TSND151用生体信号計測用アンプ

概要

生体信号計測用アンプAMP-151
生体信号計測用アンプ (AMP-151)

小型無線多機能センサ(TSND151)に生体信号計測用アンプ「AMP-151」を接続することにより、 加速度・角速度などを計測すると同時に、筋電図や心電図、脳波などの生体信号を計測することが出来ます。

ワイヤレス計測やデータロガー機能を用いての計測が可能なため、実験場所や計測内容の制約を受けません。

また、低コストでチャンネル数の増設が可能なため、2ch構成で試用し、後から必要に応じて追加することも可能です。

マニュアル・各種資料リンク

パンフレット

生体信号計測用アンプ(AMP-151) パンフレット

リンク

保証規定

AMP-151保証規定

生体信号計測用アンプ(AMP-151)仕様

下記表のとおり

基本仕様
  チャンネル数 2ch
電極 ホック式電極 または 挟み式電極(筋電、心電図)
皿電極(脳波)
電源 ボタン電池(CR1220) 2個 使用
サンプリング周波数 最大 1kHz
倍率 500倍(TSND151で500倍~6000倍に増幅可能)
測定レンジ ※1 ±0.4mV~±4.8mV(TSND151で切替)
LSB ※1 0.01μV~0.15μV(TSND151で切替)
帯域幅 0.37Hz~500Hz
入力インピーダンス 200GΩ
CMRR ※2 90dB以上
PSRR ※2 105dB以上
入力 専用電極用コネクタ(EMG-01と共通)
出力 TSND151専用ケーブルコネクタ
外形・重量
  サイズ 39mm(W) × 29mm(D) × 12mm(H)
重さ 約10g (電池含む)

※1:TSND151側の設定を併用

※2:メインアンプ部の仕様です

計測のために必要となる機材

①生体信号計測用アンプ(AMP-151)

生体信号計測用アンプ(AMP-151)
AMP-151

アンプ本体です。1台につき2chの計測が可能です。

一般価格     ¥125,000(税別)

アカデミック価格  ¥95,000(税別)

②小型無線多機能センサ(TSND151)

小型無線多機能センサTSND151
TSND151

センサ本体です。 1台につきアンプ2台まで接続可能です。

一般価格     ¥80,000(税別)

アカデミック価格 ¥60,000(税別)

③TSND151用AMP-151接続用ケーブル

接続台数に合わせたケーブルをご利用下さい。

2ch(1台)接続用ケーブル(SE-C-151-AMP151-2)


AMP-151接続用ケーブル(2ch)

TSND151に対し、AMP-151を1台接続するためのケーブルです。2ch利用可能です。

 ¥15,000(税別)

 

4ch(2台)接続用ケーブル(SE-C-151-AMP151-4)


AMP-151接続用ケーブル(4ch)

TSND151に対し、AMP-151を2台接続するためのケーブルです。2ch+2chの合計4ch利用可能です。

 ¥20,000(税別)

④電極ケーブル

アンプと電極を接続するケーブルです。用途に合った物をご利用下さい。

 ¥20,000(税別)

挟み式電極ケーブル(SE-C-AMP-C40,SE-C-AMP-C60)

挟み式電極
挟み式電極

脱着を行いやすいタイプのケーブルです。
挟み式電極は長さ40cmまたは60cmのいずれかをお選びいただけます。

ホック式電極ケーブル(SE-C-AMP-H40,SE-C-AMP-H60,SE-C-AMP-H100)

ホック式電極
ホック式電極

激しく動いても脱落しにくいタイプのケーブルです。
ホック式電極は長さ40cm、60cm、100cmのいずれかをお選びいただけます。

皿電極ケーブル(SE-C-AMP-D60)

皿電極
皿電極

脳波を計測する際に使用するケーブルです。
ディスポーサブル電極を使用せず、ペーストで直接皮膚に貼付します。

⑤電極(SE-EXP-LEC60)

