JP6901753B2 - Measurement system and measurement method - Google Patents
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Description
本発明は、静電容量の変化を利用して測定対象物の動きを測定する測定システム及び測定方法に関する。 The present invention relates to a measuring system and a measuring method for measuring the movement of a measurement object by utilizing a change in capacitance.
一般に医療現場では、心臓の活動を調べる検査機器として、聴診器、心電図、脈波センサ等が使用されている。これらのセンサは、音や電気信号等によって心臓の活動を1次元的又は2次元的に捉えるものであるため、心臓の詳細な情報、例えば心臓の3次元的な情報を取得するのには適していない。また、その他の検査機器として、CTスキャン、MRI、心臓エコー等も使用されている。これらは、X線、磁場、超音波等を利用して3次元的に心臓の活動を捉えることが可能であるが、非常に高価であるとともにベッドに寝た状態でしか測定することができないため検査環境が限定される。 Generally, in the medical field, a stethoscope, an electrocardiogram, a pulse wave sensor and the like are used as an inspection device for examining the activity of the heart. Since these sensors capture the activity of the heart one-dimensionally or two-dimensionally by sound, electric signal, etc., they are suitable for acquiring detailed information on the heart, for example, three-dimensional information on the heart. Not. Further, as other inspection equipment, CT scan, MRI, cardiac echo and the like are also used. These can capture the activity of the heart three-dimensionally using X-rays, magnetic fields, ultrasonic waves, etc., but they are very expensive and can only be measured while lying in bed. The inspection environment is limited.
一方、本願の発明者は、人体に限らず生物の動きを検出することが可能な測定システムを従前に提案している(特許文献1参照)。この測定システムは、例えば木材の内部等に存在するシロアリなどの害虫の存在を静電容量の変化に基づいて検出するものであり、害虫の存在に起因する微小な静電容量の変化であっても特定の処理を行うことによって検出することが可能である。 On the other hand, the inventor of the present application has previously proposed a measurement system capable of detecting the movement of an organism, not limited to the human body (see Patent Document 1). This measurement system detects the presence of pests such as termites existing inside wood based on the change in capacitance, and is a minute change in capacitance due to the presence of the pest. Can also be detected by performing a specific process.
人体における心臓の活動も微小な動きを伴うものであるため、本願の発明者は、特許文献1に記載された測定システムを心臓の活動にも適用することを検討した。しかしながら、人体内には心臓だけでなく様々な臓器等が存在し、心臓と同時に活動している。特許文献1に記載された測定システムでは、心臓の動きをそれ以外の臓器等の動きと区別することができない。
Since the activity of the heart in the human body also involves minute movements, the inventor of the present application has examined applying the measurement system described in
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたものであり、静電容量の変化を利用して人体等の生体内の測定対象物の動きを他の動きと識別して測定することが可能な測定システム及び測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to measure the movement of a measurement object in a living body such as a human body by distinguishing it from other movements by utilizing a change in capacitance. It is an object of the present invention to provide a possible measurement system and measurement method.
本発明の測定システムは、
コンデンサを含む共振回路を有する発振回路と、
生体の近傍に配置され前記コンデンサに並列接続された導体を含むセンシング素子と、
前記発振回路の出力周波数の変化から、生体内の測定対象物の動きに対応する周波数帯の周波数変化を抽出する処理を行う処理装置と、を備えている。
The measurement system of the present invention
An oscillator circuit that has a resonance circuit that includes a capacitor,
A sensing element that includes a conductor placed near the living body and connected in parallel to the capacitor,
It is provided with a processing device that performs a process of extracting a frequency change in a frequency band corresponding to the movement of a measurement object in a living body from a change in the output frequency of the oscillation circuit.
