JP2017176269A - 生体音取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生体音と共に取得される外部雑音を効果的に低減する。【解決手段】本体部（２２）と、生体音を取得する取得部（１１）と、生体（２００）に接触又は近接する前面、及び取得部を本体部内に保持する後面を有するダイヤフラム（２１）とを備える。本体部は、ダイヤフラムの後面と本体部外の外部空気とを連絡させる連絡部を有する。これにより、ダイヤフラムに前面及び後面の各々から伝達された外部雑音を相殺することが可能となる。【選択図】図５

Description

本発明は、例えば電子聴診器等の生体音取得装置の技術分野に関する。

この種の装置では、生体音を取得する際の雑音を低減するための技術が提案されている。例えば特許文献１では、医師等の指から伝わる雑音を低減するために、センサ支持部と操作部とを雑音吸収材を介して結合させるという技術が開示されている。

特開２０１２−９０９０９号公報

本願発明者の研究するところによれば、環境音（周囲の雑音）は、その大部分が被測定者を介してセンサ部に伝わることが判明している。このため、特許文献１に記載されているように、医師等の測定者側から伝わる雑音を低減するだけでは、雑音を十分に低減できるとはいえない。

本発明が解決しようとする課題には、上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、雑音を効果的に低減させることが可能な生体音取得装置を提供することを課題とする。

本発明の第１の生体音取得装置は、上記課題を解決するために、本体部と、生体音を取得する取得部と、生体に接触又は近接する前面、及び前記取得部を前記本体部内に保持する後面を有するダイヤフラムとを備え、前記本体部は、前記ダイヤフラムの後面と前記本体部外の外部空気とを連絡させる連絡部を有する。

本発明の第２の生体音取得装置は、上記課題を解決するために、本体部と、生体音を取得する取得部と、生体に接触又は近接する前面、及び前記取得部を前記本体部内に保持する後面を有するダイヤフラムとを備え、前記本体部は、前記ダイヤフラムの後面に前記本体部外で生じる外部雑音を伝達する伝達部を有する。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

実施例に係る電子聴診器の構成を示すブロック図である。 実施例に係る電子聴診器のチェストピースの要部を示す断面図である。 本体部の構成を示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ’線断面図である。 ダイヤフラムの前面及び後面に伝達される外部雑音が相殺される様子を示す概念図である。 連絡孔の有無による外部雑音の強度の違いを示すグラフである。 本体部の第１変形例を示す断面図である。 本体部の第２変形例を示す断面図である。

本発明の生体音取得装置に係る実施形態について説明する。

＜１＞
本実施形態に係る第１の生体音取得装置は、上記課題を解決するために、本体部と、生体音を取得する取得部と、生体に接触又は近接する前面、及び前記取得部を前記本体部内に保持する後面を有するダイヤフラムとを備え、前記本体部は、前記ダイヤフラムの後面と前記本体部外の外部空気とを連絡させる連絡部を有する。

本実施形態に係る第１の生体音取得装置では、本体部が有する連絡部によって、ダイヤフラムの後面（即ち、生体に接触又は近接する前面とは反対側の面）と外部空気とが連絡されている。これにより、本体部外で発生する外部雑音が、連絡部を介してダイヤフラムの後面に伝達される。

また、本体部外で発生する外部雑音は、生体を介してダイヤフラムの前面にも伝達される。すると、ダイヤフラムには前面及び後面からそれぞれ外部雑音が伝達されることになる。このため、ダイヤフラムに伝達された外部雑音は、前面に伝達されたものと後面に伝達されたものとで相殺され、極めて小さいものに低減される。従って、取得部に取得される外部雑音を効果的に低減できる。

他方、取得すべき生体音は、生体を介してダイヤフラムの前面から伝達され、後面からは伝達されない。このため、生体音は外部雑音のように相殺されず、取得部によって確実に取得される。

以上の結果、本実施形態に係る第１の生体音取得装置によれば、外部雑音を低減しつつ、好適に生体音を取得することが可能である。

＜２＞
本実施形態に係る生体音取得装置の一態様では、前記本体部は、前記取得部から見て、前記ダイヤフラムを保持する底面とは反対側の天面に、前記連絡部としての穴を有している。

