JPH04317637A - 生体音響変換器 - Google Patents
生体音響変換器Info
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- JPH04317637A JPH04317637A JP10984191A JP10984191A JPH04317637A JP H04317637 A JPH04317637 A JP H04317637A JP 10984191 A JP10984191 A JP 10984191A JP 10984191 A JP10984191 A JP 10984191A JP H04317637 A JPH04317637 A JP H04317637A
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- diaphragm
- piezoelectric film
- polymer piezoelectric
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Links
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Landscapes
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、体内、特に脳血管障害
部位に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。更に詳しくは、高感度および安定化のための生体
音響変換器の形状改良に関する。
部位に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。更に詳しくは、高感度および安定化のための生体
音響変換器の形状改良に関する。
【0002】
【従来の技術】脳動脈瘤その他が原因で起こる脳出血は
、突然発生し死に至る場合が多いので恐れられている。 脳動脈瘤の存在の有無は、血管造影法によって確度高く
検出することができるが、患者に苦痛を与え、また数日
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
器を既に出願した。(特願平2−245752号)。
、突然発生し死に至る場合が多いので恐れられている。 脳動脈瘤の存在の有無は、血管造影法によって確度高く
検出することができるが、患者に苦痛を与え、また数日
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
器を既に出願した。(特願平2−245752号)。
【0003】この生体音響変換器は、図4に示すように
、上方部(一端部)は蓋1により閉ざされ底部(他端部
)8は開口された箱体(ハウジング)2の開口部9に、
弾性材料よりなる振動板3を取り付ける。振動板3の中
央部には結合子4を固定し、結合子4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7が張設される。また、この高分子圧電フィルム7
の両端部は、押え板5および止めネジ6により箱体2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7は図示されないコネクターにリード線にて接続する
。
、上方部(一端部)は蓋1により閉ざされ底部(他端部
)8は開口された箱体(ハウジング)2の開口部9に、
弾性材料よりなる振動板3を取り付ける。振動板3の中
央部には結合子4を固定し、結合子4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7が張設される。また、この高分子圧電フィルム7
の両端部は、押え板5および止めネジ6により箱体2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7は図示されないコネクターにリード線にて接続する
。
【0004】
【発明が解決すべき課題】このような生体音響変換器を
センサとして組み込んだ脳動脈瘤診断装置では、動脈瘤
などの血管箇所に発生する血流雑音を検出するため、ま
ぶたの上に本センサを接触させて測定している。ところ
で、人間の眼窩の形状は、ほぼ一定であるが、その大き
さや深さには個人差が存在する。この場合、図4に示す
形状のセンサでは、一般に外径が大きいことに起因して
、眼窩の小さい人や深い人の場合、センサの振動板がま
ぶたの上に密着しなかったり、測定時の安定性が悪くな
ったりする問題があった。本発明者はこのような問題を
解決するため種々研究を重ねた結果、センサとしての機
能を有する生体音響変換器の形状を改良することによっ
て、センサとまぶたとの接触がよくなり、血流雑音を高
感度に安定して検出することができることを見出し、本
発明に到達したものである。
センサとして組み込んだ脳動脈瘤診断装置では、動脈瘤
などの血管箇所に発生する血流雑音を検出するため、ま
ぶたの上に本センサを接触させて測定している。ところ
で、人間の眼窩の形状は、ほぼ一定であるが、その大き
さや深さには個人差が存在する。この場合、図4に示す
形状のセンサでは、一般に外径が大きいことに起因して
、眼窩の小さい人や深い人の場合、センサの振動板がま
ぶたの上に密着しなかったり、測定時の安定性が悪くな
