JP2524112Y2

JP2524112Y2 - 電気聴診器

Info

Publication number: JP2524112Y2
Application number: JP1992047152U
Authority: JP
Inventors: 浩佐藤; 富士彦坂尾
Original assignee: 本田工業株式会社
Priority date: 1992-06-12
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2007-01-29
Also published as: JPH0621605U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、医療に使用する電気聴
診器に係わり、更に詳しくは身体の各部から発生する振
動を検出して電気信号に変換した後、再度音声等に変換
して診断の客観性を持たせるようになした電気聴診器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、身体の肺及び心疾患を簡易に診断
するものとして聴診器を用いた聴診法が古くから汎用さ
れている。この聴診法は、図７に示すような聴診器１０
０を用い、コーン状のヘッド１０１を皮膚に押し当て、
身体の内部から伝達し皮膚に至った微小振動を音として
集め、それをゴムや高分子材料等からなる可撓性のチュ
ーブ１０２を介して金属製の一対の分岐管１０３，１０
３に伝達し、この分岐管１０３の先端に設けた装着部１
０４，１０４を両耳に挿入して前述の身体音を聞き、経
験的に蓄積された正常音と比較して疾患の有無を判断す
る方法である。

【０００３】このような聴診法は、非常に簡易であり、
臨床経験も豊富であることから、一見確立された診断法
であるかにみえるが、その判断に客観性がない。また、
今日の音響機器で重要視される周波数特性という点から
みると、従来のいずれの聴診器もヘッドやチューブ共振
点が心音や肺音の周波数分布領域である１ｋＨｚ以下に
あって、厳密な意味での特性のよい音響変換器とはいえ
ない。即ち、心音等の周波数の高い領域が失われるので
ある。その上、従来の聴診器は、ヘッドを皮膚に強く押
し当てて使用するので、皮膚の振動が抑えられて、原理
的に本来の音が集音できないのである。また、症状の変
化を追跡するために、録音、保存することができなかっ
た。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】本考案が前述の状況に
鑑み、解決しようとするところは、軽く皮膚に接触させ
るだけで心音や肺音等の身体音を受信できるとともに、
聴診法においてより客観性の高い診断を可能とするため
に、身体音をデータ処理、記録の容易な電気信号に変換
してなる電気聴診器を提供する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は、前述の課題解
決のために、少なくとも一端を開放したケース内に、軟
弾性を有する中空の振動伝達体の一端を固定するととも
に、該振動伝達体の内部空間に臨ませて高感度マイクロ
ホンを固定し、且つ前記振動伝達体の他端は前記ケース
の開放端より突出させて皮膚に密着する受振面となした
プローブを備えさせ、前記ケースの開放端を皮膚に接触
させた状態で該受振面から受信した振動を空気を媒体と
して前記高感度マイクロホンに伝達してなる電気聴診器
を構成した。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【作用】以上の如き内容からなる本考案の電気聴診器
は、ケースの開放端から突出したベローズやバルーン等
の振動伝達体の受振面を皮膚に軽く押し当てると、心音
や肺音等の身体の内部で発生した身体音に起因する皮膚
の振動によって前記振動伝達体が振動し、そして振動伝
達体が振動することによってその内部空間の圧力が微小
変動して空気を媒体とした疎密波が発生し、その疎密波
を高感度マイクロホンで受信するのである。前記振動伝
達体がケースの内部にあるから、外部からケースに伝達
された微振動等を高感度マイクロホンで受信することは
ない。しかも、ケースの開放端を皮膚に押し当てる前
に、振動伝達体の受振面が先に接触し、ケースの開放端
が皮膚に接触した状態では、振動伝達体が常に設定長さ
押し縮められることから、受振面の皮膚に対する接触圧
が常に一定となり、再現性のよい計測が可能となる。前
記高感度マイクロホンで受信された振動を、電気的な音
響信号に変換したのち、その信号を増幅器で増幅するこ
とにより出力信号を得て、ヘッドホンやイヤホン等の音
声変換器で医師が聞くことができる。また、前記増幅器
からの出力信号をデジタル・オーディオテープレコーダ
等の記録手段に録音、保存し、その後再生することも可
能である。

【００１１】

【実施例】次に添付図面に示した実施例に基づき更に本
考案の詳細を説明する。図１及び図２は本考案の代表的
実施例を示し、図中１はプローブ、２は増幅器、３は音
声変換器、４は記録手段をそれぞれ示している。本考案
は、プローブ１で心音や肺音等の身体音を検出して電気
的な音響信号に変換し、増幅器２でその音響信号を所定
の電流、電圧に増幅し、その出力信号を音声変換器３で
可聴音に変換して医師等が直接聞けるようにしている。
また、前記増幅器（ＡＭＰ）２の出力信号は、記録手段
４に録音、保存し、適宜再生できるようになしたもので
ある。

