JP6614605B1 - 電子聴診器 - Google Patents

Abstract

【課題】形状の制約を軽減しながら、精度よく生体音を検知できる、電子聴診器を提供する。【解決手段】電子聴診器は、筐体と振動膜と該筐体内に配置されたマイクとを含んで構成される。振動膜は、筐体の開口部を覆うように一方の端部に配置される。マイクは、筐体の一方の端部の側に振動膜との間に所定の隙間を有して配置される。当該隙間が第１空間を構成する。筐体は、マイクよりも筐体の他方の端部の側に配置されかつ第１空間に比して所定程度大きな空間となるように構成された第２空間と、該第１空間から該第２空間に伝達する伝達空間とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電子聴診器に関する。

従来、環境雑音の影響を受けづらい生体音検出装置が知られている。

例えば、特許文献１には、筐体とマイクとの間に密閉された空気室を備えることにより精度よく生体音を検出する装置とすることが提案されている。

特開２０００−６０８４５号公報

電子聴診器においては、たとえば２０Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲で低い音から高い音までを万遍なく検知できる必要がある。

発明者は、鋭意の試験・研究を繰り返す中で、電子聴診器において低い音から高い音までを万遍なく検知できるようにするためには、振動膜が生体音を受けた際に筐体内において振動させることのできる空気の量が充分である必要があるとの知見に至った。

より具体的には、振動膜が生体音を受けた際に筐体内において振動させることのできる空気の量が過度に少ない場合、図１のグラフＧ１にて示すようにマイクに入力される音圧のレベルが制限値（たとえば約−４０ｄＢ）以上となり、音がひずんでしまう。音圧レベルが制限値以上とならないように調整するために、２０Ｈｚにて−４０ｄＢとなるように調整すると、図１の曲線Ｇ２にて示すように全体的に音が小さくなる。特に、心音の聴音に重要な５０〜２００Ｈｚの音が理想的な音の大きさに比して１０〜２０ｄＢ程度小さくなるので、非常に聞き取りづらく、当該電子聴診器は心音の聴音に用いることができない。

そしてこの課題の解消策として、振動膜が生体音を受けた際に筐体内において振動させることのできる空気の量を適量にするため、マイクと振動膜との間の空間を大きくすることも考えられる。しかしながら例えばペン型のような比較的細身の筐体で電子聴診器を作ろうとした場合において、マイクと振動膜との間の空間を大きくしようとすると、必然的に振動膜とマイクとの距離が離れてしまう。そうすると、心音などの生体音がマイクに到達する前に当該空間内で減衰してしまうためやはり音が小さくなってしまう。そのため、マイクと振動膜とを近づけることができるように、電子聴診器を太めの形状とすることを余儀なくされるなど、電子聴診器の形状の制約を生じさせてしまう。

特許文献１の電子聴診器においては、これらの課題が考慮されていないので、振動膜（振動板５０が該当。）とマイク（マイクロホン４０が該当。）との間に空間が存在するが、当該空間は非常に小さく、振動膜が生体音を受けた際に筐体内において振動させることのできる空気の量は非常に少ない。このように、特許文献１の構造では、上記の課題を解決することができない。

本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、形状の制約を軽減しながら、精度よく生体音を検知できる、電子聴診器を提供することにある。

本発明の電子聴診器は、
人体にあてて聴診する際に該人体に当接する側である一方の端部に開口部を有する中空構造の棒形状の筐体と振動膜と該筐体内に配置されたマイクとを含んで構成される電子聴診器であって、
前記振動膜は、前記筐体の前記開口部を覆うように前記一方の端部に配置され、
前記マイクは、前記筐体の前記一方の端部の側に前記振動膜との間に所定の隙間を有して配置され、
前記振動膜の前記マイク側の面と、該マイクの該振動膜側の面とに挟まれた前記隙間が第１空間を構成し、
前記筐体は、前記マイクよりも該筐体の他方の端部の側に配置されかつ前記第１空間に比して所定程度大きな空間となるように構成された第２空間を有し、
前記第１空間と前記第２空間とを連通させて、前記振動膜が受けた振動を該第１空間から前記第２空間に伝達する伝達空間を備えることを特徴とする。

本発明の電子聴診器によれば、人体にあてて聴診する際に該人体に当接する側である筐体の一方の端部に配置された振動膜のマイク側の面と、該マイクの該振動膜側の面とに挟まれた隙間が第１空間を構成している。また筐体は、マイクよりも該筐体の他方の端部の側に配置されかつ第１空間に比して所定程度大きな空間となるように構成された第２空間を有している。

