JP2002209861A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- G01S7/52079—Constructional features
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G10K9/18—Details, e.g. bulbs, pumps, pistons, switches or casings
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- Remote Sensing (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡便に製造でき、良好な感度や精度で超音波
を検出することのできる超音波診断装置を提供するこ
と。 【解決手段】 支持手段にとう骨動脈に平行に支持され
る基板４上に、送信圧電素子４１と受信用圧電素子４２
とを、それぞれの幅ａ，ｃが０．３８〜１．１ｍｍであ
り、互いの間隔ｂが０．０５〜４．０ｍｍとなるように
支持し、送信用圧電素子４１から超音波を発信し受信用
圧電素子４２でとう骨動脈２ａからの反射波を受信し、
反射波の検波結果に基づいて脈波を検出する超音波診断
装置。
を検出することのできる超音波診断装置を提供するこ
と。 【解決手段】 支持手段にとう骨動脈に平行に支持され
る基板４上に、送信圧電素子４１と受信用圧電素子４２
とを、それぞれの幅ａ，ｃが０．３８〜１．１ｍｍであ
り、互いの間隔ｂが０．０５〜４．０ｍｍとなるように
支持し、送信用圧電素子４１から超音波を発信し受信用
圧電素子４２でとう骨動脈２ａからの反射波を受信し、
反射波の検波結果に基づいて脈波を検出する超音波診断
装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脈波検出装置や超
音波画像診断装置等、診断部位へ超音波を送信し、その
反射波に基づいて、診断部位の情報を取得する超音波診
断装置に係り、詳細には、簡便に製造でき、良好な感度
や精度で超音波を検出することのできる超音波診断装置
に関する。
音波画像診断装置等、診断部位へ超音波を送信し、その
反射波に基づいて、診断部位の情報を取得する超音波診
断装置に係り、詳細には、簡便に製造でき、良好な感度
や精度で超音波を検出することのできる超音波診断装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、脈波検出装置や超音波画像診
断装置等、診断部位へ超音波を送信し、その反射波に基
づいて、診断部位の情報を取得する超音波診断装置はよ
く知られている。図１７は、このような従来技術の超音
波診断装置のセンサ部の一例を示す図である。この超音
波診断装置は、図１７に示すように、センサ部１００
に、超音波を送信する送信用圧電素子１４１と超音波を
受信する受信用圧電素子１４２とを備えている。そして
これらの圧電素子１４２，１４２は、支持体１４６に、
測定部位に対して斜めに配置されるように固定されてい
る。これらの圧電素１４１，１４２子は、支持体１４６
の所定位置に配置した後、樹脂を流し込み硬化させるこ
とで、支持体１４６に固定されている。上述の従来技術
の超音波診断装置では、２つの圧電素子１４１，１４２
が支持体１４６に対して斜めに配置されることによっ
て、反射波をその広い範囲で受信用圧電素子１４２で受
信し、測定感度を向上させている。
断装置等、診断部位へ超音波を送信し、その反射波に基
づいて、診断部位の情報を取得する超音波診断装置はよ
く知られている。図１７は、このような従来技術の超音
波診断装置のセンサ部の一例を示す図である。この超音
波診断装置は、図１７に示すように、センサ部１００
に、超音波を送信する送信用圧電素子１４１と超音波を
受信する受信用圧電素子１４２とを備えている。そして
これらの圧電素子１４２，１４２は、支持体１４６に、
測定部位に対して斜めに配置されるように固定されてい
る。これらの圧電素１４１，１４２子は、支持体１４６
の所定位置に配置した後、樹脂を流し込み硬化させるこ
とで、支持体１４６に固定されている。上述の従来技術
の超音波診断装置では、２つの圧電素子１４１，１４２
が支持体１４６に対して斜めに配置されることによっ
て、反射波をその広い範囲で受信用圧電素子１４２で受
信し、測定感度を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来技術の超音波診断装置は、樹脂によって圧電素子を固
定したり、支持体を斜めに加工する必要があり、製造に
手間がかかる。また、樹脂によって固定する場合には、
樹脂を流し込む際に圧電素子の配置位置や配置角度がず
れてしまう可能性があり、圧電素子を高い位置精度で配
置することができず、測定感度や精度の向上が得られ難
い可能性がある。
来技術の超音波診断装置は、樹脂によって圧電素子を固
定したり、支持体を斜めに加工する必要があり、製造に
手間がかかる。また、樹脂によって固定する場合には、
樹脂を流し込む際に圧電素子の配置位置や配置角度がず
れてしまう可能性があり、圧電素子を高い位置精度で配
置することができず、測定感度や精度の向上が得られ難
い可能性がある。
【０００４】本発明は、上述のような課題を解決するた
めになされたもので、簡便に製造でき、高い感度や測定
精度を得ることのできる超音波診断装置を提供すること
を目的とする。
めになされたもので、簡便に製造でき、高い感度や測定
精度を得ることのできる超音波診断装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、診断部位へ超
音波を送信する送信用圧電素子と、前記超音波の前記診
断部位からの反射波を受信する受信用圧電素子と、前記
送信用圧電素子及び前記受信用圧電素子を支持する支持
手段と、前記受信用圧電素子で受信した前記反射波に基
づいて、前記診断部位の情報を取得する情報取得手段と
を備え、前記支持手段は、前記診断部位に対して略平行
に配置される平面を備え、前記送信用圧電素子と前記受
信用圧電素子は、ａを送信用圧電素子の幅、ｂを送信用
圧電素子と受信用圧電素子の距離、ｃを受信用圧電素子
の幅、ｄを測定部位までの距離、θを指向角とした場合
に、前記支持手段の前記平面上に、以下の条件１または
条件２を満たす関係で配置されている超音波診断装置
（第１の構成）を提供することにより、前記目的を達成
する。 条件１ ｃ／（２ｄｔａｎθ）≧０．１ 且つ ０＜ｂ≦２ｄｔ
ａｎθ−ｃ 条件２ （２ｄｔａｎθ−ｂ）／（２ｄｔａｎθ）≧０．１ 且
つ ２ｄｔａｎθ−ｃ＜ｂ＜２ｄｔａｎθ
音波を送信する送信用圧電素子と、前記超音波の前記診
断部位からの反射波を受信する受信用圧電素子と、前記
送信用圧電素子及び前記受信用圧電素子を支持する支持
手段と、前記受信用圧電素子で受信した前記反射波に基
づいて、前記診断部位の情報を取得する情報取得手段と
を備え、前記支持手段は、前記診断部位に対して略平行
に配置される平面を備え、前記送信用圧電素子と前記受
信用圧電素子は、ａを送信用圧電素子の幅、ｂを送信用
圧電素子と受信用圧電素子の距離、ｃを受信用圧電素子
の幅、ｄを測定部位までの距離、θを指向角とした場合
に、前記支持手段の前記平面上に、以下の条件１または
条件２を満たす関係で配置されている超音波診断装置
（第１の構成）を提供することにより、前記目的を達成
する。 条件１ ｃ／（２ｄｔａｎθ）≧０．１ 且つ ０＜ｂ≦２ｄｔ
ａｎθ−ｃ 条件２ （２ｄｔａｎθ−ｂ）／（２ｄｔａｎθ）≧０．１ 且
つ ２ｄｔａｎθ−ｃ＜ｂ＜２ｄｔａｎθ
【０００６】本発明は、診断部位へ超音波を送信する送
信用圧電素子と、前記超音波の前記診断部位からの反射
波を受信する受信用圧電素子と、前記送信用圧電素子及
び前記受信用圧電素子を支持する支持手段と、前記受信
用圧電素子で受信した前記反射波に基づいて、前記診断
