JPH02268746A - 超音波ドプラ法トランスジューサの感度特性調節方法及び感度特性調節可能なトランスジューサ又は胎児監視装置 - 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】 （１）産業上の利用分野 本発明は、超音波ドプラ法により胎児心拍信号を採取す
るトランスジューサ又は胎児監視装置に関する。

（２）従来の技術 超音波の技術分野に於て超音波ビーム或は単にビームと
は一数的Ｃ二は送信超音波束を意味し、関連したそのビ
ームの特性を表す用語として音圧分布及びこれから定め
られビームの送信方向を示すビーム軸、ビームの広がり
を示すビーム径或はビームの太さなどがある１本国に於
ては感度ビームなる用語を用い、超音波ドプラ法による
胎児心拍動検出感度の等感度面によって超音波トランス
ジューサ表面に形成される山を念味するものとする。

またその感度ビームの感度レベル、寸法、形状等を総括
して感度特性ということにする。

第１図により超音波ドプラ法による胎児心拍信号採取に
ついて説明すると、胎児監視装置！１３の超音波ドプラ
法による胎児心拍信号採取用のトランスジューサ１は、
胎児心拍が良好に採取できるような母体層５！１２上の
位置に超音波ゼリー等を介して装着し使用される。妊娠
初期では胎児が小さいので、胎児心拍信号の信号採取可
能部位９も信号採取最適部位１０（例えば胎児心ｖａ）
も小さくまた検出信号のレベルも小さいために、狭い領
域に対して高感度、すなわち高い感度レベルの等感度面
が鋭い山を形成している（細い感度ビーム、感度ビーム
径が小さいなどと表現する）ことが望ましい、妊娠中期
〜後期〜分娩期では信号採取可能部位９が大きく検出信
号レベルも大であり、低感度１／ベルの等感度面が広い
領域を含んでいる（太い感度ビーム、感度ビーム径が大
きいなどと表現する）状態が望ましい、これは後期では
カバーｗＲ囲を大きくとれる太い感度ビームのほうが使
用し易い等の理由によるものである。

上記のようなことから一般的に妊娠初期〜中期では比較
的細い感度ビームｌｌａを使用し、妊娠中期〜後期〜分
娩期では比較的太い感度ビーム１１ｂを使用するように
使い分けられていることが多い、ところが従来のトラン
スジューサ１の感度ビーム１１は細いものから太いもの
まで多種に及んではいたが、一定の感度特性に固定され
て使用されているものだけであり、感度特性を変更する
ような方法は知られておらず、当然かかる方法を利用し
た装置も従来はなかった。

（３）発明が解決しようとする課題 従来の装置では、トランスジューサの動作条件は一定で
あるから、トランスジューサと感度特性すなわちビーム
径とは１：１に対応していた。従ってトランスジューサ
を兼用しようとして、妊娠中期以降用の比較的大きい感
度ビーム径を持つトランスジューサ１を妊娠初期の妊婦
に使用しようとしても、十分な胎児心拍信号の検出感度
がないから、これを使用することができない。また、妊
娠初期の妊婦に使用するトランスジューサ１をそのまま
妊娠中期以降の妊婦監視に使用すると、信号採取可能部
位９中の信号採取最適部位１０を見つけることは第２図
のようにトランスジューサ１を移動させることによって
比較的簡単に達成できるのでトランスジューサ１を腹壁
１２の最適装着部位に容易に装着することはできるので
あるが。

感度ビーム１１か細いために信号採取可能部位９が第３
図のように僅かでも移動してしまうと信号採取可能部位
９がこれから外れて胎児元・拍信号が採取不能となる問
題があった。トランスジューサの共通使■についてはこ
のような不都合があるために妊娠初期用のトランスジュ
ーサと妊娠中期以降用のトランスジューサとを兼用する
ことは実際上あまり行われず、トランスジューサを交換
して使用するか、或は別の装置を使用するかになり、ト
ランスジューサを共通して使用できないという不便な問
題があった。

