ハムフィルタの役割や、周波数特性は分かるのでるのですが、原理がなんて説明したらいいのかわかりません。
なぜ、50~60Hzの周波数成分のみをカットするのですか?
ハムフィルタの原理を教えて下さい。
お願いします。

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A 回答 (2件)

おや、ご指名なのかな・・・?ふたたび myeyesonly です。

またまた、でしゃばりました。m(__)m

さて、marimo_cx さんが、大体答えてらっしゃるので、フィルタの原理をわかる範囲で・・・

心電計の時定数は、基本的にコンデンサーと抵抗でできています。この回路は、電子回路としては、ハイバスフィルター(HPF)、もしくはローカットフィルタ(LCF)と呼ばれる回路の基本形なのです。ですから、心電計の入力回路には、「あまり低い周波数をカットするフィルタが入ってる」ということになります。

さて、この回路のコンデンサーをコイルに入れ替えたものも時定数といわれるのですが、高い周波数をカットする性質になります。実際にはコイルを使うとノイズを拾ったり、ある程度の大きさが必要になるので、小型化できないなどの不便を生じるので、ICを使った電子回路でやってます。

これらの回路の基本的な働きは、
コンデンサーと抵抗を直列につなぐと、コンデンサーは周波数の低い交流程、通しにくいので直列回路の両端にかかる電圧を分割する割合は、コンデンサーの方が大きく抵抗の方は小さな電圧になります。逆に高い周波数では、コンデンサーは通し安くなるので、抵抗にかかる電圧が大きくなります。

ですから、抵抗の両端から、電圧を取り出すと、周波数が高いほど、高い電圧が得られます。

この反対に、コイルを使った場合は、コイルは、高い周波数ほど通しにくくなるので、全く逆に、周波数が高いほど、抵抗にかかる電圧は低くなります。

この仕掛けを組み合わせると、一定の周波数幅を通さないとか、一定の周波数幅しか通さないという回路を作ることができ、それぞれ、ノッチフィルタ、バンドパスフィルタと呼ばれます。

なお、通常使用されているスタイラス(熱ペン)による心電計では、スタイラス自体が、そんな超高速では動かないので、記録計の部分自体がある程度時定数を持っています。

ハムフィルタは、その用途によって形状が大きく異なります。心電計では、スタイラスで書けないような高周波領域は必要ないので、前に書いたように、45Hz位から上をカットする回路をさっき述べたように計算して入れます。

逆に、高い周波数が必要な、場合、例えば、ラジオや電話などの簡易的なオーディオ等では、一定の周波数より高い周波数しか通さない回路を使います。

また、本式の?オーディオ等、全部いるけど、ハムだけ取りたいときは、これらの回路をいくつもかさねて、特定の幅だけ除去するノッチフィルタを使います。

こんなところでいかがでしょう?

それから marimo_cx さんご指摘のシールドですが、病院では、通常、心電図はシールドされた部屋でとります。また、心電計の電極端子から心電計本体まで、シールドされており、電力は、ACからとりますが、アースを共通にすることで、同相ノイズとなり、差動入力により除去されます。実際、シールドルームでは、ハムフィルタが必要になるのは、皮膚がかさかさになってる人(水分が少ないので、信号源インピーダンスが高くなる)などごくわずかです。

しかし病室ではそうはいかず、ACはやらずにバッテリーで駆動しますが、アースをとっても同相ノイズにならない場合が多く、ハムフィルタのお世話になることがよくあります。

あと邪道なのですが筋電図混入をどうしても防げない場合もハムフィルタであるていど軽減できます。
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既に前の質問でmyeyesonlyさんが回答されていますが……



