CN1196438C - 生物信号检测器件和使用它的按摩机械 - Google Patents
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Abstract
一种生物信号检测器件(2)包括一个包括一对安装的电极(12a、12b)的电极部分(12),从而生命体能紧密靠近电极或与其相接触。一个振荡部分(11)把一个高频信号供给到电极。来自接收高频信号的电极的反射波电平根据紧密靠近生命体或与其相接触的电极中的阻抗变化而变化。反射波电平的这种变化反映由诸如呼吸和脉博之类的生命体的身体运动造成的阻抗变化。一个检测部分(13)检测指示反射波电平变化的一个信号。根据该信号,一个信号放大部分(14)计算一个希望生物信号,如脉博率和呼吸率。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物信号检测器件和一种使用它的按摩机械。更具体地说,本发明涉及一种用来检测生物信号,如诸如人体之类的生命体的脉博率和呼吸率,的生物信号检测器件、和一种使用这样一种生物信号检测器件的按摩机械。
背景技术
诸如光学传感器、电容型传感器及压力传感器之类的各种传感器用作用来检测诸如人体之类的生命体的脉博率和呼吸率的装置。目前,最普遍使用光学传感器。
常规按摩机械仅根据预定程序进行按摩操作。然而,在最近几年,编程成检测要按摩的用户的脉博率和呼吸率之类的生物信号并且根据检测结果进行按摩操作,即治疗,的按摩机械,用在实际用途中。
然而,按常规,以上类型的传感器必需连接到用户身体上的某些地方,以便探测人体的脉博率和呼吸率。因而,人体以某种方式放置在约束下,这在使用中是极为麻烦的。
已经开发了一种通过仅要求用户坐在按摩机械上而不使用约束人体的传感器能够探测以上生物信号的按摩机械。例如,这样一种按摩机械公开在日本公开No.9-248284中。
这种类型的常规座椅型按摩机械使用一种光学传感器。光学传感器由其一端连接到发光部分上而另一端连接到光接收部分上的柔性光学纤维形成,并且光学纤维与人体相接触地使用。
更明确地说,通过人体的轻微运动,象博动、呼吸等,弯曲与人体相接触的光学纤维,由此改变从发光部分经光学纤维传输到光接收部分的光量。通过检测光量的这种变化能得到诸如脉博率和呼吸率的生物信号。
以上常规座椅型按摩机械具有这样一种机械结构,从而当用户坐在其上时,用户的重量集中放置在按摩机械的座位表面的一部分上。安装光学传感器,从而光学纤维的一部分接触该部分。这种按摩机械因而探测通过由用户的身体运动造成的光学纤维变形引起的光量变化,并且滤波探测信号以便抽取一个希望生物信号,如脉博率和呼吸率。
然而,使用这样一种光学传感器的常规座椅型按摩机械具用一种用来把用户的身体运动集中传输到光学纤维的复杂机械结构,导致增加的制造成本。
况且,通过滤波抽取脉博率和呼吸率,即人体的物理运动(垂直和水平运动的混合)有时在信号处理方面是困难的。因此,基于光量变化的生物信号探测在探测精度方面是有问题的。
发明内容
本发明的一个目的在于,提供一种能够准确检测诸如脉博率和呼吸率之类的生物信号而不限制生命体的生物信号检测器件。
本发明的另一个目的在于,提供一种包括这样一种生物信号检测器件并因而具有一种简化结构和抑制制造成本增大的按摩机械。
本发明的又一个目的在于,提供一种包括这样一种生物信号检测器件并因而能够根据以高精度探测的生物信号提供治疗的按摩机械。
本发明涉及一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为所述被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在作为被检体的所述生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相对应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且从所述振荡部供给的所述高频信号的频率被预先设定为一个区域中的频率,该区域是比与依据虚数成分的变化的所述频率变化相对应的所述反射波电平的变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
本发明还涉及一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在作为所述被检体的生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且从所述振荡部供给的所述高频信号的频率被预先设定为一个区域中的频率,该区域是与依据仅变化实数成分的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
本发明还涉及一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在作为被检体的所述生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是可变的,所述生物体信号检测装置进一步包括:用来控制所述振荡部以使所述频率变化的控制部,其中所述检测部检测对应于所述频率变化的反射波电平的变化,及所述控制部基于所检测到的对应于所述频率变化的反射波电平变化,控制所述振荡部,以将所述可变频率设定为一个区域中的频率,该区域是比与因虚数成分的变化而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
本发明还涉及一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在作为被检体的所述生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的信号中产生所述的所需生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是可变的,所述生物体信号检测装置进一步包括:用来控制所述振荡部以使所述频率变化的控制部,其中所述检测部检测对应于所述频率变化的反射波电平的变化,及所述控制部基于所检测到的对应于所述频率变化的反射波电平变化,控制所述振荡部,以将所述可变频率设定为一个区域中的频率,该区域是与因仅变化实数成分而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
本发明还涉及一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在作为被检体的所述生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是被预先设定的单一频率,所述生物体信号检测装置进一步包括:用来把在所述电极中产生的阻抗与所述振荡部的负载阻抗相匹配的自动阻抗匹配部,其中检测对应于所述阻抗变化的所述反射波电平的变化,并且根据所检测到的反射波电平变化,把所述电极中产生的所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是比与因虚数成分的变化而引起的所述阻抗变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