この態様によれば、本体部の天面に連絡部としての穴が設けられているため、既に説明したように、外部雑音を効果的に低減することができる。また、本体部の天面に設けられた穴は、各種線材を配置するための穴としても併用できる。従って、装置の構造を簡易なものとすることが可能である。

＜３＞
本実施形態に係る生体音取得装置の他の態様では、利用者が触れるグリップ部を更に備え、
前記グリップ部は、前記本体部を収容すると共に、前記グリップ部外の外部空気と前記本体部外の外部空気とを連絡させる第２の連絡部を有する。

この態様によれば、グリップ部が有する第２の連絡部によって、グリップ部外の外部空気と本体部外の外部空気とが連絡されている。これにより、グリップ部外で発生する外部雑音が、第２の連絡部を介して本体部外の外部空気に伝達される。本体部外の外部空気に伝達された外部雑音は更に、連絡部を介してダイヤフラムの後面に伝達される。

この結果、ダイヤフラムの前面及び後面の各々に外部雑音が伝達されることになり、互いに相殺により効果的に雑音を低減することが可能となる。

＜４＞
上述したグリップ部を更に備える態様では、前記グリップ部は、前記取得部から見て相異なる方向に、前記第２の連絡部としての複数の穴を有していてもよい。

この場合、複数の穴が取得部から見て相異なる方向に設けられているため、複数箇所（即ち、異なる方向）で生じる外部雑音を、ダイヤフラムの後面に好適に伝達することができる。また、利用者がグリップ部を把持することで一部の穴が塞がれてしまった場合でも、他の穴を介して好適に外部雑音を伝達することができる。従って、効果的に雑音を低減させることが可能である。

＜５＞
本実施形態に係る第２の生体音取得装置は、本体部と、生体音を取得する取得部と、生体に接触又は近接する前面、及び前記取得部を前記本体部内に保持する後面を有するダイヤフラムとを備え、前記本体部は、前記ダイヤフラムの後面に前記本体部外で生じる外部雑音を伝達する伝達部を有する。

本実施形態に係る第２の生体音取得装置では、本体部が有する伝達部によって、本体部外で生じる外部雑音がダイヤフラムの後面に伝達される。伝達部は、例えば本体部外からダイヤフラム後面に続く空間に充填された弾性体で構成される。

また、本体部外で発生する外部雑音は、生体を介してダイヤフラムの前面にも伝達される。すると、ダイヤフラムには前面及び後面から外部雑音が伝達されることになる。このため、ダイヤフラムに伝達された外部雑音は、前面に伝達されたものと後面に伝達されたものとで相殺され、極めて小さいものに低減される。従って、取得部に取得される外部雑音を効果的に低減できる。

他方、取得すべき生体音は、生体を介してダイヤフラムの前面から伝達され、後面からは伝達されない。このため、生体音は雑音のように相殺されず、取得部によって確実に取得される。

以上の結果、本実施形態に係る第２の生体音取得装置によれば、周囲の雑音を低減しつつ、好適に生体音を取得することが可能である。

本発明の生体音取得装置に係る実施例を図面に基づいて説明する。本実施例では、生体音取得装置の一例として電子聴診器を挙げる。

＜電子聴診器の構成＞
実施例に係る電子聴診器の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施例に係る電子聴診器の構成を示すブロック図である。

図１において、電子聴診器１００は、振動センサ１１、バンドバスフィルタ１２、遮断周波数調整部１３、パワーアンプ１４、音量調整部１５及びイヤフォン１６を備えて構成されている。

振動センサ１１は、生体から発せられる生体音（例えば、呼吸音等）を取得可能なセンサである。振動センサで取得された生体音を示す生体音信号は、バンドパスフィルタ１２に出力される構成となっている。なお、振動センサは、「取得部」の一具体例である。

