JP2013074915A - Microphone for collecting biological sounds and electronic stethoscope device - Google Patents

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琢 多田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microphone for collecting biological sounds wherein the mixing of external environment noise or slide noise hardly occurs and which can sensitively collect biological sounds and allows the broadening of a sound collection band.SOLUTION: The microphone 1 for collecting biological sounds includes: a plate-like first biological sound propagation part 20 functioning as a biological sound propagation part to a microphone unit 10, having the front surface stuck to the body surface of a subject, and having the rear surface abutted on or brought close to the microphone unit 10; and a second biological sound propagation part 30 made of a material having a Shore A hardness lower than the first biological sound propagation part 20, filled in a space sectionalized by a casing 40 and the first biological sound propagation part 20, and embedded with the microphone unit 10.

Description

本発明は、電子聴診装置、及びこの電子聴診装置に内蔵された生体音収集用マイクロホンに関する。   The present invention relates to an electronic auscultation apparatus and a living body sound collecting microphone incorporated in the electronic auscultation apparatus.

聴診器は、従来から医療現場で生体音を診断する装置として広く用いられてきた。聴診器は、通常、生体音を収集するチェストピース部と、これに接続されて生体音を音波として伝送するチューブと、その先端に配設されたイヤー部を有する。チェストピース部において、内部がコーン型となった金属部分がベルモード、樹脂フィルムからなる振動板がダイアフラムモードとして用いられる。これらのモードは、患者の疾患の症状や診察部位により適宜使い分けられている。   Stethoscopes have been widely used as devices for diagnosing body sounds in the medical field. A stethoscope usually has a chest piece part that collects a body sound, a tube that is connected to the chest piece part and transmits the body sound as a sound wave, and an ear part that is disposed at the tip of the tube. In the chest piece portion, a metal portion having a cone shape inside is used as a bell mode, and a diaphragm made of a resin film is used as a diaphragm mode. These modes are properly used depending on the symptoms of the patient's disease and the examination site.

聴診器のチェストピース部の形状は、長い歴史の中で最適化されてきた。近年においては、聴診器の電子化技術により、生体音を電気信号に変換して信号処理し、その後再び音波に変換して診断する電子聴診器が開発されている。聴診器の電子化技術により、聴音データを保存して情報を共有化したり、聴診技術の伝承を図ったりすることが可能となってきた。さらに、聴音データの解析によって、隠れている疾患の兆候を顕在化させることも期待されている。   The shape of the stethoscope chestpiece has been optimized over a long history. In recent years, electronic stethoscopes have been developed that convert biological sounds into electrical signals, perform signal processing, and then convert them back into sound waves for diagnosis using electronic technology for stethoscopes. Stethoscope digitization technology has made it possible to store sound data and share information, and to transfer auscultation techniques. Furthermore, it is expected that the signs of hidden diseases will be revealed by analysis of auditory data.

電子聴診器のチェストピース部に、マイクロホンを装着したものがある。特許文献1、2には、非可聴つぶやき音声を頭部や頸部付近から採取するマイクロホンが開示されている。非可聴つぶやき音声は、声帯の規則振動を伴わない音声であって、外部からは非可聴な体内軟組織部を伝播する振動音である。このような音声の信号は、音響空間の振動を検知する通常のマイクロホンではなく、体内の生体音を採取する肉伝導マイクロホンにより採取する。   Some electronic stethoscope chestpieces are equipped with a microphone. Patent Documents 1 and 2 disclose microphones that collect non-audible muttering sounds from the vicinity of the head or neck. Non-audible murmur sound is sound that does not accompany regular vibration of the vocal cords, and is vibration sound that propagates from the outside to a non-audible soft tissue part in the body. Such an audio signal is collected not by a normal microphone that detects vibration in an acoustic space but by a meat conduction microphone that collects a body sound in the body.

図7は、特許文献1に開示された肉伝導マイクロホン100の構成を示す概略断面図である。肉伝導マイクロホン100は、コンデンサマイクロホン110、体内軟組織部の音響インピーダンスに近い音響インピーダンスを有し、皮膚表面からコンデンサマイクロホン110に入力音声を伝導する接触部として機能する硬化したソフトシリコーンゴム120を有する。また、肉伝導マイクロホン100は、硬質のフレーム130、受信した振動音を電気信号として導出するためのリード線140、外部雑音防音空間150等を有する。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the meat conduction microphone 100 disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. The meat conduction microphone 100 includes a condenser microphone 110 and a hardened soft silicone rubber 120 that has an acoustic impedance close to that of the soft tissue part of the body and functions as a contact part that conducts input sound from the skin surface to the capacitor microphone 110. The meat conduction microphone 100 also includes a hard frame 130, a lead wire 140 for deriving the received vibration sound as an electrical signal, an external noise soundproof space 150, and the like.

肉伝導マイクロホン100は、硬化したソフトシリコーンゴム120の表面を皮膚と接触させることにより音声を採取する。硬質のフレーム130と硬化したソフトシリコーンゴム120との間には、外部雑音防音空間150が設けられている。これにより、外部雑音の混入を防ぐ。コンデンサマイクロホン110は、硬化したソフトシリコーンゴム120内に埋設されている。コンデンサマイクロホン110より得た信号は、信号線140を介して外部に伝送される。硬化したソフトシリコーンゴム120の硬度は、30(ShoreA)以下であることが望ましいことが記載されている。   The meat conduction microphone 100 collects sound by bringing the surface of the hardened soft silicone rubber 120 into contact with the skin. An external noise soundproof space 150 is provided between the hard frame 130 and the cured soft silicone rubber 120. Thereby, mixing of external noise is prevented. The condenser microphone 110 is embedded in the hardened soft silicone rubber 120. A signal obtained from the condenser microphone 110 is transmitted to the outside via the signal line 140. It is described that the hardness of the cured soft silicone rubber 120 is desirably 30 (Shore A) or less.

図8に、特許文献2に開示された肉伝導マイクロホン200の概略断面図を示す。肉伝導マイクロホン200は、マイクロホンユニット210、肉伝導音伝播部220、内側カバー部材230、粘着遮音部240、外部カバー部材250、信号線260等を有する。   FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of the meat conduction microphone 200 disclosed in Patent Document 2. As shown in FIG. The meat conduction microphone 200 includes a microphone unit 210, a meat conduction sound propagation part 220, an inner cover member 230, an adhesive sound insulation part 240, an outer cover member 250, a signal line 260, and the like.

肉伝導音伝播部220は、その一面を皮膚表面に密着させ、人体内を伝播する肉伝導音を伝播させる軟性部材よりなる。肉伝導伝播部220は、その音響インピーダンスの特性が人体における肉部の音響インピーダンスの特性に近い素材、例えば、ウレタンエラストマーやシリコン等により構成されている。これにより、肉伝導音を人体(皮膚)から肉伝導音伝播部220に効率的に伝播させることができる。内部カバー部材230は、肉伝導音伝播部220における皮膚表面との接触面以外の部分全体を覆うものであり、マイクロホンユニット210が収容されている。粘着遮音部240は、人の皮膚に対する粘着性を有する軟性部材であるウレタンエラストマーからなり、内側カバー部材230の外側全体を覆うように形成されている。外側カバー部材250は、粘着遮音部240における皮膚接着部以外の外側全体を覆うものであり、外装を形成する。   The meat conduction sound propagation part 220 is made of a soft member that closely adheres one surface to the skin surface and propagates the meat conduction sound that propagates through the human body. The meat conduction propagation part 220 is made of a material whose acoustic impedance characteristic is close to the acoustic impedance characteristic of the body part of the human body, such as urethane elastomer or silicon. Thereby, the meat conduction sound can be efficiently propagated from the human body (skin) to the meat conduction sound propagation unit 220. The inner cover member 230 covers the entire portion of the meat conduction sound propagation unit 220 other than the contact surface with the skin surface, and the microphone unit 210 is accommodated. The adhesive sound insulation unit 240 is made of a urethane elastomer that is a soft member having adhesiveness to human skin, and is formed so as to cover the entire outside of the inner cover member 230. The outer cover member 250 covers the entire outside of the adhesive sound-insulating part 240 other than the skin adhesion part, and forms an exterior.

