JPS5826238A - 超音波による圧力測定方式 - 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】 本発明は数体の圧力測定方式に関し１時に圧力針を直・
襞伸人し細い場曾、例えば生体の心Ｊ１１１Ｉ内部の血
圧創建や、一般化学工乗において吃特に高諷・高圧であ
ったシ、化学的反応性が高かった少、或いは固体粒子や
繊維等が混入しているような流体の圧力を、超音波を用
いて外部から非侵襲的に測定する方式に関する・ 従来生体等の血圧を測定するには、血管や心臓内に圧力
センサーをカテーテルに装備したものを挿入して行って
い友が、この方法は人体に苦痛を与えるのみでなく、万
一の操作編）によって人命に危＠を及ぼしたシ、−ａｍ
ｓ染の危険がある等の欠点があった０また腕部に９気ｖ
ｔ−まきつけ、その圧力を変動してＮ鄭血流の閉基、拍
動開始を前書的に検出する方法が広く知られているが、
これは四肢等の末Ｊｍ鄭には通用できるが心＃１内部等
の測定は不馳である。

ま九、工東鉄ｗ１４！では両温や低温の装置、高い放射
−重下にめる部分、弁部に化学活性の強い流体や＾い粘
性の流体、飲物の粒や木材砕片、繊維等の混入し九眞体
等では圧力センサーが製置で破損したシ、放射緘や化学
反応で破損したり、物理的にひっかかって外力をうける
友めに破損し九シすることが多く、容器や装置の外部か
ら圧力を計測することが望まれていたが、従来適当な方
法がなかった。

本発明の目的は物体内部の任意部位に超音波を照射し、
その負圧サイクル中に該部位に存在する液体に気泡を生
じさせ、別のよシ高い周ｆｆｆｆの超音波をその部位に
照射して気泡の発生を検知することによ郵、物体の外部
から非侵襲的に内部任意部位の圧力を＃Ｊ足する方式ｔ
−炎供するにある。なお、一般に超音波とは可聴周波数
（〜１６Ｋｌ（ｚ）以上の周波数の音波を指すか１本願
の説明ではり嘘音波と超音波とを含め九音波という意味
で超音波なる瞼を用いる・ 本発明は、人体中の心臓血管や組織等に存在する血液中
淋巴凍、＃ｉ胞１％［に靜解・吸着しているガス体や、
水分等が外部からｌ：ｏ加した超音波の負圧によって、
遊離したシ気化し九シして倣少な核の気泡を生じ、それ
か圧灸して大きな気へとなる所−圃窒洞机厭（０ａｕｉ
ｔａｔｊｏｎ）　ｌ：年Ｕ用したものである・気泡の発
庄比力は周囲圧力（地表海ｍ’ｔ’ｔよ約ｌ気圧）と、
温度と、印加超音波の周波数と、その波が進行波である
が定在波であるか等の函数となる。また被測定液体がガ
スを十分抜いたものであるか、逆にガスを十分溶解・吸
収したものであるかにも依存する。

一例として十分空気を抜いた水（１と、十分空気に曝し
た水（＃につｉて、室温で周囲圧１気圧で創建した例を
４１図にホす。情報は周波数、縦軸は背圧を示す。約１
０’〜１０’Ｈｘを境にしてその様相は異なる。ｌ　Ｏ
’Ｈｇ以下では気泡を発生する臨界圧力は周波数に依存
せずＩ　Ｏ’　１−１ｇ以上では大きく周波数に依存し
ている・このことは気泡の核形成と生長にｌ　Ｏ”’秒
程藏を必要とする事を示している。

従来の夾−では核形成の鴎界比力は測定不能で十分大き
く気泡が生民し光学的に１繊されるか、気泡が生長して
破砕する時に発する音響によりて測定されていた。これ
等の万款では圧力印加と気泡検知の間に生長のための時
間おくれを必要とし、１１４１Ｊ足される鴎界圧力のバ
２ツキ’ｔ−１１発し、時間的対厄速匿におくれを生じ
ていた。本発明では倣少な義気泡生成の段階で検出する
もので、測定ｆｆ１Ｋの向上と対応速度の上昇とが得ら
れる。