上記測定システムによれば、生体内の臓器等の動きによってセンシング素子の静電容量が変化すると、これに伴って発振回路の出力周波数が変化する。そして、処理装置は、発振回路の出力周波数の変化のなかから生体内の測定対象物の動きに対応した周波数帯における周波数の変化を抽出する処理を行う。そのため、生体内で複数の臓器等が同時に活動し、これらの動きによってセンシング素子の静電容量及び発振回路の出力周波数が変化していたとしても、複数の臓器等のなかから測定対象物となる臓器等の動きによる周波数の変化を識別して抽出し、測定対象物の動きを測定することができる。
なお、上記において「抽出」とは、複数の周波数が重畳された信号から特定の周波数帯の信号を取り出す処理だけでなく、特定の周波数帯以外の信号を取り除く処理も含む。
According to the above measurement system, when the capacitance of the sensing element changes due to the movement of an organ or the like in the living body, the output frequency of the oscillation circuit changes accordingly. Then, the processing device performs a process of extracting the change in frequency in the frequency band corresponding to the movement of the object to be measured in the living body from the change in the output frequency of the oscillation circuit. Therefore, even if a plurality of organs or the like are active in the living body at the same time and the capacitance of the sensing element and the output frequency of the oscillation circuit are changed by these movements, the measurement target is selected from among the plurality of organs or the like. It is possible to identify and extract the change in frequency due to the movement of an organ or the like, and measure the movement of the object to be measured.
In the above, "extraction" includes not only a process of extracting a signal of a specific frequency band from a signal on which a plurality of frequencies are superimposed, but also a process of removing a signal other than the specific frequency band.
前記処理装置は、周波数の解析処理によって測定対象物の周波数変化を抽出することが好ましい。ただし、処理装置は、バンドパスフィルター等によって測定対象物の周波数変化を抽出するものであってもよい。 It is preferable that the processing device extracts the frequency change of the measurement target by the frequency analysis processing. However, the processing device may be one that extracts the frequency change of the object to be measured by a bandpass filter or the like.
測定システムは、前記発振回路と前記センシング素子とを複数組を備えていることが好ましい。
この場合、生体内の測定対象物の動きを複数個所において測定することが可能となる。
また、前記処理装置は、複数の前記発振回路の出力周波数の変化から抽出した測定対象物の動きによる周波数変化を互いに同期させて出力することが好ましい。
このような構成によって、測定対象物の複数箇所で同時に生じている動きを把握することができ、例えば、測定対象物の動きを3次元的に捉えるために役立てることができる。
The measurement system preferably includes a plurality of sets of the oscillation circuit and the sensing element.
In this case, it is possible to measure the movement of the object to be measured in the living body at a plurality of places.
Further, it is preferable that the processing device outputs the frequency changes due to the movement of the measurement object extracted from the changes in the output frequencies of the plurality of oscillation circuits in synchronization with each other.
With such a configuration, it is possible to grasp the movements occurring at a plurality of locations of the measurement object at the same time, and for example, it can be useful for three-dimensionally capturing the movements of the measurement object.
前記処理装置は、前記発振回路の出力周波数の変化から、生体の心拍による周波数の変化を抽出することが好ましい。
このような構成により、心臓の動きを測定して心疾患の診断等に役立てることが可能となる。
The processing device preferably extracts the change in frequency due to the heartbeat of the living body from the change in the output frequency of the oscillation circuit.
With such a configuration, it becomes possible to measure the movement of the heart and use it for diagnosis of heart disease and the like.
前記処理装置は、前記発振回路の出力周波数の変化から、生体の呼吸による周波数の変化を抽出することが好ましい。
このような構成により、肺等の動きを測定して呼吸器疾患の診断等に役立てることが可能となる。また、心臓と肺等との複数の動きを測定すれば、両者の疾患の関連性についても把握することが可能となる。
It is preferable that the processing device extracts the change in frequency due to the respiration of the living body from the change in the output frequency of the oscillation circuit.
With such a configuration, it is possible to measure the movement of the lungs and the like and use it for diagnosis of respiratory diseases and the like. In addition, by measuring a plurality of movements between the heart and lungs, it is possible to grasp the relationship between the diseases of both.
