(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する生体信号検出用センサーパッドを、生体を横切るように複数配置すると共に、該センサーパッド内の空気圧の変化を感知するセンサーを各々のセンサーパッドに接続し、このセンサーからの出力信号を複数のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換結果を加算手段でリアルタイム加算し、この加算結果を用いて周期算出手段で周期を算出して該算出周期をそのまま外部へとデータ出力し、又は／及び単位時間当りの心拍数・呼吸数・体動数・ゆらぎに変換手段で変換するように構成した生体信号検出装置において、上記複数の生体信号検出用センサーパッドと共に、同様の構成からなる外部振動検出用センサーパッドを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッドには、内部の空気圧の変化を感知するセンサーを接続し、このセンサーからの出力信号をＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換し、前記複数の生体信号検出用センサーパッドのＡ／Ｄ変換結果から外部振動検出用センサーパッドのＡ／Ｄ変換結果を減算手段で減算することで、外部からの振動やノイズを除去することを特徴とする生体信号検出装置。
【請求項２】
生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する生体信号検出用センサーパッドを、生体を横切るように複数配置すると共に、該センサーパッド内の空気圧の変化を感知するセンサーを各々の生体信号検出用センサーパッドに接続し、これらの各センサーからの出力信号をアナログ信号のまま加算手段へと送ってリアルタイム加算し、該加算されたアナログ信号を一個のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換された結果を用いて周期算出手段で周期を算出し、この算出された周期をそのまま外部へとデータ出力し、又は／及び単位時間当りの心拍数・呼吸数・体動数・ゆらぎに変換手段で変換するように構成した生体信号検出装置であって、上記生体信号検出用センサーパッドと共に、同様の構成からなる外部振動検出用センサーパッドを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッドには、内部の音又は／及び空気圧の変化を感知するセンサーを接続し、このセンサーからの出力信号を、アナログ減算回路で減算処理することで、外部からの振動やノイズを除去することを特徴とする生体信号検出装置。
【請求項３】
生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する生体信号検出用センサーパッドを、生体を横切るように複数配置すると共に、該センサーパッド内の空気圧の変化を感知するセンサーを各々のセンサーパッドに接続し、これらのセンサーからの出力信号を、アナログ信号切り替え回路の切り替えタイミングと一個のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換するタイミングと、を同期させることで、複数の生体信号データの内、時間が一致している真の生体信号のみを加算し、反射等の擬似信号やノイズ等のランダムな信号は、加算によって減衰させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の生体信号検出装置。
【請求項４】
前記生体信号検出用センサーパッドと共に、同様の構成からなる外部振動検出用センサーパッドを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッドには、内部の音又は／及び空気圧の変化を感知するセンサーを接続し、このセンサーからの出力信号を、アナログ減算回路で減算処理することで、外部からの振動やノイズを除去することを特徴とする請求項３に記載の生体信号検出装置。
【請求項５】
前記外部振動検出用センサーパッドは、体表面の音又は／及び圧変化を検出するセンサーパッドと同一面に配置し、かつ生体信号の影響を受けない場所に配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項４のいずれかに記載の生体信号検出装置。
【請求項６】
前記外部振動検出用センサーパッドの表面には、錘体を置くことを特徴とする請求項５に記載の生体信号検出装置。
【請求項７】
前記周期算出結果に、絶対時刻と位置情報を付加することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体信号検出装置。
【請求項８】
前記各生体信号検出用センサーパッド又は外部振動検出用センサーパッドは、内部に発泡性樹脂並びに空気を封入させて構成すると共に、これら各センサーパッド内の音又は／及び空気圧の変化は圧電センサーで感知させ、該圧電センサーは、センサーパッド側の空気圧を保持しつつ、他側は大気に開放され、空気封入室側と大気開放側との圧力差を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の生体信号検出装置。
【請求項９】
前記圧電センサーは、空気挿入室側大気側とを連通させる微細な孔を貫通形成し、空気挿入室側のエアーを、抵抗を持たせて抜くように構成したことを特徴とする請求項８に記載の生体信号検出装置。
【請求項１０】
前記センサーパッド内には、板材が配設されていることを特徴とする請求項９に記載の生体信号検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体に非装着かつ非拘束で心拍、呼吸、体動、ゆらぎを検出する生体信号検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の生体信号を検出する装置としては、脳波を検出する脳波計、心電波形を検出する心電計、あるいは筋電波形を検出する筋電計などがある。しかし、これらは生体の電位変化を皮膚に直接に電極を取り付けて検出するものであり、電極の取り付け作業や取り扱いには熱練を要する。また、呼吸状態（呼吸曲線）を検出する呼吸バンド装置などもあるが、体が動くと位置がずれ、測定できないことがある。
【０００３】
このように従来の生体信号検出装置のいずれも、生体の動作を拘束し、肌に直接取り付ける構成であるため、測定中は生体に大きなストレスを与え、且つ連続測定には適さなかった。特に、睡眠時の生体信号検出またはリラックス状態における生体信号の検出には不向きなものであった。
【０００４】
特に、生体が動いた場合は、電極を取り付けた装置に於いても生体信号を検出できない根本的な問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するため、近年では、非装着且つ非拘束で簡単に、生体信号を検出できる生体信号検出装置が提案されている。
【０００６】
