JPH09292214A - Ultrasonic sebum thickness measuring device - Google Patents

Ultrasonic sebum thickness measuring device

Info

Publication number
JPH09292214A
JPH09292214A JP8105334A JP10533496A JPH09292214A JP H09292214 A JPH09292214 A JP H09292214A JP 8105334 A JP8105334 A JP 8105334A JP 10533496 A JP10533496 A JP 10533496A JP H09292214 A JPH09292214 A JP H09292214A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
echo
ultrasonic
value
time
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8105334A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Ishii
徹哉 石井
Yasuyuki Kubota
康之 久保田
Masashi Kuriwaki
真史 栗脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP8105334A priority Critical patent/JPH09292214A/en
Publication of JPH09292214A publication Critical patent/JPH09292214A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and precisely measure sebum thickness. SOLUTION: An ultrasonic pulse is emitted toward the tissue under the skin of a subject plural times, and a group of echoes containing the sebum echo from the critical surface between pannicular tissue and flesh is received. A waveform shaper 7 converts the received signal into a signal corresponding to the presence or absence of echo followed by outputting, and a serial I/O 8 takes the output signals of the waveform shaper 7 at a prescribed taking period, and transmits the taken value of 1 pit to a CPU 11. The CPU 11 detects the change from '1' to '0' of the taken value and counts the frequency of presence of echo every taking period. The value obtained by multiplying the sum of the respective receiving frequencies for a plurality of periods further before by a coefficient 2 is subtracted from the sum of the respective receipt frequencies for four period before an optional taking period to calculate the integrated receiving frequency, the taking period and receiving frequency which give the maximum value of the integrated receiving frequency are determined, and sebum thickness is calculated on the basis of these taking period and receiving frequency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、超音波パルスを
生体の所定の皮膚下の生体組織に向けて放射し、皮下脂
肪組織と筋肉組織との境界面から戻って来るエコーを調
べることにより、皮脂厚を測定する超音波皮脂厚測定装
置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention radiates an ultrasonic pulse toward a living tissue under a predetermined skin of a living body, and examines an echo returning from an interface between a subcutaneous fat tissue and a muscle tissue. The present invention relates to an ultrasonic skin fat thickness measuring device for measuring skin fat thickness.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、肥満と種々の疾病との高い相関関
係が指摘され、また、美容への関心も高まり、肥満度の
簡便な検査方法が要望されている。従来、この肥満度を
簡単に知るために、例えば、皮脂厚を測定することが行
われている。この皮脂厚の測定装置としては、生体の体
内に向けて超音波パルスを発射し、この超音波パルスが
皮下脂肪組織と筋肉組織との境界面で反射して戻ってく
るエコーを検出して皮脂厚を測定する超音波皮脂厚測定
装置が知られている。例えば、特表昭57−50090
0号公報に記載の超音波皮脂厚測定装置は、パルス発生
器で発生させた電気パルス信号を超音波トランスデュー
サに供給して超音波パルスを生体の体内に向けて発射
し、戻ってきたエコーを受波して電気信号に変換し、こ
の電気信号が所定のしきい値を越えたら所望のエコーを
検出したとして、超音波パルスの送出からエコーの検出
までに要した時間に基づいて、皮脂厚を測定する構成を
とっている。
2. Description of the Related Art In recent years, a high correlation between obesity and various diseases has been pointed out, and interest in beauty has increased, and a simple method for testing the degree of obesity has been demanded. Conventionally, in order to easily know the degree of obesity, for example, skin fat thickness is measured. As a device for measuring the skin oil thickness, an ultrasonic pulse is emitted toward the body of a living body, and the ultrasonic pulse is reflected by the boundary surface between the subcutaneous fat tissue and the muscle tissue to detect echoes and return to the skin oil. An ultrasonic skin oil thickness measuring device for measuring thickness is known. For example, special table Sho 57-50090
The ultrasonic skin fat thickness measuring device described in Japanese Patent No. 0 supplies an electric pulse signal generated by a pulse generator to an ultrasonic transducer to emit an ultrasonic pulse toward the inside of a living body, and to echo the returned echo. Based on the time required from the transmission of ultrasonic pulse to the detection of the echo, assuming that the desired echo is detected when this electric signal exceeds the specified threshold value It is configured to measure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の超音波皮脂厚測定装置においては、超音波パル
スを送出して戻ってくるエコーの強度に基づいて皮脂厚
の算出を行うようにしているために、ハードウェアが複
雑となってコストが嵩んでしまうという問題がある。ま
た、複数回の測定を行ってこれらの測定値の平均値を皮
脂厚として求める方法も考えられているが、この方法で
は、皮下脂肪組織と筋肉組織との境界面以外の複数の部
位又は境界面からのエコーも同時に検出してしまい、か
つ、これらのエコーから所望のエコーを分離して皮脂厚
を算出することができないため、測定精度が低いという
欠点がある。
However, in the ultrasonic skin fat thickness measuring device described in the above publication, the skin fat thickness is calculated based on the intensity of the echo that is returned by transmitting the ultrasonic pulse. Therefore, there is a problem that the hardware becomes complicated and the cost increases. Further, a method of obtaining the average value of these measurement values as skin fat thickness by performing a plurality of measurements is also considered, but in this method, a plurality of sites or boundaries other than the boundary surface between subcutaneous fat tissue and muscle tissue are considered. Since echoes from the surface are also detected at the same time, and a desired echo cannot be separated from these echoes to calculate the skin fat thickness, there is a drawback that the measurement accuracy is low.

【0004】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、単純な回路構成により安価で、しかも、高い測
定精度を有する超音波皮脂厚測定装置を提供することを
目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an ultrasonic skin fat thickness measuring apparatus having a simple circuit structure, which is inexpensive and has high measurement accuracy.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、電気信号と超音波との相互
変換を行う振動子及び超音波を伝達する遅延部材を有し
て超音波の送受信を行う超音波トランスデューサと、該
超音波トランスデューサによる超音波の送信を制御する
送信制御手段と、入力される上記超音波トランスデュー
サが受信した信号に基づいて、エコーの有る無しに対応
した信号を生成して出力するエコー有無信号生成手段
と、該エコー有無信号生成手段の出力に基づいて、生体
の所定の皮脂厚を算出する皮脂厚演算手段とを備え、上
記送信制御手段は、1回の測定に際し、超音波をK(K
は2以上の自然数)回送信する制御を行う構成とされ、
上記皮脂厚演算手段は、上記超音波トランスデューサが
超音波を送信する毎に、上記エコー有無信号生成手段か
らの出力信号を所定の時間間隔で取り込み、各取込時期
毎のエコー有りの回数を送信残響及び上記遅延部材の端
面で反射した端面エコーを除いて求め、所定の漸化式を
用いて取込時期に対するエコー有りの分布を示す値に変
換して、さらに、該エコー有りの分布を示す値の最大値
を求め、該最大値に基づいて、皮脂厚を演算する構成と
されている超音波皮脂厚測定装置であって、上記漸化式
は、着目する第N(Nは0又は自然数)番目の取込時期
と、当該取込時期よりも前の任意の複数の取込時期との
それぞれについて、エコー有りの回数に所定の係数を乗
じた値の総和を、第N番目の取込時期でのエコー有りの
分布を示す値として与える式であることを特徴としてい
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 has a vibrator for performing mutual conversion between an electric signal and an ultrasonic wave and a delay member for transmitting the ultrasonic wave. Ultrasonic transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves, transmission control means for controlling the transmission of ultrasonic waves by the ultrasonic transducers, and signals based on the signals received by the ultrasonic transducers to be input, with or without echo The transmission control means includes: an echo presence / absence signal generating means for generating and outputting a signal; and a skin fat thickness calculating means for calculating a predetermined skin fat thickness of the living body based on the output of the echo presence / absence signal generating means. When measuring once, ultrasonic wave K (K
Is a natural number greater than or equal to 2) and is configured to perform transmission.
Every time the ultrasonic transducer transmits an ultrasonic wave, the skin-fat thickness calculating means fetches the output signal from the echo presence / absence signal generating means at a predetermined time interval, and transmits the number of times with echo at each capturing time. The reverberation and the end face echo reflected by the end face of the delay member are excluded, and converted to a value indicating the distribution with echo with respect to the acquisition time by using a predetermined recurrence formula, and the distribution with echo is further shown. An ultrasonic skin fat thickness measuring device configured to calculate a maximum value of the values and calculate the skin fat thickness based on the maximum value, wherein the recurrence formula is the Nth (N is 0 or a natural number) of interest. ) For each of the acquisition timing and any of the plurality of acquisition timings prior to the acquisition timing, the sum of the values obtained by multiplying the number of echo occurrences by a predetermined coefficient is the Nth acquisition timing. As a value showing the distribution with echo at the time It is characterized by an equation that gives.