義気泡は液体とは著しく音響インピーダンスが異な〕、
超音波を肯てると強烈な反射・散乱を生じる。一般に超
音波周波数ＩＭ−１０ＭＨｚの範囲では義気泡　は波長
と同程度かそれより微少であ）、Ｒａｙｌｅｊ’ｇｈ　
散乱を庄じ、その発生エネルギーはＭｌｌ波畝の８乗に
比例する・し九がって一周波程ＭＡＫがよい。しかし生
体等では超音波は透過に伴なってＮａ１ｍａ的な減衰を
うけ、その減衰係数はほぼ周波数に比例する。ｔｉ向よ
シ深い部位での義気泡発生１に＠出しようとすると１高
周波程往復の途中にて威良をうける０したかって気泡の
構出用超音波としては実用的にはＬＭ）１ｇ−１０ＭＨ
ｚが人体等には通している。

心臓や太い血管等の６鄭の血匠の圧力を測定する時は、
血液からの反射波は値弱であシ、義気泡発生によって強
い反射波が表われるので弁別が容易であるが、管砿に近
い部位や、末梢血管や淋巴管１組織液等の測定部位では
構造性組織からの強い反射波と混在するので、義気泡発
生を弁別しにくい場合がある。このような場合でもその
液が流動していると、その中の義気泡の流動によって反
射波はドプラー偏移をうける。本発明の実施例ではこの
ドプラー偏移分を抽出検出することによって、構造性組
織からの反射を除去し、ドプラー信号の出風によって気
？１８１発生を検出する方式を与えるもので−より＾感
麓な＄１１Ｊ足が可能となる。また訛速と圧力の同時測
定か行え、よシ高度の情報を僧る効果もある・ 上述の如く高感屓に義気泡の生成を検出することによっ
て臨界圧の１ｌｌＪ足が精確にな如、かつ印加圧力を変
比層引した時の生長のための時間遅れをｔよぼ除くこと
が可能となシ、掃引速度を早くすることかできる。

印加圧力の掃引方法は自白であるが、正弦波で変化する
圧力振幅を用いることか最も容易である。

これは遅［波または帛２図Ａ・Ｂに示すバースト波、Ｊ
ｉｇｓｈｏに示すパルス波等を用いることができる・こ
の場合、中心周波数ｆを中心としたＦｆＩＪＭ−帯域幅
はＡ　拳Ｂ　ｓ　Ｏの順に広くする必要かある。ま九ｇ
ｓｆＩ！Ｊｎの如く三角波孝で掃引することも可能であ
る。

中心周波ａｆは１１１図から例えば１０ＫＨｚ以下泡発
磁用超晋波として更に高い周波数を用いることができる
か、人体等の透過義糞を無視しうることか１ｌｔＬ＜、
このためには１００　ＫＨｚ程度以下であることが望ま
しい・組織による減衰は８−よそｌ　ｄｂ／ＭＨ＋ｇ−
ｔｘｒとされているので人体深５２０１ｆ：雇射すると
すると１ＯＫＨｚでは滅涙童は０．２ｄｂとなプはとん
ど無視することかで龜る。

今關足液として血液を例として！ｊ！明する。心臓中で
は血圧は人間の存在する周囲圧力Ｐａ（一般に大気圧）
を基準として拍動毎にかなシ急激な変ｆヒＰｐｌｔｊを
しているか、これを体外から非没襲的に測定するとする
。血液の９洞ｍ＊による義気泡形成は、ガスの溶解、鉄
層等のガス比率が一足で、温度が一定であればその絶対
圧力に依存すると考えることができる。この臨界圧力を
Ｐｃとする。

