JPH0515505A - 医療用診断装置 - Google Patents

医療用診断装置

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JPH0515505A
JPH0515505A JP3150477A JP15047791A JPH0515505A JP H0515505 A JPH0515505 A JP H0515505A JP 3150477 A JP3150477 A JP 3150477A JP 15047791 A JP15047791 A JP 15047791A JP H0515505 A JPH0515505 A JP H0515505A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 患者に高周波磁界を印加し身体の断面像を作
成する医療用診断装置に、装置動作時に発生する騒音を
消去する消音装置を設置し、患者の気持ちの安定化を図
る。 【構成】 消音装置は、チャンバ−１内に横たわる患者
の耳元近辺の騒音を検出するマイクロホンと、騒音元と
なる磁気振動を検出するピックアップと、そのピックア
ップからの振動信号の位相を反転させかつその振動信号
の振幅をマイクロホンからの騒音信号の大きさに比例さ
せて消音信号を生成する位相・振幅制御手段と、その消
音信号により音波を発生する発音手段とから構成し、発
音手段からの音波を患者の耳元近辺の騒音と同振幅で、
逆位相の音波として送信して、耳元近辺のの騒音を低
減、消去する。 【効果】消音信号は振動信号を基に作成するので、この
消音装置はハウリングを起こさずに消音でき、構成要素
が患者に非接触であるので患者に圧迫感なく、騒音によ
る不安感を解消できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波磁界を患者身体
に印加して診断を行う医療用診断装置に係り、特に患者
の耳元近辺の騒音を能動的に消去する消音装置を有する
医療用診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】チャンバの中央部に患者の身体を支持す
る手段を有し、周部に設けた磁気発生装置により磁場を
発生させて患者を診断し、その際に騒音を生じる医療用
診断装置たとえば核磁気共鳴装置に関する従来装置で
は、特開昭６１−２７９２３８号公報に記載されている
ように、クライオスタツト内側に形成されたボア内の静
磁場を直角に切る断面のＸＹ方向に、互いに対向するよ
うに配置された対の鞍形状の傾斜磁場コイルを、抵抗率
の非常に大きなエポキシ樹脂等で製作した円筒状のボビ
ン外周上に直接固定していた。この傾斜磁場コイルに周
期的なパルス状の電流を流してボア内に周期的な傾斜磁
場を発生させて、患者の３次元断面画像信号を得てい
た。この電流を流す時に、ボア内の静磁場を横切る方向
に電流が流れる導線に、フレミングの左手の法則に従っ
た電磁力が作用し、傾斜磁場コイルを変形しようとする
力が働き、このためにボビンに衝撃的な荷重がかかつて
いた。この荷重によりボビンが振動し、甚大な騒音を発
生するため、ボビンと傾斜磁場コイル間に防振ゴムを挾
み、更に、傾斜磁場コイルをバンドで防振ゴム上に縛り
付けていた。
【０００３】また特開昭６２−２６１１０５号公報や特
開昭６２−２２９９０６号公報に記載されているよう
に、鞍形状の一対の傾斜磁場コイルが、抵抗率の非常に
大きなエポキシ樹脂等で製作した円筒状の第一支持体で
あるボビン上に直接固定されていた。この傾斜磁場コイ
ルをボア内が均一静磁場になるように配置し、ボア内の
患者の２次元断面画像処理を行うために傾斜磁場コイル
に周期的な電流を流し、静磁場中に周期的な傾斜磁場分
布を与えるようにしていた。従って、電流を流す時に
は、静磁場によつて傾斜磁場コイルの円周部に半径方向
の電磁力が生じる。
【０００４】この他傾斜磁場コイルの支持の工夫として
特開昭６３−１５８０４７号公報や特開昭６２−２３９
５０３号公報記載の技術がある。
【０００５】上記の従来例は何れも傾斜磁場コイルの支
持法に関するものであるが、さらに耳栓や耳をほぼ覆う
ような構成のヘッドセットを患者に取付け、上記の電磁
力に伴う騒音の低減を試みている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような医療診断
装置では、傾斜磁場コイルがボビン上に直接固定されて
いたため、パルス状の電流を流すと、電磁力でボビンが
振動してボビン全体から甚大な騒音が発生し、患者に不
快感を与えてしまう問題があつた。さらに電磁力による
パルス状の荷重によつて、傾斜磁場コイルは、ボビンと
の間に挾んだ防振ゴムが荷重による縮む分だけ変形して
しまい、傾斜磁場コイルによつて精密に発生させたボア
内の磁場分布に変化が生じ、実際と異なる像の歪が画像
に生じてしまうという問題があつた。
【０００７】また、患者に耳栓やヘッドセットを装着す
る方法では、耳栓やヘッドセットの少なくとも一部が直
接身体に接触するので、患者に圧迫感を与えてしまうと
いう問題があった。
【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、甚大な騒音が存在する医療用診断装置
において、その診断性能を低下させることなく、さらに
騒音低減策による患者への心理的および肉体的圧迫感や
不快感を与えることなく、この騒音を消音できる装置を