WO2005/067340号公報 第8図WO2005 / 067340 Publication FIG. 8 特開2008−042741号公報JP 2008-027441 A

従来の聴診の対象は、心音、肺音、若しくは呼吸音(集音帯域は、20Hzから500Hz程度)であったが、これまで集音対象ではなかった微小な生体音を集音する技術や、集音可能な帯域を広げる広帯域化技術により、疾患との新たな関連付けを行って早期に疾病を発見したり、予防医学に貢献したりすることに期待が集まっている。これらを実現するためには、生体音を高感度に集音しつつ雑音を排除し、かつ、集音域の広帯域化を実現する技術が強く求められている。   Conventional auscultation targets were heart sounds, lung sounds, or breathing sounds (sound collection band is about 20 Hz to 500 Hz), but a technology for collecting minute living body sounds that were not previously sound collection targets, With the wideband technology that expands the band that can collect sound, there is a great expectation to make a new association with the disease to discover the disease at an early stage or contribute to preventive medicine. In order to realize these, there is a strong demand for a technology that eliminates noise while collecting biological sound with high sensitivity and realizes a wider sound collection range.

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外部環境雑音や摺動雑音の混入が生じ難く、生体音を高感度に集音し、かつ集音帯域の広帯域化が可能な生体音収集用マイクロホン、及びこれを内蔵した電子聴診装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above background, and the object of the present invention is to prevent external environmental noise and sliding noise from being mixed, to collect biological sounds with high sensitivity, and to collect a sound collection band. It is an object to provide a living body sound collecting microphone capable of broadening the band and an electronic auscultation device incorporating the microphone.

本発明に係る生体音収集用マイクロホンは、生体音を集音する生体音収集用マイクロホンであって、生体音を電気信号に変換するマイクロホンユニットと、前記マイクロホンユニットを収容する筺体と、前記マイクロホンユニットに対する生体音伝導部として機能し、その表面を被検体の体表に密着させ、その裏面を前記マイクロホンユニットに当接又は近接させた板状の第1の生体音伝播部と、前記第1の生体音伝播部よりもショアA硬度の低い素材からなり、前記筺体と前記第1の生体音伝播部とで区画された空間に充填され、かつ前記マイクロホンユニットを埋設する第2の生体音伝播部とを備える。
前記第1の生体音伝播部は、ショアA硬度が40以上であることが好ましい。
前記第2の生体音伝播部は、ショアA硬度が40未満であることが好ましい。
前記第1の生体音伝播部の好ましい例として、粘弾性体、又はゴム弾性体が挙げられる。
前記第2の生体音伝播部の好ましい例として、粘弾性体、又はゴム弾性体が挙げられる。
前記第1の生体音伝播部の特に好ましい例として、シリコーンゴム、又はウレタンエラストマーが挙げられる。
前記第2の生体音伝播部の特に好ましい例として、シリコーンゴム、又はウレタンエラストマーが挙げられる。
本発明に係る電子聴診装置は、上記生体音収集用マイクロホンを内蔵したものである。
なお、生体音を収集する領域の音響インピーダンス特性は、その領域(例えば、組織)の密度、弾性率(ヤング率),組織を伝播する音速等から見積もった値から算出することができる。
The biological sound collecting microphone according to the present invention is a biological sound collecting microphone that collects a biological sound, a microphone unit that converts the biological sound into an electric signal, a housing that houses the microphone unit, and the microphone unit. A plate-like first living body sound propagation portion that functions as a living body sound conducting portion for the body, has a surface closely attached to the body surface of the subject, and a back surface that is in contact with or close to the microphone unit; A second living body sound propagation portion made of a material having a Shore A hardness lower than that of the living body sound propagation portion, filled in a space defined by the casing and the first living body sound propagation portion, and embedded in the microphone unit With.
The first body sound propagation part preferably has a Shore A hardness of 40 or more.
The second living body sound propagation part preferably has a Shore A hardness of less than 40.
Preferable examples of the first biological sound propagation unit include a viscoelastic body or a rubber elastic body.
Preferable examples of the second biological sound propagation unit include a viscoelastic body or a rubber elastic body.
Particularly preferable examples of the first biological sound propagation part include silicone rubber or urethane elastomer.
Particularly preferable examples of the second biological sound propagation part include silicone rubber or urethane elastomer.
An electronic auscultation apparatus according to the present invention incorporates the biological sound collecting microphone.
Note that the acoustic impedance characteristic of the region where the body sound is collected can be calculated from a value estimated from the density, the elastic modulus (Young's modulus), the speed of sound propagating through the tissue, and the like.

本発明に係る生体音収集用マイクロホンによれば、第1の生体音伝播部として、(1)音響インピーダンスの特性が生体音収集領域の音響インピーダンス特性に近いものを用い、(2)形状を板状とし、(3)その表面を被検体の体表に密着させ、(4)マイクロホンユニットに当接又は近接させているので、生体音をマイクロホンユニットに効率よく伝導させることが可能となる。さらに、第2の生体音伝播部を第1の生体音伝播部と筺体で区画された空間に充填し、素材として第1の生体音伝播部よりもショアA硬度の低い素材を用い、かつ、マイクロホンユニットを埋設しているので、聴診時に被検体との摺動による雑音や環境雑音の混入が生じにくく、外部雑音の減衰を大きくして雑音混入を抑制することができる。その結果、生体音をマイクロホンユニットに効率よく伝導することが可能となる。   According to the biological sound collecting microphone according to the present invention, (1) the acoustic impedance characteristic is close to the acoustic impedance characteristic of the biological sound collection region as the first biological sound propagation unit, and (2) the shape is a plate. (3) Since the surface thereof is in close contact with the body surface of the subject and (4) it is in contact with or close to the microphone unit, it is possible to efficiently conduct the biological sound to the microphone unit. Furthermore, the second body sound propagation part is filled in the space defined by the first body sound propagation part and the housing, a material having a Shore A hardness lower than that of the first body sound propagation part is used as a material, and Since the microphone unit is embedded, noise and environmental noise due to sliding with the subject during auscultation are unlikely to occur, and external noise can be suppressed by increasing attenuation of external noise. As a result, it is possible to efficiently conduct the body sound to the microphone unit.

本発明によれば、外部環境雑音や摺動雑音の混入が生じ難く、生体音を高感度に集音し、かつ集音帯域の広帯域化が可能な生体音収集用マイクロホン、及びこれを内蔵した電子聴診装置を提供することができるという優れた効果がある。   According to the present invention, a living-body sound collecting microphone capable of collecting biological sound with high sensitivity and widening the sound collecting band, and a built-in microphone that are unlikely to be mixed with external environmental noise and sliding noise. There is an excellent effect that an electronic auscultation apparatus can be provided.

(a)は第1実施形態に係る生体音収集用マイクロホンの概略断面図、(b)は、第1実施形態に係る生体音収集用マイクロホンの概略平面図。(A) is a schematic sectional drawing of the microphone for biological sound collection which concerns on 1st Embodiment, (b) is a schematic plan view of the microphone for biological sound collection which concerns on 1st Embodiment. 変形例に係る生体音収集用マイクロホンの概略断面図。The schematic sectional drawing of the microphone for biological sound collection which concerns on a modification. 第2実施形態に係る生体音収集用マイクロホンの概略断面図。The schematic sectional drawing of the microphone for biological sound collection which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る生体音収集用マイクロホンにおける心音のスペクトラム。The spectrum of the heart sound in the biological sound collection microphone according to the second embodiment. (a)は第2実施形態に係る第1の生体音伝播部のショアA硬度に対して周波数をプロットした図、(b)は周波数と音圧の関係を示す図。(A) is the figure which plotted the frequency with respect to the Shore A hardness of the 1st biological sound propagation part which concerns on 2nd Embodiment, (b) is a figure which shows the relationship between a frequency and sound pressure. 第3実施形態に係る生体音収集用マイクロホンの概略断面図。The schematic sectional drawing of the microphone for biological sound collection which concerns on 3rd Embodiment. 特許文献1に係る肉電導マイクロホンの概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a meat conducting microphone according to Patent Document 1. FIG. 特許文献2に係る肉電導マイクロホンの概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a meat conducting microphone according to Patent Document 2. 比較例に係る生体音収集用マイクロホンにおける心音のスペクトラム。The spectrum of the heart sound in the biological sound collection microphone according to the comparative example.