そして、本発明の電子聴診器は第１空間と当該第１空間に比して所定程度大きな空間となるように構成された第２空間とを連通させて、振動膜が受けた振動を該第１空間から該第２空間に伝達する伝達空間を備えている。

これにより、第１空間と第２空間とは連通しているので、振動膜が生体音などを受けた際に筐体内において振動させることのできる空気の量を十分に確保することができる。

また、マイクは、筐体の一方の端部の側に振動膜との間に所定の隙間を有して配置されている。

これにより、振動膜とマイクとの距離は近く、心音などの生体音が減衰してしまう可能性を低減できるためマイクが幅広い周波数を精度よく検知できる。

さらに、第２空間は、マイクよりも筐体の他方の端部の側に配置されている。そのため、人体に当接する側の端部とは異なる端部の側の空間を有効に活用して、振動膜が生体音を受けた際に筐体内において振動させることのできる空気の量を十分に確保することができる。

このため、振動膜が生体音を受けた際に筐体内において振動させることのできる空気の量を十分に確保するめに、電子聴診器を比較的太めの形状とすることを余儀なくされるなどの、電子聴診器の形状に関する制約も生じさせない。

またこのような構成とすることにより、図１のグラフＧ３で示すように、マイクに入力される音圧のレベルが制限値（−４０ｄＢ）以上となることがなくなるので、心音の聴音に重要な５０〜２００Ｈｚの音が過度に小さくなることがない。

このように、本発明によれば、形状の制約を軽減しながら、精度よく生体音を検知できる、電子聴診器を提供することができる。

本発明の電子聴診器において、
前記筐体の外面から前記伝達空間の側に向けて貫通するネジ孔に回転自在に支持されたネジ部を有する部材であって、該ネジ部の回転に伴って該ネジ孔の中心軸方向に移動して該伝達空間の容積を変化させることにより前記振動膜が受けた振動の前記第１空間から前記第２空間への伝わりやすさを調節する調節機構を備えることが好ましい。

発明者はさらに、振動膜が受けた振動の第１空間から第２空間への伝わりやすさを最適な状態とすることにより、生体音をより精度よく検知できるとの知見に至ったところである。

しかしながら、工場等において電子聴診器を繰り返し製造する場合に、すべての電子聴診器において振動の第１空間から第２空間への伝わりやすさが最適な状態となるように製造することは非常に困難である。なぜならば、製造過程において伝達空間などの寸法や形状にごくわずかな誤差が生じ得るところであり、当該誤差を可能な限り少なくしようとすると、歩留まりが下がり、製造コストを過度に増大させてしまうためである。

そのため、電子聴診器の製造後に、伝達空間を介した、振動の第１空間から第２空間への伝わりやすさを最適な状態に簡便に調整できる機構が備わっていることがより好ましい。

本発明においては、筐体の外面から伝達空間の側に向けて貫通するネジ孔に回転自在に支持されたネジ部を有する部材である調節機構が備えられている。そして、当該調節機構が該ネジ部の回転に伴って該ネジ孔の中心軸方向にて伝達空間の側又はその反対側に移動して該伝達空間の容積を変化させることにより振動膜が受けた振動の第１空間から第２空間への伝わりやすさが調節される。

これにより、電子聴診器の製造後に、振動膜が受けた振動の第１空間から第２空間への伝わりやすさを最適な状態に簡便に調整することができるので、上述のように製造コストを過度に増大させてしまうことがなくなる。

このように、本発明によれば、形状の制約を軽減し、かつ製造コストの増大を防止しながら、より精度よく生体音を検知できる、電子聴診器を提供することができる。

本発明の電子聴診器において、
前記伝達空間と前記ネジ孔との間に、弾性体より成り該ネジ孔の該伝達空間の側の開口部の全面を少なくとも覆う弾性部材を備えることが好ましい。

本発明の電子聴診器では、伝達空間とネジ孔との間に、弾性体より成り該ネジ孔の該伝達空間の側の開口部の全面を含む領域を少なくとも覆う弾性部材が備えられている。すなわち調節機構の伝達空間の側又はその反対側への移動に伴って、該弾性体が伝達空間側に押し出されてる度合いが変化して、伝達空間の容積が変化することにより振動膜が受けた振動の第１空間から第２空間への伝わりやすさが調節される。

これにより、ネジ孔をとおして筐体の外部と伝達空間とで空気が流通することを確実に防止できるので、振動膜が受けた振動の第１空間から第２空間への伝わりやすさを最適な状態に確実かつ簡便に調整することができる。