【0006】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の超音波皮脂厚測定装置であって、上記漸化式は、着
目する第N番目の取込時期と、当該取込時期よりも前の
任意の複数の取込時期とのそれぞれについてのエコー有
りの回数の和から、当該複数の取込時期よりもさらに前
の任意の連続した複数の取込時期のそれぞれについての
エコー有りの回数の和に2以上の所定の係数を乗じた値
を引いた結果を第N番目の取込時期での上記エコー有り
の分布を示す値として与える式であると共に、上記皮脂
厚演算手段は、上記所定の漸化式を用いて求めた上記エ
コー有りの分布を示す値の最大値を与える取込時期を求
め、該取込時期及び該取込時期におけるエコー有りの回
数に基づいて、上記皮脂厚を算出する構成とされている
ことを特徴としている。
The invention according to claim 2 is the ultrasonic skin fat thickness measuring device according to claim 1, wherein the recurrence formula is based on the N-th intake time of interest and the intake time. Also, from the sum of the number of times with echo for each of the previous arbitrary multiple acquisition times, there is an echo for each of the continuous multiple acquisition times before the multiple acquisition times. It is an expression that gives a result obtained by subtracting a value obtained by multiplying the sum of times by a predetermined coefficient of 2 or more as a value indicating the distribution with the echo at the N-th acquisition time, and the skin fat thickness calculating means is Obtaining the uptake time that gives the maximum value of the distribution indicating the presence of the echo obtained using the predetermined recurrence formula, based on the uptake time and the number of echoes at the uptake time, the sebum Characterized by being configured to calculate the thickness That.

【0007】さらにまた、請求項3記載の発明は、請求
項1又は2記載の超音波皮脂厚測定装置であって、上記
エコー有無信号生成手段は、入力される上記超音波トラ
ンスデューサが受信した信号と時間の減衰関数である所
定のしきい値とを比較することにより上記エコーの有る
無しに対応した信号を出力する構成とされていることを
特徴としている。
Furthermore, the invention according to claim 3 is the ultrasonic skin fat thickness measuring device according to claim 1 or 2, wherein the echo presence / absence signal generating means receives the signal received by the ultrasonic transducer. And a predetermined threshold value, which is a decay function of time, are compared to output a signal corresponding to the presence or absence of the echo.

【0008】[0008]

【作用】この発明の構成によれば、エコーの有無を検知
して皮下脂肪組織と筋肉組織との境界面で反射して戻っ
てきた皮脂エコーを検出するので、エコー有無信号生成
手段から出力されるエコーの有る無しに対応した信号は
1ビットで事足り、それ故、エコーの強度を計測する方
式に比べて大幅にハードウェアを簡略化することがで
き、コストも低く抑えることができる。また、動作時間
も大幅に短縮することができる。また、皮脂厚演算手段
によって各取込時期毎にエコー有りの回数を計数する際
に、例えば、送信残響や端面エコーの影響を排除するこ
とができ、かつ、所定の漸化式を用いてエコー有りの分
布を示す値の最大値を求める過程で、例えば、皮脂エコ
ーの後に到来する筋肉組織と臓器との境界面で反射して
戻ってくるエコーの影響を取り除くことができるので、
皮脂エコーに関する情報を的確に抽出することができ
る。それ故、皮脂厚を正確に算出することができる。さ
らに、多数回超音波を発射して計測を行い、エコー有り
の回数の時間的分布から所定の漸化式により求めたエコ
ー有りの分布を示す値の最大値に基づいて皮脂厚を算出
すれば、一段と精度の高い計測ができる。
According to the structure of the present invention, the presence / absence of an echo is detected to detect the sebum echo reflected and returned at the boundary between the subcutaneous fat tissue and the muscle tissue. One bit is sufficient for a signal corresponding to the presence or absence of an echo, and therefore, the hardware can be greatly simplified and the cost can be kept low as compared with the method of measuring the intensity of the echo. Also, the operation time can be shortened significantly. Further, when counting the number of echoes at each acquisition time by the skin fat thickness calculating means, for example, the effects of transmission reverberation and end face echo can be eliminated, and echoes can be obtained using a predetermined recurrence formula. In the process of obtaining the maximum value of the distribution of the presence, for example, because it is possible to remove the effect of the echo that is reflected back at the interface between the muscle tissue and the organ that comes after the sebum echo,
Information regarding the sebum echo can be accurately extracted. Therefore, the skin fat thickness can be accurately calculated. Furthermore, if the ultrasonic wave is emitted a number of times for measurement and the sebum thickness is calculated based on the maximum value showing the distribution with echo obtained by a predetermined recurrence formula from the temporal distribution of the number of times with echo It is possible to measure with higher accuracy.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図1は、この発明の一実施例である超
音波皮脂厚測定装置の電気的構成を示すブロック図、図
2は、同装置の外観図、図3は、同装置の使用状態を示
す模式図、図4は、同装置の動作の説明に用いられる
図、また、図5は、同装置の動作処理手順を示すフロー
チャートである。この例の超音波皮脂厚測定装置は、図
1乃至図3に示すように、電気パルス信号が所定の周期
で入力される度に、これに応答して、測定部位である被
験者の、例えば、腹部の皮膚Ma下の生体組織に向けて
所定の回数だけ超音波パルスAiを発射すると共に、皮
下脂肪組織Mbと筋肉組織Mcとの境界面Yから戻って
くるエコー(以下、皮脂エコーという)Aeを含むエコ
ー群を受波して受波信号(電気信号)に変換する超音波
トランスデューサ(以下、単に、トランスデューサとい
う)1と、このトランスデューサ1に電気パルス信号を
供給し、トランスデューサ1から出力される上記受波信
号を処理してエコーの有る無しに対応した信号Sに変換
した後、所定の演算処理を施すことにより、皮脂厚の算
出を行う装置本体2と、トランスデューサ1と装置本体
2とを接続するケーブル3とから概略なっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The description will be specifically made using an embodiment. FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an ultrasonic skin fat thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an external view of the apparatus, and FIG. 3 is a schematic diagram showing a usage state of the apparatus. 4, FIG. 4 is a diagram used for explaining the operation of the apparatus, and FIG. 5 is a flowchart showing an operation processing procedure of the apparatus. As shown in FIGS. 1 to 3, the ultrasonic skin fat thickness measuring apparatus of this example responds to each input of an electric pulse signal at a predetermined cycle, and, An echo (hereinafter referred to as sebum echo) Ae that emits ultrasonic pulses Ai a predetermined number of times toward the living tissue under the skin Ma of the abdomen and returns from the boundary surface Y between the subcutaneous fat tissue Mb and the muscle tissue Mc. An ultrasonic transducer (hereinafter, simply referred to as a transducer) 1 that receives an echo group including a signal and converts it into a received signal (electrical signal), and an electric pulse signal is supplied to the transducer 1 and is output from the transducer 1. After the received signal is processed and converted into a signal S corresponding to the presence or absence of echo, a predetermined arithmetic process is performed to calculate the skin fat thickness, and a device It has schematically a cable 3 for connecting the p o 1 and the apparatus main body 2.

