JP6822138B2 - 生体音測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体音を測定する生体音測定装置に関する。

循環器や呼吸器系等の疾患の診断には、生体音測定装置が用いられる。生体音測定装置には、マイクロフォンを用いて生体音を収集する電気聴診器がある。例えば、特許文献１及び特許文献２に記載の電気聴診器は、ダイヤフラムとベルによりなるチェスピースを備え、チェスピースが検出した振動音波をコンディットによりマイクロフォンへ導き、振動音波をマイクロフォンによって電気的音声信号に変換する。この電気聴診器は、片手による把持と操作とに適した態様を有するハウジングと、上記チェストピースと、ハウジングとチェストピースの間に介設されてチェストピースより検出された振動音波を導入するコンディットとによって構成されている。なお、コンディットは、可撓性材料で成型された中空状の三叉管である。

特開昭６３−１３５１４２号公報 特開昭６４−２９２５０号公報

近年は、医師等の医療従事者だけでなく、一般の人が自分自身を被検者として使用する場合や、子供や乳児に対して親が使用する場合にも利用可能な生体音測定装置が望まれている。一般の人でも利用可能な生体音測定装置は、例えば、喘息を患う子供の呼吸音に含まれる喘鳴音を測定するために、その子供の親が利用する。しかし、喘鳴音の測定には、生体音測定装置の操作に技能を要する。例えば喘鳴音の測定時にはダイヤフラムの全面を肌に密着する必要があり、ダイヤフラムを肌に平行に押し当てなければ喘鳴音を測定できない。また、ダイヤフラムと肌が接触又は非接触をするたびに、測定音には大きな雑音が混入する。医師は、測定音を聞きながらダイヤフラムの押し当て方を常に調整している。この技能は医師の経験則に基づくため、経験が浅い一般の人が生体音測定装置を用いて喘鳴音を測定するのは困難であった。

上記説明した特許文献１及び特許文献２に記載の電気聴診器は、ハウジングが片手による把持と操作とに適した態様を有し、コンディットが可撓性材料で成型されるため、利用者が片手でハウジングを把持し、チェストピースを構成するダイヤフラム及びベルのいずれか一方を被検者の身体に当接した状態で、チェストピースの方向を簡単に変更できる。このため、当該電気聴診器の操作に必要とされる技能は比較的低い。しかし、呼吸音に含まれる喘鳴音を測定するためには、被検体の身体に対するダイヤフラム又はベルの姿勢を細かく調整する必要がある。また、常に動きを伴う幼児が被検者である場合、幼児の動きに追従してダイヤフラム又はベルの姿勢を常に調整する必要があるが、一般の人が特許文献１及び特許文献２に記載の電気聴診器を用いて上記調整を行うことは困難である。

また、特許文献１及び特許文献２に記載の電気聴診器が有するチェストピースには、相反する向きにダイヤフラム及びベルが配置されており、ハウジングを片手で把持する利用者の指等がダイヤフラム又はベルに当接すると、測定音に接触音又は擦れ音が混入する。このため、雑音の少ない測定音を得るには、指等でチェストピースを操作できない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、利用者の技能によらずに、生体音を正確に測定可能な状態に調整可能な生体音測定装置を提供することを目的とする。

本発明の生体音測定装置は、
生体の体表面に接触して前記生体の生体音を検出する検出部と、前記体表面に接する前記検出部の受圧面とは反対側に位置する、手指にて接触可能な指置き部と、を有するヘッド部と、
利用者によって把持される本体部と、
前記ヘッド部と前記本体部とを接続する可撓性を有する接続部と、
を備え、
前記指置き部が、前記検出部の前記受圧面の中心を通り前記受圧面に直交する中心線の通過する位置にある。

本発明によれば、利用者の技能によらずに、生体音を正確に測定可能な状態に調整可能な生体音測定装置を提供することができる。

本発明に係る一実施形態の生体音測定装置が利用される場面を示す図である。 本発明に係る一実施形態の生体音測定装置の側面図である。 図２に示す把持された生体音測定装置が操作された状態を示す側面図である。 図２に示す把持された生体音測定装置のヘッド部を一部破断した側面図である。 本発明に係る他の実施形態の生体音測定装置の側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