更に、妊娠中期以降用の感度ビーム径の太きいトランス
ジューサの使用にあたっての問題もあった。すなわちこ
のようなトランスジューサ１では信号採取可能部位９を
超音波感度ビーム内に入れることは第４−１図のごとく
容易ではあるが、第４−２図のように信号採取最適部位
１０が感度ビーム１１から少々外れていても割合良好に
胎児心拍信号が採取できる。このためにかかる状態でト
ランスシュ７−サ１が装着されていても装着施術者には
判らず、第４−３図のように感度ビームから外方向への
僅かな胎児移動により信号採取可能部位９が感度ビーム
１１から外れ、胎児心拍信号採取不能となる状態がしば
しば発生するという間Ｊもあった。

上述中の信号採取可能部位９の移動は子宮羊水内での胎
児の運動や分娩時の胎児下降などでしばしば生ずる事態
であって、胎児心拍イご号採取不能となる原因である。

また、トランスジューサ１を装着した母体の体向変更や
、陣痛発生あるいは胎児下降などに伴うトランスジュー
サ１の装着状態変化も起こり、これらも母体内胎児への
感度ビーム紬の相対的変化を生ずるために、心拍信号採
取不能の原因となっている。しかしながら上記の各原因
は除去不能の問題であってこれを回避する手段は存在せ
ず、採取不能となった場合には装着部位を設定し直すの
みであった。

（４）課題を解決するための手段 本発明は、これら従来の方法及び装置の問題点、を除去
するため、感度特性を調節する方法及び感度特性を調節
可能なトランスジューサ又は胎児監視装置を提供して従
来の問題点を解消しようとするものである。

すなわち本発明では、９Ｊ１の発明として、胎児の心拍
信号を超音波ドプラ法により採取するにあたり、トラン
スジューサの感度特性を調節する方法を提供する。具体
的に述べれば、複数の素子群に群別された電気−音響変
換素子をトランスジューサに具備させるとともに、該電
気−音響変換素子の作動状態を前記素子群を単位として
調節する調節手段をトランスジューサ又は胎児監視装置
に具備させ、前記作動状態を前記調節手段によって調節
することにより前記トランスジューサの感度特性を調節
する感度特性の調節方法である。

そして第２の発明として、複数の素子群に群別された電
気−音響変換素子と、該電気−音響変換素子の作動状態
を前記素子群を単位として調節する調節手段とを具備し
、前記作動状態を該調節手段によって調節することによ
りその感度特性を調節可能なトランスジューサを提供す
るものである。

また第３の発明として、複数の素子群に群別された電気
−音響変換素子を備えたトランスジューサと、該電気−
音響変換素子の作動状態を前記素子群を単位として調節
する調節手段とを具備し、該作動状態を前記調節手段に
よって調節することにより前記トランスジューサの感度
特性を調節可能な胎児監視装置を提供するものである。

（５）発明のｖ４戊及び作用 本発明に使用する超音波ドプラ法により胎児心拍信号を
採取するためのトランスジューサは、複数の素子群に群
別された電気−音響変換素子を具備していることが必要
である。第６図に一例な示せば、複数の素子群としてＡ
、Ｂ、Ｃ素子群を作り、Ａ素子群はＡ１、Ａ２．・・・
ＡＬの素子１４ａで構成し、同様にＢ素子群はＢ１．Ｂ
２、・・・Ｂ、の素子１４ｂ、Ｃ素子群はＣ１、Ｃ２、
・・・ＣＮの素子１４Ｃで構成する。Ｌ、Ｍ、Ｎは１で
あってもよい。

感度特性は、この素子群を単位として作動状態を調節す
ることにより変化させ調節することができる。具体的に
は各素子群について、送信・受信・休止の切替１作動電
圧等の調節・選択、接続回路の切替等を行うことにより
各素子群の作動状態は変化し、これに伴い感度特性が変
化するからこれを調節することができる。従ってこのよ
うな切替、調節１選択等の機能を持つ部材、例えば切替
スイッチ、可変抵抗器等をトランスジューサ１又は胎児
監視装置１３本体等に設け、これを操作することにより
本願の目的とする感度特性の調節を実現することができ
る。