部位の情報を取得する情報取得手段とを備え、前記支持
手段は、前記診断部位に対して平行に配置される平面を
備え、前記送信圧電素子と前記受信用圧電素子とは、そ
れぞれの幅が０．３８以上１．１ｍｍ以下であり、互い
の間隔が０．０５以上４．０ｍｍ以下となるように、前
記支持手段の前記平面上に配置されている超音波診断装
置を提供することにより、前記目的を達成する。
信用圧電素子と、前記超音波の前記診断部位からの反射
波を受信する受信用圧電素子と、前記送信用圧電素子及
び前記受信用圧電素子を支持する支持手段と、前記受信
用圧電素子で受信した前記反射波に基づいて、前記診断
部位の情報を取得する情報取得手段とを備え、前記支持
手段は、前記診断部位に対して平行に配置される平面を
備え、前記送信圧電素子と前記受信用圧電素子とは、そ
れぞれの幅が０．３８以上１．１ｍｍ以下であり、互い
の間隔が０．０５以上４．０ｍｍ以下となるように、前
記支持手段の前記平面上に配置されている超音波診断装
置を提供することにより、前記目的を達成する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の第
１の実施の形態について、図１から図７を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明の超音波診断装置の第１の
実施形態としての脈波検出装置を被験者に装着した状態
で表した斜視図であり、図２は、図１の脈波検出装置を
被験者に装着した状態で被験者の腕の付け根側から手先
側へ向かって見た側面図である。この図１及び図２に示
すように、本実施形態の超音波診断装置（脈波検出装
置）１は、被験者の体表面に当接され、被験者の体表面
から診断部位としての被験者のとう骨動脈に超音波を送
信し反射波を受信するセンサ部４と、被験者の手首に巻
き回され留め具６によって固定されて、センサ部４を被
験者に対して固定支持するベルト５０とを備えている。
センサ部４は、ベルト５０の、装着状態における内周面
（被験者側の面）に支持されている。ベルト５０の途中
には、金具を介して、センサ部４で受信した反射波に基
づいて、とう骨動脈の情報としての脈波を取得する情報
取得手段としての処理部３が配設されている。処理部３
は、ベルト５０の装着状態における外周面側に表示部３
３を備えている。そして、処理部３を手の甲側にして装
着者の左（又は右）手首２に取り付けると、センサ部４
が装着者のほぼとう骨動脈２２上に位置して、固定され
るようになっている。
て、図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の第
１の実施の形態について、図１から図７を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明の超音波診断装置の第１の
実施形態としての脈波検出装置を被験者に装着した状態
で表した斜視図であり、図２は、図１の脈波検出装置を
被験者に装着した状態で被験者の腕の付け根側から手先
側へ向かって見た側面図である。この図１及び図２に示
すように、本実施形態の超音波診断装置（脈波検出装
置）１は、被験者の体表面に当接され、被験者の体表面
から診断部位としての被験者のとう骨動脈に超音波を送
信し反射波を受信するセンサ部４と、被験者の手首に巻
き回され留め具６によって固定されて、センサ部４を被
験者に対して固定支持するベルト５０とを備えている。
センサ部４は、ベルト５０の、装着状態における内周面
（被験者側の面）に支持されている。ベルト５０の途中
には、金具を介して、センサ部４で受信した反射波に基
づいて、とう骨動脈の情報としての脈波を取得する情報
取得手段としての処理部３が配設されている。処理部３
は、ベルト５０の装着状態における外周面側に表示部３
３を備えている。そして、処理部３を手の甲側にして装
着者の左（又は右）手首２に取り付けると、センサ部４
が装着者のほぼとう骨動脈２２上に位置して、固定され
るようになっている。
【０００８】図３は、センサ部４をベルト５０の長さ方
向に切断した要部拡大断面図である。この図３に示すよ
うに、センサ部４は、電極を有する基板４３と、とう骨
動脈へ超音波を送信する送信用圧電素子４１と、とう骨
動脈からの反射波を受信する受信用圧電素子４２とを備
えている。これらの圧電素子（送信用圧電素子４１及び
受信用圧電素子４２）は、基板４３に固定支持されてい
る。
向に切断した要部拡大断面図である。この図３に示すよ
うに、センサ部４は、電極を有する基板４３と、とう骨
動脈へ超音波を送信する送信用圧電素子４１と、とう骨
動脈からの反射波を受信する受信用圧電素子４２とを備
えている。これらの圧電素子（送信用圧電素子４１及び
受信用圧電素子４２）は、基板４３に固定支持されてい
る。
【０００９】送信用圧電素子４１及び受信用圧電素子４
２は、それぞれの幅（送信用圧電素子４１及び受信用圧
電素子４２が並んでいる方向の長さ）ａ，ｃが０．３８
以上１．１以下ｍｍ、互いの間隔ｂが０．０５以上４．
０ｍｍ以下で厚さ０．２ｍｍ（共振周波数９．６ＭＨ
ｚ）のＰＺＴである。送信用圧電素子４１及び受信用圧
電素子４２それぞれの厚み方向の両面には、図示しない
電極が形成されている。そしてこれらの電極は、それぞ
れ、基板４３を介してベルト５０に埋設された信号線
（図示せず）に接続されている。
２は、それぞれの幅（送信用圧電素子４１及び受信用圧
電素子４２が並んでいる方向の長さ）ａ，ｃが０．３８
以上１．１以下ｍｍ、互いの間隔ｂが０．０５以上４．
０ｍｍ以下で厚さ０．２ｍｍ（共振周波数９．６ＭＨ
ｚ）のＰＺＴである。送信用圧電素子４１及び受信用圧
電素子４２それぞれの厚み方向の両面には、図示しない
電極が形成されている。そしてこれらの電極は、それぞ
れ、基板４３を介してベルト５０に埋設された信号線
（図示せず）に接続されている。
【００１０】基板４３は、１０×１１ｍｍ、厚さ０．５
ｍｍの平板状である。この基板４３は、ガラス等によっ
て形成されており、この基板４３の、装着時に装着者側
となる面（一方の面）には、圧電素子４１，４２が固定
され支持されている。尚、基板４３は、エポキシ樹脂や
アクリル系樹脂等によって形成する場合には、その音響
インピーダンスＺｍが、生体の音響インピーダンスＺｌ
と圧電素子４１，４２の音響インピーダンスＺｃとの間
の値となるように設定することによって、この基板４３
を音響整合層として機能させることができる。音響イン
ピーダンスとは、音波の伝搬のしやすさを示す値であ
り、その値は材料のヤング率や密度によって変化する。
音響整合層の理想的な音響インピーダンスＺｍは次の式
（１）によって示すことができる。 Ｚｍ＝（Ｚｃ×Ｚｌ）１／２ … （１） （そして、数式（１）に、公知である次の数式（２）及
び数式（３）を代入するとＺｍの値が数式（４）のよう
に求められる。 Ｚｌ＝１．５×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル）（脂肪） … （２） Ｚｃ（ＰＺＴを使用した場合）＝３０×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル） … （３） Ｚｍ≒６．７×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル） … （４）
ｍｍの平板状である。この基板４３は、ガラス等によっ
て形成されており、この基板４３の、装着時に装着者側
となる面（一方の面）には、圧電素子４１，４２が固定
され支持されている。尚、基板４３は、エポキシ樹脂や
アクリル系樹脂等によって形成する場合には、その音響
インピーダンスＺｍが、生体の音響インピーダンスＺｌ
と圧電素子４１，４２の音響インピーダンスＺｃとの間
の値となるように設定することによって、この基板４３
を音響整合層として機能させることができる。音響イン
ピーダンスとは、音波の伝搬のしやすさを示す値であ
り、その値は材料のヤング率や密度によって変化する。