しかし、このような近年の生体信号検出装置としては、特許文献１のような可撓性を有する圧電素子を用いたものや、特許文献２のような変形による電極部間の静電容量が変化を検出するセンサーを用いて生体信号を検出するものが提案されている。
【０００７】
また、これらの生体信号検出装置から得られたデータの算出精度を向上させるための発明としては特許文献３が知られている。
【０００８】
ところで、上記圧電素子や静電容量素子のセンサーを備える生体信号検出装置では、体動や呼吸曲線という程度のものしか測定できず、電極を生体に直接装着した場合のような心拍数や呼吸数を正確に測定できる域まで達していない。特に、上記特許文献１のような可撓性を有する圧電素子や、特許文献２のような静電容量素子のセンサーから検出される信号レベルは非常に低いため、温度やノイズによる変動に影響を受けやすく、生体に対してセンサーの配置場所を工夫しないと検出が難しい。
【０００９】
また、センサーが棒状で長い一本の形状であるため、生体各所の血管や臓器からの様々な惰報や反射した擬似信号を同時に検出してしまうため、この信号の中から正確な生体情報を検出することは非常に難しい。
【００１０】
さらに、上記形式のセンサーでは、性別や体型および年齢差によっても位置やレベルで検出される信号に差が生じ、正確な生体情報を検出するためには測定の度にセンサーの配置や信号レベルを調整する必要があった。
【００１１】
またさらに、上記形式のセンサーを用いて確実な計測をするためには、測定開始の都度ゼロ点調整や環境温度を一定にする等、大掛かりな装置となり使用する上でも煩わしかった。
【００１２】
そしてまた、特許文献２の請求項２に記述されているような物質を充填した密封容器を棒状に形成したセンサーの場合、充填物質によってセンサーの応答が遅くなり、特に高域成分が検出できなかったり、大きな圧力がかかった場合の物質漏れや密閉された物質の経時変化への対処など、多くの課題を有し、製品化する上には多くの問題がある。
【００１３】
さらに、特許文献３は、複数チャンネルのセンサーを用いて呼吸数、心拍数の算出精度を向上させる発明であるが、各チャンネル毎の５秒分のデータから心拍数と呼吸数の周期計算した結果と、新たに入カされるチャンネル５秒分のデータを待って平均値を算出する方法が用いられているため、心拍数の場合、この手段では少なくとも１０秒以上の算出計算時間を必要とし、また、呼吸数の算出の場合には少なくとも３０秒以上の算出計算時間が必要で、最初の算出に時間がかかってしまう問題があった。さらには、一度検出不能に陥るとその度にデータ欠落が生じてしまい、長時間を要する生体情報の測定には大きな問題があった。
【００１４】
また、上記特許文献３は、各チャンネル５秒分のデータを加算して呼吸数、心拍数の算出精度を向上させるように構成されているが、体動などによる大出力がセンサーに生じた場合、それを検出して加算チャンネルから除外する手法を用いているため、体が動く度にセンサーからの検出信号が５秒間無くなり、周期を算出することができなくなってしまうという問題や加算するデータの相関性に問題を有していた。
【００１５】
また、体動情報は睡眠状態を計測する上で、重要な生体情報であるため、体動数を検出する重要性が近年増しているが、上記従来の各装置では体動のデータを検出することが難しいだけでなく、体動が起こると長時間に渡って呼吸や心拍を検出できなくなってしまう問題があった。
【００１６】
この問題は、睡眠時の生体信号検出等を行う際、レム状態には体を動かす回数も多いため、従来の手段や装置では算出ができず計測情報に多くの情報欠落が生じてしまう。
【００１７】
以上のように上記従来の生体情報検出装置は、生体の状況に合わせてセンサーの位置を微妙に調整し、且つ生体は安静状態で固定された寝具等を用いた時に初めて有効な手段であり、体が動いたり、自動車内のように外部からの振動を有する環境下では正確な計測をすることは、技術的に不可能であった。勿論、体動数も検出することができなかった。また、従来の各装置は、温度等の環境条件に影響を受けやすいため誰でも簡単に利用できる装置ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特許第３１２５２９３号公報
【特許文献２】特許第３１３１２９３号公報
【特許文献３】特許第２７９５１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、上記従来および近年の生体信号検出装置が有する問題点を悉く解決することができ、非装着、旦つ非拘束で、生体の個体差や体動による影響および環境や外部からのノイズの影響を受けず、正確な心拍数、呼吸数、体動及びゆらぎ等の生体情報をデータ出力し、又は測定することができる生体信号検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の生体信号検出装置は、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する生体信号検出用センサーパッドを、生体を横切るように複数配置すると共に、該センサーパッド内の空気圧の変化を感知するセンサーを各々のセンサーパッドに接続し、このセンサーからの出力信号を複数のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換結果を加算手段でリアルタイム加算し、この加算結果を用いて周期算出手段で周期を算出して該算出周期をそのまま外部へとデータ出力し、又は／及び単位時間当りの心拍数・呼吸数・体動数・ゆらぎに変換手段で変換するように構成した生体信号検出装置において、上記複数の生体信号検出用センサーパッドと共に、同様の構成からなる外部振動検出用センサーパッドを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッドには、内部の空気圧の変化を感知するセンサーを接続し、このセンサーからの出力信号をＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換し、前記複数の生体信号検出用センサーパッドのＡ／Ｄ変換結果から外部振動検出用センサーパッドのＡ／Ｄ変換結果を減算手段で減算することで、外部からの振動やノイズを除去することを特徴とする。
【００２１】
尚、この明細書において、「周期」とは、心電図のＲＲ間隔のように繰り返される生体信号波形の周期を意味する。
【００２２】
また、この明細書において「体動」とは、体を動かすことによって生じる音又は／及び体表面の圧力変化を意味する。
【００２３】
また、この明細書において「ゆらぎ」とは、上記周期の変動を意味する。２４時間の周期で繰り返されるリズムはサーカディアンリズムと呼ばれる。分、時、日、週、月、年、一生の周期変動も本発明でいう「ゆらぎ」に含まれる。
【００２４】
また、この明細書において「心音」とは、心拍１周期ごとに聞こえる心臓の音であり、心拍と周期は一致している。
【００２５】
さらに、この明細書において「リアルタイム加算」とは、メモリー回路等に一定時間分のＡ／Ｄ変換データを蓄えた後、データを取り出して利用することなく常時データを、加算処理することをいう。
