JPH01170445A - 変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、妊娠及び分娩時における胎児心拍数を子宮外
からモニターする分娩監視装置に使用される変換器に関
するものである。一般に、変換器のケーシングの下部に
は、幅の広いビーム特性（ｗｉｄｅ−ｂｅａｌＩ＋）を
備えた超音波の送信及び／又は受信を行なうように構成
された複数の圧電素子が設置される。

〔従来技術とその問題点〕

婦人科学的にも、産科学的にも、胎児の状態を知ろうと
するには、２つの医学的パラメータが重要になる。この
２つのパラメータとは、例えば、超音波ドツプラ信号等
によって測定される収縮から収縮に至る胎児の心拍数と
、子宮（または分娩）活動（ｕｔｅｒｕｓ　（ｏｒ　１
ａｂｏｕｒ）ａｃｔｉｖｉｔｙ）である。胎児の心拍数
（ＦＩＩＲ）と子宮活動（ＴＯＣＯ）を同時に査定する
ことによって、胎児の状態を正確に判定す　　　　〜る
ことか可能になる。両方のパラメータを測定し、記録す
るモニターは、分娩監視装置（ｃａｒｄ　ｉｏ　ｔｏｃ
ｏ−ｇｒａｐｈｓ）　（又はＣＴＧモニタ）と呼ばれて
いる。第２段階の分娩及び出産（ｓｅｃｏｎｄ−ｓｔａ
ｇｅ　１ａｂｏｕｒ　ａｎｄ　ｂ−ｉｒｔｈ）の際には
、胎児の心拍数は、胎児の児頭用電極（ｆｅｔａｌ　５
ｃａｌｐ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）で直接得ることが可能
になる。子宮活動は、子宮内圧力変換器で測定すること
ができる。両方の測定原理とも申し分のない信号が得ら
れるが、これらは膣内測定を必要とし、従って、妊娠時
のチエツクには適用できない。

出産前に適用する場合には、従って、妊娠中の女性の腹
部の外側に取り付けられる超音波（ＵＳ）変換器によっ
て、胎児の心拍数を求めることができる。（さらに、心
音測定等の外部から胎児の心拍数を求める方法もあるが
、超音波法が、最も一般的な方法である）。超音波信号
は圧電結晶で受信し、適正なフィルター処理が施される
。心拍数の信号は、極めて雑音の多い超音波ドツプラ受
信信号に含まれるので、超音波変換器は、胎児の心臓の
すぐ上、すなわち、腹部の下方左側部分に配置しなけれ
ばならない。

子宮の活動は、子宮底の外側、すなわち、腹部のほぼ中
央に取りつけられる子宮娩出力測定器（１−ｏｃｏｄｙ
ｎａｍｏｍｅｔｅｒ）　（及び°陣痛変換器（ｔａｃｏ
　ｔｒａｎｓｄｕｃ−ｅｒ）　）によって求められる。

該変換器は、テンション測定装置（ｔｅｎｓｔｉｏｎ−
ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｄｅｉｖｃｅ）で、最も一般的な
のは、１つまたはそれ以上の抵抗線ひずみゲージ（ｒｅ
ｓｉｓｔｉｖｅ　ｗｉｒｅ　５ｔｒａｉｎ（ｓ））であ
る。

実際にこうした変換器で測定することに関する理論は、
子宮の“硬さ“’　（ｈａｒｄｎｅｓｓ）に加え、子宮
の変形（また、時には呼吸）によっても、テンションに
影響を及ぼすことになるため、複雑ではあるが、それで
も、臨床的に適切な結果を得る。すなわち、収縮頻度（
ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）及び形
状を明らかにすることは可能である。

妊娠時及び出産の第１段階（ｆｉｒｓｔ　ｓｔａｇｅ　
ｏｆ　ｂｉ−ｒｔｈ）において臨床上のチエツクを行な
う場合、両方の外部（ＵＳ及びＴＯＣＯ）変換器とも、
腹部に取りつけねばならないが、上述のように位置は異
なる。

これらの変換器は、それぞれ、ゴム状のベルトで固定し
なければならない。このような方法では、時間及び材料
の浪費になり、かつ、妊娠中の女性にとっては不快でも
ある。