音響整合層の理想的な音響インピーダンスＺｍは次の式
（１）によって示すことができる。 Ｚｍ＝（Ｚｃ×Ｚｌ）１／２ … （１） （そして、数式（１）に、公知である次の数式（２）及
び数式（３）を代入するとＺｍの値が数式（４）のよう
に求められる。 Ｚｌ＝１．５×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル）（脂肪） … （２） Ｚｃ（ＰＺＴを使用した場合）＝３０×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル） … （３） Ｚｍ≒６．７×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル） … （４）
【００１１】送信圧電素子４１と受信用圧電素子４２と
は、基板４３の前記一方の面に、互いの間隔が０．０５
以上４．０ｍｍ以下となるように固定されている。ま
た、本実施形態では、送信用圧電素子から送信される超
音波の指向角（送信用圧電素子４１の表面と垂直な方向
からの角度）は、 ｃ／（２ｄｔａｎθ）≧０．１ 且つ ０＜ｂ≦２ｄｔａｎθ−ｃ … （５） を満たすように設定されている。尚、ｂは送信用圧電素
子４１と受信用圧電素子４２の距離、ｃは受信用圧電素
子の幅、ｄは測定部位までの距離、θは指向角である。
は、基板４３の前記一方の面に、互いの間隔が０．０５
以上４．０ｍｍ以下となるように固定されている。ま
た、本実施形態では、送信用圧電素子から送信される超
音波の指向角（送信用圧電素子４１の表面と垂直な方向
からの角度）は、 ｃ／（２ｄｔａｎθ）≧０．１ 且つ ０＜ｂ≦２ｄｔａｎθ−ｃ … （５） を満たすように設定されている。尚、ｂは送信用圧電素
子４１と受信用圧電素子４２の距離、ｃは受信用圧電素
子の幅、ｄは測定部位までの距離、θは指向角である。
【００１２】また、基板４３には、圧電素子４１，４２
が固定されている側の面（前記一方の面）に、断面略コ
字形の支持体４６が、前記圧電素子４１，４２を内方に
格納するように固定されてている。この支持体４６は、
基板４３と逆側の外側の面がベルト５０に固着されてい
る。これにより、基板４３が支持体４６によって補強さ
れ、また圧電素子４１，４２が保護されている。また、
支持体４６内の空隙が超音波減衰部として機能し、圧電
素子４１，４２からベルト５０側に発信される超音波
や、外部からベルトに入射してきた超音波が減衰される
ので、受信用圧電素子４２で受信されるノイズが、減少
し、脈波情報を高い感度で検出することが可能となる。
が固定されている側の面（前記一方の面）に、断面略コ
字形の支持体４６が、前記圧電素子４１，４２を内方に
格納するように固定されてている。この支持体４６は、
基板４３と逆側の外側の面がベルト５０に固着されてい
る。これにより、基板４３が支持体４６によって補強さ
れ、また圧電素子４１，４２が保護されている。また、
支持体４６内の空隙が超音波減衰部として機能し、圧電
素子４１，４２からベルト５０側に発信される超音波
や、外部からベルトに入射してきた超音波が減衰される
ので、受信用圧電素子４２で受信されるノイズが、減少
し、脈波情報を高い感度で検出することが可能となる。
【００１３】更に、基板４３は、前記一方の面と逆側
の、装着時に装着者側となる面（他方の面）には、音響
整合層４８を備えている。これにより、圧電素子４１，
４２と生体との間に音響整合層４８が配置されている。
この音響整合層４８は、エポキシ樹脂やアクリル系樹脂
等よりなり、その音響インピーダンスＺｍが、生体の音
響インピーダンスＺｌと圧電素子４１，４２の音響イン
ピーダンスＺｃとの間の値に設定されている。音響イン
ピーダンスとは、音波の伝搬のしやすさを示す値であ
り、その値は材料のヤング率や密度によって変化する。
音響整合層の理想的な音響インピーダンスＺｍは次の式
（６）によって示すことができる。 Ｚｍ＝（Ｚｃ×Ｚｌ）１／２ … （６） そして、式（６）に、公知である次の式（７）及び式
（８）を代入するとＺｍの値が数式（９）のように求め
られる。 Ｚｌ＝１．５×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル）（脂肪） … （７） Ｚｃ（ＰＺＴを使用した場合）＝３０×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル） … （８） Ｚｍ≒６．７×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル） … （９）
の、装着時に装着者側となる面（他方の面）には、音響
整合層４８を備えている。これにより、圧電素子４１，
４２と生体との間に音響整合層４８が配置されている。
この音響整合層４８は、エポキシ樹脂やアクリル系樹脂
等よりなり、その音響インピーダンスＺｍが、生体の音
響インピーダンスＺｌと圧電素子４１，４２の音響イン
ピーダンスＺｃとの間の値に設定されている。音響イン
ピーダンスとは、音波の伝搬のしやすさを示す値であ
り、その値は材料のヤング率や密度によって変化する。
音響整合層の理想的な音響インピーダンスＺｍは次の式
（６）によって示すことができる。 Ｚｍ＝（Ｚｃ×Ｚｌ）１／２ … （６） そして、式（６）に、公知である次の式（７）及び式
（８）を代入するとＺｍの値が数式（９）のように求め
られる。 Ｚｌ＝１．５×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル）（脂肪） … （７） Ｚｃ（ＰＺＴを使用した場合）＝３０×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル） … （８） Ｚｍ≒６．７×１０６（Ｎ・ｓｅｃ／立方メートル） … （９）
【００１４】送信用圧電素子４１及び受信用圧電素子４
２それぞれの厚み方向の両面には、図示しない電極が形
成されている。そしてこれらの電極は、それぞれ、基板
４３を介してベルト５０に埋設された信号線（図示せ
ず）に接続されている。そして、送信用圧電素子４１
は、基板４３及びベルト５０に埋設されている信号線を
介して駆動信号を受信し、動脈に向けて、９．６ＭＨｚ
の超音波を発信する。尚、本実施形態では、送信用圧電
素子４１は、９．６ＭＨｚで励振されるようになってい
るが、発信周波数は、時計の発信周波数と共通の３２Ｋ
Ｈｚとすることによって、脈波検出装置１を時計に配置
した場合、時計の発信器を共通に使用し、脈波検出装置
１の部品点数を少なく抑えて、製造価格を低廉に抑える
ことも可能である。
２それぞれの厚み方向の両面には、図示しない電極が形
成されている。そしてこれらの電極は、それぞれ、基板
４３を介してベルト５０に埋設された信号線（図示せ
ず）に接続されている。そして、送信用圧電素子４１
は、基板４３及びベルト５０に埋設されている信号線を
介して駆動信号を受信し、動脈に向けて、９．６ＭＨｚ
の超音波を発信する。尚、本実施形態では、送信用圧電
素子４１は、９．６ＭＨｚで励振されるようになってい
るが、発信周波数は、時計の発信周波数と共通の３２Ｋ
Ｈｚとすることによって、脈波検出装置１を時計に配置
した場合、時計の発信器を共通に使用し、脈波検出装置
１の部品点数を少なく抑えて、製造価格を低廉に抑える
ことも可能である。
【００１５】図４は、図１の脈波検出装置１の構成を表
したブロック図である。この図４に示すように、処理部
３は、送信用圧電素子４１を駆動する駆動信号を発信す
る駆動回路３２、受信用圧電素子４２で受信した超音波
に基づく信号を処理することにより脈波波形と脈拍数を
得る演算処理部３１、及び、演算処理部３１で取得した
脈波波形と脈拍数とを表示する表示部３３とを備えてい
る。
したブロック図である。この図４に示すように、処理部
３は、送信用圧電素子４１を駆動する駆動信号を発信す
る駆動回路３２、受信用圧電素子４２で受信した超音波