前記処理装置は、前記発振回路の出力周波数の変化から、複数の測定対象物の動きによる周波数の変化をそれぞれ抽出することが好ましい。
このような構成により、複数の測定対象物における疾患の関連性等を把握することが可能となる。
It is preferable that the processing device extracts the frequency change due to the movement of a plurality of measurement objects from the output frequency change of the oscillation circuit.
With such a configuration, it becomes possible to grasp the relevance of diseases in a plurality of measurement objects.
前記センシング素子と直列に、所定の周波数以下の信号を遮断するコンデンサが接続されていることが好ましい。
このような構成によって、発振回路に対するセンシング素子の静電容量の変化以外の入力、例えば心臓からの電気信号の入力を遮断することができ、発振回路の出力の乱れ等を抑制することができる。
It is preferable that a capacitor that blocks signals of a predetermined frequency or lower is connected in series with the sensing element.
With such a configuration, it is possible to block an input other than a change in the capacitance of the sensing element with respect to the oscillation circuit, for example, an input of an electric signal from the heart, and it is possible to suppress disturbance of the output of the oscillation circuit.
本発明の測定方法は、
コンデンサを含む共振回路を有する発振回路と、前記コンデンサに並列接続された導体を含むセンシング素子とを有するセンサユニットを用いた測定方法であって、
前記センシング素子を生体の近傍に配置する工程、
前記センシング素子の静電容量の変化による前記発振回路の周波数変化を検出する工程、及び、
前記発振回路の出力周波数の変化から、生体内の測定対象物の動きに対応する周波数帯の周波数変化を抽出する処理を行う工程、を含む。
The measuring method of the present invention
A measurement method using an oscillation circuit having a resonance circuit including a capacitor and a sensor unit having a sensing element including a conductor connected in parallel to the capacitor.
The step of arranging the sensing element in the vicinity of the living body,
A step of detecting a frequency change of the oscillation circuit due to a change of the capacitance of the sensing element, and a process of detecting the frequency change of the oscillation circuit.
The process includes a process of extracting the frequency change of the frequency band corresponding to the movement of the object to be measured in the living body from the change of the output frequency of the oscillation circuit.
本発明によれば、静電容量の変化を利用して生体内の測定対象物の動きを他の動きと識別して測定することができる。 According to the present invention, the movement of a measurement object in a living body can be discriminated from other movements and measured by utilizing the change in capacitance.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、測定システムの一実施形態を示す構成概略図である。
測定システム1は、図1に示すように、センサユニット2と、処理装置50とを備えている。センサユニット2は、LC共振回路21を有する発振回路20と、センシング素子10と、周波数変換器30と、周波数検出器40と、送信機70とを備えている。処理装置50は、受信機52を含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a measurement system.
