「測る」ことそのものの理論。誤差・雑音とその対策・信号処理・センサ（トランスデューサ）・生体信号増幅器が毎年の得点源になる。数式より「どれとどれを対にして覚えるか」で決まる。

誤差 — 系統誤差と偶然誤差

正規分布の含有確率は暗記必須：M±1σ＝68.3％／M±2σ＝95.4％／M±3σ＝99.7％。63.2％（1−1/e）は過渡現象の時定数の値で、±1σと混同させるひっかけ。

誤差の伝播：積・商で表す量（P＝VI、I＝V/R）の相対誤差は各相対誤差の和。例＝電流計1％×電圧計2％の電力→3％、電圧計4％÷抵抗2％の電流→6％。和・差の量は絶対誤差を足す。

雑音とその対策

雑音	正体・対策
熱雑音（ジョンソン）	抵抗中の電子の熱運動。抵抗・温度・帯域に依存（内部雑音）
ショット雑音／1/f（フリッカ）	電流の離散性／低周波ほど大（周波数に反比例）。ともに内部雑音
ハム（商用交流）	50/60Hz。ハム（ノッチ）フィルタ＋差動増幅（高CMRR）で除去
高周波雑音	ローパスフィルタ（ハムフィルタでは取れない）
不規則（ランダム）雑音	同期加算平均。SN比はN回加算で√N倍に改善

内部雑音＝抵抗の温度上昇・部品の接触不良・部品間の電磁誘導。外来雑音＝落雷・接地不良・商用ハム。区別が問われる。外来対策＝シールド線・より線・接地。

信号処理の手法と用途

• 加算平均＝誘発電位などの微小信号をSN比向上で検出（√N倍）
• FFT＝周波数解析・パワースペクトル導出
• 自己相関＝周期的成分の抽出
• ローパス／移動平均＝高周波（筋電図混入）除去・平滑化
• ハイパス＝基線動揺（低周波ドリフト）の抑制
• 微分＝ピーク位置・立ち上がり検出（傾き0が極大）

トランスデューサ（センサ）と物理量

センサ	測る物理量
ストレインゲージ	ひずみ・変位・力（観血式血圧）
圧電素子（PZT）	圧力・振動・超音波
サーミスタ／熱電対	温度（熱希釈式心拍出量）
フォトダイオード／CdS	光（SpO2・照度）
ホール素子	磁気
差動トランス	変位（位置）
HgCdTe・赤外線検出素子	赤外線（CO2＝カプノメータ）

望ましい特性＝高選択性・良好な直線性・十分な応答速度・低侵襲・SN比は大きいほど良い（「小さくできる＝良い」はひっかけ）。

生体信号増幅器・電極・テレメータ

生体信号増幅器の要件＝入力インピーダンス大（電極の高インピーダンスに対応）・CMRR（同相除去比）大（同相のハムを除去＝差動増幅の主目的）・入力換算雑音小・オフセット小・SN比大。入力インピーダンスは単位Ωで周波数依存性をもつ。

電極：接触インピーダンスは接触面積に反比例（広いほど低下）、周波数が高いほど低下、ペーストで低下。銀‐塩化銀（Ag/AgCl）＝不分極電極で基線が安定。イオン電流↔電子電流を変換する。カーボン電極はX線透過性でカテ室向き。

小電力医用テレメータ：420〜450MHz帯・6バンド（色ラベル）・5型。チャネル間隔＝A型12.5／B25／C50／D100／E500kHz。混信対策＝色ラベルによるゾーン配置。