專利名稱：可檢測活體信號的移動終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及可檢測活體信號的移動終端，尤其是涉及其主體外表面設(shè)有人體接地或系統(tǒng)參照用電極的移動終端。
關(guān)于這方面的研究的較佳例子可見于《利用語音合成器的語音修復(fù)術(shù)—從周圍肌肉活動識別元音》(作者Noboru Sugie，IEEEtransaction on Biomedical Engineering，Vol.32，No.7，pp485-490)，這里參照了其全部內(nèi)容。
根據(jù)該項研究，通過3個帶Ag-AgCl表面電極的肌電描記信號頻道來檢測嘴部運動；肌電描記信號通過帶通濾波器后，進行閾值操作來消除噪音成份；于是計算每一頻道的閾值交叉次數(shù)；每隔一定時間，根據(jù)該計算次數(shù)來分別賦與每一肌肉1或0，以表示動或不動；于是，把3比特次數(shù)序列提供給有限自動機，以識別出元音是5個基本日語元音(a，e，i，o，u)中的哪一個；該自動機的輸出用于驅(qū)動語音合成器生成元音。
在日本專利公開公報特開平7-181888號中揭示了一檢測肌電描記信號而識別日本元音的例子。這里參照了其全部內(nèi)容。
在該例中，如圖5所示，語音合成器50包括檢測源自講話動作的肌肉活動所產(chǎn)生的肌電描記(e1ectromyography，EMG)信號的EMG信號檢測單元15；生成對應(yīng)于期望音節(jié)的識別信號的音節(jié)識別單元11；根據(jù)EMG信號檢測單元15提供的檢測信號和音節(jié)識別單元11提供的識別信號來進行學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)單元13；接收EMG信號檢測單元15提供的輸出模圖(patterns)而認(rèn)識和輸出同輸入模圖對應(yīng)的聲音音節(jié)信號的認(rèn)識單元17；合成同認(rèn)識單元17提供的聲音音節(jié)信號相對應(yīng)的合成聲音信號并將其轉(zhuǎn)換成聲音的聲音合成單元18；以及輸出該聲音合成單元18所轉(zhuǎn)換聲音的聲音輸出單元19。
EMG信號檢測單元15包括檢測對應(yīng)于肌肉活動的EMG信號的多個皮膚表面電極14；放大皮膚表面電極14所檢測EMG信號的放大器16；從放大信號濾掉低頻及高頻成份的濾波器(圖示省略)；將濾波后信號轉(zhuǎn)換成能譜的轉(zhuǎn)換器(圖示省略)。在轉(zhuǎn)換成能譜后，可以并行處理頻帶分離的成份，于是可達到輔音認(rèn)識。
最近，對于簡單地獲取和處理譬如象電肌描記信號或腦電圖(腦電波)信號等人體活體信號之需求，不僅醫(yī)療用途上，而且在人的接口方面也日益高漲。
通常，在獲取EMG信號或腦電圖(electroencephalogram)信號等活體信號時，要以差動放大器來消除外來噪音成份。為了以差動放大器獲取EMG信號，需要將多個電極附著于人體。譬如，為獲取一種EMG信號需要將至少3個電極附著于人體，即需要2個差動放大器用電極和1個人體接地或系統(tǒng)參照用電極。有些檢測設(shè)備還需要1個人體接地專用電極再配帶1個系統(tǒng)參照專用電極。此時，為獲取一種EMG信號竟需要4個電極。
這些電極中的兩個差動放大器用電極在正對欲檢測部位肌肉滑動方向上接觸或附著在人皮膚上。另一方面，附著人體接地或系統(tǒng)參照用電極之部位并無限制，因該電極使用目的在于達到差動放大器參照電位或者說使差動放大器接地電位同人體電位相同。
為附著電極，操作人員需要在電極上涂膠，然后將之附著于人皮膚上，再用膠帶固定于人體上。這一過程不僅耗時而且麻煩。關(guān)于人體接地或系統(tǒng)參照用電極，也有可纏到人上下肢體上的帶狀電極、或者是可夾在耳朵上的夾式電極。但是，即便用這樣的電極也仍需要進行電極附著操作，難免麻煩。
本來，檢測EMG信號及腦電圖信號主要目的在于進行醫(yī)療檢查或治療。故，現(xiàn)有電極都至少要求能在檢查室或手術(shù)室使用。尤其是在作為人的接口手段使用EMG信號或腦電圖信號等活體信號時，為減輕患者負(fù)擔(dān)，要盡量簡化電極附著處理。在以檢查或治療為目的而使用EMG信號或腦電圖信號等活體信號的場合，也最好是使電極附著處理簡單易行。
如上所述，為獲取EMG信號或腦電圖信號等活體信號，需要有兩種電極差動放大器用電極和人體接地或系統(tǒng)參照用電極。差動放大器用電極附著部位被限定于檢測部位，而人體接地或系統(tǒng)參照用電極附著部位不受限制。故，差動放大器用電極附著部位有局限性，應(yīng)以最佳附著方法將其附著于最適當(dāng)?shù)牟课?。因此，差動放大器用電極未必總等以簡便方法附著。
