JPH11332842A - 生体信号処理回路 - Google Patents

生体信号処理回路

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JPH11332842A
JPH11332842A JP10145271A JP14527198A JPH11332842A JP H11332842 A JPH11332842 A JP H11332842A JP 10145271 A JP10145271 A JP 10145271A JP 14527198 A JP14527198 A JP 14527198A JP H11332842 A JPH11332842 A JP H11332842A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise
frequency
biological signal
filter
hum
Prior art date
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Pending
Application number
JP10145271A
Other languages
English (en)
Inventor
Katakazu Noda
方和 野田
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Aloka Co Ltd filed Critical Aloka Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生体信号観測装置は商用電源から誘導される
ハムノイズを除去するため、フィルタ切替スイッチを手
動で切り替えて50Hz用又は60Hz用のノイズ除去
フィルタを使用していたが、手動によるスイッチの切替
では、操作する者が、切替し忘れるおそれがあり、忘れ
た場合には、生体信号の誤検出が生じる問題があった。 【解決手段】 50Hz、60Hzの2つのバンドパス
フィルタ32、34に生体信号を通過させてハムノイズ
を抽出する。その大小をコンパレータ36で比較するこ
とによって、ハムノイズの周波数を判別する。選択信号
28をフィルタ選択器26に送り、複数のノイズ除去フ
ィルタ40のうち、周波数に対応したノイズ除去フィル
タを自動的に選択して生体信号からハムノイズを除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体信号処理回路
に関するものであって、特に生体信号に混入する誘導ノ
イズを除去するフィルタを備えた生体信号処理回路に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】心電計は、心筋の活動電流の測定に使用
するものである。このように人体から発せられる低周波
の生体信号を観測する装置としては、他に心音測定装
置、脈波測定装置等がある。
【0003】心電計等が設置されている医療施設には、
一般に商用電源が配設されている。商用電源は、東日本
が50Hz、西日本が60Hzと、地域によって異なる
2種類の周波数が存在する。この商用電源から、50H
z、又は60Hzの誘導ノイズ(以下ハムノイズとい
う)が発生する。
【0004】発生したハムノイズは、前記心電計に代表
される生体信号観測装置に誘導される場合がある。誘導
は入力ケーブル線を通じて直接的に、又は、ベットや被
検者の人体を介して間接的に行われる。特に生体信号
は、低周波であり、同じ低周波のハムノイズと重なるた
め、ハムノイズにより生体信号を誤検出することにな
る。そこで従来は、生体信号の観測装置にノイズ除去フ
ィルタを設けることによってハムノイズを除去してい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この場合、一般には、
生体信号への影響をなるべく少なくするという観点から
50Hz、60Hz用の2種類のハムノイズ除去用フィ
ルタとフィルタ切替スイッチとを設け、生体信号観測装
置のある商用電源周波数に合わせて手動でスイッチを切
り替えていた。
【0006】しかし、手動によるスイッチの切替では、
操作する者が、切替し忘れるおそれがあり、忘れた場合
には、生体信号の誤検出が生じる。また心電計等は、移
動式の診断自動車等に積み込まれる場合もあり、その場
合、1日のうちにスイッチの切替が何度も必要となるこ
ともあり、操作する者にとって煩雑となり不便であっ
た。
【0007】そこで、本発明は、ハムノイズの周波数に
対応するノイズ除去フィルタを自動選択して、ハムノイ
ズを除去することができる回路を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明は、地域によって異なる複数の電源周波数
に対応して設けられ、電源から誘導される電源周波数成
分をもった誘導ノイズを生体信号から除去する複数のノ
イズ除去フィルタと前記生体信号に含まれる誘導ノイズ
の周波数を判別する周波数判別手段と、前記複数のノイ
ズ除去フィルタの中で、判別された周波数に対応するノ
イズ除去フィルタを選択して動作させる制御手段と、を
有することを特徴としている。
【0009】ここで地域によって異なる複数の電源周波
数は、例えば、それぞれ東日本が50Hz、西日本が6
0Hzの商用電源の周波数である。ハムノイズを含む生
体信号は、まず、周波数判別手段に送られ、電源周波数
が判別される。続いて判別された周波数に対応するノイ
ズ除去フィルタが、上記制御手段により、複数のノイズ
除去フィルタの中から選ばれ、選択されたノイズ除去フ
ィルタにより生体信号のノイズが除去される。
【0010】また、望ましくは、前記周波数判別手段
は、生体信号から誘導ノイズを抽出する抽出部と、前記
