JPH04317636A - 生体音響変換器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動脈瘤をはじめとする
血管障害、特に脳血管障害部位より発生する可聴周波数
領域の音響振動を、体表面、特にまぶたの表面において
検出する生体音響変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】脳動脈瘤や脳動脈奇形が原因で起こる脳
出血は、くも膜下出血として知られ、突然に発生し死に
至る場合が多いため恐れられている。この動脈瘤を検出
する方法として血管造影法が一般的に知られているが、
患者に相当な苦痛を与え、数日の入院を必要とするなど
の欠点があり、そのため本発明者は、これを簡便に検出
することができる生体音響変換器を既に提案した。（特
願平２−２４５７５２号）。この生体音響変換器は、図
６に示すように、上方部（一端部）７は閉ざされ底部（
他端部）８は開口された箱体（ハウジング）１の開口部
１０に、弾性材料よりなる振動板２を取り付ける。振動
板２の中央部には結合子３を固定し、結合子３の上端を
屈曲部として、延伸方向を長手方向とする帯状の高分子
圧電フィルム５が張設される。また、この高分子圧電フ
ィルム５の両端部９は、押え板４により箱体１の底部８
の周囲に固定される。そして、高分子圧電フィルム５は
コネクター６にリード線１１にて接続する。

【０００３】上記のような構成の生体音響変換器におい
て、振動板２の外表面を人のまぶたの上に配置すること
により、脳血管の障害部で発生した音響振動は、血流に
伴って頭蓋内の視神経束、眼球等を通してまぶたに伝わ
り、まぶたの振動は振動板２を振動させる。振動板２の
振動は振動板２に固定された結合子３を上下振動させ、
更に結合子３に固定された高分子圧電フィルム５に伝わ
って高分子圧電フィルム５の伸縮振動になる。そして、
高分子圧電フィルムの伸縮振動は高分子圧電フィルム５
の圧電性により電気信号として取り出され、コネクター
６を経て図示しない外部の周波数解折装置の測定・計測
装置に送られ、その周波数スペクトルにより動脈瘤の有
無が検知されることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した生体音響変換
器（以下、センサという）は、非侵襲で短時間に簡便に
測定できるため、脳動脈瘤の検出装置として有効なもの
であるが、このセンサには図５の等価回路に示すように
、不要な静電容量（Ｃｉｎｖ及びＣｃａｂ）が存在する
ため、センサの出力電圧がこれらの不要な静電容量のた
めに減少し、また、このセンサの出力は高インピーダン
スであるため、外部ケーブルでノイズの影響を受け易く
、その結果、血管障害部位で発生する極く微弱な血流雑
音を感度良く検知することに多少の困難があった。

【０００５】具体的にいえば、図５において、血流雑音
の外力により、高分子圧電フィルムに生じる電荷をＱ、
高分子圧電フィルムの有効静電容量をＣｅｆｆ，フィル
ム把持部およびセンサ内配線の静電容量をＣｉｎｖ，外
部ケーブルの静電容量をＣｃａｂとすると、ケーブル終
端に現れる電圧Ｖ０は、式１で示される。

【０００６】

【０００７】式１により、ケーブル終端出力を大きくす
るためには、式１の分母を小さくすればよいことが分か
る。式１の分子Ｑは、センサの形状、特に高分子圧電フ
ィルムの静電容量と断面積に関係するので、センサの形
状は不変、すなわちＱ一定とすると、式１の分母のＣｉ
ｎｖおよびＣｃａｂを減少させればＶ０が増大すること
は明らかである。従って、本発明は上記したセンサにお
ける更なる改良を提案するものであり、センサ出力から
外部ケーブルとを電気的に分離することにより、より感
度の向上した生体音響変換器（センサ）を提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれば、
一端部は閉ざされ、他端部は開口された箱体の開口部に
、厚さ０．０５ｍｍ　−　０．５ｍｍの弾性材料よりな
る振動板を取り付けるとともに、延伸方向が長手方向で
ある帯状の高分子圧電フィルムの両端を該箱体の開口部
に取り付け、かつ前記振動板の中央部と該高分子圧電フ
ィルムの中央部とを小片からなる結合子にて結合してな
る生体音響変換器において、該生体音響変換器と外部ケ
ーブル間とを電気的に分離するためのインピーダンス変
換回路を設けたことにより、感度の向上を図った生体音
響変換器が提供される。