本发明还涉及一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在作为被检体的所述生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的信号中产生所述的所需生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是被预先设定的单一频率,所述生物体信号检测装置进一步包括:用来把在所述电极中产生的阻抗与所述振荡部的负载阻抗相匹配的自动阻抗匹配部,其中检测对应于所述阻抗变化的所述反射波电平的变化,并且根据所检测到的反射波电平变化,把所述电极中产生的所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是与因仅变化实数成分而引起的所述阻抗变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
本发明的生物信号检测器件通过检测由在安装的电极处的身体运动引起的阻抗变化得到一个生物信号,从而对象能紧密地靠近电极或与其相接触。结果,能准确地检测诸如脉博率和呼吸率之类的生物信号,而不约束生命体。
本发明涉及一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:按摩单元,用来向所述用户施以治疗;生物体信号检测装置,用来检测来自所述用户的生物体信号;及操作控制部,用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,其中所述生物体信号检测装置包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且从所述振荡部供给的所述高频信号的频率被预先设定为一个区域中的频率,该区域是比与因虚数成分的变化而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
本发明还涉及一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:按摩单元,用来向所述用户施以治疗;生物体信号检测装置,用来检测来自所述用户的生物体信号;及操作控制部,用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,其中所述生物体信号检测装置包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且从所述振荡部供给的所述高频信号的频率被预先设定为一个区域中的频率,该区域是与因仅变化实数成分而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
本发明还涉及一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:按摩单元,用来向所述用户施以治疗;生物体信号检测装置,用来检测来自所述用户的生物体信号;及操作控制部,用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,其中所述生物体信号检测装置包括振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是可变的,所述生物体信号检测装置进一步包括:用来控制所述振荡部以使所述频率变化的控制部,其中所述检测部检测对应于所述频率变化的反射波电平的变化,及所述控制部基于所检测到的对应于所述频率变化的反射波电平变化,控制所述振荡部,以便将所述可变频率设定为一个区域中的频率,该区域是比与因虚数成分的变化而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
本发明还涉及一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:按摩单元,用来向所述用户施以治疗;生物体信号检测装置,用来检测来自所述用户的生物体信号;及操作控制部,用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,其中所述生物体信号检测装置包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是可变的,所述生物体信号检测装置进一步包括:用来控制所述振荡部以使所述频率变化的控制部,其中所述检测部检测对应于所述频率变化的反射波电平的变化,及所述控制部基于所检测到的对应于所述频率变化的反射波电平变化,控制所述振荡部,以将所述可变频率设定为一个区域中的频率,该区域是与因仅变化实数成分而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
本发明还涉及一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:按摩单元,用来向所述用户施以治疗;生物体信号检测装置,用来检测来自所述用户的生物体信号;及操作控制部,用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,其中所述生物体信号检测装置包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是被预先设定的单一频率,所述生物体信号检测装置进一步包括:用来把在所述电极中产生的阻抗与所述振荡部的负载阻抗相匹配的自动阻抗匹配部,其中检测对应于所述阻抗变化的所述反射波电平的变化,并且根据所检测到的反射波电平变化,把所述电极中产生的所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是比与因虚数成分的变化而引起的所述阻抗变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
本发明还涉及一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:按摩单元,用来向所述用户施以治疗;生物体信号检测装置,用来检测来自所述用户的生物体信号;及操作控制部,用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,其中所述生物体信号检测装置包括:振荡部,用来供给正弦波的高频信号;电极部,包括电极,被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;检测部,用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;信号放大部,具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及信号处理部,用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是被预先设定的单一频率,所述生物体信号检测装置进一步包括:用来把在所述电极中产生的阻抗与所述振荡部的负载阻抗相匹配的自动阻抗匹配部,其中检测对应于所述阻抗变化的所述反射波电平的变化,并且根据所检测到的反射波电平变化,把所述电极中产生的所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是与因仅变化实数成分而引起的所述阻抗变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