消耗品です。別途ご用意下さい。

電極
ディスポ電極

ディスポーサブル電極です.筋繊維を挟むように皮膚に貼って使用します.お試し用に3セット15枚をアンプに同梱しています。

サンプル動画

表面筋電位や心電を測定したサンプル動画をご覧ください。
装着方法やデータ取得についての詳しい説明は、使用事例2(動画)をご覧ください。

受信ソフトウエア

受信ソフトウエアは用途・環境に合わせ、複数ご用意しています。下記の表を参考に、お客様の用途に合った受信ソフトウエアを選択してください。

センサの操作方法 記録可能なデータ プラットフォーム 推奨ソフト  備考

グラフィカルインターフェースで操作

センサデータ(CSV)、センサデータと同期した映像・音声

Windows

ALTIMA

計測中にデータをリアルタイムでグラフ表示可能な他、記録済み計測データの再生が可能です。

Mac

SDRecorder(T) v2.0以降

計測中にデータをリアルタイムでグラフ表示可能な他、記録済み計測データの再生が可能です。
SDRecorder v2.0以降のみAMP-151に対応しております。V1.x以前のバージョンでは対応しておりませんのでご注意下さい。

センサデータ(CSV)

Windows

SensorController v3.0以降 

計測中にデータをリアルタイムでグラフ表示できます。記録済みのデータをCSVファイルに取り出しできますが、記録済みデータの再生には対応していません。
SensorController v3.0以降のみAMP-151に対応しております。V2.x以前のバージョンでは対応しておりませんのでご注意下さい。

コマンドラインで対話型操作

操作に依存

Windows

SensorServer

プロトコル変換兼、シリアルポートのネットワークブリッジとして動作します。telnetが利用できるソフト(TeraTerm等)、もしくは自作ソフトで接続して使用します。計測データの保存を行う場合は、計測開始命令の実行後、テキスト形式で出力されるデータをファイルに保存する必要があります。

シリアルポートを直接操作し、バイナリ通信

プログラムに依存

④プログラムを自作

シリアルポート経由で直接センサをコントロールします。コマンド、データは全てバイナリ形式で送受信します。

筋電図や心電図を綺麗に計測するために

内蔵メモリへの記録を活用して下さい

 Bluetoothを用いて高サンプリングレートのデータを転送すると,周りの電波状態などによっては一部データが欠損する場合があります.SensorDataAnalyzer等を使用して,欠損した部分を後から補完することも可能ですが,データによっては好ましい結果にならない場合があります.データの欠損が好ましくない計測の場合,出来るだけTSND151の内蔵メモリへの記録を同時に行うようにして下さい.計測後にBluetoothもしくはUSBで内蔵メモリ内のデータをPCにデータを転送することにより,欠損無しのデータを得ることが出来ます.

 また,データの帯域を抑えるためにサンプリングレート1msを2回平均して転送するようにしたり,高サンプリングレートが不要な計測を行う場合は,サンプリングレートを落として計測を行うようにして下さい.

ノイズ源から遠ざけて計測して下さい

 充電中のTSND151に接続すると,ノイズが入る場合があります.充電しながら計測しないようにして下さい

 ACアダプタ,プラズマモニタ,その他電磁ノイズを発する物から遠ざけて下さい.ノートPC用等のACアダプタの発するノイズは特に大きく,計測場所の近くで使われる機会が多いこともあり,トラブルの原因の大半を占めています.信号を入力しなくても下図のような定常的な大きな波が計測される場合は,近くにノイズ源があることを疑って下さい.そして計測時はノイズ源を遠ざけたり,ACアダプタの使用をやめたり,計測場所を変えたりなどして下さい.

ACアダプタのノイズが混入した例
図:ACアダプタのノイズが混入した例

基線が揺れる場合の対策

 AMP-151では脳波計測で使用する低い周波数帯も計測可能なため,様々なアーチファクトが基線動揺として記録される場合があります.下図は足に付けた電極で計測した2ch分の筋電図の生データですが,接地時の衝撃等に同期して,大きく基線が動揺していることが分かります.以下,その対策について解説します.