【0010】上記トランスデューサ1は、チタンジルコ
ン酸鉛(PZT)等の円板状の厚み振動型圧電素子の両
面に電極層を有する超音波振動子1aを主要部として構
成され、この超音波振動子1aの一方の電極面(超音波
パルスAiの送受波面)には、送信残響の効果を除去を
するために、ポリエチレンバルク等の超音波遅延スペー
サ1bが固着されている。なお、送信残響が皮脂エコー
Aeの受波に影響を及ぼさない場合には、超音波遅延ス
ペーサ1bを省略できる。ここで、精度の高い測定を行
うには、トランスデューサ1の送受波面から平面波とみ
なして差し支えのない超音波パルスAiを皮膚Ma下の
生体組織に向けて放射でき、平面波とみなして差し支え
のない皮脂エコーAeが送受波面に戻ってくるのが望ま
しいことから、トランスデューサ1としては、送受波面
をできるだけ広くしたものが好適である(この例では、
送受波面の直径Dを15[mm]に設定)。
The transducer 1 is mainly composed of an ultrasonic transducer 1a having electrode layers on both sides of a disc-shaped thickness vibration type piezoelectric element such as lead titanium zirconate (PZT). An ultrasonic wave delay spacer 1b such as polyethylene bulk is fixed to one electrode surface of 1a (transmission / reception surface of ultrasonic wave pulse Ai) in order to remove the effect of transmission reverberation. The ultrasonic delay spacer 1b can be omitted when the transmission reverberation does not affect the reception of the sebum echo Ae. Here, in order to perform a highly accurate measurement, the ultrasonic pulse Ai, which can be regarded as a plane wave from the transmitting / receiving surface of the transducer 1, can be radiated toward the living tissue under the skin Ma and can be regarded as a plane wave. Since it is desirable for the echo Ae to return to the transmitting / receiving surface, the transducer 1 preferably has a transmitting / receiving surface as wide as possible (in this example,
The diameter D of the transmitting / receiving surface is set to 15 [mm]).

【0011】上記装置本体2は、パルス発生器4と、整
合回路5と、増幅器6と、波形整形器7と、シリアルI
/O8と、ROM9と、RAM10と、CPU(中央処
理装置)11と、表示器12とから構成されている。パ
ルス発生器4は、ケーブル3を介してトランスデューサ
1に接続され、中心周波数略1MHzの電気パルス信号
を所定の周期(例えば、100msec)で繰り返し生成し
て、トランスデューサ1に送信する。この超音波パルス
の周期は、後述するエコー到達時間Taよりも充分長く
設定されている。整合回路5は、ケーブル3を介して接
続されるトランスデューサ1と装置本体2との間で、最
大のエネルギ効率で信号の授受ができるように、インピ
ーダンスの整合を行う。それゆえ、受波信号は、トラン
スデューサ1の超音波振動子1aが皮脂エコーAeを含
むエコー群を受波する度に、トランスデューサ1から出
力され、整合回路5を介して、エネルギの損失なしに、
増幅器6に入力される。増幅器6は、整合回路5を経由
して入力される受波信号を所定の増幅度で増幅した後、
波形整形器7に入力する。波形整形器7は、図示せぬL
C構成のバンドパスフィルタ、コンパレータ、しきい値
電圧発生回路等を備え、増幅器6によって増幅された受
波信号にフィルタ処理を施して、ノイズ成分を除去すべ
く線形に波形整形した後、波形整形されたアナログの受
波信号としきい値電圧発生回路から出力された所定の基
準検出電圧Vtとをコンパレータによって比較して、受
波信号が基準検出電圧Vtを越えないときに「1」、基
準検出電圧Vtを越えたときに「0」となる1ビットの
エコーの有る無しに対応した信号Sに順次変換し、シリ
アルI/O8に送出する。ここで、基準検出電圧Vt
は、図4に示すように、時間の経過と共に所定の時定数
で減衰するように設定してある。シリアルI/O8は、
このエコーの有る無しに対応した信号Sを所定の取込周
期Ts(例えば、1.33μsec)で取り込んだ後、
取り込んだ取込値をCPU11に送出する。なお、この
取込周期Tsは、皮下脂肪組織Mb中の超音波パルスの
伝播速度cとの間で[c×Ts=2mm]の関係を大凡
満たすように設定されている。
The apparatus main body 2 includes a pulse generator 4, a matching circuit 5, an amplifier 6, a waveform shaper 7, and a serial I.
/ O8, ROM 9, RAM 10, CPU (Central Processing Unit) 11, and display 12. The pulse generator 4 is connected to the transducer 1 via the cable 3, repeatedly generates an electric pulse signal having a center frequency of about 1 MHz at a predetermined cycle (for example, 100 msec), and transmits the electric pulse signal to the transducer 1. The cycle of this ultrasonic pulse is set sufficiently longer than the echo arrival time Ta described later. The matching circuit 5 performs impedance matching between the transducer 1 connected via the cable 3 and the apparatus body 2 so that signals can be transmitted and received with maximum energy efficiency. Therefore, the received signal is output from the transducer 1 every time the ultrasonic transducer 1a of the transducer 1 receives the echo group including the sebum echo Ae, passes through the matching circuit 5, and without energy loss,
It is input to the amplifier 6. The amplifier 6 amplifies the received signal input via the matching circuit 5 with a predetermined amplification degree, and then
Input to the waveform shaper 7. The waveform shaper 7 is an L (not shown).
A bandpass filter having a C configuration, a comparator, a threshold voltage generating circuit, and the like are provided, and the received signal amplified by the amplifier 6 is subjected to filter processing to perform linear waveform shaping to remove noise components, and then waveform shaping. The analog received signal received is compared with a predetermined reference detection voltage Vt output from the threshold voltage generating circuit by a comparator, and when the received signal does not exceed the reference detection voltage Vt, "1", reference detection When it exceeds the voltage Vt, it is sequentially converted into a signal S corresponding to the presence or absence of a 1-bit echo that becomes "0", and the signal S is sent to the serial I / O 8. Here, the reference detection voltage Vt
Is set so that it decays with a predetermined time constant as time passes, as shown in FIG. Serial I / O8 is
After the signal S corresponding to the presence or absence of this echo is acquired at a predetermined acquisition period Ts (for example, 1.33 μsec),
The fetched fetched value is sent to the CPU 11. The capture cycle Ts is set so as to approximately satisfy the relationship [c × Ts = 2 mm] with the propagation velocity c of the ultrasonic pulse in the subcutaneous fat tissue Mb.

【0012】ROM9は、オペレーティングシステム
(OS)の他に、CPU11が皮脂厚を算出するために
実行する処理プログラムを格納する。この処理プログラ
ムは、1パルスを発射して1群のエコーを受波する毎
に、すなわち、各測定回K毎に、シリアルI/O8から
送出されてきた1ビットのエコーの有る無しに対応した
信号Sの取込値が「1」から「0」へ変化したかどうか
を、各取込周期Ts毎に、すなわち、超音波パルスAi
がトランスデューサ1から皮膚Ma下の生体組織に向け
て発射された時点から起算した取込時期N毎に検知する
手順、所定の回数超音波パルスAiを発射して対応する
エコー群を受波した際、各取込時期Nにおいて取込値の
「1」から「0」への変化の回数、すなわち、エコー有
りの回数を積算して、取込時期Nにおける、すなわち、
N周期目におけるエコーの受波回数M Nを求めるする手
順、これに先だって送信残響や超音波遅延スペーサ1b
の皮膚Ma側の端面からのエコー(以下、端面エコーと
いう)等を除外する手順、取込時期N毎に求めた受波回
数MNに基づいて、任意の取込時期Nについて、所定の
漸化多項式によって与えられる後述する積算受波回数Y
Nを算出する手順、積算受波回数YNのなかで最大値を与
える取込時期Nを求める手順、この取込時期Nとこのと
きの受波回数MNとに基づいて皮脂厚Dを求める手順等
が記述されている。なお、この処理プログラムでは、皮
脂エコーの到達時間Taは、次のようにして求められ
る。まず、積算受波回数YNを、取込時期Nにおける受
波回数MNに関する漸化多項式である式(1)により求
める。
ROM 9 is an operating system
In addition to (OS), the CPU 11 calculates the skin fat thickness.
Stores the processing program to be executed. This processing program
Each time it emits one pulse and receives a group of echoes
In other words, from the serial I / O8 for each measurement K
Corresponding to the presence / absence of 1-bit echo transmitted
Whether the captured value of signal S has changed from "1" to "0"
For each acquisition period Ts, that is, the ultrasonic pulse Ai
From the transducer 1 to the living tissue under the skin Ma
Detected for each capture time N calculated from the time when it is launched
Procedure, respond by emitting ultrasonic pulse Ai a predetermined number of times
When the echo group is received, the acquisition value at each acquisition time N
Number of changes from "1" to "0", that is, with echo
The number of times of accumulation, and
Number of echoes received in the Nth cycle M NThe hand to ask
In order, prior to this, transmission reverberation and ultrasonic delay spacer 1b
From the end surface on the side of the skin Ma (hereinafter referred to as end surface echo)
The procedure for excluding the above), the number of received waves obtained for each acquisition time N
Number MNBased on the
The cumulative number of received waves Y, which will be described later, given by the recurrence polynomial
NFor calculating the total number of received waves YNGive the maximum value
To obtain the acquisition time N that can be obtained, this acquisition time N and this
Number of waves received MNProcedure for obtaining the skin fat thickness D based on
Is described. In addition, in this processing program,
The arrival time Ta of the fat echo is calculated as follows.
You. First, the cumulative number of received waves YNAt the import time N
Number of waves MNEquation (1) is a recurrence polynomial for
Confuse.

