JPH02502160A - パルス状エコー試験器 - 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】 パルス状エコー試験器 技術分野 本発明は超音波による測定手段に関するもの、特にパルス状エコー試験または試 験器に関するものである。

養豚は人間にとって食糧生産の上で、不可欠の重要なことである。然しなから、 その要望は、段々と脂肪の少ない高級なボーク（ｐｏｒｋ）に向けられるように なってきた。豚の脂肪（ｌａｒｄ）の厚さを減らすために、豚の遺伝的な特徴を 絶えず精選することが行われてきた。家畜豚の脂肪と筋肉の層の厚さは、遺伝に 大きく依存する。それ故豚の肉および（または）脂肪の特徴を評価することが、 豚の飼育における精選と養豚の仕事を適切に行なう上で、最も重要なことである 。

ボークの生産を経済的に能率よく行なう最大の仕事は、雌豚を有効に扱うことに よって果される。それ故、妊娠していない豚の屠殺を止め、授精後３０日目に、 雌豚の妊娠の有無の適切な診断を確実にすることが、非常に重要な事になる。

養豚の飼育者の労働を助け、生産コストを減らして生産性を上げる基本的な仕事 は、今日背の脂肪の厚さと筋肉の深さを測定したり、また飼育されている豚のお り、または小屋で直接妊娠を判定するため汎用且つコンパクトな測定器を活用す ることが必要なこととなってきている。

豚の背の脂肪を測定する機械的な方法として、測定針で動物の皮膚に孔をあける ことが知られている。然しなから、その方法は明かに、動物に刺激を与え、また 病気の伝染におびやかされるので、時代遅れの方法となっている。

また動物の種々の脂肪層を測定する他の方法として、動物に超音波を当て、エコ ーを分析することが知られている。然しなから動物たちは種々の薄い筋肉や脂肪 の層を持っているので、動物に射出した各超音波のパルスは、境界層または隣接 層から、数多くのエコーパルスを生じさせる。

それ故、問題として不必要なエコーパルスがら適切なエコーパルスを分離させね ばならぬし、また操作者が新たな処理をせずに容易に測定結果を読み取り易い形 で出力表示ができる提案が求められることになる。因みに、エコーパルスを表示 するオスシロスコープをもつ先行技術による装置では、特別に訓練をうけた操作 者による処理を加味したデータを示す必要があった。

公知のもので動物の脂肪層の厚みを測る自動ディジタル厚さ計（米国特許第４３ ５９０５６）がある。これは、超音波パルスを送信しエコー信号を受信する手段 からなり、また調べられる動物の体に附けるトランスデユーサをもっている。ト ランスデユーサは、受信するエコー信号を増幅する。増幅器に接続されている。

増幅器は、所定の始動レベルを超えるまで増幅されたエコー信号を計数するカウ ンタに接続されている。更にその厚さ針は、そのシステムの応答を速めるために 、カウンタに記録された第１プリセット番号のエコー信号を受けておき、その後 に、既に記録されているこの番号の同じ設定レベルの応答を維持する手段を含ん でいる。指示ユニットが、動物体を経たパルスの伝播時間を測定し表示するため に備えられており、設定された応答レベルの第２プリセット番号のエコー信号を 受けて動作を開始する。指示ユニットは第２プリセット番号に相当するエコー信 号の伝播時間を測定し、またエコー信号に相当する測定した伝播時間を動物体の 深さの単位で再現するためにも備えられたものである。

この厚さ計の欠点は筋肉の層の厚さや深さを測定し、再現する手段と、また動物 の妊娠を判定する手段を持たないことである。

更に、妊娠の診断のための装置が知られている。（米国特許第４２２６２２９） これは、コンパクトなハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）の面に取り付けたトランス デユーサ、そのトランスデユーサの動物体への耐着接合を示す第１の光インディ ケータ、妊娠を判定する第２の光インディケータ、および第２の光インディケー タと連体で動作する可聴警報器よりなる。ハウジングは、動物体に超音波信号を 送るためのトランスデユーサを含む回路を受持ち、またトランスデユーサが応答 するエコーパルスを受ける手段を受持っている０回路の第１の部分は、第１の時 間間隔をもって、受けたエコーパルスを分析する。動物に、試験器を接合するこ とにより、エコーパルスが所定の特性を持つとき、この間隔の間に、上記第１の 光インディケータを起動させるため、回路の第１の部分は第１の光インディケー タに接続されている０回路の他の部分は、第２の時間間隔の間に、エコーパルス を受け、これを分析をする。また、第２の光インディケータおよび可聴警報器に 接続され、この時間の間に、若し、エコー信号が動物の子宮にある羊水の存在を 示す所定の特性を持つならば、それらを動作させる。ハウジングは更に回路に対 し、パワーを供給する電源を備えている。