従って、変換器を組合せる試みがつい最近になって行な
われることになった。ご（初期の分娩監視装置は、可動
コイルの手段を用い、心音を通じて胎児の心拍数を測定
し、さらに、作動変圧器により位置が検出される可動ポ
ル）　（ｍｏｖａｂｌｅ　ｂｏｌｔ）によって子宮活動
を測定する変換器を有する。この結合された変換器は非
常に重く（およそ１．５キログラム）、取りつけが困難
であり、しかも、女性にとって不快なものであった。さ
らに、心音測定では、信頼できる信号が得られなかった
。とりわけ、変換器を最適位置に取りつけることができ
ない。これは、心拍数測定にとって最適の位置と、子宮
活動測定にとって最適の位置の中間位置に設置しなけれ
ばならなかった。そのため、胎児の心拍数信号は不安定
であった。加えて、女性によっては、可動ボルトによっ
て生じる血腫について不平をもらす場合もあった。

従って、上述のように、胎児の心拍数と子宮活動に対し
別個の変換器が再度用いられるようになった。

〔発明の目的］ 本発明の目的は、従来の問題点を解消し、胎児の心拍数
と子宮活動の測定手段の両方がハウジング内に結合され
る変換器を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の一実施例では、妊娠時及び分娩時に、胎児の心
拍数を子宮外からモニタするための変換器であり、変換
器ケーシングの下方部は、幅の広いビームの特性を備え
た超音波の送信及び／または受信を行うために構成され
た複数個の圧電結晶を備える。本願発明は、加えて変換
器のケーシングに支持された、子宮活動を測定するため
のテンション測定手段も備える。テンション測定手段は
、可動ベース・プレートに接続されており；さらに、可
動ベース・プレートは、少なくとも１個の圧電結晶を備
える。

従来の超音波変換器では、超音波信号に含まれた他のノ
イズに遮蔽されずに、有意の心拍数が得られるようにす
るため、超音波ビームは比較的小さい直径を有していた
。（約３ＣＴｌ）これら超音波変換器は、超音波ビーム
が心臓に当るように、胎児の心臓の真上に取付けられな
ければならなかった。

数年前から、幅の広いビームの超音波変換器が利用され
ている。これらの変換器が放射する超音波ビームは、４
ｃｍ又はそれ以上の直径（典型的には６ｃｍ）を有し、
従って、より簡単に用いることができる。受信超音波は
、自動相関フィルタによってフィルタ処理が施されるた
め、信頼性の高い胎児の心拍数を得ることが可能になる
。

本発明は、特に胎児の心臓に正確にフォーカスされてい
なくとも、このような幅の広いビームの超音波変換器等
を用いることができるという研究成果に基づくものであ
る。従って、本発明に係る変換器を腹部に最適位置から
多少ずれて取付けることが可能である。変換器が、胎児
の心拍数検知（ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）に最適な位置
と陣痛検知に最適の位置（子宮底）の間に配置される場
合、陣痛検知手段も一体化することができる単一の変換
器によって、両方のパラメータを測定することを可能に
する。これは、本発明によって達成される。

本発明の一実施例では、テンション測定手段は変換器の
ハウジング内に一体化され、可動ベース・プレートと接
続する。このベース・プレートは、変換器ハウジングの
下方部に配置され、°“機械的受信９ｇ　（ｍｅｃｈａ
ｎｉｃａｌ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ）”の働きをする。

ベース・プレート上に印加された力はテンション測定手
段へ伝達される。

このように１つのケーシング内で超音波手段とテンショ
ン測定手段の結合は、超音波信号の質がテンション測定
手段によって損われない場合に限り、可能となる。満足
のゆく超音波ビームを得るため、少な（とも１個の圧電
結晶を変換器の中央に配置させることは必須である。他
方、可動ベース・プレートは、変換器の中心位置に配置
される。