抽出した誘導ノイズから周波数を判別する判別部と、を
含む。
【0011】また、望ましくは、前記抽出部が、各電源
周波数に対応した複数のバンドパスフィルタであり、前
記判別部が、前記複数のバンドパスフィルタの出力を比
較する比較器である。
【0012】ここで、ハムノイズを含む生体信号が周波
数判別手段に送られると、まず、抽出部にて生体信号か
らハムノイズが抽出される。抽出にはバンドパスフィル
タが用いられる。抽出されたハムノイズは判別部で周波
数が判別される。ハムノイズは電源周波数と一致するバ
ンドパスフィルタにおいて抽出される一方で、電源周波
数と一致しないバンドパスフィルタにおいては、抽出さ
れない。したがってバンドパスフィルタの出力の大小を
比較することで、ハムノイズの周波数が判別される。そ
して、ハムノイズを含む生体信号は、かかる判別結果に
基づきノイズ除去フィルタを選択し動作させる手段によ
り、ハムノイズに対応する周波数のノイズ除去フィルタ
に送られ、生体信号からハムノイズを除去することがで
きる。
【0013】以上の動作により、生体信号に含まれるハ
ムノイズの周波数が自動的に検知され、それに基づいて
ノイズ除去フィルタが選択され、手動によりスイッチを
切り替えることなく正しく生体信号のハムノイズを除去
することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下図面に従って、本発明の実施
の形態を説明する。
【0015】図1は心電計25にハムノイズが誘導され
ている状態を示す概略図である。心電計25は、入力部
15と本体20とからなる。入力部15は心筋の活動電
流を検出するために人体に取り付けられるプローブ3
と、一端が本体20に接続され、もう一端の先端にプロ
ーブ3が取り付けられたケーブル5とからなる。本体2
0は、処理部16、表示処理部17、及び心電図表示部
18からなる。
【0016】被検者1はベッド2に横たわった状態で検
診される。プローブ3が被検者の一方の手と一方の足首
にそれぞれ取り付けられ、プローブ3によって検出され
た生体信号が、ケーブル5を通り本体20に送られる。
ここで処理部16で所定の処理をされた生体信号が表示
処理部17に送られる。処理部16の処理内容は後で述
べる。表示処理部17が生体信号を心電波形として表示
できるように演算処理等を行い、心電図表示部18が心
電波形として生体信号を表示する。
【0017】ハムノイズは、心電計の入力部15に様々
な形で誘導される。例えば、被検者1の人体を介して誘
導されるハムノイズ10、ベッド2を介して誘導される
ハムノイズ12、ケーブル5に直接誘導されるハムノイ
ズ14がある。特に人体がアンテナの役割を果たすた
め、心電信号計測においては人体からハムノイズが誘導
されやすい。生体信号に含まれるこれらのハムノイズを
除去するのが、処理部16の役割である。
【0018】図2は、本発明の実施の形態である処理部
16の回路の一例を示したものである。この例では、2
つのバッファアンプ22、差動アンプ24、フィルタ選
択器26、周波数判別部30、ノイズ除去フィルタ部4
0、及びA/D変換器44からなる。
【0019】図2の左端が生体信号の入力端子46であ
り、ケーブル5に接続している。本実施形態の心電図測
定においては、手首と足首からの生体信号の差分を検出
するため、生体信号は、2本のケーブル5からそれぞれ
送られてくることになる。もちろん入力される生体信号
が2以上の場合でも、本発明は適用可能である。入力端
子46からの生体信号は、バッファアンプ22a、22
bにそれぞれ送られる。ここで、両バッファアンプ22
の役目は、信号源インピーダンスを変換するためにあ
る。生体は高インピーダンスなため、生体からの信号を
観測するためには、受信(入力端子46)も高入力イン
ピーダンスでなければならない。一方、差動アンプ24
で信号を増幅する場合、信号源インピーダンスは低イン
ピーダンスでなければならないため、バッファアンプ2
2a、22bにより、低インピーダンスに変換してい
る。両バッファアンプ22を通過した生体信号は差動ア
ンプ24に送られ、その出力である差分に相当する増幅
された生体信号がフィルタ選択器26に送られる。詳し
くは後で述べるが、フィルタ選択器26は選択信号28
に基づいてノイズ除去フィルタを選択するものであり、
これにより生体信号は商用電源周波数と一致するノイズ
除去フィルタへ送られる。ノイズ除去フィルタによって
ノイズ除去された生体信号は続いて、A/D変換器44
によってデジタル信号に変換処理された後、表示処理部
に送られる。
【0020】一方、バッファアンプ22bを通過した生
体信号は、別に取り出されて周波数判別部30にも送ら
れる。これは、ハムノイズの周波数を判別するためであ
る。
【0021】周波数判別部30は、本実施形態において
は、50Hzバンドパスフィルタ32、60Hzバンド
パスフィルタ34、コンパレータ36からなる。バンド
パスフィルタ32、34は、ある一定周波数帯域のみを
通過させる性質を有するフィルタである。このフィルタ
により、ハムノイズが抽出できる。例えば、生体信号に
50Hzのハムノイズが含まれている場合は、50Hz
バンドパスフィルタ32のみをハムノイズが通過する。
反対に生体信号に60Hzのハムノイズが含まれている
場合には、60Hzバンドパスフィルタ34のみをハム
ノイズが通過することになる。
【0022】したがって、電源周波数と一致する周波数
のバンドパスフィルタを通過した信号の方が、常にハム
ノイズを多く含むため、電源周波数と不一致の周波数の
バンドパスフィルタを通過した信号に比べて、大きな値
を示すことになる。このため、両バンドパスフィルタを
通過した信号の大小をコンパレータ36で比較すれば、
電源周波数すなわちハムノイズの周波数が50Hzなの
か60Hzなのかを判別することができる。なお、ここ
