JP2005052521A

JP2005052521A - 電子聴診器

Info

Publication number: JP2005052521A
Application number: JP2003288541A
Authority: JP
Inventors: Morihiko Ishikawa; 杜彦石川
Original assignee: STN KK
Current assignee: STN KK
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】心音と呼吸音のみを選別することができる低コストの電子聴診器を実現する。
【解決手段】マイク１で、身体からの音を電気信号に変換する。イコライザ２で、マイク１からの電気信号のうち、心音に対応する周波数範囲の信号と呼吸音に対応する周波数範囲の信号とを選択的に増強し、他の周波数範囲の信号を選択的に減衰させる。アンプ３で、イコライザ２の出力信号を増幅する。ヘッドホン４で、アンプ３の出力信号を音に変換する。呼吸音は、約１kHzを中心とする200Hz〜２kHzの範囲の周波数成分が主であり、心音は、約100Hzを中心とする20Hz〜200Hzの範囲の周波数成分が主であるので、これらの２つの成分を選択的に増強し、その他の成分を減衰させるように、イコライザ２の周波数特性を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子聴診器に関し、特に、心音と呼吸音の聴診に適した電子聴診器に関する。

聴診器は、心臓や肺などからの音を聴くために、医師によって使用される医療器具である。心臓や肺などは、16Hz〜８kHz程度の周波数範囲の音を発するので、この範囲の音を効率よく聴くことができる音響聴診器が用いられている。従来の音響聴診器は、体の狭い領域の音のみを聴診できるような構造になっており、医師は、聴診器の使用法を積極的に訓練するので、周囲の雑音の中から目的の音を聴き分ける能力は、約15dB上昇するといわれている。しかし、病院内の雑音は増大しており、従来の音響聴診器で心音などを正確に聴くことは困難になっている。そこで、従来の音響聴診器に代わる電子聴診器で心音などを聴くことが提案されており、種々のタイプの電子聴診器が知られている。以下、いくつかの電子聴診器の例を簡単に説明する。

特許文献１に開示された聴診器は、選別された可聴周波数帯域の音を聴取するための医学用聴診器である。図３（ａ）に示すように、分析対象の音源で生じた可聴周波範囲の音が、共鳴箱をもった機械的調整装置に伝えられる。その共鳴周波数は、調整つまみにより変化する。共鳴箱を特定のスペクトル部分に調節すると、そのスペクトル部分内にある入力音響エネルギーは、調整器を通して選択的に伝達される。マイクとアンプを通って、ヘッドホンと電圧計に伝えられる。使用者は、選別されたスペクトル部分内にある周波数部分のみの音を聴くことができる。

特許文献２に開示された電子聴診器は、マイクと増幅器とヘッドホンを含み、デジタル信号処理を行う電子聴診器である。図３（ｂ）に示すように、通常の音響聴診器の伝達関数を模擬するデジタルフィルタを備えている。ヘッドホンから聴こえる信号は、通常の音響聴診器で学習した音に対応するものとなり、医師の通常の使用に適したものとなる。雑音を除去して増幅するので、医師の聴力を補うことができる。

特許文献３に開示された聴診器は、人間の心臓や呼吸器や循環器からの音を聴き取るための装置である。図３（ｃ）に示すように、身体表面と直接接触するためのマイクロフォンと、調整可能な電子バンドパスフィルタと、音周波数増幅器と、音を再生するためのスピーカを含む。電子バンドパスフィルタは、通過帯域の中心周波数およびバンド幅に関して、少なくとも周波数範囲20Hz〜20kHz内で、自由に調整可能である。
特公昭44-20952号公報特表平10-504748号公報特許第3142876号公報

しかし、従来の電子聴診器では、心音と呼吸音のみを簡単に選別することができないという問題があった。選別することができるような電子聴診器では、構造が複雑で大型になってコストもかかり、音響聴診器のように手軽に取り扱うことができない。本発明は、上記従来の問題を解決して、心音と呼吸音のみを選別することができる低コストの電子聴診器を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明では、電子聴診器を、身体からの音を電気信号に変換するマイクと、マイクからの電気信号のうち、心音に対応する周波数範囲の信号と呼吸音に対応する周波数範囲の信号とを選択的に増強し、他の周波数範囲の信号を選択的に減衰させるイコライザと、イコライザの出力信号を増幅するアンプと、アンプの出力信号を音に変換するヘッドホンまたはスピーカとを具備する構成とした。

本発明では、上記のように構成したことにより、心音と呼吸音のみを選別することができる電子聴診器を低コストで実現できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１と図２を参照しながら詳細に説明する。

本発明の実施例は、身体からの音をマイクで電気信号に変換し、マイクからの電気信号のうち、心音に対応する周波数範囲の信号と呼吸音に対応する周波数範囲の信号とを、イコライザで選択的に増強し、他の周波数範囲の信号を選択的に減衰させ、イコライザの出力信号をアンプで増幅し、アンプの出力信号をヘッドホンまたはスピーカで音に変換する電子聴診器である。

