生体信号

生体信号の概要

生体信号とは、心拍、脳波、脈拍、呼吸、発汗など、生命活動に関連するさまざまな現象から得られるデータのことを指します。かつては大がかりな設備が必要であり、医療現場での診断にとどまっていましたが、最近ではBITalinoのような小型軽量の測定機器の普及により、その適用範囲が広がりつつあります。

様々な生体信号の用途

最近の技術革新により、ウェアラブルコンピュータにセンサを接続し、生体信号を取得・蓄積・分析できるようになりました。これにより、感情の分析が可能になり、それが新商品の開発などにも活用されています。生体信号は大きく以下の三つに分類されます。
1. バイタルサイン: 生存を示す重要な指標
2. 反射: 意識しない自発的な反応
3. 随意運動: 意図的に行う運動

計測手法とその特徴

生体信号の計測には、絶対的な「値」を測定する手法と、時間軸における「変動」を観察する手法があります。計測方法は主に接触計測と非接触計測に分かれます。

接触計測

接触計測では、電極を対象の表面に取り付け、そこで発生する電圧を検知します。この方法は心電図や脳波計測などで広く用いられていますが、装置の接触が必要であるため、使用には注意が必要となります。

非接触計測

非接触計測では、心磁図や脳磁図など、磁気センサを用いて信号を取得します。また、マイクロ波を利用した見守りセンサーや電磁波による人命探査装置なども、非接触式の一部に該当します。接触式、非接触式のいずれにもメリットとデメリットがあり、用途に応じてそれぞれを使い分けることが求められます。

生体信号の計測項目

以下のような生体信号が計測されます:

• - [心電図]
• - [心磁図]
• - [脳波]
• - [脳磁図]
• - 表面筋電図(EMG)
• - 皮膚電位(EDA)

主な用途

生体信号の計測は、幅広い分野で利用されています。主な用途には、医療診断、健康管理、フィットネス、リハビリ、介護ケア、そして健康維持があります。これらの情報を通じて、個々の健康状態の把握や、さらなる改善が図られます。

参考文献

• - 「生体センシング入門」『インターフェース』、CQ出版、2015年4月。
• - 「スポーツに健康に！ウェアラブル人間センサ入門」『インターフェース』、CQ出版、2016年9月。
• - “生体信号の情報処理のためのプラットフォームについて” (PDF). 2017年1月21日閲覧。
• - 吉武康栄、「生体信号処理のレシピ」『大分看護科学研究』 2003年 4巻 1号 p.27-32, doi:10.20705/jonhs.4.1_27
• - 石山陽事、「生体信号計測用センサに求められる性能」『医療機器学』 2010年 80巻 1号 p.21-27, doi:10.4286/jjmi.80.21

このように、生体信号は医療や健康管理の分野での新たな可能性を開いており、今後もその展開が期待されています。

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