本发明的按摩机械包括生物信号检测器件,该器件通过检测由在安装的电极处的身体运动引起的阻抗变化得到一个生物信号,从而用户能紧密地靠近电极或与其相接触。结果,能以一种简化、便宜结构提供基于准确检测生物信号的治疗。
附图说明
图1是示意方块图,表示对其应用本发明的生物信号检测器件的一种按摩机械的电气结构。
图2是方块图,表示应用于图1的按摩机械的生物信号检测器件2的一个第一实施例。
图3示意表示安装在座椅型按摩机械中、图2的信号检测器件2。
图4是电路图,专门表示在图2的第一实施例的生物信号检测器件2中的一个振荡部分11的结构。
图5是电路图,专门表示在图2的第一实施例的生物信号检测器件2中的一个检测部分13的结构。
图6是电路图,专门表示在图2的第一实施例的生物信号检测器件2中的一个信号放大部分14的前级的结构。
图7是波形图,表示由信号放大部分14得到的实际脉动波形。
图8A是电路图,表示信号放大部分14的后级的结构。
图8B是波形图,表示用来计数博动率的脉冲波形。
图9是波形图,表示由信号放大部分14得到的实际呼吸波形。
图10A是电路图,表示信号放大部分14的后级的结构。
图10B是波形图,表示用来计数呼吸率的脉冲波形。
图11是流程图,表明根据本发明的按摩机械的按摩操作(治疗方法)。
图12是方块图,表示应用于图1的按摩机械的生物信号检测器件2的一个第二实施例。
图13是曲线图,表示在其中用户坐在电极上的情况下的反射波形特性。
图14是电路图,专门表示图12的一个振荡部分11′和一个控制部分21的结构。
图15是功能方块图,表示具有自动阻抗匹配功能的一个电极部分12。
图16是电路图,表示实现图15的阻抗匹配功能的电路的一个例子。
图17是流程图,表明由图15的用于脉动检测的电极部分12进行的自动阻抗匹配操作。
图18是流程图,表明由图15的用于呼吸检测的电极部分12进行的自动阻抗匹配操作。
图19是方块图,表示应用于图1的按摩机械的生物信号检测器件2的一个第三实施例。
图20是方块图,表示应用于图1的按摩机械的生物信号检测器件2的一个第四实施例。
图21是电路图,表示图20的一个基准信号设置部分22的结构。
图22是方块图,表示应用于图1的按摩机械的生物信号检测器件2的一个第五实施例。
图23是示意图,表示电极12a、12b的另一种形式。
图24是示意图,表示电极12a、12b的又一种形式。
图25是示意图,表示电极12a、12b的再一种形式。
图26是示意图,表示电极12a、12b的另外一种形式。
图27是示意图,表示电极12a、12b的另一种形式。
图28是示意图,表示电极12a、12b的另一种形式。
图29是电路图,表示电极部分12的另一种形式。
图30是电路图,表示电极部分12的又一种形式。
图31是电路图,表示电极部分12的再一种形式。
图32是电路图,表示电极部分12的另外一种形式。
具体实施方式
[本发明的按摩机械的整体结构]
图1是示意方块图,表示对其应用本发明的生物信号检测器件的一种按摩机械的电气结构。
参照图1,这种按摩机械主要包括一个开关输入电路1、一个生物信号检测器件2、一个操作控制部分3、一个限位开关输入电路4、一个显示电路5、一个输出电路6、一个按摩单元7、及一个电源电路8。
操作控制部分3包括一个中央处理单元(CPU)3a、一个只读存储器(ROM)3b、及一个随机存取存储器(RAM)3c。按摩单元7安装在例如座椅型按摩机械的靠背中,并且包括一个螺线管7a和一个电机7b。
尽管在图中未表示,但开关输入电路1除一个功率开关外包括钥匙开关,用来指定按摩单元7的各种操作,如揉、拍、上行和下行。
生物信号检测器件2根据本发明是一个基于新颖探测原理的器件,并且产生一个用来输出到操作控制部分3的CPU 3a的生物信号,如脉博率和呼吸率。下面将详细描述生物信号检测器件2。
为了使用,用户首先接通开关输入电路1的未表示功率开关,并且CPU 3a然后相应致动电源电路8,由此电源电路8把功率供给到按摩机械的每一部分。
根据用户通过开关输入电路1的指定,CPU 3a产生一个用来输出到输出电路6用来驱动按摩单元7的信号。响应该信号,输出电路6驱动按摩单元7的螺线管7a和电机7b,以便实现由用户指定的操作。
CPU 3a也驱动显示电路5,以便向用户指示必需的信息,如由用户指定的内容。
限位开关输入电路4是一个用来限定按摩单元7在靠背上的上/下运动范围的电路。当按摩单元7上行或下行到极限时,致动一个限位开关以中断按摩单元7的上/下运动。
以后将描述基于由本发明的生物信号检测器件2检测的生物信号、图1的按摩机械的整体操作。
[生物信号检测器件的第一实施例]
图2是方块图,表示应用于图1的按摩机械的生物信号检测器件2的第一实施例。
参照图2,生物信号检测器件2包括一个振荡部分11、一个电极部分12、一个检测部分13、一个信号放大部分14、及一个输出终端15。更明确地说,电极部分12包括电极12a、12b及一个变压器12c。
现在将粗略描述生物检测器件2的操作。振荡部分11供给一个高频信号,并且电极12a、12b经用于隔离和真实值转换的变压器12c接收高频信号。更明确地说,变压器12c的初级绕组使两端分别连接到检测部分13和地电位上,而其次级绕组使两端分别连接到电极12a、12b上。
由于在电极12a、12b中的阻抗根据下面描述的人体运动变化,所以在电极中消耗的高频信号能量也根据人体的运动变化。因而,在电极中没有消耗的高频信号能量的变化由检测部分13检测作为反射波电平的变化。如此检测的反射波电平的变化在信号放大部分14中放大和处理,并且然后从输出终端15作为一个生物信号输出。如此输出的生物信号施加到图1中的CPU 3a上。
图3示意表示安装在座椅型按摩机械中、图2的信号检测器件2。
参照图3,电极12a、12b布置在按摩机械中的座位表面17的表面件的后侧,并且集成其它电路元件,即图2中的变压器12c、振荡部分11、检测部分13及信号放大部分14,的一个电路单元16安装在靠背18内。尽管在图中未表示,但从电路单元16的输出终端15输出的生物信号施加到安装在按摩机械内的操作控制部分3的CPU 3a(见图1)上。
注意,通常安装在靠背18内的熟知元件,如按摩单元7(见图1)未表示在图3中。在图1中的其它电路元件4、5、6和8也安装在按摩机械中,尽管未表示在图3中。
注意,电极12a、12b可以布置在靠背18处而不是座位表面17处。尽管在图3中未表示,在扶手椅型按摩机械的情况下电极12a、12b可以布置在扶手处。总之,电极12a、12b可以布置在按摩机械的任何部分处,只要它们根据下面描述的检测原理通过按摩机械的表面件和/或用户的衣服能检测用户的身体运动。
图4是电路图,专门表示在图2中的第一实施例的生物信号检测器件2中的振荡部分11的结构。
参照图4,振荡部分11包括:一个振荡电路11a,包括一个振荡器110a,如晶体振荡器,用来输出一个高频脉冲信号;低通滤波器的两级11b、11c,用来把脉冲信号转换成正弦信号;及一个衰减器11d。
振荡部分11输出一个正弦信号作为高频输出的原因如下:仅在正弦信号的情况下,当阻抗在振荡部分11与电极11a、11b之间匹配时,正弦分量的能量才完全消耗在电极中,并且来自电极的反射波电平成为零。换句话说,在非正弦信号的情况下,非正弦分量的能量总是从用作负载的电极反射,而不管阻抗匹配。
图5是电路图,专门表示在图2中的第一实施例的生物信号检测器件2中的检测部分13的结构。
检测部分13包括:一个终端P1,耦合到振荡部分11的振荡输出上;一个终端P2,耦合到电极部分12的输入端(变压器12c的初级绕组的一端)上;M耦合电路13a、13b,具有一种熟知的结构;及一个探测电路13c。