【００２６】
また、この明細書において「そのまま外部へとデータ出力する」とは、単位時間当りの周期回数に変換することなく、算出された周期を、何らの加工を加えることなくＦＤやＣＤ等の公知の記録媒体に記録保存したり、通信手段で送信して外部保存媒体に記録保存することをいう。
【００２７】
次に、請求項２に記載の生体信号検出装置は、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する生体信号検出用センサーパッドを、生体を横切るように複数配置すると共に、該センサーパッド内の空気圧の変化を感知するセンサーを各々の生体信号検出用センサーパッドに接続し、これらの各センサーからの出力信号をアナログ信号のまま加算手段へと送ってリアルタイム加算し、該加算されたアナログ信号を一個のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換された結果を用いて周期算出手段で周期を算出し、この算出された周期をそのまま外部へとデータ出力し、又は／及び単位時間当りの心拍数・呼吸数・体動数・ゆらぎに変換手段で変換するように構成した生体信号検出装置であって、上記生体信号検出用センサーパッドと共に、同様の構成からなる外部振動検出用センサーパッドを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッドには、内部の音又は／及び空気圧の変化を感知するセンサーを接続し、このセンサーからの出力信号を、アナログ減算回路で減算処理することで、外部からの振動やノイズを除去することを特徴とする。
【００２８】
請求項３に記載の生体信号検出装置は、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する生体信号検出用センサーパッドを、生体を横切るように複数配置すると共に、該センサーパッド内の空気圧の変化を感知するセンサーを各々のセンサーパッドに接続し、これらのセンサーからの出力信号を、アナログ信号切り替え回路の切り替えタイミングと一個のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換するタイミングと、を同期させることで、複数の生体信号データの内、時間が一致している真の生体信号のみを加算し、反射等の擬似信号やノイズ等のランダムな信号は、加算によって減衰させるように構成したことを特徴とする。
【００２９】
この場合、Ａ／Ｄ変換回路のサンプリング周波数とアナログ信号切り替え回路の切り替えは、（生体信号の最高生体周波数成分×２倍の周波数×チャンネル数）の周波数以上を用いることで、微妙な時間ずれによる誤差は、生体信号成分に比べて無視できるレベルとすることができる。
【００３０】
即ち、生体信号成分で最も高い周波数成分を持つものは心臓から発せられる心音であり、例えば、心音に含まれる周波数成分を１０Ｈｚとし、チャンネル数を４とするとサンプリング周波数は、
１０×２×４＝８０Ｈｚ
以上となり、一般的な心拍の基本周期を１ＨｚとするとＡ／Ｄ変換とアナログ信号切り替え周波数は、８０倍以上のサンプリングレートとなり、微妙な時間ずれによる誤差は無視できるレベルとすることができる。また、呼吸は心拍に比べてさらに遅い信号になるため、誤差はさらに少なくなる。
【００３１】
また、請求項４に記載の生体信号検出装置は、請求項３に記載の生体信号検出装置を技術的前提とし、前記生体信号検出用センサーパッドと共に、同様の構成からなる外部振動検出用センサーパッドを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッドには、内部の音又は／及び空気圧の変化を感知するセンサーを接続し、このセンサーからの出力信号を、アナログ減算回路で減算処理することで、外部からの振動やノイズを除去することを特徴とする。
【００３２】
請求項５に記載の生体信号検出装置は、請求項１又は請求項２又は請求項４のいずれかに記載の生体信号検出装置を技術的前提とし、前記外部振動検出用センサーパッドは、体表面の音又は／及び圧変化を検出するセンサーパッドと同一面に配置し、かつ生体信号の影響を受けない場所に配置したことを特徴とする。
【００３３】
例えば、目的とする生体信号をベッド上で計測する場合、前記外部振動検出用センサーパッドは生体が直接当らない場所、例えば足の付近や頭より上の位置に置くことが望ましい。また、計測する場所が椅子の場合は、同一面が限られるため、尻部が当らない背もたれの下や裏側に配置することで外部振動を検出することができる。勿論、万一、天地を逆に配置した場合は振動位相が逆転するので補正をする必要がある。
【００３４】
また、請求項６に記載の生体信号検出装置は、請求項５に記載の生体信号検出装置を技術的前提とし、前記外部振動検出用センサーパッドの表面には、錘体を置くことを特徴とする。
【００３５】
請求項７に記載の生体信号検出装置は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体信号検出装置を技術的前提とし、前記周期算出結果に、絶対時刻と位置情報を付加することを特徴とする。
【００３６】
請求項８に記載の生体信号検出装置は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の生体信号検出装置を技術的前提とし、前記各生体信号検出用センサーパッド又は外部振動検出用センサーパッドは、内部に発泡性樹脂並びに空気を封入させて構成すると共に、これら各センサーパッド内の音又は／及び空気圧の変化は圧電センサーで感知させ、該圧電センサーは、センサーパッド側の空気圧を保持しつつ、他側は大気に開放され、空気封入室側と大気開放側との圧力差を検知することを特徴とする。
【００３７】
請求項９に記載の生体信号検出装置は、請求項８に記載の生体信号検出装置を技術的前提とし、前記圧電センサーは、空気挿入室側大気側とを連通させる微細な孔を貫通形成し、空気挿入室側のエアーを、抵抗を持たせて抜くように構成したことを特徴とする。
【００３８】
請求項１０に記載の生体信号検出装置は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の生体信号検出装置を技術的前提とし、前記センサーパッド内には、板材が配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
請求項１に記載の生体信号検出装置は、以上説明したように、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する生体信号検出用センサーパッドを、生体を横切るように複数配置すると共に、該センサーパッド内の空気圧の変化を感知するセンサーを各々のセンサーパッドに接続し、このセンサーからの出力信号を複数のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換結果を加算手段でリアルタイム加算し、この加算結果を用いて周期算出手段で周期を算出して該算出周期をそのまま外部へとデータ出力し、又は／及び単位時間当りの心拍数・呼吸数・体動数・ゆらぎに変換手段で変換するように構成したので、時間の遅れなく生体の各所で発生している生体情報の中から本物の生体信号を瞬時に検出することができる。
