JPH0249640A - 脂肪厚み測定センサ - Google Patents

脂肪厚み測定センサ

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Publication number
JPH0249640A
JPH0249640A JP20141488A JP20141488A JPH0249640A JP H0249640 A JPH0249640 A JP H0249640A JP 20141488 A JP20141488 A JP 20141488A JP 20141488 A JP20141488 A JP 20141488A JP H0249640 A JPH0249640 A JP H0249640A
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JP
Japan
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piezoelectric ceramic
fat
thickness
acoustic
ceramic plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP20141488A
Other languages
English (en)
Inventor
Shiro Makino
牧野 士朗
Jiyun Kubota
純 多保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPH0249640A publication Critical patent/JPH0249640A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4869Determining body composition
    • A61B5/4872Body fat

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電セラミック板を利用した脂肪層の厚みを
測定するためのセンサに関し、特に測定範囲が拡大され
た構造を備えるものに関する。
〔従来の技術〕
超音波を利用した脂肪厚み測定センサは、数MHzの超
音波を体内に向けて発射し、脂肪層と筋肉層とにおける
音響インピーダンスの差に基づく反射波を検出し、検出
までの時間間隔tから脂肪層の厚みiを、式;1−t−
Vy(但し、■、は脂肪層における音速を示し、既知の
値である。)で検出するものである。
第2図は、脂肪厚みセンサの従来例を示す断面図である
。脂肪厚みセンサ1は、超音波を発生するために、厚み
縦振動または径方向振動により振動される圧電セラミッ
ク板2を利用して構成されている。圧電セラミック板2
の前方面には、音響整合層3が貼付けられている。音響
整合層3は、圧電セラミック板2と生体との間の音響イ
ンピーダンスの整合を図るために設けられている。
また、圧電セラミック板2の後方には音響負荷材4が配
置されている。音響負荷材4は、圧電セラミック板2の
後方側からの振動の伝播による測定誤差の発生を防止す
るために設けられている。
測定に際しては、音響整合層3の前方面が体表面に当接
され、圧電セラミック板2から発射された超音波を体表
面から体内に進行させる。そして、脂肪層と筋肉層との
間の境界で反射された反射波が、圧電セラミック板2に
より検出され、検出までの時間間隔tから、上記のよう
にして脂肪層の厚みが測定される。
〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかしながら、
第2図に示した従来の脂肪厚み測定センサ1では、広範
な厚みの脂肪層を測定することが不可能であるという問
題があった。
すなわち、圧電セラミック板2の使用周波数は単一の周
波数である。従って、通常の厚みの脂肪層を計測するこ
とが可能であったとしても、脂肪層の厚みが極端に厚い
場合には、脂肪層中での超音波の減衰が大きくなり、反
射波が検出不可能となるほど小さくなる。
このような超音波の減衰を小さくするには、使用する周
波数を低めればよい、しかしながら、使用周波数を低下
させた場合には、圧電セラミック板2に特有の残響が大
きくなり、反射波が比較的短い時間間隔で戻ってきた場
合には、反射波が残響に埋もれてしまう、従って、逆に
、比較的薄い脂肪を測定することができなくなる。
上記のように、第2図の脂肪厚み測定センサ1では、測
定範囲が、圧電セラミック板2の共振周波数によって定
められる狭い範囲に限定されていた。従って、極端に厚
い脂肪や薄い脂肪層を有する人の脂肪層の厚みの測定に
際しては、共振周波数の異なる圧電セラミック板を用い
た複数個の脂肪厚み測定センサを用意し、通常の脂肪厚
み測定センサで測定が不可能な場合、別体の該脂肪厚み
測定センサに交換し、測定をしな・ければならなかった