基線が動揺した計測データの例
図:基線が動揺した計測データの例

  1. 出来るだけ振動や運動によって電極が浮かないように貼り付けて下さい
  2. ケーブルやアンプが揺れる場合は,サージカルテープなどで固定して下さい
  3. 安定しない場合は電極を貼る前にアルコールで電極装着部位を拭いて下さい.また,皮膚前処理剤で角質を除去すると,より安定して計測出来る場合があります
  4. ボディアースを適切に取って下さい.計測時にあまり動かない安定した位置から取るようにして下さい
  5. 計測後にSensorDataAnalyzerでデジタルフィルタをかけて下さい(後述)

波形がオーバーフロー/アンダーフローする(さちる)場合の対策

 計測時にオーバーフローしてしまうと,その後で行うデータ処理で適切な結果が得られない場合があります.そのため,計測時に波形がオーバーフローしないように確認するようにして下さい.また,オーバーフローする場合は以下のような対策をとるようにして下さい.

  1. 筋電図を取る際に,電極間の間隔を広く取ると振幅が大きくなります.間隔を狭めて適切な距離で計測するようにして下さい
  2. 前述の原因により,基線が揺れてオーバーする場合があります.筋電図や心電図はTSND151側のA/Dの倍率として2倍を推奨していますが,基線が揺れないように対策を行ってもオーバーする場合は倍率を低くしてご利用下さい

波形が小さい場合の対策

 計測した信号が小さい場合は,以下の事項を確認して下さい.

  1. 電極を貼る位置を適切な場所に調整して下さい
  2. 電極を貼る際にアルコールで装着部位を拭いてください.また,皮膚前処理剤で角質を除去すると,より安定して計測出来る場合があります
  3. 電極間を広げて計測すると,一般に振幅が大きくなります
  4. アンプの電池が消耗している可能性があります.ある程度の明るさで緑点灯している場合でも,電池を交換してみて下さい.なお,一流メーカー製の電池の方が適切な性能を長時間発揮します(当社調べ)
  5. 適切に計測している場合でも波形が小さい場合は,倍率を上げてみて下さい
  6. アンプのコネクタ部を強く捻ると接触不良の原因になります.この場合,振幅が約半分の小さな波形が出力されます.なお,強く捻ってしまい内部が変型してしまった場合は修理が必要な場合があります.

計測後のデータを加工する

 AMP-151を筋電図,もしくは心電図の計測のために使用する場合, Sensor Data Analyerの利用を推奨しています.下図は計測した2ch分の生データの例です.このように基線が動揺しており,中心軸を中心にした波形になっていません.(また,このデータでは二箇所オーバーフローしており,あまり良好なデータではありません)

基線が動揺した計測データの例
図:基線が動揺した計測データの例

この信号に対し,SensorDataAnalyzerを使用して30Hz~500Hzのバンドパスでバターワースフィルタをかけると,筋電図として一般的な下図のような波形になります.

デジタルフィルタをかけた例

図:デジタルフィルタをかけた例

 筋電図の専用機では,アンプ側でハード的にフィルタをかけるのが一般的です.しかし一度フィルタをかけて失った周波数成分は,後から復元することが出来ません.AMP-151では,脳波や動物実験等で使用する低い周波数帯のデータも計測し,そのまま記録します.そのため,アーチファクトが混入した状態でそのまま記録される場合があります.アーチファクトが大きい場合は, Sensor Data Analyerを使用してデジタルフィルタをかけ,不要な周波数成分を取り除いて処理を行うようにして下さい.

構成例

2ch計測用

2ch計測用
2ch計測用

AMP-151×1

TSND151×1

AMP-151接続ケーブル(2ch用)×1

電極ケーブル×1

SensorController v3.0

合計:一般価格     ¥290,000(税別)

                  アカデミック価格 ¥220,000(税別)

4ch計測用

4ch計測用
4ch計測用

AMP-151×2

TSND151×1

AMP-151接続ケーブル(4ch用)×1

電極ケーブル×2

SensorController v3.0

合計:一般価格     ¥440,000(税別)

                  アカデミック価格 ¥340,000(税別)

※ アカデミック価格は大学等、教育機関に限ります。
※ 電極の追加購入に関してはお問い合わせください。

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