血流の絶対圧力は拍動くよシ常に変化しているのでこれ
をＰｌｔ）とすると。

Ｐ　（ｔｊにＰ　ｐ（ｔｊ＋　Ｐａ で、ｂｂｓｐａは数時間程度の微少変化、Ｐｐｌｔ）は
拍動による変化でミリ秒よ）榛りくりした変化をしてい
る。今、一定地位に印加する低周波超音波として、背圧
Ｑ（ｔ）が Ｑ（１３−−（Ｊｌ　ｓｘｎ　（ｌｒｆ　ｔ　）　　（
０≦Ｂｖｆ＠≦「）で表わされるｔｉｔ−与えたとする
。なおｆは例えば１０ＫＨｇ程友としてｆ’ｐ（ｔ）に
比べて十分高速でＱ（１３を変化させる吃のとする。す
ると仕成絶対圧力正（ｔｌは ｆＩ）ｔｔ）門ＰｌｔＪ＋Ｑ（１１ −Ｐ　ｐ’ｌｔ）＋Ｐ　ａ−Ｑ（１５ｉｎ（Ｊｙ／　ｔ
　）となる・Ｑ・を虐轟ＫｓんでＱｌｔ）が負のサイク
ルにおいて、［（１）かＰｃ以下に畑引されるようにす
ると、 ｆ：４ｔｊ≦Ｐｃ の範囲では義気泡が発生し、　　１１１ｗ　ｐ　（の時
点ｔｃでは Ｐｃ＝Ｐｐ　（ｔｃ）＋Ｐａ−Ｑ６　　ｓｉｎ　（ｍｖ
ｒｆ　ｔｃ）、’、Ｐｐ（ｔｃ）ｇ＝（Ｊ）ｓｉｎ（ｌ
ｒｆ　ｔ、）−（Ｐａ−Ｐｃ）となシ、Ｑ＠ｅｔｃｓＰ
ａ＊Ｐｃが知れればＰｐ（ｔｃ）を求めることができる
◎ここでＱｏ　＠ｔ　ｃｍＰ　ａ　／Ｉｉ測２Ｌ’Ｊ能
であシ、を九Ｐｃは後述の如く他の副定沃で一足結果を
校正することで知る仁とができる０臨界圧Ｐｃは工＊装
置等では予じめ測定することか可能であるが、反応が逐
次進行している場合は変化するし、生体等でも温度やガ
ス化率は生活履ａ！（運動、就寝等）による時間的変化
や％個俸閲の差で大きく貸間する場合かめる・以下人体
の血液を例にして、ＰＣの決足万汰について説明する。

人体中血流の如く閉１ｇｌ路を儂゛環している場合は、
主ｍ足部位、例えば心臓の五塞と同一の謳匿、ガス化４
の血液が上軛郁励脈に眞れていると考えることができ、
上属廊靜脈血液については同じくる璽と同じ温度、ガス
化半會Ｍすると近似することができる（九だし、血液は
肺の末梢及び組織末梢て物質交換を行いそれぞれで性質
が変化する）。

し九がって、上腕部動脈、静脈でそれぞれの臨界圧を求
めることができるならば、心臓左房唾左室（動脈血）及
び右房・右！！（静脈血）での圧力測定が可能となる。

上腕Ｓ″ｅの動脈血圧ＰｐＩは空気ゴム管で外部を囲み
、空気圧を増大して一時的に血流を閉塞し、ついでゆり
く９と空気圧を減じ脈動の情況を−ｆ器で兼視し、脈動
ピークの再流時に発する音響によ１構出して雄部血圧Ｐ
ｐ’ｍａｘ・脈動下限の栴ｔＩｔｗＰ曾響を構出して最
低血圧ｐｐ　／ｍｉｘを針側することか広く行われてい
る。一致に最＾血圧の方か積度かよく、この櫃で臨界圧
力を校正することか通ましい０ ま九靜脈圧十組−猷圧は圧力センサーを直優血管中組織
中に刺入して−」足することもでき、！ｆｉｌｌ脈に刺
入する場曾に比してはるρ為に安全であるＯこれらの７
ｊ＆によりて予じめよ真鄭にてＰｐ’ｍ＠ｚ會１１１ｊ
ｉｉ！して２１！、仄いでよに本発明によ）同一部位ｔ
ｌｌｆｌ−％！件で側にし、その醐に結果が上昭Ｐ　ｐ
　／ｗａｘであると仮定する仁とにより、Ｐｃを求める
仁とができる。同様に工業装置においても、より安定な
部位でＰｃを校正し、必要とする部位でのＰｐを針側す
ることができる。

さらに、予じめ血液等に生体に無讐の気泡化し易いヘリ
ウム中炭域ガス等のガスを溶解・吸収させておくことに
よシ、必景とする印加圧力Ｑｏ’を低くするとともに、
時開対応ｆ！ｍｔ−も早めることかできる。−気圧や加
圧した家内で窒中窒累の一部分をヘリウムや炭酸ガス等
で［侠し九雰−気とし、その中に生体をおくことで、Ｐ
Ｆ吸作用によシ十分皿液中にこれ等ガス′ｔ−加えるこ
とかできる。また注射等を行うこともできる０この僧に
して臨界圧Ｐｃ−を＾めて小なるＱｏで（ｇｌＪｊｌ！
可能とすることができる・また時闇対工６も早（な９、
画定帰引回畝を増加することか可能となる。Ｑｏを低下
することは慎湯の設計を容易・安価とするのみでなく、
人体への超ｔａｔの影響を歳小限にする効果がある。