すなわちこれらの各素子群を構成する各素子は。

超音波ドプラ法により胎児心拍信号を採取するにあたり
、超音波の放射又は受渡或はその両方に機能するための
素子としてトランスジューサ内に配列されているが、各
素子の寸法、形状、配置位置、方向、特性等は固定的な
ものであり、これによりトランスジューサの基本的特性
が定まる。そしてこのトランスジューサに電気回路を接
続しこれにより駆動され作動させたとき、！気回路の特
性を含む使用条件とトランスジューサ基本的の特性との
組合せから、超音波ドプラ法による胎児心拍信号検出の
感度分布等の諸特性すなわち感度特性が定まってくるも
のである。

従って、トランスジューサの基本的特性を定める前記諸
因子或はその使用条件が異なれば、異なった別の感度特
性が得られることになる。従来は、このようなトランス
ジューサ特性と使用条件がそれぞれ１：１の対応関係に
固定されたものしかなかったので、一つのトランスジュ
ーサに対し、つの固定された感度特性しか得ることがで
きなかったものである。

本発明では上述のように感度特性を調節可能としたから
、妊娠初期と妊娠後期といった異なる妊短期の患者に対
応する場合でも、トランスジューサ１又は装置を交換す
る必要はなく、従来の交換使用する不便な問題点が解消
できる０本発明によれば、妊娠初期〜中期では細い感度
ビームを選択利用して高感度の診断監視等が行えるし、
また妊娠中期以降の監視使用にあたっては、母体Ｍ壁１
２上でトランスジューサ１の装着部位を設定するときに
は細い感度ビームを利用して信号採取最適部位１０にビ
ーム軸を合わせて設定し、設定後の監視状態では太い感
度ビームに調節することにより安定して胎児心拍信号が
得られるようにすることができる。

（５）実施例 第１図は本発明の一実施例であって、以下図面によって
詳細に説明する。この実施例の胎児監視装Ｂ！１３は第
１図に示すように、トランスジューサ１．感度特性切替
器２．超音波送受信回路３゜ドプラ信号を取り出す検波
増幅回路４、ドプラ信号を可聴音に、変換する音声回路
５．検波レベルを表示するレベルメータ６、ドプラ信号
から心拍数を演算する演算部７、心拍数を表示・記録す
る表示・記録部８より構成されている。

これらの動作を説明すると、トランスジューサ１からの
信号は感度特性切替器２を介して超音波送受信回路３に
入力されており、超音波送受信回路３の出力信号は検波
増幅回路４を経て音声回路５にて可聴信号又はレベルメ
ータ６によって可視信号となる。検波増幅回路４の出力
信号である超音波ドプラ信号は演算部７にも供給され、
これにより胎児心拍数が演算されて表示・１ｉ！録部８
でその表示及び記録が行われる。

トランスジューサ１はＩ！６図に示した複数の素子群、
Ａ、Ｂ、Ｃ素子群を具備しており、感度特性切替器２を
高感度に設定するとＡ、Ｂ、Ｃ素子群がそれぞれ送受信
動作して細い感度ビームが形成され、中感度にすれば電
気−音響変換素子の駆動電圧低下とともにＢ素子群が休
止して中程度の感度ビームが形成され、低感度に設定す
ればＡ素子群は送信、Ｃ素子群は受信動作して太い低感
度の感度ビームが形成されるように構成しである。

