JPS6080438A - 差動式聴診器及び心搏音をノイズから分離する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば、心搏音のごとき低レベルの信号を
聞きとるため医師等が使用するタイプの聴診器に関し、
さらに詳しく言えば、比較的高い周囲のノイズ信号より
所要の低レベルの信号を分離することができるよう感度
を高めた聴診器ｔ（関する。音響学的な原理で使用され
る聴診器はこの技術分野では公知である。このような聴
診器は体（て押し当てる音響ヘッドと使用者の耳に挿入
して使用される１対のイヤピースとから構成されている
。音響ヘッドとイヤピースの間には両者を接続する音響
チューブが設けられている。

心搏音を検出するためこのような器具を使用するさい、
呼吸やその他の体の動きに伴なって生じるノイズが聴診
の妨たげとなっている。このようなノイズは検出すべき
心搏音より大幅に高レベルにある。したがって、聴診器
を使用するよう医学的に訓練された関係者は、通常、聴
診器が聞く音が複合的なものであるから、患者が深呼吸
したあと、呼吸を止めることを要求している。こうする
ことにより肺と呼吸に伴なって生じるノイズの検出を低
めることができるとともに、心搏發と関係の彦いノイズ
との間の識別を容易に行なうことができる。　− しかし、医師等が心搏音を聞いている間、必ずしも患者
が深呼吸を止めることが可能であるとは限らない。たと
えば、胎児の心搏音を聞きとることが必要なことがある
が、胎児は上記のような要請に応えることはできない。

小供や老人の患者の場合、所要の期間、呼吸を止めさせ
ることが不可能なことがしばしばである。人間以外の動
物を対象とする場合も、肺のノイズを排除することは不
可能である。心搏音を聞きとるために聴診器を使用する
場合でも、体のノイズが聞きとれることが問題であった
。

したがって、心搏音の信号をノイズ信号から分離すると
ともに、構成と取、り扱かいが簡単な聴診器がめられて
いたのである。

このような要請に応えるため、心搏音の信号を体のノイ
ズ信号から分離するの（・でとくに適した差動式聴診器
が本発明に従がって提案されたのである。

本発明に係る差動式聴診器は小型のマイクロホン要素を
備えており、該マイクロホン要素は木から到来した音響
信号をピックアップするよう聴診器ヘッドに取り付けら
れている。心搏音の信号のレベルが異々ることか判って
いる異なった位置で聴診器ヘッドを体（（押し幽てる。

聴診器ヘッドがピンクアップした音には本のノイズ信号
が含まれているとともに、心搏音の信号も含まれている
。聴診器ヘッドとマイクロホン要素の出力はそれぞへ専
用の増幅器で増幅される。２つの増幅された信号がゲイ
ンと平衡を制御する要素を介して差動増幅器の独立した
ターミナルに入力される。差動増幅器は差動信号を出力
し、との差動信号は増幅されたうえ、一般に使用されて
いる音響チューブに音響学的に連結された電気へラドセ
ットまたは電気式イヤホーン要素に人力される。音響チ
ューブは従来のものと同様２つのイヤピースに分かれて
いる。

オッシロスコープに増幅器の出力を表示することができ
るようターミナルが用意さ汎ている。

小さいケースの中に電子回路が収容されていて、容易に
使用と持ち運びを行なうことができる１う電池で１駆動
されるようになっている。実際上、到達することはまれ
であるが、理壱的な状態のもとでは、両方のマイクロホ
ン要素にとって共通の入力である呼吸ノイズのような体
のノイズは差動増幅器で消去されるので、はっきりと識
別可能な心搏音の信号が残ることになる。心搏音の出力
信号は音響ヘッドとマイクロホン要素それぞれにおける
心搏音の信号の差を表わす。

実際には、体のノイズが最大限消去された理想的な状態
に近づくことができるよう個々の増幅器のゲイン制御装
置が調節される。

したがって、本発明の目的は、感度が高く、心搏音の信
号を他の音から分離することができる改良された聴診器
を提供することである。

本発明の他の目的は、関係のない体のノイズを抑制しな
がら、心搏音の信号について増幅された出力を出すこと
ができる改良された聴診器を提供することである。

本発明の別の目的は、電子式に増千吊された出力を出す
ことができるとともに、ｐ過能力を備え、しかも小型に
まとめられている改良された聴診器を提供することであ
る。

本発明のいま１つの目的は、電子的に増幅された信号を
出力するとともに、軽散でコンパクトな改良された聴診
器を提供することである。

本発明のその他の目的と特徴は添付図面を参照した以下
の明細書より容易に理解していただけよう。

したがって、本発明は、以下に詳述された構成について
例示されている諸要素の構造と組み合わせならびに諸部
材の配置を特徴としており、そして本発明の範囲は特許
請求の範囲に記載されている通シである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の詳細な説明する
。