では、2つのバンドパスフィルタを用いたが、1種類の
バンドパスフィルタだけを用いて、特定周波数のハムノ
イズが通過したか否かによる判別を行ってもよい。
【0023】続いて、コンパレータ36は、判別した周
波数(以下判別周波数という)の選択信号28をフィル
タ選択器26に送る。
【0024】前述のフィルタ選択器26には、差動アン
プからの生体信号が送られている。コンパレータ36か
らの選択信号28を受けたフィルタ選択器26は、判別
周波数と一致する周波数用のノイズ除去フィルタを選択
する。選択手段としては、切替スイッチを設けて生体信
号を複数のフィルタに切り替える手段のほか、いずれの
フィルタへも生体信号が流れる構造としておいて、選択
信号によりいずれか一方への連絡を遮断するものでもよ
い。差動アンプ24からの生体信号は、フィルタ選択器
26でフィルタを選択された後、ノイズ除去フィルタ部
40に送られる。このフィルタ選択器26及び周波数判
別部30が設けられたことにより、手動によらないノイ
ズ除去フィルタの切替が可能となった。
【0025】ノイズ除去フィルタ部40は、それぞれ5
0Hz、60Hzのノイズ除去フィルタ38、42から
なる。これらのノイズ除去フィルタはある特定周波数の
みを減衰させる特徴を有するものである。例えば、50
Hz用のノイズ除去フィルタは50Hzのみを減衰させ
る。
【0026】フィルタ選択器26により、50Hzのハ
ムノイズを有する生体信号は、50Hz用のノイズ除去
フィルタへ、60Hzのハムノイズを有する生体信号
は、60Hz用のノイズ除去フィルタへ送られることで
ハムノイズが除去される。ハムノイズが除去された生体
信号はA/D変換器44によってデジタル信号に変換処
理された後、表示処理部へ送られる。
【0027】尚、ノイズ除去フィルタは、必ず複数でな
くてもよく、例えば周波数可変型のノイズ除去フィルタ
を一つ有し、選択信号28に基づいて周波数を可変させ
るようにして使用するものであってもよい。
【0028】
【発明の効果】このように、ハムノイズを含む生体信号
のハムノイズの周波数を判別する手段と、判別周波数に
基づいてノイズ除去フィルタを選択する手段とを用いる
ことにより、ハムノイズに対応したノイズ除去フィルタ
が常に使用されることとなり、手動による切替作業が不
要となり、作業者の煩雑な手続きが解消され、また切替
忘れによる生体信号の誤検知が避けられることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 心電図にハムノイズが誘導される状態を示す
概略図である。
【図2】 本発明の実施形態の一つである生体信号処理
回路の全体図である。
【符号の説明】
22a,22b バッファアンプ、24 差動アンプ、
26 フィルタ選択器、28 選択信号、30 周波数
判別部、32 50Hzバンドパスフィルタ、34 6
0Hzバンドパスフィルタ、36 コンパレータ、40
ノイズ除去フィルタ部、38 50Hzノイズ除去フ
ィルタ、42 60Hzノイズ除去フィルタ、44 A
/D変換器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地域によって異なる複数の電源周波数に
    対応して設けられ、電源から誘導される電源周波数成分
    をもった誘導ノイズを生体信号から除去する複数のノイ
    ズ除去フィルタと、 前記生体信号に含まれる誘導ノイズの周波数を判別する
    周波数判別手段と、 前記複数のノイズ除去フィルタの中で、判別された周波
    数に対応するノイズ除去フィルタを選択して動作させる
    制御手段と、 を有することを特徴とする生体信号処理回路。
  2. 【請求項2】 前記周波数判別手段は、 生体信号から誘導ノイズを抽出する抽出部と、 前記抽出した誘導ノイズから周波数を判別する判別部
    と、 を有することを特徴とする請求項1に記載の生体信号処
    理回路。
  3. 【請求項3】 前記抽出部が、各電源周波数に対応した
    複数のバンドパスフィルタであり、 前記判別部が、前記複数のバンドパスフィルタの出力を
    比較する比較器であることを特徴とする請求項2に記載
    の生体信号処理回路。
JP10145271A 1998-05-27 1998-05-27 生体信号処理回路 Pending JPH11332842A (ja)

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JP10145271A JPH11332842A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 生体信号処理回路

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JP10145271A JPH11332842A (ja) 1998-05-27 1998-05-27 生体信号処理回路

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JPH11332842A true JPH11332842A (ja) 1999-12-07

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ID=15381284

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004089209A1 (ja) * 2003-04-03 2004-10-21 Pioneer Corporation 生体情報検出装置、これに用いる接触部材及び生体情報検出部用塗料
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