【００４０】
生体信号の発生源は本来ひとつであるにも関わらず、血管や骨等を伝わって生体内部では各所で多くの擬似信号と生体活動によるノイズが発生している。この発明では、これらの擬似信号とノイズの中から真の生体信号を、上記構成から取り出すため、複数のセンサーから採取される生体信号の値を、記憶装置を用いることなく、リアルタイムで常時加算することによって、生体の各所で発生している生体情報の中から本物の生体信号を取り出し、結果として生体信号の周期算出精度を向上させることができる。
【００４１】
特に、心拍や呼吸などの生体信号は、我々が利用している時計の周期とは無関係な自律的周期を持って活動しており、基本的に相関性がないため、一定時間計測データを保存し比較する方法では真の生体信号を抽出することはむずかしい。
【００４２】
このため、この発明にあっては、一定時間計測データを保存し比較するためのタイマー回路やメモリー回路を使用せず、複数の生体信号をリアルタイムで常時加算する手段を用いて相関性のある真の生体信号を抽出することができ、かつ待ち時間なく必要とされる必要な生体情報を正確に出力したり表示することができる。
【００４３】
また、この発明にあっては、計測中に体を動かすことによって生じる大きな体動信号も、この手段で軽減することもできる。
【００４４】
さらに、請求項１に記載の生体信号検出装置は、複数のセンサーパッドとは別に独立したセンサーパッドを生体が直接触れない場所に配置し、そこから得られるセンサー出力を他のセンサー出力からリアルタイムで常時減算することで、外部からの振動とノイズを除去しクリアな生体信号を検出するため、結果として生体情報の算出精度を高めることができ、今までの装置では測定が不可能だった外来のノイズや振動が存在する自動車乗車中であっても、周期データを出力したり、呼吸数・心拍数・体動数・ゆらぎデータを正確に計測し検出することができる。
【００４５】
請求項２に記載の生体信号検出装置は、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する生体信号検出用センサーパッドを、生体を横切るように複数配置すると共に、該センサーパッド内の空気圧の変化を感知するセンサーを各々の生体信号検出用センサーパッドに接続し、これらの各センサーからの出力信号をアナログ信号のまま加算手段へと送ってリアルタイム加算し、該加算されたアナログ信号を一個のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換された結果を用いて周期算出手段で周期を算出し、この算出された周期をそのまま外部へとデータ出力し、又は／及び単位時間当りの心拍数・呼吸数・体動数・ゆらぎに変換手段で変換するように構成したので、複数の生体信号データをアナログ信号のまま加算処理することができ、複数チャンネル分必要であった高価なＡ／Ｄ変換回路と周辺回路を一個にすることができ、同時にメモリー回路も不要にでき、回路全体を簡略化し低コストで装置を実現することができる。また、複数の生体信号データを生データのままリアルタイムで加算を行うことで、時間遅れがなく常に時間が一致している本物の生体信号のみが加算され、反射等の擬似信号やノイズ等のランダムな信号は、複数の生体信号データ間で時間のずれがあるものは、加算によって減衰されるので、正確に真の生体信号を検出することができる。また、メモリーを使用していないため一定時間を待つ必要が無く、リアルタイムで常時加算する手段を用いているため、必要とされる生体信号の周期計算や情報処理に時間がかからないため、待ち時間無く迅速に該情報を出力したり表示することもができる。
【００４６】
また、請求項２に記載の生体信号検出装置は、前記生体信号検出用センサーパッドと共に、同様の構成からなる外部振動検出用センサーパッドを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッドには、内部の音又は／及び空気圧の変化を感知するセンサーを接続し、このセンサーからの出力信号を、アナログ減算回路で減算処理することで、外部からの振動やノイズを除去するように構成したので、外部からの影響を除去または軽減することができ、複数のセンサーパッドとは、別に独立したセンサーパッドを生体が直接触れない場所に配置し、そこから得られるセンサー出力を他のセンサー出力からリアルタイムで常時減算することで外部からの振動とノイズを除去しクリアな生体信号を検出するため、結果として生体情報の算出精度を高めることができ、今までの装置では測定が不可能だった外来のノイズや振動が存在する自動車乗車中であっても、呼吸数・心拍数・体動数・ゆらぎデータを正確に計測し検出することができる。
【００４７】
請求項３に記載の生体信号検出装置は、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する生体信号検出用センサーパッドを、生体を横切るように複数配置すると共に、該センサーパッド内の空気圧の変化を感知するセンサーを各々のセンサーパッドに接続し、これらのセンサーからの出力信号を、アナログ信号切り替え回路の切り替えタイミングと一個のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換するタイミングと、を同期させることで、複数の生体信号データの内、時間が一致している真の生体信号のみを加算し、反射等の擬似信号やノイズ等のランダムな信号は、加算によって減衰させるように構成したので、高価なＡ／Ｄ変換回路を一個とし、アナログ加減算回路も省略することで、回路全体を簡略化し、低コストで装置を提供することができる。
【００４８】
勿論、生体信号に比べ十分高い周波数、例えば８０Ｈｚ（最生体信号周波数×２倍の周波数×チャンネル数）より高い周波数を用いてＡ／Ｄ変換のサンプリングとタイミングの切り替えを行うことで、各チャンネルの生体信号はゆっくりとした信号（最高でも１０Ｈｚ以下）であるため、このずれは無視できる範囲であり、その結果、生体信号の検出精度を保ちながら、低コストで簡単な回路と部品で本装置を実現できる。
【００４９】
請求項４に記載の生体信号検出装置は、前記複数の生体信号検出用センサーパッドと共に、同様の構成からなる外部振動検出用センサーパッドを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッドには、内部の音又は／及び空気圧の変化を感知するセンサーを接続し、このセンサーからの出力信号を、アナログ信号切り替え回路で順次切り替え、Ａ／Ｄ変換した後、減算処理することで、外部からの振動やノイズを除去するように構成したので、体表面の音又は／及び圧変化を検出するセンサーパッドと同一条件下で外部振動及び外来ノイズを検出することが可能になり、外部からのノイズを確実に除去することができ、結果として生体情報の算出精度をより高めることができ、今までの装置では測定が不可能だった外来のノイズや振動が存在する自動車乗車中であっても、周期データを出力したり、呼吸数・心拍数・体動数・ゆらぎデータを正確に計測し検出することができる。