バンドパスフィルタ１２は、振動センサ１１から入力される生体音信号のうち、所望の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタである。バンドパスフィルタ１２で遮断される遮断周波数は、遮断周波数調整部１３によって調整される。バンドパスフィルタ１２を通過した生体音信号は、パワーアンプ１４に出力される構成となっている。

パワーアンプ１４は、生体音信号のパワー（強度）を設定されたゲインに応じて変化させて出力する。パワーアンプ１４のゲインは、音量調整部１５によって調整される。パワーアンプを通過した生体音信号は、イヤフォン１６に出力される構成となっている。

イヤフォン１６は、生体音信号が示す生体音を音として出力可能に構成されている。

次に、電子聴診器１００のチェストピース（聴診のために生体に押し当てる部分）の構成について、図２から図４を参照して説明する。図２は、実施例に係る電子聴診器のチェストピースの要部を示す断面図であり、図３は、本体部の構成を示す斜視図である。また図４は、図２のＡ−Ａ’線断面図である。

図２において、振動センサ１１は、ダイヤフラム２１上に保持されている。ダイヤフラム２１は、シリコンゴムやウレタンゴム等で構成されており、振動センサ１１を収容する本体部２２に接続されている。なお、図中のダイヤフラム２１の下側の面が「前面」の一具体例であり、上側の面が「後面」の一具体例である。また、図中の本体部２２の下側の面が「底面」の一具体例であり、上側の面が「天面」の一具体例である。振動センサ１１、ダイヤフラム２１及び本体部２２は、振動検出モジュールを形成している。

図３にも示されているように、本体部２２の天面には第１連絡孔２２ａが形成されている。第１連絡孔２２ａは、「連絡部」の一具体例であり、ダイヤフラム２１の後面と、本体部２２外の外部空気を連絡している。また、第１連絡孔２２ａは、振動センサ１１から出力される電気信号（生体音信号）を伝達するための信号線を、振動検出モジュールの外部へと導くための機能も有している。

図２に戻り、振動検出モジュールは、防振ダンパー２３により、グリップ部２４に固定されている。グリップ部２４には、例えば聴診者や被聴診者が触れることにより無用な振動（つまり、ノイズ）が生じる場合があるが、防振ダンパー２３を設けることにより、無用な振動が振動検出モジュールへ伝播することを抑制できる。

図４にも示されているように、グリップ部２４には、複数の第２連絡孔２４ａが形成されている。第２連絡孔２４ａは、「第２の連絡部」の一具体例であり、グリップ部２４外の外部空気と、本体部２２外の外部空気とを連絡している。第２連絡孔２４ａは、振動センサ１１を中心にして８方向に向けて空けられている。尚、第２連絡孔例は、あくまで一例であり、８方向でなくても良く、個数も８個でなくても良い。

第２連絡孔２４ａを複数形成すれば、振動センサ１１から見て相異なる複数方向の外部空気との連絡が行える。また、聴診者がグリップ部２４を把持することで一部の第２連絡孔２４ａが塞がれてしまった場合でも、他の第２連絡孔２４ａを介して外部空気との連絡を維持することができる。

＜外部雑音の低減効果＞
次に、本実施例に係る電子聴診器１００によって発揮される外部雑音の低減効果について、図５を参照して説明する。図５は、ダイヤフラムの前面及び後面に伝達される外部雑音が相殺される様子を示す概念図である。

図５に示すように、生体２００からは、取得すべき生体音と共に外部雑音（例えば、環境音）がダイヤフラム２１の前面に伝達される。このため、仮に何らの対策も施さなければ、生体音に混じって多くの雑音が取得されてしまい、生体音に基づく診断等を正確に行えなくなってしまうおそれがある。

しかるに本実施例では、既に説明したように、本体部２２に第１連絡孔２２ａが形成されており、グリップ部２４に第２連絡孔２４ａが形成されている。このため、外部雑音は、第２連絡孔２４ａ及び第１連絡孔２２ａを介して、ダイヤフラム２１の後面にも伝達される。

すると、ダイヤフラム２１の前面及び後面の各々に同じ外部雑音が同位相で伝達されるため、外部雑音が相殺されることになる。即ち、外部雑音に起因する振動が弱められる。よって、振動センサ１１によって取得される外部雑音は小さくなる。

