードとの間で切り替わるように更に構成され、前記逆方向モードにおいて、前記信号発生器は、前記標準モードに対して逆にされている方向に前記シンク電極と前記ソース電極との間に電流を印加する、請求項1に記載の装置。
- 前記処理器は、前記標準モードと前記短絡モードの両方における前記検知電極での前記信号に少なくとも部分的に基づいて第1生体電気インピーダンス測定値を決定し、前記逆方向モードと前記短絡モードの両方における前記検知電極での前記信号に少なくとも部分的に基づいて第2生体電気インピーダンス測定値を決定するように構成されており、前記校正された生体電気インピーダンス測定値は、前記第1生体電気インピーダンス測定値と前記第2生体電気インピーダンス測定値とを組み合わせる、請求項6に記載の装置。
- 前記校正された生体電気インピーダンス測定値は、前記第1生体電気インピーダンス測定値と前記第2生体電気インピーダンス測定値との平均である、請求項7に記載の装置。
- 前記装置は、手首装着型デバイスとして構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1対の刺激電極と通信している電流検知抵抗器を更に備える、請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1対の刺激電極及び前記少なくとも1対の検知電極は、全て乾式電極を備える、請求項1に記載の装置。
- 校正された生体電気インピーダンスを決定する方法であって、前記方法は、
順方向モードにおいて、ソース電極とシンク電極との間に第1電流を印加するステップであって、それにより、第1検知電極及び第2検知電極からの電圧を記憶する、ステップと、
短絡モードにおいて、前記ソース電極と前記シンク電極の両方に同時に第2電流を印加するステップであって、それにより、前記第1検知電極及び前記第2検知電極からの電圧を記憶する、ステップと、
校正された生体電気インピーダンス測定値を出力するステップであって、前記生体電気インピーダンス測定値は、前記順方向モードと前記短絡モードの両方における前記検知電極の前記電圧に少なくとも部分的に基づいている、ステップと、
を含む、方法。 - 前記校正された生体電気インピーダンス測定値を推定するステップが、測定値に少なくとも部分的に基づいて前記校正された生体電気インピーダンス測定値を決定するステップを含み、前記測定値は、前記順方向モードと前記短絡モードの両方における前記第1検知電極と前記第2検知電極との間の電圧差分、前記順方向モードと前記短絡モードとにおける前記第1検知電極での電圧の比、及び前記順方向モードにおける電流検知抵抗器をわたる電流に等しい、請求項12に記載の方法。
- 前記校正された生体電気インピーダンス測定値(Z2)を前記推定するステップは、前記順方向モードにおける前記第1検知電極と前記第2検知電極との差分電圧(βN)から、前記短絡モードにおける前記第1検知電極と前記第2検知電極との差分電圧(βB)に前記順方向モードと前記短絡モードとにおける前記検知電極のうちの1つの入力での電圧の前記比(γN/γB)を乗算したものを減算して、前記順方向モードにおける前記電流検知抵抗器をわたる前記電流(αN/Z6)によって除算するステップを含み、ここに、
Z2=(βN-βB*(γN/γB))/(αN/Z6)
である、請求項13に記載の方法。 - 前記順方向モードと前記短絡モードとの間で自動的に切り換わるステップを更に含む、請求項12に記載の方法。
- 逆方向モードにおいて、前記シンク電極と前記ソース電極との間の電流が前記順方向モードに対して逆にされているように、前記シンク電極と前記ソース電極との間に第3電流を印加するステップと、前記第1検知電極及び前記第2検知電極からの電圧を記憶するステップと、を更に含む、請求項12に記載の方法。
- 前記順方向モードと前記短絡モードの両方における前記検知電極での信号に少なくとも部分的に基づいて第1生体電気インピーダンス測定値を決定するステップと、前記逆方向モードと前記短絡モードの両方における前記検知電極での前記信号に少なくとも部分的に基づいて第2生体電気インピーダンス測定値を決定するステップと、を更に含み、前記校正された生体電気インピーダンス測定値は、前記第1生体電気インピーダンス測定値と前記第2生体電気インピーダンス測定値とを組み合わせる、請求項16に記載の方法。
- 前記校正された生体電気インピーダンス測定値は、前記第1生体電気インピーダンス測定値と前記第2生体電気インピーダンス測定値との平均である、請求項17に記載の方法。
- 電流検知抵抗器を通る電流を測定するステップを更に含む、請求項12に記載の方法。
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