感度特性切替器２は、この場合トランスジューサ１に設
けであるが、胎児監視装置１３本体側に設けても良く、
また双方に分割配置しても良い。

胎児監視装！１３を動作させると、感度特性切替器２の
設定に従いＡ、Ｂ、Ｃ素子群は超音波送受信回路３によ
り駆動されて動作し、トランスジューサ１は所定の感度
ビームを形成する超音波を送受して、胎児からの情報を
電気信号として超音波送受信回路３に供給する。超音波
送受信回路３の出力信号は検波増幅回路４で検波増幅さ
れドプラ信号となり、音声回路５、レベルメータ６及び
演算部７に供給されて、それぞれ可聴信号、可視信号と
して出力され又は演算処理後胎児心拍数として表示・記
録部８で表示及び記録がされる。レベルメータ６は、検
出した胎児心拍信号のレベルを表示するものとして付加
されているものである。

′Ａ際の使用にあたっては、妊娠初期では感度特性切替
器２の設定を高感度或は適宜に中感度にして高感度又は
中感度の感度特性で使用すれば良い。

妊娠中期〜後期〜分娩期では信号採取可能部位９中の信
号採取最適部位１０を見つけるために、感度特性切替器
２の設定を高感度或は適宜に中感度にし、レベルメータ
６のレベルを確認しながら信号採取最適部位１０を探し
てトランスジューサ１を腹壁１２の最適装着部位に装着
する０次いで感度特性切替器２により感度ビームを太く
することにより胎児心拍信号が安定して得られる状態と
なる。

このように構成しであるから効果として、信号採取最適
部位１０をトランスジューサ１のビーム軸に容易に位置
させることができる。従って胎児の移動により図５−１
のように信号採取最適部位１０とビーム軸とが多少ずれ
たとしても図５−２のようにビーム１１は信号採取可能
部位を含んでいるから安定した心拍数を表示或は記録さ
せることができる。

（５）効果 以上説明したように本発明ではトランスジューサの感度
特性を調節することが出来るから、１個のトランスジュ
ーサを妊娠初期から分娩後期までに渡り交換の必要がな
く使用することができる。

また分娩後期に使用する場合でも、細い感度ビームによ
り信号採取最適部位を的確に見つけだしてトランスジュ
ーサを装着し、次に太い感度ビームに詞節し胎児心拍信
号を採取することができるから、羊水中の胎児の体位・
体向等による移動、或は分娩時に於ける胎児の下降移動
等があっても。

胎児心拍信号採取部位を安定に得られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

Ｉ！１図は本発明を説明するための図面、第２図から１
１５図はトランスジューサの動作状態を説明するための
図面％Ｗ６図はトランスジューサ内の電気−音響変換素
子の配列を説明するための図面である。 １・・・・・・トランスジューサ、２・・・・・・感度
特性切替器、３・・・・・・超音波送受信回路、４・・
・・・・検波増幅回路、５・・・・・・音声回路、６・
・・・・・レベルメータ、７・・・・・・演１部、８・
・・・・・表示・記録部。 ９・・・・・・信号採取可能部位、１０・・・・・・信
号採取最適部位、 ・・・・・・ビーム、 ・・・・・・腹壁。 ・・・・・・胎児監視装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の素子群に群別された電気−音響変換素子を
   トランスジューサに具備させるとともに、該電気−音響
   変換素子の作動状態を前記素子群を単位として調節する
   調節手段をトランスジューサ又は胎児監視装置に具備さ
   せ、前記作動状態を前記調節手段によって調節すること
   により前記トランスジューサの感度特性を調節する感度
   特性の調節方法。
2. （２）複数の素子群に群別された電気−音響変換素子と
   、該電気−音響変換素子の作動状態を前記素子群を単位
   として調節する調節手段とを具備し、前記作動状態を該
   調節手段によって調節することによりその感度特性を調
   節可能なトランスジューサ。
3. （３）複数の素子群に群別された電気−音響変換素子を
   備えたトランスジューサと、該電気−音響変換素子の作
   動状態を前記素子群を単位として調節する調節手段とを
   具備し、該作動状態を前記調節手段によって調節するこ
   とにより前記トランスジューサの感度特性を調節可能な
   胎児監視装置。