【００５０】
請求項５に記載の生体信号検出装置は、前記外部振動検出用センサーパッドは、体表面の音又は／及び圧変化を検出するセンサーパッドと同一面に配置し、かつ生体信号の影響を受けない場所に配置したことで、減算処理に用いる外部振動や外来のノイズを同一条件で正確に検出し、結果として外部振動や外来ノイズを除去することができる。
【００５１】
請求項６に記載の生体信号検出装置は、前記外部振動検出用センサーパッドの表面に、錘体を置くことで、生体信号の無い生体（ダミー）をセンサーパッドの上に置いたと同様の効果となり、センサーの感度が高くなり、減算処理に用いる外部からの振動やノイズ信号をより高感度で検出し、結果として外部振動や外来ノイズを除去することができる。
【００５２】
請求項７に記載の生体信号検出装置は、前記周期算出結果に、絶対時刻（Ｙ・Ｄ・Ｈ・Ｍ・Ｓ）と位置データ（ＧＰＳ情報等）を付加したので、生体信号の検出位置と時刻を同時に知ることができ、生体情報と同時に、必要なデータを保存することができる。車両等で移動中の生体信号の検出や測定に利用することができたり、別な場所で、複数の実験を同時に行う場合など、開始時間を一致させることができ測定がより効率的になる。
【００５３】
請求項８に記載の生体信号検出装置は、前記各生体信号検出用センサーパッド又は外部振動検出用センサーパッドは、内部に発泡性樹脂並びに空気を封入させて構成すると共に、これら各センサーパッド内の音又は／及び空気圧の変化は圧電センサーで感知させ、該圧電センサーは、センサーパッド側の空気圧を保持しつつ、他側は大気に開放され、空気封入室側と大気開放側との圧力差を検知するように構成したので、空気挿入室側と大気開放側との圧力差を利用して高出力・高感度且つ応答速度の速い信号検出を実現することができる。また、高出力レベル信号のため、ノイズに強く複雑な温度補正や利得補正も不要となり、設置場所を選ぶ必要も無く低コストで取り扱いが簡単な生体信号装置を実現することができる。
【００５４】
請求項９に記載の生体信号検出装置は、前記圧電センサーは、空気挿入室側大気側とを連通させる微細な孔を貫通形成し、空気挿入室側のエアーを抵抗を持たせて抜けるように構成したことで、密封構造のセンサーパッドを用いず、発泡性樹脂の自己反発力を利用して常に安定した圧力をセンサーに送ることができる。また、密封構造でないため大圧力による破裂や漏れの心配が無く構造的にも安価で安全な生体信号装置を実現できる。
【００５５】
請求項１０に記載の生体信号検出装置は、前記センサーパッド内に、板材を挿入することで、生体信号検出の感度を上げることができる。例えば、ベットや椅子の材料が柔らかかった場合による影響を防ぎ、高出力で安定した生体信号出力を得ることができ、センサーパッドの設置場所もより自由になる。この板材は、平板或は傾斜面を持つ板を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の生体信号検出装置の概略的な構成を示す説明図である。
【図２】図１の装置を側面から見た同センサーパッドの配置例を示す説明図である。
【図３】同生体信号検出装置に用いられるセンサーパッドの構成を示す説明図である。
【図４】同センサーパッドの図３Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】この発明の実施例１に係る生体信号検出装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施例２に係る生体信号検出装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施例３に係る生体信号検出装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、本発明を実施するための最良の形態例を、添付図面を用いて説明する。
【００５８】
〔実施例１〕
この実施例１に係る生体信号検出装置１は、図１乃至図５に示すように、内部に発泡性樹脂並びに空気が封入され、例えば寝具に配設され就寝者の生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出するセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを、生体１Ａを横切るように複数、独立させて配置すると共に、該センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ内の空気圧の変化を感知するセンサー（例えば圧電センサー）３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄをこれらのセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに接続し、このセンサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄからの出力信号を信号処理回路４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄで処理し、該処理された信号を、４個のＡ／Ｄ変換回路５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５ＤでＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換結果を加減算回路６で加算し、該加減算回路６における加算結果を用いて周期算出回路７で周期を算出し、該周期算出回路７で算出された周期を生体情報処理回路８で単位時間当りの心拍数・呼吸数・体動数やゆらぎデータに変換した後、これらの生体情報に位置や時刻などのＧＰＳ情報を加えてデータ保存回路１２で保存するように構成されている。勿論、単位時間当りデータに変換せずに、周期データを出力信号として用いることもある。
【００５９】
また、センサーとしては、圧電センサーをこの実施例では用いているが、公知の各種空気圧の変化や音を電気に変換できるセンサー例えば、圧力センサー、ピエゾ素子、マイクロホン、振動センサー等を用いることができる。
【００６０】
尚、図１中、符号４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅは、この例では、信号増幅アンプ及び周波数フィルターからなる信号処理回路であるが、センサーの種類や信号によっては信号増幅のみで処理される場合や信号の内容によっては各々の回路が必要ない場合もある。
【００６１】
また、本生体信号検出装置１は、上記構成に加え、生体情報を表示するためのデータ表示回路１１と、コンピュータとインターフェースするためのコンピュータインターフェース回路１０と、データを回線を介して送信するデータ通信回路９と、から構成されている。
