生物物理学

生物物理学 · 15.02

生体信号の代表的周波数・振幅範囲

Typical frequency and amplitude ranges of biological signals

🧠 生体信号ごとの振幅と周波数帯域を知ることは、増幅率・入力雑音・電極・・周波数を決める出発点になる。

代表的な桁

信号 代表振幅 主な周波数帯域の目安 測定上の特徴
心電図 約mV 約0.05–150 Hz 変動と商用周波数雑音
数十µV 通常記録では約0.5–100 Hz 微小でに敏感
µV–mV 約10–500 Hz より成分を含む

値は装置目的、誘導、電極間隔、筋収縮で変わるので、固定した境界ではなく設計目安である。特に全帯域EEGでは、0.01 Hz付近から数百Hzまでの活動が対象になりうる1。

振幅が回路を決める

EEGのような微小信号では低雑音・・高い同相成分除去が必要となる2。ECG/EMGでは飽和を避けながら安定したを設定する。

帯域が処理を決める

低域遮断を上げすぎると緩やかな生理変化を失い、高域遮断を下げすぎるとQRS波やEMGの速い成分が歪む。目的帯域に合わせてを設定し、を満たす周波数を選ぶ。

まとめ

  • ECGはmV、EEGはµV、EMGはµV–mV程度の桁をもつ。
  • 信号帯域は生理現象だけでなく電極・誘導・測定目的で変わる。
  • 振幅はと雑音、帯域はと設計を決める。

出典

  1. 1.Full-band EEG (FbEEG): an emerging standard in electroencephalography(Clinical Neurophysiology・2005)生理的・病的EEGは通常臨床帯域を越えて広い周波数範囲を含みうる閲覧 2026-08-20
  2. 2.International Federation of Clinical Neurophysiology (IFCN) - EEG research workgroup: Recommendations on frequency and topographic analysis of resting state EEG rhythms. Part 1: Applications in clinical research studies(Clinical Neurophysiology・2020)EEGの記録帯域・標本化・雑音性能は研究目的に応じて設定する閲覧 2026-08-20