本発明に係る一実施形態の生体音測定装置は、ヘッド部を被検者の体表面（肌）に押し当てて被検者の呼吸音を測定するものである。喘息を患う者の呼吸音には喘鳴が含まれるため、生体音測定装置が測定した喘鳴音から被検者の容体を知ることができる。被検者の呼吸音を測定する際、生体音測定装置の利用者は、図１に示すように、生体音測定装置１を片手で把持して、被検者（図１では幼児）の体表面にヘッド部１ａを指で押し当てる。このとき、利用者は、被検者の動きに追従しながらヘッド部１ａの体表面への押し当て方を指で調整する。なお、ヘッド部１ａは、生体音測定装置１を把持する手とは別の手の指によって体表面に押し当てられても良い。

生体音測定装置１の大きさは、長手方向の長さが手の内側に収まると共に、幅及び厚みが大人の手で握ることができる程度の大きさに構成されている。図２は、本発明に係る一実施形態の生体音測定装置１の側面図である。図２に示すように、生体音測定装置１は、被検者の体表面Ｓに押し当てられるヘッド部１ａと、利用者によって片手で把持される本体部１ｂと、ヘッド部１ａと本体部１ｂとを接続する可撓性を有する接続部１ｃとを備える。ヘッド部１ａ、接続部１ｃ及び本体部１ｂの並びによって、生体音測定装置１の長手方向が構成される。また、本体部１ｂは、可撓性を有する接続部１ｃよりも高い剛性を有する。

以下、生体音測定装置１の各構成要素について説明する。

ヘッド部１ａは、被検者の呼吸音に含まれる喘鳴音を検出する検出部１ｓを備える。検出部１ｓは、被検者の体表面Ｓに押し当てられる受圧面４ｓを有する。受圧面４ｓは、生体音測定装置１の長手方向と略直交する一方向に若干突出するように設けられている。また、ヘッド部１ａは、受圧面４ｓとは反対側に、本体部１ｂを把持する利用者の手指にて接触可能な指置き部１ａｕを有する。

本体部１ｂは、内部に制御部６や電池７等の部品を有する。

可撓性を有する接続部１ｃは、シリコン等の弾性変形可能な材料によって中空筒状に形成されており、両端にはヘッド部及び本体部１ｂが接続されている。接続部１ｃ内の中空空間には、ヘッド部１ａの検出部１ｓと本体部１ｂ内の制御部６とを電気的に接続するフレキシブル基板等が通る。接続部１ｃは可撓性を有するため、図３に示すように、本体部１ｂを把持する利用者の手指がヘッド部１ａの指置き部１ａｕに添えられた状態で、利用者が当該手指を動かすことにより、本体部１ｂを支点として手のひら側にヘッド部１ａを動かすことができる。

次に、ヘッド部１ａの構成と接続部１ｃとの位置関係について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態の生体音測定装置１のヘッド部１ａを一部破断した側面図である。

ヘッド部１ａは、上述したように、被検者の体表面Ｓに押し当てられる受圧面４ｓを有した検出部１ｓを備える。検出部１ｓは、有底円筒状のハウジング３と、ハウジングカバー４と、マイクロフォン５とを有する。ハウジング３は、遮音性を高めるため、樹脂又は金属等の空気より音響インピーダンスが大きい材料によって形成される。ハウジング３に設けられた一方向への開口３ｈは、シリコン等の弾性材料によって形成されたハウジングカバー４によって覆われ、ハウジング３及びハウジングカバー４によって形成された閉空間ｓｐ内のハウジング３の底部３ｄにはマイクロフォン５が設けられる。検出部１ｓは、ハウジング３の開口３ｈの周辺を構成する壁部が、ヘッド部１ａの筐体の一部を構成する外枠部材９と嵌合することによって固定される。外枠部材９は剛体によって形成されている。

ハウジング３の開口３ｈに対応するハウジングカバー４の表面は、被検者の体表面Ｓに押し当てられる受圧面４ｓを構成する。受圧面４ｓが被検者の体表面Ｓに押し当てられると、被検者の呼吸に応じた振動音波がハウジングカバー４の受圧面４ｓを介して閉空間ｓｐに伝搬し、マイクロフォン５は、閉空間ｓｐに伝搬した振動音波を電気的音声信号に変換する。