本発明の重要な研究成果の一つには、予測に反して、可
動ベース・プレートによって支持される圧電結晶（超音
波の送信及び／または受信を行う）は、発生した超音波
の場や、受信超音波信号に対するネガティブな影響（ｎ
ｅｇａｔｉｖｅ　ｉｍｐａｃｔ）を有しないということ
である。超音波の場は、圧電結晶カサらにベース・プレ
ートではなく、変換器のハウジングに固定されたとして
も、ベース・プレートで移動可能で支持された圧電結晶
によって変形する（ｄｅｆｏｒｍｅｄ）ことは極めてま
れである。他方、変換器がベース・プレートに固定され
た圧電結晶からのみ構成されたとしても、ベース・プレ
ートの動きは、受信超音波信号及び胎児の心拍数信号に
悪影響を与えることはない。

従って、軽量で扱い易いだけでなく、高品質の信号が得
られる。本願発明に係る変換器は、簡単に製造すること
ができ、患者にとって快適でもある。

上述したように、圧電結晶はベース・プレートのみ、ま
たは加えて、変換器ケーシングの下方部の残りの部分に
備えられる。もちろん、送信用圧電結晶と受信用圧電結
晶を用いることもできるし、あるいは、両方の動作モー
ドが可能な圧電結晶を用いてもよい。

変換器の応用（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎ）を容易にするため、ベース・プレートは、前
記変換器ケーシングの外側輪郭の一部として設置するこ
とが好ましい。スタンドでベース・プレートと接続する
ガイド・プレートが、ベース・プレートの動きをガイド
する；８亥ガイド・プレートトはテンション測定手段と
接続する。ベース・プレートのエツジが変換器ケーシン
グと移動可能な状態で接続されていることが有益である
。特に、この移動可能な接続は、変換器ケーシングの下
方部とベース・プレート間にまたがる（ｓｐａｎｎｅｄ
　ｏｖｅｒ）エラストマ・フィルムにより得られる。こ
のようなフィルムはベース・プレートの移動及びガイド
が容易となることを確実にし、超音波接触ゲルによる等
のよごれから変換器の内側キャビティを防ぐ。

本発明の好適な実施例では、ベース・プレート及びまた
は変換器ケーシングの隣接部品は、これらの底部で湾曲
する。このような設計は、超音波ビームの間に角度を増
加させ、よって、妊娠中の女性の腹部に取りつけられた
変換器が、その最適位置から多少ずれたとしても、胎児
の心臓はこのビームの範囲内に置かれることとなる。

テンション測定手段として、例えば、抵抗線ひずみゲー
ジのブリッジ回路、圧電抵抗半導体（ｐｉｅ−ｚｏ　ｒ
ｅｓｉｓｔｉｖｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）又は
これらに類似たものを用いることが可能である。

本願発明では、圧電結晶がベース・プレートの中心に配
置され、また、ベース・プレート上に位置し、６個の均
等に間隔をおいて配置された圧電結晶からなる円で包囲
される場合、本発明の変換器の手段によって均質な超音
波の場が形成されることが明らかとなる。ベース・プレ
ートを包囲する変換器ケーシングの外側のリング上に、
他の均等に間隔をおいた６個の圧電結晶が設置されるが
、ベース・プレート上の圧電結晶で形成されたリングに
対し、３０°の回転角度を備える。

〔発明の実施例〕 第１図に本発明の一実施例である変換器を示す。

変換器ケーシングは、１でその輪郭が描かれている。変
換器は、ケーブル２を介してモニタに接続される。

変換器ケーシング１はカバー３と下方部４から構成され
る。カバー３は抵抗線ひずみゲージ素子５を備える；こ
の素子は、ブリッジ回路をなすように接続された４つの
抵抗線ひずみゲージから構成され、機械的動き（ｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ　ｍｏｔｉｏｎ）を測定する。ねじ６は
抵抗線ひずみゲージ素子５を、スタッド９ａ、９ｂでベ
ース・プレート８に接続するガイド・プレート７と接続
させる。

ベースプレート８は、圧電結晶１０ａ、１０ｂ、１０ｃ
を具備する。他の圧電結晶１１ａ　、ｌｌｂは、変換器
ケーシングの下方部４の一部をなすリング１２で備えら
れる。これら圧電結晶は、超音波の送受信素子の働きを
する。