第１図を参照すれば、本発明に係る差動式聴診器１０は
マイクロホン１６　、１８を有する］対の音響ヘッド１
２　、１４を備えたおシ、前記マイクロホン１６　、１
８はそれぞれ聴診器１０に接続されている。

ヘッド１２　、１４がピックアップした音響信号はマイ
クロホン要素１６　、１８により電気回路に人力するに
適した電気信号に変換される。

この差動式聴診器はまた、従来公知の要領で使用者の耳
に差し込むのにつごうがよいよう位置ぎめされた１対の
イヤピース２０と音響チューブ２２を備えている。電子
バック２４はマイクロホン−要素ｉ６　、１８から電気
信号を受信して、後述のようにイヤピース２０に選択さ
れた音響信号を出力する。

心搏音を聞くため本発明に係る差動式聴診器を使用する
にさいしては、心搏音の信号の振幅がそれぞれ異なるこ
とが判っている身体の異なつた位置（（マイクロホン要
素１６　、１８を押し当てる。演算増幅器２６はマイク
ロホン要素１６から電気信号を受信し、増幅された出力
３０を出力する。

この出力３０は差動増幅器３２の一方のターミナルに入
力される。差動増幅器３２に人力される演算増幅器２６
から到来した信号のレベルは、タッピング・ポイントを
変更することが可能な抵抗として第２図に示されている
ゲイン制御装置３６により制御される。

一方、マイクロホン要素１８から到来した電気信号は演
算増幅器２８に人力され、増幅された出力３８が装置３
６に類似したゲイン制御装置１０ｆ：へて差動増幅器３
２の他方のターミナルに人力される。

差動増幅器、３２の人力にはマイクロホン要素１６゜１
８からそれぞれ人力された２つの心搏音の信号の間の差
と前記マイクロホン要素１６　、１８から別々に人力さ
れた体のノイズ信号の間の差が含まれている。ゲイン制
御装置３６と４０　ｉ調節するこ）−ｌｔｒＦｈ／Ａ−
ｙ’Ｎコｄす］θ）至ス≧Ｊ％、＋、ｅｐ白”ＷＥｌ＆
ｒ＋μドることかでき、理性的にはゼロ・ノイズ出力ま
で低減させることができる。上述のように、心搏音の入
力が異なっていることが判っている体の異なった位置（
てマイクロホン要素１６　、．１８が配置されるので、
心搏音あ信号に差が生じる。

差動増幅器３２の出力は増幅器、４２に人力され、増幅
された信号は電気式ヘッドセットまたはイヤホーン要素
４４に印加される。該電気式ベッドセットまたはイヤホ
ーン要素／＋４は音響チューブ２２（第１図参照）とイ
ヤピース２０に音響的７〉人力を与える。したがって、
体のノイズ信号に隠されている心搏音の信号は一方の信
号を他方の信号より差し引く働らきをする差動増幅器：
３２により体のノイズから分離される。差動増幅器：毘
は、マイクロホン要素１６　、１８に信号が人力されな
いとき、平衡制御装置４６（（よりノイズの出力を最小
程度に低減させて、出力が平衡した状態となるよう調節
される。

電子パック囚上の出力ジャック４８　、４９　、５０　
ｉ”Ｊ：それぞれ演算増幅器４２　、２８　、’２６の
出力をオツシロスコープ（図示せず）に接続して、これ
らの出力信号を公知の要領でオンシロスコープ上に表示
することができるようになっている。

第３図は、マイクロホン要素１６，１８の入力を受け取
る増幅器５２　、５４の他の実施例を図解したものであ
る。こわ、らの演算増幅器５２．’２４は第２図に示さ
れている演算増幅器２６　、２８　Ｋ取って代わるもの
である。帯域幅スイッチ５６は演算増幅器５２に接続さ
れた２つのフィードバック・コンテンサー５８　、５９
の一方に選択的に接続されるようになっている。体から
ピンクアップされるノイズ信号の周波数は心臓の信号の
周波数よシ高く、そして高い方のノイズ成分は増幅器の
フィードバック　ループの中に設けられたコンデンサー
と抵抗により公知の要領でｒ過される。第３図に示され
ているような２段コンデンサー・レンジを設けることに
より周波数が比較的高いノイズ信号のうち低領域の部分
をカットし、双投スイッチ５６の一方の位置で心搏音の
信号をより適確に分離することができる。

演算増幅器５４は２つのフィードバック・コンデンサー
６１　、６２の一方に選択的に接続された双投帯域幅ス
イッチ６０を備えている。スイッチ５６゜６０は同時に
操作されるよう連結されている。

ゲイン制御装置３６．４０と出力ジヤツキ４８　、　／
１１　。

５０と平衡制御装置３６は使用者が容易に操作すること
ができるよう電子パック２４の外側に取り付けられてい
る。オンオフ・スイッチ６０は内股のパンテリ電源６６
との接続を解除して、本装置を使用しないとき電力を消
費しないよ５になっている。電源が内蔵されているので
、本装置は携滑することが可能である。