備えた医療診断装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のうちの第１発明の医療用診断装置は、チ
ャンバー中央部に位置する両端開放の筒体の内部に患者
を横たえる支持台を、また筒体の外周部に磁気発生装置
を有し、該磁気発生装置により患者の身体に周期的に磁
界を印加し、該磁界に反応して身体から発生する電磁波
を検知し、該検知した信号をコンピュータで処理して身
体の横断面画像を作成する医療用診断装置において、支
持台上で患者の耳元近辺に配置され磁気発生装置の動作
時に生じる騒音を検出するエラー信号検出手段と、筒体
の内面に取り付けられ磁気発生装置の動作時に該筒体の
振動を検出する振動検出手段と、該振動検出手段からの
振動信号の位相を反転させかつ該振動信号の振幅をエラ
ー信号検出手段からの騒音信号の大きさに比例させて消
音信号を生成する位相・振幅制御手段と、該消音信号に
より音を発生する発音手段とを設けたことを特徴として
いる。
【００１０】そしてエラ−信号検出手段にはコンデンサ
型マイクロホンを用いるのがよく、また振動検出手段に
は圧電型ピックアップを用いるのがよい。
【００１１】また上記目的を達成するために、第２発明
の医療用診断装置は、前記第１発明の医療用診断装置に
おける筒体の内面に取り付けられ磁気発生装置の動作時
に該筒体の振動を検出する振動検出手段からの信号の代
わりに、磁気発生装置を駆動する駆動信号を検出する駆
動信号検出手段からの信号を位相・振幅制御手段に入力
することを特徴としている。
【００１２】さらに、第１及び第２発明の医療用診断装
置それぞれにおいて、発音手段に音楽信号の加算機能や
音量・音質制御手段を付加すると、患者の気持を和らげ
るのに効果がある。
【００１３】また、上記目的を達成するために、第３発
明の医療用診断装置は、チャンバー中央部に位置する両
端開放の筒体の内部に患者を横たえる支持台を、また筒
体外周部に磁気発生装置を有し、該磁気発生装置により
患者の身体に周期的に磁界を印加し、該磁界に反応して
身体から発生する電磁波を検知し、該検知した信号をコ
ンピュータで処理して身体の横断面画像を作成する医療
用診断装置において、支持台上の患者の耳元から離れて
筒体の外に配置され磁気発生装置の動作時に生じる騒音
を検出するエラー信号検出手段と、筒体の内面に取り付
けられ磁気発生装置の動作時に該筒体の振動を検出する
振動検出手段と、該振動検出手段からの振動信号の位相
を反転させかつ該振動信号の振幅を前記エラー信号検出
手段からの騒音信号の大きさに比例させ、かつ耳元から
エラー検出手段までの空間でなる音波伝送路の伝達特性
を乗じて消音信号を生成する位相・振幅制御手段と、該
消音信号により音を発生する発音手段とを設けたことを
特徴としている。
【００１４】さらに、上記目的を達成するために、第４
発明の医療用診断装置は、前記第３発明の医療用診断装
置においては患者の耳元から離れて筒体の外に単に空間
を音波伝送路としてエラー信号検出手段を配置したのに
対し、患者の耳元から筒体の外に引き出された非磁性で
非金属製のチューブを音波伝送路として該チューブの先
端にエラー信号検出手段を配置し、位相・振幅制御手段
はチューブからなる音波伝送路の伝達特性を乗じて消音
信号を生成することを特徴としている。
【００１５】また、上記目的を達成するために、第５発
明の医療用診断装置は、チャンバー中央部に位置する両
端開放の筒体の内部に患者を横たえる支持台を、また筒
体外周部に磁気発生装置を有し、該磁気発生装置により
患者の身体に周期的に磁界を印加し、該磁界に反応して
身体から発生する電磁波を検知し、該検知した信号をコ
ンピュータで処理して身体の横断面画像を作成する医療
用診断装置において、支持台上で患者の耳元から離れて
筒体の外に配置され磁気発生装置の動作時に生じる騒音
を検出するエラー信号検出手段と、磁気発生装置を駆動
する駆動信号を検出する駆動信号検出手段と、該駆動信
号検出手段からの駆動検出信号の位相を反転させ該駆動
検出信号の振幅をエラー信号検出手段からの信号の大き
さに比例させ、かつ耳元からエラー検出手段までの空間
でなる音波伝送路の伝達特性を乗じて消音信号を生成す
る位相・振幅制御手段と、該消音信号により音を発生す
る発音手段とを設けたことを特徴としている。
【００１６】さらに、上記目的を達成するために、第６
発明の医療用診断装置は、前記第５発明の医療用診断装
置においては患者の耳元から離れて筒体の外に単に空間
を音波伝送路としてエラー信号検出手段を配置したのに
対し、患者の耳元から筒体の外に引き出された非磁性で
非金属製のチューブを音波伝送路として該チューブの先
端にエラー信号検出手段を配置し、位相・振幅制御手段
はチューブからなる音波伝送路の伝達特性を乗じて消音
信号を生成することを特徴としている。
【００１７】そして、上記駆動信号検出手段、位相・振
幅制御手段及び発音手段をチャンバー外に配置するの
が、筒体内の磁場の精度上から望まれる。
【００１８】
【作用】本発明のうちの第１発明の医療用診断装置にお
いては、磁気発生装置により患者の身体に周期的に磁界
を印加する際に、筒体を含むチャンバー内外に騒音を発
生し、特に筒体中での騒音は甚だしく大きい。
【００１９】この騒音発生時、エラー信号検出手段は支
持台上に横たわる患者の耳元近辺の騒音を検出し、また
振動検出手段は筒体の内面の振動を検出し、位相・振幅
制御手段は振動検出手段から入力した振動信号の位相を
反転させると共に振動信号の振幅をエラー信号検出手段
から入力した騒音信号の大きさに比例させて消音信号を
生成し、発音手段は入力した消音信号により耳元近辺に
