JPH04317638A - 生体音響変換器 - Google Patents
生体音響変換器Info
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- JPH04317638A JPH04317638A JP10984291A JP10984291A JPH04317638A JP H04317638 A JPH04317638 A JP H04317638A JP 10984291 A JP10984291 A JP 10984291A JP 10984291 A JP10984291 A JP 10984291A JP H04317638 A JPH04317638 A JP H04317638A
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Links
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0204—Acoustic sensors
Landscapes
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (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、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。
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
８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。
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
８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が伸縮振動する。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。
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が伸縮振動する。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、このセンサに用いる高分子圧電フィルム（以
下、ＰＶＤＦという）５は、図１２に示すように、両面
をＡｌ電極１３で被覆されている。そしてこのセンサに
おいては、図１０、図１１の如くＰＶＤＦ５の両端部は
、Ａｌ電極１３を介し両面をＣｕ電極１５で挾持され、
更にその外側の両面を絶縁フィルム１２を介し押え板４
によって箱体１に固定されて電極構造を形成し、ＰＶＤ
Ｆ５に発生した電荷Ｑは、Ａｌ電極、Ｃｕ電極を通して
図示しないアンプへの出力として取り出されている。
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、このセンサに用いる高分子圧電フィルム（以
下、ＰＶＤＦという）５は、図１２に示すように、両面
をＡｌ電極１３で被覆されている。そしてこのセンサに
おいては、図１０、図１１の如くＰＶＤＦ５の両端部は
、Ａｌ電極１３を介し両面をＣｕ電極１５で挾持され、
更にその外側の両面を絶縁フィルム１２を介し押え板４
によって箱体１に固定されて電極構造を形成し、ＰＶＤ
Ｆ５に発生した電荷Ｑは、Ａｌ電極、Ｃｕ電極を通して
図示しないアンプへの出力として取り出されている。
【０００５】ところで、ＰＶＤＦ５は、図１２のセンサ
モデル図に示すように、圧電体として働く部分Ａと、圧
電体として働かずコンデンサとして働く部分Ｂが存在す
るため、センサの出力電圧がコンデンサ部分Ｂのために
減少し、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
。具体的にいえば、図１２のモデル図の電気的等価回路
を示す図９において、血流雑音の外力によりＰＶＤＦ５
に生じる電荷をＱ、ＰＶＤＦ５の有効静電容量をＣｅｆ
ｆ、フィルム把持部およびセンサ内配線の静電容量をＣ
ｉｎｖとすると、センサの端末に発生する電圧Ｖは、式
１に示される。
モデル図に示すように、圧電体として働く部分Ａと、圧
電体として働かずコンデンサとして働く部分Ｂが存在す
るため、センサの出力電圧がコンデンサ部分Ｂのために
減少し、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
。具体的にいえば、図１２のモデル図の電気的等価回路
を示す図９において、血流雑音の外力によりＰＶＤＦ５
に生じる電荷をＱ、ＰＶＤＦ５の有効静電容量をＣｅｆ
ｆ、フィルム把持部およびセンサ内配線の静電容量をＣ