【００１２】前記プローブ１は、本実施例では一端を開
放し、他端を閉止した筒状のケース５内の中間に、リン
グ状固定板６を固定するとともに、該固定板６の中央に
貫設した取付孔７内に、軟弾性を有する中空の振動伝達
体８としてのベローズ８ａの一端に形成した円筒部９を
嵌挿固着するとともに、該ベローズ８ａの他端に形成し
た受振面１０をケース５の開放端１１より所定長さＬだ
け突出させて設定し、そして前円筒部９内には高感度マ
イクロホン１２をその受信側をベローズ８ａの内部空間
１３に臨ませて固定したものである。また、前記マイク
ロホン１２からの信号線１４は、前記ケース５の上部側
面に傾斜状態で固定したパイプ状のハンドル１５内へケ
ース５側面に開口した通孔１６を通して導き、ハンドル
１５の端部から導出させ、前記増幅器２に接続されてい
る。しかし、本考案において、ケース５の形状及びケー
ス５内への振動伝達体８及びマイクロホン１２の取付構
造は、前述の実施例に限定されず、適宜な構造が採用さ
れる。

【００１３】前記増幅器２は、前記プローブ１に内蔵し
たマイクロホン１２の電気的な音響信号を所定の電流、
電圧となるように増幅するものであり、従ってその増幅
率を調整できるようになしている。また、この増幅器２
には、音響信号を周波数分解できる高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）器等の適宜な分析機器を併設することが好ま
しく、また前記増幅器２を分析機器内に内蔵する増幅器
で代用することも可能である。

【００１４】前記音声変換器３としては、本実施例では
ヘッドホン１７を示しているが、イヤホンやスピーカー
その他であって、増幅器２の出力信号を音声に変換でき
る同等のものであれば採用し得る。また、増幅器２と音
声変換器３との間を無線通信によって信号を伝達するこ
とも可能である。

【００１５】前記記録手段４は、本実施例では前記増幅
器２の出力信号を二値化して録音、再生できるデジタル
・オーディオテープレコーダ（ＤＡＴ）１８を用い、身
体音のデータを記憶（読み込み）、読み出し可能となし
ている。尚、記憶媒体としては前述の磁気テープ以外に
も、フロッピーディスクや光ディスクを用いることも可
能である。これらの記憶媒体は、持ち運び可能であると
ともに、個人の聴診データとして保管することが可能で
ある。

【００１６】しかして、本考案の電気聴診器を用いて心
音や肺音等の身体音を聴診する場合には、前記プローブ
１の開放端１１側を皮膚１９に軽く押し当てると、先ず
皮膚１９にベローズ８ａの受振面１０が接触し、該ベロ
ーズ８ａが略突出長さＬだけ押し縮められ、ケース５の
開放端１１が皮膚１９に軽く接触した状態となる。この
状態に設定すると、前記受振面１０の皮膚１９に対する
接触圧が常に一定となり、再現性のよい計測が可能であ
る。そして、身体の内部で発生した身体音が皮膚１９ま
で伝達されると、該皮膚１９が振動し、その振動がベロ
ーズ８ａの受振面１０を振動させる。すると、ベローズ
８ａの内部空間１３の圧力が微小変動して、縦波として
マイクロホン１２の受信側に伝播し、該マイクロホン１
２で電気的な音響信号に変換され、そしてその音響信号
は増幅器２で所定の出力に増幅された後、その出力信号
を音声変換器３に送って可聴音に変換するのである。そ
れと同時に、増幅器２の出力信号を記録手段４としての
デジタル・オーディオテープレコーダ１８に送って録
音、保存するのである。

【００１７】このデジタル・オーディオテープレコーダ
１８に録音された聴診データは、再生して前記音声変換
器３で可聴音に変換して繰り返し聞くことができるとと
もに、高速フーリエ変換器にて周波数分解して、客観的
に詳しく分析することが可能である。また、このような
周波数スペクトルを、健康な人のものと、心臓疾患及び
肺癌やポリーブ、結核、喘息又は気管支炎等の疾患を有
する人の各症例毎に、多数収集して基準化し、マイクロ
コンピュータ等の計算機の記憶回路に基本データとして
記憶させれば、その後の診察において計測した聴診デー
タを計算機に入力して前記基本データと比較することに
よって、疾病を客観的に素早く判断し、医師の問診と合
わせて正確な診断を行うためのサポートシステムとして
利用できる。