As shown in FIG. 1, the
センシング素子10は、導体である板状の電極を有しており、LC共振回路21に接続されている。本実施形態の測定システム1は、センシング素子10の周囲の空間を測定対象空間とする。センシング素子10は、測定対象空間内に人体(生体)が入るように人体に近づけた状態で用いられる。センシング素子10は、人体側をグランドとして、当該グランドとの間に静電容量を有する。センシング素子10の静電容量は、人体内における測定対象物Xの動き、例えば臓器の動きに応じて変化する。そして、人体内の測定対象物Xの動きに伴うセンシング素子10の静電容量の変化が、発振回路20が出力する信号の周波数に反映される。
The
図1は、測定対象物Xとしての心臓の伸縮によってセンシング素子10と心臓との間の距離が変化し、それによってセンシング素子10の静電容量(C0,C0’)が変化する様子を示している。C0は、心臓が拡張したときの静電容量であり、C0’は心臓が収縮したときの静電容量である。
FIG. 1 shows how the distance between the
発振回路20は、コンデンサ22とコイル23を有するLC共振回路21と、LC共振回路21に接続されたLC発振器24とを有する。前述のセンシング素子10は、コンデンサ22と並列に接続されている。したがって、LC発振器24は、センシング素子10の静電容量に応じた共振周波数で発振する。そのため、センシング素子10の静電容量が変化すると、その変化に応じてLC発振器24より出力される共振周波数も変化する。
The
具体的には、心臓の拡張時におけるセンシング素子10の静電容量をC0、心臓の収縮時におけるセンシング素子10の静電容量をC0’とし、LC共振回路21におけるコンデンサ22の静電容量をC、コイル23のインダクタンスをLとし、心臓の拡張時のLC発振器24の出力周波数(共振周波数)をfr、心臓の収縮時のLC発振器24の出力周波数(共振周波数)をfr’とすると、心臓の伸縮によるLC発振器24の出力周波数の変化Δfは、次の式で表される。
Specifically, the capacitance of the
そのため、LC発振器24の出力周波数の変化量を検出することにより、その変化量に基づいてセンシング素子10の静電容量の変化量ΔC、ひいては心臓の動きの大きさ(伸縮量)を測定することができる。
Therefore, by detecting the amount of change in the output frequency of the
図2は、心臓とセンシング素子との概略的なモデルの一例を示す図である。本実施形態では、センシング素子10の電極を、心臓よりも小さいサイズの45mm×30mmの長方形板とし、人体の表面から所定距離(20mm)だけ離れた位置にセットし、心臓の反対側にグランドに接続された仮想の電極があると想定している。心臓が拡張したときと収縮したときとにおける心臓壁C1,C3、心臓内の血液C2、脂肪C4、及び皮膚C5の厚さは図2に示すように設定している。また、これらの要素の誘電率εと空気C6の誘電率εも図2に示すように設定している。このような数値設定のもとで心臓の伸縮によるセンシング素子10の静電容量の変化ΔCを計算により求めると、約40fFとなる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic model of a heart and a sensing element. In the present embodiment, the electrodes of the
図3は、LC共振回路における静電容量の変化量と周波数変化量との関係を示すグラフである。LC共振回路のコンデンサとコイルの静電容量C及びインダクタンスLが、それぞれC=1.8pF、L=1.5nHである場合、計算により求めたセンシング素子10の静電容量の変化ΔC(約40fF)と、LC共振回路における共振周波数の変化Δfとは、図3に示すようになる。つまり、センシング素子10の静電容量が約40fF変化すると、LC発振回路の共振周波数の変化は、約100kHzになる。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of change in capacitance and the amount of change in frequency in the LC resonance circuit. When the capacitance C and the inductance L of the capacitor and the coil of the LC resonance circuit are C = 1.8 pF and L = 1.5 nH, respectively, the change ΔC (about 40 fF) of the capacitance of the
LC発振器24の共振周波数は、周波数変換器30でダウンコンバートされ、増幅器34を通した後、周波数検出器40で検出される。
周波数変換器30は、一般的なFM受信機で採用されているスーパーヘテロダイン方式により周波数を変換する。周波数変換器30は、水晶振動子33と、水晶振動子33に接続された局部発振器32と、ミキサ31とを有する。LC発振器24から出力された共振周波数の信号は、水晶振動子33に接続された局部発振器32から出力された特定周波数の信号とともにミキサ31に入力され、周波数の変換が行われる。これにより、LC発振器24の共振周波数(出力周波数)がダウンコンバートされる。