ま九一定憾位にて印加圧力の負方岡掃引が行われる時相
にのみ、同鄭位に気１＠出用超曾波が照射される様にそ
れぞれの超音波の放射時点・＃Ｊ足時点を同期すること
によって必要とする測定時点を確保し得ると共に雑音、
不要信号の除去ができる。

以下人体に通用した例について実施例を説明する＾ ４８図、第４凶は人体腋部、四肢の即く、印加超音波の
透−Ａｔ−妨げない部位に通用ｇＪＩＩ眩な印加圧力の
形成方式で、繭５図は心臓の如く仮置に空気をもりた肺
等が存在し、空気と生体−一との音響インピーダンスが
大きく異なるために強烈な反射体とな９透通し傅ない場
合にも通用ｇＴ＃ｉ：な万代を示す〇 ■は帰引圧力形成用ト２／スジ、−１−で、例えばｌ０
Ｋ）Ｉ！の中心周波数で駆動される。人体に通用する場
合、そのＩｍ僧は５０〜ｇｏｏ嶌柵直かに用し易い・中
央に気泡検出用送受兼用ト２ンスジ＾−サー■を設ける
穴約１５〜２ｉ、％φをＭする〇［有］は人体で■は待
建の心臓とか肝−とかＩＩｂ脈吟の＃＃盲で、■はその
中の測定部位で必る・ψの人目さは気泡検出用超音波の
ビーム径と、パルス民または反射受信信号から時間ゲー
トで油田するときのゲート幅とで定まる。■は気泡検出
用送受兼用ト２ンスシ晶−サーで例えばその中心周波数
は８、５　ＭＨｚである。その直径は約１０．％＠度あ
れば十分な集束ビームを形成することができる。この場
合■の寸法は数鑓程度とすることかできる。

第８凶Ａは■・Ｃ−■を音の伝導媒体である水中にｆ＆
置し、曽輌板の如ａｔｅインピーダンスが水や生体より
看しく異なる反！Ｒ板■を水中においすると共に■は波
長λの連続波を送偏することにより■と０の間に共Ｍｊ
ｉ状膳をつくり第８１Ｂに示すごとき尾在波を形属し九
例でめる０周波数を１０ＫＨｚとすると、水や生体中で
は波長は１５ｚとなＸ４＝ｇＱ３とすることができ十分
に腹鄭尋の人体をはさむことができる。■−［有］の距
−を−足に保つｆｃまま［有］に対して両波することに
よシ、定仕波の振励ループ申ＩＬ？會測定廊位に曾わせ
ることができる◎その測定部位ではループの最大圧ヵ振
幅を最大振幅とするｌ０ＫＨＩの正弦波で圧力が時間的
に変化するので、その負圧にスイングする牛サイクルを
圧力掃引に利用して義気泡発生を行わせることができる
＠ ｌｌＩ４図は進行波を利用した例である゛。■は＃Ｉ８
図における水の代シに水をプラスチック等の袋に入れた
もので、■及び人体Ｍｓの如き■の間に介在し、慟Ｍ向
はゼリー、藺等を用いて空気を除去してＭｉｔ波の艮好
な伝達を惰保しである。■は同じく氷袋で■はグラスチ
ックやゴム等に金属粉末や気泡粒等を混入した超音波の
無反射吸収体である。■と■は一体に作られ、■と■の
接触面にはと、そのパルス波はｉｔ速（水中で約１５０
０ｚ／５ｅｃ）で■よ１■に進行しｇ＆収される。＃！
４図Ｂは進行中の６る尋時における圧力の分布を示す。

任意のｍＪ定部位、例えば０に層目すると、［有］の圧
力は■から送出された音圧波形か■〜０の距喝を音速で
除産した時間遅れた波形で時間的に変化する。すなわち
、圧力の掃引が行われる。

第５図は心臓中の如き測定部位■の背後に強い吸収体ま
たは肺の如き反射体が存在する場合に関するもので、強
い吸収体が存在する場合は第４図と同様になシ問題はな
いが、慟−反射面０が存在すると、旬からの反射波が部
位■に形成する圧力の場と、最初に■により■に形成さ
れた進行波の場とが時間的に電な多音う喪め■での掃引
圧力が不Ｔ＃４確となる。この防止のためには中心周数
数を１００　ｇＨｚ程度とし進行波の波幅を短かくする
と共に１ｇ７図の如く照射方間（入射位置）を変更し、
息なル合いをさける必要がめる０反射体の存在と位置は
■を受１Ｂモードとするか、■によって検出することか
できる０第５図Ｂはある瞬間の圧力分布図である・ 何れの場合ものの寸法（直径）は実用よめまり大きくす
ることかできないので、はぼ波長に近い寸法となり、兄
生波はこのため球面波に近くなる。