【００６２】
データ保存回路１２は、メモリーやハードディスクに加え交換可能なメディア１２Ａ（ＳＤメモリーカード等）が接続され外部に取り出すこともできる。
【００６３】
また、この実施例１では、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する上記４個のセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと共に、同様の構成からなる１個または複数の外部振動ノイズ検出用センサーパッド２Ｅを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッド２Ｅは、内部に発泡性樹脂並びに空気が封入され、該外部振動検出用センサーパッド２Ｅ内の空気圧の変化を感知する圧電センサー３Ｅに接続し、この圧電センサー３Ｅからの出力信号は、信号処理回路４Ｅにより信号処理された後、Ａ／Ｄ変換回路５ＥでＡ／Ｄ変換され、上記４個のセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２ＤのＡ／Ｄ変換結果から外部振動検出用センサーパッド２Ｅが検出したＡ／Ｄ変換結果を同期させて加減算回路６で減算することで、外部からの振動やノイズを除去するように構成されている。
【００６４】
この外部振動検出用センサーパッド２Ｅは、体表面の圧変化を検出するセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと同一面に配置し、生体信号の影響を受けない場所、例えば、図１及び図２に示すように足元から離れた場所に配置される。
【００６５】
尚、該外部振動検出用センサーパッド２Ｅの表面には、板状の錘体２Ｚを置くことで、よりクリアな外部振動及びノイズを検出することができる。
【００６６】
この錘体２Ｚは、単位面積あたりの加重を、人間の標準体重と等しくすることより効果的に外部からの振動及びノイズを検出することができる。
【００６７】
ところで、上記センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの配置は、寝具の場合には肩部分（２Ａ）・胸部分（２Ｂ）・腰部分（２Ｃ）・尻部分（２Ｄ）に配置するのが望ましいが、椅子の場合には太ももの下・尻分部・腰・胸部分に配置するのが望ましい。
【００６８】
この実施例１に用いられるセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅには、図３乃至図４に示すように、発泡ウレタン樹脂２２が充填されており、センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅ内を一定の膨張状態を保つように構成されていると共に、センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅが外力により変形した後、該外力が作用しなくなったときに、素早く元の膨張状態に復元するように作用する。
【００６９】
また、上記センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅは、図４に示すように、平面形状が２枚の表皮２３，２４で形成された矩形の袋状体で構成されており、その気密性が保持されるように、両表皮２３，２４の周縁部が気密性を保持できる接着剤または超音波接着で貼合されて形成されている。尚、このセンサーパッド２１の表皮２３，２４は、例えば、ゴムや軟質合成樹脂等の気密性に優れた材質を用いるのが望ましく、また、より気密性を高めるためには、複数層で形成するのが望ましい。
【００７０】
さらに、上記センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの内部には、図４に示すように、硬質の板材２８が配置され、この板材２８は、一方向に厚さ寸法が減少する楔状に形成されている。勿論、この板材２８は、平板であっても構わない。このように構成することで、センサーパッド２１を、例えば、寝具と身体との間に配置した場合には、該センサーパッド２１の可動側（表皮側）が身体側に配置されるので、心臓の心音や呼吸による体表面の変化に伴う空気の圧力変化をセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄで確実に採取することができ、その結果、センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの感度を良好なものとすることができると共に、該センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを寝具と身体の間に挿入して身体に装着した場合、該センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの可動側は、凹凸がある身体部分であっても、上記板材２８によって可動側が身体方向に自然に押し付けられて身体に密着するので、心音及び／又は呼吸波形の検出感度をより向上させることができる。勿論、上記センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄとベット４または椅子との間に薄い板状のシート（図示せず）を介装することで生体信号の検出感度を上げ、より正確な計測を行うことができる。
【００７１】
また、図３に示すように、圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅのセンサーパッド側２４Ａを気密に保持し、他側２４Ｂは大気に開放するように構成することで、空気封入室側と大気側とで圧力差が生じるように構成し、センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ加えられる生体１Ａの心音や呼吸による微妙な圧力変化を確実に圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄへと伝えることができるので、心拍信号及び／又は呼吸信号を高出力で抽出することができる。
【００７２】
また、センサーパッド２Ｅに加えられる外部からの振動やノイズの微妙な圧力変化は、外部振動用圧電センサー３Ｅへと伝えられるので、生体信号検出に邪魔となる外部振動と外来ノイズ成分を高出力で検出することができる。
【００７３】
この外部振動及びノイズ検出用センサーパッドとセンサーは複数個用いて各所の振動及びノイズを検出する方法はさらに有効である。
【００７４】
さらに、上記説明では、圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅのセンサーパッド側２４Ａを、気密を保持するように構成した場合を例にとり説明したが、圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅが取り付けられたセンサ部２４Ｃの空気封入室側と大気側とを連通させる微細な孔２４Ｄを貫通形成し、空気封入室側のエアーを、抵抗を持たせて抜けるように構成することで、押圧され収縮した発泡ウレタン樹脂２２が、気密状態では元に戻らなくなるのを防止することができ、スムーズにセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び２Ｅの膨らみ状態を元の状態に復帰させることができる。