に基づく信号を処理することにより脈波波形と脈拍数を
得る演算処理部３１、及び、演算処理部３１で取得した
脈波波形と脈拍数とを表示する表示部３３とを備えてい
る。
【００１６】演算処理部３１は、内部に備えた記憶領域
（図示せず）に記憶されている処理プログラムを実行す
ることによって、脈の検出に関する各種処理を実行す
る。具体的には、駆動回路３２からセンサ部４の送信用
圧電素子４１に駆動信号を出力する。また、送信用圧電
素子４１から送信された超音波の周波数と、受信用圧電
素子４２で受信され血流のドップラ効果により変化した
超音波の周波数とを比較して脈波を検出して脈波信号を
形成する。とう骨動脈あるいは尺骨動脈に超音波を送信
すると、血流によってドップラー効果が生じ、反射波は
送信された超音波に対して周波数が変化している。そし
てこの変化を検出することで、血流速度の変化が検出さ
れる。血流速度の変化は、脈と同期しているため、脈に
関する情報を検出することが可能である。また、脈波信
号のピーク間の時間間隔を所定回数（例えば、３回、５
回、７回、１０回等）測定し、各回の測定時間の平均時
間Ｔから１分間の脈波数Ｖ（＝脈拍数、心拍数）を次の
式（１０）に従って求める。 Ｖ＝６０／Ｔ … （１０） 脈波信号や脈波数Ｖ等の脈波検出結果は、表示装置に出
力される。なお、脈波間の平均時間Ｔから脈波数を求め
る場合に限られず、例えば、所定時間ｔ（例えば、１０
秒）内に存在する脈波数ｗを検出し、次の数式（１１）
により１分間の脈波数Ｖを求めるようにしてもよい。 Ｖ＝ｗ×（６０／ｔ） … （１１）
（図示せず）に記憶されている処理プログラムを実行す
ることによって、脈の検出に関する各種処理を実行す
る。具体的には、駆動回路３２からセンサ部４の送信用
圧電素子４１に駆動信号を出力する。また、送信用圧電
素子４１から送信された超音波の周波数と、受信用圧電
素子４２で受信され血流のドップラ効果により変化した
超音波の周波数とを比較して脈波を検出して脈波信号を
形成する。とう骨動脈あるいは尺骨動脈に超音波を送信
すると、血流によってドップラー効果が生じ、反射波は
送信された超音波に対して周波数が変化している。そし
てこの変化を検出することで、血流速度の変化が検出さ
れる。血流速度の変化は、脈と同期しているため、脈に
関する情報を検出することが可能である。また、脈波信
号のピーク間の時間間隔を所定回数（例えば、３回、５
回、７回、１０回等）測定し、各回の測定時間の平均時
間Ｔから１分間の脈波数Ｖ（＝脈拍数、心拍数）を次の
式（１０）に従って求める。 Ｖ＝６０／Ｔ … （１０） 脈波信号や脈波数Ｖ等の脈波検出結果は、表示装置に出
力される。なお、脈波間の平均時間Ｔから脈波数を求め
る場合に限られず、例えば、所定時間ｔ（例えば、１０
秒）内に存在する脈波数ｗを検出し、次の数式（１１）
により１分間の脈波数Ｖを求めるようにしてもよい。 Ｖ＝ｗ×（６０／ｔ） … （１１）
【００１７】駆動回路３２は、水晶等の振動子による発
信源を備え、その固有振動数に応じた周波数の交流を発
生させ、この周波数を何分の１かに分周する。そして、
演算処理部３１の指示に従って、特定の駆動信号を信号
線を介して送信用圧電素子４１に送信して送信用圧電素
子４１を駆動する。これにより、送信用圧電素子４１か
ら装着者の体表面へ向けて超音波が発信される。表示部
３３は、液晶表示装置等で構成されており、脈波波形や
脈拍数等の、演算処理部３１から入力された脈波検出結
果を画像表示する。この表示部３３は、パネルに脈波数
を電光表示するようにしてもよい。
信源を備え、その固有振動数に応じた周波数の交流を発
生させ、この周波数を何分の１かに分周する。そして、
演算処理部３１の指示に従って、特定の駆動信号を信号
線を介して送信用圧電素子４１に送信して送信用圧電素
子４１を駆動する。これにより、送信用圧電素子４１か
ら装着者の体表面へ向けて超音波が発信される。表示部
３３は、液晶表示装置等で構成されており、脈波波形や
脈拍数等の、演算処理部３１から入力された脈波検出結
果を画像表示する。この表示部３３は、パネルに脈波数
を電光表示するようにしてもよい。
【００１８】図５は、図１の脈波検出装置による超音波
の送受信の状態を表した説明図であり、図６は、図５の
送信状態を表す式を表した説明図である。上述のような
構成の脈波検出装置１は、脈波の測定に際して、センサ
部４がとう骨動脈２２のほぼ上方となるように、体表上
に配置し、ベルト５０を締めて被験者の手首２周りに固
定する。この状態で、脈波検出装置１の電源が投入され
ると、駆動回路３２が送信用圧電素子４１を駆動させ、
送信用圧電素子４１からは、９．６ＭＨｚの周波数の超
音波が、とう骨動脈２２に向けて発信される。このと
き、送信用圧電素子４１からの超音波は、図５に示すよ
うに、指向角＝θで発信される。とう骨動脈２２へ向け
て発信された超音波は、とう骨動脈２２の血流によっ
て、反射される。超音波は、血流によって減衰され振幅
変調される。この振幅変調の度合いは、血圧に応じて変
動する。従って、反射波は、血圧に応じて振幅変調した
波形となっている。
の送受信の状態を表した説明図であり、図６は、図５の
送信状態を表す式を表した説明図である。上述のような
構成の脈波検出装置１は、脈波の測定に際して、センサ
部４がとう骨動脈２２のほぼ上方となるように、体表上
に配置し、ベルト５０を締めて被験者の手首２周りに固
定する。この状態で、脈波検出装置１の電源が投入され
ると、駆動回路３２が送信用圧電素子４１を駆動させ、
送信用圧電素子４１からは、９．６ＭＨｚの周波数の超
音波が、とう骨動脈２２に向けて発信される。このと
き、送信用圧電素子４１からの超音波は、図５に示すよ
うに、指向角＝θで発信される。とう骨動脈２２へ向け
て発信された超音波は、とう骨動脈２２の血流によっ
て、反射される。超音波は、血流によって減衰され振幅
変調される。この振幅変調の度合いは、血圧に応じて変
動する。従って、反射波は、血圧に応じて振幅変調した
波形となっている。
【００１９】このとき、指向性関数Ｄｗ（θ）は、図６
に示す式（１２）によって表される。そして、送信用圧
電素子４１から送信される超音波は、 指向性関数Ｄｗ（θ）＝０ ・・・（１３） であるもの、即ち、 θ＝ｓｉｎ−１（ｎλ／ａ） ・・・（１４） であるものが最も強く、超音波による脈波等の検出に寄
与している。尚、ａは、送信用圧電素子の幅である。従
って、式（１４）を満たすような指向角θで送信される
超音波が、受信用圧電素子４２で受信されるように、送
信用圧電素子４１と受信用圧電素子４２が配設されてい
れば、良好な感度で脈波を検出することが可能となる。
に示す式（１２）によって表される。そして、送信用圧
電素子４１から送信される超音波は、 指向性関数Ｄｗ（θ）＝０ ・・・（１３） であるもの、即ち、 θ＝ｓｉｎ−１（ｎλ／ａ） ・・・（１４） であるものが最も強く、超音波による脈波等の検出に寄
与している。尚、ａは、送信用圧電素子の幅である。従
って、式（１４）を満たすような指向角θで送信される
超音波が、受信用圧電素子４２で受信されるように、送
信用圧電素子４１と受信用圧電素子４２が配設されてい
れば、良好な感度で脈波を検出することが可能となる。
【００２０】図７は、送信用圧電素子から送信される超
音波の受信用圧電素子での受信状況を、実験値と式（１
４）による計算値とで比較したグラフである。実験値
は、次のような条件下で行って得たものである。即ち、
長さ８ｍｍ、厚さ０．２ｍｍで、幅が０．５ｍｍ、１ｍ
ｍ、２ｍｍの３種類の圧電素子の対（送信用圧電素子及
び受信用圧電素子）を、それぞれの組について圧電素子
間隔を０．３５ｍｍで厚さ０．０７ｍｍの樹脂製の基板
に固定し、駆動周波数９．６ＭＨｚで送信用圧電素子か
ら３．５ｍｍの距離で離れたシリコンオイル中の真鍮板
に送信し、反射波を得た。そして、計算上、幅が０．５
ｍｍの圧電素子対の場合には、受信用圧電素子の全面が
有効範囲内にある（受信用圧電素子の全面が超音波を受