ｉｎｖとすると、センサの端末に発生する電圧Ｖは、式
１に示される。
【０００６】
【０００７】式１により、ケーブル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ＰＶＤＦ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Ｃｉｎｖを減少させ
ればＶが大きくなることは明らかである。しかしながら
、上述したように、ＰＶＤＦ５はその両面にＡｌ電極が
被覆された構造を有するため、押え板４の面積部分に対
応する不可動部分はコンデンサとして働き、センサ感度
低下の原因となっていた。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、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。
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ＰＶＤＦ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Ｃｉｎｖを減少させ
ればＶが大きくなることは明らかである。しかしながら
、上述したように、ＰＶＤＦ５はその両面にＡｌ電極が
被覆された構造を有するため、押え板４の面積部分に対
応する不可動部分はコンデンサとして働き、センサ感度
低下の原因となっていた。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、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
る生体音響変換器であって、高分子圧電フィルムの両端
固定部の両面の対応するＡｌ電極の少なくとも一方部を
除去した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
る生体音響変換器であって、高分子圧電フィルムの両端
固定部の両面の対応するＡｌ電極の少なくとも一方部を
除去し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（ＰＶＤＦ）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、出力損失を少なくして、感度よく電
気信号として取り出し、脳血管障害の有無を判定する。 本発明のＰＶＤＦ５は図１３に示すように平行平板コン
デンサたる構成を有する。平行平板コンデンサにおいて
、電極面積Ｓ、厚さｄ、比誘電率εｒ、としたときのコ
ンデンサの静電容量Ｃは、次の式２で求められる。
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（ＰＶＤＦ）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、出力損失を少なくして、感度よく電
気信号として取り出し、脳血管障害の有無を判定する。 本発明のＰＶＤＦ５は図１３に示すように平行平板コン
デンサたる構成を有する。平行平板コンデンサにおいて
、電極面積Ｓ、厚さｄ、比誘電率εｒ、としたときのコ
ンデンサの静電容量Ｃは、次の式２で求められる。
【００１０】［式２］
Ｃ＝εｒε０Ｓ／ｄ （Ｆ）
【００１１】この式２から、電極面積Ｓがコンデンサの
静電容量Ｃと比例関係にあることが明らかである。従っ
て、Ｃｉｎｖを減少させるためには電極面積Ｓを減少さ
せればよいことが分かる。ＰＶＤＦは前述のように、両
面Ａｌ電極でコ−ティングされており、平行平板モデル
のコンデンサと考えられる（図１３参照）ため、図１４
のように、押え板４の部分のＡｌ電極１３を取り除けば
コンデンサとして働かなくなる。
静電容量Ｃと比例関係にあることが明らかである。従っ
て、Ｃｉｎｖを減少させるためには電極面積Ｓを減少さ
せればよいことが分かる。ＰＶＤＦは前述のように、両
面Ａｌ電極でコ−ティングされており、平行平板モデル
のコンデンサと考えられる（図１３参照）ため、図１４
のように、押え板４の部分のＡｌ電極１３を取り除けば
コンデンサとして働かなくなる。
【００１２】
【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。 （実施例１）図１は、ＰＶＤＦ５の固定に必要な部分の
Ａｌ電極１３をＰＶＤＦ５の両面に亘って除去した電極
構造を示す断面説明図であり、図２はその平面図である
。図中、１２は絶縁フィルム、１４は導電性接着剤又は
銀ペ−ストによる接合部であり、押え板４に対応するＰ
ＶＤＦ５の部分はＡｌ電極１３を除去して、ＰＶＤＦ５
が露出した構造とした。従って、押え板４によって固定
されるＰＶＤＦ５の不可動部分はＡｌ電極１３がＰＶＤ