日本の商用電源はAC100Vの50Hzもしくは60Hzですよね?
人体の微小電流の測定器である筋電計のようなもの、しかも医療ではなく機械の測定器の場合だと測定器にとって都合の良い様に被測定物に対して平衡入力などの手法で誘導ハムノイズを拾いにくくする事も出来ますが(このノイズを拾う度合いをCMMR(同相電圧除去比)といいます)、生体はそう機械の都合の良い様にはいってくれません。
私は医療機器は専門ではないので先のmyeyesonlyさんの回答に説明を加えるだけですが、まず、心電図で主に見たい周波数帯域は45Hz以下という事のようです。
そして、東日本であれば電源の強力な誘導ノイズが50Hzに存在します。
電子機器などに対する測定の場合は平衡入力などの電源ノイズをキャンセルしたり軽減する手法が使えます。
しかし、生体に対してそのような都合の良いような信号の取り出し方が出来ない上に、そもそも信号自体が微弱です。
こうなると、拾ってしまう事を避けられない上に被測定信号よりもはるかに大きい電源ノイズの影響を無くすには、そこの周波数帯域をばっさり切り捨てるしかないです。
その帯域が50Hzと60Hzということです。
ノイズありきの説明なので、商用電源の無い所で計れば良いじゃないかとお思いでしょうが、そもそも心電計もコンセントに刺さなきゃ動きません。(爆)
精密測定が必要な場合があるならば電磁シールドの中で測定すれば良いのでしょうが、私は詳しくないので、実際にはどうするのかはmyeyesonlyさんにお任せです。^^;

ちなみに、
電源ノイズ=ハムノイズ
です。
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Q心電図について教えて下さい。よろしくお願いします。

いきなり、質問ですが心電計についてですが、2つあります。

1つは、
心電計の時定数と心電図の波形とはどのような係わりをもっているのですか。

2つめは、
ハムフィルタの原理と役割について
是非教えて下さい。
よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

時定数が大きいと、低い周波数領域まで捉えることができます。逆にいうと、時定数が小さいと、低い周波数、ゆっくりとした波形は捕らえられないということです。
実際の心電図の波形では、T波やU波が一番ゆっくりとした波形といえます。大体1Hz位まででしょうかね。

さらにゆっくりとした波形でよく見られるものには、呼吸性の基線変動があります。これはどんなでも大体0.5Hz以下でしょう。こちらの方は臨床的な意義はまずないですよね。

ですから、時定数を小さくしていくと、まず最初に影響を受けるのはT波やU波です。これらは平坦化して検出しずらくなります。

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実際には、心電図も全く高周波成分がないわけではないので、多少の影響を受けます。具体的には、立ち上がりや立下りの急峻さが少し落ちます。細かいノッチなどは隠れてしまうこともあります。

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Q心電図の機器の設定

私の勤務する施設の心電図の機器の設定が、
 ハムフィルタ 60Hz
 筋電フィルタ 35HZ
 ドリフトフィルタ 0.5Hz
 ハイカット なし
という設定です。それぞれのフィルタの意味と、数値せっていの意味を教えてください。ちなみに先日、心電図の交流障害がどうしてもとれず、検査に出したらハムフィルタの設定が50Hzになっていたようでした。

Aベストアンサー

ハムフィルタ:交流障害の除去を目的としてその地域の交流周波数成分を除く
西日本60Hz、東日本50Hz

筋電フィルタ:筋電図成分はトゲトゲしたもので心電図成分より周波数が高いのでこの成分を除く高域遮断フィルタ 
1/eになる周波数で表示
35Hzより25Hzがより多くの成分を除去する

ハムフィルタ、筋電フィルタどちらも、心電図の波形にもその成分があるのでフィルタを使うと波形がひずむ
たとえば筋電フィルタ(高域遮断フィルタ)ではR波のような尖った波形はなまった感じとなり波高が下がる
そのため通常はフィルタは使わず、交流が入る元々の要因を減らしたり、被検者をリラックスさせて筋電図を除き、どうしても混入する場合にフィルタを使わない波形に追加してフィルタ使用波形を記録する

ハイカット:高域遮断フィルタを使わなくてもペン式心電計では高域は限界があった。
今のペンを使わない心電計の特性をそれに合わせるため100Hzなどでカットする
ONにしても問題ないが筋電フィルタを使うのならば意味がない

ドリフトフィルタ:基線のゆれを軽減させる
元々心電計はJIS規格で時定数は3.2sec以上(低域遮断周波数0.05Hz以下)となっていて、基線のゆれを減らそうとして時定数を短くすると低域遮断周波数が上がり、ST-Tなどゆっくりとした波形はひずんでしまう
http://www.sainaika.uinet.or.jp/research/ECG/TimeConstant.html
最近の機種はデジタル処理で時定数は変えないまま基線のゆれを軽減させる機能があるが、使わないのが本来の波形