このように、本発明によれば、形状の制約を軽減し、確実かつ精度よく生体音を検知できる、電子聴診器を提供することができる。

従来の電子聴診器と、本発明の電子聴診器との生体音を検知する精度の違いを説明する図。 本実施形態の電子聴診器の外観を示す図。 本実施形態の電子聴診器を長手方向にネジ孔の位置で切断した断面の模式図。 本実施形態の電子聴診器の伝達空間を構成する部材の構造の一例を示す図。 本実施形態の電子聴診器を長手方向に垂直にネジ孔の位置で切断した断面の模式図。

図２〜図４を用いて、本実施形態の電子聴診器の構造について説明する。なお同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略することがある。

本発明の電子聴診器１は、その一方の端部Ｅ１を人体にあてて心音や呼吸音などの生体音を検知して当該検知した生体音をアナログ又はディジタルの電子情報（以下「電子情報」という。）として出力する装置であって、筐体１０、振動膜２０、マイク３０、スペーサ４０、シリコンチューブ５０とを含んで構成される。

筐体１０は、人体にあてて聴診する際に該人体に当接する側である一方の端部Ｅ１に開口部１０１を有する中空構造の例えば円筒形の棒形状の部材である。

振動膜２０は、筐体１０の開口部１０１を覆うように電子聴診器１の一方の端部Ｅ１に配置されている。振動膜２０は、例えば円形状の開口部１０１にちょうどはめ込んで固定することができる大きさの薄い円盤形状の膜である。

振動膜２０は、電子聴診器１を振動膜２０が人体に当接するように人体に接触させたときに、振動膜２０が受けた生体音により筐体１０内部の空気を振動させて、マイク３０に当該生体音を伝達する。

マイク３０は例えばＥＣＭ（Ｅｌｅｃｔｒｅｔ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）であり、筐体の内側であって、その一方の端部Ｅ１の側に振動膜２０との間に所定の隙間を有して配置されている。これにより、振動膜とマイクとの距離は近く、心音などの生体音が減衰してしまう可能性を低減できるためマイクが幅広い周波数を精度よく検知できる。

当該隙間は、例えばマイク３０の図３中の上下方向の長さが６ｍｍである場合に、隙間の図３中の左右方向の長さは１ｍｍ程度などであるが、当該隙間の大きさは適宜に異なる大きさを採用してよい。

また、マイク３０は、当該マイク３０の筐体１０の内壁側の側面に密着した状態でマイク３０を内包するように構成されたスペーサ４０と、当該スペーサ４０の筐体１０の内壁側の側面に密着した状態でスペーサ４０を内包するように構成されたシリコンチューブ５０とにより、筐体１０内部に固定されている。

そして、振動膜２０のマイク３０側の面と、該マイク３０の該振動膜２０側の面とに挟まれた隙間が第１空間Ｓｐ１を構成している。

また、筐体１０は、マイク３０よりも筐体１０の他方の端部Ｅ２の側に配置されかつ第１空間Ｓｐ１に比して所定程度大きな空間となるように構成された第２空間Ｓｐ２を有している。

これにより、人体に当接する側の端部（一方の端部Ｅ１）とは異なる端部（他方の端部Ｅ２）の側の空間を有効に活用して、振動膜２０が生体音を受けた際に筐体１０内において振動させることのできる空気の量を十分に確保することができる。

第２空間Ｓｐ２は、例えば第１空間Ｓｐ１の体積が約３０立法ミリメートルである場合に、約３，０００立法ミリメートルなどであるが、第１空間Ｓｐ１と第２空間Ｓｐ２との大きさの比率又は差は適宜に異なる比率又は差を採用してよい。

第２空間Ｓｐ２は、例えばマイク３０の他方の端部Ｅ２の側の面が当接する位置に配置された仕切部１０７ａと、該仕切部１０７ａと対向するように該仕切部１０７ａの位置よりも他方の端部Ｅ２の側の位置に配置された仕切部１０７ｂとに挟まれた空間により構成されている。なお筐体１０内の仕切部１０７ｂから他方の端部Ｅ２までの空間には電池などの電子聴診器１の電源（図示せず）が配置されている。

仕切部１０７ａは、スペーサ４０が電子聴診器１の長手方向に有するスリット４０３の他方の端部Ｅ２の側の端部と一致する位置に、該仕切部１０７ａを電子聴診器１の長手方向に貫通する孔を有しており、スリット４０３の構成する空間と当該孔とが連通して、振動膜２０が受けた振動を第１空間Ｓｐ１から第２空間Ｓｐ２に伝達する伝達空間４０１を構成している。

これにより、第１空間Ｓｐ１と第２空間Ｓｐ２とが連通されて振動膜２０が受けた振動を該第１空間Ｓｐ１から該第２空間Ｓｐ２に伝達するので、振動膜２０が生体音を受けた際に筐体内において振動させることのできる空気の量を十分に確保することができる。

