JPH0562211U - 心拍呼吸監視用超音波ドプラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一のセンサにより信憑性の高い心拍信号と
呼吸信号とを同時に採取することのできる心拍呼吸監視
用超音波ドプラ装置を実現することである。 【構成】 心拍と呼吸によるドプラシフトを同時に採取
するためのＣＷ送受信を行う単一の探触子２と、その出
力信号からドプラ成分を抽出する検波器４と、その出力
ドプラ信号から血流成分を抽出するための高周波成分を
除去し、１０００Hz以上の周波数通過特性を持つ帯域濾
波器Ａ６と、ドプラ信号から呼吸音成分を抽出するため
の５０〜５００Hzの周波数通過特性を持つ帯域濾波器Ｂ
７と、前記帯域濾波器Ａ６の出力を検波して心拍パルス
を出力する包絡線検波器Ａ８と、帯域濾波器Ｂ７の出力
を検波して呼吸音波形の信号を出力する包絡線検波器Ｂ
９とを具備する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は超音波ドプラ装置に関し、特に心拍信号と呼吸信号とを同時に採取す ることのできる超音波ドプラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来新生児の健康状態をモニタする装置として用いられているのは、呼吸モニ タや心拍心電モニタや或いは心拍呼吸モニタとして一体化されたものや酸素分圧 法と称せられる組織の酸素飽和度を測定する方法の組み合わせであった。

【０００３】 呼吸モニタは近時問題になっている睡眠時無呼吸症候群の発見にも有効である 。呼吸モニタとしては呼吸音による呼吸監視が相応の信頼性のある手法とされて いる。

【０００４】 一方、心拍をモニタする方法としては心電を採取するのが良いとされている。 その方法として関心を持たれているのは、最も高い圧縮比の場合、Ｒ波とＲ波の 時間間隔又は心拍毎の瞬時心拍数の形を取る方法である。

【０００５】 従来は、この心電システムと、これと同居するインピーダンス呼吸計，呼吸音 検出装置，鼻先にサーミスタを用いた呼吸気流検出装置もしくは胴周変化測定装 置等の呼吸モニタとが併用されていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記のような検出装置において、心電モニタは電極を用いて生体信 号を採取する方式で、センサとしての電極を生体の各所に取り付けなければなら ず、その上にインピーダンス呼吸計を用いれば更に電極が必要となる。特にイン ピーダンス呼吸計は空気を吸い込んだ肺と、圧迫される周囲、又は空気を吐き出 した肺と膨張した周囲とのインピーダンスの変化によって呼吸をモニタするもの で、その信憑性には問題がある。

【０００７】 本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、単一のセンサにより 信憑性の高い心拍信号と呼吸信号とを同時に採取することのできる心拍呼吸監視 用超音波ドプラ装置を実現することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前記の課題を解決する本考案は、心拍と呼吸によるドプラシフトを同時に採取 するためのＣＷ送受信を行う単一の探触子と、該探触子の出力信号からドプラ成 分を抽出する検波器と、該検波器の出力のドプラ信号から血流成分を抽出するた めの所定の周波数成分を通過させる特性を持つ第１の濾波器と、前記検波器の出 力のドプラ信号から呼吸音成分を抽出するための所定の周波数成分を通過させる 特性を持つ第２の濾波器と、前記第１の濾波器の出力を検波して心拍パルスを出 力する第１の包絡線検波器と、前記第２の濾波器の出力を検波して呼吸音波形の 信号を出力する第２の包絡線検波器とを具備することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

単一の探触子は超音波ＣＷ信号を送波し、心拍と呼吸によりドプラ偏移された 信号を受波する。この信号は検波器によりドプラ成分が抽出される。このドプラ 成分は、第１の濾波器で高周波成分と略１０００Hz以下の周波数成分が除去され 、第１の包絡線検波器で検波されて心拍パルスが出力される。

【００１０】 又、前記のドプラ成分のうち、第２の濾波器で５０〜５００Hzの周波数成分が 通過して第２の包絡線検波器で検波されて呼吸音波形信号が出力され、単一の探 触子で心拍と呼吸の２信号が同時に得られる。

【００１１】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。 図１は本考案の一実施例の装置のブロック図である。図において、１は送波用 の信号を発生する発振器、２は送波用の電気信号を超音波信号に変換して送波し 、反射体からの反射波を受波して電気信号に変換する探触子である。これを被検 体の頸動脈付近に取り付けると、心拍は頸動脈から血流を、呼吸音は組織の振動 をドプラ系で拾うことになる。又、胸に取り付けた場合は、心拍は心臓若しくは 血流を、呼吸音は胸骨の振動や肺表面の振動をドプラ信号として検出する。３は 探触子２からの受信信号を増幅する前置増幅器、４は受信信号からドプラ偏移分 だけを取り出し、心拍と呼吸音の成分を出力する検波器である。検波されたドプ ラ偏移分の出力は低周波増幅器５で増幅される。

