光IT技術による無誘導ディジタル心電計

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650386
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 藤井 陽一 日本大学, 理工学部, 教授 (00013110)
• 研究分担者: 増山 新二 大島商船高専, 講師 (00287591) ; 吉川 浩 日本大学, 理工学部, 助教授 (20182735) ; 大塚 由紀子 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (00251463) ; 佐藤 家郷 明星電気株式会社, エキスパートエンジニア
• キーワード: 光IT / 医用生体 / 心電計 / 電磁誘導 / WDM / CDMA / TDM / 同期伝送

研究概要

光関連の情報技術(光IT)の進歩が著しい。これを利用した医用生体の分野における電位センサを開発した。この内、ここでは、主として心電計を取り上げた。心電計は、体の12ヶ所の電位波形を測定し、その波形をもとに心臓が正常であるかどうかを判断する。このために多チャネルの電位測定が必要である。従来型の動作原理は、体に電極を付けて信号を拾い、ペン記録計で記録するという、単純なものである。心電計の配線等から電磁誘導による障害が起こる。また、最近では、携帯電話などの影響も受ける。本研究における光IT技術では、上述の問題点は、光情報に変換伝送して解決することができた。
実際の心電測定は、人体の12ヶ所を測定しなければならない。つまり多点測定が必要である。本研究では、下記の多重化法を提案開発した。
WDM(波長分割多重)方式は、各点の生体電位情報を別々の波長の光情報に変換して、光フィルタで弁別する。本研究では、3色のLEDによって3チャネルの弁別を可能とした。この方法が最も簡易で実用性も高いことがわかった。
CDMA(符号分割多元接続)方式は、各測定点に特定のPN符号を割当て、スペクトル拡散方式によって被測定信号を変調伝送するものである。本研究では、上記装置を試作し、実際に多チャネルの信号伝達が可能であることを示した。
TDM(時分割多重)方式TDM(時分割多重)は、多点生体電位情報を時分割で伝送する。同期伝送をおこなうため、同期信号を配布しなければならない。このための最も簡易な方法として、蛍光灯の光信号を用いる方法を提案し、これを実現した。
上記の検討、および、実験的評価によって、光IT技術が、心電計のような生体電位の計測に如何に有効であることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] 鈴木 啓史, 藤井 陽一, 佐藤 家郷: "ディジタル発光型心電計"TECHNICAL REPORT OF IELCE. OFT2001-72. 25-30 (2002)
• [文献書誌] Keiji Suzuki, Yoichi Fujii, Iesato Sato: "Digital Light-Emitting Electrocadiography"2001 International Laser, Lightwave and Microwave Conference. ILLMC2001. 198-201 (2001)
• [文献書誌] Yusuke Mise, Yoichi Fujii, Iesato Sato: "Digital Light-Emitting Electrocadiography"14th International Coference on Optical Fiber Sensor (OFS2000). SPIE Vol.4185. 392-395 (2000)
• [文献書誌] 三瀬 祐介, 藤井 陽一, 佐藤 家郷: "ディジタル発光型心電計"TECHNICAL REPORT OF IEICE. OFT99-45. 19-24 (1999)
• [文献書誌] 三瀬 祐介, 藤井 陽一, 佐藤 家郷: "ディジタル発光型心電計"TECHNICAL REPORT OF IEICE. OFT99-2. 7-12 (1999)
• [文献書誌] 三瀬 祐介, 小山 みき, 藤井 陽一: "発光型生体光電位センサ"TECHNICAL REPORT OF IEICE. 0FT98-21. 9-14 (1998)
• [文献書誌] 藤井 陽一(監修): "ブロードバンド光ファイバ応用技術"シーエムシー出版. 180 (2002)