【００７５】
そして、この実施例１では、上記したように、圧電素子２４は、上記パイプ２５の先端部に連通接続されたセンサ部２４Ｃの室内２４Ｆに配設されており、上記室内を形成する底部２４Ｅに開設されてなる穴部２４Ｂを、接着剤等を介して閉塞するように取り付けられている。勿論、オーリング等を用いて閉塞するとさらに良い結果が得られる。
【００７６】
このようにして検出された同センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄで検出された生体信号とセンサーパッド２Ｅで検出された外部振動及びノイズ成分の信号は、図５に示すように、信号の周波数成分に応じて増幅アンプと周波数フィルターからなる信号処理回路４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄで処理され、該処理された信号は、４個のＡ／Ｄ変換回路５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５ＥでＡ／Ｄ変換されてデジタル信号化され、このＡ／Ｄ変換結果を加減算回路６で加減算処理され、該加減算回路６における加減算結果を用いて周期算出回路７で周期を算出し、該周期算出回路７で算出された周期を、生体情報処理回路８により周期データ出力又は／及び単位時間当りの心拍数・呼吸数・体動数・ゆらぎデータに変換される。
【００７７】
また、上記Ａ／Ｄ変換回路５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅは、変換開始トリガーを同期信号発生回路１５から同時に受けて変換し、結果を加減算回路６に出力し、その計算結果を上記周期算出回路７に出力する。Ａ／Ｄ変換回路５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５ＤでＡ／Ｄ変換された生体信号成分からＡ／Ｄ変換回路５Ｅで変換された外部振動及びノイズ成分の変換結果を減算することで外部振動及びノイズの影響を除去するとともに、Ａ／Ｄ変換回路５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５ＤでＡ／Ｄ変換された生体信号成分は、加算することで不要な擬似信号を除去し生体信号のみを検出することができる。勿論、加算減算の順序はどちらでも良い。
【００７８】
周期算出回路７は、心拍及び呼吸の周期を算出し、生体情報処理回路８で心拍・呼吸数・体動数・ゆらぎ情報に変換される。
【００７９】
また、上記同期信号発生回路１５には、ＧＰＳ情報等の位置や高度情報と絶対時刻情報を出力する位置・時刻発生回路１４が接続されており、生体データのＡ／Ｄ変換の同期信号以外にも、生体情報処理８に接続して基準時間に使用したり、データ保存時刻の情報や位置情報にも使用する。
【００８０】
尚、上記生体信号の周期算出は、本発明者が先に国際出願（ＰＣＴ／ＪＰ０３／１６１８５及びＰＣＴ／ＪＰ０３／０５７１１）をした明細書に、その構成及び手順を記した方法と同様であるので、その詳細な説明をここでは省略する。
【００８１】
以上説明したように、この実施例１に係る生体信号検出装置１は、４個の生体信号データを常時同期させてリアルタイムで加算を行うことで、時間が一致している真の生体信号のみが加算され、反射などの擬似信号やノイズなどのランダム信号は４個の生体信号データ間で時間のずれ（位相差）があるため、加算によって減衰される。即ち、４個のセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを使い加算した場合は、真の生体信号は４倍になり、他の信号は１／４のレベルとすることができる。
【００８２】
また、体が動くことによって出力される飽和信号（大信号）は、体全体で同時に起こることは稀であり、複数の生体信号データを常時同期して加算することで、この飽和信号を減少させることもできる。例えば、４個のセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを使用して生体信号検出を行う場合、圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄのうちの一つのセンサーに体動による大出力が生じても、他のセンサーにはこの信号が出力されないので、これを加算することで１／４のレベルとすることができ、生体信号を検出するのに有害な体動による大出力をすばやく抑えることができる。
【００８３】
〔実施例２〕
図６は、この発明の実施例２に係る生体信号検出装置１を示しており、該生体信号検出装置１は、圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄからの出力信号をデジタル信号に変換することなく、アナログ信号のまま加算する加減算処理するように構成した他は、他の構成及び作用は、実施例１と同様であるので、実施例１と同様な構成部分については、実施例１と同一の符号を付して、その詳細な説明をここでは省略する。
【００８４】
即ち、この実施例２に係る生体信号検出装置１は、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出するセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと、該センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ内の空気圧の変化を感知する圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、これらの圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄからの出力信号をアナログ信号のまま加算するアナログ加減算回路１６と、該アナログ加減算回路１６からの信号をＡ／Ｄ変換する一個のＡ／Ｄ変換回路６と、このＡ／Ｄ変換結果を用いて周期を計算する周期算出回路７と、該周期算出回路７で算出された周期を単位時間当りの心拍数・呼吸数・体動数やゆらぎ情報等に変換する生体情報処理回路８と、これらの生体情報を保存するデータ保存回路１２と、生体情報を表示するためのデータ表示回路１１と、コンピュータとインターフェースするためのコンピュータインターフェース回路１０と、データを回線を介して送信するデータ通信回路９と、から構成されている。データ保存回路１２は、メモリーやハードディスクに加え交換可能なメディア１２Ａ（ＳＤメモリーカード等）が接続され外部に取り出すこともできる。
【００８５】