【0013】[0013]

【数1】 [Equation 1]

【0014】MN-1,MN-2,…:それぞれ、取込時期N
−1,N−2,…における受波回数但し、取込時期N
は、0から上限取込時期N0まで取り得る。この例で
は、[N0=35]である。また、式(1)において、
N−1の値が定義されていない場合は、[MN-1=MN-2
=…=0]とする。例えば、[N=0]のときは、[Y
0=M0]となる。式(1)によって各取込時期Nについ
て求められた積算受波回数YNのうち、最も大きい最大
積算受波回数YXと、最大積算受波回数YXを与える最大
度数時取込時期NXとを用いて、皮脂エコーの到達時間
Taは、式(2)によって得ることができる。
MN-1, MN-2,…: Retrieval time N
Number of waves received at -1, N-2, ... However, acquisition time N
Can take from 0 to the upper limit acquisition time N0. In this example
Is [N0 = 35]. Also, in equation (1),
If the value of N-1 is not defined, then [MN-1= MN-2
= ... = 0]. For example, when [N = 0], [Y
0= M0] Becomes. For each capture time N according to equation (1)
Accumulated number of received waves YNThe largest of the largest
Total number of received waves YXAnd the maximum cumulative number of received waves YXGive maximum
Frequency hour import time NXUsing and, the arrival time of sebum echo
Ta can be obtained by the equation (2).

【0015】[0015]

【数2】 [Equation 2]

【0016】NX+1,NX+2,…:それぞれ、取込時期N
X+1,NX+2,… MX+1,MX+2,…:それぞれ、取込時期NX+1,NX
2,…における受波回数 ところで、皮脂厚Dは、式(3)によって与えられる。
N X + 1 , N X + 2 , ...: Retrieval timing N, respectively
X + 1, N X + 2 , ... M X + 1, M X + 2, ...: each, taking time N X + 1, N X +
The number of waves received at 2, ... By the way, the skin fat thickness D is given by the equation (3).

【0017】[0017]

【数3】 (Equation 3)

【0018】ここで、所定の時間間隔Ts[μsec]
は、皮下脂肪組織Mb中の超音波パルスの伝播速度c
[mm/μsec]との間で[c×Ts=2mm]の関
係を大凡満たすように設定されているので、もし、皮脂
エコーの到達時間Taが[Ta=Ts]であれば、皮脂厚
Dは、[D=1mm]と算出される。したがって、皮脂
厚D[mm]は、式(4)により算出される。
Here, the predetermined time interval Ts [μsec]
Is the propagation velocity c of the ultrasonic pulse in the subcutaneous fat tissue Mb.
Since it is set so that the relationship of [c × Ts = 2 mm] with [mm / μsec] is approximately satisfied, if the arrival time Ta of the sebum echo is [Ta = Ts], the sebum thickness D Is calculated as [D = 1 mm]. Therefore, the skin fat thickness D [mm] is calculated by the equation (4).

【0019】[0019]

【数4】 (Equation 4)

【0020】すなわち、取込時期Nは無次元量である
が、式(4)の計算結果がこのままミリメートル単位で
表現された皮脂厚Dとなる。
That is, although the uptake time N is a dimensionless quantity, the calculation result of the equation (4) becomes the skin fat thickness D expressed in millimeters as it is.

【0021】RAM10は、CPU11の作業領域が設
定されるワーキングエリアと、各種データを一時記憶す
るデータエリアとを有し、データエリアには、各測定回
Kにおける各取込時期N毎の取込値や、所定の測定回数
の測定が完了した後の各取込時期N毎の受波回数MN
を記憶するエコーデータメモリエリア等が設定されてい
る。CPU11は、ROM9に格納されている上述の各
種処理プログラムをRAM10を用いて実行することに
より、パルス発生器4や波形整形器7を始め装置各部を
制御して、1パルスを発射して1群のエコーを受波する
毎に、シリアルI/O8からエコーの有る無しに対応し
た信号Sの取込値を受け取り、さらに、この取込値の
「1」から「0」への変化を検知して、各取込時期N毎
のエコーの受波回数MNを求め、さらに、皮脂厚Dを得
る。また、表示器12は、液晶ディスプレイ等からな
り、CPU11の制御により、算出された皮脂厚Dをミ
リメートル単位で表示する。
The RAM 10 has a working area in which a work area of the CPU 11 is set and a data area for temporarily storing various data, and the data area is loaded at each loading time N at each measuring time K. An echo data memory area or the like for storing a value, the number of received waves M N for each acquisition time N after the measurement of a predetermined number of times of measurement, and the like are set. The CPU 11 executes the above-described various processing programs stored in the ROM 9 using the RAM 10 to control each part of the device including the pulse generator 4 and the waveform shaper 7, and emits one pulse to generate one group. Each time the echo of the above is received, the captured value of the signal S corresponding to the presence or absence of the echo is received from the serial I / O8, and the change of the captured value from "1" to "0" is detected. Then, the number of echo receptions M N for each acquisition time N is obtained, and the skin fat thickness D is further obtained. Further, the display 12 is composed of a liquid crystal display or the like, and displays the calculated skin fat thickness D in millimeters under the control of the CPU 11.

【0022】次に、図3乃至図5を参照して、この例の
動作(皮脂厚の算出における主としてCPU11の処理
の流れ)について説明する。装置に電源が投入される
と、CPU11は、装置各部のプリセット、カウンタや
各種レジスタ、各種フラグの初期設定を行った後(ステ
ップSP10(図5))、測定開始スイッチが押下され
るのを待つ(ステップSP11)。ここで、操作者は、
図3に示すように、被験者の測定部位である腹部の皮膚
Maの表面Wに、超音波ゲル13を塗り、超音波ゲル1
3を介してトランスデューサ1を皮膚Maの表面Wに当
て、送受波面を皮質Ma下の生体組織に向けた状態で、
測定開始スイッチをオンとする。測定開始スイッチがオ
ンとされると(ステップSP11)、CPU11は、図
5に示す処理手順に従って測定動作を開始する。
Next, the operation of this example (mainly the processing flow of the CPU 11 in calculating the skin fat thickness) will be described with reference to FIGS. When the device is powered on, the CPU 11 waits for the measurement start switch to be pressed after presetting each part of the device, initializing counters, various registers, and various flags (step SP10 (FIG. 5)). (Step SP11). Here, the operator
As shown in FIG. 3, the ultrasonic gel 13 is applied to the surface W of the skin Ma of the abdomen that is the measurement site of the subject, and the ultrasonic gel 1
The transducer 1 is applied to the surface W of the skin Ma via 3 and the transmitting / receiving surface is directed to the living tissue under the cortex Ma.
Turn on the measurement start switch. When the measurement start switch is turned on (step SP11), the CPU 11 starts the measurement operation according to the processing procedure shown in FIG.