この装置は、脂肪や筋肉層の厚さを測定することが出来ないのが欠点である。

動物の妊娠を判定し、脂肪層や筋肉層の厚さを測定する公知の超音波試験器があ る＊　（Ｐｉｇ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、　Ｖｏｌ、１６＋　Ｎａ　１　 ＋Ｊａｎｕａｒｙ、　５ｃａｎｏｐｒｏｂｅ　Ｌ　Ｐ、３４）この試験器は、持 運び用に肩吊り皮がついていて、またピックアップ（ｐｉｃｋｕｐ）が試験器と ケーブルで結ばれている。試験器は線型の尺度をもち、また、脂肪層の厚さ、筋 肉層の厚さの測定用および妊娠判定用の３個のスイッチを備えている。

この試験器の不利な点としては、装置が比較的大きな寸法であること、接続ケー ブル付きの別のピックアップを有すること、また動作モードの選択スイッチをも つ線型尺度のものであるので、操作を複雑にし、試験器を能率的に用いるのに影 響をあたえることである。また脂肪層の厚さ例えば、背の脂肪の厚さを測定する 公知の装置がある。（ソ連特許第１１５５８３９）これは、直列に接続された、 始動クロック、パルス発生器、フィルタ、端部がハウジングを超え突き出ている 超音波ピエゾ電気のトランスデユーサ、増幅器、２数字表示の指示ユニット、フ ィルタに接続されているアクティベータおよび電池または蓄電池の何れかをもつ パワーユニットよりなるものである。

この装置は次の如く動作する。

操作者は、ピエゾ電気トランスデユーサを動物体に押しつける。所定の値になる よう圧力を加えると、トランスデユーサは、フィルタを通してアクティベータに 前動されるとある程度の大きさの電圧を発生し装置のパワーユニットを起動させ る。始動クロックがパルス発生器をトリガする。指示ユニットが時間を数え始め る０発生器より送られたパルスはフィルタを経てトランスデユーサに来る。而し て、結果として超音波パルスがラードと筋肉の薄肉の隣接層（ｉｎｔｅｒｆａｃ ｅ）により反射されトランスデユーサに戻り応答を生ずる。このように生じたパ ルスは、フィルタを経て指示ユニットに供給される。

ラードの厚さにより定められる超音波のパルスの伝播時間によって、指示ユニッ トは測定時間を示す０次の測定サイクルで、始動クロックは、再びパルス発生器 をトリガし、上記の一連の動作は繰返される。この装置の欠点は、筋肉の厚さを 測定することはできない、何となれば、この測定は、種々の密度の薄肉から反射 される超音波の多数のエコーパルスで合成されたものであるからである。肉層の 厚さを測定するためには、装置は筋肉の深さの頂部と底部の境界から来るエコー 信号を記録することができなければならぬ、然しなから、既に、述べたように、 装置は、対応するエコーパルスを取り出すことができない、要求されるエコーパ ルスを引き出す手動のスイッチを使うことは望ましいことではない、それは、ス イッチング・オーバーの瞬間に、超音波のビームが傾きを変え、またピックアッ プと動物との相対的位置を変える結果となり、これは測定の精度に影響を与えざ るを得ないことになる。更に、最後に述べた公知の装置は、動物の妊娠の判断を することができないのである。

発明の開示 本発明に横たわる問題は、豚の背の脂肪の厚さと筋肉の深さとを測定し、また動 物の妊娠の判定を同じユニットで行わせることのできる構造のパルス状エコー試 験器を創造することである。

この問題は、パルス状エコー試験器によって解決される。これは、始動クロック を持ち、この出力が指示ユニットの入力の１方に接続され、また始動クロックの 他の出力は、パルス発生器の入力に接続され、パルス発生器の出力は、増幅器の 入力の１方とフィルタの入力の１方に接続され、フィルタは他方の入力とトラン スデユーサでまた出力は、出力からパワーユニットの制御入力に接続されている アクティベータにつながっている。而して、パワーユニットの出力が、パルス発 生器、始動クロック、増幅器および指示ユニットの夫々の入力に接続されている 試験器は、本発明によれば、更にエコーパルスの１０進カウンタと妊娠判定回路 からなり、増幅器の出力は妊娠判定回路並びにエコーカウンタの入力に夫々接続 され、カウンタの出力は、指示ユニットの入力に接続され、指示ユニットの出力 は、妊娠判定回路の他の入力に接続され、妊娠判定回路の出力は増幅器の他方の 入力に接続され、始動クロックの他の出力は、エコーパルスのカウンタの入力に 接続されている。