M耦合电路13a包括一个插入在终端P1、P2之间的初级绕组N1a、一个次级绕组N2a、及一个与次级绕组N2a的两端并联连接的电阻器R。M耦合电路13b包括一个插入在终端P2与地电位之间的初级绕组N1b、和一个次级绕组N2b。注意,次级绕组N2a、N2b串联连接在地电位与检测部分13的输出端之间。探测电路13c包括一个二极管D,并且一个电容器C插入在次级绕组N2b的一端与输出端之间。
下文,详细描述检测部分13的生物信号探测原理。
例如,现在假定用户适当地坐在座位表面17上,即坐着,从而用户的臀部位于座椅型按摩机械中的电极12a、12b上。
当来自振荡部分11的高频正弦信号供给到电极时,一个高频电流在两个电极12a与12b之间通过按摩机械的表面件、用户的衣服、及用户的人体组织(主要是脂肪)流动。
在电极表面与人体表面之间归因于身体运动的距离变化与电极中高频阻抗虚数部分的变化相对应。归因于身体运动的人体组织的变形与高频阻抗的实数部分的变化相对应。
由脉动和呼吸导致的坐着用户的轻微身体运动周期性地产生距离变化和组织变形。结果,在电极中的高阻抗根据脉动和呼吸而变化。
如果阻抗在电极12a、12b之间是匹配的,则从振荡部分11供给的高频信号完全消耗在电极中。然而,电极中阻抗的这样一种变化会改变电极的能量消耗,并且剩余能量作为从电极部分12到振荡部分11通过检测部分13的反射波返回。检测部分13的M耦合电路13a、13b形成一个方向耦合器,用来抽取没有消耗在电极中的能量的一部分并且把抽取能量施加到下一级的信号放大部分14上作为反射波输出。
注意,使用线圈的M耦合电路仅表示为方向耦合器的一个熟知例子。检测部分13可以可选择地由一个电容器、一个微波带状线路等形成。
图6是电路图,专门表示在图2中的第一实施例的生物信号检测器件2中的信号放大部分14的前级的结构。
信号放大部分14的前级包括一个放大器14a、一个滤波器14b、一个放大器14c及一个滤波器14d。如上所述,指示电极12a、12b反射波电平变化的信号从检测部分13施加到信号放大部分14的前级。该信号然后在其中放大,并且通过每个具有一个预置常数的多个滤波器,由此抽取一个与脉动和呼吸相对应的信号。
图7是波形图,表示通过适当设置信号放大部分14的滤波器常数得到的实际脉动波形。图7的例子表示保持呼吸在静态下测量的脉动波形。
这样一种脉动波形施加到信号放大部分14的后一级中的电路上,其中计数脉冲计数操作。
图8A是电路图,表示用于脉冲计数操作的信号放大部分14的后级的结构。一个比较器19把指示脉动波形的输入信号与从一个比较电源20供给的固定比较电压相比较,并且输出图8B的脉冲波形。一个未表示计数器通过计数在一个固定时段期间在脉冲波形中的脉冲数计算脉博率作为生物信号。
图9是波形图,表示通过适当设置信号放大部分14的滤波器常数得到的实际呼吸波形(一个细微脉动波形叠加在其上)。图9的例子表示保持呼吸在静态下测量的呼吸波形。
这样一种呼吸波形施加到信号放大部分14的后一级中的电路上,其中进行呼吸计数操作。
图10A是电路图,表示用于呼吸计数操作的信号放大部分14的后级的结构。提供在一个比较器19之前的级中的一个低通滤波器从指示呼吸波形的输入生物信号滤除脉动波形分量。比较器19然后把生成信号与从一个比较电源20供给的一个固定比较电压相比较,并且输出图10B的脉冲波形。一个未表示计数器通过计数在一个固定时段期间在脉冲波形中的脉冲数计算呼吸率作为生物信号。
注意,在图8A和10B中的处理可以如上述那样在信号放大部分14中进行,或者在CPU 3a中进行。要不然,图8A和10A的电路可以提供在图6中的信号放大部分14与CPU 3a之间作为外部电路。
图11是流程图,表明通过使用从生物信号检测器件2如此得到的生物信号,如脉博率,由本发明的按摩机械进行的按摩操作(治疗方法)。注意,这种按摩操作由CPU 3a根据存储在操作控制部分3的ROM3b中的程序进行。
首先,响应来自用户开始按摩的指令,生物信号检测器件2如上述那样测量脉博率(步骤S1)。如此测量的脉博率施加到CPU 3a上,并且存储在RAM 3b中(步骤S2)。
在步骤S4连续测量脉博率,而在步骤S3给出治疗。在步骤S5,把在步骤1测量的预治疗脉博率与在步骤S4测量的当前脉博率相比较,并且在步骤S6确定当前脉博率是否小于预治疗脉博率。如果确定当前脉博率不小于预治疗脉博率,则例行程序返回步骤S3继续治疗。如果确定当前脉博率小于预治疗脉博率,则确定减小脉博率,并且放松用户的身体,及自动终止治疗。
[生物信号检测器件的第二实施例]
图12是方块图,表示应用于图1的按摩机械的生物信号检测器件2的第二实施例。
在图12中的第二实施例的生物信号检测器件2与图2中第一实施例的在如下几点上不同,并且不重复共用部分的描述。
在图12的生物信号检测器件2中的一个振荡部分11′能够供给可变振荡频率的振荡输出。图12的生物信号检测器件2另外包括一个控制部分21,用来响应来自信号放大部分14的信号控制振荡部分11′的振荡频率。
第二实施例的生物信号检测器件2监视来自电极部分12的反射波,同时扫描振荡部分11′的可变频率,以便根据结果求出最佳振荡频率。
图13是曲线图,表示在其中用户坐在电极12a、12b上的情况下的高频信号的频移与来自电极部分12的反射波形能量的对应速率(反射波速率)之间的关系。换句话说,图13是曲线图,表示当用户坐着时的反射波特性。
如前面描述的那样,在电极部分12中高频阻抗的变化包括实数部分的变化和虚数部分的变化。实数部分的变化主要因为流经人体的电流的实数值由于由坐着用户的身体运动引起的人体组织(主要是脂肪)的变形所变化而出现。虚数部分的变化主要因为电流高频分量由于由身体运动引起的在电极表面与人体表面之间的距离(电容)变化所变化而发生。虚数部分的变化比实数部分的变化更多归因于阻抗变化的电平。
返回参照图13中反射波特性的曲线图,由箭头(A)表示的范围是一个其中反射波电平由于实数部分和虚数部分的变化相对于高频信号的频移以陡斜度变化的范围。探测灵敏度在该区域中优良。
在高灵敏度范围(A)中频率的使用能够实现呼吸的优良探测。然而,脉动的探测在范围(A)中的一个频率处因为呼吸的较大影响是困难的。
更明确地说,由呼吸造成的身体运动显著改变在电极与人体之间的距离,引起虚数部分的过大变化。因此,在由虚数部分变化影响的范围(A)中,由呼吸造成的反射波电平的变化远大于由脉动生成的,使得不可能在相同范围中检测脉动。
相反,由箭头(B)表示的范围是一个最小反射波特性的范围。该范围在放大时近似是扁平的。换句话说,在扁平范围(B)中,反射波电平相对频率的变化(虚数部分的变化)不会变化,而单独相对于实数部分的变化而变化。
尽管频率的变化(虚数部分的变化)支配由呼吸造成的反射波电平的变化,但不仅虚数部分的变化而且还有实数的部分变化支配由脉动造成的反射波电平的变化。
因而,在最小反射波特性的范围(B)中高频信号的使用能够实现仅由实数部分生成的反射波电平的探测,使得有可能单独检测脉动而不受呼吸的影响。
如以上已经描述的那样,为了检测呼吸,最好使用在范围(A)的陡斜度区域中的振荡频率。为了检测脉动,最好使用在范围(B)的最小值区域中的振荡频率。例如,根据如图13中所示预先用试验方法得到的反射波特性的曲线,在图2中的第一实施例的振荡部分11的振荡频率根据探测目的(呼吸或脉动)可以固定到范围(A)或(B)中的一个频率。
相反,在图12的第二实施例中,在控制部分21中通过信号放大部分14首先监视来自电极部分12的反射波电平,同时扫描振荡部分11′的可变振荡频率。因而得到图13的反射波特性。然后根据反射波特性选择与探测目的相对应的振荡频率。