Ｆ５の両面に存在しないため、平行平板コンデンサを構
成しない。Ａｌ電極１３のないＰＶＤＦ５の部分をＩで
、Ａｌ電極１３のあるＰＶＤＦ５の部分をＩＩで示して
ある。ＩＩのＡｌ電極１３のある部分とリード線１１は
導電性接着剤又は銀ペ−ストで接合される。以上の構成
とすれば、外力によってＰＶＤＦ上に発生した電荷Ｑ（
ｃ）はＡｌ電極１３、接合部１４、およびリード線１１
を通ってセンサの終端末の出力となり、ＰＶＤＦ５の不
可動部分による悪影響は除去される。
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。 （実施例１）図１は、ＰＶＤＦ５の固定に必要な部分の
Ａｌ電極１３をＰＶＤＦ５の両面に亘って除去した電極
構造を示す断面説明図であり、図２はその平面図である
。図中、１２は絶縁フィルム、１４は導電性接着剤又は
銀ペ−ストによる接合部であり、押え板４に対応するＰ
ＶＤＦ５の部分はＡｌ電極１３を除去して、ＰＶＤＦ５
が露出した構造とした。従って、押え板４によって固定
されるＰＶＤＦ５の不可動部分はＡｌ電極１３がＰＶＤ
Ｆ５の両面に存在しないため、平行平板コンデンサを構
成しない。Ａｌ電極１３のないＰＶＤＦ５の部分をＩで
、Ａｌ電極１３のあるＰＶＤＦ５の部分をＩＩで示して
ある。ＩＩのＡｌ電極１３のある部分とリード線１１は
導電性接着剤又は銀ペ−ストで接合される。以上の構成
とすれば、外力によってＰＶＤＦ上に発生した電荷Ｑ（
ｃ）はＡｌ電極１３、接合部１４、およびリード線１１
を通ってセンサの終端末の出力となり、ＰＶＤＦ５の不
可動部分による悪影響は除去される。
【００１３】（実施例２）図３は、ＰＶＤＦ５の固定に
必要な部分のＡｌ電極１３を片面だけ除去したＰＶＤＦ
５の状況を示す断面説明図、図４は図３の固定部を有す
るＰＶＤＦ５を組み込んだ電極構造の断面説明図である
。図３に示すごとく、ＰＶＤＦ５の両端部は交互に片面
のＡｌ電極１３を除去した。この両端のＡｌ電極１３を
除去したことにより、ＰＶＤＦ５の両端固定部において
は平行平板モデルのコンデンサを構成しない結果となる
。このように構成したＰＶＤＦ５をセンサの電極構造に
組み込んだ状況を示すのが図４の断面説明図である。 このような構成とすることにより、外力によってＰＶＤ
Ｆ５上に発生した電荷Ｑ（ｃ）は、Ａｌ電極１３、Ｃｕ
電極１５を通ってセンサの終端末の出力となる。図４に
示すＰＶＤＦ５の下側のＡｌ電極１３は、反対側（図示
されず）のＣｕ電極１５に接続され、同じくセンサの出
力となる。
必要な部分のＡｌ電極１３を片面だけ除去したＰＶＤＦ
５の状況を示す断面説明図、図４は図３の固定部を有す
るＰＶＤＦ５を組み込んだ電極構造の断面説明図である
。図３に示すごとく、ＰＶＤＦ５の両端部は交互に片面
のＡｌ電極１３を除去した。この両端のＡｌ電極１３を
除去したことにより、ＰＶＤＦ５の両端固定部において
は平行平板モデルのコンデンサを構成しない結果となる
。このように構成したＰＶＤＦ５をセンサの電極構造に
組み込んだ状況を示すのが図４の断面説明図である。 このような構成とすることにより、外力によってＰＶＤ
Ｆ５上に発生した電荷Ｑ（ｃ）は、Ａｌ電極１３、Ｃｕ
電極１５を通ってセンサの終端末の出力となる。図４に
示すＰＶＤＦ５の下側のＡｌ電極１３は、反対側（図示
されず）のＣｕ電極１５に接続され、同じくセンサの出
力となる。
【００１４】（実施例３）図５−図７は、ＰＶＤＦ５の
一方の固定部（図中左端部）を実施例１にならい、片方
の固定部（図中右端部）を実施例２にならってＡｌ電極
１３を除去した状況を示す。図６および図７から明らか
なように、向かい合った部分のＡｌ電極１３を除去して
ある。本実施例については、電荷取り出し側のＡｌ電極
は、対面する部分が少なければよく、またどのような形
状であってもよい。
一方の固定部（図中左端部）を実施例１にならい、片方
の固定部（図中右端部）を実施例２にならってＡｌ電極
１３を除去した状況を示す。図６および図７から明らか
なように、向かい合った部分のＡｌ電極１３を除去して
ある。本実施例については、電荷取り出し側のＡｌ電極
は、対面する部分が少なければよく、またどのような形
状であってもよい。
【００１５】次に、具体的な実施結果を説明する。図８
に示す生体音響変換器（センサ）を試作し、ＰＶＤＦ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を測定したところ、Ｃｉｎｖ＝
５６０ｐＦ、Ｃｅｆｆ＝５６０ｐＦであった。この試作
センサについて、実施例１−３のようにＰＶＤＦ両端固
定部のＡｌ電極を除去したので、Ｃｉｎｖを殆どゼロに
することができたため、固定部のＡｌ電極を除去しない
センサの約２倍（６ｄＢ）の振幅を得、センサの感度を
向上させることができた。