一方で、生体音については、ダイヤフラム２１の前面からしか伝達されない。このため、生体音は外部雑音のように相殺されずに、振動センサ１１で取得される。この結果、振動センサでは、外部雑音が低減され、好適に生体音を取得することが可能となる。

以下では、雑音低減に関する具体的な効果例について、図６を参照して説明する。図６は、連絡孔の有無による外部雑音の強度の違いを示すグラフである。

図６において、本願発明者は、外部スピーカーからホワイトノイズを出力した状態で振動検出モジュールを生体に押し当て、その時に取得される音を測定するという実験を行った。より具体的には、第１連絡孔２２ａを粘土で塞いだ状態（即ち、第１連絡孔２２ａが形成されていない構成を模擬した状態）と、塞がない状態とで、取得される音を別々に測定した。

この結果、第１連絡孔２２ａを塞いだ状態に比べて、塞がない状態で測定された音の方が、明らかに加速度（即ち、振動の強度）が小さくなることが実証された。即ち、本実施例による雑音低減機能が有効であることが証明された。

＜変形例＞
次に、振動検出モジュールの変形例について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、本体部の第１変形例を示す断面図である。また図８は、本体部の第２変形例を示す断面図である。

図７に示す第１変形例では、第１連絡孔２２ａに透湿防水シート３０が配置されている。透湿防水シートは、水を通さない一方で、空気を通すという特性を有している。このため、
外部雑音を本体部２２の内部に伝達させつつも、防水機能を発揮させることが可能である。即ち、外部雑音を相殺させて低減することができ、更には装置の信頼性も高めることが可能となる。

図８に示す第２変形例では、第１連絡孔２２ａを含めて、本体部２２の内部全体に弾性体４０が充填されている。弾性体４０は、例えばシリコーン等で構成すればよい。このように構成すれば、本体部２２内への水の侵入をより確実に防止することが可能である。また、外部雑音についても弾性体４０を介してダイヤフラム２１の後面に伝達される。このため、ダイヤフラム２１の前面及び後面の各々から伝達される外部雑音を相殺させて、好適に低減することが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う生体音取得装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１１ 振動センサ
１２ バンドパスフィルタ
１３ 遮断周波数調整部
１４ パワーアンプ
１５ 音量調整部
１６ イヤフォン
２１ ダイヤフラム
２２ 本体部
２２ａ 第１連絡孔
２３ 防振ダンパー
２４ グリップ部
２４ａ 第２連絡孔
３０ 透湿防水シート
４０ 弾性体
１００ 電子聴診器
２００ 生体

Claims (5)

1. 本体部と、
   生体音を取得する取得部と、
   生体に接触又は近接する前面、及び前記取得部を前記本体部内に保持する後面を有するダイヤフラムと
   を備え、
   前記本体部は、前記ダイヤフラムの後面と前記本体部外の外部空気とを連絡させる連絡部を有する
   ことを特徴とする生体音取得装置。
2. 前記本体部は、前記取得部から見て、前記ダイヤフラムを保持する底面とは反対側の天面に、前記連絡部としての穴を有していることを特徴とする請求項１に記載の生体音取得装置。
3. 利用者が触れるグリップ部を更に備え、
   前記グリップ部は、前記本体部を収容すると共に、前記グリップ部外の外部空気と前記本体部外の外部空気とを連絡させる第２の連絡部を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の生体音取得装置。
4. 前記グリップ部は、前記取得部から見て相異なる方向に、前記第２の連絡部としての複数の穴を有していることを特徴とする請求項３に記載の生体音取得装置。
5. 本体部と、
   生体音を取得する取得部と、
   生体に接触又は近接する前面、及び前記取得部を前記本体部内に保持する後面を有するダイヤフラムと
   を備え、
   前記本体部は、前記ダイヤフラムの後面に前記本体部外で生じる外部雑音を伝達する伝達部を有する
   ことを特徴とする生体音取得装置。