【００１８】また、図４に示したものは、他の実施例
（第２実施例）を示し、前記振動伝達体８として中空の
バルーン８ｂを用いたものである。このバルーン８ｂ
は、球形部の一端に前記同様に円筒部９を一体形成し、
該円筒部９を固定板６の取付孔７内に嵌挿固着するとと
もに、該円筒部９の内部にマイクロホン１２を内挿固定
したものであり、バルーン８ｂの他端においてケース５
の開放端１１より突出した球面を前記同様に受振面１０
となしている。その他の構成は、前述の第１実施例と同
様であるので、同一構成には同一符号を付して説明を省
略する。

【００１９】また、図５に示したものは、更に他の実施
例（第３実施例）を示し、人体の複数ポイントを同時に
聴診できるように、複数のプローブ１を皮膚１９に装着
可能となしたものである。即ち、ケース５の開放端１１
に沿って粘着面２０を形成して、皮膚１９に粘着可能と
なすとともに、皮膚１９の振動に追従してプローブ１全
体が共振しないように、重り２１をケース５に装着して
皮膚１９に押し付けるようになしたものである。更に詳
しくは、前記ケース５の開放端１１の外周にはフランジ
部２２を形成し、該フランジ部２２の下面には両面テー
プ等の粘着剤を有する剥離テープを粘着するとともに、
そして前記フランジ部２２の上面側にリング状の重り２
１を嵌合装着したものである。このようにすれば、プロ
ーブ１を手で押えなくても皮膚１９の複数カ所に同時に
装着できるのである。この場合、前記増幅器２は多チャ
ンネル化する。この場合、皮膚の多数点を同時に聴診す
ることができるので、患部から各プローブ１，…に到達
する時間差を考慮して、患部の立体的な位置特定及び患
部の多面からの診断が可能となる。その他の構成は、前
述の第１実施例と同様であるので、同一構成には同一符
号を付して説明を省略する。

【００２０】次に、プローブ１の形状及び寸法と皮膚の
振動の関係についてその校正法を含めて言及する。生体
組織を伝播する音波の音速は、水のそれに近く、１ｋＨ
ｚの周波数では、その波長は１ｍとなる。従って、音波
で変位する柔らかい表面に、質量を持つ小さいプローブ
１が存在する状態になり、前記マイクロホン１２の検出
するのは圧力変化であり、その圧力はマイクロホン１２
に面する空間の体積に反比例する。仮に、プローブ１と
それに接する表面が共に剛体で、振動伝達体８の内部空
間１３の体積が不変であり、マイクロホン１２も理想的
で加速度に対する感度が零であれば、信号はでない筈で
ある。表面が柔らかい場合、普通の大きさの聴診器は前
述のように波長に比べて小さいから、波動はプローブ１
の周辺部分の皮膚などの弾性によって、その変位を伝え
ようとすることになる。この表面変位とプローブ１の変
位の差によって内部空間１３の体積が変化して生じる圧
力変化が検出される。そして、プローブ１が静止してい
る理想的な場合、加速度一定とすれば出力は周波数の２
乗に反比例して急激に減少する。但し、皮膚表面は弾性
の他に粘性的性質も強いとみられ、もしそれが主要な要
因となる場合は、周波数に反比例する出力となる。

【００２１】そこで、以下のような工夫をすれば、本考
案のマイクロホン１２を内蔵したプローブ１で、実用に
十分な精度で１ｋＨｚ以上の周波数範囲の身体音を検出
することが可能である。そのためのモデルとして、プロ
ーブ１は比較的重く、皮膚との接触は柔らかくて、共振
周波数（普通５０Ｈｚ程度）は測定対象に比べて低いと
する。この仮定は、大部分の周波数で成り立つことが明
らかである。また、前述の理想的な場合の出力に関する
結果が成り立つための仮定をまとめて以下に示す。マイクロホンはそれに面する空間の圧力変化に感じ
る。即ち、加速度等には感じない。仮にそうでなくても
次のの仮定が成り立てば問題はない。プローブは静止している。この仮定は、皮膚の弾性に
よる共振周波数が入力の周波数より十分低く、しかも粘
性等の効果も小さいことが必要であることを意味し、実
現は可能である。空間の直径は波長に比べて小さい。この仮定は、内部
空間で共振等が起きないことを意味する。内部空間の体積の平均値は一定である。この仮定は、
感度が一定で不時の変化をしないために必要であり、周
波数特性には無関係である。