图14是电路图,专门表示图12的振荡部分11′和控制部分21的结构。
在图14中,在控制部分21中的一个CPU 21b产生一个用来改变振荡部分11′的振荡频率的控制信号。一个D-A转换器21c把该控制信号转换成用于输出到振荡部分11′的可变电容器VC1、VC2的模拟直流(DC)电压。当模拟DC电压在规定范围内变化时,可变电容器VC1、VC2的电容和因而振荡部分11′的振荡频率也相应变化。结果,在电极部分12中的高频阻抗和因而来自电极部分12的反射波电平也相应变化。
来自电极部分12的反射波电平信号从检测部分13经信号放大部分14施加到控制部分21上。反射波电平信号由控制部分21的一个A-D转换器21a转换成数字信号,并且然后施加到CPU 21b上。通过这样一种单频率扫描,CPU 21b得到图13中表示的反射波特性数据。CPU 21b然后根据探测目的,即呼吸或脉动,把振荡部分11′的振荡频率设置到在范围(A)或(B)中的一个适当值。
在电极部分12中的高频阻抗和与其匹配的振荡频率由于诸如身体组织的特性和坐着的用户的坐姿之类的因素也变化。在图2中第一实施例的生物信号检测器件2中,从振荡部分11供给的高频信号的频率预先固定而不考虑用户。相反,在图12的第二实施例中,在用户在治疗之前坐着的同时,扫描振荡频率,并且根据适于用户的反射波特性数据(身体组织的特性和用户的坐姿)求出最佳振荡频率。因此,通过使用用于探测目的(呼吸或脉动)的最佳振荡频率总能检测生物信号。
注意,在其中振荡部分11如在图2的第一实施例中那样具有一个固定振荡频率的情况下,不能总是使用一个最佳振荡频率。这是因为反射波特性依据身体组织的特性和用户实际坐在按摩机械中的坐姿而变化。
鉴于这点,在图15中的电极部分12的改进中,在其中振荡部分11具有一个固定振荡频率的情况下,电极部分12自动匹配高频阻抗的实数部分和虚数部分。因而对于图13中表示的反射波特性实现适用于呼吸探测的一种高频阻抗状态或适用于脉动探测的一种高频阻抗状态。
图15是这样一种电极部分12的功能方块图。参照图15,电极部分12在电极12a、12b之前的级中包括一个自动阻抗匹配部分12d。自动阻抗匹配部分12d包括:一个实数匹配部分12e,用来自动匹配电极部分12的高频阻抗的实数部分;和一个虚数匹配部分12f,用来自动匹配电极部分12的高频阻抗的虚数部分。
图16是电路图,表示实现在图15的功能方块图中的自动阻抗匹配部分12d的电路的一个例子。参照图16,一个未表示控制部分(CPU)把实数控制电压施加到实数匹配部分12e上,并且把一个用来驱动一个电机M以便控制一个可变电容器的电容的信号施加到虚数匹配部分12f上。
图17是流程图,表明这样一种自动阻抗匹配部分12d的脉动探测操作。
参照图17,虚数匹配部分12f首先把虚数部分移动到原点(步骤S11),并且实数匹配部分12e把实数部分移动到原点(步骤S12)。
虚数匹配部分12f然后把虚数部分移动到在图13中所示的反射波特性图上的最小值的位置(步骤S13),并且实数匹配部分12e把实数部分移动到在反射波特性图上的最小值的位置(步骤S14)。
如果确定在虚数部分和实数部分的移动位置处的相应反射波值在一个预置基准范围内(步骤S15),则确定反射波值已经达到适用于脉动探测的最小值区域。如果确定反射波值不在预置基准范围内(步骤S15),则确定反射波值还没有达到最小值,由此在步骤S13和S14继续地移动虚数部分和实数部分。
如果在步骤S15确定反射波值已经达到最小值区域,则确定预置基准时间是否已经过去(步骤S16)。如果确定预置基准时间已经过去,则例行程序返回步骤S15以确定反射波值是否仍然在最小值范围中。
只要反射波值在最小值区域中,就重复步骤S15和S16的循环。在重复期间,能以优良方式继续脉动探测而不受虚数部分的影响。
如果在重复中在步骤S15确定反射波值跑出最小值区域,则在步骤S13和S14进一步调节虚数部分和实数部分。因而自动匹配阻抗,从而在反射波值的最小值区域中能以优良方式可靠地继续脉动探测。
图18是流程图,表明自动阻抗匹配部分22d的呼吸探测操作。
参照图18,虚数匹配部分12f首先把虚数部分移动到原点(步骤S21),并且实数匹配部分12e把实数部分移动到原点(步骤S22)。
虚数匹配部分12f然后把虚数部分移动到在图13中所示的反射波特性图上的最小值的位置(步骤S23),并且实数匹配部分12e把实数部分移动到在反射波特性图上的最小值的位置(步骤S24)。
如果确定在虚数部分和实数部分的移动位置处的相应反射波值在一个第一预置基准范围内(步骤S25),则确定反射波值已经达到最小值区域。如果确定反射波值不在预置基准范围内(步骤S25),则确定反射波值还没有达到最小值,由此在步骤S23和S24继续移动虚数部分和实数部分。
如果在步骤S25确定反射波值已经达到不受虚数部分影响的最小值区域,则虚数匹配部分12f在反射波特性图上在一个规定方向上移动虚数部分(步骤S26)。结果,虚数部分进入一个由虚数部分支配的反射波特性的陡斜度区域。如果确定在移动位置处的反射波值在一个第二预置基准区域中(步骤S27),则确定在电极中的高频阻抗在适用于呼吸探测的范围内。然后确定预置基准时间是否已经过去(步骤S28)。如果确定预置基准时间已经过去,则例行程序返回步骤S27以确定反射波值是否仍然在陡斜度区域中。
只要反射波值在陡斜度区域中,就重复步骤S27和S28的循环。在重复期间,能以优良方式继续受虚数部分支配的呼吸探测。
如果在重复中在步骤S27确定反射波值跑出陡斜度区域,则确定在预置时间内步骤S27和S28的循环是否重复了预置次数(步骤S29)。
如果循环没有重复预置次数,则例行程序返回步骤S26,其中继续移动虚数部分。如果循环重复了预置次数,则例行程序返回步骤S23和S24,其中相应反射波值返回最小值的位置,并且然后再次进行至陡斜度区域的移动。
因而,在步骤S26、S23和S24进一步调节虚数部分和实数部分。因而自动匹配阻抗,从而在反射波值的陡斜度区域中能以优良方式可靠地继续呼吸探测。
[生物信号检测器件的第三实施例]
图19是方块图,表示应用于图1的按摩机械的生物信号检测器件2的第三实施例。
图19的生物信号检测器件2除如下几点外与图12中的第二实施例的相同:图12中的第二实施例的信号放大部分14划分成:一个脉动信号放大部分14A,具有一个用来抽取脉动波形的预置滤波器常数;和一个呼吸信号放大部分14B,具有一个用来抽取呼吸波形的预置滤波器常数。
结果,指示脉博率和呼吸率的生物信号能分别从输出终端15A和15B独立地输出。
注意,为了得到脉博率,根据从检测部分13经信号放大部分14A施加到控制部分21上的反射波电平信号,把振荡部分11′的振荡频率设置到反射波特性的最小值区域,如在图12的第二实施例中那样。
[生物信号检测器件的第四实施例]
图20是方块图,表示应用于图1的按摩机械的生物信号检测器件2的第四实施例。图20的生物信号检测器件2除如下几点外与图2中的第一实施例的相同:除图2的结构之外该实施例的生物信号检测器件2进一步包括一个基准信号设置部分22和一个输出终端23。
例如,在座椅型按摩机械的情况下,行李可以放置在座位表面上而不是人体,或者用户可以以不适当的姿势坐着。在这样一种情况下,必须通知用户不能正确检测生物信号的事实。
当用户适当坐着时,阻抗匹配,并且减小来自电极的反射波电平。相反,当放置除人体之外的其它对象或用户不适当地坐着时,阻抗不匹配,并且增大来自电极的反射波电平。