以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものは、必ずしもこれらのサイズや比率でなくてもよい。また、以降の実施形態や変形例において、同種の部材には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。   Hereinafter, an example of an embodiment to which the present invention is applied will be described. It goes without saying that other embodiments may also belong to the category of the present invention as long as they match the gist of the present invention. In addition, the sizes and ratios of the members in the following drawings are for convenience of explanation, and the actual ones may not necessarily be those sizes and ratios. Further, in the following embodiments and modifications, the same type members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

[第1実施形態]
図1(a)に、第1実施形態に係る電子聴診装置に内蔵された生体音収集用マイクロホン1の概略断面図を、図1(b)に、生体音収集用マイクロホン1の第1の生体音伝播部側からの概略平面図を示す。生体音収集用マイクロホン1は、マイクロホンユニット10、第1の生体音伝播部20、第2の生体音伝播部30、筺体40、信号線50等を具備する。
[First Embodiment]
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a biological sound collecting microphone 1 incorporated in the electronic auscultation apparatus according to the first embodiment, and FIG. 1B is a first biological body of the biological sound collecting microphone 1. The schematic plan view from the sound propagation part side is shown. The biological sound collecting microphone 1 includes a microphone unit 10, a first biological sound propagation unit 20, a second biological sound propagation unit 30, a housing 40, a signal line 50, and the like.

第1実施形態に係る電子聴診装置は、いわゆる電子聴診器であり、生体音収集用マイクロホン1、チューブ(不図示)、音波変換部(不図示)、イヤー部(不図示)等を有する。生体音収集用マイクロホン1によって電気信号に変換されたデータは、信号線50を介して電気信号をチューブに伝送し、その後、音波変換部で再び音波に変換してイヤー部から生体音を診断する。電子聴診装置は、さらに、生体音を保存する記憶部、得られた生体音を解析する解析部、データ転送部、データ表示部などを有する装置であってもよい。また、一般的な聴診器の構成をもたず、記憶部、解析部、解析結果の表示部等を有する電子聴診装置であってもよい。   The electronic auscultation apparatus according to the first embodiment is a so-called electronic stethoscope, and includes a living body sound collecting microphone 1, a tube (not shown), a sound wave conversion unit (not shown), an ear part (not shown), and the like. The data converted into the electrical signal by the living body sound collecting microphone 1 is transmitted to the tube via the signal line 50, and then converted into the sound wave again by the sound wave converting unit to diagnose the body sound from the ear part. . The electronic auscultation apparatus may be a device further including a storage unit that stores body sounds, an analysis unit that analyzes the obtained body sounds, a data transfer unit, a data display unit, and the like. Moreover, the electronic auscultation apparatus which does not have the structure of a general stethoscope and has a memory | storage part, an analysis part, the display part of an analysis result, etc. may be sufficient.

第1実施形態においては、被検体として人の生体胸部60の生体音を聴診する例について述べる。但し、本発明の生体音収集用マイクロホン及びこれを内蔵した電子聴診装置は、生体胸部に限定されず、生体の軟組織部の生体音の聴診に広く適用することができる。なお、生体音は、心音、肺音、呼吸音、血流音、蠕動音、嚥下音、胎児心音等の胎児音等の生体音全般を含む。また、聴音対象は、人に限定されず、犬、猫、家畜等をはじめとする各種動物であってもよい。   In the first embodiment, an example of auscultating a body sound of a human body chest 60 as a subject will be described. However, the living body sound collecting microphone and the electronic auscultation apparatus incorporating the same according to the present invention are not limited to the living body chest, and can be widely applied to living body auscultation of the soft tissue portion of the living body. The body sound includes all body sounds such as heart sounds, lung sounds, breathing sounds, blood flow sounds, peristaltic sounds, swallowing sounds, fetal sounds such as fetal heart sounds. The target of listening is not limited to a person, and may be various animals including dogs, cats, livestock, and the like.

マイクロホンユニット10は、第1の生体音伝播部20及び第2の生体音伝播部30を伝導する生体音を電気信号に変換するものである。このマイクロホンユニット10は、生体音の振動を感知する感知部の全体が、第2の生体音伝播部30に埋設されている。生体音は、第1の生体音伝播部20、第2の生体音伝播部30を介してマイクロホンユニット10に伝導される。   The microphone unit 10 converts the biological sound conducted through the first biological sound propagation unit 20 and the second biological sound propagation unit 30 into an electrical signal. In the microphone unit 10, the entire sensing unit that senses the vibration of the biological sound is embedded in the second biological sound propagation unit 30. The body sound is conducted to the microphone unit 10 via the first body sound propagation unit 20 and the second body sound propagation unit 30.

マイクロホンユニット10は、例えば、エレクトリックコンデンサマイクロホンを採用することができる。また、他の小型のダイナミックマイクロホン、圧電素子、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)によるシリコンマイクロホンを採用してもよい。   The microphone unit 10 can employ, for example, an electric condenser microphone. Moreover, you may employ | adopt the silicon microphone by another small dynamic microphone, a piezoelectric element, and MEMS (micro electro mechanical system).

第1の生体音伝播部20の表面21は、被検体の体表に密着させる部位であり、密着対象は、皮膚表面の他、手術中の体内の体表面等でもよい。第1実施形態においては、生体胸部60の皮膚表面61に第1の生体音伝播部20の表面21を密着させる例について説明する。第1の生体音伝播部20の形状は、図1(b)に示すように円板形状となっている。生体音収集用マイクロホン1は、第1の生体音伝播部20の表面21を生体胸部60の皮膚表面61に接触させることにより生体音を採取する。第1の生体音伝播部20の側面は、筐体40によって固設されている。第1実施形態においては、筐体40の表面と第1の生体音伝播部20の表面21が同一面にある例を示しているが、第1の生体音伝播部20の表面21が筐体40の表面よりも突出していてもよい。   The surface 21 of the first biological sound propagation unit 20 is a part to be brought into close contact with the body surface of the subject, and the close contact target may be the body surface in the body during surgery in addition to the skin surface. In the first embodiment, an example in which the surface 21 of the first biological sound propagation unit 20 is brought into close contact with the skin surface 61 of the biological breast 60 will be described. The shape of the first biological sound propagation unit 20 is a disk shape as shown in FIG. The body sound collecting microphone 1 collects body sound by bringing the surface 21 of the first body sound propagation unit 20 into contact with the skin surface 61 of the body chest 60. A side surface of the first biological sound propagation unit 20 is fixed by a housing 40. In 1st Embodiment, although the surface of the housing | casing 40 and the surface 21 of the 1st biological sound propagation part 20 have shown the same surface, the surface 21 of the 1st biological sound propagation part 20 is a housing | casing. You may protrude from the surface of 40.