伝搬される騒音とは逆位相の音波を発生し、かくしてこ
の音波は耳元近辺の騒音と相殺しあって患者の耳元を静
かにする。
【００２０】第２発明の医療用診断装置においては、前
記第１発明の医療用診断装置における筒体の振動を検出
する振動検出手段からの振動信号の代りに、駆動信号検
出手段からの駆動検出信号が位相・振幅制御手段に入力
される。その他は第１発明の医療用診断装置と同じであ
る。さらに第１及び第２発明の医療用診断装置それぞれ
において、音楽信号の加算機能は発音手段を通じて音楽
を流し、音量・音質制御手段はその音楽の音量と音質調
整するのに用いる。このように音楽を流すことにより患
者の気持を和らげることができる。
【００２１】また、第３発明の医療用診断装置は、第１
発明の医療用診断装置ではエラー信号検出手段を患者の
耳元に設置しているのに対し、エラー信号検出手段を患
者の耳元から離れて筒体の外に設置している。従って、
このエラー信号検出手段が検出した騒音を患者耳元の騒
音の換算するために、位相・振幅制御手段は、エラー信
号検出手段からの騒音信号を、耳元からエラー検出手段
までの空間でなる音波伝送路の伝達特性により補正し
て、消音信号を生成する。その他は第１発明の医療用診
断装置と同じである。即ち、位相・振幅制御手段は振動
検出手段からの振動信号の位相を反転させ、かつ振動信
号の振幅をエラー信号検出手段からの騒音信号の大きさ
に比例させて消音信号を生成し、発音手段は消音信号に
より耳元近辺に伝搬される騒音とは逆位相の音波を発生
し、かくしてこの音波は耳元近辺の騒音と相殺しあっ
て、患者の耳元を静かにする。
【００２２】第４発明の医療用診断装置は、前記第３発
明の医療用診断装置においては患者の耳元から離れて筒
体の外に単に空間を音波伝送路としてエラー信号検出手
段を配置したのに対し、患者の耳元とエラー信号検出手
段間にチューブを音波伝送路として設置している。従っ
て、位相・振幅制御手段はチューブからなる音波伝送路
の伝達特性を乗じて消音信号を生成する。その他は第３
発明の医療用診断装置と同じである。
【００２３】また、第５発明の医療用診断装置は、第３
発明の医療用診断装置で用いる振動検出手段からの信号
の代わりに、磁気発生装置の駆動信号を検出する駆動信
号検出手段からの信号を用いた点で相違するのみで、他
は第３発明の医療用診断装置と同じである。
【００２４】第６発明の医療用診断装置は、第４発明の
医療用診断装置で用いる振動検出手段からの信号の代わ
りに、磁気発生装置の駆動信号を検出する駆動信号検出
手段からの信号を用いた点で相違するのみで、他は第４
発明の医療用診断装置と同じである。
【００２５】なお、本発明の構成上の特徴および作用の
詳細については、添付図面を参照しつつ、以下に記述さ
れる実施例を用いて説明する。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。図１は本発明の第１の実施例の医療用診断装置の概
略図であり、図２は図１の II−II 断面図である。
【００２７】図１に示すように、第１の実施例の医療用
診断装置は、医療関連部分として、チャンバー１と、チ
ャンバー１の中心部にあって患者２を収容する空間を内
部に有する円筒形のボビン６と、そのボビン６の外周に
固定された傾斜磁場コイル５と、その傾斜磁場コイル５
を取り巻く電磁石４とを備え、また円筒形ボビン６内に
は、患者２が横たわるためのテーブル７が設けられてい
る。
【００２８】さらに、消音関連部分として、テーブル７
上で患者２の両耳元近辺には、騒音を検出する容量型の
マイクロホン１３Ｒ，１３Ｌが設けられ、ボビン６の内
表面にはボビン６の振動を検出する圧電型の振動加速度
ピックアップ１６（ピックアップ１６）が取り付けられ
ている。チャンバー１の外には、マイクロホン１３Ｒ，
１３Ｌにそれぞれケーブル１２Ｒ，１２Ｌを介して接続
するエラー信号検出回路１９と、ピックアップ１６に出
力ケーブル１７を介して接続する振動検出回路１８が設
けられ、さらに振動検出回路１８からの信号の位相を反
転しかつその振幅をエラー信号検出回路１９からの信号
の大きさに比例させて出力する位相・振幅制御手段１１
と、位相・振幅制御手段１１からの消音信号を基に騒音
をキャンセルする音を発生する発音手段１４とが設置さ
れている。
【００２９】上記の医療用診断装置の診断動作について
説明すると、医療診断用制御装置８からケ−ブル１０を
介して電気信号が伝送され、この電気信号が傾斜磁場コ
イル５と電磁石４に流れると、ボビン６内の患者２の人
体に傾斜電界と高周波磁界が印加される。この磁界によ
って、人体内の水素の原子核が核磁気共鳴を起こし、こ
れによって人体から微弱な電磁波が発生する。この電磁
波なる核磁気共鳴信号を検知し、コンピュ−タ（図示し
ない）で処理して人体内のプロトンの密度と緩和時間の
分布に関する情報を画像化することにより、人体断面の
画像が得られる。
【００３０】なお、人体の一断面の画像に要する一つの
スライスデ−タを収集するために、数百回ほど測定を繰
り返す。一回の測定時間は１秒前後であるため、一つの
スライス（断面）を撮影するのに数分を要し、さらに通
常Ｓ／Ｎ（信号対雑音）比を向上するために、測定値の
加算平均を行うので、撮影時間はさらに長くなる。この
装置動作中には、電磁力によってボビン６が振動し、こ
の振動により甚大な騒音が繰返し長時間発生するので、
患者２に多大の苦痛を与えてることになる。
【００３１】本実施例では、ピックアップ１６はボビン
６の振動加速度を検知して、その出力は振動信号として