因而,把其中间电平设置为一个基准电平。在这种情况下,如果反射波电平小于基准电平,则确定用户适当地坐着。如果反向波电平超过基准电平,则确定除人体外的对象放置在座位表面上或者用户以不适当的姿势坐着。
在图20的实施例中,基准信号设置部分22具有这样一种中间电平作为一个预置基准电平,从而根据从检测部分13经信号放大部分14得到的反射波电平进行以上确定。
图21是电路图,表示基准信号设置部分22的结构。在图21中,一个比较器27把图20的从检测部分13经信号放大部分14接收的反射波电平与作为中间电平的基准电压相比较,并且从输出终端23输出比较结果。该信息施加到图1的用在必需控制和显示中的CPU 3a上。
[生物信号检测器件的第五实施例]
图22是方块图,表示应用于图1的按摩机械的生物信号检测器件2的第五实施例。
图22的实施例与图12的第二实施例相对应,另外包括图20中第四实施例的基准信号设置部分22和输出终端23。由于结构在其它方面与图12中的第二实施例相同,所以不重复其描述。
注意,在以上实施例的每一个中,具有相同形状的一对电极用作电极12a、12b,并且电极12a、12b在水平或垂直方向彼此对称地定位,从而当用户坐着时用户身体的一部分与电极可靠地接触或者靠近电极定位。
为了减小普通模式电流和提高灵敏度,每个电极需要在水平和垂直方向上对称地成形。电极根据探测目的可以具有任何形状,只要满足以上条件。
例如,图23是椭圆形电极12a、12b的示意图。图24是矩形电极12a、12b的示意图。
希望使用柔性电极,例如,网状电极,以便防止当用户坐在电极上或与其相接触时感觉不舒服。图25是椭圆形网状电极12a、12b的示意图,而图26是矩形网状电极12a、12b的示意图。
在图25和26中所示的网状电极的使用保证电极的柔性而不降低其高频特性。注意,电极最好由诸如银、金、铜或铝之类的材料形成。
为了电极的柔性,也最好使用梳状电极。图27是使其梳齿平行于电极纵向排列的电极12a、12b的示意图,并且图28是使其梳齿垂直于电极纵向排列的电极12a、12b的示意图。图27和28中表示的梳状电极的使用保证电极柔性而不降低其高频特性,并且也增大在电极之间的电容和减小电极的功率发射。注意,电极最好由诸如银、金、铜或铝之类的材料形成。
图29是电路图,表示电极部分12的另一种形式。在图2中第一实施例的生物信号检测器件2中,振荡部分11具有一个固定振荡频率。因而,必须校正阻抗的虚数部分和实数部分,从而阻抗能实际匹配在振荡部分11与电极部分12之间。参照图15至18已经详细描述了自动阻抗匹配功能。在下面描述的例子中,添加电路元件以便分别校正阻抗分量。
在图29中,线圈La、Lb分别插入在电极12a、12b与用作阻抗转换装置具有隔离功能和匹配阻抗实数值的功能的变压器12c之间。结果,为了阻抗匹配校正阻抗的虚数部分。线圈可以用电容器代替。
图30是用于阻抗校正的电极部分12的又一种形式的电路图。在这个例子中,一个开关接头24提供在变压器12c的初级侧。变压器12c的匝数比通过开关接头24的切换是可变的,由此便于电极阻抗实数值的校正。
图31是用于阻抗校正的电极部分12的再一种形式的电路图。图31的例子包括两个线圈La1、La2而不是线圈La和两个线圈Lb1、Lb2而不是图29的例子中的线圈Lb、及用来选择线圈的开关25a、25b。这便于阻抗虚数部分的校正,并因而便于阻抗匹配。线圈可以用电容器代替。
图32是用于阻抗校正的电极部分12的另外一种形式的电路图。图21的例子包括一个π型匹配电路26而不是在图29的例子中的线圈La和Lb。
该匹配电路26是一个为一个平衡电路改进的π型匹配电路,并且包括可变线圈Lav、Lbv和可变电容器Cav、Cbv。该例子的电极部分12通过调节匹配电路26的可变线圈Lav、Lbv和可变电容器Cav、Cbv能够实现阻抗匹配。用电源,如电机,驱动可变线圈Lav、Lbv和可变电容器Cav、Cbv,能够实现自动阻抗匹配,如在图15至18的实施例中那样。
注意,尽管π型匹配电路用在图32中,但可以可选择地使用诸如T型匹配电路或L型匹配电路之类的另一种类型的匹配电路。
工业适用性
如已经描述的那样,本发明的生物信号检测器件作为一种用来准确检测诸如脉博率和呼吸率之类的生物信号而不限制生命体的生物信号检测器件是有用的,并且特别当包括进按摩机械中时极为有用,因为用便宜结构能给出基于准确检测的生物信号的治疗。
Claims (34)
1.一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:
振荡部(11),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为所述被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在作为被检体的所述生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相对应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率被预先设定为一个区域中的频率,该区域是比与依据虚数成分的变化的所述频率变化相对应的所述反射波电平的变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
2.根据权利要求1所述的生物体信号检测装置,其中所述所需的生物体信号是生命体的呼吸率。
3.一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:
振荡部(11),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在作为所述被检体的生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率被预先设定为一个区域中的频率,该区域是与依据仅变化实数成分的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
4.根据权利要求3所述的生物体信号检测装置,其中所述所需的生物体信号是生命体的脉博率。
5.一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:
振荡部(11’),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在作为被检体的所述生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是可变的,
所述生物体信号检测装置进一步包括:
用来控制所述振荡部以使所述频率变化的控制部(21),
其中所述检测部检测对应于所述频率变化的反射波电平的变化,及
所述控制部基于所检测到的对应于所述频率变化的反射波电平变化,控制所述振荡部,以将所述可变频率设定为一个区域中的频率,该区域是比与因虚数成分的变化而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
6.根据权利要求5所述的生物体信号检测装置,其中,
所述控制部在所述所需的生物体信号是生命体的呼吸率时控制所述振荡部,以将所述可变频率设定到一个区域中,该区域是比与所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
7.一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:
振荡部(11’),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在作为被检体的所述生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的信号中产生所述的所需生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是可变的,
所述生物体信号检测装置进一步包括:
用来控制所述振荡部以使所述频率变化的控制部(21),
其中所述检测部检测对应于所述频率变化的反射波电平的变化,及
所述控制部基于所检测到的对应于所述频率变化的反射波电平变化,控制所述振荡部,以将所述可变频率设定为一个区域中的频率,该区域是与因仅变化实数成分而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
8.根据权利要求7所述的生物体信号检测装置,其中
所述控制部在所述所需的生物体信号是生命体的脉博率时控制所述振荡部,以使所述可变频率被设定到一个区域中,该区域是对应于所述频率变化的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
9.一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:
振荡部(11),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在作为被检体的所述生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是被预先设定的单一频率,
所述生物体信号检测装置进一步包括:
用来把在所述电极中产生的阻抗与所述振荡部的负载阻抗相匹配的自动阻抗匹配部(12d),其中检测对应于所述阻抗变化的所述反射波电平的变化,并且根据所检测到的反射波电平变化,把所述电极中产生的所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是比与因虚数成分的变化而引起的所述阻抗变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
10.根据权利要求9所述的生物体信号检测装置,其中,所述自动阻抗匹配部在所述所需的生物体信号是生命体的呼吸率时,把所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是比对应于所述阻抗变化的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
11.一种用来检测来自作为被检体的生命体的生物体信号的生物体信号检测装置,包括:
振荡部(11),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在作为被检体的所述生命体紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中出现的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的信号中产生所述的所需生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述生命体的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是被预先设定的单一频率,
所述生物体信号检测装置进一步包括:用来把在所述电极中产生的阻抗与所述振荡部的负载阻抗相匹配的自动阻抗匹配部(12d),其中检测对应于所述阻抗变化的所述反射波电平的变化,并且根据所检测到的反射波电平变化,把所述电极中产生的所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是与因仅变化实数成分而引起的所述阻抗变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
12.根据权利要求11所述的生物体信号检测装置,其中,所述自动阻抗匹配部在所述所需的生物体信号是生命体的脉博率时,把所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是对应于所述阻抗变化的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
13.根据权利要求5至8中的任何一项所述的生物体信号检测装置,包括为多种类型的生物体信号中的每一种而配备的所述信号放大部(14A、14B)和所述信号处理部(19、20)。
14.根据权利要求1至8中的任何一项所述的生物体信号检测装置,进一步包括基准信号设置部(22),用来通过比较表示反射波电平变化的信号和规定电平的基准信号,判定作为被检体的所述生命体是否正确地紧密靠近所述电极或与其相接触。
15.根据权利要求1至12中的任何一项所述的生物体信号检测装置,其中所述电极是梳状电极。
16.根据权利要求1至12中的任何一项所述的生物体信号检测装置,其中所述电极部进一步包括用来实现在所述电极与所述检测部之间的阻抗匹配的、具有阻抗转换功能的变换器。
17.根据权利要求16所述的生物体信号检测装置,其中,所述电极部进一步包括连接在所述阻抗转换装置与所述电极之间、用来校正所述阻抗以实现阻抗匹配的阻抗转换电路(La、Lb)。
18.一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:
按摩单元(7),用来向所述用户施以治疗;
生物体信号检测装置(2),用来检测来自所述用户的生物体信号;及
操作控制部(3),用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,
其中所述生物体信号检测装置包括:
振荡部(11),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率被预先设定为一个区域中的频率,该区域是比与因虚数成分的变化而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
19.根据权利要求18所述的按摩设备,其中所述所需的生物体信号是生命体的呼吸率。
20.一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:
按摩单元(7),用来向所述用户施以治疗;
生物体信号检测装置(2),用来检测来自所述用户的生物体信号;及
操作控制部(3),用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,
其中所述生物体信号检测装置包括:
振荡部(11),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率被预先设定为一个区域中的频率,该区域是与因仅变化实数成分而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
21.根据权利要求20所述的按摩设备,其中所述所需的生物体信号是生命体的脉搏率。
22.一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:
按摩单元(7),用来向所述用户施以治疗;