The resonance frequency of the
The
測定システム1において、例えば、LC発振器24の定常状態(センシング素子10の静電容量を考慮しない場合)における出力周波数frが98MHzであり、心臓の伸縮に伴うLC発振器24の出力周波数の変化量Δfrが上記のように100Hzの場合、LC発振器24の出力周波数は、98MHz±100kHzとなり、心臓が伸縮したことによるLC発振器24の出力周波数の変化率は約0.1%となる。一方、局部発振器32の出力周波数を100MHzとする周波数変換器30でLC発振器24の出力周波数をダウンコンバートした場合、周波数変換器30の出力周波数は、2MHz±100kHzとなり、心臓が伸縮したことによる周波数変換器30の出力周波数の変化率は約5%となる。この場合、出力周波数の変化率は、約50倍に増幅されることとなる。従って、周波数変換器30の出力周波数を検出する周波数検出器40では、出力周波数の変化を高感度で精度良く検出することができる。
In the
図4は、周波数検出器40により検出された心拍の周波数変化を示すグラフと、聴診器による心音の波形とを比較して示す図である。ただし、心拍の周波数変化と心音とは、呼吸の影響を排除するために呼吸を止めた状態で検出したものである。
図4により、周波数検出器40によって検出された心拍の周波数変化は、聴診器によって検出した心音とほぼ同期した波形が得られることが分かる。また、周波数検出器40により検出された心拍の周波数変化は、聴診器による心音の波形に比べてクリアな波形が取得されていることが分かる。
FIG. 4 is a diagram showing a comparison between a graph showing the frequency change of the heartbeat detected by the
From FIG. 4, it can be seen that the frequency change of the heartbeat detected by the
送信機70は、周波数検出器40によって検出された周波数の変化についての情報を送信する。受信機52は、送信機70に無線接続されており、送信機70から送信された情報を受信する。処理装置50は、受信機52に接続されており、受信機52で受信した情報に対して所定の処理を行う。
The
処理装置50は、周波数検出器40によって検出された周波数の変化から、心臓の動きによる周波数の変化を抽出する処理を行う。また、処理装置50は、心臓の動きだけでなくその他の臓器等の動き、例えば呼吸に伴う肺等の動きによる周波数の変化をも抽出する処理を行う。
処理装置50は、例えば上記の処理を実行するためのソフトウエアがインストールされたパーソナルコンピュータにより構成される。そして処理装置50は、周波数検出器40によって検出される周波数の解析処理、具体的には当該周波数の変化を高速フーリエ変換(FFT)することによって周波数帯毎に変化の大きさを求め、心臓やその他の臓器に対応する周波数帯における周波数の変化を抽出する。
The
The
図5(a)は周波数検出器40によって検出された周波数変化を示すグラフである。処理装置50は、図5(a)に示す周波数変化を入力としてFFT処理を行い、図5(b)及び図5(c)に示す周波数変化を抽出する。図5(b)は、図5(a)の周波数の変化から抽出した心拍による周波数変化を示すグラフであり、図5(c)は図5(a)の周波数の変化から抽出した呼吸による周波数変化を示すグラフである。心拍は、1.0Hz前後の周波数帯であり、呼吸は、0.2Hz前後の周波数帯である。
FIG. 5A is a graph showing the frequency change detected by the
このように人体内の特定の測定対象物についての周波数の変化を抽出することによって、測定対象物についての静電容量の変化を測定することができ、ひいては測定対象物の動きの大きさ(変形量)を測定することが可能となる。そのため、人体のように様々な臓器が同時に活動しているような場合であっても好適に特定の測定対象物の動きを測定することが可能となる。 By extracting the change in frequency of a specific object to be measured in the human body in this way, it is possible to measure the change in capacitance of the object to be measured, and by extension, the magnitude (deformation) of the movement of the object to be measured. Amount) can be measured. Therefore, even when various organs are active at the same time such as the human body, it is possible to suitably measure the movement of a specific measurement object.
