JPS6214834A

JPS6214834A - 生体のコンダクタンス測定器

Info

Publication number: JPS6214834A
Application number: JP60153615A
Authority: JP
Inventors: 今泉　力三; 村松　弘一
Original assignee: I BII S KK
Current assignee: I BII S KK
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1985-07-12
Publication date: 1987-01-23
Also published as: JPH0231970B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、皮表角質層等のコンダクタンスをブリッジ法
により簡便に測定する生体のコンダクタンスを測定する
装置に関する。

（従来の技術）皮表角質層のコンダクタンスと水分含有率との間には一
定の相関関係があり、一方が増加すれば他方も増加する
という高い相関性があることはすでに知られている。

しかし、このようなコンダクタンスは複雑な方法により
測定され、皮表角質層の診断、ならびに皮表角質層に関
するデータの蓄積は専ら皮表コンダクタンスを知ること
によって行われていた。

したがって、初期の皮表角質層のコンダクタンス測定器
は高価であるとともに、複雑な方法に起因して信頼性が
低く、取り扱いも不便であるという欠点があった。

かかる欠点を改善するため、特願昭５８−２３１９２号
において、水晶発振器により測定周波数を精密、かつ安
定に設定すると共に、水晶発振器の出力を前記水晶発振
器に対して疎に結合した緩衝増幅器に加え、さらに単基
同調特性を与えるための一対の同調器に順次加えて良好
な単基同調特性を実現し、これによって、皮表角質層測
定コンダクタンスの値に応じて同調曲線へ変化を与え、
この変化を高インピーダンス性の一対の直線検波器によ
り検出し、両横波器の出力の差を求めて、差動増幅し、
これによって皮表角質層のコンダクタンスを容易、かつ
精密に測定している。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、かかる特願昭５８−２３１９２号におい
ては、単基同調特性を得るために水晶発振器の発振周波
数が３．５　Ｍ　Ｈｚに設定されていた。

したがって、調整が必要な高周波増幅器を緩衝増幅器と
して採用し、平衡の検出を行うために同調回路ならびに
直線検波器を使用していたので、測定時に皮膚のコンダ
クタンス分のほかに容量分の影響が入り、電極やケーブ
ルを交換した後には、再び零点を調整しなければなら勉
いという欠点があった・また、発振周波数は水晶発振器で安定化されているとは
いえ、電極静電容量の変化、あるいはボディエフェクト
などにより同調回路が＠凋する可能性があるという欠点
があった。

本発明の目的は、使用周波数を前記同門容量分の影響を
無視できる程度にまで低下させ、平衡検出に単純な抵抗
ブリッジ回路を採用し、さらに電極寸法を大きくするこ
とによって、前記欠点を除去し、皮表角質層のコンダク
タンス検出感度を向上させながら、正確に測定すること
ができるように構成した生体のコンダクタンス測定器を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明による生体のコンダクタンス測定器は、コルピッ
ツ形正弦波発振器と、抵抗ブリッジと。

検波器と、差動増幅器と、比較増幅器と、単安定マルチ
バイブレータと、ラッチと、ディジタルパネルメータと
、警報手段とを具備して構成したものである。

コルピッツ形正弦波発振器は正弦波信号を発生するため
のものである。

抵抗ブリッジはコルピッツ形正弦波発振器により駆動さ
れ、一対の検出端の一方に被測定皮表角質層コンダクタ
ンスを接続してコンダクタンスを測定するためのもので
ある。

検波器は、一対の検出端に現れた信号電圧を検波して一
対の直流電圧を得るためのものである。

差動増幅器は、検波器によって得られた一対の直流電圧
を差動増幅するためのものである。

比較増幅器は、差動増幅器の出力の変化により測定の開
始時刻を検出するためのものである。

単安定マルチパイプレークは比較増幅器の出力によりト
リガされ、あらかじめ定められた測定時間を計数するた
めのものである。

ラッチは、第１の単安定マルチバイブレータの計数の終
了を検出してランチをかけるためのものである。

ディジクルパネルメータは差動増幅器からコンダクタン
スの値に比例して出力される直流電圧を読み取って表示
し、前記ラッチの動作によって表示値を固定することが
できるものである。