ったりする問題があった。本発明者はこのような問題を
解決するため種々研究を重ねた結果、センサとしての機
能を有する生体音響変換器の形状を改良することによっ
て、センサとまぶたとの接触がよくなり、血流雑音を高
感度に安定して検出することができることを見出し、本
発明に到達したものである。
【0005】
【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(ハウジン
グ)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箱
体の開口部に取付け、かつ振動板の中央部とフィルムの
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、箱体開口部の縁取部外側にその周縁
部のみを残して円形の座ぐりを形成し、周縁部に振動板
を取り付けたことを特徴とする生体音響変換器が提供さ
れる。
一端部は閉ざされ、他端部は開口された箱体(ハウジン
グ)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箱
体の開口部に取付け、かつ振動板の中央部とフィルムの
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、箱体開口部の縁取部外側にその周縁
部のみを残して円形の座ぐりを形成し、周縁部に振動板
を取り付けたことを特徴とする生体音響変換器が提供さ
れる。
【0006】また、本発明においては、箱体開口部の縁
取部外周側にテーパー部を形成した生体音響変換器が提
供され、更に、箱体開口部の縁取部外側にその周縁部の
みを残して円形の座ぐりを形成するとともに、縁取部外
周側にテーパー部を形成した生体音響変換器が提供され
る。以下、本発明について詳細に説明する。図4に示す
生体音響変換器(センサ)において、外径をそのまま小
さくすると、フィルム押えのための押え板5および止め
ネジ6の大きさの制約があるため、振動板の直径が小さ
くなる。小さくなった直径で従来と同じ周波数特性を得
るためには、振動板の厚さを厚くしなければならず、そ
のため、センサの感度が大巾に低下する。
取部外周側にテーパー部を形成した生体音響変換器が提
供され、更に、箱体開口部の縁取部外側にその周縁部の
みを残して円形の座ぐりを形成するとともに、縁取部外
周側にテーパー部を形成した生体音響変換器が提供され
る。以下、本発明について詳細に説明する。図4に示す
生体音響変換器(センサ)において、外径をそのまま小
さくすると、フィルム押えのための押え板5および止め
ネジ6の大きさの制約があるため、振動板の直径が小さ
くなる。小さくなった直径で従来と同じ周波数特性を得
るためには、振動板の厚さを厚くしなければならず、そ
のため、センサの感度が大巾に低下する。
【0007】この対策として、本発明者は押え板5と止
めネジ6の形状又はフィルム押え方法を検討したが、根
本的な解決にはなり得なかった。そこで、振動板の直径
をなるべく大きくとることができ、従って振動板の厚み
を薄くすることができ、その結果センサ感度が上昇し、
かつセンサの外径を小さくすることができる方策として
、上記のような構成を採用したものである。
めネジ6の形状又はフィルム押え方法を検討したが、根
本的な解決にはなり得なかった。そこで、振動板の直径
をなるべく大きくとることができ、従って振動板の厚み
を薄くすることができ、その結果センサ感度が上昇し、
かつセンサの外径を小さくすることができる方策として
、上記のような構成を採用したものである。
【0008】
【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雑音の音響振動を視神経を通してま
ぶたの外表面で感度よく、安定に捕え、この音響振動を
振動板の振動、結合子の上下運動、およびフィルムの伸
縮振動を介して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。
常部で発生する血流雑音の音響振動を視神経を通してま
ぶたの外表面で感度よく、安定に捕え、この音響振動を
振動板の振動、結合子の上下運動、およびフィルムの伸
縮振動を介して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。
【0009】
【実施例】次に、本発明を図示の実施例に基づき詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもので
はない。図1は本発明のセンサの一実施例を示す断面説
明図であり、基本的な構成は先に説明した図4のセンサ
と同様であり、説明は省略するが、図1のセンサの場合
においては、箱体開口部9の縁取部10外側にその周縁
部11のみを残して円形の座ぐり12を形成し、周縁部
11に振動板3を取り付けたものである。
説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもので
はない。図1は本発明のセンサの一実施例を示す断面説
明図であり、基本的な構成は先に説明した図4のセンサ
と同様であり、説明は省略するが、図1のセンサの場合
においては、箱体開口部9の縁取部10外側にその周縁
部11のみを残して円形の座ぐり12を形成し、周縁部
11に振動板3を取り付けたものである。