なお、測定対象物の周波数の変化から静電容量の変化及び測定対象物の変形量を測定するには、例えば、周波数検出器40によって検出された周波数の変化量と静電容量及び測定対象物の変形量との関係を対応づけたテーブルを処理装置50の記憶部に予め記憶しておき、検出された測定対象物の周波数の変化をテーブルと照合することによって静電容量の変化量及び測定対象物の変形量を取得することができる。
In order to measure the change in capacitance and the amount of deformation of the object to be measured from the change in the frequency of the object to be measured, for example, the amount of change in frequency detected by the
処理装置50は、人体内の複数の測定対象物の動きについての周波数の変化を抽出することができるので、複数の測定対象物の動きの関連性について評価することが可能となる。例えば、上記のように心拍と呼吸とによる周波数の変化をそれぞれ同期して抽出することによって、心疾患と呼吸器疾患との関連性を評価することが可能となる。
Since the
図1に示すように、発振回路20は、センシング素子10とLC共振回路21との間には、ハイパスフィルタとしてのコンデンサ25を備えている。コンデンサ25は、センシング素子10と直列に配置されている。このコンデンサ25は、心臓から発せられる電気信号(心電)の周波数、例えば100kHz以下の周波数を遮断する機能を有する。LC共振回路21は、センシング素子10の静電容量の変化の影響のみを受けて信号を出力ことが好ましく、センシング素子10から入力される電気信号はLC共振回路21の出力に対するノイズとなる。そのため、コンデンサ25によって心臓からの電気信号を遮断することによって、当該電気信号による発振回路20の出力の乱れを抑制することができる。
As shown in FIG. 1, the
測定システム1は、複数のセンサユニット2を備えることができる。そして、人体の複数箇所にセンシング素子10を近づけ、心臓等の測定対象物の動きを複数個所で同時に測定することができる。図6は、人体内の測定対象物Xの前後左右の4か所に対応してセンシング素子10を配置し、測定対象物Xの動きに伴う静電容量C0a〜C0d,C0’a〜C0’dの変化を各センサユニット2の出力周波数の変化として検出する例を示している。また、図7は、各センサユニット2における出力周波数の変化を示す。図7から、測定対象物Xの動きに対応して全てのセンサユニット2で出力周波数の変化が好適に検出されていることが分かる。
The
処理装置50は、各センサユニット2で検出された出力周波数の変化を、それぞれセンシング素子10の静電容量の変化に換算し、さらにセンシング素子10に対向する方向の測定対象物Xの動きの大きさ(測定対象物Xの変形量)に換算し、これらを同期させて出力する。このように求められた測定対象物Xの変形量を用いることによって、例えば、測定対象物Xの3次元画像をリアルタイム又は事後的に変形させ、測定対象物の動きを立体的に把握するために役立てることができる。なお、複数のセンサユニット2において、水晶振動子33と局部発振器32とは互いに共用されていてもよく、少なくともセンシング素子10と発振回路20とが複数組備わっていればよい。
The
測定システム1において、センサユニット2と処理装置50とは送信機70及び受信機52を介して無線接続されているが、両者は有線で接続されていてもよい。ただし、有線の存在がセンシング素子10の静電容量の変化に影響を与える可能性もあるため、センサユニット2と処理装置50とは無線接続することがより好ましい。また、センサユニット2と処理装置50とを無線接続することによって、センサユニット2のみを容易に持ち運ぶことができ、測定環境の選択の自由度が高め、測定環境の変更も容易となる。
In the
センシング素子10は、人体の近傍に配置して使用される。例えば、センシング素子10は、人体やその着衣から離した状態(非接触の状態)で使用される。そのため、本実施形態の測定システム1は、非侵襲で測定対象物Xの動き、例えば心臓の拡張・収縮を測定することができる。また、衣服の上から測定対象物Xの動きを測定することが可能であるため、測定環境の自由度をより高めることができる。例えば、自動車等の乗り物のシートの背もたれやシートベルトにセンシング素子を取り付けておき、ドライバーがシートに着座し、シートベルトを装着することによってセンシング素子を人体の近傍に配置し、運転中におけるドライバーの心臓等の動きを測定することも可能となる。この場合、測定結果は、例えばドライバーの体調不良に起因する事故の発生を防止するために利用することができる。
The
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜設計変更可能である。
上記実施形態の測定システムでは、コンデンサを含む共振回路として、LC共振回路を使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、RC共振回路を使用することもできる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and the design can be appropriately changed within the scope of the invention described in the claims.