図４に示すように、受圧面４ｓの中心を通り受圧面４ｓに直交する中心線ＣＬに沿った、受圧面４ｓとは反対側の面の外枠部材９には指置き部１ａｕが位置する。本実施形態では、生体音測定装置１の側面視における、中心線ＣＬから、接続部１ｃの本体部１ｂ側の縁端部１ｃｅを通る中心線ＣＬと平行な線ＣＬｐまでの距離ｄが１４．８ｍｍ以上に構成されている。距離ｄは、大人の手の第２指（人差し指）の近位関節ｎｊから遠位関節ｆｊまでの長さｄ１の「平均値−３σ」の値に基づく。なお、長さｄ１の平均値（μ）は１９．９ｍｍであり、長さｄ１の統計は「一般社団法人 人間生活工学研究センター」が提供する「日本人の手の寸法データベース2010（Human Hand Dimensions Data for Ergonomic Design 2010）」に基づく。

距離ｄが上記長さ（１４．８ｍｍ以上）に設定されているため、大人が片手で本体部１ｂを把持して、人差し指の腹をヘッド部１ａの指置き部１ａｕに添えた状態で、主に近位関節ｎｊが曲がるように人差し指を動かせば、本体部１ｂが支点となって接続部１ｃが弾性変形してヘッド部１ａが動き、ヘッド部１ａの受圧面４ｓの方向が変わる。また、受圧面４ｓの方向は、指置き部１ａｕに対する人差し指の動きとは直角な生体音測定装置１の幅方向（左右方向）への力の加え方によって、左右方向にも変えることができる。

なお、図２〜図４に示した例では、ヘッド部１ａに力が加わっていない状態において、ヘッド部１ａ、接続部１ｃ及び本体部１ｂが略一直線に並んで配置されているが、図５に示すように、接続部１ｃ及び本体部１ｂの長手方向に対してヘッド部１ａが指置き部１ａｕの方向に傾斜した構成であっても良い。図５に示した構成の生体音測定装置１０であっても、利用者は同様の使い方で呼吸音を正確に測定することができる。なお、図５に示す構成にあっては、受圧面４ｓの中心線ＣＬから接続部１ｃ側へ距離ｄだけ離れた位置を通る中心線ＣＬと平行な線ＣＬｐ上には、接続部１ｃの本体部１ｂに最も近い縁端部１ｃｅが位置する。

以上説明したように、本実施形態の生体音測定装置１には、ヘッド部１ａには指置き部１ａｕが設けられ、ヘッド部１ａと本体部１ｂとを接続する接続部１ｃは可撓性を有するため、生体音測定装置１の利用者が片手で本体部１ｂを把持し、指置き部１ａｕに指を添えた状態で被検者の呼吸音を測定する際、被検者が動いても指でヘッド部１ａの向き又は押し当て方を指で調整することができる。すなわち、利用者はヘッド部１ａの押し当て方を指で調整できるため、被検者の動きに容易に追従できる。その結果、一般の人が生体音測定装置１を操作しても、ヘッド部１ａの受圧面４ｓと被検体の体表面との間には隙間が生じることなく、呼吸音を高いＳＮ比で正確に測定できる。

また、生体音測定装置１の側面視における、受圧面４ｓの中心線ＣＬから、接続部１ｃの本体部１ｂ側の縁端部１ｃｅを通る中心線ＣＬと平行な線ＣＬｐまでの距離ｄが大人の手の人差し指の長さに応じたサイズ（１４．８ｍｍ以上）に設定されているため、大人が片手で本体部１ｂを把持して、人差し指の腹をヘッド部１ａの指置き部１ａｕに添えた状態であれば、人差し指を動かすことでヘッド部１ａの受圧面４ｓの向きを容易に調整できる。すなわち、ヘッド部１ａの人差し指での操作がし易い。

また、指置き部１ａｕを含むヘッド部１ａの筐体を構成する外枠部材９は剛体によって形成されているため、生体音測定装置１の利用者によって行われる指置き部１ａｕへの圧力がヘッド部１ａの受圧面４ｓに確実に伝わる。すなわち、生体音測定装置１の利用者は、指置き部１ａｕに対する操作によってヘッド部１ａの押し当てを確実に行うことができる。

また、本体部１ｂは、可撓性を有する接続部１ｃよりも高い剛性を有し、生体音測定装置１の利用者によって把持されるため、本体部１ｂは、ヘッド部１ａの操作によって接続部１ｃが弾性変形する際の支点として機能する。このため、ヘッド部１ａの操作に追従して接続部１ｃが柔軟に変形する操作性の高い生体音測定装置１を提供できる。なお、本体部１ｂは、全体が剛性の高い部材によって構成されている必要はない。つまり、本体部１ｂの表面は、利用者が把持した際の感覚を和らげるために弾性を有する部材によって覆われていても良い。