出力ケ−ブル１７を通じて振動検出回路１８に送信され
そこで増幅されて、さらに位相・振幅制御手段１１で位
相及び振幅が調整される。騒音キャンセル用の発音手段
１４は、位相・振幅制御手段１１で調整された信号に基
づいて上記騒音を消音するための音を発生する。患者２
の耳元近辺に設けたマイクロホン１３Ｒ，１３Ｌはそれ
ぞれ患者２の耳元近辺２０Ｒ、２０Ｌにおける騒音と発
音手段１４からの音の合成音を収音し、エラー信号とし
て出力ケ−ブル１２Ｒ，１２Ｌを通じてエラ−信号検出
回路１９に送信する。
【００３２】位相・振幅制御手段１１は、振動信号の位
相を反転させかつ振動振幅を騒音に起因するエラー信号
の大きさに比例して増減し、エラ−信号検出回路１９の
出力信号の振幅値（換言すれば騒音の大きさ）を最小と
するように作用するので、ボビン６の振動に起因する騒
音と発音手段１４から発生する音を合成した音波をほぼ
ゼロにできる。ここで、エラー信号とは、耳元近辺の音
を検出したマイクロホンの信号を示しているが、エラー
とは、発音手段により消去できない騒音部分を意味する
ことから、マイクロホンの出力信号をエラー信号と呼
ぶ。
【００３３】ところで、騒音を発生する元になる振動を
検出するのに、振動により発生するボビン６内の騒音そ
のものをマイクロホンにより検出する方法では、発音手
段１４から発生する音波がこのマイクロホンで収音さ
れ、この出力信号が発音手段１４から発生する音波に帰
還されるので、ハウリングが生じ、安定した能動制御が
実現できない。本発明は、図１に示すように、ボビン６
の振動加速度を検出する方法を採っているので、ハウリ
ングは生じることがなく、良好な消音効果が得られる。
【００３４】ここで騒音をキャンセルするために用いる
発音手段１４は、高い磁場の下での誤動作や人体断面の
画像の質の低下を防止するために、チャンバ−１外に設
けられている。さらに、エラ−信号検出手段として、高
磁場下での収音が可能である容量型マイクロホン１３
が、ボビン６内の患者２の両耳元近辺に設けられてい
る。なお、容量型マイクロホン１３として、最近では寸
法が数ｍｍ程度ときわめて小型で高感度のエレクトレッ
トコンデンサマイクロホンが得られるので、患者２の耳
元近辺にこのマイクロホン１３を設けても、画像の質の
低下は避けられる。さらに、ヘッドセットや耳栓を用い
て患者２の耳を塞ぐまたは耳元を覆うような従来方法で
は、ヘッドセットや耳栓は人体の一部に接触し、患者２
に圧迫感を与えるが、本実施例では、ボビン６と患者２
の頭部間の開放空間を非接触にて消音できるので、患者
２に圧迫感を与えない。なお、図２に示すように、これ
らのマイクロホン１３Ｒ，１３Ｌを患者２のテ−ブル７
に固定支持すると、人体各部のスライス断面を撮るため
に患者２及びその支持用テ−ブル７が移動する場合もマ
イクロホン１３を患者２の耳元近辺に常に保持できる。
【００３５】次に本発明の第２の実施例について図３、
図４を用いて説明する。図３は第２の実施例の医療用診
断装置の横断面図であり、図４はエラー信号処理の流れ
を示すブロック図である。本実施例では発音手段を２個
設けた点、騒音元信号を医療用診断装置から出力する磁
気制御信号を用いた点及び上記発音器が２個を制御する
位相・振幅制御手段１１が第１の実施例とは相違してお
り、基本的には第１の実施例と同様である。ちなみに第
１の実施例では発音手段が１個であり、騒音元信号はボ
ビン６に取り付けたピックアップ１６から得るものであ
る。
【００３６】本実施例では、患者２の耳元２０Ｒ，２０
Ｌ近辺の２箇所の開放空間領域に対向して、チャンバ−
１外に騒音をキャンセルするための２個の発音器２３
Ｒ，２３Ｌを設けている。２個の発音器を設けたことに
より、各発音器から発生する音波を個々に制御できるこ
とから、消音量の増大や消音領域を拡大する効果が得ら
れる。これらの効果は、エラ−信号の検出箇所及び発音
手段の数量を多くすると増大するが、一方、位相及び振
幅調整時間が増加し、騒音や音速の時間的変化に対して
の追随性が悪化するという欠点が生じる。
【００３７】図４に示すエラー信号を処理する回路は、
２個のエラ−信号検出用の容量型マイクロホン１３Ｒ，
１３Ｌと、それらの出力信号ケ−ブル１２Ｒ，１２Ｌ
と、エラ−信号検出回路１９とからなるエラ−信号検出
手段２１と；騒音元信号として医療用診断制御装置８に
よる磁気制御の出力信号を検出する騒音発生元信号検出
回路１８からなる騒音発生元信号検出手段２５と；エラ
−信号検出手段２１と騒音発生元信号検出手段２５から
の信号を処理する位相・振幅制御手段１１と；２個の発
音器２３Ｒ，２３Ｌと、位相・振幅制御手段１１の信号
により発音器２３Ｒ，２３Ｌを駆動する駆動回路２２と
からなる騒音キャンセル用の発音手段１４と；からな
る。医療用診断制御装置８の出力信号は、１回のスライ
スデ−タ収集開始と同期した信号である。医療用診断制
御装置８の出力信号を騒音元信号として、検出手段２５
の検出回路１８を経て、位相・振幅制御手段１１に入力
しているので、前述の実施例１と同様、ハウリングによ
る不安定な消音動作は、起こりえない。
【００３８】図５は、第２の実施例の位相・振幅制御手
段１１の構成を示すブロック図である。２個のエラ−信
号２８Ｒ，２８Ｌと２個の発音器駆動信号（消音信号）
２７Ｒ，２７Ｌ用い、患者２の耳元２箇所の開放空間領
域を、時分割にて適応制御にて消音する例を示す。
【００３９】位相・振幅制御手段１１の信号入出力部に
は、入力の場合にアナログ信号からディジタル信号への