【0023】CPU11は、測定回Kの値を初期設定値
の「0」から「1」へ書き換え(ステップSP12)、
第1回目の測定を始める。CPU11は、まず、パルス
発生器4に1パルス発生命令を発行する(ステップSP
13)。パルス発生器4は、CPU11から1パルス発
生命令を受けると、電気パルス信号をトランスデューサ
1に送信する。トランスデューサ1は、パルス発生器4
から電気パルス信号の供給を受けると、被験者の皮質M
a下の生体組織に向けて(取り扱う短い距離の間では平
面波とみなして差し支えのない)超音波パルスAiを発
射する。図3に示すように、トランスデューサ1から発
射された超音波パルスAiは、超音波遅延スペーサ1b
の皮膚Ma側の端面で一部が反射され、残りが皮膚Ma
の表面Wから皮膚Ma内に注入される。さらに、皮膚M
a内に注入された超音波パルスは、皮膚Maと皮下脂肪
組織Mbとの境界面Xで一部が反射され、残りが皮下脂
肪組織Mb内に注入される。皮下脂肪組織Mb内に注入
された超音波パルスは、一部は、皮下脂肪組織Mb内の
例えば、血管等で反射され、残りは、皮下脂肪組織Mb
と筋肉組織Mcとの境界面Yに到達する。そして、一部
は境界面Yで反射されて皮脂エコーAeとなり、残り
は、筋肉組織Mc内に注入されて筋肉組織Mcと臓器M
dとの境界面Zへ到達し、一部は境界面Zで反射され
る。これら皮脂エコーAe等一群のエコーは、入射超音
波Aiとは逆の経路を辿り、再びトランスデューサ1の
超音波振動子1aによって受波される。それゆえ、トラ
ンスデューサ1では、超音波パルスAiの発射後、ま
ず、送信残響が、続いて、端面エコーが、少し遅れて、
皮下脂肪組織Mb内の血管等で反射されたエコー(以
下、皮下脂肪組織内エコーという)が、さらに遅れて、
皮脂エコーAeが、そしてその後に、筋肉組織Mcと臓
器Mdとの境界面Zからのエコー(以下、筋肉組織エコ
ーという)が超音波振動子1aによってそれぞれ受波さ
れて、電気的な受波信号にそれぞれ変換される。生成さ
れた受波信号は、ケーブル3を介して装置本体2(整合
回路5)に入力され、増幅器6において所定の増幅度で
増幅され、波形整形器7に入力される。ここで、波形整
形器7には、送信残響に対応する信号に続いて、図4に
示すように、上記端面エコーに対応する信号p1、皮下
脂肪組織内エコーに対応する信号p2、皮脂エコーAe
に対応する信号p3、筋肉組織エコーに対応する信号p
4の順に入力される。
The CPU 11 rewrites the value of the measurement time K from the initial setting value "0" to "1" (step SP12),
Start the first measurement. The CPU 11 first issues a 1-pulse generation command to the pulse generator 4 (step SP
13). When the pulse generator 4 receives the 1-pulse generation command from the CPU 11, the pulse generator 4 transmits an electric pulse signal to the transducer 1. The transducer 1 is a pulse generator 4
When the electric pulse signal is supplied from the
The ultrasonic pulse Ai is emitted toward the biological tissue under a (it can be regarded as a plane wave during a short distance to be handled). As shown in FIG. 3, the ultrasonic pulse Ai emitted from the transducer 1 is transmitted to the ultrasonic delay spacer 1b.
Is partially reflected by the end surface on the side of the skin Ma, and the rest is the skin Ma
Is injected from the surface W into the skin Ma. Furthermore, the skin M
The ultrasonic pulse injected into a is partially reflected by the boundary surface X between the skin Ma and the subcutaneous fat tissue Mb, and the rest is injected into the subcutaneous fat tissue Mb. The ultrasonic pulse injected into the subcutaneous fat tissue Mb is partially reflected by, for example, a blood vessel in the subcutaneous fat tissue Mb, and the rest is subcutaneous fat tissue Mb.
To the boundary surface Y between the muscle tissue Mc and the muscle tissue Mc. Then, a part thereof is reflected by the boundary surface Y to become a sebum echo Ae, and the rest is injected into the muscle tissue Mc to form the muscle tissue Mc and the organ M.
It reaches the boundary surface Z with d, and a part thereof is reflected by the boundary surface Z. A group of echoes such as the sebum echo Ae follows a path opposite to that of the incident ultrasonic wave Ai, and is received again by the ultrasonic transducer 1a of the transducer 1. Therefore, in the transducer 1, after the ultrasonic pulse Ai is emitted, first the transmission reverberation is followed by the end face echo with a slight delay,
The echo reflected by blood vessels in the subcutaneous fat tissue Mb (hereinafter referred to as the subcutaneous fat tissue echo) is further delayed,
The sebum echo Ae and, thereafter, echoes from the boundary surface Z between the muscle tissue Mc and the organ Md (hereinafter referred to as muscle tissue echo) are respectively received by the ultrasonic transducer 1a, and an electrical received signal is received. Respectively converted to. The generated received signal is input to the apparatus main body 2 (matching circuit 5) via the cable 3, amplified by the amplifier 6 with a predetermined amplification degree, and input to the waveform shaper 7. Here, in the waveform shaper 7, as shown in FIG. 4, the signal p1 corresponding to the end face echo, the signal p2 corresponding to the subcutaneous fat tissue echo, and the sebum echo Ae, as shown in FIG.
Signal p3 corresponding to, the signal p corresponding to muscle tissue echo
Input in the order of 4.

【0024】波形整形器7は、入力される上述した信号
p1,p2,p3,p4を含む1群のエコーに対応した
受波信号を、コンパレータによって基準検出電圧Vtと
比較して、基準検出電圧Vtを越えないときに「1」、
越えたときに「0」となるエコーの有る無しに対応した
信号Sに変換し(ステップSP14)、シリアルI/O
8へ送出する。シリアルI/O8は、このエコーの有る
無しに対応した信号Sを取込周期Tsで取り込んだ後、
取り込んだ取込値をCPU11に転送する。CPU11
は、シリアルI/O8から、取込時期Nが0から35ま
での、すなわち、35周期目までの計36個のそれぞれ
1ビットのエコーの受波の有無を表す取込値S10
11,S12,…,S135を順次取り込んで、測定回Kが
1のときのエコーの有無を表すデータとして、RAM1
0のエコーデータメモリエリアに記憶する(ステップS
P15)。次に、RAM10に記憶させた36個の取込
値について、前回の取込時期(N−1)での値「1」か
ら今回の取込時期Nでの値「0」へ変化している取込値
を見つけ、このときの取込時期Nに「1」から「0」へ
の変化の有無を表す検出値m1Nの値「1」を対応させ、
「1」から「0」への変化がなかったときは、検出値m
1Nの値は「0」とする(ステップSP16)。ここで、
10,m11,m12,m13の値を「0」とし、皮脂エコー
Aeに対応する信号p3の前に取り入れられた信号p
1,p2等不要な信号を排除する(ステップSP1
7)。そして、これら検出値m1N(N=0〜35)の値
もRAM10のエコーデータメモリエリアに記憶する。
The waveform shaper 7 compares the received signals corresponding to a group of echoes including the above-mentioned signals p1, p2, p3 and p4, which are input, with the reference detection voltage Vt by the comparator, and compares them with the reference detection voltage. "1" when Vt is not exceeded,
When it exceeds, it is converted to a signal S corresponding to the presence or absence of echo that becomes "0" (step SP14), and serial I / O
8 is sent. The serial I / O 8 acquires the signal S corresponding to the presence or absence of this echo at the acquisition cycle Ts,
The captured value captured is transferred to the CPU 11. CPU11
Is a capture value S 10 , which indicates the presence or absence of reception of a total of 36 1-bit echoes from the serial I / O 8 from the capture timing N of 0 to 35, that is, up to the 35th cycle.
S 11, S 12, ..., by sequentially incorporating S 135, as data measurement count K representing the presence or absence of echo in the case of 1, RAM 1
0 is stored in the echo data memory area (step S
P15). Next, among the 36 acquisition values stored in the RAM 10, the value “1” at the previous acquisition time (N−1) has changed to the value “0” at the current acquisition time N. Find the capture value, and associate the capture time N with the value "1" of the detected value m 1N indicating the presence or absence of a change from "1" to "0",
When there is no change from "1" to "0", the detected value m
The value of 1N is set to "0" (step SP16). here,
The values of m 10 , m 11 , m 12 , and m 13 are set to "0", and the signal p that is taken before the signal p3 corresponding to the sebum echo Ae is taken.
Exclude unnecessary signals such as 1, p2 (step SP1
7). Then, the values of these detected values m 1N (N = 0 to 35) are also stored in the echo data memory area of the RAM 10.