生理検査を理解したプロが使うのなら、基本はハム、筋電、ドリフトフィルタはOFFで、必要に応じて最低限のフイルターのみONにする

他施設の波形を見て、最初からフイルターONの波形だった場合には、その施設の精度管理の意識が低いのを感じます

こうしたことは学生時代の臨床生理学の教科書にのっていることですから見直してください

ハムフィルタ:交流障害の除去を目的としてその地域の交流周波数成分を除く
西日本60Hz、東日本50Hz

筋電フィルタ:筋電図成分はトゲトゲしたもので心電図成分より周波数が高いのでこの成分を除く高域遮断フィルタ 
1/eになる周波数で表示
35Hzより25Hzがより多くの成分を除去する

ハムフィルタ、筋電フィルタどちらも、心電図の波形にもその成分があるのでフィルタを使うと波形がひずむ
たとえば筋電フィルタ(高域遮断フィルタ)ではR波のような尖った波形はなまった感じとなり波高が下がる
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電子工学の勉強をしているのですが

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同相入力電圧 1V のとき
出力電圧 10mV

この差動増幅器のCMRRを求めるとき

CMRR=20log(逆相信号の増幅度/同相信号の増幅度)

※逆(同)送信号の増幅度=逆(同)相出力電圧/逆(同)相入力電圧


だと思うんですけど、

逆相出力と入力の電圧とはどのように求めればいいのでしょう?

初歩的な質問だと思いますが、まだ勉強したてでよく理解できません。

詳しい方教えてください。
お願いします。


ちなみに答えは 80dB です。

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「逆相出力と入力の電圧とはどのように」
これは設題文の中にそのまんま書いてありますが????
これからすると逆相信号の増幅度は100、同相信号の増幅度は100分の1ですね。

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教科書読んでて分からない言葉があって困ってます。アーチファクトってどういう意味ですか?文脈からなんとなく想像は出来そうなんですが・・・ご存知のかたいらしたら教えてください。

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たとえば、肺のCT検査の場合、どんなに上手に息を止めても心臓は動いているので、心臓周辺の組織はぶれてうつります。このために気管支や血管がぶれて腫瘍のように見えることが仮にあったとして、でもそこには本当は腫瘍がないので、こういう場合にartifact(人工産物)となります。

Q遮断周波数と時定数について質問です。

低域遮断フィルターの特性を遮断周波数ではなく時定数で表わすのはどうしてでしょうか。

遮断周波数=1/2πτ
より、遮断周波数と時定数との関係はなんとなくわかるんですが。

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Aベストアンサー

RCローパスフィルタのステップ応答は
y(t)=a{1-e^(t/τ)}と書けます。
ここで,aはステップの振幅、τは時定数で
τ=RC
で与えられます。
一方、RCローパスフィルタの伝達関数G(jω)は
G(jω)={1/(jωC)/{R+1/(jωC}=1/(1+jωRC)
|G(jω)|=1/√{1+(ωRC)^2}
で|G(jω|=1/√2の時のω=2πfのf=fcをカットオフ周波数といいます。
この時
20log|G(jω)|≒-3[dB]
となります。ωRC=ωcRC=1、ωc=2πfcからカットオフ周波数fcは
fc=1/(2πRC)
となります。先の時定数τを使えば
fc=1/(2πτ)
という関係式が出てきます。

生体系の信号や医用機器で扱う比較的低い周波数成分しか含まない生体信号は、微小で、周囲の高周波ノイズの中に埋もれてしまいます。パルス性の高周波ノイズや高周波電磁波ノイズ(生体系の電気現象に比べて大きい)を除去するために高周波ノイズ周期に比べてそれよる長い時定数で生体系の信号の変化に比べ小さな時定数を、医療計測計の記録計やディスプレイを見ながら設定する法が便利だからでしょう。カットオフ周波数より可視化されたディスプレイ上では、このパルス性ノイズを除去するには、画面上でどの位の時定数にしたら良いかがビジブル(視覚的)に分かり易いということでしょう。