第1の生体音伝播部20は、生体内を伝導する生体音をマイクロホンユニット10に伝導する役割を担う。第1の生体音伝播部20の素材は、その音響インピーダンスの特性が、生体音を収集する領域の音響インピーダンス特性に近いものを用いる。ここで、被検体内の音響インピーダンスとは、皮膚、皮下組織、臓器、筋肉等の軟組織部、及び骨格からなる硬度組織の伝導音が合成された音響インピーダンスをいう。生体音を収集する領域の音響インピーダンス特性は、その領域(例えば、組織)の密度、弾性率(ヤング率),組織を伝播する音速等から見積もった値から算出することができる。固有の音響インピーダンスは、密度と音速の積により見積もることができる。   The first body sound propagation unit 20 plays a role of conducting body sound conducted in the living body to the microphone unit 10. The material of the first biological sound propagation unit 20 is such that the acoustic impedance characteristic is close to the acoustic impedance characteristic of the region where the biological sound is collected. Here, the acoustic impedance in the subject refers to an acoustic impedance obtained by synthesizing a conduction sound of a soft tissue portion such as skin, subcutaneous tissue, organ, muscle, and hard tissue composed of a skeleton. The acoustic impedance characteristic of the region where the body sound is collected can be calculated from a value estimated from the density of the region (for example, tissue), the elastic modulus (Young's modulus), the speed of sound propagating through the tissue, and the like. The inherent acoustic impedance can be estimated by the product of density and sound speed.

生体組織と第1の生体音伝播部20の音響インピーダンス差が大きいと、第1の生体音伝播部20へ生体音が伝播し難くなる。第1の生体音伝播部20と生体とは、音響インピーダンスやショアA硬度で直接的に比較はできないため、共通するパラメターとして音速を用いる。すなわち、生体は、水から骨まで様々な音響特性を有する部位(皮質骨,海綿骨,内臓,筋繊維,脂肪,腱,血管,血液,水分etc)の混合体で,部位,場所,個体により構成比率が異なり,部位の音速もそれぞれの固有値の合成となっている。生体の音速は、一般的には1400m/s〜4000m/s程度の範囲のどこかの値を示す。従って、第1の生体音伝播部20もそれに応じてある範囲を持って適応可能である。つまり、第1の生体音伝播部20は、生体組織の音速が1400m/s〜4000m/sの範囲で伝播できるように設定されている。例えば、ショアA硬度40のエラストマーは音速で1000m/s〜2000m/sを示す。   When the acoustic impedance difference between the biological tissue and the first biological sound propagation unit 20 is large, it is difficult for the biological sound to propagate to the first biological sound propagation unit 20. Since the first living body sound propagation unit 20 and the living body cannot be directly compared by acoustic impedance or Shore A hardness, the speed of sound is used as a common parameter. That is, a living body is a mixture of parts (cortical bone, cancellous bone, internal organs, muscle fibers, fat, tendons, blood vessels, blood, water, etc.) having various acoustic characteristics from water to bone. The composition ratio is different, and the sound speed of the part is also a composition of each eigenvalue. The sound speed of a living body generally shows some value in the range of about 1400 m / s to 4000 m / s. Therefore, the first living body sound propagation unit 20 can be adapted with a certain range accordingly. That is, the first biological sound propagation unit 20 is set so that the sound velocity of the biological tissue can be propagated in the range of 1400 m / s to 4000 m / s. For example, an elastomer having a Shore A hardness of 40 exhibits a speed of sound of 1000 m / s to 2000 m / s.

生体胸部60は、皮膚、臓器、筋肉、脂肪、血管等の軟組織とともに骨格が生体表面付近に高い密度で形成されていることに特徴がある。聴音される生体音は、これら全組織を伝導してきた伝導音となる。軟組織部の音速(音の伝播速度)は、臓器、組織により多少差があるが、通常1400m/s〜1600m/s程度である。一方、骨の音速は概ね3000m/s〜4000m/sであり、軟組織部と比較すると速い。従って、伝導音は軟組織の伝導音だけでなく、ヤング率の高い骨格部の伝導音も考慮すると、見かけ上の音速は、軟組織部の音速よりも速くなる。そのため、第1の生体音伝播部20は、密着性と形状追随性に優れ、求められるヤング率をある程度保持できる粘弾性特性であることが好ましい。   The living body chest 60 is characterized in that a skeleton is formed at a high density near the surface of the living body together with soft tissues such as skin, organs, muscles, fats, and blood vessels. The body sound to be heard is a conduction sound that has been conducted through all the tissues. The sound velocity (sound propagation velocity) of the soft tissue part is usually about 1400 m / s to 1600 m / s, although there are some differences depending on the organ and tissue. On the other hand, the sound speed of the bone is approximately 3000 m / s to 4000 m / s, which is faster than the soft tissue part. Therefore, when the conduction sound is not only the conduction sound of the soft tissue but also the conduction sound of the skeleton part having a high Young's modulus, the apparent sound speed is higher than the sound speed of the soft tissue part. Therefore, it is preferable that the first living body sound propagation unit 20 has viscoelastic characteristics that are excellent in adhesion and shape followability and can maintain the required Young's modulus to some extent.

第1の生体音伝播部20は、硬度、ヤング率が高く、かつ耐摺動ノイズ特性が高く、さらに生体胸部との音響インピーダンス差が小さく、第1の生体音伝播部20内の音速が、生体内の音速とほぼ同等な特性を有するものが好ましい。ショアA硬度を40以上とすることにより、低周波数側の帯域をより低い方向にシフトさせ、高周波数側の帯域をより高い方向にシフトさせ、広帯域化を図ることができる。これにより周波特性を向上させ,生体音を高効率で取り出すことが可能となる。第1の生体音伝播部20のショアA硬度の上限値は、ゴム弾性を有する部材についての推奨測定範囲である90においても好適に適用できるため、測定限界によりショアA硬度の好ましい上限値は規定できない。なお、ショアA硬度は、ASTM規格(ASTM D2240)やJIS規格(JIS K 6523)に記載の方法により行う。   The first biological sound propagation unit 20 has high hardness, Young's modulus, high anti-sliding noise characteristics, small acoustic impedance difference with the biological chest, and the sound speed in the first biological sound propagation unit 20 is What has a characteristic substantially equivalent to the sound speed in a biological body is preferable. By setting the Shore A hardness to 40 or more, it is possible to shift the band on the low frequency side in a lower direction, shift the band on the high frequency side in a higher direction, and achieve a wider band. As a result, it is possible to improve the frequency characteristics and take out the body sound with high efficiency. Since the upper limit value of the Shore A hardness of the first living body sound propagation part 20 can be suitably applied even in the recommended measurement range 90 for a member having rubber elasticity, the preferable upper limit value of the Shore A hardness is defined by the measurement limit. Can not. In addition, Shore A hardness is performed by the method as described in ASTM standard (ASTM D2240) or JIS standard (JIS K6523).

第1の生体音伝播部20の厚みは,生体音の伝播距離が長くなると減衰が生じるため、2mm以下とすることが好ましく、下層の部材の音響特性の影響が大きくなるのを避ける観点からは、0.1mm以上とすることが好ましい。   The thickness of the first biological sound propagation unit 20 is preferably 2 mm or less because attenuation occurs when the propagation distance of the biological sound is increased. From the viewpoint of avoiding an increase in the acoustic characteristics of the lower layer member. , 0.1 mm or more is preferable.

第1の生体音伝播部20の素材は、上記特性を満足するものであれば特に制限なく用いることができるが、好ましい例として、粘弾性体やゴム弾性体が挙げられる。ここで、粘弾性体とは、粘性と弾性両方を合わせ持つ性質をもった物体をいい、樹脂などの高分子物質を挙げることができる。また、ゴム弾性体とは、常温でヤング率が約1〜10MPaの範囲にあり、わずかな応力で伸び、外力を除くと元に戻る性質を有する物体をいう.合成ゴムの例としては、ポリエーテルゴムや多硫化ゴム、シリコーンゴムが挙げられる。第1の生体音伝播部20の特に好ましい例として、シリコーンゴムやウレタンエラストマーが挙げられる。   The material of the first living body sound propagation unit 20 can be used without particular limitation as long as it satisfies the above characteristics, but preferred examples include viscoelastic bodies and rubber elastic bodies. Here, the viscoelastic body refers to an object having the property of having both viscosity and elasticity, and examples thereof include a polymer substance such as a resin. The rubber elastic body refers to an object having a Young's modulus in a range of about 1 to 10 MPa at room temperature, extending with a slight stress, and returning to the original state when an external force is removed. Examples of the synthetic rubber include polyether rubber, polysulfide rubber, and silicone rubber. Particularly preferable examples of the first biological sound propagation unit 20 include silicone rubber and urethane elastomer.