信している）と推定され、他の圧電素子対の場合には一
部が有効範囲内にかかっていると推定されるので、出力
電圧を比較して、幅が１ｍｍ及び２ｍｍの圧電素子対の
受信用圧電素子の有効範囲内にある割合を算出した。
音波の受信用圧電素子での受信状況を、実験値と式（１
４）による計算値とで比較したグラフである。実験値
は、次のような条件下で行って得たものである。即ち、
長さ８ｍｍ、厚さ０．２ｍｍで、幅が０．５ｍｍ、１ｍ
ｍ、２ｍｍの３種類の圧電素子の対（送信用圧電素子及
び受信用圧電素子）を、それぞれの組について圧電素子
間隔を０．３５ｍｍで厚さ０．０７ｍｍの樹脂製の基板
に固定し、駆動周波数９．６ＭＨｚで送信用圧電素子か
ら３．５ｍｍの距離で離れたシリコンオイル中の真鍮板
に送信し、反射波を得た。そして、計算上、幅が０．５
ｍｍの圧電素子対の場合には、受信用圧電素子の全面が
有効範囲内にある（受信用圧電素子の全面が超音波を受
信している）と推定され、他の圧電素子対の場合には一
部が有効範囲内にかかっていると推定されるので、出力
電圧を比較して、幅が１ｍｍ及び２ｍｍの圧電素子対の
受信用圧電素子の有効範囲内にある割合を算出した。
【００２１】式（１４）による計算値は、ｎ＝１、２，
３，４として、λ＝０．１５６μｍ、ｄ＝３．５ｍｍと
した場合の、圧電素子の幅（ａ，ｃ（＝ａ））に対す
る、有効範囲に占める受信用圧電素子４２の割合であ
る。そして、図７では、式（１４）から求めた、圧電素
子の幅（ａ，ｃ（本実施形態においてはａ＝ｃ））に対
する、有効範囲に占める受信用圧電素子４２の割合に、
実験値をプロットしている。この図７に示すように、ｎ
＝１とした場合の計算値が、最も実験値に近く、送信用
圧電素子４１から送信される超音波は、θ＝ｓｉｎ−１
（λ／ａ）として妥当である。従って、以降、式（１
４）においてｎ＝１として θ＝ｓｉｎ−１（λ／ａ） ・・・（１５） を満たすような指向角θで送信される超音波が、受信用
圧電素子４２で受信されるように、送信用圧電素子４１
と受信用圧電素子４２が配設されていれば、良好な感度
で脈波を検出することが可能となる。
３，４として、λ＝０．１５６μｍ、ｄ＝３．５ｍｍと
した場合の、圧電素子の幅（ａ，ｃ（＝ａ））に対す
る、有効範囲に占める受信用圧電素子４２の割合であ
る。そして、図７では、式（１４）から求めた、圧電素
子の幅（ａ，ｃ（本実施形態においてはａ＝ｃ））に対
する、有効範囲に占める受信用圧電素子４２の割合に、
実験値をプロットしている。この図７に示すように、ｎ
＝１とした場合の計算値が、最も実験値に近く、送信用
圧電素子４１から送信される超音波は、θ＝ｓｉｎ−１
（λ／ａ）として妥当である。従って、以降、式（１
４）においてｎ＝１として θ＝ｓｉｎ−１（λ／ａ） ・・・（１５） を満たすような指向角θで送信される超音波が、受信用
圧電素子４２で受信されるように、送信用圧電素子４１
と受信用圧電素子４２が配設されていれば、良好な感度
で脈波を検出することが可能となる。
【００２２】図５に示す反射範囲ｗ及び有効範囲Ｗは、
以下の式で表すことができる。 ｗ＝４ｄｔａｎθ＋ａ ・・・（１６） Ｗ＝（ｗ−ａ）／２＝２ｄｔａｎθ ・・・（１７） また、受信用圧電素子４２が有効範囲Ｗに収まるｂの範
囲は ０＜ｂ≦２ｄｔａｎθ−ｃ ・・・（１８） となり、受信用圧電素子４２が有効範囲Ｗに一部入るｂ
の範囲は ２ｄｔａｎθ−ｃ＜ｂ＜２ｄｔａｎθ ・・・（１９） となる。そして、受信用圧電素子４２が有効範囲Ｗに収
まっている状態で、有効範囲Ｗのうち受信用圧電素子の
割合、即ち、反射波のうち受信用圧電素子で検出される
割合Ｅは、 Ｅ＝ｃ／Ｗ＝ｃ／（２ｄｔａｎθ） ・・・（２０） となり、また、受信用圧電素子４２が一部有効範囲Ｗに
入っている状態で、有効範囲Ｗのうち受信用圧電素子の
割合、即ち、反射波のうち受信用圧電素子で検出される
割合Ｅは、 Ｅ＝（ｗ−ｂ）／Ｗ ＝（２ｄｔａｎθ−ｂ）／（２ｄｔａｎθ） ・・・（２１） となる。
以下の式で表すことができる。 ｗ＝４ｄｔａｎθ＋ａ ・・・（１６） Ｗ＝（ｗ−ａ）／２＝２ｄｔａｎθ ・・・（１７） また、受信用圧電素子４２が有効範囲Ｗに収まるｂの範
囲は ０＜ｂ≦２ｄｔａｎθ−ｃ ・・・（１８） となり、受信用圧電素子４２が有効範囲Ｗに一部入るｂ
の範囲は ２ｄｔａｎθ−ｃ＜ｂ＜２ｄｔａｎθ ・・・（１９） となる。そして、受信用圧電素子４２が有効範囲Ｗに収
まっている状態で、有効範囲Ｗのうち受信用圧電素子の
割合、即ち、反射波のうち受信用圧電素子で検出される
割合Ｅは、 Ｅ＝ｃ／Ｗ＝ｃ／（２ｄｔａｎθ） ・・・（２０） となり、また、受信用圧電素子４２が一部有効範囲Ｗに
入っている状態で、有効範囲Ｗのうち受信用圧電素子の
割合、即ち、反射波のうち受信用圧電素子で検出される
割合Ｅは、 Ｅ＝（ｗ−ｂ）／Ｗ ＝（２ｄｔａｎθ−ｂ）／（２ｄｔａｎθ） ・・・（２１） となる。
【００２３】そして、反射波のうち１０％以上を受信用
圧電素子において受信していれば、良好な感度で脈波を
検出できる。即ち、式（１８）の条件下において（２
０）式のＥ≧０．１であるか、または、式（１９）の条
件下において（２１）式のＥ≧０．１である。本実施形
態においては、上述のように、０＜ｂ≦２ｄｔａｎθ−
ｃであり、また、ｃ／（２ｄｔａｎθ）≧０．１ を満
たすように設定されている。
圧電素子において受信していれば、良好な感度で脈波を
検出できる。即ち、式（１８）の条件下において（２
０）式のＥ≧０．１であるか、または、式（１９）の条
件下において（２１）式のＥ≧０．１である。本実施形
態においては、上述のように、０＜ｂ≦２ｄｔａｎθ−
ｃであり、また、ｃ／（２ｄｔａｎθ）≧０．１ を満
たすように設定されている。
【００２４】反射波は、Ｗの範囲内で、受信用圧電素子
４２で受信される。このとき、本実施形態では、受信用
圧電素子４２が有効範囲Ｗに収まっており、上述の式
（７）を満たす状態になっている。そして、受信用圧電
素子４２が有効範囲Ｗに収まっている状態で、有効範囲
Ｗのうち受信用圧電素子の割合、即ち、反射波のうち受
信用圧電素子で検出される割合Ｅは、上述の式（９）で
表され、且つこのＥ≧０．１となっている。従って、反
射波のうちの１０％以上が受信用圧電素子４２により受
信される。受信用圧電素子４２においては、受信した反
射波に基づいて受信信号が生成される。この受信信号
は、受信用圧電素子４２から図示しない信号線を介して
処理部３の演算処理部３１に送信される。演算処理部３
３では、受信した信号を、通常のＡＭ検波と同様に検波
する。即ち、ダイオードによる整流とコンデンサによる
平滑化の後、負荷抵抗の両端子電圧として検波信号を取
得する。そしてこの検波信号に基づいて、脈拍数が計数
され、脈波信号が形成される。演算処理部３１で計数さ
れた脈拍数や脈波信号は、表示部３３に供給され、表示
部３３において、脈拍数や脈波信号が表示される。本実
施の形態では、ＡＭ検波を用いて検波したが、血流によ
るドップラ効果で変化する反射波の周波数を検知しても
良い。その場合、演算処理部３１を適宜変更する必要が
ある。
４２で受信される。このとき、本実施形態では、受信用
圧電素子４２が有効範囲Ｗに収まっており、上述の式
（７）を満たす状態になっている。そして、受信用圧電
素子４２が有効範囲Ｗに収まっている状態で、有効範囲
Ｗのうち受信用圧電素子の割合、即ち、反射波のうち受
信用圧電素子で検出される割合Ｅは、上述の式（９）で
表され、且つこのＥ≧０．１となっている。従って、反
射波のうちの１０％以上が受信用圧電素子４２により受
信される。受信用圧電素子４２においては、受信した反
射波に基づいて受信信号が生成される。この受信信号
は、受信用圧電素子４２から図示しない信号線を介して
処理部３の演算処理部３１に送信される。演算処理部３
３では、受信した信号を、通常のＡＭ検波と同様に検波
する。即ち、ダイオードによる整流とコンデンサによる
平滑化の後、負荷抵抗の両端子電圧として検波信号を取