Ａ／Ｄ変換回路、出力の場合にはディジタル信号からア
ナログ信号へのＤ／Ａ変換回路を有する信号変換手段１
１ａ，１１ｃが設けられている。ところで、本実施例の
場合、２個の発音器から放射された各音波は、２箇所の
消音領域に設けたエラ−信号検出用のマイクロホン２個
へそれぞれ伝搬するから、４通りの伝搬ル−トが発生す
る。即ち、左側の発音器２３Ｌからの音波は、左側のマ
イクロホン１３Ｌに伝搬する他に、右側のマイクロホン
１３Ｒにも伝搬し、また右側の発音器２３Ｒからの音波
も同様にマイクロホン１３Ｒ，１３Ｌに伝搬するので、
２箇所の領域を消音するためには、４通りのル−トに対
して、位相及び振幅の調整が必要となる。一般には、ｍ
個の発音器を用いて、ｎ箇所の領域を消音しょうとする
とｍ×ｎ通りのル−トについてそれぞれ適応型ディジタ
ルフィルタ、例えば適応型のＦＩＲフィルタを用いた制
御が必要となる。その結果発音器及び消音領域数が多く
なると、膨大な計算量が発生し、メモリ−量の増大や適
応時間の増大を招き、能動型消音方式の適応範囲がきわ
めて限られるという問題が発生する。
【００４０】この第２の実施例の位相・振幅制御手段１
１では、適応型ＦＩＲフィルタを発音器の数と同じ２個
とする。そして適応型ＦＩＲフィルタは、騒音発生元信
号２６に対して、上記各発音器と各エラ−マイクロホン
間４通りの伝送特性、即ち４個のＦＩＲフィルタを決定
する、例えばインパルス応答係数ベクトルＣ１Ｌ、Ｃ１
Ｒ、Ｃ２Ｌ及びＣ２Ｒ（Ｃ１Ｌ〜Ｃ２Ｒと表す）で補正
する。これによって得られる信号と２個のエラ−信号間
の各組合せについて、信号の単位サンプル毎に、時分割
切り換えながら、それぞれの発音器２３Ｌ，２３Ｒの駆
動用入力信号を作成する。この場合、適応アルゴリズム
例えばＬＭＳ（最小２乗平均）アルゴリズムを使って、
エラ−信号出力の大きさが最小となるように、適応型Ｆ
ＩＲフィルタＬ，Ｒのフィルタ係数を可変する。なお４
個のＦＩＲフィルタを決定するインパルス応答係数ベク
トルＣ１Ｌ〜Ｃ２Ｒは、診断前にあらかじめ測定によっ
て得るものとする。また患者耳元位置を移動させて、人
体の複数箇所を診断する場合には、診断前にその都度イ
ンパルス応答係数ベクトルＣ１Ｌ〜Ｃ２Ｒを測定し、こ
の結果を使用する。あるいは複数の患者耳元位置におけ
る係数ベクトルＣ１Ｌ〜Ｃ２Ｒをあらかじめ測定してデ
−タベ−ス化しておき、診断では、各患者耳元位置に対
応する係数ベクトルＣ１Ｌ〜Ｃ２Ｒをその都度使って、
能動消音制御を行う。これに必要な係数ベクトルの記憶
及び読み書き手段は、図には記載していないが、本発明
に含まれる。
【００４１】図５に示すブロック図において、位相・振
幅制御手段１１は、ハ−ドウェアである高速ディジタル
プロセッサ（ＤＳＰ），Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ変換器と
それらの制御用ソフトウェアで実現できる。この構成に
よれば、発音器及び消音領域の数を増やしても、計算量
はさほど増えないので、メモリ−量の増大や適応時間の
増大にともなう適用範囲の限定とかコストアップ、消音
効果の低下は、防ぐことができる。
【００４２】次に図６を用いて本発明の第３の実施例を
説明する。図６は騒音をキャンセルするための発音手段
１４の信号ブロック図である。本実施例の医療用診断装
置は、第２の実施例に以下に説明する音楽を流す機能を
追加したものである。本実施例の発音手段１４は、騒音
キャンセル用信号２７Ｒ，２７Ｌと音楽信号源２９の出
力信号の加算信号を加算手段３０Ｒ，３０Ｌにて作成
し、この信号を用いてスピ−カ駆動用アンプ２２Ｒ，２
２Ｌを駆動し、発音器２３Ｒ，２３Ｌから音を発生させ
る構成を採っている。
【００４３】この能動型消音方式は、患者２の耳元近辺
の音波のなかで、騒音発生元信号と相関の高い音波のみ
消音する方式であり、この騒音発生元信号として、ボビ
ン６の振動、又は診断制御装置８の出力信号を用いるの
で、発音器２３Ｒ，２３Ｌから発生する音波の中で、音
楽は消音されずにそのまま患者２に伝達される。その結
果、この音楽によって騒音をマスクできるので、そのう
るささが緩和でき、さらに快適化にもつながる。図６に
は図示されていないが、騒音キャンセル用信号に患者２
への情報伝達用音信号を加える方法も本実施例に含まれ
る。
【００４４】本発明の第４の実施例を図７及び図８を用
いて説明する。図７は第４の実施例の医療用診断装置の
横断面図であり、図８は位相・振幅制御手段１１の信号
ブロック図を示す。本実施例は図７に示すように、患者
２の耳元近辺の消音領域から、エラ−信号を検出するマ
イクロホン１３Ｒ，１３Ｌを空間的に離して、患者２耳
元の騒音を消音する装置であり、ボビン６内には患者２
のみ存在し、それ以外のたとえばマイクロホン等の能動
的消音手段が存在しない。本実施例では、エラ−信号検
出用のマイクロホン１３Ｒ，１３Ｌとこれらの出力ケ−
ブル１２Ｒ，１２Ｌと騒音をキャンセルする発音器２３
Ｒ，２３Ｌは、チャンバ−１外に設けている。本実施例
の医療用診断装置は、第２の実施例とはエラ−信号検出
用のマイクロホンをチャンバ−１外に設けた点とそれに
伴う下記で説明する位相・振幅制御手段１１の補正フィ
ルタ設けた点で相違するが、それ以外の構成は第２の実
施例と同様である。
【００４５】図８において、フィルタ係数Ｄ１Ｌ、Ｄ１
Ｒ、Ｄ２Ｌ及びＤ２Ｒは、発音器２３Ｒ，２３Ｌと患者
２の両耳元２箇所の消音位置間のインパルス応答係数ベ
クトルを表す。さらに、３１Ｒ，３１Ｌは、消音位置と
マイクロホン１３Ｒ，１３Ｌ設置位置のそれぞれの位置