累８図では■と■の共振か成立するためには、■はＣ以
外の方向へ＃１ぼ球面状に拡散するエネルギーに見合う
駆動エネルギーを補給する必要がある。

第４図、嬉５図では■の送出面は平面である必要はなく
、必要方向にエネルギーを集中するために凹面とするこ
とができる。何れにしてものの―直方向軸上の圧力は軸
距＠ｚに対して変化するので予じめ人体等■を除いて水
中におき、軸長位ｔ！の１数として圧力を校正しておく
とよい。

気泡検出用トランスジ龜−サー０は、平Ｉ！Ｏまたは凹
ｍ徴（転）子でもよく、多戒子の７エーズド・アレー型
等でもかまわない。その材料・ｍ成・回路等は所１１１
１％人モード、Ｍモード、Ｂモード、ドプラー量定等に
ｆ用されているものを吠用することができる。

絽７図に示す如（、Ｂモードと併用し、断面図を＋なが
ら測定部位を次足することができる。これには一般に知
ら扛ているＢモードと併用したドプラー針側と同様の手
法ｔ−波用することができる。

これらのｍ曾、印加圧力最引用ＮｔＪｆｆ数は十分低い
ので、その干渉をうけることなく気泡検出系との同時動
作が可能である。逆にこれらＢモードや気泡検出用め周
波数は十分高いので第１図から判かるように低周波の可
児臨界圧力には影響を与えず干渉することはない。

■は図示例の如く［Ｆ］の一部に穴を設け、その位置で
測定してもよいし、■以外の位置から測定を行ってもよ
い。Ｂモードを併用する時は■目体が７エーズド・アレ
ーでセクター走査を行い、そのｆｉ責の途中に■を遡る
気泡検出走置を行ってよいし、第７図の即く別ＯＢモー
ド足査専用プローブを用いてもよい。

測定部位ＣがＭｉ繊細胞等の場合は流動性かないのでド
プラー効果は利用で自ず、検出は反射強屓の灰化をとら
えることになる。［有］から例えば８．５ＭＨｚの中心
周波数のノく−スト波（継続時間約１μｎ）を＠射する
と、そのパルス波は空間的には約１．ｓ綿の嫌さのバー
スト我とな９．速薇約１．５ｊｕｌ／μ３で進行する。

このパルス置は進行の途中、各点から音響インピーダン
スの変化に対応した反射波を送９かえしつつ進行する。

このため■の父偏波形はほぼ連続した複雑な形状となる
が、■の位置からの反射波が■に到達する時間の受信波
のみｔ時間ゲートによシ切〕出してＩＮ側することがで
きる。

このことは一般に知られている。この橡にして一回の走
査につき■の反射信号が一回得られる。すなわち体中的
５Ｏｃ１１の深さに■があると、往復の所要時間はｍ６
６ｐｍとな９．毎秒８７６０回の測定ができる・測定部
位■が心事や血管等で［動性があれば単純反！Ｒ強藏の
みでなく、その血流速度によるドプラー偏移を一般によ
く知られている方法で分析構出することかでき、傅ｌＩ
Ｌ性！［１Ｍからの反射波を除去するのにＭ効なことは
＝ｔ＋述の通シであるＯ さて目１２ｊｌｌ圧力の最旧は、その中心周波数１０Ｋ
Ｈｚとし、負圧力同最旧か正弦仮で何われると近似する
と、負の牛サイクルは約５０ＩＩｓとなる。したかって
−回の艙引に一回の検出か０Ｊ能となる。圧力層引用及
び横出用の内雇ｔＭ、の送波及び受波の時相を少しつつ
丁らしｆｃ複数圓の掃引と検出により電界圧力を知るこ
とかできる。この様子を＃！６図に示す・ＩＬ７−等の
拍数は母抄ｌ〜Ｓ回恒緘でめ９、圧力の鯛的変励の追跡
には十分な創建−直でめる。

Ｉし鵬圧か急減に変動するｉ１’藺の様子を許しく知る
ためには心電図と１ＷＪＪ９１　して欄芝点かその急友
期に逐次入るように遍尚な移相を行いつつ測定すること
ができる＠ 墓６図人は部位■に形成された圧力のｒＩｔ引状況を示
す。縦軸は絶対圧力［（１）で、大気圧Ｐａと、大気圧
ｔ−基準とした心鵬円圧力ＰＰ田と・　印刀口燻引圧カ
ーＱｏ　５ｉｎ（２π７１）との和で与えらｎる。