另一方面，附著部位不受限制的人體接地或系統(tǒng)參照用電極卻可以總在一定部位附著。故，若能找到一種能以簡單方式將人體接地或系統(tǒng)參照用電極附著到人體一定部位的方法，則可避免電極附著中的麻煩。譬如象上述過的帶狀電極、夾式電極即可行簡單附著。
當(dāng)以人的接口利用為目的而檢測EMG信號或腦電圖信號等活體信號時，若能做到以下幾點，則活體信號檢測利用價值會得到飛躍性提高。這幾點即是檢測部位不受約束；檢測結(jié)果可認(rèn)識；檢測結(jié)果可通過有線或無線通信傳遞至遠處。
為實現(xiàn)上述幾點，最好是采用移動電話機或PDA(personalsignals assistant，個人數(shù)字助理)等移動終端來獲取EMG信號或腦電圖信號等活體信號。當(dāng)采用移動電話機或PDA等移動終端來檢測EMG信號或腦電圖信號等活體信號時，要能夠簡單易行地將人體接地或系統(tǒng)參照用電極附著到人體上，這一點至關(guān)重要。
本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的一種移動終端，可用于檢測活體信號，其中包括終端主體；和設(shè)在該終端主體外表面的可同移動終端用戶皮膚接觸的人體接地或系統(tǒng)參照用電極；以及多個差動放大器用電極。
上述活體信號包括肌電描記(EMG)信號和腦電圖或腦電波信號，無特別限定。上述移動終端包括移動電話機、PDA、HMD(head mountdisplay，頭戴式顯示器)、手表式終端以及其它任何一種可便于檢測活體信號的小型移動終端。該移動終端可具備活體信號解析與傳送功能。當(dāng)手持移動終端或?qū)⑵浯髟诙渖蠒r，可檢測出EMG信號及腦電波信號等活體信號，可將之儲存起來或者通過有線或無線通信傳送出去。重要的是，移動終端定會接觸人皮膚。移動電話機及PDA接觸頭部，HMD接觸于前額或太陽穴。
這樣，當(dāng)利用本發(fā)明移動終端檢測EMG信號或腦電圖信號時，因人體接地或系統(tǒng)參照用電極設(shè)于終端主體外表面，故無須特意將電極附著于人體即可容易地獲取人體接地或系統(tǒng)參照用電位。


圖1示出了本發(fā)明基本概念。如上所述，帶電極的移動終端包括移動電話機、PDA、HMD、手表式終端以及其它任何一種移動終端，圖1中矩形10代表所有這些終端。如圖1所示，移動終端10帶有電極12。電極12設(shè)在移動終端10外表面的能接觸于人皮膚的部位。移動終端10還帶有多個差動放大器用電極14。
設(shè)在能接觸人皮膚的部位上的電極12用作人體接地或系統(tǒng)參照用電極。因此，用戶只要手持或戴上移動終端10即可檢測人體接地或系統(tǒng)參照用電位，無須特意將人體接地或系統(tǒng)參照用電極附著于人體。將余下的差動放大器用電極附著于所期望部位，即可容易而迅速地檢測EMG信號或腦電圖信號等活體信號。這樣就省卻了人體接地或系統(tǒng)參照用電極附著處理之麻煩。
另外，本發(fā)明特征及優(yōu)點可通過以下結(jié)合附圖對細節(jié)的描述得以清楚理解，或者可通過按細節(jié)描述內(nèi)容來實施本發(fā)明而得以掌握。本發(fā)明的目的和其它特征以及優(yōu)點將通過后述裝置得以實現(xiàn)。對該裝置的描述將是全面、清楚、簡潔、準(zhǔn)確的，以至于達到可使本專業(yè)技術(shù)人員得以實施本發(fā)明的程度。
圖2是一種根據(jù)本發(fā)明第1實施例的移動電話機結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是一種根據(jù)本發(fā)明第2實施例的PDA結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是一種根據(jù)本發(fā)明第3實施例的HMD或眼鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是一種語音合成器框圖。
圖2示出了一種根據(jù)本發(fā)明第1實施例的移動終端即移動電話機20及其電極結(jié)構(gòu)。移動電話機20在其一側(cè)面具有人體接地或系統(tǒng)參照用電極22。在移動電話機20的正面設(shè)有多個差動放大器用電極24。當(dāng)用戶手持移動電話機20打電話時，移動電話機20保持與用戶單手及臉皮膚接觸。譬如，移動電話機20側(cè)面接觸手指，移動電話機20背面接觸手掌，移動電話機20正面接觸耳朵或臉頰。其接觸部位因移動電話機20形狀而異，譬如棒狀移動電話機與折疊型移動電話機的接觸部位就不同。但無論移動電話機形狀如何，其總能夠同人皮膚接觸，故只要將人體接地或系統(tǒng)參照用電極設(shè)在移動電話機適當(dāng)位置上即可。