における騒音スペクトルの比をフ−リエ逆変換して得ら
れた補正フィルタ係数を示す。この補正フィルタ係数３
１Ｌ，３１Ｒによれば、傾斜磁場コイル５に信号を流す
と、マイクロホン１３Ｒ，１３Ｌから騒音が発生する
が、診断開始前の予備動作時にのみ、耳元近辺の消音位
置に別のマイクロホン２個をとりつけ、各騒音スペクト
ルを実測後、上記の演算を実行して求められる。さら
に、補正フィルタ係数３１Ｒ，３１Ｌは、別のマイクロ
ホン２個と正規のマイクロホン１３Ｒ，１３Ｌとの間の
インパルス応答係数ベクトルを表し、この測定方法とし
ては、たとえば、容量型マイクロホンの可逆性を利用し
て、正規のあるいは別のマイクロホンをスピ−カとして
用い、動作前に、Ｍ系列変調信号音を放射することによ
り、これと別のあるいは正規のマイクロホン間の伝達特
性が実測できる。
【００４６】ここで、騒音発生元信号として医療診断用
制御装置８の出力信号を用い、さらに患者２の耳元２箇
所の領域外でかつチャンバ−１外に設けられたマイクロ
ホン１３Ｒ，１３Ｌ及び発音器２３Ｒ，２３Ｌを用いて
医療用診断装置を構成する場合、両耳元の近辺の消音
を、チャンバ−外の消音手段にて遠隔にて実行できる。
これにより診断性能の低下の要因は全くなくなり、かつ
患者２の姿勢、位置、大きさを拘束するものはボビン
６、テ−ブル７を除き無い。
【００４７】次に本発明の第５の実施例について説明す
る。図９は第５の実施例の医療用診断装置の横断面図と
信号処理ブロック図を兼用して表す。マイクロホン１３
Ｒ，１３Ｌ及び、発音器２３Ｒ，２３Ｌをチャンバ−１
外に設ける一方、これらの先端それぞれに非磁性の非金
属、例えばプラスティック材で構成された中空チュ−ブ
３３Ｒ，３３Ｌ，３２Ｒ，３２Ｌを取り付け、これらの
チュ−ブ内を音波の伝送路として用いる方法である。本
実施例は上記チューブを用いた点をのぞけば第４の実施
例と基本的におなじである。この実施例では、騒音発生
元信号として診断制御装置８の出力信号１０を用いてい
るが、ボビン６壁面の振動加速度の信号であっても良
い。これらのチュ−ブの他方の口をチャンバ−１内に位
置させ、チューブを音の伝送手段とすると、患者の耳元
の騒音を消音できるとともに、ボビン６内には金属や磁
性体は存在しないので、磁場の乱れは生ぜず、その結果
診断性能にも影響されないことから、高画質が得られ
る。なお発音器につなぐ中空チュ−ブ３２Ｒ，３２Ｌを
使わず、マイクロホンにつなぐ中空チュ−ブ３３Ｒ，３
３Ｌのみを使い、発音手段をチャンバ−１の外に設ける
方法も本発明に含まれる。なおこの方法でも、前述の通
り消音効果に特に変化がみられない。
【００４８】次に第６の実施例を図１０、図１１を用い
て説明する。図１０は第６の実施例の医療用診断装置の
横断面と信号処理回路をブロックで示す。また図１１は
騒音をキャンセルするための発音手段１４の信号ブロッ
ク図である。診断動作によって得られた患者２の症状、
例えば患部の血流の状況の程度を表す信号２４を基に、
発音手段１４にて患者２の耳元近辺での音量と音質を可
変させて、ボビン６内における種々の音環境下で患者２
の診断が実行できる。本実施例は、上記発音手段１４の
音量と音質を患者２の症状により可変とする他は第２の
実施例と同じである。
【００４９】図１１において、信号源３４から出力され
加算手段３０Ｒ，３０Ｌに入力される信号は、診断制御
装置８の出力２４に基づき、音信号制御手段３５Ｒ，３
５Ｌにて制御される。この信号と騒音キャンセル用信号
２７Ｒ，２７Ｌは、加算手段３０Ｒ，３０Ｌによって加
算され、スピ−カ駆動用アンプ２２を介して、発音器２
３Ｒ，２３Ｌに導かれる。ところで、医療診断用制御装
置８の出力信号２４は、騒音発生元信号と無相関である
から、音信号制御手段３５Ｒ，３５の出力信号を騒音と
は独立に制御可能である。そして、発音器２３Ｒ，２３
Ｌから発生する音波には、騒音をキャンセルする音波に
加えて、患者２に刺激または快適感を与える音波が含ま
れる。
【００５０】なお、発音器として圧電型スピ−カを用い
る方法も本発明に含まれ、この場合このスピ−カはチャ
ンバ−１内に設置しても、磁気の影響を避けることがで
き、安定した動作を実行できる。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、患者に高周波磁界を印
加し身体の断面像を作成する医療用診断装置に、装置動
作時に発生する騒音を消去する手段として、チャンバ−
１内に横たわる患者の耳元に設置しその近辺の騒音を検
出するエラー信号検出手段と、騒音元となる磁気振動、
または高周波磁界を発生する装置を駆動する信号を検出
する騒音元信号検出手段と、その騒音元信号検出手段か
らの振動信号の位相を反転させかつその振動信号の振幅
をエラー信号検出手段からの騒音信号の大きさに比例さ
せて消音信号を生成する位相・振幅制御手段と、その消
音信号により音波を発生する発音手段とから構成し、発
音手段からの音波を患者の耳元近辺の騒音と同振幅で、
逆位相の音波として送信するので、耳元近辺の騒音を効
果的に低減、消去でき、また消音信号は騒音元の信号を
基に作成するので、この消音する手段によってハウリン
グを起こさずに消音でき、また構成要素が患者に非接触
であるので患者に圧迫感なく、騒音による不安感を解消
できる。
【００５２】また、上記医療用診断装置において発音手
段に音楽信号の加算機能やその音楽の音量・音質制御手
段を付加すれば、患者の気持ちをさらに和やかにするこ
とができる。
【００５３】また、本発明によれば、別の医療用診断装