警報手段は、ラッチの動作によって測定の終了を知らせ
るためのものである。

（実施例）次に、本発明を図面等を参照して、さらに詳しく説明す
る。

第１図は、本発明による皮表角質層コンダクタンス測定
器の一実施例を示すブロック図である。

第１図において、１はコルピッツ形ギ弦波発振器。

２は抵抗ブリッジ、２１〜２４は各抵抗辺、３は測定用
端子、３１は直流分阻止用のコンデンサ。

４は検波器、５は差動増幅器、６は比較増幅器。

６１は標準電圧源、７は第１の単安定マルチパイプレー
ク、８はラッチ、８１はリセントスインチ。

９はディジタルパネルメータ、１０は第２の単安定マル
チパイプレーク、１１はブザー、１２は抵抗分圧器であ
る。

第１図において、コルピッツ形正弦波発振器１によって
発振した約１００ＫＨｚの周波数を有する正弦波信号は
、内蔵するエミッタホロワ形低インピーダンス出力段を
介して抵抗プロ・ツク２に送出される。抵抗ブリッジ２
は例えば、金属皮膜抵抗器のような温度計数の小さな抵
抗器２１〜２４からなるものである。その−辺には皮表
角質層のコンダクタンスを測定する電極が測定用端子３
を介して接続されている。コンデンサ３１は直流分が皮
膚に加えられないように阻止する。電極を皮膚に接触さ
せないときには、抵抗ブリッジ２は平衡している。電極
を皮膚に接触させると、抵抗ブリッジ２の一辺をなす抵
抗器２３に対して、皮膚のインピーダンスが並列に入る
。抵抗ブリッジ２の各辺の抵抗２１〜２４は、皮膚のイ
ンピーダンスに比べて小さく設定しであるので、不平衡
となった抵抗ブリッジ２には皮膚のコンダクタンスにほ
ぼ比例する電位差が生じる。

抵抗ブリッジ２の高周波不平衡電圧は、高入力インピー
ダンス形の検波器４に加えられ、検波器４によって検波
されて直流電圧に変換される。得られた直流電圧は差動
増幅器５に加えられて比較され、皮膚のコンダクタンス
に比例した直流電圧が得られる。この値は、適当な分圧
比を有する抵抗分圧器１２を経てディジタルパネルメー
タ９に表示される。

皮膚のコンダクタンスは電極を皮膚に接触させて時間が
長くなると、徐々に増加する傾向にある。

通常は、電極を皮膚に接触させてから３秒後に値を読む
ことにしている。

比較器６は皮表角質層のコンダクタンスが闇値レベルを
越える瞬間を、電極が皮膚に接触した時間であるとして
認識する。前記闇値レベルは標準電圧源６１の関数とし
て設定され、例えば、＋６ＶＤＣの直流電圧源からブリ
ーダ抵抗によって分圧して与えることもできる。第１の
単安定マルチバイブレータ７は測定が開始した瞬間、す
なわち皮表角質層のコンダクタンスが変化した瞬間に動
作を開始し、パルス幅が３秒間のパルスを形成する。

３秒間を経過したところで、ラッチ８がセットされる。

ラッチ８の出力はディジタルパネルメータ９の表示を固
定して保持させ、さらに第２の単安定マルチバイブレー
タ１０を駆動して短くブザー１１を鳴らせる。これによ
って、操作者は、測定の完了を知ることができる。

ラッチ８はリセットスイッチ８１によってリセットする
ことができる。これによって次の測定を行うことができ
る。電極を皮膚に一旦接触させてから、３秒を経過しな
いうちに電極を皮膚から離した場合には、３秒間のパル
スを作る第１の単安定マルチバイブレータ７はリセット
され、ラッチされずに初期状態に戻る。

第２図は、コルピッツ形正弦波発振器１の詳細を示す回
路図である。

第２図において、１０１はＦＥＴであり、例えば２３に
２８のような接合形ＦＥＴである。１０２゜１０３はそ
れぞれｎｐｎ形トランジスタであり、低出力インピーダ
ンスのエミッタホロワを形成する。

１０４〜１０９はそれぞれ抵抗器、１１０〜１１３はそ
れぞれコンデンサ、１１４はインダクタである。発振周
波数が１００ＫＨｚに設定され、かつＦＥＴを使用して
いるので、周波数安定度は抵抗ブリッジ２の動作性能に
ほとんど影響はない。

第３図は、検波器４の詳細を示す回路図である。

第３図において、４０１，４０２はそれぞれＦＥＴであ
り、例えば２３に１８のような接合形ＦＥＴである。４
０３〜４０５はそれぞれ抵抗、４０６〜４１１はそれぞ
れコンデンサである。また、４１．４２はそれぞれ平滑
回路である。

第３図において、コンデンサ４０６，４０７を介して抵
抗ブリッジ２からＦＥＴ４０１，４０２のゲートへ入力
された１００ＫＨｚの高周波信号は、それぞれＦＥＴ４
０１，４０２によって検波増幅される。