図１（ａ）は、本発明の実施例における電子聴診器の概念図である。図１（ｂ）は、電子聴診器の外観図である。図１（ａ）、（ｂ）において、マイク１は、身体からの音を電気信号に変換する手段である。マイク１は、小型で周波数特性が広く平坦なものであればよい。コンデンサマイクやエレクトレットマイクが適当であるが、その他のものでもよい。イコライザ２は、マイク１からの電気信号のうち、心音に対応する周波数範囲の信号と呼吸音に対応する周波数範囲の信号とを選択的に増強し、他の周波数範囲の信号を選択的に減衰させる手段である。アンプ３は、イコライザ２の出力信号を増幅する手段である。ヘッドホン４は、アンプ３の出力信号を音に変換する手段である。ヘッドホン４は、軽くて雑音が入らない構造で、忠実度の高いものがよい。

筐体５は、イコライザ２やアンプ３や電池などを収容するケースである。図１（ｂ）に示すように、マイクコードプラグとヘッドホンプラグは、筐体５の上面に差し込むようになっている。音量調節つまみも、筐体５の上面に設けてある。ワイシャツなどの胸ポケットに入れて使用する場合に便利であるように考慮してある。構造的に、至ってシンプルな構造で、小型化が可能である。したがって、持ち運びに便利なポケッタブル聴診器とすることも可能である。図１（ｃ）は、本発明の実施例における電子聴診器のイコライザの周波数特性を示すグラフである。

図２（ａ）は、本発明の実施例における電子聴診器の他の例の概念図である。図２（ｂ）は、電子聴診器の他の例の外観図である。図２（ａ）、（ｂ）において、スピーカ６は、アンプ３の出力信号を多数の人が聴けるように大きな音に変換する手段である。その他の基本的な構成は、図１の電子聴診器と同じである。

上記のように構成された本発明の実施例における電子聴診器の動作を説明する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、マイク１で、身体からの音を電気信号に変換する。イコライザ２で、マイク１からの電気信号のうち、心音に対応する周波数範囲の信号と呼吸音に対応する周波数範囲の信号とを選択的に増強し、他の周波数範囲の信号を選択的に減衰させる。アンプ３で、イコライザ２の出力信号を増幅する。ヘッドホン４で、アンプ３の出力信号を音に変換する。

図１（ｃ）に示すように、電子聴診器のイコライザ２の周波数特性は、心音に対応する周波数範囲の信号と呼吸音に対応する周波数範囲の信号とを選択的に増強し、他の周波数範囲の信号を選択的に減衰させるようになっている。呼吸音は、約１kHzを中心とする200Hz〜２kHzの範囲の周波数成分が主である。心音は、約100Hzを中心とする20Hz〜200Hzの範囲の周波数成分が主である。これらの２つの成分を選択的に増強し、その他の成分を減衰させるように、イコライザ２の周波数特性を設定する。

具体的には、100Hz〜200Hzの間に第１のピークがあり、800Hz〜１kHzの間に第２のピークがあるように、イコライザ２の周波数特性を設定する。また、200Hz〜300Hzの間に谷があるように、イコライザ２の周波数特性を設定する。マイク１やアンプ３やヘッドホン４の周波数特性に応じて、総合周波数特性が目的の特性となるように、イコライザ２で補償することも可能である。

図２に示す電子聴診器の他の例は、ヘッドホン４の代わりにスピーカ６を用いるものである。据置型の聴診器として利用する場合に適した構成であり、診察する医師以外の人も、聴診器の音を聴くことができる。また、聴診器の出力信号を記録したり、伝送することも容易にできる。この場合の電源は、電池でもAC電源でも利用できる。

上記のように、本発明の実施例では、電子聴診器を、身体からの音をマイクで電気信号に変換し、マイクからの電気信号のうち、心音に対応する周波数範囲の信号と呼吸音に対応する周波数範囲の信号とを、イコライザで選択的に増強し、他の周波数範囲の信号を選択的に減衰させ、イコライザの出力信号をアンプで増幅し、アンプの出力信号をヘッドホンまたはスピーカで音に変換する構成としたので、心音と呼吸音のみを選別することができる電子聴診器を低コストで実現できる。

本発明の電子聴診器は、心音と呼吸音の聴診に特に適した電子聴診器として有用である。

本発明の実施例における電子聴診器の概念図（ａ）と、外観図（ｂ）と、イコライザの周波数特性を示すグラフ（ｃ）、本発明の実施例における電子聴診器の他の例の概念図（ａ）と外観図（ｂ）、従来の電子聴診器の概念図である。

符号の説明

１マイク
２イコライザ
３アンプ
４ヘッドホン
５筐体
６スピーカ

Claims

身体からの音を電気信号に変換するマイクと、前記マイクからの電気信号のうち、心音に対応する周波数範囲の信号と呼吸音に対応する周波数範囲の信号とを選択的に増強し、他の周波数範囲の信号を選択的に減衰させるイコライザと、前記イコライザの出力信号を増幅するアンプと、前記アンプの出力信号を音に変換するヘッドホンまたはスピーカとを具備することを特徴とする電子聴診器。
前記イコライザの周波数特性は、100Hz〜200Hzの間に第１のピークがあり、800Hz〜１kHzの間に第２のピークがあり、200Hz〜300Hzの間に谷があるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の電子聴診器。