に示す生体音響変換器（センサ）を試作し、ＰＶＤＦ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を測定したところ、Ｃｉｎｖ＝
５６０ｐＦ、Ｃｅｆｆ＝５６０ｐＦであった。この試作
センサについて、実施例１−３のようにＰＶＤＦ両端固
定部のＡｌ電極を除去したので、Ｃｉｎｖを殆どゼロに
することができたため、固定部のＡｌ電極を除去しない
センサの約２倍（６ｄＢ）の振幅を得、センサの感度を
向上させることができた。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサ内不要静電容量のＣｉｎｖを減少させることがで
き、センサの感度を向上させることができる。
センサ内不要静電容量のＣｉｎｖを減少させることがで
き、センサの感度を向上させることができる。
【図１】両面のＡｌ電極を除去したＰＶＤＦを組み込ん
だ電極構造を示す断面説明図である。
だ電極構造を示す断面説明図である。
【図２】両面のＡｌ電極を除去したＰＶＤＦを組み込ん
だ電極構造を示す平面説明図である。
だ電極構造を示す平面説明図である。
【図３】片面のＡｌ電極を除去したＰＶＤＦの断面説明
図である。
図である。
【図４】片面のＡｌ電極を除去したＰＶＤＦを組み込ん
だ電極構造を示す断面説明図である。
だ電極構造を示す断面説明図である。
【図５】片方端は両面の、一方端は片面のＡｌ電極をそ
れぞれ除去したＰＶＤＦの断面説明図である。
れぞれ除去したＰＶＤＦの断面説明図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図５の背面図である。
【図８】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。
面説明図である。
【図９】本発明者が先に提案したセンサの等価回路図で
ある。
ある。
【図１０】本発明者が先に提案したセンサの電極構造図
である。
である。
【図１１】図１０の平面図である。
【図１２】センサのモデル図である。
【図１３】ＰＶＤＦの構造図である。
【図１４】Ａｌ電極を取り除いたＰＶＤＦの断面図であ
る。
る。
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（ＰＶＤＦ）６ コネクタ
ー ７ 一端部 ８ 他端部 ９ 高分子圧電フィルム（ＰＶＤＦ）の両端部１０
開口部 １１ リ−ド線 １２ 絶縁フィルム １３ Ａｌ電極 １４ リ−ド線とＡｌ電極の接合部 １５ Ｃｕ電極
ー ７ 一端部 ８ 他端部 ９ 高分子圧電フィルム（ＰＶＤＦ）の両端部１０
開口部 １１ リ−ド線 １２ 絶縁フィルム １３ Ａｌ電極 １４ リ−ド線とＡｌ電極の接合部 １５ Ｃｕ電極
Claims (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、該高分子圧電フィ
ルム両端固定部の両面の対応するＡｌ電極の少なくとも
一方を除去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 |
|---|---|---|---|
| JP10984291A JPH04317638A (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 |
|---|---|---|---|
| JP10984291A JPH04317638A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 生体音響変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317638A true JPH04317638A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14520583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10984291A Withdrawn JPH04317638A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 生体音響変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04317638A (ja) |
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-
1991
- 1991-04-15 JP JP10984291A patent/JPH04317638A/ja not_active Withdrawn
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