【0010】このような構成とすることにより、センサ
の外径を小さく、かつ振動板の直径を図4と同等程度に
大きくすることができる。具体的には、図4のセンサで
は外径が40mmφであるところ、図1の実施例では同
等の性能・特性を得るのに外径を33mmφに縮小する
ことが可能となった。図2は本発明のセンサの他の実施
例を示す断面説明図であり、箱体開口部9の縁取部10
外周側にテーパー部13を形成したものである。このよ
うな構成とすることにより、センサの外径に比し縁取部
10外周側の径を小さくしたものである。この場合には
、図4のセンサ外径が40mmφに対し、図2の実施例
では縁取部10外周側の径を30mmφと大巾に縮小す
ることができた。
の外径を小さく、かつ振動板の直径を図4と同等程度に
大きくすることができる。具体的には、図4のセンサで
は外径が40mmφであるところ、図1の実施例では同
等の性能・特性を得るのに外径を33mmφに縮小する
ことが可能となった。図2は本発明のセンサの他の実施
例を示す断面説明図であり、箱体開口部9の縁取部10
外周側にテーパー部13を形成したものである。このよ
うな構成とすることにより、センサの外径に比し縁取部
10外周側の径を小さくしたものである。この場合には
、図4のセンサ外径が40mmφに対し、図2の実施例
では縁取部10外周側の径を30mmφと大巾に縮小す
ることができた。
【0011】図3は本発明のセンサの更に別の実施例を
示す断面説明図であり、箱体開口部9の縁取部10外側
にその周縁部11のみを残して円形の座ぐり12を形成
し、かつ、箱体開口部9の縁取部10外周側にテーパー
部13を形成したものである。即ち、図1と図2の特徴
を併せ持つ例である。なお、上記実施例の図2、図3に
おける縁取部10外周側に設けたテーパー部13にスポ
ンジ等の外圧によって変形する材料を貼付することは、
性能の一層の安定化のために好ましい。
示す断面説明図であり、箱体開口部9の縁取部10外側
にその周縁部11のみを残して円形の座ぐり12を形成
し、かつ、箱体開口部9の縁取部10外周側にテーパー
部13を形成したものである。即ち、図1と図2の特徴
を併せ持つ例である。なお、上記実施例の図2、図3に
おける縁取部10外周側に設けたテーパー部13にスポ
ンジ等の外圧によって変形する材料を貼付することは、
性能の一層の安定化のために好ましい。
【0012】上記のような構成の生体音響変換器の操作
・作用を以下に説明する。振動板3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、血流に伴な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3を
振動させる。振動板3の振動は振動板3に固定された結
合子3を上下振動させ、更に結合子4に固定された高分
子圧電フィルム7に伝わって高分子圧電フィルム7の伸
縮振動になる。そして、高分子圧電フィルム7の伸縮振
動は高分子圧電フィルム7の圧電性により電気信号とし
て取り出され、図示しないコネクターを経て外部の周波
数解析装置等の測定・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。
・作用を以下に説明する。振動板3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、血流に伴な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3を
振動させる。振動板3の振動は振動板3に固定された結
合子3を上下振動させ、更に結合子4に固定された高分
子圧電フィルム7に伝わって高分子圧電フィルム7の伸
縮振動になる。そして、高分子圧電フィルム7の伸縮振
動は高分子圧電フィルム7の圧電性により電気信号とし
て取り出され、図示しないコネクターを経て外部の周波
数解析装置等の測定・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。
【0013】本発明の生体音響交換器に使用される振動
板3としては、弾性のあるポリカーボネート、アクリル
樹脂、ポリエステル、ポリエステル繊維強化エポキシ樹
脂、および炭素繊維強化高分子材料等が使用され、その
厚さは0.05〜0.5mmが好ましい。振動板3の厚
さが0.05mm未満の場合には最大感度周波数が低く
なりすぎること、及び振動板が変形し易いので結合子を
保持するのに十分な機械強度を得られないので破壊され
易くなる。一方、0.5mmを超えると、最大感度周波
数が高くなりすぎ、それに伴って感度が低下する。また
、振動板3として用いる弾性材料のヤング率は1×10
9(N/m2)〜5.0×1010(N/m2)が好ま
しい。
板3としては、弾性のあるポリカーボネート、アクリル
樹脂、ポリエステル、ポリエステル繊維強化エポキシ樹
脂、および炭素繊維強化高分子材料等が使用され、その
厚さは0.05〜0.5mmが好ましい。振動板3の厚
さが0.05mm未満の場合には最大感度周波数が低く
なりすぎること、及び振動板が変形し易いので結合子を
保持するのに十分な機械強度を得られないので破壊され
易くなる。一方、0.5mmを超えると、最大感度周波
数が高くなりすぎ、それに伴って感度が低下する。また
、振動板3として用いる弾性材料のヤング率は1×10
