JPH061690Y2 - Current limiting circuit for biological signals - Google Patents
Current limiting circuit for biological signalsInfo
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- JPH061690Y2 JPH061690Y2 JP1988105023U JP10502388U JPH061690Y2 JP H061690 Y2 JPH061690 Y2 JP H061690Y2 JP 1988105023 U JP1988105023 U JP 1988105023U JP 10502388 U JP10502388 U JP 10502388U JP H061690 Y2 JPH061690 Y2 JP H061690Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は例えば脳波計等の生体信号測定装置に用いて好
適な生体信号用電流制限回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a bio-signal current limiting circuit suitable for use in a bio-signal measuring device such as an electroencephalograph.
本考案は脳波計等に用いられる生体信号用電流制限回路
において、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いて熱
雑音による生体信号のＳ／Ｎ比を低下させることなく、
患者もれ電流を制御するようにしたものである。The present invention uses a FET (field effect transistor) in a biosignal current limiting circuit used in an electroencephalograph or the like without reducing the S / N ratio of a biosignal due to thermal noise.
It is designed to control the patient leakage current.
〔従来の技術〕 例えば脳波計等の生体信号測定装置においては、生体か
ら検出された生体信号をアンプによって増幅し、生体信
号処理回路に送られる如く構成されているが、このとき
アンプ側から患者側に向って電流が流れ、即ちいわゆる
患者もれ電流が発生し、生体に危険を及ぼすおそれがあ
る。このため生体信号測定装置においては、患者もれ電
流の制限回路を備える必要がある。[Prior Art] In a biological signal measuring device such as an electroencephalograph, a biological signal detected from a living body is amplified by an amplifier and sent to a biological signal processing circuit. An electric current flows toward the side, that is, a so-called patient leakage current is generated, which may endanger the living body. Therefore, the biological signal measuring device needs to include a limiting circuit for the patient leakage current.
従来のこの種の生体信号用電流制限回路は第２図の如く
構成されている。A conventional bio-signal current limiting circuit of this type is constructed as shown in FIG.
即ち、(1)は生体としての患者で、この患者(1)の頭部に
は脳波を検出するための脳波用電極(2)が装着されてお
り、また患者(1)の腕部には電気刺激用電極(3)が装着さ
れて刺激パルスが加えられるように成されている。That is, (1) is a patient as a living body, an electroencephalogram electrode (2) for detecting an electroencephalogram is attached to the head of the patient (1), and the arm of the patient (1) is attached. An electrode (3) for electrical stimulation is attached and a stimulation pulse is applied.
(4)は生体信号用アンプで、脳波用電極(2)で検出された
脳波信号はこのアンプ(4)によって所定のレベルに増幅
され、後段の信号処理回路に送られる。また、（Ｄ１）
（Ｄ２）は過電圧保護用ツェナーダイオードである。Reference numeral (4) is a biosignal amplifier, and the electroencephalogram signal detected by the electroencephalogram electrode (2) is amplified to a predetermined level by the amplifier (4) and sent to a signal processing circuit in the subsequent stage. Also, (D 1 )
(D 2 ) is a Zener diode for overvoltage protection.
そして脳波用電極(2)とアンプ(4)の間には抵抗（Ｒ）が
接続されており、この抵抗（Ｒ）によって、アンプ(4)
から患者(1)側に流れる患者もれ電流ａが制限される如
く構成されている。A resistance (R) is connected between the brain wave electrode (2) and the amplifier (4), and the resistance (R) is used to connect the amplifier (4).
Is configured so that the leakage current a from the patient to the patient (1) side is limited.
このように従来は、患者もれ電流を抵抗によって直接制
限していたため、比較的高い抵抗を必要としていた。従
って、生体信号（脳波信号）がこの抵抗を通して流れる
ために抵抗からの熱雑音が発生し、この熱雑音は抵抗に
比例して大きくなるため生体信号のＳ／Ｎ比を低下させ
ていた。As described above, in the related art, since the leakage current of the patient is directly limited by the resistance, a relatively high resistance is required. Therefore, since the biological signal (electroencephalogram signal) flows through this resistance, thermal noise is generated from the resistance, and this thermal noise increases in proportion to the resistance, thus lowering the S / N ratio of the biological signal.
また、電気刺激用電極(3)から刺激パルスを印加した際
に、この電気刺激用電極(3)から脳波用電極(2)を通って
分極電流ｂが流れて分極電圧が発生し、正常な生体信号
の測定を妨げていた。In addition, when a stimulation pulse is applied from the electrode for electrical stimulation (3), a polarization current b flows from the electrode for electrical stimulation (3) through the electrode for electroencephalogram (2), and a polarization voltage is generated. It interfered with the measurement of biological signals.
本考案は斯る点に鑑みて成されたもので、生体の安全性
を確保し、より忠実に生体信号を導出することのできる
生体信号用電流制限回路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 an object of the present invention is to provide a current limiting circuit for a biomedical signal, which can ensure the safety of the living body and more accurately derive the biomedical signal.