【００２２】以上の仮定を満足することができれば、皮
膚表面で与えられた入力に対する測定系としての周波数
特性は校正を経ずして明確であり、感度も略一定にでき
る。勿論、校正も可能である。これらの仮定の内、特に
の仮定、の仮定を実現することが実際問題として重
要である。即ち、の仮定を満足するには、皮膚に接す
る部分を十分に柔らかくして、弾性力の係数を小さくし
なければならない。その一方で、の仮定を同時に満足
するには、空間の深さを十分に取る必要がある。即ち、
普通の聴診器のような面積に比べて体積が小さい、浅い
杯のような形状のヘッドでは不可能で、円筒状にする必
要がある。こうすると感度は下がるが、大きな問題では
なく、またの仮定を満たすためにも都合がよい。これ
らを同時に満たすプローブ１の構造として第１実施例に
示したものが特に好ましいのである。即ち、振動伝達体
８としてベローズ８ａを用いた場合、受振面１０の面積
に比べて内部空間１３の体積が比較的大きく、しかも内
部空間１３の形状が略円筒状になるからである。また、
ベローズ８ａは、皮膚との相対変位に対する弾性は小さ
く（軟弾性）、しかも外部雑音の侵入に対しては強い減
衰を与える障壁となる。尚、前記ベローズ８ａは、比較
的硬い材質、例えばポリエチレン樹脂等を用いて、構造
的に軟弾性を有するように成形することが好ましい。ま
た、本実施例では振動伝達体８の外部に、ケース５が位
置するので、外部雑音の排除といった点においては二重
の遮蔽効果を有する。

【００２３】上記のより校正抜きでも周波数特性の主要
な点は明らかであるが、感度の実測のためには校正を行
うことが望ましい。その方法を以下に説明する。（第１の校正法）既知の振動をする剛体平板の表面にプローブ１を当て
て、その出力を測定する。この方法で校正可能であるた
めには、振動伝達体８が十分に柔らかいことが必要であ
る。また、剛体平板を振動させるためには、高周波数ま
で出せる加振器、平板の裏面から強力な音波を与える等
の各種の方法があり得る。変位、速度等の大きさは、加
振器の規格と入力、平板の裏面の音圧、又は平板表面に
振動計を設置する等により測定し得る。この方法では、
実際の対象である生体組織に比べてプローブ１の共振周
波数が高くなり、使用可能な周波数範囲が狭く測られる
が、プローブ１の皮膚に接する部分が十分柔らかい限
り、他に重大な支障はない。（第２の校正法）図６に示したように、一端を開放した鋼管２３の内部で
あって閉止端寄りにスピーカ等の発音器２４を配すると
ともに、他端を皮膚類似の柔らかい素材の振動板２５で
閉鎖する。また、前記鋼管２３の側面であって、振動板
２５寄り位置に、振動絶縁部材２６を介してモニター用
の標準マイクロホン２７を内部空間に臨ませて配置す
る。そして、前記プローブ１を振動板２５の上面に軽く
押し当てた状態で、前記発音器２４から音波を発生さ
せ、鋼管２３内部での共鳴を利用して強い音波を振動板
２５の裏面に与え、裏面での音圧の測定値から表面の振
幅等を推定して校正を行うのである。この場合、振動板
２５の材質が柔らかければ、鋼管２３との接続部分の弾
性力の効果は無視できる。この場合、実際の状態により
近い条件での校正が行える。

【００２４】

【考案の効果】以上にしてなる本考案の電気聴診器によ
れば、振動伝達体の外部にケースが位置するので、外部
雑音の排除といった点においては二重の遮蔽効果を有
し、心音や肺音等の身体の内部で発生した身体音に起因
する皮膚の振動のみを高感度マイクロホンで受信するこ
とができ、信頼性の高い診断ができる。また、受振面の
皮膚に対する接触圧が常に一定にすることができるの
で、再現性のよい計測ができ、何度も計測することなく
一回の計測で信頼性の高い診断を行うことができる。

【００２５】

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るプローブの第１実施例を示す簡略
断面図である。

【図２】本考案の電気聴診器の概念を示すブロック図で
ある。

【図３】プローブを皮膚に接触させた状態の簡略断面図
である。

【図４】プローブの第２実施例を示す簡略断面図であ
る。

【図５】プローブの第３実施例を示す簡略断面図であ
る。

【図６】プローブの校正法の一例を示す簡略断面図であ
る。

【図７】従来の聴診器を示す簡略平面図である。

【符号の説明】

１プローブ２増幅器３音声変換器４記録手段５ケース６固定板７取付孔８振動伝達体８ａベローズ８ｂバルーン９円筒部１０受振面１１開放端１２マイクロホン１３内部空間１４信号線１５ハンドル１６通孔１７ヘッドホン１８デジタル・オーディオテープレコーダ１９皮膚２０粘着面２１重り２２フランジ部

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一端を開放したケース内に、
軟弾性を有する中空の振動伝達体の一端を固定するとと
もに、該振動伝達体の内部空間に臨ませて高感度マイク
ロホンを固定し、且つ前記振動伝達体の他端は前記ケー
スの開放端より突出させて皮膚に密着する受振面となし
たプローブを備えさせ、前記ケースの開放端を皮膚に接
触させた状態で該受振面から受信した振動を空気を媒体
として前記高感度マイクロホンに伝達することを特徴と
する電気聴診器。