RCローパスフィルタのステップ応答は
y(t)=a{1-e^(t/τ)}と書けます。
ここで,aはステップの振幅、τは時定数で
τ=RC
で与えられます。
一方、RCローパスフィルタの伝達関数G(jω)は
G(jω)={1/(jωC)/{R+1/(jωC}=1/(1+jωRC)
|G(jω)|=1/√{1+(ωRC)^2}
で|G(jω|=1/√2の時のω=2πfのf=fcをカットオフ周波数といいます。
この時
20log|G(jω)|≒-3[dB]
となります。ωRC=ωcRC=1、ωc=2πfcからカットオフ周波数fcは
fc=1/(2πRC)
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残留血漿量の意味がわかりません。ご存知の方がいらっしゃったらよろしくお願いします!

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これのことですかね?10ページ、11ページに”残留血漿量”という単語が出てきます。
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QME2種を受験した方、教えてください

私は現在看護学校に通っているものなのですが、看護師or看護学生で独学でME2種の資格とった人、またCEさんなど資格取得者の方にお聞きしたいのですが私も現在資格取得の為に勉強を始めました。理由としては一応20代後半だし、手術部とかで働きたいと思ってるんで、とっておいたほうが就職とかに有利かなって思ってるんですけど、過去問や教本買って読んでますが、ビタ一理解できません。(特に工学系)
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看護学校の方は周りに試験について詳しい方はあまりいないと思いますが、がんばって取得して就職に生かしてほしいと思います。

過去問題暗記した方がいらっしゃるようですが、実は私もほとんどそのような方法をとりました。
毎年形を変えて似たような問題が出ていますし、それをとりこぼすと60%以上正解するのは大変です。

今からでも十分に間に合いますので、問題と答えのパターンをできるだけ覚えてみては・・・。5択ですので、車の免許試験に挑むように。

電気、電子関係は抵抗あるようでしたら、捨てた方がいいかもしれません。

また、もしできるなら臨床工学技士養成校に対策本の入手を打診してみるのもいいかもしれません。(自分のときはありました。)・・・来年貴校のの受験を考えているとかいってみて。

まずは過去問題。市販されています。小論文は文字数が埋まれば大丈夫です。(そのように先生から聞いたことがあります。実際そのようです)

9月の試験がんばってみてください。合格ラインは60%。・・・私見ですが看護士さんなら希望すれば配属できるような気もします。看護士の勉強に差し支えない程度でいいとも思います。

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Q人工透析の静脈圧と透析圧の関係について

透析室に勤務したばかりの者です。
初歩的な質問で恥ずかしいのですが、改めて考えると理解していたつもりがますますわからなくなってしまいました。
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この場合、透析液が血液側に入り込むことになり、通常ありえないのでは???といろんな本やネットで調べまわりましたが、納得いきません。
現在ではダイアライザーのURFが高値なのと関係あるのでしょうか?
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どうぞよろしくお願いします。

Aベストアンサー

初めまして。
臨床工学技士として透析室で勤めています。

血液中の水分は、半透膜の両側の圧力差によって除去されます。これを「限外濾過」と言います。この限外濾過による水分除去方法には二つの方法があります。
 一つは、ダイアライザーのすぐ下あたりをクリップ等で締め、血液の方に圧力をかけて押し出すようにする方法(陽圧法)と、もう一つは、透析液の圧力を機械的に下げて透析側に水分を引っ張り出す方法(陰圧法)があります。
 昔は陽圧法がほとんどでしたが、今は陰圧法が主流を占めています。


静脈圧ー透析液圧=TMP(膜間圧力差)
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水の水質調査の実験で塩化物イオンの定量を行い、比較のためにか水道水などと水質基準と比較しようと思ったのですが、どこの水質も残留塩素と記されており塩素イオンの含有量は、掲載されていませんでした。

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腕で測る血圧と、足で測る血圧では、足のほうが20-30位高いのはなぜ?

知ってる方いたら教えてください。

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平均血圧は、心拍出量と全末梢血管抵抗によって規定され、両者の積に比例します。
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血管の抵抗は、血管の長さが長いほど、断面積が小さいほど、血液の粘性が高いほど大きくなります。

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