【００１２】 このようにして血流のドプラシフトから心拍即ち脈波が得られ、喉とか胸骨の 振動から呼吸音を得る。上記の発振器１から低周波増幅器５に至る回路は通常の ＣＷドプラシステムである。

【００１３】 ６は１０００Hz以上の低周波領域を通過させ、検波器４の出力に残る高周波成 分を除去する帯域濾波器Ａ，７は５０Hz〜５００Hzの範囲の低周波を通過させる 帯域濾波器Ｂである。８は帯域濾波器Ａ６からの信号を検波して心拍パルス状脈 波を出力する包絡線検波器Ａで、その出力信号波形は図２の（イ）図に示すパル ス波形である。９は帯域濾波器Ｂ７からの信号を検波して、図２の（ロ）図に示 す呼吸音波形を出力する包絡線検波器Ｂである。包絡線検波器Ａ８及び包絡線検 波器Ｂ９の出力は、図示しない後段の信号処理回路及び記録部に送り出される。

【００１４】 次に上記のように構成された実施例の動作を説明する。発振器１はＣＷドプラ 装置として動作させるため高周波のＣＷ波を発生し、探触子２を励振して被検体 に送波させる。探触子２は指向性の鈍い物を用い、首か胸に１箇所取り付けられ ている。探触子２の取り付け場所を図３に示す。図３は取り付け場所の一例を示 す図である。図において、ＡとＢは首筋の頸動脈付近に取り付けた場合の図で、 どちらかを選択する。この位置における心拍は血流のドプラシフトから拍動する 脈波を受波する。又呼吸音の採取は、喉の振動値をドプラ系で拾うことになる。 ＣとＤは胸部に取り付けた例で、心拍は心臓若しくは血流から、呼吸音は胸骨の 振動や、肺の表面の振動を拾うものである。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置の何れか一箇 所に取り付けて送受信を行う。又、探触子２のビームの出入りする方向は取り付 け面に垂直であるよりは寧ろ円錐状の方が有感範囲が広くて具合が良い。この探 触子２と放射ビームとを図４に示す。図において、１１は振動子が同心円状に配 列された探触子２から被検体１２に照射される超音波のビームである。

【００１５】 上記に説明したように取り付けられた探触子２から照射された超音波は受波さ れて前置増幅器３で増幅される。この出力は検波器４でドプラ信号が抽出され、 低周波増幅器５で増幅される。

【００１６】 帯域濾波器Ａ６は低周波増幅器５の出力のうち動きの速い血流又は心臓壁の運 動による１０００Hz以上のドプラ成分のみを抽出し、抽出された信号は包絡線検 波器Ａ８で検波されて心拍パルスとなり、後段の信号処理回路及び記録部に出力 される。

【００１７】 帯域濾波器Ｂ９は低周波増幅器５の出力のうち、動きの遅い呼吸音成分の５０ Hz〜５００Hzのドプラ成分のみを抽出し、抽出された信号は包絡線検波器Ｂ９で 検波されて呼吸音による信号が後段の信号処理回路及び記録部に出力される。

【００１８】 以上説明したように本実施例によれば、センサとしての探触子は１箇所に取り 付けられており、しかも信頼性や信憑性は従来のインピーダンス式によるものよ りも良好である。

【００１９】 本実施例ではセンサの取り付け場所を１箇所にすることにより目的を達したが 、心拍用，呼吸用に別の探触子を用い、又探触子内のエレメントを別々にするこ とを妨げるものではない。

【００２０】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように本考案によれば、単一のセンサにより心拍信号と呼 吸信号とを高い信憑性で同時に採取することができるようになり、実用上の効果 は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の装置のブロック図である。

【図２】包絡線検波器の出力波形で、（イ）は心拍パル
スの図、（ロ）は呼吸音波形の図である。

【図３】探触子の取り付け場所の好適な例を示す図であ
る。

【図４】好適な探触子としての同心円状探触子とそのビ
ームの形状を示す図である。

【符号の説明】

２ 探触子 ４ 検波器 ６，７ 帯域濾波器 ８，９ 包絡線検波器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 心拍と呼吸によるドプラシフトを同時に
   採取するためのＣＷ送受信を行う単一の探触子（２）
   と、 該探触子（２）の出力信号からドプラ成分を抽出する検
   波器（４）と、 該検波器（４）の出力のドプラ信号から血流成分を抽出
   するための所定の周波数成分を通過させる特性を持つ第
   １の濾波器（６）と、 前記検波器（４）の出力のドプラ信号から呼吸音成分を
   抽出するための所定の周波数成分を通過させる特性を持
   つ第２の濾波器（７）と、 前記第１の濾波器（６）の出力を検波して心拍パルスを
   出力する第１の包絡線検波器（８）と、 前記第２の濾波器（７）の出力を検波して呼吸音波形の
   信号を出力する第２の包絡線検波器（９）とを具備する
   ことを特徴とする心拍呼吸監視用超音波ドプラ装置。