第1の生体音伝播部20として、ウレタンエラストマーやシリコーンゴム等を用いると、皮膚表面に対する密着性が良好となる。すなわち、第1の生体音伝播部20が皮膚表面に対して密着し、より強固に人体に対して保持させることができる。但し、ウレタンエラストマーの中でも、特に密着性の高いウレタンエラストマーを第1の生体音伝播部20として用いると、音響インピーダンスと、人体の軟組成の音響インピーダンスとの差が大きくなり、生体音の伝播効率が悪化する(減衰が大きくなる)恐れがある。よって、ウレタンエラストマーを用いる際に密着性の低いウレタンエラストマーを用いることが好ましい。   When urethane elastomer, silicone rubber, or the like is used as the first living body sound propagation unit 20, the adhesion to the skin surface is improved. That is, the first living body sound propagation unit 20 can be in close contact with the skin surface and can be more firmly held on the human body. However, among urethane elastomers, when a urethane elastomer with particularly high adhesion is used as the first biological sound propagation unit 20, the difference between the acoustic impedance and the acoustic impedance of the soft composition of the human body increases, and the propagation efficiency of biological sounds is increased. May worsen (attenuation will increase). Therefore, it is preferable to use a urethane elastomer with low adhesion when using a urethane elastomer.

第1の生体音伝播部20とマイクロホンユニット10とを離間させることにより、より効果的に生体音の高音域を減衰させることが可能で、より耐ノイズ特性に優れた特性を得ることができる。しかしながら、第1の生体音伝播部20とマイクロホンユニット10との離間距離が大きくなりすぎると、検出する音圧自体が低下してしまう。従って、第1の生体音伝播部20、第2の生体音伝播部30の種類に応じて適宜、第1の生体音伝播部20とマイクロホンユニット10との離間距離を調整することが重要となる。生体音伝導を高感度に行う観点からは、第1の生体音伝播部20とマイクロホンユニット10の離間距離は1mm以下とすることが好ましい。第1の生体音伝播部20とマイクロホンユニット10とは、図2に示す生体音収集用マイクロホン1Aのように、第1の生体音伝播部20とマイクロホンユニット10を離間させずに当接させてもよい。   By separating the first biological sound propagation unit 20 and the microphone unit 10 from each other, it is possible to attenuate the high frequency range of the biological sound more effectively, and it is possible to obtain characteristics with better noise resistance characteristics. However, if the distance between the first living body sound propagation unit 20 and the microphone unit 10 becomes too large, the sound pressure itself to be detected is lowered. Therefore, it is important to appropriately adjust the separation distance between the first biological sound propagation unit 20 and the microphone unit 10 according to the types of the first biological sound propagation unit 20 and the second biological sound propagation unit 30. . From the viewpoint of performing biological sound conduction with high sensitivity, the distance between the first biological sound propagation unit 20 and the microphone unit 10 is preferably 1 mm or less. The first biological sound propagation unit 20 and the microphone unit 10 are brought into contact with each other without being separated like the biological sound collecting microphone 1A shown in FIG. Also good.

第2の生体音伝播部30は、第1の生体音伝播部20における皮膚表面61に密着させる面である表面21の反対側の面である裏面22とマイクロホンユニット10、筺体40の内部側面41に区画される空間に充填されている。第2の生体音伝播部30は、マイクロホンユニット10を保持する役割を担う。また、第2の生体音伝播部30は、生体胸部60、第1の生体音伝播部20、及び筺体40との音響インピーダンス差を大きくし、ノイズ成分を減衰させるフィルターとしての役目も果たす。   The second biological sound propagation unit 30 includes a back surface 22 which is a surface opposite to the surface 21 which is a surface to be brought into close contact with the skin surface 61 in the first biological sound propagation unit 20, the microphone unit 10, and an internal side surface 41 of the housing 40. It is filled in the space divided into two. The second biological sound propagation unit 30 plays a role of holding the microphone unit 10. The second biological sound propagation unit 30 also serves as a filter that increases the acoustic impedance difference between the biological chest 60, the first biological sound propagation unit 20, and the housing 40 and attenuates noise components.

また、第2の生体音伝播部30は、耐摺動ノイズ特性や耐外部環境ノイズ特性に優れていることが求められる。また、第2の生体音伝播部30の音響インピーダンスは、生体音の音響インピーダンスと差が大きいものが好ましい。第2の生体音伝播部30の硬度は小さいことが好ましい。少なくとも第1の生体音伝播部20よりも硬度が小さいことが好ましい。第2の生体音伝播部30の素材は、上記要件を満足するものであれば特に限定されないが、好ましい例として粘弾性体、又はゴム弾性体が挙げられる。第2の生体音伝播部30のうちでも特に好ましい例として、シリコーンゴム、ウレタンエラストマーが挙げられる。第1の生体音伝播部20や第2の生体音伝播部30には、特性に影響を与えない範囲で添加材等が含有されていてもよい。   Further, the second living body sound propagation unit 30 is required to have excellent sliding noise resistance and external environmental noise characteristics. Moreover, it is preferable that the acoustic impedance of the second biological sound propagation unit 30 has a large difference from the acoustic impedance of the biological sound. The hardness of the second biological sound propagation unit 30 is preferably small. It is preferable that the hardness is smaller than at least the first biological sound propagation unit 20. The material of the second biological sound propagation unit 30 is not particularly limited as long as it satisfies the above requirements, but preferred examples include a viscoelastic body or a rubber elastic body. Particularly preferable examples of the second living body sound propagation unit 30 include silicone rubber and urethane elastomer. The first biological sound propagation unit 20 and the second biological sound propagation unit 30 may contain an additive or the like as long as the characteristics are not affected.

筺体40は、生体音収集用マイクロホン1の外装として機能する。第1の生体音伝播部20と筺体40によって囲まれる空間に第2の生体音伝播部30が充填され、第2の生体音伝播部30内にマイクロホンユニット10が埋設されている。筺体40は、底面が開口した円筒形状となっている。そして、前述したように、筺体40内部には、第2の生体音伝播部30が充填され、その中にマイクロホンユニット10が埋設されている。   The housing 40 functions as the exterior of the biological sound collecting microphone 1. The space surrounded by the first biological sound propagation unit 20 and the housing 40 is filled with the second biological sound propagation unit 30, and the microphone unit 10 is embedded in the second biological sound propagation unit 30. The housing 40 has a cylindrical shape with an open bottom. As described above, the housing 40 is filled with the second biological sound propagation unit 30, and the microphone unit 10 is embedded therein.

筺体40の素材は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で特に限定されないが、一例として、アルミニウム、真鍮、ステンレス等の制振性の高い金属や、ABS樹脂、PET樹脂、PC(ポリカーボネート)樹脂等の樹脂が挙げられる。外装外観は、聴診に適した形状であれば特に限定されない。マイクロホンユニット10を収容する生体音収集用マイクロホン1の形状は、一般的には、円錐状や円筒状である。筺体40は、内部に空洞を有する構造でもよいし、空洞のない構造体であってもよい。   The material of the casing 40 is not particularly limited as long as it does not depart from the spirit of the present invention, but as an example, a highly vibration-damping metal such as aluminum, brass, stainless steel, ABS resin, PET resin, PC (polycarbonate) resin, etc. These resins are mentioned. The exterior appearance is not particularly limited as long as it is a shape suitable for auscultation. The shape of the body sound collecting microphone 1 that houses the microphone unit 10 is generally conical or cylindrical. The housing 40 may have a structure having a cavity inside or a structure without a cavity.