得する。そしてこの検波信号に基づいて、脈拍数が計数
され、脈波信号が形成される。演算処理部３１で計数さ
れた脈拍数や脈波信号は、表示部３３に供給され、表示
部３３において、脈拍数や脈波信号が表示される。本実
施の形態では、ＡＭ検波を用いて検波したが、血流によ
るドップラ効果で変化する反射波の周波数を検知しても
良い。その場合、演算処理部３１を適宜変更する必要が
ある。
【００２５】このように、本実施形態の脈波検出装置１
では、送信用圧電素子４１及び受信用圧電素子４２が、
とう骨動脈２に対して平行な基板４３の平面（一方の
面）に配設される。そのため、圧電素子４１，４２を斜
めに配置する必要がないので、圧電素子４１，４２を固
定する基板４３や基板４３が固定される支持体４６を斜
めに加工する必要も樹脂を硬化させて作成する必要もな
い。従って、製造が簡便である。本実施形態の脈波検出
装置１では、受信用圧電素子４２がとう骨動脈２ａから
の反射波のうち１０％以上を受信するので、反射波に基
づいた脈波の測定において高い測定感度や測定精度を得
ることができる。本実施形態の脈波検出装置１では、送
信用圧電素子４１及び受信用圧電素子４２を平板状の基
板４３に固定するので、樹脂中に配置して樹脂を硬化さ
せて固定する必要がなく、送信用圧電素子４１及び受信
用圧電素子４２を精度良く固定することができ、この点
でも、高い測定感度や測定精度を得ることが可能であ
る。
では、送信用圧電素子４１及び受信用圧電素子４２が、
とう骨動脈２に対して平行な基板４３の平面（一方の
面）に配設される。そのため、圧電素子４１，４２を斜
めに配置する必要がないので、圧電素子４１，４２を固
定する基板４３や基板４３が固定される支持体４６を斜
めに加工する必要も樹脂を硬化させて作成する必要もな
い。従って、製造が簡便である。本実施形態の脈波検出
装置１では、受信用圧電素子４２がとう骨動脈２ａから
の反射波のうち１０％以上を受信するので、反射波に基
づいた脈波の測定において高い測定感度や測定精度を得
ることができる。本実施形態の脈波検出装置１では、送
信用圧電素子４１及び受信用圧電素子４２を平板状の基
板４３に固定するので、樹脂中に配置して樹脂を硬化さ
せて固定する必要がなく、送信用圧電素子４１及び受信
用圧電素子４２を精度良く固定することができ、この点
でも、高い測定感度や測定精度を得ることが可能であ
る。
【００２６】次に、本発明の超音波診断装置の第２の実
施の形態について説明する。尚、この第２の実施の形態
も、上述の実施の形態と同様に、本発明を脈波検出装置
に適用したものである。この第２の実施の形態におい
て、上述の第１の実施の形態と同様の部材については同
一の符号を付して説明を省略する。図８は、センサ部４
をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断面図であり、
上述の第１の実施形態の図３に相当する図である。この
図８に示すように、本実施形態の脈波検出装置では、基
板４３には、圧電素子４１，４２側の面に溝５３ｃが形
成されている。この溝５３ｃは、送信用圧電素子４１と
受信用圧電素子４２との間を亘るように形成されてい
る。そしてこの溝５３ｃが、基板４３によって送信用圧
電素子４１から受信用圧電素子４２への超音波の伝播を
減衰する超音波減衰部として機能し、送信用圧電素子か
ら伝搬されてくる超音波によるノイズの発生を低減して
いる。このようにノイズを更に低減することで、一層高
い感度を得ることが可能である。
施の形態について説明する。尚、この第２の実施の形態
も、上述の実施の形態と同様に、本発明を脈波検出装置
に適用したものである。この第２の実施の形態におい
て、上述の第１の実施の形態と同様の部材については同
一の符号を付して説明を省略する。図８は、センサ部４
をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断面図であり、
上述の第１の実施形態の図３に相当する図である。この
図８に示すように、本実施形態の脈波検出装置では、基
板４３には、圧電素子４１，４２側の面に溝５３ｃが形
成されている。この溝５３ｃは、送信用圧電素子４１と
受信用圧電素子４２との間を亘るように形成されてい
る。そしてこの溝５３ｃが、基板４３によって送信用圧
電素子４１から受信用圧電素子４２への超音波の伝播を
減衰する超音波減衰部として機能し、送信用圧電素子か
ら伝搬されてくる超音波によるノイズの発生を低減して
いる。このようにノイズを更に低減することで、一層高
い感度を得ることが可能である。
【００２７】次に、本発明の超音波診断装置の第３の実
施の形態について説明する。尚、この第３の実施の形態
も、上述の実施の形態と同様に、本発明を脈波検出装置
に適用したものである。この第３の実施の形態におい
て、上述の第１の実施の形態と同様の部材については同
一の符号を付して説明を省略する。図９は、センサ部４
をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断面図であり、
上述の第１の実施形態の図３に相当する図である。この
図９に示すように、本実施形態の脈波検出装置では、送
信用圧電素子固定部を有する第１の基板４４と受信用圧
電素子固定部を有する第２の基板４５とをそれぞれ互い
に別体として形成し、それぞれを支持体４６に固定して
第１の基板４４と支持体４６と第２の基板４５とを断面
略コ字形として、第１の基板４４と第２の基板４５の間
に隙間を設けている。本実施形態では、第１の基板４４
と第２の基板４５の間の隙間が、可撓性部となって、上
述の第２の実施形態と同様の効果を発揮する。
施の形態について説明する。尚、この第３の実施の形態
も、上述の実施の形態と同様に、本発明を脈波検出装置
に適用したものである。この第３の実施の形態におい
て、上述の第１の実施の形態と同様の部材については同
一の符号を付して説明を省略する。図９は、センサ部４
をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断面図であり、
上述の第１の実施形態の図３に相当する図である。この
図９に示すように、本実施形態の脈波検出装置では、送
信用圧電素子固定部を有する第１の基板４４と受信用圧
電素子固定部を有する第２の基板４５とをそれぞれ互い
に別体として形成し、それぞれを支持体４６に固定して
第１の基板４４と支持体４６と第２の基板４５とを断面
略コ字形として、第１の基板４４と第２の基板４５の間
に隙間を設けている。本実施形態では、第１の基板４４
と第２の基板４５の間の隙間が、可撓性部となって、上
述の第２の実施形態と同様の効果を発揮する。
【００２８】尚、本発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、各請求項に記載された範囲内において
種々の変形が可能である。例えば、上述の実施形態にお
いては、送信用圧電素子４１と受信用圧電素子４２それ
ぞれの大きさと互いの距離は、０＜ｂ≦２ｄｔａｎθ−
ｃであり、且つ、ｃ／（２ｄｔａｎθ）≧０．１を満た
すように設定されているが、２ｄｔａｎθ−ｃ＜ｂ＜２
ｄｔａｎθであり受信用圧電素子４２が有効範囲Ｗに一
部入り、且つ、（２ｄｔａｎθ−ｂ）／（２ｄｔａｎ
θ）≧０．１を満たすように設定されていてもよい。こ
の場合にも、反射波のうちの１０％以上が受信用圧電素
子４２により受信され、上述の実施の形態と同様の効果
を得ることができる。
るものではなく、各請求項に記載された範囲内において
種々の変形が可能である。例えば、上述の実施形態にお
いては、送信用圧電素子４１と受信用圧電素子４２それ
ぞれの大きさと互いの距離は、０＜ｂ≦２ｄｔａｎθ−
ｃであり、且つ、ｃ／（２ｄｔａｎθ）≧０．１を満た
すように設定されているが、２ｄｔａｎθ−ｃ＜ｂ＜２
ｄｔａｎθであり受信用圧電素子４２が有効範囲Ｗに一
部入り、且つ、（２ｄｔａｎθ−ｂ）／（２ｄｔａｎ