よって、本発明の目的は、広範な厚みの脂肪層を測定し
得る構造を備えた脂肪厚み測定センサを提供することに
ある。
〔技術的課題を解決するための手段〕
本発明の脂肪厚み測定センサは、共振周波数の異なる複
数の圧電セラミック板と、この圧電セラミック坂の各共
振周波数における波長の1/4の奇数倍の厚みを有し、
かつ圧電セラミック板の前方に配置された音響整合層と
、この各音響整合層の前方面が同一平面となるように、
音響整合層の厚みの差に応じた1以上の段差を有し、か
つ段差により隔てられた前方面の各部分に上記圧電セラ
ミック板が貼付けられた音響負荷材とを備えることを特
徴とする。
(作用〕 共振周波数の異なる複数の圧電セラミック板が単一の脂
肪厚み測定センサに一体化されて配置されている。従っ
て、各圧電セラミック板により、種々の厚みの脂肪層を
測定することが可能となる。
各圧電セラミック板の前方の音響整合層は、共振周波数
における波長の1/4の奇数倍となるように設定されて
いるので、個々の圧電セラミック板の各共振周波数にお
いて最適な音響整合層が構成されている。
また、各音響整合層の前方面が同一平面となるように、
音響負荷材に段差が設けられているので、脂肪厚み測定
センサの前方面、すなわち音響整合層の前方面を体表面
に当接させた状態で、使用目的に合わせて圧電セラミッ
ク板を簡単に選択することが可能とされている。
〔実施例の説明] 第1図は、本発明の一実施例の断面図である。
脂肪厚み測定センサ10は、2枚の圧電セラミック板1
1.12を用いて構成されている。圧電セラミック板1
1.12としては、共振周波数が異なるものが用いられ
ている。
各圧電セラミックス板11.12の前方には、音響整合
N13.14が配置されている。なお、音響整合層13
.14は、実際には、後述する音響負荷材15に圧電セ
ラミック板11.12を貼付けた後に圧電セラミック板
11.12の前方に貼付けられるものであるため、一体
内に構成されている。この音響整合11513.14は
、生体との間での音響インピーダンスを整合させるため
に設けられているものである。
本実施例では、各音響整合層13.14の厚みf、、L
は、1/4波長整合を取るために、21− (V/4 
fl )、fl −(V/4 ft ) 、!:すれて
いる。なお、■は音響整合層における音速を示し、fl
、ftは、それぞれ、圧電セラミック板11.12の共
振周波数を示す0本実施例では、各圧電セラミック板1
1.12における脂肪厚みの測定に際し、それぞれの共
振周波数ft、fzにおいて音響整合層13.14の厚
みを最適化するために、上述のような厚みの音響整合j
113゜14が構成されている。
さらに、音響整合層13.14の前方面を同一平面とす
るために、音響負荷材15には段差15aが形成されて
いる。すなわち、段差15aは、j!s −C−11*
   Lx +t+  (t+ 、ttは、それぞれ、
圧電セラミック板11.12の厚みを示す)の高さとさ
れており、段差15aで隔てられた音響負荷材15の前
方面の各部分15b、15C上に圧電セラミック板11
.12が貼付けられている。従って、音響整合層13.
14の前方面が同一平面とされた状態を維持しつつ、各
音響整合層13.14の厚みが174波長整合に最適な
厚みとされている。
よって、測定に際しては、脂肪厚み測定センサ10を生
体面に当接させた状態のまま、圧電セラミック板11.
12の何れかを選択することにより、広範囲の厚みの脂
肪を測定することができる。
例えば、圧電セラミック板11の共振周波数f1が、圧
電セラミック板12の共振周波数ftよりも低い場合に
、両圧電セラミック板11.12は、以下のように使い
分けられる。
低周波側の圧電セラミック板11では、残響が大きいの
で、脂肪層が薄い場合には、信号が残響の中で埋もれて
しまう。しかし、超音波の減衰が小さいため、厚い脂肪
を測定することができる。
これに対して、高周波側の圧電セラミック板12につい
ては、超音波の減衰が大きいため、厚い脂肪層を測定す
ることはできないが、逆に残響が小さいため薄い脂肪層
を測定することができる。
よって、このような両圧電セラミック板による測定範囲
を考慮して、両者の何れかを選択すればよい。
第1図実施例の脂肪厚みセンサを製作したところ、第1
の圧電セラミック板11として共振周波数2.4MHz
のもの、第2の圧電セラミック板12として5MHzの
ものを用いたところ、それぞれの脂肪層の測定可能範囲
は、121m〜60謹、4m〜15簡であった。よって
、12〜15閣程度の厚みの脂肪層を境として、両圧電
セラミック板を選択して使用することにより、広範囲の
厚みの脂肪層を正確に測定し得ることがわかる。
なお、脂肪層の最大測定可能厚みについては、式;P−
P、8−”で表される。
式中、Pは生体面からの距離Xにおける音圧、Poは距
離ゼロすなわち生体面における音圧、αは減衰係数を示