次に、第1実施形態に係る生体音収集用マイクロホンの製造方法の一例について述べる。まず、筺体40、マイクロホンユニット10を用意し、第2の生体音伝播部20としてウレタンエラストマーの主剤,硬化剤(主剤に対し5重量%)を混合する。次いで、マイクロホンユニット10を筐体40の内部に接しないよう支持しておき,信号線50側の筐体40の開口部を一時的に封止する。その後、未硬化の第2の生体音伝播部20を生体に接する筐体40の開口側から充填し、24時間室温で放置し硬化させ第2の生体音伝播部30を形成する。   Next, an example of a manufacturing method of the biological sound collecting microphone according to the first embodiment will be described. First, the housing 40 and the microphone unit 10 are prepared, and the main component and the curing agent of urethane elastomer (5 wt% with respect to the main agent) are mixed as the second biological sound propagation unit 20. Next, the microphone unit 10 is supported so as not to contact the inside of the housing 40, and the opening of the housing 40 on the signal line 50 side is temporarily sealed. Thereafter, the uncured second biological sound propagation unit 20 is filled from the opening side of the housing 40 in contact with the living body, and is left to cure at room temperature for 24 hours to form the second biological sound propagation unit 30.

次いで,第1の生体音伝播部20としてシリコーンエラストマーの主剤,硬化剤(主剤に対し10重量%)を混合する。そして、マイクロホンユニット10の開口部表面を未硬化の第1の生体音伝播部20を用いてシリコーンエラストマーで充填するよう注入し,24時間室温で放置して硬化させることにより第1の生体音伝播部20を形成する。これらの工程を経て、生体用マイクロホンユニット10を製造する。   Next, a silicone elastomer main component and a curing agent (10 wt% with respect to the main component) are mixed as the first biological sound propagation unit 20. Then, the opening surface of the microphone unit 10 is injected so as to be filled with the silicone elastomer using the uncured first body sound propagation section 20, and left at room temperature for 24 hours to be cured, thereby allowing the first body sound propagation. Part 20 is formed. Through these steps, the biological microphone unit 10 is manufactured.

マイクロホンユニット10の埋設位置は、第2の生体音伝播部30の表面と同一の高さに保持するか,あるいは第2の生体音伝播部30内へ埋没させてもよい。マイクロホンユニット10と第1の生体音伝播部20とに存在する第2の生体音伝播部30の厚みを0.5mm以内に調整すると,音圧低下や周波数特性の劣化を生じさせることなくマイクロホンユニット10を形成できるので好ましい。第1の生体音伝播部20と第2の生体音伝播部30の接合方法は特に制限がないが、通常,第2の生体音伝播部30の密着力で十分である。   The embedded position of the microphone unit 10 may be kept at the same height as the surface of the second biological sound propagation unit 30 or may be embedded in the second biological sound propagation unit 30. When the thickness of the second biological sound propagation unit 30 existing in the microphone unit 10 and the first biological sound propagation unit 20 is adjusted to within 0.5 mm, the microphone unit does not cause a decrease in sound pressure or a deterioration in frequency characteristics. 10 is preferable. The method for joining the first biological sound propagation unit 20 and the second biological sound propagation unit 30 is not particularly limited, but the adhesion force of the second biological sound propagation unit 30 is usually sufficient.

第1実施形態に係る生体音収集用マイクロホン1によれば、第1の生体音伝播部20の表側21全体を生体胸部60の皮膚表面に密着させるので、効率よく集音することができる。すなわち、第1の生体音伝播部20の表側全体を生体の体表に密着させることができるので、雑音を効率的に除去できる。また、第1の生体音伝播部20は、音響インピーダンスの特性が生体音収集領域の音響インピーダンス特性に近い板状のものを用いているので、生体音をマイクロホンユニット10に効率よく伝導させることが可能となる。   According to the biological sound collecting microphone 1 according to the first embodiment, since the entire front side 21 of the first biological sound propagation unit 20 is brought into close contact with the skin surface of the biological chest 60, sound can be collected efficiently. That is, since the entire front side of the first living body sound propagation unit 20 can be brought into close contact with the body surface of the living body, noise can be efficiently removed. In addition, since the first body sound propagation unit 20 uses a plate-like member whose acoustic impedance characteristics are close to the acoustic impedance characteristics of the body sound collection region, the body sound can be efficiently conducted to the microphone unit 10. It becomes possible.

また、第2の生体音伝播部30を第1の生体音伝播部20と筺体40で区画された空間に充填し、第1の生体音伝播部20よりもショアA硬度の低い素材を用い、かつ、マイクロホンユニット10を埋設しているので、以下の効果を得ることができる。すなわち、聴診時に患者との摺動による雑音や環境雑音の混入が生じにくく、かつ外部雑音の減衰を大きくして、雑音混入を抑制することができる。その結果、生体音をマイクロホンユニット10に効率よく伝導することができる。   Further, the second body sound propagation unit 30 is filled in a space defined by the first body sound propagation unit 20 and the housing 40, and a material having a Shore A hardness lower than that of the first body sound propagation unit 20 is used. Moreover, since the microphone unit 10 is embedded, the following effects can be obtained. That is, noise and environmental noise due to sliding with the patient during auscultation are unlikely to occur, and the attenuation of external noise can be increased to suppress noise mixing. As a result, the body sound can be efficiently conducted to the microphone unit 10.

さらに、第1の生体音伝播部20として、ショアA硬度40以上の素材により構成されたものを用いることにより、生体胸部60と第1の生体音伝播部20との界面において、より効果的に高音域の生体音の減衰を少なくし、高感度かつ広帯域に生体音を集音することができる。これは、第1の生体音伝播部20のショアA硬度を40以上とすることにより、より効果的にヤング率や音速を被検体である生体胸部60とほぼ同程度に高く保つことができるためである。   Furthermore, by using the first biological sound propagation unit 20 made of a material having a Shore A hardness of 40 or more, it is more effective at the interface between the biological chest 60 and the first biological sound propagation unit 20. It is possible to reduce the attenuation of biological sounds in the high sound range and collect biological sounds with high sensitivity and wide bandwidth. This is because by setting the Shore A hardness of the first living body sound propagation unit 20 to 40 or more, the Young's modulus and the sound speed can be more effectively maintained at substantially the same level as the living body chest 60 that is the subject. It is.

また、第2の生体音伝播部30として、生体胸部60、第1の生体音伝播部20及び筐体40との音響インピーダンス差が大きいものを充填させることにより、より効果的に外部雑音の減衰を大きくし、雑音混入を抑制することができる。このような特性を有するために、第2の生体音伝播部30のショアA硬度は、40未満であることが好ましい。第2の生体音伝播部30のショアA硬度は、測定下限であっても好適に適用できる。第2の生体音伝播部30として、硬度が低く、減衰が大きく、かつ音速が低いものを用いると、より効果的に生体音の帯域以外の音を第2の生体音伝播部30内で効率的に減衰させることが可能となる。その結果、耐雑音特性を向上させることができる。また、第1の生体音伝播部20のマイクロホンユニット10までの伝送距離を短くすることによって、第2の生体音伝播部30中での減衰を影響ないレベルにすることができる。   Further, by filling the second biological sound propagation unit 30 with a large acoustic impedance difference between the biological chest 60, the first biological sound propagation unit 20, and the housing 40, the external noise can be attenuated more effectively. Can be increased, and noise contamination can be suppressed. In order to have such characteristics, the Shore A hardness of the second biological sound propagation unit 30 is preferably less than 40. The Shore A hardness of the second biological sound propagation unit 30 can be suitably applied even if it is the measurement lower limit. When the second biological sound propagation unit 30 has a low hardness, a large attenuation, and a low sound velocity, the sound other than the band of the biological sound is more effectively transmitted within the second biological sound propagation unit 30. Can be attenuated automatically. As a result, noise resistance can be improved. Moreover, the attenuation in the 2nd biological sound propagation part 30 can be made into the level which does not influence by shortening the transmission distance to the microphone unit 10 of the 1st biological sound propagation part 20. FIG.