【0025】次に、CPU11は、これから積算してい
くこととなる取込時期Nにおける受波回数MN(N=0
〜35)に、それぞれ、検出値m1Nが「1」であれば、
前回の値に「1」を加算し、検出値m1Nが「0」であれ
ばそのままとする(ステップSP18)。今回は、最初
の測定(K=1)であるので、初期値「0」に検出値m
1Nの値を加算する。そして、この結果、受波回数M
N(N=0〜35)のなかで、値が上限積算度数M0(こ
の例ではM0=15)となるものがあるかどうかを調べ
る(ステップSP19)。もし、1つも15に達してい
ないときは、現在の測定回Kが上限測定回数K0(この
例では、K0=127)であるかどうか判断する(ステ
ップSP20)。この結果、現在の測定回Kが上限測定
回数K0に達していないときは、測定回Kの値に「1」
を加算して(ステップSP21)、次の測定に進み、ス
テップSP13以降の処理を繰り返す。もし、現在の測
定回Kが上限測定回数K0に達した場合は、積算受波回
数YNの計算を始める(ステップSP22)。ステップ
SP19において、受波回数MN(N=0〜35)のな
かで、値が15となるものが1つでもあった場合にも、
積算受波回数YNの計算を始める。ここで、各取込時期
N(N=0〜35)について、それぞれ、式(1)にし
たがって、積算受波回数YNの値を算出し、算出の結果
をRAM10のエコーデータメモリエリアに記憶する。
これらN=0〜35における受波回数MNや積算受波回
数YN等の結果は、例えば、表1に示すようになる。
Next, the CPU 11 receives the number of waves M N (N = 0) at the acquisition time N to be integrated.
~ 35), if the detected value m 1N is "1",
"1" is added to the previous value, and if the detected value m1N is "0", it is left as it is (step SP18). Since this time is the first measurement (K = 1), the detected value m is set to the initial value “0”.
Add the value of 1N . As a result, the number of received waves M
In N (N = 0 to 35), it is checked whether or not there is one whose value is the upper limit cumulative frequency M0 (M0 = 15 in this example) (step SP19). If none of them reaches 15, it is determined whether or not the current measurement count K is the upper limit measurement count K0 (K0 = 127 in this example) (step SP20). As a result, when the current measurement number K does not reach the upper limit measurement number K0, the value of the measurement number K is "1".
Is added (step SP21), the process proceeds to the next measurement, and the processes after step SP13 are repeated. If the current measurement number K reaches the upper limit measurement number K0, the calculation of the integrated wave number Y N is started (step SP22). In step SP19, even if one of the number of receptions M N (N = 0 to 35) has a value of 15,
Start the calculation of the cumulative number of waves Y N. Here, for each acquisition time N (N = 0 to 35), the value of the cumulative number of times of wave reception Y N is calculated according to the equation (1), and the calculation result is stored in the echo data memory area of the RAM 10. To do.
The results of the number of wave receptions M N and the total number of wave receptions Y N at N = 0 to 35 are shown in Table 1, for example.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】そして、CPU11は、ステップSP22
において算出された積算受波回数Y N(N=0〜35)
の中から最大の値を有する最大積算受波回数YXを選び
出し、この最大積算受波回数YXに対応する最大度数時
取込時期NXを求め、RAM10のエコーデータメモリ
エリアに記憶する(ステップSP23)。ここで、式
(1)にしたがって最大積算受波回数YXを求める際、
皮脂エコーAeに対応する信号p3の後に取り入れられ
る筋肉組織エコーに対応する信号p4に関しては、例え
ば、式(1)において、受波回数MNが信号p4を取り
入れたときの受波回数に相当するとすれば、これより前
の信号p3を取り入れたときの受波回数を含む数周期分
の受波回数の和[MN-5+…+MN-11]に係数「2」を
掛けた値を上記受波回数MNから差し引くこととなるの
で、このときの積算受波回数YNが最大積算受波回数YX
となることはない。このため、以後の皮脂厚Dの計算に
おいて、筋肉組織エコーの影響は排除される。CPU1
1は、この後、式(4)にしたがって、皮脂厚Dを計算
し(ステップSP24)、計算結果を表示器12にmm
単位で表示させる(ステップSP25)。この例では、
表1に示される計測結果より、[NX=9]であり、
[D=9mm]と算出される。
The CPU 11 then proceeds to step SP22.
Total number of received waves Y calculated in N(N = 0 to 35)
The maximum cumulative number of received waves Y that has the maximum value fromXChoose
This is the maximum cumulative number of received waves YXMaximum frequency corresponding to
Acquisition time NXEcho data memory of RAM10
It is stored in the area (step SP23). Where the expression
Maximum cumulative number of received waves Y according to (1)XWhen seeking
Taken after the signal p3 corresponding to the sebum echo Ae
For the signal p4 corresponding to the muscle tissue echo,
For example, in equation (1), the number of received waves MNTakes the signal p4
If it is equivalent to the number of waves received,
For several cycles including the number of waves received when the signal p3 of
Sum of the number of received waves [MN-5+ ... + MN-11] To the coefficient "2"
Multiply the value by the number of received waves MNWill be deducted from
Then, the total number of received waves at this time YNIs the maximum cumulative number of received waves YX
Will not be. Therefore, for the calculation of the skin fat thickness D after that,
By the way, the influence of the muscle tissue echo is eliminated. CPU1
1 then calculates the skin fat thickness D according to equation (4)
(Step SP24), the calculation result is displayed in mm on the display unit 12.
Display in units (step SP25). In this example,
From the measurement results shown in Table 1, [NX= 9],
It is calculated as [D = 9 mm].

【0028】上記構成によれば、エコーの有無を検知し
て皮下脂肪組織Mbと筋肉組織Mcとの境界面Yで反射
して戻ってきた皮脂エコーAeを検出するので、波形整
形器7から出力されるエコーの有る無しに対応した信号
Sは1ビットで事足り、それ故、エコーの強度を計測す
る方式に比べて大幅にハードウェアを簡略化することが
でき、コストも低く抑えることができる。また、動作時
間も大幅に短縮することができる。また、皮脂エコーA
eのエコーの有る無しに対応した信号Sの取込値の
「1」から「0」への変化を検知した後に、例えば、検
出値m10,m11,m12,m13の値を「0」とすることに
より、送信残響や端面エコー等の影響を排除することが
でき、かつ、式(1)を用いて積算受波回数YNを求
め、最大積算受波回数YXを探す過程で、例えば、筋肉
組織Mcと臓器Mdとの境界面Zで反射して戻ってきた
筋肉組織エコーに対応する積算受波回数YNを排除する
ことができるため、皮下脂肪組織と筋肉組織との境界面
で反射して戻ってきた皮脂エコーAeに対応する積算受
波回数YNを最大積算受波回数YXとして選ぶことができ
るので、皮脂厚Dを正確に算出することができる。ま
た、多数回超音波を発射して計測を行い、エコーの受波
回数MNの時間的分布から式(1)により求めた最大積
算受波回数YXに基づいて皮脂厚Dを算出するので、一
段と精度の高い計測ができる。また、取込周期TSは、
皮下脂肪組織中の音速cとの積[cTS]が略2mm
(すなわち、皮脂厚Dが略1mmに相当)になるように
設定されているので、何周期目かが分かれば、皮脂厚D
を直ちに知ることができる。さらに、波形整形器7は、
コンパレータにおいて、所定の基準検出電圧VTと信号
p1,p2,p3,p4等を比較して、「1」又は
「0」の1ビットのエコーの有る無しに対応した信号S
に変換するため、ここで、信号p2等の弱い信号は除外
されるので、効率的に所望の信号を抽出するために役立
つ。
According to the above construction, since the presence or absence of an echo is detected and the sebum echo Ae reflected and returned at the boundary surface Y between the subcutaneous fat tissue Mb and the muscle tissue Mc is detected, it is output from the waveform shaper 7. The signal S corresponding to the presence or absence of the echo to be used is sufficient for one bit, and therefore, the hardware can be greatly simplified and the cost can be suppressed to a low level as compared with the method of measuring the intensity of the echo. Also, the operation time can be shortened significantly. Also, sebum echo A
After detecting a change in the captured value of the signal S from "1" to "0" corresponding to the presence or absence of the echo of e, for example, the detected values m 10 , m 11 , m 12 , m 13 are set to " By setting it to "0", the influence of transmission reverberation, end face echo, etc. can be eliminated, and the total number of received waves Y N is calculated using the formula (1) to find the maximum number of received waves Y X. Thus, for example, the accumulated number of times of reception Y N corresponding to the muscle tissue echo reflected and returned at the boundary surface Z between the muscle tissue Mc and the organ Md can be eliminated, so that the subcutaneous fat tissue and the muscle tissue can be separated from each other. Since the accumulated wave number Y N corresponding to the sebum echo Ae reflected and returned at the boundary surface can be selected as the maximum accumulated wave number Y X , the sebum thickness D can be accurately calculated. Further, since the ultrasonic wave is emitted a number of times for measurement, the skin fat thickness D is calculated based on the maximum cumulative number of receptions Y X obtained from the equation (1) from the temporal distribution of the number of receptions M N of the echo. It is possible to measure with higher accuracy. The acquisition cycle TS is
The product [cTS] of the sound velocity c in subcutaneous adipose tissue is approximately 2 mm
(That is, the sebum thickness D is equivalent to about 1 mm), so if the number of cycles is known, the sebum thickness D
You can know immediately. Furthermore, the waveform shaper 7
In the comparator, a predetermined reference detection voltage VT is compared with the signals p1, p2, p3, p4, etc., and a signal S corresponding to the presence or absence of a 1-bit echo of "1" or "0"
, Which weak signals such as the signal p2 are excluded here, which helps to efficiently extract the desired signal.