上述の目的を達成するために本考案の回路は、生体に装
着される電極(2)と生体信号用アンプ(4)の間に、患者も
れ電流制御用の一対のＦＥＴ(Q1)及び(Q2)と、この一対
のＦＥＴ(Q1)と(Q2)の間に配される抵抗（Ｒ）とを有し
て成るものである。In order to achieve the above-mentioned object, the circuit of the present invention comprises a pair of FETs (Q 1 ) for controlling patient leakage current and a pair of FETs (Q 1 ) for controlling patient leakage current between an electrode (2) attached to a living body and an amplifier (4) for biological signals. (Q 2 ) and a resistor (R) arranged between the pair of FETs (Q 1 ) and (Q 2 ).
このようにＦＥＴを用いて患者もれ電流を制御するよう
にしたことにより、従来の回路と患者もれ電流の制限値
を同程度にするに必要な抵抗値は、従来の1/10以下のき
わめて小さい値となり、このため抵抗から発生する熱雑
音を小さく抑えることができ、Ｓ／Ｎ比が向上する。By controlling the patient leakage current using the FET in this way, the resistance value required to make the limit value of the patient leakage current comparable to that of the conventional circuit is 1/10 or less of the conventional resistance value. This is an extremely small value, so that the thermal noise generated from the resistance can be suppressed to a small value, and the S / N ratio is improved.
以下、第１図を参照しながら本考案の実施例を説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
本考案の生体信号用電流制限回路は、生体に装着される
電極即ち本例では脳波用電極(2)と、生体用アンプ(4)と
の間に、患者もれ電流制御用の一対のＦＥＴ(Q1)及び(Q
2)を配して成る。即ち、患者に装着される脳波用電極
(2)はＦＥＴ(Q1)のドレインに接続され、また生体用ア
ンプ(4)にはＦＥＴ(Q2)のドレインが接続されており、
さらにＦＥＴ(Q1)のソースはＦＥＴ(Q2)のゲートに、Ｆ
ＥＴ(Q2)のソースはＦＥＴ(Q1)のゲートに夫々接続して
ある。The current limiting circuit for biomedical signals of the present invention is a pair of FETs for controlling patient leakage current between an electrode attached to a living body, that is, an electroencephalogram electrode (2) in this example, and a biomedical amplifier (4). (Q 1 ) and (Q
2 ) is arranged. That is, an electroencephalogram electrode worn on the patient
(2) is connected to the drain of the FET (Q 1), also to the amplifier (4) for a living body is connected to the drain of the FET (Q 2),
Furthermore, the source of FET (Q 1 ) is the gate of FET (Q 2 ) and F
The source of ET (Q 2 ) is connected to the gate of FET (Q 1 ) respectively.
そしてこの一対のＦＥＴ(Q1)と(Q2)の間には、抵抗
（Ｒ）と、分極電流制限用ＦＥＴスイッチ(Q3)が直列に
配されている。即ち、抵抗（Ｒ）の一端はＦＥＴ(Q1)の
ソースとＦＥＴ(Q2)のゲート間に接続され、他端はＦＥ
Ｔスイッチ(Q3)のソースに接続されており、またＦＥＴ
スイッチ(Q3)のドレインはＦＥＴ(Q2)のソースとＦＥＴ
(Q1)のゲート間に接続されている。A resistor (R) and a polarization current limiting FET switch (Q 3 ) are arranged in series between the pair of FETs (Q 1 ) and (Q 2 ). That is, one end of a resistor (R) is connected between the gate of the FET (Q 1) of the source and the FET (Q 2), the other end FE
It is connected to the source of the T switch (Q 3 ) and also the FET
The drain of the switch (Q 3 ) is the source of the FET (Q 2 ) and the FET
It is connected between the gates of (Q 1 ).
ＦＥＴスイッチ(Q3)は、ゲートに制御電圧を印加するこ
とにより、ソースドレイン間のスイッチングが行なわれ
るものである。The FET switch (Q 3 ) switches between the source and the drain by applying a control voltage to the gate.
このように構成される本例回路においては、ＦＥＴ(Q1)
及び(Q2)のソース−ゲート間の電圧は抵抗（Ｒ）の両端
の電圧とＦＥＴスイッチ(Q3)のソース−ドレイン間の電
圧の和に等しい。In this example circuit configured in this way, the FET (Q 1 )
And the source-gate voltage of (Q 2 ) is equal to the sum of the voltage across the resistor (R) and the source-drain voltage of the FET switch (Q 3 ).
ＦＥＴスイッチ(Q3)は通常“オン”の状態にしてあり、
このためＦＥＴ(Q1)及び(Q2)のソースゲート間の電圧は
抵抗（Ｒ）の両端に電圧に等しい。The FET switch (Q 3 ) is normally in the "on" state,
Therefore, the voltage between the source and gate of the FETs (Q 1 ) and (Q 2 ) is equal to the voltage across the resistor (R).