θ）≧０．１を満たすように設定されていてもよい。こ
の場合にも、反射波のうちの１０％以上が受信用圧電素
子４２により受信され、上述の実施の形態と同様の効果
を得ることができる。
【００２９】上述の各実施の施形では、基板や圧電素子
４１，４２と支持体４６との間は空隙となっておりこの
空隙が超音波減衰部として機能しているが、支持体４６
と圧電素子４１，４２との間に超音波を減衰する部材を
配設したり、図１０に示すように、タングステン粉末を
含有するエポキシ樹脂や、多孔質材料よりなる多孔質材
等の超音波を減衰する材料で充填した超音波減衰部４７
としてもよい。
４１，４２と支持体４６との間は空隙となっておりこの
空隙が超音波減衰部として機能しているが、支持体４６
と圧電素子４１，４２との間に超音波を減衰する部材を
配設したり、図１０に示すように、タングステン粉末を
含有するエポキシ樹脂や、多孔質材料よりなる多孔質材
等の超音波を減衰する材料で充填した超音波減衰部４７
としてもよい。
【００３０】上述の各実施形態及び各変形例では、送信
用圧電素子４１及び受信用圧電素子４２は、基板４３の
装着者と逆側の面（一方の面）に固定されているが、装
着者側となる他方の面に固定されていてもよい。このよ
うな例として、上述第１の実施形態、第２の実施形態、
第３の実施形態において、基板４３の他方の面に送信用
圧電素子４１及び受信用圧電素子４２を固定した変形例
を、それぞれ、図１１、図１２、図１３に示す。尚、図
１２の変形例においては、送信用圧電素子４１と受信用
圧電素子４２が他方の面に固定されたことに伴い溝５３
ｃも、基板の他方の面側に形成されている。そしてこの
溝５３ｃによって、基板４３を介して送信用圧電素子４
１から受信用圧電素子４２への超音波の伝播が減衰さ
れ、送信用圧電素子から伝搬されてくる超音波によるノ
イズの発生を低減され、高い感度を得ることが可能であ
る。尚、この溝５３ｃは、圧電素子４１，４２が固定さ
れている側の面に形成することが、超音波の減衰効率の
点から好ましい。
用圧電素子４１及び受信用圧電素子４２は、基板４３の
装着者と逆側の面（一方の面）に固定されているが、装
着者側となる他方の面に固定されていてもよい。このよ
うな例として、上述第１の実施形態、第２の実施形態、
第３の実施形態において、基板４３の他方の面に送信用
圧電素子４１及び受信用圧電素子４２を固定した変形例
を、それぞれ、図１１、図１２、図１３に示す。尚、図
１２の変形例においては、送信用圧電素子４１と受信用
圧電素子４２が他方の面に固定されたことに伴い溝５３
ｃも、基板の他方の面側に形成されている。そしてこの
溝５３ｃによって、基板４３を介して送信用圧電素子４
１から受信用圧電素子４２への超音波の伝播が減衰さ
れ、送信用圧電素子から伝搬されてくる超音波によるノ
イズの発生を低減され、高い感度を得ることが可能であ
る。尚、この溝５３ｃは、圧電素子４１，４２が固定さ
れている側の面に形成することが、超音波の減衰効率の
点から好ましい。
【００３１】上述の各実施形態及び各変形例では、支持
体４６が、断面略コ字形として、天面の開放された箱形
の形状となって、圧電素子４１，４２を格納し超音波減
衰部として機能する空隙を設けているが、空隙を有する
形状はこれに限定されるものではなく、天面と側面の開
放された形状としてもよい。また、図１１から図１３に
示すように圧電素子４１，４２を他方の面に固定した場
合には、支持体４６はこれらの圧電素子４１，４２を格
納する必要がないので、基板４３の他方の面に全面を接
触させた形状としてもよい。このような例として、支持
体４６を板状として、基板４３の他方の面に固着させた
例を図１４から図１６に示す。
体４６が、断面略コ字形として、天面の開放された箱形
の形状となって、圧電素子４１，４２を格納し超音波減
衰部として機能する空隙を設けているが、空隙を有する
形状はこれに限定されるものではなく、天面と側面の開
放された形状としてもよい。また、図１１から図１３に
示すように圧電素子４１，４２を他方の面に固定した場
合には、支持体４６はこれらの圧電素子４１，４２を格
納する必要がないので、基板４３の他方の面に全面を接
触させた形状としてもよい。このような例として、支持
体４６を板状として、基板４３の他方の面に固着させた
例を図１４から図１６に示す。
【００３２】基板４３に配設される可撓性部は、基板４
３に溝５３ｃや隙間を形成する等、形状によって設ける
ものに限定されるわけではなく、基板４３のうち、送信
用圧電素子固定部と受信用圧電素子固定部の間を可撓性
を有する別部材で構成するようにしてもよい。
３に溝５３ｃや隙間を形成する等、形状によって設ける
ものに限定されるわけではなく、基板４３のうち、送信
用圧電素子固定部と受信用圧電素子固定部の間を可撓性
を有する別部材で構成するようにしてもよい。
【００３３】上述の実施形態及び各変形例においては、
超音波診断装置は、脈波検出装置であるが、本発明が適
用される超音波診断装置は脈波検出装置に限られるもの
ではなく、本発明の超音波診断装置は、診断部位へ超音
波を送信する送信用圧電素子と、前記超音波の前記診断
部位からの反射波を受信する受信用圧電素子と、前記送
信用圧電素子及び前記受信用圧電素子を支持する支持手
段と、前記受信用圧電素子で受信した前記反射波に基づ
いて、前記診断部位の情報を取得する情報取得手段とを
備えたものであればよく、例えば、超音波により体内の
画像を得る画像診断装置や、超音波により建物等の損傷
を探索する超音波探傷装置、各種の計測装置等とするこ
ともできる。また、このような超音波診断装置に用いら
れる、診断部位へ超音波を送信する送信用圧電素子と、
前記超音波の前記診断部位からの反射波を受信する受信
用圧電素子と、前記送信用圧電素子及び前記受信用圧電
素子を支持する支持手段とを備えたセンサ装置に適用す
ることで同様の作用、及び効果を得ることができる。上
述の各変形は、適宜重複して採用することが可能であ
る。
超音波診断装置は、脈波検出装置であるが、本発明が適
用される超音波診断装置は脈波検出装置に限られるもの
ではなく、本発明の超音波診断装置は、診断部位へ超音
波を送信する送信用圧電素子と、前記超音波の前記診断
部位からの反射波を受信する受信用圧電素子と、前記送
信用圧電素子及び前記受信用圧電素子を支持する支持手
段と、前記受信用圧電素子で受信した前記反射波に基づ
いて、前記診断部位の情報を取得する情報取得手段とを
備えたものであればよく、例えば、超音波により体内の
画像を得る画像診断装置や、超音波により建物等の損傷
を探索する超音波探傷装置、各種の計測装置等とするこ
ともできる。また、このような超音波診断装置に用いら
れる、診断部位へ超音波を送信する送信用圧電素子と、
前記超音波の前記診断部位からの反射波を受信する受信
用圧電素子と、前記送信用圧電素子及び前記受信用圧電
素子を支持する支持手段とを備えたセンサ装置に適用す
ることで同様の作用、及び効果を得ることができる。上
述の各変形は、適宜重複して採用することが可能であ
る。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る超音
波診断装置によれば、簡便に製造が可能であり、高い感
度と測定精度を得ることが可能である。
波診断装置によれば、簡便に製造が可能であり、高い感
度と測定精度を得ることが可能である。
【図１】本発明の超音波診断装置の一実施形態としての
脈波検出装置を被験者に装着した状態で表した斜視図で
ある。
脈波検出装置を被験者に装着した状態で表した斜視図で
ある。
【図２】図１の脈波検出装置を被験者に装着した状態で
被験者の腕の付け根側から見た側面図である。
被験者の腕の付け根側から見た側面図である。
【図３】図１の脈波検出装置のセンサ部をベルトの長さ
方向に切断した要部拡大断面図である。
方向に切断した要部拡大断面図である。
【図４】図１の脈波検出装置の構成を表したブロック図
である。
である。
【図５】図１の脈波検出装置による超音波の送受信の状