In the measurement system of the above embodiment, an LC resonance circuit is used as the resonance circuit including the capacitor, but the present invention is not limited to this, and for example, an RC resonance circuit can also be used.
ハイパスフィルタを構成するコンデンサ25は、センシング素子10とLC発振器24との間に限らず、センシング素子10と直列に接続されていればよい。
処理装置50は、FFT処理のような周波数解析によって特定の測定対象物の周波数変化を抽出していたが、バンドパスフィルターを用いることによって特定の測定対象物の周波数変化を抽出してもよい。
The capacitor 25 constituting the high-pass filter is not limited to between the
The
本発明は、人体以外の生体にも適用することができる。 The present invention can be applied to living organisms other than the human body.
1 :測定システム
10 :センシング素子
20 :発振回路
21 :LC共振回路
22 :コンデンサ
25 :コンデンサ
50 :処理装置
X :測定対象物
1: Measurement system 10: Sensing element 20: Oscillation circuit 21: LC resonance circuit 22: Capacitor 25: Capacitor 50: Processing device X: Object to be measured
Claims (8)
複数組の、前記生体の近傍に配置される、導体を含むセンシング素子、及び、前記センシング素子に並列接続されたコンデンサを含む共振回路を有する発振回路と、
複数の前記センシング素子を生体の近傍の複数個所に配置したときに、複数の前記発振回路それぞれの出力周波数の周波数変化から、前記生体内の測定対象物の動きに対応する周波数帯の周波数変化であって、前記複数のセンシング素子それぞれに対応する方向の動きに対応する周波数変化を抽出する処理を行う処理装置と、を備えている、測定システム。 It is a measurement system that distinguishes and measures the movement of objects to be measured in the body, including the heart, from the movements of other organs.
An oscillator circuit having a plurality of sets of sensing elements including conductors arranged in the vicinity of the living body and resonance circuits including capacitors connected in parallel to the sensing elements.
When the plurality of sensing elements are arranged at a plurality of locations near the living body, the frequency change of the output frequency of each of the plurality of oscillation circuits is changed to the frequency change of the frequency band corresponding to the movement of the object to be measured in the living body. A measurement system including a processing device that performs a process of extracting a frequency change corresponding to a movement in a direction corresponding to each of the plurality of sensing elements.
前記発振器からの出力周波数をダウンコンバートする周波数変換器と、
前記周波数変換器においてダウンコンバートされた前記出力周波数の、前記センシング素子と前記少なくとも心臓を含む測定対象物との間の距離の変化によって前記静電容量が変化することによる周波数変化を検知する周波数検出器と、をさらに備え、
前記処理装置では、前記周波数検出器によって検知された前記周波数変化から前記複数のセンシング素子それぞれに対応する方向の動きに対応する周波数変化を抽出する
請求項1に記載の測定システム。 Each of the plurality of oscillation circuits has an oscillator that oscillates at a resonance frequency corresponding to the capacitance of the sensing element by being connected to the resonance circuit.
A frequency converter that down-converts the output frequency from the oscillator,
Frequency detection that detects a frequency change of the output frequency down-converted in the frequency converter due to a change in the capacitance due to a change in the distance between the sensing element and the measurement object including at least the heart. With a vessel,
The measurement system according to claim 1, wherein the processing device extracts a frequency change corresponding to a movement in a direction corresponding to each of the plurality of sensing elements from the frequency change detected by the frequency detector.