図中Ｐｃは気泡形成−界圧力である０慣軸は時間ｔであ
る・ｆｌｔ）かＰｃを越えては下しｆｃ紀ｄで気泡か生
成される０ 胤６図Ｂは反射１１号を時間ゲートで切り出した凶で、
縦軸は振−１横軸は時間でめる・Ｔは込１Ｍ時点、Ｍは
■にＭｌ！Ｉパルスが到達した時点、Ｒに■からの反射
信号の父匍時淋で、Ｓσ述■と■の距離ｔ−Ｌ％　ｆ速
Ｖとすると、Ｔと凡の時間間−はＩＡｔ／ＶＣ４えられ
、′ｆ−Ｍ　−Ｍ　　＆　テロ　ｂ　ｏ　　ＩＡ　６Ｌ
！ＭＢの１ｉＦｉ−だ時点Ｍ１がＦ直４引比刀の１凰時
点になる様に送ｇｉＱ点Ｔｌを印刀Ｕ圧力波に１■期は
揚重で、１ｍ、１Ｂ・・・・・・等もｌＷｌ＠の目的の
ために、Ｔ＠　＊　Ｔ＠　ｓ・・・・・・を図の如く毎
−＃Ｐ相をずらして固定するもので、−通のｇＩ号１１
＊ｉ、・・開か祷られる。

？（１７がＰｃを超えない１１．１ｇでは反射ｇ１すＢ
。

ａｍは小さく、Ｐｃｆ：ｄｌえたＩｇ、１４ｓ１５では
気ｒ６は１響インピーダンスが大きく異なるため強い反
射値ｇＲｓ　Ｒ４Ｒ１を与える。爾６図Ｃは第６−Ｂの
Ｉｊ、ＩＮｇ！号からドプラー−移をした成分のみを抽
出した揚重て、Ｒｘ’ｅＲ寓′の１６号はＢ畠１．几、
′、几、Ｉに比して十分小さくなプ、気泡検出装置か１
り上する。

いずれの揚重も、圧力縁９１腋形の谷点（１１・ｔ８・
・・・・・）における圧力１区（−Ｑｏａｔｅ　ｊｌｔ
７ｔ）か与じめ知られていれば、気泡発生を開始する＃
１点からＰｃを求めることかできる。或いはＱφｔ−ａ
ｍｍしながら気泡発生か検出される最少のｑ・を求め、
それからＰｃｔ−求めることもできる。なｐ、第６凶Ｂ
。

Ｃでは、出用成形１１．ｌト・−・・◆が時間的に１砿
してボされているが、これは圧力掃引成形との位相され
％受傷されるものでめる・ さらに別の７ｊ床として気泡構出用層装置ｔ−６凶のよ
うなパルス編−ではなく１，４絖波として送出して、一
定一位■の拭−を遜続的に創建することもで叢る・以下
１ｉ／ｇ’！ｍを膠層して、こ０カーの一実施について
総明する。

４７−において、■は人体、■は／Ｌ？鵬、Ｃ４）は−
廻一位で凶では＆Ｌ意皿ｇ−に設定されている。

■は燵引圧力印、１１ＩＪ用超曾友舛振子でｌＯ〜１０
０ＫＨｚの中ＩυｓＪ置献で編−石れ、その成形は（ｄ
ｔｕ技形作＾圓緬で作られる・・ｒｌ、に形を予じめ啼
承タロ的に振１ｉ１ｉ　ｔ−Ａ／Ｄ震侠してディジタル
−に紀１してお１！ｉ時＠劃−圓略・によｐ指建避れる
試享出しりＧｌｙ夕で逐次絖み出しＩ）／Ａ貧供すると
共に、成今出しクロックの周期ｆ：式史することにより
甲Ｉム周阪ａを適宜ｆＲＩ！するものでろる１曽はψで
侍られたｒＩＩＬ形を電刀増−して９ａ振子■を編製し
、必蒙な―引印加負圧力會形成する・ ■は気泡機出用グローブで、凶示例では＠の送偏子とり
の受傷子とを別に設け、Ｍ系列Ｒ調にょる遅綬献の送・
覚を行う例を示してめる・＠＃は基不崗誠尭偏回路で水
蟲尭振子等を用い、例えば２誠 ＭＨｚを発礪する。［相］はＭ系列ｆｉｌ１回錯で予じ
めＲＵＭＫ入れられ九Ｍ系列コードを・からのクロック
で順次醜み出し、例えば基本装置を位相変調する。＠は
■をＭｌｋｌｇする電刀増暢である。