置は、上記医療用診断装置において騒音を消去する別の
手段として、エラー信号検出手段を患者の耳元から離し
てチャンバーの外に設置し、耳元からエラー信号検出手
段間の音波伝送路の伝達係数により消音信号を補正する
ものとし、その他は上記本発明の医療用診断装置と同様
に構成するので、上記同様にハウリングを起こさずに騒
音を消去でき、患者の騒音による不安感を解消できると
共に、発音手段、位相・振幅制御手段、駆動信号検出手
段はもとよりエラー信号検出手段もチャンバー外に設置
したので、患者に印加する磁場の乱れが生ぜず、画像の
質低下も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の医療用診断装置を示す
概略図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例の医療用診断装置の横断
面図を示す。
【図４】第２の実施例における信号処理の流れを示すブ
ロック図である。
【図５】第２の実施例における位相・振幅制御手段の構
成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施例における発音手段１４の
信号ブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施例なる医療用診断装置の横
断面図である。
【図８】第４の実施例における位相・振幅制御手段の信
号ブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施例なる医療用診断装置の横
断面図と信号処理ブロック図である。
【図１０】本発明の第６の実施例なる医療用診断装置の
縦断面図と信号処理ブロック図である。
【図１１】第６の実施例における発音手段の信号処理ブ
ロック図を示す。
【符号の説明】
１ チャンバ− ２ 患者 ４ 磁石 ５ 傾斜磁場コイル ６ ボビン ７ テ−ブル ８ 医療診断制御装置 １１ 位相・振幅制御手段 １３ 容量型マイクロホン １４ 発音手段 １６ 圧電型ピックアップ １８ 騒音発生元信号検出回路 １９ エラ−信号検出回路 ２１ エラ−信号検出手段 ２２ 発音器駆動回路 ２３ 発音器 ２５ 騒音発生元信号検出手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年６月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡部 信也 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内 (72)発明者 大塚 雅之 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所那珂工場内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チャンバー中央部に位置する両端開放の
    筒体の内部に患者を横たえる支持台を、また筒体の外周
    部に磁気発生装置を有し、該磁気発生装置により患者の
    身体に周期的に磁界を印加し、該磁界に反応して身体か
    ら発生する電磁波を検知し、該検知した信号をコンピュ
    ータで処理して身体の横断面画像を作成する医療用診断
    装置において、前記支持台上で患者の耳元近辺に配置さ
    れ前記磁気発生装置の動作時に生じる騒音を検出するエ
    ラー信号検出手段と、前記筒体の内面に取り付けられ前
    記磁気発生装置の動作時に該筒体の振動を検出する振動
    検出手段と、該振動検出手段からの振動信号の位相を反
    転させかつ該振動信号の振幅を前記エラー信号検出手段
    からの騒音信号の大きさに比例させて消音信号を生成す
    る位相・振幅制御手段と、該消音信号により音を発生す
    る発音手段とを設けたことを特徴とする医療用診断装
    置。
  2. 【請求項２】 前記エラ−信号検出手段はコンデンサ型
    マイクロホンを有することを特徴とする請求項１に記載
    の医療用診断装置。
  3. 【請求項３】 前記振動検出手段は圧電型ピックアップ
    を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の医療
    用診断装置。
  4. 【請求項４】 チャンバー中央部に位置する両端開放の
    筒体の内部に患者を横たえる支持台を、また筒体の外周
    部に磁気発生装置を有し、該磁気発生装置により患者の
    身体に周期的に磁界を印加し、該磁界に反応して身体か
    ら発生する電磁波を検知し、該検知した信号をコンピュ
    ータで処理して身体の横断面画像を作成する医療用診断
    装置において、前記支持台上で患者の耳元近辺に配置さ
    れ前記磁気発生装置の動作時に生じる騒音を検出するエ
    ラー信号検出手段と、前記磁気発生装置を駆動する駆動
    信号を検出する駆動信号検出手段と、該駆動信号検出手
    段からの駆動検出信号の位相を反転させ該駆動検出信号
    の振幅を前記エラー信号検出手段からの騒音信号の大き
    さに比例させて消音信号を生成する位相・振幅制御手段
    と、該消音信号により音を発生する発音手段とを設けた
    ことを特徴とする医療用診断装置。
  5. 【請求項５】 前記エラ−信号検出手段はコンデンサ型
    マイクロホンを有することを特徴とする請求項４に記載
    の医療用診断装置。