9(N/m2)〜5.0×1010(N/m2)が好ま
しい。
【0014】ここで、振動板3は形状が円形で、その直
径が10〜40mmであることが好ましい。円形でない
場合には、単一周波数の振動モードとならないため、得
られる生体音響交換器の周波数特性が乱れるという不都
合がある。また、振動板3の直径が10mm未満の場合
には、振動板が小さいため生体音響変換器の最大感度周
波数が高くなり過ぎ、必要領域での感度が低下する。一
方、40mmを超えると、眼窩より大きくなり全くまぶ
たと接触しないという問題が生じる。
径が10〜40mmであることが好ましい。円形でない
場合には、単一周波数の振動モードとならないため、得
られる生体音響交換器の周波数特性が乱れるという不都
合がある。また、振動板3の直径が10mm未満の場合
には、振動板が小さいため生体音響変換器の最大感度周
波数が高くなり過ぎ、必要領域での感度が低下する。一
方、40mmを超えると、眼窩より大きくなり全くまぶ
たと接触しないという問題が生じる。
【0015】また、本発明において、伸縮振動のエネル
ギーを電気的信号に変換する特性を有する高分子圧電フ
ィルムとしては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、
PVDFとトリクロロエチレンの共重合体等の延伸フィ
ルムが使用され、これを延伸方向を長手方向として使用
する。その膜厚は0.005〜0.1mmが好ましい。 本発明において、振動板と高分子圧電フィルムを連結す
る結合子の材質はアルミニウム、アクリル樹脂等が使用
される。尚、結合子の質量は0.1〜3gの範囲にある
ことが好ましい。その理由は、上記の如く生体音響変換
器の振動系を軽くすると、生体上での振動状態を変える
ことなく効率良く振動を検出できるからである。なお、
本発明の生体音響変換器の音圧に対する最大感度周波数
、および装着時の最大感度周波数は200Hz〜2.5
KHzが好ましい。
ギーを電気的信号に変換する特性を有する高分子圧電フ
ィルムとしては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、
PVDFとトリクロロエチレンの共重合体等の延伸フィ
ルムが使用され、これを延伸方向を長手方向として使用
する。その膜厚は0.005〜0.1mmが好ましい。 本発明において、振動板と高分子圧電フィルムを連結す
る結合子の材質はアルミニウム、アクリル樹脂等が使用
される。尚、結合子の質量は0.1〜3gの範囲にある
ことが好ましい。その理由は、上記の如く生体音響変換
器の振動系を軽くすると、生体上での振動状態を変える
ことなく効率良く振動を検出できるからである。なお、
本発明の生体音響変換器の音圧に対する最大感度周波数
、および装着時の最大感度周波数は200Hz〜2.5
KHzが好ましい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセンサに
よれば、センサの外径もしくはセンサのまぶたへの接触
面積を減小することによって、従来測定困難であった被
測定者に対し測定が可能となると共に、測定時の安定性
が向上する。
よれば、センサの外径もしくはセンサのまぶたへの接触
面積を減小することによって、従来測定困難であった被
測定者に対し測定が可能となると共に、測定時の安定性
が向上する。
【図1】本発明のセンサの一実施例を示す断面説明図で
ある。
ある。
【図2】本発明のセンサの他の実施例を示す断面説明図
である。
である。
【図3】本発明のセンサの更に別の実施例を示す断面説
明図である。
明図である。
【図4】本発明者が先に提出したセンサの形状を示す断
面説明図である。
面説明図である。
1 ふた
2 箱体
3 振動板
4 結合子
5 押え板
6 止めネジ
7 フィルム
8 底部
9 開口部
10 縁取部
11 周縁部
12 座ぐり
13 テーパー部
Claims (3)
- 【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、前記箱体開口部の縁取
部外側にその周縁部のみを残して円形の座ぐりを形成し
、該周縁部に振動板を取り付けたことを特徴とする生体
音響変換器。 - 【請求項2】 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、前記箱体開口部の縁取
部外周側にテーパーを形成したことを特徴とする生体音
響変換器。 - 【請求項3】 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、前記箱体開口部の縁取
部外側にその周縁部のみを残して円形の座ぐりを形成す
るとともに、該縁取部外周側にテーパー部を形成したこ
とを特徴とする生体音響変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10984191A JPH04317637A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 生体音響変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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