ＦＥＴ４０１の出力はコンデンサ４０８．抵抗４０３、
ならびにコンデンサ４０９によって形成される平滑回路
４１へ入力され、直流電圧に変換される。

一方、ＦＥＴ４０２の出力はコンデンサ４１０゜抵抗４
０４．ならびにコンデンサ４１１によって形成される平
滑回路４２へ入力され、直流電圧に変換される。抵抗ブ
リッジ２が平衡している場合には、両平滑回路４１．４
２の出力は平衡しているため、抵抗４０５によって平衡
調整をとった後ではそれぞれＦＥＴ４０１，４０２から
差動増幅器５へ送出された直流電圧は平衡している。ま
た、抵抗ブリッジ２の出力は、ＦＥＴ４０１，４０２の
ゲートに加えられ、かつＦＥＴのゲートは高インピーダ
ンスであるため、周波数１００ＫＨｚにおいて、検波器
４が抵抗ブリッジ２の平衡に与える影響はほとんど完全
に無視できる。

第１図における測定用端子３には、例えば、第４図に示
すような電極がケーブルを介して接続さ１ｔている。第
４図において、１４は金属電極本体。

１５は絶縁物、１６は金属電極ガードリング、１７は同
軸ケーブルである。金属電極本体１４は同軸ケーブル１
７の中心導体に接続され、金属電極、ガードリング１６
は同軸ケーブル１７の外部導体に接続されている。本発
明において、電極は第４図に示すように大形化している
ので、周波数を従来の３．５　Ｍ　Ｈｚから１００ＫＨ
ｚに下げたことによる感度の低下は避けられる。

すなわち、皮膚の構造から同一部所で同一の電極を使用
したとき、数Ｈｚ〜数ＭＨｚの周波数範囲では皮膚のコ
ンダクタンスはほぼ周波数に比例する。周波数を低下さ
せた分だけ電極を大きくし、検波器４のドリフトを低く
抑えているので、感度の低下は認められない。

電極の面積を大きくすると、測定すべきプロービングし
た部分の皮膚のコンダクタンスの平均的な値が表示され
るので、僅かな電極の位置の相違により表示値がばらつ
くことは少なくなる。この性質は、例えば美容室におい
ては有用である。

（発明の効果）本発明は以上説明したように、使用周波数を前記同調容
量分の影響を無視できる程度にまで低下させ、平衡検出
に単純な抵抗ブリッジ回路を採用し、さらに電極寸法を
大きくすることによって、皮表角質層のコンダクタンス
と並列に配流容量分や回路に存在する寄生容量分の影響
を無調整で除去することができ、また、周波数を低くし
たことによる感度の低下も除去することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による生体のコンダクタンス測定器の
一実施例を示すブロック図である。第２図は、第１図におけるコルピッツ形正弦波発振器の
詳細を示す回路図である。第３図は、第１図における検波器の詳細を示す回路図で
ある。第４図は、第１図に示す生体のコンダクタンス測定器の
測定用端子にケーブルを介して接続される電極の一実施
例を示す構造概要図である。ｌ・・・コルピッツ形正弦波発振器２・・・抵抗ブリッジ３・・・測定用端子４・・・検波器５・・・差動増幅器６・・・比較増幅器７．１０・・・単安定マルチバイブレータ８・・・ラッ
チ９・・・ディジタルパネルメータ１１・・・ブザー１２・・・抵抗分圧器１４．１６・・・金属電極１５・・・絶縁物１７・・・ケーブル２１〜２４，１０４〜１０９，４０３〜４０５・・・抵
抗３１．１１０，４０６〜４１１・・・コンデンサ４１．
４２・・・平滑回路６１・・・標準電圧源８１・・・リセットスイッチ１０１．４０１，４０２・・・ＦＥＴ１０２．１０３・・・ｎｐｎ）ランジスタ１１４・・・
インダクタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）正弦波発振器と、前記正弦波発振器により駆動さ
れ、一対の検出端の一方に被測定生体コンダクタンスを
接続して前記コンダクタンスを測定するための抵抗ブリ
ッジと、前記一対の検出端に現れた信号電圧を検波して
一対の直流電圧を得るための検波器と、前記検波によっ
て得られた一対の直流電圧を差動増幅するための差動増
幅器と、前記差動増幅器の出力の変化により測定の開始
時刻を検出するための比較増幅器と、前記比較増幅器の
出力によりトリガされてあらかじめ定められた測定時間
を計数するための単安定マルチバイブレータと、前記第
１の単安定マルチバイブレータの計数の終了を検出して
ラッチをかけるためのラッチと、前記差動増幅器から前
記コンダクタンスの値と比例して出力される直流電圧を
読み取って表示し、前記ラッチの動作によって表示値を
固定することができる表示手段とから構成したことを特
徴とする生体のコンダクタンス測定器。
（２）前記生体のコンダクタンスは生体の皮表角質層の
コンダクタンスである特許請求の範囲第１項記載の生体
のコンダクタンス測定器。