体センシング実験室

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画中
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生体センシング実験室
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生体センシング実験室
バ
イ
第 4回
タ
ル
心拍数を取得する
心電図の計測に用いる
ハードウェア
A-D変換の値を
パソコンへ
静電容量型
センサ
加速度
センサ
赤外線
LED
各センサを接続するため
の9ピンDサブ・コネクタ
UART
A-D
変換
アンプ&
フィルタ回路
シリ
アル
通信
CPLD MAX II
アンプ&
フィルタ回路
9V
9Vから5V,
3.3V, 1.65V
を作る
9V乾電池
006P
アンプ&
フィルタ回路
生体計測学習キットボード
フォトディテクタ
図 1 バイタル・センシング実験回路を使って心拍数を取得する
回路は第 2 回で紹介した
第 3 回(2016 年 2 月号)では,図 1 および写真 1 に
示すバイタル・センシング実験回路を使って心電図
(図 2)を計測しました.今回はこの心電図から心拍
数を求める処理について説明します.
CPLD MAX II
写真1 バイタル・センシング実験回路を使って心拍数を取得する
回路の詳細は第 2 回(2016 年 1 月号)で紹介.生体計測学習キットボード
と命名している
心拍数の求め方
医療機器で使われている瞬時心拍数の定義は,R 波
のピークから次の R 波のピークまでの時間 Δt[秒]
(こ
れを R-R 間隔という)を求め,60/Δt[拍 / 分]を計算す
ることで,1 分間当たりの心拍数を求めます(たった
それだけのことなのです)
.
しかし,一般の工業計測と異なり,信号源が生体信
号であるがゆえにノイズ問題が存在します.例えば,
R-R間隔
1.0
3
R
電圧[V]
電圧[V]
R
0.5
T
0
Bluetooth
モジュール
アンプ&フィルタ回路
Bluetooth
モジュール
A-D
変換用
アナログ
回路
アンプ&
フィルタ
回路
電極
パッド
上田 智章,笹塲 育子,佐久間 春夫
T
2
T
T波の方が大きく
なってしまった…
R
T
R
1
0
−1
Q
−0.5
0
0
0.5
1
経過時間[s]
1.5
1
経過時間[s]
2
図 2 取得した心電図波形
図 3 ああ生体信号計測はムズかしい…上体の角度が異なると T
波の方が R 波よりも大きく観測されることもある
図 1,写真 1 の回路を使用して前回(第 3 回)取得
スポーツ選手の例
2016 年 3 月号
生体計測学習キットボードの読者プレゼントを用意しています.
読者プレゼントのコーナまで(p.10)
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