本発明により構成される試験器は、雌豚の背の脂肪の厚さと筋肉の深さを測定し 、また妊娠を判定するために提起されたものである。試験器は、寸法の小さな且 つコンパクトなもので、内蔵電池により電力を取り出しているときは、容易に持 運びもできるし、接続ケーブル無しに動作することができる。

そうでないと操作の容易さを生かさないことになる。従って、開示された超音波 試験器の構造は、著しくその操作をしやすくしている。開示された超音波試験器 は、何時でも必要なとき、動物の飼育を直接家畜小金の中で脂肪の厚さ、筋肉の 深さを測定し、また要求があれば、雌豚の妊娠の判定ができるものである。

本発明の望ましい実施例では、妊娠判定回路には、可聴警報装置をもつ遅延回路 の接続を含んでいる。妊娠を判定するための回路は、最も単純な構成のものであ り、信鯨性の高いものである。

図面の概要 本発明の他の目的および利益は、その実施例を次のように詳しく述べることによ り明かにされるであろう。

第１図は、本発明を実施するパルス状エコー試験器の回路のブロックダイヤグラ ムである。

第２図は、本発明を実施する試験器における、妊娠判定回路、エコーパルスカウ ンタおよび指示ユニットの図式的説明を示したものである。

第３図は、雌豚肉の層のレイアウトを図式的に示したものである。

第４図は前脂肪の厚さと筋肉の深さを測定する試験器の位置を示したもの。

第５図は、雌豚の種々の層からくるエコ一群を図式に示したものである。

本発明を実施する最良の方法 開示されたパルス状エコー試験器は、フィルタ２を通じ超音波ピエゾ電気水晶ト ランスデユーサ３と接続しているパルス発生器ｌ（第１図、第２図）と、パルス 発生器１とフィルタ２、始動クロック５、アクティベータ６．１０進エコーパル スカウンタ７、パワーユニット、指示ユニット９と妊娠判定回路１０に接続され ている測定または入力データをもつ増幅器４とからなっている。妊娠判定回路１ ０は遅延回路１１．１２および可聴警報ユニット１３を含んでいる。指示ユニッ ト９は、４数字表示器１４からなっている。

アクティベータ６の出力は、パワーユニット８０入力に接続され、パワーユニッ ト８の出力は、パルス発生器１、増幅器４、始動クロック５の夫々の端子および 妊娠判定回路ＩＯに接続されている。妊娠判定回路の出力は、更に増幅器４の第 ２の入力に接続され、第１の入力はパルス発生器１の出力およびフィルタ２の入 力に接続されている。増幅器４の出力はカウンタ７の第２人力および妊娠判定回 路ｌＯの第２人力に接続されている。一方、始動クロック５の出力は、パルス発 生器１の入力と、カウンタ７の入力および指示ユニット９の第１の入力とに接続 されている。カウンタ７の出力は、指示ユニット９のデータ入力に接続され、指 示ユニット９の出力は、妊娠判定回路１０、すなわち可聴警報器１３の第１人力 に接続されている。

ここで開示したパルス状エコー試験器は、次のように動作される。

１、食豚（ｓｗｉｎｅ）例えば雌豚（ｓｏｗ）の背の脂肪の厚さと筋肉の深さの 測定 附図第３図は雌豚の体の夫々異なる薄肉層の境面を示すＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ点をもつ図式断面図である。

測定を行なう前に、試験器を当てる場所（第６または第７肋骨の背骨から２〜５ Ｃ１＋）に、動物の体と試験器との接合を増大させるため、グリースをつけ、皮 膚と毛とを密接させる。

試験器を手で掴み、動物体（第４図）のグリースのついた場所に、超音波トラン スデユーサ゛３を押しつける。十分に強く押しつけることにより所定の力を得て 、超音波トランスデユーサは２〜３ｖの電圧を発生し、その電圧でアクティベー タ６の高抵抗入力にフィルタ２を通じて十分に進んでいく、その結果パワーユニ ット８はオンになる。結局残りの１．４゜５．７．９および１０にも電力が供給 される。始動クロック５はパルス発生器１をトリガし、超音波トランスデユーサ ３の水晶に２．５　ＭＨｚの周波数を起させてできるパルス（簡単に言えばコン パクトなパルス列）が、動物体の厚さを通じて伝播し、種々の薄肉層により反射 してくる。その同じ水晶のトランスデユーサ３により、相当したエコーパルスと して受信し、フィルタ２を通じ増幅器４０入力に送られる。フィルタ２は、動物 にトランスデユーサを押しつけて発生する直流信号（２〜３Ｖ）とを分離する役 目をする。