■は欠１Ｈ子で、受ｍｍ号は父偏増−圓踏＠で増−さｎ
る。曽からのＭ糸りＶコードはテン・キー等からなる副
に一位深さ設定１ｇ１ｗ！ｒ・による設足埴に対応して
［ｆ置がω−■書＠の蛙踏を往復するに資する暗闇の遅
編を角住する可威鐘編Ｕ路参を通して替の出力と比軟し
、両省の相関を求める０これは相ｊｉｌ！！回路・によ
ル央璃される。曽のめ刀は原振周＆畝により参によりｌ
ｊｌ父機置装れ、その央畝部・ｊｉｌａｔ！１６は振−
一路・に４見られ１Ｍ系列黄よジ短かく、コード開−よ
シ長い、例えは畝士コード兼の時足畝の積分ＩＪｉ！Ｊ
ｗＩと自乗和圓略にょシ嶽−の自乗１＃１ｋか憎られＹ
ｔ１１１９とされる。

・の笑数またはＩ！ｌ献廊出力はΦのドプラー抽出回路
に支えられる。ドプラー−移＃１仮畝τ造し鳳振周誠叙
を通過しない扁域割臓と、固定に近い微速Ｊｆ運動から
の低いドブンーー移周ｒＩＩＬ畝を通過しない低域市ｔ
ｉ限とを有する惜域フィルターを週し、横波してドブ２
−偏力としてＹｌに出力する。

もし血流の方同刊廻を必要とする時鉱冥畝及び虚数の内
部をオＵ用する＠ ・は時相制−回路で・の鳳伽陶波畝から適宜クロ、りを
作刺し、Ｖ−３顧プログラムにょシ飼御クロックを発生
し、谷部に供給する・ 一力、予じめ水中等でＯの出刃圧力成形に対応ておき、
・で設定された深さに対応して０申から一連の成形のデ
ィジタル１１ＩＬをｆｉ式し、Ｑρ・らの絖み出し開始
時点と絖み出し遠戚を亀Ｕ−するクロックで絖み出し、
Ｄ／Ａ回錯ψでル値変侯して次示婦・のＯＲＴのＸ＠−
同匍号（負圧横引圧力〕と′ｒる。・ｒｌ、　１ｇ象の
シンクロスコープで、Ｙ軸のＹ１Ｙｌにはそれぞれ−０
−の出力を与える。このＹｔ−ＸおよびＹｍ−ＸＯ表示
カーブから一界圧力Ｐｃノ４ｄｉｔが４御でき、筐九−
水力一ノの立より、立下や点のｘｖｒｔａむことにより
、圧力Ｐｐ＆求めることができる。この例ではカーブか
ら人間が判断し九が、全て′鴫子釣に目−判ポし、Ｐｐ
’ｔディジタルまたはアナ四グで連続的に表示・−−す
ることができることは勿繍である。

ψはよｍｌ■または■とは全然別Ａｇｏｓモード・セク
タースキャングローブで、ａｌｉ械的リンクで■と一曾
されてお夛、その関節−参〇−一には角直情ＩＩＩ＆ｔ
−与えるポテンシオメータ−がめｐ１位置鼻に■のビー
ム位置を一表示し、響からの部位鑵場慣−に応じて部位
■に対応する位ｍｅ輝藏のよ昇やマーカ表示等で指示す
る。セクター處ｆ：された人体Ｔ＃ｒ圓凶上で必費とす
る一定部位を指足するの役Ｖつ、盆く＃−な樵食す直上
することがで聰る０この揚重には＃ｒ点の一対圧力を−
にするよりも。