また仕切部１０７ａは、その縁部が筐体１０の内周面に密着するように構成されている。そして同様に仕切部１０７ｂは、その縁部が筐体１０の内周面に密着するように構成されている。これにより、第１空間Ｓｐ１と第２空間Ｓｐ２と伝達空間４０１により構成される空間は、当該空間外の空気から気密される。なお一対の仕切部１０７ａ、１０７ｂの両方又は一方は、筐体１０と一体的に形成されていてもよい。

そして第１空間Ｓｐ１と第２空間Ｓｐ２と伝達空間４０１により構成される空間に存在する空気が、振動膜２０が生体音を受けた際に筐体１０内において振動させることのできる空気となる。

なお、第２空間Ｓｐ２には、マイク３０が検知した生体音を電子情報に変換する基板１０９が一対の仕切部１０７ａ、１０７ｂに挟み込まれるように配置されている。基板１０９により電子情報に変換された生体音が、筐体１０内部に配置された回路等（図示しせず）を介して電子聴診器１の外部に出力される。電子聴診器１の利用者は、電子聴診器１にイヤホンなどの音声出力部７０の音声出力端子７２を接続し、当該音声出力部７０により再生される生体音を聞くことにより聴診を行う。

スペーサ４０は、マイク３０の筐体１０の内壁側の側面に密着した状態でマイク３０を内包するように構成された例えば略円環形状の部材である。

スペーサ４０は、図４の下方の図に示すように、電子聴診器１の長手方向の全面にわたるように設けられた一筋のスリット４０３を有し、該スリット４０３は、その中央部分が例えば円形の調整領域４０５を形成している。スペーサ４０の内周面はマイク３０の側面に密着しており、スペーサ４０の外周面はシリコンチューブ５０の内周面に密着しているので、スリット４０３がマイク３０の側面とシリコンチューブ５０の内周面とに挟まれた部分に空間ができる。当該空間は、その一方が第１空間Ｓｐ１に向けて開口しており、他方が上述のとおり仕切部１０７ａに設けられた孔と位置が一致するように開口している。

シリコンチューブ５０は、スペーサ４０の筐体１０の内壁側の側面に密着した状態でスペーサ４０を内包するように構成されている、例えば円筒状の部材であり、本実施形態における弾性部材に該当する。

さらに本実施形態の電子聴診器１は、ネジ孔１０３と調節機構６０とを備えている。

ネジ孔１０３は、筐体１０の外面から伝達空間４０１の側に向けて貫通する孔であり、調節機構６０のネジ部６０１を回転自在に支持するネジ孔である。なおスペーサ４０は、その調整領域４０５の中心位置がネジ孔１０３のスペーサ４０側の開口部の位置と一致するように配置される。

調節機構６０は、ネジ孔１０３にねじ込まれた状態で回転自在に支持されている部材であって、ネジ部６０１を有している。そして調節機構６０がネジ部６０１の回転に伴ってネジ孔１０３の中心軸方向に前又は後に移動して伝達空間４０１の容積を変化させることにより振動膜２０が受けた振動の第１空間Ｓｐ１から第２空間Ｓｐ２への伝わりやすさが調節される。

これにより、電子聴診器１の製造後に、振動膜２０が受けた振動の第１空間Ｓｐ１から第２空間Ｓｐ２への伝わりやすさを最適な状態に簡便に調整することができるので、製造コストを過度に増大させてしまうことがない。

なおシリコンチューブ５０は、伝達空間４０１とネジ孔１０３との間に配置されており、伝達空間４０１側の開口部の全面を覆うように構成されている。これにより、ネジ孔１０３をとおして筐体１０の外部と伝達空間４０１とで空気が流通することを確実に防止できる。また、シリコンチューブ５０は、スペーサ４０を介してマイク３０の外周全面を覆っており、筐体１０を通じて筐体１０の内部に伝わる生体音以外の音声を吸収するので、マイク３０が当該生体音以外の音声を検知してしまう可能性が軽減される。

次に、図５を用いて本実施形態における電子聴診器１の、振動膜２０が受けた振動の第１空間Ｓｐ１から第２空間Ｓｐ２への伝わりやすさを最適な状態に調整する際の動作について説明する。