す、また、αxwAf”の関係がある(Aは定数、fは
共振周波数を示す)。
従って、周波数f、の時の測定可能距離x1は、Xt 
= (1/Ax f、’ )j!n (P/Pa )で
表され、周波数f、の時の測定可能距離X□は、Xt−
(1/Ax ft ” )In (P/Pa )で表さ
れる。
よって、(X t / X + ) = (f + /
 f t ) ”の関係があるため、低高周波側の圧電
セラミック板による測定可能距離x3は、両圧電セラミ
ック板の共振周波数の比の二乗に比例した範囲まで測定
することができる。すなわち、共振周波数の異なる特性
の圧電セラミック板11.12を用いることにより、極
めて広い範囲の脂肪厚みを測定することが可能となる。
なお、第1図に示した実施例では、共振周波数の異なる
2枚の圧電セラミック板11.12を用いたが、3以上
の圧電セラミック板を用いて脂肪厚み測定センサを構成
することも可能であり、それによってより広範な厚みの
脂肪を測定することが可能となる。
また、各圧電セラミック板11.12の平面形状につい
ては、特に問わない。すなわち、第3図(a)あるいは
(b)に示すように、圧電セラミック板11.12の平
面形状が矩形であってもよく、あるいは半円形であって
もよい。
さらに、第4図(a)および(b)に示すように、圧電
セラミック板11として、円環状の圧電セラミック板を
用意し、その内側に円板状の圧電セラミック板12を配
置してもよい、この場合には、段差15aを音響負荷材
15に形成すると、音響負荷材15の前方側には中央の
突出部15dが形成されることになり、その前方面に圧
電セラミック板12が貼付けられる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、共振周波数の異なる複
数の圧電セラミック板が一体化されて脂肪厚み測定セン
サが構成されている。従って、測定対象となる生体の脂
肪層の厚みにかかわらず、広範な範囲の脂肪層の厚みを
正確に測定することが可能となる。
しかも、各圧電セラミック板の前方に配置された音響整
合層の前方が同一平面となるように、音響負荷材に段差
が設けられており、該段差により隔てられた前方面の各
部分に圧電セラミック板が貼付けられているので、脂肪
厚み測定センサの前方面を生体面に当接させた状態のま
ま、複数の圧電セラミック板を電気的に切換えることに
より、使い分けることができる。従来例では、共振周波
数の異なる別体の複数個のセンサを用意し、1の脂肪厚
み測定センサが使えない場合には、生体面から除去し、
別体の共振周波数の異なる脂肪厚み測定センサを再度生
体面にセツティングしなければならなかった。
これに対して、本発明の脂肪厚みセンサによれば、上述
のように生体面にセットした状態のまま、圧電セラミッ
ク板を選択するだけで測定を行うことができるので、測
定作業を大幅に簡略化することが可能となる。しかも、
複数個のセンサに分割されていたものを1体化したもの
であるため、コストも飛躍的に低減される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は従来例の
断面図、第3図(a)および(b)は圧電セラミック板
の平面形状を説明するための各平面図、第4図(a)お
よび(b)は本発明の他の実施例の断面図および圧電セ
ラミック板の平面図である。 図において、10は脂肪厚みセンサ、11.12は圧電
セラミック板、13.14は音響整合層、15は音響負
荷材、15aは段差、15b、15Cは音響負荷材の前
方面の部分を示す。 第1図 ;5 シ 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 共振周波数の異なる複数の圧電セラミック板と、前記圧
    電セラミック板の各共振周波数における波長の1/4の
    奇数倍の厚みを有し、各圧電セラミック板の前方に配置
    された音響整合層と、前記各音響整合層の前方面が同一
    平面となるように、前記音響整合層の厚みの差に応じた
    1以上の段差を有し、かつ段差により隔てられた前方側
    の各部分に前記圧電セラミック板が貼り付けられている
    音響負荷材とを備えることを特徴とする、脂肪厚み測定
    センサ。
JP20141488A 1988-08-11 1988-08-11 脂肪厚み測定センサ Pending JPH0249640A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015076825A (ja) * 2013-10-11 2015-04-20 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイス、超音波デバイスの製造方法、超音波プローブおよび超音波診断装置

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