態を表した説明図である。
態を表した説明図である。
【図６】図１の脈波検出装置による超音波の送受信の状
態を表す式を示した図である。
態を表す式を示した図である。
【図７】図１の脈波検出装置の送信用圧電素子から送信
される超音波の受信用圧電素子での受信状況を、実験値
と計算値とで比較したグラフである。
される超音波の受信用圧電素子での受信状況を、実験値
と計算値とで比較したグラフである。
【図８】本発明の超音波診断装置の第２の実施の形態の
センサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断面図
であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
センサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断面図
であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
【図９】本発明の超音波診断装置の第３の実施の形態の
センサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断面図
であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
センサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断面図
であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
【図１０】本発明の超音波診断装置の実施の形態の他の
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
【図１１】本発明の超音波診断装置の実施の形態の他の
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
【図１２】本発明の超音波診断装置の実施の形態の他の
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
【図１３】本発明の超音波診断装置の実施の形態の他の
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
【図１４】本発明の超音波診断装置の実施の形態の他の
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
【図１５】本発明の超音波診断装置の実施の形態の他の
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
【図１６】本発明の超音波診断装置の実施の形態の他の
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
例のセンサ部をベルトの長さ方向に切断した要部拡大断
面図であり、第１の実施の形態の図３相当図である。
【図１７】従来技術の超音波診断装置のセンサ部を示す
斜視図である。
斜視図である。
１ 超音波診断装置（脈波検出装置） ２ａ とう骨動脈 ３ 処理部 ３１ 演算処理部 ３２ 駆動回路 ３３ 表示部 ４ センサ部 ４１ 送信用圧電素子 ４２ 受信用圧電素子 ４３ 基板（支持手段） ４６ 支持体（支持手段） ４７ 超音波減衰部 ４８ 音響整合層 ５０ ベルト ５０ａ 内周面 ５３ｃ 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津端 佳介 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番 セイ コーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G047 BA03 BC05 EA05 EA10 GA01 4C017 AA09 AB02 AC03 AC20 BC11 FF15 4C301 AA03 DD03 DD10 EE06 EE11 GA03
Claims (2)
- 【請求項１】 診断部位へ超音波を送信する送信用圧電
素子と、 前記超音波の前記診断部位からの反射波を受信する受信
用圧電素子と、 前記送信用圧電素子及び前記受信用圧電素子を支持する
支持手段と、 前記受信用圧電素子で受信した前記反射波に基づいて、
前記診断部位の情報を取得する情報取得手段とを備え、 前記支持手段は、前記診断部位に対して略平行に配置さ
れる平面を備え、 前記送信用圧電素子と前記受信用圧電素子は、ａを送信
用圧電素子の幅、ｂを送信用圧電素子と受信用圧電素子
の距離、ｃを受信用圧電素子の幅、ｄを測定部位までの
距離、θを指向角とした場合に、前記支持手段の前記平
面上に、以下の条件１または条件２を満たす関係で配置
されていることを特徴とする超音波診断装置。 条件１ ｃ／（２ｄｔａｎθ）≧０．１ 且つ ０＜ｂ≦２ｄｔ
ａｎθ−ｃ 条件２ （２ｄｔａｎθ−ｂ）／（２ｄｔａｎθ）≧０．１ 且
つ ２ｄｔａｎθ−ｃ＜ｂ＜２ｄｔａｎθ - 【請求項２】 診断部位へ超音波を送信する送信用圧電
素子と、 前記超音波の前記診断部位からの反射波を受信する受信
用圧電素子と、 前記送信用圧電素子及び前記受信用圧電素子を支持する
支持手段と、 前記受信用圧電素子で受信した前記反射波に基づいて、
前記診断部位の情報を取得する情報取得手段とを備え、 前記支持手段は、前記診断部位に対して平行に配置され
る平面を備え、 前記送信圧電素子と前記受信用圧電素子とは、それぞれ
の幅が０．３８以上１．１ｍｍ以下であり、互いの間隔
が０．０５以上４．０ｍｍ以下となるように、前記支持
手段の前記平面上に配置されていることを特徴とする超
音波診断装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001012878A JP4811972B2 (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 超音波診断装置 |
| US10/027,063 US6554772B2 (en) | 2001-01-22 | 2001-12-26 | Ultrasonic diagnosis device |
| EP02250389A EP1224910A3 (en) | 2001-01-22 | 2002-01-21 | Ultrasonic diagnosis device |
| CN02102865A CN1366864A (zh) | 2001-01-22 | 2002-01-22 | 超声波诊断装置 |
| HK03101302.8A HK1048931A1 (zh) | 2001-01-22 | 2003-02-20 | 超聲波診斷裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001012878A JP4811972B2 (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=18879820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001012878A Expired - Fee Related JP4811972B2 (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 超音波診断装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1224910A3 (ja) |
| JP (1) | JP4811972B2 (ja) |
| CN (1) | CN1366864A (ja) |
| HK (1) | HK1048931A1 (ja) |
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