  6. 【請求項６】 前記発音手段に音楽信号の加算機能を付
    加したことを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の
    医療用診断装置。
  7. 【請求項７】 前記発音手段に音量及び音質を制御する
    音量・音質制御手段を付加したことを特徴とする請求項
    ６記載の医療用診断装置。
  8. 【請求項８】 チャンバー中央部に位置する両端開放の
    筒体の内部に患者を横たえる支持台を、また筒体の外周
    部に磁気発生装置を有し、該磁気発生装置により患者の
    身体に周期的に磁界を印加し、該磁界に反応して身体か
    ら発生する電磁波を検知し、該検知した信号をコンピュ
    ータで処理して身体の横断面画像を作成する医療用診断
    装置において、前記支持台上の患者の耳元から離れて前
    記筒体の外に配置され前記磁気発生装置の動作時に生じ
    る騒音を検出するエラー信号検出手段と、前記筒体の内
    面に取り付けられ前記磁気発生装置の動作時に該筒体の
    振動を検出する振動検出手段と、該振動検出手段からの
    振動信号の位相を反転させかつ該振動信号の振幅を前記
    エラー信号検出手段からの騒音信号の大きさに比例さ
    せ、かつ前記耳元から前記エラー検出手段までの空間で
    なる音波伝送路の伝達特性を乗じて消音信号を生成する
    位相・振幅制御手段と、該消音信号により音を発生する
    発音手段とを設けたことを特徴とする医療用診断装置。
  9. 【請求項９】 チャンバー中央部に位置する両端開放の
    筒体の内部に患者を横たえる支持台を、また筒体の外周
    部に磁気発生装置を有し、該磁気発生装置により患者の
    身体に周期的に磁界を印加し、該磁界に反応して身体か
    ら発生する電磁波を検知し、該検知した信号をコンピュ
    ータで処理して身体の横断面画像を作成する医療用診断
    装置において、前記支持台上の患者の耳元から前記筒体
    の外に引き出された非磁性で非金属製のチューブと、該
    チューブの先端に配置され前記磁気発生装置の動作時に
    生じる騒音を検出するエラー信号検出手段と、前記筒体
    の内面に取り付けられ前記磁気発生装置の動作時に該筒
    体の振動を検出する振動検出手段と、該振動検出手段か
    らの振動信号の位相を反転させかつ該振動信号の振幅を
    前記エラー信号検出手段からの騒音信号の大きさに比例
    させ、かつ前記耳元から前記エラー検出手段までの前記
    チューブからなる音波伝送路の伝達特性を乗じて消音信
    号を生成する位相・振幅制御手段と、該消音信号により
    音を発生する発音手段とを設けたことを特徴とする医療
    用診断装置。
  10. 【請求項１０】 チャンバー中央部に位置する両端開放
    の筒体の内部に患者を横たえる支持台を、また筒体の外
    周部に磁気発生装置を有し、該磁気発生装置により患者
    の身体に周期的に磁界を印加し、該磁界に反応して身体
    から発生する電磁波を検知し、該検知した信号をコンピ
    ュータで処理して身体の横断面画像を作成する医療用診
    断装置において、 前記支持台上で患者の耳元から離れて前記筒体の外に配
    置され前記磁気発生装置の動作時に生じる騒音を検出す
    るエラー信号検出手段と、前記磁気発生装置を駆動する
    駆動信号を検出する駆動信号検出手段と、該駆動信号検
    出手段からの駆動検出信号の位相を反転させ該駆動検出
    信号の振幅を前記エラー信号検出手段からの信号の大き
    さに比例させ、かつ前記耳元から前記エラー検出手段ま
    での空間でなる音波伝送路の伝達特性を乗じて消音信号
    を生成する位相・振幅制御手段と、該消音信号により音
    を発生する発音手段とを設けたことを特徴とする医療用
    診断装置。
  11. 【請求項１１】 チャンバー中央部に位置する両端開放
    の筒体の内部に患者を横たえる支持台を、また筒体の外
    周部に磁気発生装置を有し、該磁気発生装置により患者
    の身体に周期的に磁界を印加し、該磁界に反応して身体
    から発生する電磁波を検知し、該検知した信号をコンピ
    ュータで処理して身体の横断面画像を作成する医療用診
    断装置において、 前記支持台上で患者の耳元から前記筒体の外に引き出さ
    れた非磁性で非金属製のチューブと、該チューブの先端
    に配置され前記磁気発生装置の動作時に生じる騒音を検
    出するエラー信号検出手段と、前記磁気発生装置を駆動
    する駆動信号を検出する駆動信号検出手段と、該駆動信
    号検出手段からの駆動検出信号の位相を反転させ該駆動
    検出信号の振幅を前記エラー信号検出手段からの信号の
    大きさに比例させ、かつ前記耳元から前記エラー検出手
    段までの前記チューブからなる音波伝送路の伝達特性を
    乗じて消音信号を生成する位相・振幅制御手段と、該消
    音信号により音を発生する発音手段とを設けたことを特
    徴とする医療用診断装置。
  12. 【請求項１２】前記駆動信号検出手段、位相・振幅制御
    手段及び発音手段を前記チャンバー外に配置したことを
    特徴とする請求項１０又は１１に記載の医療用診断装
    置。
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