生物体信号检测装置(2),用来检测来自所述用户的生物体信号;及
操作控制部(3),用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,
其中所述生物体信号检测装置包括
振荡部(11),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是可变的,
所述生物体信号检测装置进一步包括:用来控制所述振荡部以使所述频率变化的控制部(21),
其中所述检测部检测对应于所述频率变化的反射波电平的变化,及
所述控制部基于所检测到的对应于所述频率变化的反射波电平变化,控制所述振荡部,以便将所述可变频率设定为一个区域中的频率,该区域是比与因虚数成分的变化而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
23.根据权利要求22所述的按摩设备,其中,所述控制部在所述希望生物体信号是生命体的呼吸率时控制所述振荡部,以把所述可变频率设置到一个区域中,该区域是比对应于所述频率变化的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
24.一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:
按摩单元(7),用来向所述用户施以治疗;
生物体信号检测装置(2),用来检测来自所述用户的生物体信号;及
操作控制部(3),用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,
其中所述生物体信号检测装置包括:
振荡部(11),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是可变的,
所述生物体信号检测装置进一步包括:用来控制所述振荡部以使所述频率变化的控制部(21),
其中所述检测部检测对应于所述频率变化的反射波电平的变化,及
所述控制部基于所检测到的对应于所述频率变化的反射波电平变化,控制所述振荡部,以将所述可变频率设定为一个区域中的频率,该区域是与因仅变化实数成分而引起的所述频率变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
25.根据权利要求24所述的按摩设备,其中,所述控制部在所述所需的生物体信号是生命体的脉博率时控制所述振荡部,以使所述可变频率被设定到一个区域中,该区域是对应于所述频率变化的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
26.一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:
按摩单元(7),用来向所述用户施以治疗;
生物体信号检测装置(2),用来检测来自所述用户的生物体信号;及
操作控制部(3),用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,
其中所述生物体信号检测装置包括:
振荡部(11),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述电极和生物体之间的距离变化相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是被预先设定的单一频率,
所述生物体信号检测装置进一步包括:用来把在所述电极中产生的阻抗与所述振荡部的负载阻抗相匹配的自动阻抗匹配部(12d),其中检测对应于所述阻抗变化的所述反射波电平的变化,并且根据所检测到的反射波电平变化,把所述电极中产生的所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是比与因虚数成分的变化而引起的所述阻抗变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
27.根据权利要求26所述的按摩设备,其中,所述自动阻抗匹配部在所述所需的生物体信号是生命体的呼吸率时,把所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是比对应于所述阻抗变化的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域还大的区域。
28.一种用来根据规定程序自动向用户施以治疗的按摩设备,包括:
按摩单元(7),用来向所述用户施以治疗;
生物体信号检测装置(2),用来检测来自所述用户的生物体信号;及
操作控制部(3),用来根据规定程序和所检测到的生物体信号驱动所述按摩单元,
其中所述生物体信号检测装置包括:
振荡部(11),用来供给正弦波的高频信号;
电极部(12),包括电极(12a、12b),被配置为作为被检体的所述生命体能紧密靠近所述电极或与其相接触,并且所述电极相耦合以便从所述振荡部接收所述高频信号;
检测部(13),用来在所述用户紧密靠近所述电极或与其相接触时,检测在接收所述高频信号的所述电极中产生的阻抗变化;
信号放大部(14),具有从与所检测到的阻抗变化相对应的信号中抽取作为所需的生物体信号的、与所述生物体组织的变形相应的信号的滤波器功能;及
信号处理部(19、20),用来从由所述信号放大部抽取的所述信号产生所述所需的生物体信号,
其中所述检测部产生和供给表示与随所述用户的身体运动而在所述电极中产生的所述阻抗变化相对应的所述高频信号的反射波电平变化的信号,并且
从所述振荡部供给的所述高频信号的频率是被预先设定的单一频率,
所述生物体信号检测装置进一步包括:用来把在所述电极中产生的阻抗与所述振荡部的负载阻抗相匹配的自动阻抗匹配部(12d),其中检测对应于所述阻抗变化的所述反射波电平的变化,并且根据所检测到的反射波电平变化,把所述电极中产生的所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是与因仅变化实数成分而引起的所述阻抗变化相对应的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
29.根据权利要求28所述的按摩设备,其中,所述自动阻抗匹配部在所述所需的生物体信号是生命体的脉博率时,把所述阻抗匹配到一个区域中,该区域是对应于所述阻抗变化的所述反射波电平变化的斜率为最小值的区域。
30.根据权利要求22至25中的任何一项所述的按摩设备,其中,所述生物体信号检测装置包括为多种类型的生物体信号中的每一种而配备的所述信号放大部(14A、14B)和所述信号处理部(19、20)。
31.根据权利要求18至25中的任何一项所述的按摩设备,其中,所述生物体信号检测装置进一步包括基准信号设置部(22),用来通过比较表示反射波电平变化的信号和规定电平的基准信号,判定作为被检体的所述生命体是否正确地紧密靠近所述电极或与其相接触。
32.根据权利要求18至31中的任何一项所述的按摩设备,其中,所述电极是梳状电极。
33.根据权利要求18至31中的任何一项所述的按摩设备,其中,所述电极部进一步包括用来实现在所述电极与所述检测部之间的阻抗匹配的、具有阻抗转换功能的变换器。
34.根据权利要求33所述的按摩设备,其中,所述电极部进一步包括连接在所述阻抗转换装置与所述电极之间、用来校正所述阻抗以实现阻抗匹配的阻抗转换电路(La、Lb)。
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