前記生体の近傍に配置される、導体を含むセンシング素子と、
前記センシング素子に並列接続されたコンデンサを含む共振回路、及び、前記共振回路に接続されることによって前記センシング素子の静電容量に応じた共振周波数で発振する発振器を有する発振回路と、
前記発振器からの出力周波数をダウンコンバートする周波数変換器と、
前記周波数変換器においてダウンコンバートされた前記出力周波数の、前記センシング素子と前記少なくとも心臓を含む測定対象物との間の距離の変化によって前記静電容量が変化することによる周波数変化を検知する周波数検出器と、
前記周波数検出器によって検知された前記周波数変化から、前記少なくとも心臓を含む測定対象物の動きに対応する周波数帯の周波数変化を抽出する処理を行う処理装置と、を備えている、測定システム。 It is a measurement system that distinguishes and measures the movement of objects to be measured in the body, including the heart, from the movements of other organs.
A sensing element containing a conductor, which is arranged in the vicinity of the living body,
A resonance circuit including a capacitor connected in parallel to the sensing element, and an oscillation circuit having an oscillator connected to the resonance circuit to oscillate at a resonance frequency corresponding to the capacitance of the sensing element.
A frequency converter that down-converts the output frequency from the oscillator,
Frequency detection that detects a frequency change of the output frequency down-converted in the frequency converter due to a change in the capacitance due to a change in the distance between the sensing element and the measurement object including at least the heart. With a vessel
A measurement system including a processing device that performs a process of extracting a frequency change in a frequency band corresponding to the movement of a measurement object including at least the heart from the frequency change detected by the frequency detector.
複数の前記センシング素子を生体の近傍の複数個所に配置する工程、
前記複数のセンシング素子それぞれの静電容量の変化による前記発振回路の周波数変化を検出する工程、及び、
前記発振回路の出力周波数の変化から、前記生体内の測定対象物の動きに対応する周波数帯の周波数変化であって、前記複数のセンシング素子それぞれに対応する方向の動きに対応する周波数変化を抽出する処理を行う工程、を含む測定方法。 Using a sensor unit having a plurality of sets of sensing elements including conductors and an oscillating circuit having a resonance circuit including a capacitor connected in parallel to the sensing elements, at least the movement of an object to be measured in a living body including the heart can be measured. , A measurement method that distinguishes and measures the movement of other organs.
A step of arranging a plurality of the sensing elements at a plurality of locations near the living body,
The step of detecting the frequency change of the oscillation circuit due to the change of the capacitance of each of the plurality of sensing elements, and
From the change in the output frequency of the oscillation circuit, the frequency change in the frequency band corresponding to the movement of the object to be measured in the living body and the frequency change corresponding to the movement in the direction corresponding to each of the plurality of sensing elements is extracted. A measuring method including a step of performing a process.
前記センシング素子を生体の近傍に配置する工程、
前記発振器からの出力周波数をダウンコンバートする工程、
前記周波数変換器においてダウンコンバートされた前記出力周波数の、前記センシング素子と前記少なくとも心臓を含む測定対象物との間の距離の変化によって前記静電容量が変化することによる前記発振回路の周波数変化を検出する工程、及び、
前記発振回路の出力周波数の変化から、前記少なくとも心臓を含む測定対象物の動きに対応する周波数帯の周波数変化を抽出する処理を行う工程、を含む測定方法。 It has a sensing element including a conductor, a resonance circuit including a capacitor connected in parallel to the sensing element, and an oscillator that oscillates at a resonance frequency corresponding to the capacitance of the sensing element by being connected to the resonance circuit. Using a sensor unit having an oscillation circuit, a frequency converter that down-converts the output frequency from the oscillator, and a frequency detector connected to the frequency converter, an object to be measured in a living body including at least the heart is used. It is a measurement method that distinguishes movement from the movement of other organs and measures it.
The step of arranging the sensing element in the vicinity of the living body,
The process of down-converting the output frequency from the oscillator,
The frequency change of the oscillation circuit due to the change of the capacitance due to the change of the distance between the sensing element and the measurement object including at least the heart of the output frequency down-converted in the frequency converter. Detection process and
A measurement method including a step of extracting a frequency change in a frequency band corresponding to the movement of a measurement object including at least the heart from a change in the output frequency of the oscillation circuit.
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