[第2実施形態]
次に、第1実施形態とは異なる電子聴診装置に内蔵された生体音収集用マイクロホンについて説明する。図3に、第2実施形態に係る生体音収集用マイクロホン2の概略断面図を示す。第2実施形態に係る生体音収集用マイクロホン2は、筺体40aの形状、第2の生体音伝播部30aの充填部の形状が異なる点を除いては、第1実施形態に係る生体音収集用マイクロホンと同様である。
[Second Embodiment]
Next, a living body sound collecting microphone incorporated in an electronic auscultation apparatus different from the first embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the biological sound collecting microphone 2 according to the second embodiment. The body sound collecting microphone 2 according to the second embodiment is for body sound collection according to the first embodiment, except that the shape of the housing 40a and the shape of the filling part of the second body sound propagation unit 30a are different. Similar to a microphone.

生体音収集用マイクロホン2は、マイクロホンユニット10、第1の生体音伝播部20、第2の生体音伝播部30a、筺体40a、信号線50等を具備する。筺体40aの内部空間は、円錐の上部を切り取った構造となっている。換言すると、筺体40aの内部空間は、側面視では台形状となっている。この筺体40aの内部空間に第2の生体音伝播部30aが充填され、この第2の生体音伝播部30a内にマイクロホンユニット10が埋設されている。   The biological sound collecting microphone 2 includes a microphone unit 10, a first biological sound propagation unit 20, a second biological sound propagation unit 30a, a housing 40a, a signal line 50, and the like. The inner space of the housing 40a has a structure in which the upper part of the cone is cut off. In other words, the internal space of the housing 40a is trapezoidal when viewed from the side. The internal space of the housing 40a is filled with the second biological sound propagation unit 30a, and the microphone unit 10 is embedded in the second biological sound propagation unit 30a.

図4に、第2実施形態に係る生体音収集用マイクロホン2を用いて収集した心音のスペクトラムを示す。縦軸の目盛りは2kHzスケールで,横軸の目盛りは20secスケールである。なお、第1の生体音伝播部20として、ショアA硬度50、厚さ1mmのシリコーンゴムを用いた。また、第1の生体音伝播部20内の音速を求めたところ、1650m/sであった。なお、音速は、レーザードップラー法により求めることができる。   FIG. 4 shows a spectrum of heart sounds collected using the biological sound collecting microphone 2 according to the second embodiment. The scale on the vertical axis is a 2 kHz scale, and the scale on the horizontal axis is a 20 sec scale. As the first living body sound propagation unit 20, silicone rubber having a Shore A hardness of 50 and a thickness of 1 mm was used. Moreover, it was 1650 m / s when the speed of sound in the 1st body sound propagation part 20 was calculated | required. The speed of sound can be obtained by the laser Doppler method.

心音の周波数解析を行ったところ、図4に示すとおり、高音域まで(2kHzまで)の情報が得られることがわかる。これは、従来の聴診器に比して、高音域側に広帯域化できたことを示すものである。   When the frequency analysis of the heart sound is performed, it is understood that information up to the high sound range (up to 2 kHz) is obtained as shown in FIG. This indicates that a wider band can be achieved on the high sound range side than a conventional stethoscope.

図9に、比較例に係る図7の構成の肉伝導マイクロホンを用いて収集した心音のスペクトラムを示す。縦軸の目盛りは2kHzスケールで,横軸の目盛りは20secスケールである。生体音伝播部として、ショアA硬度5、生体とマイクロホンユニット10の距離、すなわち、当該部位のシリコーンゴムの厚さを1mmとした場合の心音のスペクトラムを示す。図9より、信号、特に高音域の減衰が大きいだけでなく、帯域全体の音圧も低下しており、減衰が必要以上に大きいことがわかる。これは、樹脂内の音速が700m/sであり、マイクロホンユニット特性の劣化は第1の生体音伝播部20と生体胸部60との音響インピーダンス差が大きいことによるものである。   FIG. 9 shows a spectrum of heart sounds collected using the meat conduction microphone having the configuration of FIG. 7 according to the comparative example. The scale on the vertical axis is a 2 kHz scale, and the scale on the horizontal axis is a 20 sec scale. As a biological sound propagation part, the spectrum of heart sound is shown when the Shore A hardness is 5, the distance between the living body and the microphone unit 10, that is, the thickness of the silicone rubber at the part is 1 mm. FIG. 9 shows that not only the attenuation of the signal, particularly the high sound range, is large, but also the sound pressure of the entire band is lowered, and the attenuation is larger than necessary. This is because the sound velocity in the resin is 700 m / s, and the deterioration of the microphone unit characteristics is due to the large acoustic impedance difference between the first living body sound propagation unit 20 and the living body chest 60.

第2実施形態に係る生体音収集マイクロホンにおいて、第1の生体音伝播部20のショアA硬度を変更し、それぞれのサンプルの測定音の周波数特性をプロットした結果を図5(a)に示す。図中に示す低音域側周波数、及び高音域側周波数は、図5(b)に示すように、最大音圧ピークより−10dBとなる音圧の低音域側、及び高音域側の周波数を示す。ショアA硬度40以上で低音域側の周波数が低音側にシフトし、高音域の周波数が高音側にシフトしており、帯域幅が増加していることから、第1の生体音伝播部20の特性が大きく影響していることが判明した。よって、第1の生体音伝播部20のショアA硬度は40以上であることが好ましく、第2の生体音伝播部3のショアA硬度は40未満であることが好ましい。   FIG. 5A shows the result of plotting the frequency characteristics of the measured sound of each sample by changing the Shore A hardness of the first biological sound propagation unit 20 in the biological sound collecting microphone according to the second embodiment. As shown in FIG. 5B, the low-frequency side frequency and the high-frequency range frequency shown in the figure indicate the frequencies on the low-frequency side and high-frequency side of the sound pressure that is −10 dB from the maximum sound pressure peak. . When the Shore A hardness is 40 or more, the low-frequency range frequency is shifted to the low-frequency range, the high-frequency range frequency is shifted to the high-frequency range, and the bandwidth is increased. It was found that the characteristics greatly affected. Therefore, the Shore A hardness of the first biological sound propagation unit 20 is preferably 40 or more, and the Shore A hardness of the second biological sound propagation unit 3 is preferably less than 40.

図5(a)より、生体胸部より発生する生体音を、従来の聴診器のみならず肉伝導マイクロホンよりも高感度で、広帯域に集音、及び解析することが可能であることがわかる。そして、隠れた疾患の早期発見に利用可能な生体音収集用マイクロホンとして用いることが期待できる。   From FIG. 5 (a), it can be seen that the body sound generated from the living body chest can be collected and analyzed in a wide band with higher sensitivity than the conventional stethoscope as well as the meat conduction microphone. And it can be expected to be used as a body sound collection microphone that can be used for early detection of hidden diseases.

第2実施形態に係る生体音収集用マイクロホン、及び電子聴診装置によれば、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to the biological sound collecting microphone and the electronic auscultation apparatus according to the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

[第3実施形態]
図6に、第3実施形態に係る生体音収集用マイクロホン3の概略断面図を示す。第3実施形態に係る生体音収集用マイクロホン3は、第1の生体音伝播部20bの形状、及び第2の生体音伝播部30bの充填部の充填領域が異なる点を除いては、第2実施形態に係る生体音収集用マイクロホンと同様である。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the biological sound collecting microphone 3 according to the third embodiment. The biological sound collecting microphone 3 according to the third embodiment is the same as the second biological sound except that the shape of the first biological sound propagation unit 20b and the filling region of the filling part of the second biological sound propagation unit 30b are different. This is the same as the biological sound collecting microphone according to the embodiment.

生体音収集用マイクロホン3は、マイクロホンユニット10と対向配置される位置において、第1の生体音伝播部20b、第2の生体音伝播部30b、筺体40b、信号線50等を具備する。第1の生体音伝播部20bは、マイクロホンユニット10と対向配置される位置に設けられている。第2の生体音伝播部30bは、第1の生体音伝播部20bの外周領域を取り囲むように筺体40bの内部空間に充填されている。すなわち、第3実施形態においては、第1の生体音伝播部20bと筺体40b以外に、第2の生体音伝播部30bも生体の体表と密着するようになっている。   The biological sound collection microphone 3 includes a first biological sound propagation unit 20b, a second biological sound propagation unit 30b, a housing 40b, a signal line 50, and the like at a position facing the microphone unit 10. The first biological sound propagation unit 20 b is provided at a position where it is opposed to the microphone unit 10. The second body sound propagation unit 30b is filled in the internal space of the housing 40b so as to surround the outer peripheral region of the first body sound propagation unit 20b. That is, in the third embodiment, in addition to the first biological sound propagation unit 20b and the housing 40b, the second biological sound propagation unit 30b is also in close contact with the body surface of the biological body.