このように、この実施例２に係る生体信号検出装置１では、複数の生体信号をアナログ信号のまま加算処理するように構成したので、実施例１では複数チャンネル分必要であったＡ／Ｄ変換回路を一つにすることができ、回路を簡略化し低コストで装置を実現することができる。また、複数の生体信号を簡単に完全に同期させて常時リアルタイムで加算することで、時間が一致している本物の生体信号のみがプラスされ、体内の反射による擬似信号やノイズ等のランダムな信号は、複数の生体信号データ間で時間のずれ（位相ずれ）があるため、アナログ信号に於いても加算によって減衰されることは実施例１と同様である。
【００８６】
勿論、この実施例２でも、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する上記４個のセンサーパッドと共に、同様の構成からなる１個または複数の外部振動及びノイズ検出用センサーパッド２Ｅを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッド２Ｅで検出された信号も、上記と同様に、アナログ信号のまま減算するアナログ加減算回路１６によって同期させて常時リアルタイムで減算することで、外部からの振動やノイズを除去し、クリアな生体信号を得ることができる。
【００８７】
また、ＧＰＳ情報等の位置や高度情報と絶対時刻情報を出力する位置・時刻発生回路１３が接続されており、生体データのＡ／Ｄ変換の同期信号以外にも、生体情報処理８に接続して基準時間に使用したり、データ保存時刻の情報や位置情報にも使用することは実施例１と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００８８】
〔実施例３〕
図７は、この発明の実施例３に係る生体信号検出装置１を示しており、この実施例３に係る生体信号検出装置１は、一個のＡ／Ｄ変換回路を用いて、Ａ／Ｄ変換するタイミングとアナログ信号切り替え回路とを同期させることで、複数の生体信号データを加算し、時間が一致している真の生体信号のみを加算し、反射等の擬似信号やノイズ等のランダムな信号は、加算によって減衰するように構成している。
【００８９】
即ち、アナログ信号切り替え回路１７で各圧電センサー３Ａ乃至３Ｄ毎に
最高生体周波数×２倍の周波数×チャンネル数
以上の周波数を用いてＡ／Ｄ変換のサンプリングレートと切り替えタイミングを同期（ずらす）させるように構成した他は、他の構成及び作用は、実施例１又は実施例２と同様であるので、実施例１又は実施例２と同様な構成部分については、実施例１又は実施例２と同一の符号を付して、その詳細な説明をここでは省略する。
【００９０】
即ち、この実施例３に係る生体信号検出装置１は、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出するセンサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと、該センサーパッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ内の空気圧の変化を感知する圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、これらの圧電センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄからの出力信号を、信号処理回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄを介して、アナログ信号切り替え回路１７と、１個のＡ／Ｄ変換回路５と、このＡ／Ｄ変換結果を加減算処理する加減算回路６と、この加減算処理されたＡ／Ｄ変換結果を用いて周期を計算する周期算出回路７と、該周期算出回路７で算出された周期を単位時間当りの心拍・呼吸数・体動数やゆらぎデータ等に変換する生体情報処理回路８と、生体情報を表示するためのデータ表示回路１１と、これらの生体情報を保存するデータ保存回路１２と、コンピュータとインターフェースするためのコンピュータインターフェース回路１０と、データを回線を介して送信するデータ送信回路９と、から構成されている。データ保存回路１２は、メモリーやハードディスクに加え交換可能なメディア１２Ａ（ＳＤメモリー等）が接続され外部に取り出すこともできる。
【００９１】
そして、この実施例３に係る生体信号検出装置１では、アナログ信号切り替え回路１７と一個のＡ／Ｄ変換回路５を用いて、複数のセンサーパッド２Ａ乃至２Ｄから出力されるアナログ信号の切り替えタイミングとＡ／Ｄ変換するタイミングとを、圧電センサー３Ａ乃至３Ｄ毎に、前記（最高生体信号周波数×２倍の周波数×チャンネル数）以上の周波数を用いて、サンプリングと切り替えタイミングをずらすように構成されている。勿論、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周波数も、（最高生体信号周波数×２倍の周波数×チャンネル数）より高い周波数を用いて行っている。
【００９２】
具体的には、生体信号の最も高い周波数成分を持つ心音信号の最高周波数成分を、例えば１０Ｈｚとし、チャンネル数を４チャンネルとした場合、
１０×２×４＝８０Ｈｚ
以上の周波数となり、８０Ｈｚ以上の周波数でアナログ信号を切り替え、複数の生体信号データを一個のＡ／Ｄ変換回路５と同期させてＡ／Ｄ変換し、変換結果を全て加算を行うことで、時間が一致している真の生体信号のみがプラスされ、反射等の擬似信号やノイズ等のランダムな信号は、複数の生体信号データ間で時間のずれがあるため、加算によって減衰される。
【００９３】
このように構成することにより、複数個必要だったＡ／Ｄ変換回路を一個で済ますことができ、回路を簡略化し低コストでこの種の装置を提供することができる。
【００９４】
このため、この実施例３では、Ａ／Ｄ変換器５のトリガータイミングとアナログ切り替え回路１７の切り替えタイミングを同期させるための同期調整回路１８を用いており、該同期調整回路１８は、上記Ａ／Ｄ変換回路５とアナログ信号切り替え回路１７と同期するように構成されている。
【００９５】
勿論、この実施例３でも、生体活動により生じる体表面の音又は／及び圧変化を検出する上記４個のセンサーパッドと共に、同様の構成からなる１個の外部振動及びノイズ検出用センサーパッド２Ｅを生体信号の影響を受けない場所に配置し、この外部振動検出用センサーパッド２Ｅで検出された生体信号も、上記と同様に、アナログ信号切り替え回路１７によって切り替え、Ａ／Ｄ変換後、減算することで、外部からの振動やノイズを除去し、クリアな生体信号を得ることができる。
【００９６】
また、実施例２と実施例３を併用させたような回路構成も用いることができる。例えば、複数個のセンサーパッドと同数のセンサーを用い、２チャンネルの生体信号はアナログ信号のまま加算し、残りの３チャンネルの生体信号は１個のＡ／Ｄ変換回路とアナログ信号切り替え回路を同期させて動作させることで同様の効果を得ることもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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