図５の上方の図は、調節機構６０による振動膜２０が受けた振動の第１空間Ｓｐ１から第２空間Ｓｐ２への伝わりやすさの調整が行われていない状態を示している。

なお、図５に示す通り、調節機構６０のネジ孔１０３の中心軸方向の長さは、伝達空間４０１の容積が最も大きくなる位置に調節機構６０が移動したときにおいて（すなわち図５の上方の図の状態において）、調節機構６０の筐体１０の外側方向に位置する端部が、ネジ孔１０３の筐体１０の外側方向の開口部から突出しない長さに構成されている。そしてさらに電子聴診器１は、電子聴診器１の一方の端部Ｅ１を挿入することにより、ネジ孔１０３の筐体１０の外側方向の開口部を覆うことができる部材である外装８０を備えている。

これにより、調節機構６０の筐体１０の外側方向に位置する端部が何かに接触して、調節機構６０が回転して伝達空間４０１の容積が意図せず変わってしまう可能性を低減できる。

そして、図５の下方の図は、調節機構６０による振動膜２０が受けた振動の第１空間Ｓｐ１から第２空間Ｓｐ２への伝わりやすさの調整が行われている状態を示している。すなわちネジ部６０１の回転に伴って調節機構６０がネジ孔１０３の中心軸方向をシリコンチューブ５０側に移動しており、その分シリコンチューブ５０の調節機構６０に当接する部分が伝達空間４０１の調整領域４０５の側に押し出されている。このようにして伝達空間４０１の容積が変化され、振動膜２０が受けた振動の第１空間Ｓｐ１から第２空間Ｓｐ２への伝わりやすさが調節される。

以上説明したように、本発明によれば、形状の制約を軽減しながら、精度よく生体音を検知できる、電子聴診器を提供することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

例えば調節機構６０は省略されてもよい。この場合、外装８０、調整領域４０５も併せて省略される。またこの場合、シリコンチューブ５０も併せて省略されてもよい。

あるいは例えば実施形態においては弾性部材がシリコンで構成される場合について説明したが、これに限定されない。弾性部材は、ゴム、ポリウレタンなど、どのような弾性体で構成されていてもよい。

あるいはたとえば筐体１０は、図２に示すように円柱形状であり、その外周面にクリップ９０を有していてもよい。これにより、電子聴診器１を使用していない場合に、胸ポケットなどに留めたり、首かけ用のストラップなどに引っかけたりすることができるので都合がよい。

上記においては、筐体１０は円筒状である実施形態について説明したがこれに限定されない。例えば筐体１０は、三角柱、四角柱などの多角柱形状であってもよい。また筐体１０の形状に応じて、振動膜２０、マイク３０、スペーサ４０等の形状も筐体１０の形状にあう形状となるように構成される。

また上記においては、電子聴診器１は直線的な形状をしているがこれに限定されない。例えば電子聴診器１の一方の端部Ｅ１がいずれかの方向に屈曲していてもよい。

１…電子聴診器、１０…筐体、２０…振動膜、３０…マイク、５０…シリコンチューブ（弾性部材）、６０…調節機構、４０１…伝達空間、１０３…ネジ孔、６０１…ネジ部、Ｓｐ１…第１空間、Ｓｐ２…第２空間。

Claims (3)

1. 人体にあてて聴診する際に該人体に当接する側である一方の端部に開口部を有する中空構造の棒形状の筐体と振動膜と該筐体内に配置されたマイクとを含んで構成される電子聴診器であって、
   前記振動膜は、前記筐体の前記開口部を覆うように前記一方の端部に配置され、
   前記マイクは、前記筐体の前記一方の端部の側に前記振動膜との間に所定の隙間を有して配置され、
   前記振動膜の前記マイク側の面と、該マイクの該振動膜側の面とに挟まれた前記隙間が第１空間を構成し、
   前記筐体は、前記マイクよりも該筐体の他方の端部の側に配置されかつ前記第１空間に比して所定程度大きな空間となるように構成された第２空間を有し、
   前記第１空間と前記第２空間とを連通させて、前記振動膜が受けた振動を該第１空間から該第２空間に伝達する伝達空間を備えることを特徴とする電子聴診器。
2. 請求項１に記載の電子聴診器において、
   前記筐体の外面から前記伝達空間の側に向けて貫通するネジ孔に回転自在に支持されたネジ部を有する部材であって、該ネジ部の回転に伴って該ネジ孔の中心軸方向に移動して該伝達空間の容積を変化させることにより前記振動膜が受けた振動の前記第１空間から前記第２空間への伝わりやすさを調節する調節機構を備えることを特徴とする電子聴診器。
3. 請求項２に記載の電子聴診器において、
   前記伝達空間と前記ネジ孔との間に、弾性体より成り該ネジ孔の該伝達空間の側の開口部の全面を少なくとも覆う弾性部材を備えることを特徴とする電子聴診器。
   

Images