生体音の伝播を主たる機能とする第1の生体音伝播部20bには、人体の軟組成と音響インピーダンスが近いウレタンエラストマー等の材料(比較的密着性の低いもの)を採用し、第2の生体音伝播部30bは、皮膚への密着を優先して、より密着(粘着)性の高いウレタンエラストマー等の材料を採用することが好ましい。換言すると、第1の生体音伝播部20bよりも柔らかい密着性(強固な装着性)を有する第2の生体音伝播部30bにも皮膚接着部を有するようにしている。すなわち、第2の生体音伝播部30に皮膚に対する高い密着力(強固な装着性)を用い、第1の生体音伝播部20に生体音の高い伝播効率を用いることにより、皮膚に対する高い密着力を可能とし、生体音収集用マイクロホン1と皮膚との隙間から雑音が浸入することをより確実に防止できる。なお、上記においては、ウレタンエラストマーの例について述べたが、他の素材を用いた場合においても同様である。   For the first biological sound propagation unit 20b whose main function is propagation of biological sound, a material such as urethane elastomer (relatively low adhesion) having a close acoustic impedance and a soft composition of the human body is adopted, and the second The living body sound propagation unit 30b preferably employs a material such as urethane elastomer having higher adhesion (adhesion), giving priority to adhesion to the skin. In other words, the second biological sound propagation unit 30b having a softer adhesiveness (solid mounting property) than the first biological sound propagation unit 20b is also provided with a skin adhesive portion. That is, a high adhesion force to the skin is used by using the second body sound propagation unit 30 with a high adhesion force (sturdiness) to the skin and the first body sound propagation unit 20 with a high propagation efficiency of the body sound. And intrusion of noise from the gap between the living body sound collecting microphone 1 and the skin can be prevented more reliably. In addition, in the above, although the example of the urethane elastomer was described, it is the same also when using another raw material.

第3実施形態によれば、上記構成により、皮膚に対する高い密着力と生体音伝導部における生体音の高い伝播効率とを両立することが可能となる。その結果、皮膚接着部が皮膚表面に密着した状態において、第1の生体音伝播部20bにおける皮膚表面との接触面が皮膚表面に対してより強く密着(吸着)される。その結果、生体音収集用マイクロホン3と皮膚との隙間からマイクロホンユニット10に雑音が浸入することをより確実に防止できる。   According to 3rd Embodiment, it becomes possible to make compatible the high adhesive force with respect to skin, and the high propagation efficiency of the body sound in a body sound conduction part by the said structure. As a result, in a state where the skin adhesive portion is in close contact with the skin surface, the contact surface with the skin surface in the first living body sound propagation portion 20b is more closely attached (adsorbed) to the skin surface. As a result, it is possible to more reliably prevent noise from entering the microphone unit 10 through the gap between the biological sound collecting microphone 3 and the skin.

また、第3実施形態に係る生体音収集用マイクロホン、及び電子聴診装置によれば、マイクロホンと対向配置される領域に第1の生体音伝播部を設けているので、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   Further, according to the biological sound collecting microphone and the electronic auscultation apparatus according to the third embodiment, since the first biological sound propagation unit is provided in a region opposed to the microphone, the same as in the first embodiment. The effect of can be obtained.

本発明は、生体を伝導する生体音を収集する生体音収集用マイクロホンに好適に適用できる。また、この生体音収集用マイクロホンを内蔵した電子聴診装置に好適に適用できる。特に、人体胸部から伝導する心音、肺音、呼吸音、血流音、蠕動音、嚥下音等の生体音を収集する、生体音収集用マイクロホン、電子聴診装置に好適である。   The present invention can be suitably applied to a body sound collecting microphone that collects body sound conducted through a living body. Further, the present invention can be suitably applied to an electronic auscultation apparatus incorporating the living body sound collecting microphone. In particular, it is suitable for a body sound collecting microphone and an electronic auscultation apparatus that collect body sounds such as heart sounds, lung sounds, breath sounds, blood flow sounds, peristaltic sounds, swallowing sounds and the like conducted from the human chest.

1、2、3 生体音収集用マイクロホン
10 マイクロホンユニット
20 第1の生体音伝播部
21 表面
22 裏面
30 第2の生体音伝播部
40 筺体
50 信号線
60 生体胸部
1, 2, 3 Microphone 10 for collecting body sound Microphone unit 20 First body sound propagation unit 21 Front surface 22 Back surface 30 Second body sound propagation unit 40 Housing 50 Signal line 60 Body chest

Claims (8)

生体音を集音する生体音収集用マイクロホンであって、
生体音を電気信号に変換するマイクロホンユニットと、
前記マイクロホンユニットを収容する筺体と、
前記マイクロホンユニットに対する生体音伝導部として機能し、その表面を被検体の体表面に密着させ、その裏面を前記マイクロホンユニットに当接又は近接させ、当該マイクロホンユニットと少なくとも互いに対向配置させた板状の第1の生体音伝播部と、
前記第1の生体音伝播部よりもショアA硬度の低い素材からなり、前記筺体と前記第1の生体音伝播部とで区画された空間に充填され、かつマイクロホンユニットを埋設する第2の生体音伝播部と、
を備えることを特徴とする生体音収集用マイクロホン。
A body sound collecting microphone for collecting body sounds,
A microphone unit that converts biological sound into an electrical signal;
A housing for housing the microphone unit;
It functions as a living body sound conducting unit for the microphone unit, its surface is in close contact with the body surface of the subject, its back surface is in contact with or close to the microphone unit, and is disposed at least opposite to the microphone unit. A first biological sound propagation unit;
A second living body that is made of a material having a Shore A hardness lower than that of the first living body sound propagation unit, is filled in a space defined by the housing and the first living body sound propagation unit, and embeds a microphone unit. A sound propagation part;
A microphone for collecting body sound, comprising:
前記第1の生体音伝播部は、ショアA硬度が40以上であることを特徴とする、請求項1に記載の生体音収集用マイクロホン。   The body sound collecting microphone according to claim 1, wherein the first body sound propagation unit has a Shore A hardness of 40 or more. 前記第2の生体音伝播部は、ショアA硬度が40未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載の生体音収集用マイクロホン。   The microphone for collecting body sound according to claim 1 or 2, wherein the second body sound propagation part has a Shore A hardness of less than 40. 前記第1の生体音伝播部は、粘弾性体、又はゴム弾性体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の生体音収集用マイクロホン。   The body sound collection microphone according to claim 1, wherein the first body sound propagation unit is a viscoelastic body or a rubber elastic body. 前記第2の生体音伝播部は、粘弾性体、又はゴム弾性体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の生体音収集用マイクロホン。   5. The biological sound collection microphone according to claim 1, wherein the second biological sound propagation unit is a viscoelastic body or a rubber elastic body. 前記第1の生体音伝播部は、シリコーンゴム、又はウレタンエラストマーであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の生体音収集用マイクロホン。   The living body sound collecting microphone according to claim 1, wherein the first living body sound propagation unit is made of silicone rubber or urethane elastomer. 前記第2の生体音伝播部は、シリコーンゴム、又はウレタンエラストマーであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の生体音収集用マイクロホン。   The biological sound collecting microphone according to claim 1, wherein the second biological sound propagation unit is made of silicone rubber or urethane elastomer. 請求項1〜7のいずれか1項に記載された生体音収集用マイクロホンを内蔵した電子聴診装置。   An electronic auscultation device incorporating the body sound collection microphone according to claim 1.
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