【０００９】

【作用】本発明の生体音響変換器においては、頭蓋内異
常部で発生する血流に伴う微弱な音響振動を視神経を通
してまぶたの外表面で高感度に捕え、この音響振動を振
動板の振動、結合子の上下振動、および高分子圧電フィ
ルムの伸縮振動を介して高分子圧電フィルムの圧電性に
より電気信号として取り出し、脳血管障害の有無を判定
する。

【００１０】

【実施例】次に、本発明を図示の実施例に基づき更に詳
細に説明するが、本発明がこれらの実施例に限られるも
のではない。図１は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）
をヘッドアンプとした場合のインピーダンス変換回路の
回路図を示す。この場合には、センサＡ側と外部ケーブ
ルＢ側とが電気的に分離されるため、センサ出力は外部
ケーブルの静電容量の影響からフリーになる。しかも、
低インピーダンス出力をプリアンプに入力することがで
きる。

【００１１】図２は、ＯＰアンプをヘッドアンプにした
場合のインピーダンス変換回路の回路図であり、例えば
μＡ・７４１等のＯＰアンプ２０により、センサＡ側と
外部ケーブルＢ側を電気的に分離し、センサ出力を外部
ケーブル容量の影響からフリーにしたものである。この
ようなＯＰアンプ２０を用いた回路の場合、ＲｓとＲｆ
を選ぶことによりゲインを持たせることができる。図３
は、計測用ＯＰアンプを用いる場合のインピーダンス変
換回路の回路図で、センサＡ側と外部ケーブルＢ側とを
電気的に分離し、センサ出力をケーブル容量の影響から
フリーにしたものである。ここで、計測用アンプ３０と
しては、例えばＰＭＩ，ＡＭＰ−０２などを用いること
ができる。この回路の場合、Ｒｇによりゲインを設定す
ることができる。

【００１２】さらに図４は、トランス４０を用いること
により、センサＡ側と外部ケーブルＢ側とを電気的に分
離し、センサ出力をケーブル容量の影響からフリーにし
た回路図を示すものである。以下、具体的な実施結果を
説明する。図６に示す生体音響変換器（センサ）を試作
し、高分子圧電フィルムの有効静電容量Ｃｅｆｆ，フィ
ルム把持部およびセンサ内配線の静電容量Ｃｉｎｖ，外
部ケーブルの静電容量Ｃｃａｂを測定したところ、Ｃｅ
ｆｆ＝５６０ｐＦ、Ｃｉｎｖ＝５６０ｐＦ、Ｃｃａｂ＝
５１０ｐＦであった。この試作センサについて、図３に
示す計測用ＯＰアンプをセンサと外部ケーブル間とを電
気的に分離するためのインピーダンス変換回路として用
いたところ、このアンプを用いない場合に比して約８〜
９ｄＢの感度向上が達成された。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の生体音響
変換器によれば、生体音響変換器と外部ケーブル間とを
電気的に分離するためのインピーダンス変換回路を設け
たので、より感度の向上した脳動脈瘤の検出装置として
有効に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＦＥＴをヘッドアンプにする方法を示した回路
図である。

【図２】ＯＰアンプをヘッドアンプにする方法を示した
回路図である。

【図３】計測用アンプを用いる方法を示した回路図であ
る。

【図４】トランスを用いる方法を示した回路図である。

【図５】本発明者が先に提案したセンサの等価回路図で
ある。

【図６】本発明者が先に提案したセンサの形状を示す断
面説明図である。

【符号の説明】

１　　箱体 ２　　振動板 ３　　結合子 ４　　押え板 ５　　高分子圧電フィルム ６　　コネクター ７　　一端部 ８　　他端部 ９　　高分子圧電フィルムの両端部 １０　　開口部 １１　　リード線 ２０　　ＯＰアンプ ３０　　計測用アンプ ４０　　トランス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一端部は閉ざされ、他端部は開口され
   た箱体の開口部に、厚さ０．０５−０．５ｍｍの弾性材
   料よりなる振動板を取り付けるとともに、延伸方向が長
   手方向である帯状の高分子圧電フィルムの両端を該箱体
   の開口部に取り付け、かつ前記振動板の中央部と該高分
   子圧電フィルムの中央部とを小片からなる結合子にて結
   合してなる生体音響変換器であって、該生体音響変換器
   と外部ケーブル間とを電気的に分離するためのインピー
   ダンス変換回路を設けたことを特徴とする生体音響変換
   器。