上述の実施例はイヤピースに音響的な出力を提供するか
、あるいは、たとえば、イヤポーンのごとき電気的なヘ
ッドセットに電気的な出力全提供するようにされている
が、本発明の範囲を逸脱しない限り、他の検知可能な出
力方式を採用することができることは理解していただけ
よう。たとえば、陰極線管式オツシロスコープに接続す
るような要領で目視可能な出力方式を採用することがで
き、あるいは、心搏動のパルスに応答する単純なオンオ
フ照明装置を使用してもよい。聞きとることができる心
搏音を出力するラウドスピーカ−またはブザー装置を使
用してもよい。さらに、従来公知の要領で電気的な出力
を記録し、所要の出力または表示の方式に従がって読み
取るようにしてもよい。

医学的な使用分野について本発明を説明したか、同じ原
理にもとづいて使用される同じ装置または一類似の装置
に本発明を適用してさしつかえないことは理解していた
だけよう。たとえば、回転モーターや流動する流体の中
に浸漬される装置ε・Ｃ本発明装置を使用することも可
能である。

上述の回路は簡単で、動作は確実で小型でおり、しかも
安価に製作し、使用することかできる。

異なったレベルの所要の信号と比較的レベルが等しい必
要としない信号より成る２つの入力を使用しても、単純
な差動増幅器を使用することにより所要の信号を必要と
しない信号から分離大幅に異なっていて、とくに所要の
信号が既知の周波数帯域の範囲内にある場合、瀘過によ
りこれを選択するようにしてもよい。

上述の説明より明らかなように、本発明の所期の目的が
効果的に達成されたことと、本発明の精神と範囲を逸脱
しない限り、本発明に適宜変更を加えてさしつかえ力い
ので、上記の説明の中に網羅され、添付図面に示されて
いる構成１ｄすべて例示的なものであって、本発明がこ
れらの構成に限定されるものでないことは容易に理解し
ていただけよう。

また、当初に記載されて（・る特許請求の範囲は本発明
の一般的々特漱と特定の特徴をすべて網羅するとともに
、表現の問題としてこれらの特徴のはざまにあるものと
みられる発明の範囲もすべて網羅しようとするものであ
ることも理解していただきたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る差動式聴診器の構成なＭ金的に
図解した斜視図。第２図は、第１図に示されている差動
式聴診器を動作させる電気回路の構成の一例；ヒ図解し
た配線図。第３図は、第２図に示されている回路に使用
される増幅器の他の実施例を図解した配線図。 １０・・・差動式聴診器、１２　、１４・・・音響ヘッ
ド、１６゜１８・・マイクロホン要素、肋・・イヤピー
ス、２２・・・電子バック、２６・・演算増幅器、３０
・・出力、３２・・・差動増幅器、３６・・ゲイン制御
装置、３８・・・増幅された出力、４０・ゲイン制御装
置、４２・・・増幅器、／４４・・イヤホーン要素、４
８　、４９　、５０・・・出力ジヤツキ、５２　、５４
・・・増幅器、５６・帯域幅スイッチ、５８゜５９・・
フィードバック・コンテンサー、６０・・・双投帯域幅
スイッチ、６］　、　６２・・・フィードバック・コン
デンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　体の内部の音を聞きとるために使用される携帯
   可能な聴診器であって、 体の外側にあって、選択的に変更可能な位置に隔置され
   ている２つの部分で選択的に使用されるとともに、体の
   内部の音を検出して、この音に応じた電気信号を出力す
   る第１と第２のセンサー手段と、前記音響信号が検出の
   ために必要とする第１の信号と必要としない第２の信号
   とを備えていることと、前記第１の信号が前記第２の信
   号と混在していることと、 前記第１と第２のセンサー手段から前記電気信号を受信
   して、比較信号を出力する比較手段と、前記比較信号が
   前記第１と第２のセンサー手段から同時に受信された電
   気信号の間の差であることと、 前記比較信号を受信して、検知可能な信号を出力する出
   力手段と、前記検知可能な信号が前記検出された音響信
   号の差にもとづく前記比較信号の少なくとも一部分に相
   当することと より成ることを特徴とする携帯可能な聴診器。
2. （２）　ノイズの影響をうける信号から心搏音を分離す
   る方法であって、下記の諸工程、すなわち、 ａ）体の外側にあって、選択的に変更可能な第１と第２
   の位置で心搏音と体の内部のノイズ信号より成る複合信
   号を同時に検知することと、前記心搏音の信号の振幅が
   前記第１と第２の位置における信号の振幅の差であるこ
   とと、 ｂ）前記第１と第２の体の位置から到来した前記複合信
   号を互に相殺することと、Ｃ）前記ｂ）の１穆で生じた
   信号の差を出力することと、該信号の差が前記第１と第
   ２の体の位置から到来した前記心搏音の信号の差の影響
   をうけることと より成ることを特徴とする方法。