また、ヘッド部１ａの検出部１ｓを構成するハウジング３は比重が大きな金属によって形成されていることが望ましい。ハウジング３を金属によって形成すると、ヘッド部１ａの重量が増して、電池７が装着される本体部１ｂとの重量バランスが良好となり、利用者は生体音測定装置１をバランス良く手に取ることができる。また、金属によって形成されたハウジング３に囲まれる閉空間ｓｐ内の静音性を高めることができるため、マイクロフォン５のＳＮ比を上げることができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、指置き部１ａｕは、検出部１ｓ側に向かって凹む凹面部によって形成されていても良い。凹面部の凹曲形状は、指の腹の凸曲形状に対応する。指置き部１ａｕを凹状に形成することによって、指との接触面を大きくできると共に、指とヘッド部１ａとの一体感を向上できる。また、上記実施形態の生体音測定装置は、被検者の呼吸音を測定するものとして説明したが、被検者の心音等を測定するものとして用いられても良い。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

（１） 生体の体表面に接触して前記生体の生体音を検出する検出部と、前記体表面に接する前記検出部の受圧面とは反対側に位置する、手指にて接触可能な指置き部と、を有するヘッド部と、
利用者によって把持される本体部と、
前記ヘッド部と前記本体部とを接続する可撓性を有する接続部と、
を備える生体音測定装置。

（２） （１）に記載の生体音測定装置であって、
前記検出部の前記受圧面の中心を通り前記受圧面に直交する中心線から、前記接続部の前記本体部側の端縁部までの距離が１４．８ｍｍ以上に構成された生体音測定装置。

（３） （２）に記載の生体音測定装置であって、
前記距離は、前記生体音測定装置の側面視における、前記中心線から前記接続部の前記本体部に最も近い縁端部を通る前記中心線と平行な線までの距離である生体音測定装置。

（４） （１）〜（３）のいずれかに記載の生体音測定装置であって、
前記ヘッド部の、前記指置き部を含む前記検出部を囲む部材は剛体である生体音測定装置。

（５） （１）〜（４）のいずれかに記載の生体音測定装置であって、
前記本体部は、前記接続部よりも高い剛性を有する生体音測定装置。

（６） （１）〜（５）のいずれかに記載の生体音測定装置であって、
前記検出部を構成するハウジングは、空気より音響インピーダンスが大きい材料で形成されている生体音測定装置。

（７） （６）に記載の生体音測定装置であって、
前記ハウジングは金属である生体音測定装置。

（８） （１）〜（７）のいずれかに記載の生体音測定装置であって、
前記生体音は、前記生体の呼吸音に含まれる喘鳴音である生体音測定装置。

１，１０ 生体音測定装置
１ａ ヘッド部
１ａｕ 指置き部
１ｂ 本体部
１ｃ 接続部
１ｓ 検出部
３ ハウジング
３ｈ 開口
４ ハウジングカバー
５ マイクロフォン
９ 外枠部材
４ｓ 受圧面
ｓｐ 閉空間

Claims (8)

1. 生体の体表面に接触して前記生体の生体音を検出する検出部と、前記体表面に接する前記検出部の受圧面とは反対側に位置する、手指にて接触可能な指置き部と、を有するヘッド部と、
   利用者によって把持される本体部と、
   前記ヘッド部と前記本体部とを接続する可撓性を有する接続部と、
   を備え、
   前記指置き部が、前記検出部の前記受圧面の中心を通り前記受圧面に直交する中心線の通過する位置にある、
   生体音測定装置。
2. 請求項１に記載の生体音測定装置であって、
   前記中心線から、前記接続部の前記本体部側の端縁部までの距離が１４．８ｍｍ以上に構成された生体音測定装置。
3. 請求項２に記載の生体音測定装置であって、
   前記距離は、前記生体音測定装置の側面視における、前記中心線から前記接続部の前記本体部に最も近い縁端部を通る前記中心線と平行な線までの距離である生体音測定装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体音測定装置であって、
   前記ヘッド部の、前記指置き部を含む前記検出部を囲む部材は剛体である生体音測定装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体音測定装置であって、
   前記本体部は、前記接続部よりも高い剛性を有する生体音測定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体音測定装置であって、
   前記検出部を構成するハウジングは、空気より音響インピーダンスが大きい材料で形成されている生体音測定装置。
7. 請求項６に記載の生体音測定装置であって、
   前記ハウジングは金属である生体音測定装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の生体音測定装置であって、
   前記生体音は、前記生体の呼吸音に含まれる喘鳴音である生体音測定装置。

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