増幅器４で増幅されたエコーパルスは、後者の出力によりカランタフに供給され る。カウンタ７の第１の出力で、エコーパルスＡ−Ｃ（第５図）間の距離に相当 する時間間隔の間、電圧は維持される。エコーパルスＣが来ると、電圧はカラン タフの第２の出力により供給され（第１の入力における電圧は０になってしまう ）、その結果背の脂肪の厚さが園で指示ユニット９により、４数字表示器１４の 第１の２数字で示される。エコーＤ−Ｅ間の間隔は、１０進カウンタ７の第３出 力により供給されるエコーパルスによって生ずる電圧に応じる。

電圧はカウンタ７の４番目の出力で現れるので、指示ユニット９は、筋肉の深さ を閣で表示される。（４数字表示器１４の第３および第４番目の数字として）こ のようにして、測定の結果は、数字で表示され、所定の間保持される。この時間 のあと（数秒）、試験器は自動的にオフとなる。然しなから測定は、再びトラン スデユーサを動物体に対して押し当てることにより繰返すことができる。

λ　妊娠の判定 妊娠を判定するため、超音波のトランスデユーサ３は、動物の後足の前４〜６Ｃ １１１の後の乳首より２〜３ｃ１１１高い位置の雌豚の体に押しつけられる。試 験器は、既に述べた如く、発動され、子宮から来るエコー信号が超音波トランス デユーサにより受信されフィルタ２を通して供給される。妊娠判定のエコー信号 が、近似的に１８〜２４Ｃ１１の距離から来るので、背の脂肪の厚さと筋肉の深 さの測定での信号より著しく弱い、従って増幅器の増幅度は、自動的に妊娠判定 回路１０より来る時間に関する制御信号により変化する。試験器よりパルスを送 った後最初の２４０μｓｅｃの間は、増幅度が、回路１０（遅延回路１１および １２の動作のために）の出力から来る信号により低下する。２４０〜３２０μｓ ｅｃを超えると、回路には、出力より信号を送らない、而して、増幅器４の増幅 度は最大となる。若し、相当したエコー信号が子宮からこの期間に来ると、増幅 器４により増幅され、妊娠判定回路１０において、可聴警報器１３を発動させ、 ユニット１３は、指示ユニット９の出力から来る信号の周波数の可聴信号を出力 で発生する。

工業的応用性 本発明により、背の脂肪の厚さや筋肉の深さのような遺伝の特徴によって動物、 特に雌豚に大きな効果をもたらすことができ、また交尾または人工授精の何れの 場合においても、早期に妊娠の有無をモニタすることができる工業上、応用性の 高い有意義な発明である。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．パルス状エコー試験器であり、始動クロックを持ち、その出力の一方が指示 ユニットの入力に接続され、その他方の出力は、パルス発生器の入力に接続され 、パルス発生器の出力は、増幅器の入力の一方と、フィルタの入力の一方に接続 されそのフィルタの他方の入力には、トランスデューサに、またフィルタの他方 の出力にはアクティベータが接続され、そのアクティベータはパワーユニットの 制御入力に接続され、パワーユニットの出力は夫々パルス発生器、始動クロック 、増幅器および指示ユニットの入力に接続されているものからなるパルス状試験 器において、更にエコーパルスの１０進カウンタ（７）と妊娠判定回路（１０） とからなり、増幅器（４）の出力は、妊娠判定回路（１０）およびエコーカウン タ（７）のカウンタ（７）の夫々の入力に接続されており、カウンタ（７）の出 力は指示ユニット（９）のデータ入力に接続されており、指示ユニット（９）の 出力は妊娠判定回路（１０）の他の入力に接続され、妊娠判定回路（１０）の出 力は、増幅器（４）の他方の入力に接続され、始動クロック（５）の他方の出力 はエコーパルスのカウンタ（７）の入力に接続されており、またパワーユニット （８）の出力は夫々エコーパルスのカウンタ（７）の入力および妊娠判定回路（ １０）の入力に接続されていることを特徴とするパルス状エコー試験器。 ２．妊娠判定回路（１０）が遅延回路（１１，１２）および可聴警報器（１３） よりなることを特徴とする請求項１記載のパルス状エコー試験器。 ３．指示ユニット（９）が４数字表示器（１４）を含むことを特徴とする請求項 １記載のパルス状エコー試験器。