在圖2所示的本發(fā)明第1實施例中，在移動電話機20上還設(shè)有差動放大器用電極24。該差動放大器用電極24須設(shè)在可同欲檢測人體部位接觸的地方。假如欲使移動電話機20同臉頰接觸、臉頰構(gòu)成檢測部位時，則圖2所示的差動放大器用電極24的設(shè)置就比較合適。
差動放大器用電極24未必定要設(shè)在移動電話機上，也可脫離移動電話機20而設(shè)，通過導(dǎo)線(圖示省略)與移動電話機20遙相連接。
圖3示出了一種根據(jù)本發(fā)明第2實施例的移動終端即PDA30及其電極結(jié)構(gòu)。圖3所示PDA30在其一側(cè)面具有人體接地或系統(tǒng)參照用電極32。多個差動放大器用電極34脫離移動終端30而設(shè)，通過導(dǎo)線與移動終端30遙相連接。這些電極34可具有Ag-AgCl表面。
當(dāng)PDA用戶手持PDA30時，PDA30保持與用戶手和手指或手腕皮膚接觸，這同圖2所示移動電話機20的情形類似。其接觸部位因PDA30形狀而異，但無論PDA形狀如何，其總能夠同人皮膚接觸。故，只要將人體接地或系統(tǒng)參照用電極設(shè)在PDA30適當(dāng)位置上即可。
差動放大器用電極34可附著在欲檢測活體信號的用戶皮膚適當(dāng)部位。
另外，若欲檢測同PDA接觸的人皮膚部位，則差動放大器用電極34也可設(shè)在PDA表面。
圖4示出了一種根據(jù)本發(fā)明第3實施例的作為移動終端的HMD或眼鏡40及其電極結(jié)構(gòu)。圖4所示HMD40，可在其支梁(鏡腿)處設(shè)人體接地或系統(tǒng)參照用電極42，可同用戶太陽穴接觸。
多個差動放大器用電極44脫離HMD40而設(shè)，通過導(dǎo)線與HMD40連接。另外，若欲檢測同HMD接觸的用戶皮膚部位，則差動放大器用電極44也可設(shè)在HMD40上。
若以頭戴式送受話器(圖示省略)為移動終端，則人體接地或系統(tǒng)參照用電極和差動放大器用電極兩者均可設(shè)在頭戴式送受話器上，以檢測電肌描記或腦電圖信號。
雖然，上述圖2-4所示實施例中描述的是以移動電話機、PDA、HMD及眼鏡為移動終端的情形，但是，本發(fā)明并非僅限于此。本發(fā)明中所稱”移動終端”，除了上述終端以外，還包括其它各種具有各式形狀或功能的終端。譬如，本發(fā)明也可應(yīng)用于手表式終端、戒指式終端、項鏈?zhǔn)浇K端以及其它任何一種可同人皮膚接觸的終端。
根據(jù)本發(fā)明實施例的移動終端或PDA，人體接地或系統(tǒng)參照用電極可以容易而無任何麻煩地設(shè)在用戶皮膚的適當(dāng)部位，可在任意部位檢測EMG信號或腦電圖信號等活體信號。
根據(jù)本發(fā)明第1實施例的移動電話機，尤其對于語音障礙者或在講話困難場所打電話者非常有用。其道理在于即便用戶不發(fā)出聲音，也可通過識別嘴部周圍運動而認(rèn)識用戶欲說出的內(nèi)容。
在采用具通信功能的移動終端的場合，可將所檢測活體信號傳送至外部設(shè)備，從而不僅可實現(xiàn)醫(yī)療及人的接口方面的應(yīng)用，還可進一步拓寬應(yīng)用范圍。
本申請是基于2002年6月19日于日本提出的申請?zhí)枮?002-178900號的在先申請，在此參照了其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1 一種移動終端，可用于檢測活體信號，其中包括終端主體；和設(shè)在該終端主體外表面的可接觸該移動終端用戶皮膚的人體接地或系統(tǒng)參照用電極；以及多個差動放大器用電極。
2 按權(quán)利要求1所述的移動終端，其中，上述活體信號是肌電描記信號或腦電圖信號。
3 按權(quán)利要求1所述的移動終端，其中，上述差動放大器用電極脫離于上述終端主體而設(shè)，通過導(dǎo)線與該終端主體連接。
4 按權(quán)利要求1所述的移動終端，其中，上述差動放大器用電極設(shè)在上述終端主體外表面上，可接觸便于檢測活體信號的用戶皮膚適當(dāng)部位。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可檢測活體信號的移動終端。該終端包括終端主體；設(shè)在該終端主體外表面的可同移動終端用戶皮膚接觸的人體接地或系統(tǒng)參照用電極；以及多個差動放大器用電極。所檢測活體信號包括肌電描記信號和腦電圖信號。差動放大器用電極可脫離于終端主體而設(shè)，通過導(dǎo)線與終端主體電連接。
文檔編號A61B5/0492GK1471334SQ03145010
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月19日
發(fā)明者真鍋宏幸, 中野博隆, 隆, 明, 杉村利明, 平巖明 申請人:株式會社Ntt都科摩