ＦＥＴ(Q1)及び(Q2)のドレイン電流は、ＦＥＴ(Q1),
(Q2)のソース−ゲート間の電圧によって制御されてい
る。従って、抵抗（Ｒ）によってドレイン電流を可変す
ることができる。この結果、ドレイン電流の電流制限特
性が得られる。The drain currents of FETs (Q 1 ) and (Q 2 ) are FET (Q 1 ),
It is controlled by the source-gate voltage of (Q 2 ). Therefore, the drain current can be varied by the resistance (R). As a result, the current limiting characteristic of the drain current is obtained.
この回路において、ＦＥＴ(Q1)(Q2)を一対にしてあるの
は、交流信号について制御するためである。またこの回
路の特性として、従来の回路と患者もれ電流制限値を同
程度にするに必要な抵抗値は、従来の抵抗の1/10〜1/20
程度の値にできる。In this circuit, the FETs (Q 1 ) and (Q 2 ) are paired to control the AC signal. Also, as a characteristic of this circuit, the resistance value required to make the patient leakage current limit value comparable to the conventional circuit is 1/10 to 1/20 of the conventional resistance.
It can be a moderate value.
このことから、抵抗から発生する熱雑音を小さくするこ
とができる。なぜならば、抵抗の熱雑音は抵抗値の大き
さに比例するからである。Therefore, the thermal noise generated from the resistor can be reduced. This is because the thermal noise of the resistor is proportional to the magnitude of the resistance value.
また、本例回路において、電気刺激用電極(3)から刺激
パルスが印加されたとき、この刺激パルスに同期して刺
激の期間中、ＦＥＴスイッチ(Q3)を“オフ”の状態にす
る。このときＦＥＴスイッチ(Q3)のソース−ドレイン間
の抵抗は高抵抗になり、ＦＥＴ(Q1)及び(Q2)のソース−
ゲート間電圧は高電圧となる。Further, in the circuit of this example, when a stimulation pulse is applied from the electrical stimulation electrode (3), the FET switch (Q 3 ) is turned off during the stimulation period in synchronization with this stimulation pulse. At this time, the resistance between the source and drain of the FET switch (Q 3 ) becomes high, and the source of the FETs (Q 1 ) and (Q 2 )
The gate-to-gate voltage becomes a high voltage.
このため、電気刺激時に発生する分極電流を減少でき、
これにより、アンプの飽和を防ぐことが可能となり、生
体信号の測定を確実に行なえるものである。Therefore, the polarization current generated during electrical stimulation can be reduced,
This makes it possible to prevent the saturation of the amplifier and reliably measure the biomedical signal.
尚、本考案の生体信号用電流制限回路は、脳波計に限る
ことなく例えば心電図等の各種生体信号測定装置に広く
適用することができる。The biosignal current limiting circuit of the present invention can be widely applied to various biosignal measuring devices such as an electrocardiogram, without being limited to the electroencephalograph.
以下の如く本考案の生体信号用電流制限回路は、一対の
ＦＥＴを用いて患者もれ電流を制限するように構成した
ことにより、従来の如く患者もれ電流を抵抗によって直
接的に制限するようにした場合と比して小さい抵抗値で
確実に患者もれ電流を制限し患者の安全を確保すること
ができ、このため熱雑音が低減されて生体信号のＳ／Ｎ
比が向上し、より忠実な生体信号を導出することができ
る。As described below, the bio-signal current limiting circuit of the present invention is configured to limit the patient leakage current by using a pair of FETs. It is possible to surely limit the patient leakage current and secure the patient's safety with a smaller resistance value than that in the case where the thermal noise is reduced and the S / N of the biological signal is reduced.
The ratio is improved, and a more faithful biological signal can be derived.
第１図は本考案の生体信号用電流制限回路を示す構成
図、第２図は従来例を示す構成図である。 図中、(2)は脳波用電極、(4)は生体用アンプ、(Q1),
(Q2)はＦＥＴ、（Ｒ）は抵抗である。FIG. 1 is a block diagram showing a current limiting circuit for a biological signal of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example. In the figure, (2) is an electroencephalogram electrode, (4) is a biological amplifier, (Q 1 ),
(Q 2 ) is a FET, and (R) is a resistor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8826−4Ｃ Ａ６１Ｂ 5/04 ３３０ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location 8826-4C A61B 5/04 330
Claims (1)
の間に、患者もれ電流制御用の一対のＦＥＴ（電界効果
トランジスタ）と、この一対のＦＥＴ間に配される抵抗
とを有して成る生体信号用電流制限回路。1. A pair of FETs (field effect transistors) for controlling a patient leakage current and a resistor arranged between the pair of FETs are provided between an electrode mounted on a living body and a biosignal amplifier. Current limiting circuit for biomedical signals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988105023U JPH061690Y2 (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Current limiting circuit for biological signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988105023U JPH061690Y2 (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Current limiting circuit for biological signals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0225205U JPH0225205U (en) | 1990-02-20 |
| JPH061690Y2 true JPH061690Y2 (en) | 1994-01-19 |
Family
ID=31337269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988105023U Expired - Lifetime JPH061690Y2 (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Current limiting circuit for biological signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061690Y2 (en) |
-
1988
- 1988-08-09 JP JP1988105023U patent/JPH061690Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0225205U (en) | 1990-02-20 |
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