【0029】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した
実施例においては、上限積算度数は15としたが、これ
以上であっても良い。同様に、上限測定回数は127と
は限らない。また、上限取込時期も35に限らない。ま
た、トランスデューサを構成する超音波振動子は、厚み
振動型に限らず、撓み振動型でも良い。同様に、使用中
心周波数は、1MHzに限らない。また、算出された被
験者の皮脂厚に基づいて被験者の肥満の程度を判断する
アルゴリズムをROMに格納し、このアルゴリズムによ
ってCPUが演算した結果を表示器に出力するようにし
ても良い。また、上述した実施例においては、腹部につ
いて皮脂厚の計測を行ったが、測定部位は腹部に限らな
い。また、式(1)において、右辺の各項の係数は、M
N,MN-1,MN-2,MN-3については「1」、MN-5
…,MN-11については、「−2」としたが、 これらの
値に限らず、適宜変更しても良い。また、同様に、式
(4)の右辺の分子の各項、NXX,NX+1X+1,N
X+2X+2,NX+3X+3の係数、分母の各項、MX
X +1,MX+2,MX+3の係数についても、必ずしも
「1」でなくても良く、また、それぞれ、別々の値を取
り得る。また、式(4)においては、4周期分の範囲内
で演算を行っているが、適宜増減しても良い。さらに、
取込周期と皮下脂肪組織中の音速との積が略2mmとな
るように取込周期を設定しているが、2mmとは限らな
い。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like that do not depart from the gist of the present invention. Is also included in the present invention. For example, in the above-mentioned embodiment, the upper limit cumulative frequency is set to 15, but it may be higher. Similarly, the upper limit number of measurements is not limited to 127. Further, the upper limit acquisition timing is not limited to 35. Further, the ultrasonic transducer constituting the transducer is not limited to the thickness vibration type, but may be a flexural vibration type. Similarly, the center frequency used is not limited to 1 MHz. Further, an algorithm for judging the degree of obesity of the subject based on the calculated skin fat thickness of the subject may be stored in the ROM, and the result calculated by the CPU by this algorithm may be output to the display. In addition, in the above-described embodiment, the skin fat thickness of the abdomen was measured, but the measurement site is not limited to the abdomen. Further, in the equation (1), the coefficient of each term on the right side is M
For N , M N-1 , M N-2 , and M N-3 , “1”, M N-5 ,
, -M N-11 is set to "-2", but the values are not limited to these values and may be changed as appropriate. Further, similarly, each term of the numerator on the right side of the equation (4), N X M X , N X + 1 M X + 1 , N
X + 2 M X + 2 , N X + 3 M X + 3 coefficients, denominator terms, M X ,
The coefficients of M X +1 , M X + 2 , and M X + 3 do not necessarily have to be “1”, and can take different values. Further, in the equation (4), the calculation is performed within the range of four cycles, but the number may be increased or decreased as appropriate. further,
The uptake period is set so that the product of the uptake period and the speed of sound in the subcutaneous fat tissue is approximately 2 mm, but it is not limited to 2 mm.

【0030】[0030]

【発明の効果】この発明の構成によれば、エコーの有無
を検知して皮下脂肪組織と筋肉組織との境界面で反射し
て戻ってきた皮脂エコーを検出するので、エコー有無信
号生成手段から出力されるエコーの有る無しに対応した
信号は1ビットで事足り、それ故、エコーの強度を計測
する方式に比べて大幅にハードウェアを簡略化すること
ができ、コストも低く抑えることができる。また、動作
時間も大幅に短縮することができる。また、皮脂厚演算
手段によって各取込時期毎にエコー有りの回数を計数す
る際に、例えば、送信残響や端面エコーの影響を排除す
ることができ、かつ、所定の漸化式を用いてエコー有り
の分布を示す値の最大値を求める過程で、例えば、皮脂
エコーの後に到来する筋肉組織と臓器との境界面で反射
して戻ってくるエコーの影響を取り除くことができるの
で、皮脂エコーに関する情報を的確に抽出することがで
きる。それ故、皮脂厚を正確に算出することができる。
さらに、多数回超音波を発射して計測を行い、エコー有
りの回数の時間的分布から所定の漸化式により求めたエ
コー有りの分布を示す値の最大値に基づいて皮脂厚を算
出すれば、一段と精度の高い計測ができる。
According to the structure of the present invention, since the presence or absence of an echo is detected and the sebum echo reflected back at the boundary between the subcutaneous fat tissue and the muscle tissue is detected, the echo presence / absence signal generating means is used. The signal corresponding to the presence or absence of the output echo is sufficient to be 1 bit, and therefore, the hardware can be greatly simplified and the cost can be kept low as compared with the method of measuring the intensity of the echo. Also, the operation time can be shortened significantly. Further, when counting the number of echoes at each acquisition time by the skin fat thickness calculating means, for example, the effects of transmission reverberation and end face echo can be eliminated, and echoes can be obtained using a predetermined recurrence formula. In the process of obtaining the maximum value of the distribution of presence, for example, it is possible to remove the influence of echoes reflected and returned at the boundary surface between the muscle tissue and the organ that comes after the sebum echoes. Information can be extracted accurately. Therefore, the skin fat thickness can be accurately calculated.
Furthermore, if the ultrasonic wave is emitted a number of times for measurement and the sebum thickness is calculated based on the maximum value showing the distribution with echo obtained by a predetermined recurrence formula from the temporal distribution of the number of times with echo It is possible to measure with higher accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例である超音波皮脂厚測定装
置の電気的構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an ultrasonic skin fat thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同装置の外観図である。FIG. 2 is an external view of the device.

【図3】同装置の使用状態を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a usage state of the apparatus.

【図4】同装置の動作の説明に用いられる説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram used for explaining an operation of the device.