第１図に示すように、ベース・プレート８の底面部と圧
電結晶を備える下方部４のリング１２は、湾曲した表面
を有する。湾曲表面は、エラストマ・フィルム１３で覆
われており、これによって、機械的安定性を確保し、リ
ング１２とベース・プレート８の間のギャップ１４をも
覆う。従って、底面部に備えられた超音波接触ゲル（ｕ
ｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｃｏｎｔａｃ−ｔ　ｇｅｌ）がギ
ャップ１４内に入り込むことはなくなる。

変換器ケーシングｌの底面部は、第４図で以下に説明す
るように、患者（妊娠中の女性）の腹部の胎児の心拍数
測定に最適な位置と陣痛測定に最適な位置の間にあたる
位置に取りつけられ、湾曲した表面は、皮膚への良好な
接触を保証する。ベース・プレート８は、腹部の機械的
働きを感知し、ガイド・プレート７を介して抵抗線ひず
みゲージ素子に伝送し、子宮活動の表示を与える。圧電
結晶１０ａから１０ｃ及びｌｌａ　、ｌｌｂは、幅の広
いビームの超音波の場を設定し、反射した超音波は、自
動相関フィルタの手段によって胎児の心拍数を沢定する
ために用いられる。圧電結晶によって発生される超音波
の場は、ベース・プレート８が移動していても、かなり
均質である。

第１図は、幾かの圧電結晶の断面しか示されていない。

圧電結晶の完全な配置については、第２図に示されてい
る。ベース・プレート８は、中央の圧電結晶１０ｂと、
均質に間隔をあけて配置された６つの圧電結晶１０ａ及
び１０ｃからＬｏｇを備えている。外側のリング１２に
もまた内側の輪（ベース・プレート８）に対し約３０°
回転させた、均等に間隔をあけ配置された圧電結晶１１
ａからｌｌｆのリングを備える。

第３図は、第２図の■−■断面図が示されている。図示
するように、ベース・プレート８はシフトされた位置と
なる。

第４図は、患者列体１５の腹部上における本実施例の変
換器の位置を示すものである。個別の超音波変換器の最
適の位置が１６で示され、陣痛変換器の最適の位置が１
７で表わされている。本実施例では、１８で示すように
上記に対して中間位置に取りつけられるが、受信信号に
思わしくない影響が生じることはない。この変換器は、
ゴム・ベルト１９で固定される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、軽量で取扱い易い変
換器を得る。さらに、本発明の変換器を用いることによ
って、胎児心拍数及び子宮活動の変換器位置を変えるこ
となく同時に監視することができる。また、幅の広いビ
ーム特性の超音波を利用することにより高精度なドツプ
ラ心拍信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である変換器の断面図。第
２図は第１図の底面図。第３図は第２図の■−■断面図
。第４図は変換器の取り付は位置を示す患者身体の概略
図。 １：変換器ケーシング、２：ケーブル、３：カバー、５
：抵抗線ひずみゲージ素子、６：ねじ、７：ガイド・プ
レート、 ８：ベース・プレート、９ａ、９ｂ：スタンド、１０ａ
、　１０ｂ、１０ｃ、　１０ｄ、　ｆｏｅ、　１０ｆ、
１０ｇ、　ｌｌａ、ｌｌｂ、１１ｃ、　ｌｌｄ、ｌｉｅ
　、　ｌｌｆ：圧電結晶、１２：　　リング、１３：エ
ラストア・フィルム、１４：ギャップ、１５：患者身体
、１９：　ゴム・ベルト。 Ｆｉｇ、　ｋ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）変換器ケーシングとその下方部に幅の広いビーム
   特性を有する超音波の送信及び／または受信を行う複数
   個の圧電結晶を備え、テンション測定手段と少なくとも
   １個の前記圧電結晶を備える可動のベース・プレートと
   前記テンション測定手段は前記ベース・プレートを接続
   することから成る変換器。
2. （２）請求項第１項記載の変換器において、前記ベース
   ・プレートは前記変換器ケージングの外側輪郭の一部を
   構成することを特徴とする。
3. （３）請求項第１又は第２項記載の変換器において、前
   記テンション測定手段は少なくとも１個の抵抗線ひずみ
   ゲージから成ることを特徴とする。