【図5】同装置の動作処理手順を示すフローチャートで
ある。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation processing procedure of the apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トランスデューサ(超音波トランスデューサ) 1a 超音波振動子(振動子) 1b 超音波遅延スペーサ(遅延部材) 7 波形整形器(エコー有無信号生成手段) 8 シリアルI/O(皮脂厚演算手段の一部) 11 CPU(送信制御手段、皮脂厚演算手段の一
部) Ai 超音波パルス(超音波) Ae 皮脂エコー(エコーの一部)
1 Transducer (Ultrasonic Transducer) 1a Ultrasonic Transducer (Transducer) 1b Ultrasonic Delay Spacer (Delay Member) 7 Waveform Shaper (Echo Presence / Absence Signal Generation Means) 8 Serial I / O (Part of Skin Oil Thickness Calculation Means) 11 CPU (transmission control means, part of skin fat thickness calculation means) Ai ultrasonic pulse (ultrasound) Ae sebum echo (part of echo)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気信号と超音波との相互変換を行う振
動子及び超音波を伝達する遅延部材を有して超音波の送
受信を行う超音波トランスデューサと、 該超音波トランスデューサによる超音波の送信を制御す
る送信制御手段と、 入力される前記超音波トランスデューサが受信した信号
に基づいて、エコーの有る無しに対応した信号を生成し
て出力するエコー有無信号生成手段と、 該エコー有無信号生成手段の出力に基づいて、生体の所
定の皮脂厚を算出する皮脂厚演算手段とを備え、 前記送信制御手段は、1回の測定に際し、超音波をK
(Kは2以上の自然数)回送信する制御を行う構成とさ
れ、前記皮脂厚演算手段は、前記超音波トランスデュー
サが超音波を送信する毎に、前記エコー有無信号生成手
段からの出力信号を所定の時間間隔で取り込み、各取込
時期毎のエコー有りの回数を送信残響及び前記遅延部材
の端面で反射した端面エコーを除いて求め、所定の漸化
式を用いて取込時期に対するエコー有りの分布を示す値
に変換して、さらに、該エコー有りの分布を示す値の最
大値を求め、該最大値に基づいて、皮脂厚を演算する構
成とされている超音波皮脂厚測定装置であって、 前記漸化式は、着目する第N(Nは0又は自然数)番目
の取込時期と、当該取込時期よりも前の任意の複数の取
込時期とのそれぞれについて、エコー有りの回数に所定
の係数を乗じた値の総和を、第N番目の取込時期でのエ
コー有りの分布を示す値として与える式であることを特
徴とする超音波皮脂厚測定装置。
1. An ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, comprising an oscillator for performing mutual conversion between electric signals and ultrasonic waves, and a delay member for transmitting ultrasonic waves, and transmission of ultrasonic waves by the ultrasonic transducer. A transmission control means for controlling the signal, an echo presence / absence signal generation means for generating and outputting a signal corresponding to the presence or absence of an echo based on a signal received by the input ultrasonic transducer, and the echo presence / absence signal generation means. And a skin fat thickness calculating means for calculating a predetermined skin fat thickness of the living body based on the output of
(K is a natural number of 2 or more) is transmitted, and the skin-fat-thickness calculating means determines an output signal from the echo presence / absence signal generating means every time the ultrasonic transducer transmits an ultrasonic wave. , The number of echoes for each acquisition time is determined by excluding the transmission reverberation and the end face echo reflected by the end surface of the delay member, and the echo with respect to the acquisition time is calculated using a predetermined recurrence formula. It is an ultrasonic skin fat thickness measuring device configured to convert a value showing a distribution and further obtain a maximum value of a value showing the distribution with the echo, and calculate a skin fat thickness based on the maximum value. Then, the recurrence formula is the number of times with echo for each of the N-th (N is 0 or a natural number) acquisition time of interest and an arbitrary plurality of acquisition times before the acquisition time. The sum of the values obtained by multiplying by a predetermined coefficient Is an equation that gives as a value indicating the distribution with echo at the Nth capture time.
【請求項2】 前記漸化式は、着目する第N番目の取込
時期と、当該取込時期よりも前の任意の複数の取込時期
とのそれぞれについてのエコー有りの回数の和から、当
該複数の取込時期よりもさらに前の任意の連続した複数
の取込時期のそれぞれについてのエコー有りの回数の和
に2以上の所定の係数を乗じた値を引いた結果を第N番
目の取込時期での前記エコー有りの分布を示す値として
与える式であると共に、 前記皮脂厚演算手段は、前記所定の漸化式を用いて求め
た前記エコー有りの分布を示す値の最大値を与える取込
時期を求め、該取込時期及び該取込時期におけるエコー
有りの回数に基づいて、前記皮脂厚を算出する構成とさ
れていることを特徴とする請求項1記載の超音波皮脂厚
測定装置。
2. The recurrence formula is based on a sum of the number of times with echo for each of the N-th acquisition time of interest and an arbitrary plurality of acquisition times before the acquisition time, The result of subtracting the value obtained by subtracting the value obtained by multiplying the sum of the number of times with echoes for each of a plurality of consecutive acquisition times before the plurality of acquisition times by a predetermined coefficient of 2 or more is N-th. Along with the expression given as a value indicating the distribution with the echo at the acquisition time, the skin fat thickness calculating means, the maximum value of the value showing the distribution with the echo obtained using the predetermined recurrence formula. The ultrasonic skin fat thickness according to claim 1, wherein the skin fat thickness is calculated on the basis of the intake time to be given, and based on the intake time and the number of echoes at the intake time. measuring device.
【請求項3】 前記エコー有無信号生成手段は、入力さ
れる前記超音波トランスデューサが受信した信号と時間
の減衰関数である所定のしきい値とを比較することによ
り前記エコーの有る無しに対応した信号を出力する構成
とされていることを特徴とする請求項1又は2記載の超
音波皮脂厚測定装置。
3. The echo presence / absence signal generation means responds to the presence or absence of the echo by comparing the input signal received by the ultrasonic transducer with a predetermined threshold value which is a decay function of time. The ultrasonic skin fat thickness measuring device according to claim 1 or 2, wherein the device is configured to output a signal.
JP8105334A 1996-04-25 1996-04-25 Ultrasonic sebum thickness measuring device Pending JPH09292214A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8105334A JPH09292214A (en) 1996-04-25 1996-04-25 Ultrasonic sebum thickness measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8105334A JPH09292214A (en) 1996-04-25 1996-04-25 Ultrasonic sebum thickness measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09292214A true JPH09292214A (en) 1997-11-11

Family

ID=14404834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8105334A Pending JPH09292214A (en) 1996-04-25 1996-04-25 Ultrasonic sebum thickness measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09292214A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6475144B1 (en) 2001-06-19 2002-11-05 Unilever Home & Personal Care Usa, Division Of Conopco, Inc. Non-contact method for measuring amount of skin sebum or oil in real time using fiber optic probe
US6524242B2 (en) 2001-06-19 2003-02-25 Unilever Home & Personal Care Usa, Division Of Conopco, Inc. Non-contact method for measuring amount of sebum or oil on substrate in real time using fluorescence dye
CN103126726A (en) * 2011-11-25 2013-06-05 重庆海扶医疗科技股份有限公司 Fat thickness measuring device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6475144B1 (en) 2001-06-19 2002-11-05 Unilever Home & Personal Care Usa, Division Of Conopco, Inc. Non-contact method for measuring amount of skin sebum or oil in real time using fiber optic probe
US6524242B2 (en) 2001-06-19 2003-02-25 Unilever Home & Personal Care Usa, Division Of Conopco, Inc. Non-contact method for measuring amount of sebum or oil on substrate in real time using fluorescence dye
CN103126726A (en) * 2011-11-25 2013-06-05 重庆海扶医疗科技股份有限公司 Fat thickness measuring device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4930511A (en) Ultrasonic densitometer device and method
WO1996018342A1 (en) Osteoporosis diagnosing apparatus and method
US5054490A (en) Ultrasonic densitometer device and method
CN102458260B (en) Measure the method and apparatus of cardiac systolic function
CN109077754B (en) Method and equipment for measuring tissue mechanical characteristic parameters
US6364837B1 (en) Contact digital ultrasonic densitometer
US5426979A (en) Frequency spectrum apparatus for determining mechanical properties
WO2017071605A1 (en) Elasticity detection method and device
JP5478129B2 (en) Non-contact ultrasonic tonometer
WO2017121170A1 (en) Tissue parameter detection method and system
CN112545862B (en) Massage area identification method, fascial gun, server and computer readable storage medium
US5099849A (en) Ultrasonic densitometer device and method
US5817020A (en) Apparatus and method for diagnosing osteoporosis
JPH09292214A (en) Ultrasonic sebum thickness measuring device
CN105792755B (en) The measurement method of the intravital blood vessel diameter of ultrasonic probe and the use ultrasonic probe
Chatar et al. Analysis of existing designs for fpga-based ultrasound imaging systems
Xu et al. Ultrasonic guided waves dispersion reversal for long bone thickness evaluation: A simulation study
JPH08215196A (en) Osteomalacia diagnosis method and osteomalacia diagnosis device
JP4747300B2 (en) Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device
JPH08332183A (en) Osteoporosis diagnostic method
JP2010213896A (en) Method and apparatus for measuring acoustic impedance, and method and apparatus for evaluating object characteristics
JPH09220225A (en) Osteoporosis diagnostic system
JPH09224933A (en) Diagnostic device for osteoporosis
JPH08332186A (en) Osteoporosis diagnostic method and osteoporosis diagnostic apparatus
JPH10229984A (en) Ultrasonic transducer and osteoporosis diagnostic system therewith