むしろ気ｍ始生の１ｔｈＩ１１１７Ｐ出力Ｐｃの相対−
分々を調べるＯかｆｔ１ａ４で、かつイ効でめる。即ち
、王座の各組輪ではその＃ｌｌ液液組成や銀酸がそれぞ
扛＾なりてお９、従って一界圧力１？ｃ％％組織で＾・
よっている。また血液のようにその１ｌｉｌｉ昇圧力Ｐ
ｃｆ他の部位で別の一足沃にて校正することにぶつて求
めることが必ずしも容易でない０こＶよ５な−１には血
圧４１１１足の−１とに逆に、−耐圧力１ユはｉｔ大気
圧で一足であるとの４御（これは心−何社を猷けばほぼ
成立するｎｉｌ炎でめる）に立つて１人気圧からの相対
−として―界圧力櫃に’ｃｆ−にし、そのｓ１仄尤平圓
よの分４ｔｉｔ−見ることで耐績−一（Ｔｉ５ｓｕｅ　
０ｈｉｒａｃｔｅｒｊ　ｓａｔ　ｊｏｏ　）　ｆするこ
とρふでｔ’　６　。

筐た、合繊−の鴎界圧力臘Ｐｃは通−・大糾・１ｓｎｉ
ｔ等の盆身的な活−状況によりても絨時的にＡ−シ、か
つこの１うな武ＪＩＩｌｌは血痕にも楓われる。

そこで血液の臨界圧カーを予じめ一定してお龜、ｑｒｉ
ｉｉ＊ｏ臨界圧力瀘をよ起血液の臨界圧カばからＪｇｓ
図はこのような目的の九めの−ｊ１４ｍ例ブロック図で
Ｔｏシ、ψは鴫７１と同様の一足輌直でるるが、低周波
及び馬脚ａ！超音波トランスデ纂−サ■及ヒ■は、パル
スモータ・によってよ下方回へ移曽可吐とされている点
が第７図と＾なりてｉる〇また−はｍ犀点走ｆ割−回路
であり、Ｓ次元座襟（ｘ＊ｙ）のｙｔ−順次歩進し、か
つ１つのｙに対してＸを、ｌ１ｌｉ速に歩進させるよう
動作する・ψはパルスモータリの＆−回路で、ｙが歩進
されるたびに朗定畝のパルスを発生してトランスデ鳳−
サＱ・■に１５’ｒ定ピツチ憂励させる。０は気泡軸生
樵出回路で、５ｇ７−における［ｌ［５ｅ横改回緬Ｑか
らの尚周直超曾誠の反射成分を監伏し、その兄より時点
τ＠出する。轡はサンプリング回路であシ、％７凶の最
旧改形紀傭圓鮎りからのは周置超皆置伽−１即ち大気圧
からの相対掃引圧力＊を、よ−気喝慎出回路嚇で４Ａ泡
始生が慣用され友嗜点でテンブリングする。

替は圃定厘の−＃床侍圓回路轡は減算回路である。

ψは８次元メモリでｈ夛ｓ　Ｘ　ａ　７ｆアドンスとし
て減算−路替の出力１１Ｉ［が簀き込まれる。＠はディ
スプレイでｈＬ　ｉ！ｏｃ元メモリーに４億された谷座
標（ｘ＊ｙ）の測定１直を、その１直に応じた綽藏ま九
は色調によって平面−像として表示する。なお咎からの
Ｘの１１は第７図におけるｌＩ４１１建婦位誠ざ設定回
路０への設足櫨として用いられる。

本央肩例においては、先ずトフ／スデエー？■■を上腕
鄭等に肖てて７１４７図のＪＩ！霞で製脈皿の臨界圧カ
１’ｃを一定し、そのｖｔｉを保ｆ＃圓錯−に一時保持
する。次いで、トランスデエーｔの、０を虐ｊｌＯ測定
−位に指てｓＸｍｌｋ願久斌化ざぜて各−位の扇界圧力
礁を一足する・この鞠足櫨は土１誠算圓ｗＩ轡にて珠持
回路替の甑との走ｔとりたりえで８次元メモリに膏込ま
れる。

以上のようなＷ属によれば１例えばｘ會ｙｔそれぞれｌ
〜ＳＯＯまで変化させて５００Ｘ５００１１＃４のＩＩ
Ｉｔ−僧るものとし、１ｓ４戚雇曾藏として１Ｏｊｆｆ
ｌｘの漣−ａｔ用ｉるとすれば、約１５砂で１鯛国か０
−ボがで＊　、６ｅ　１４頗にはトランスデ＾−サに瓜
い一分と通い一分とで伝嬌噌閣が異なる丸め、及びパル
スモータのｍ−による−れのために今夕シ憂くの時開を
資する。゛より一運にするにはトランスデ為−ｔ■・■
を７エーズド・アノ−刀、４０％のにしてｓ　ｙ）ｉ圓
の虐ｆｔ電子的に行なうようにし、かつ−７−における
ｃｌＪ−拳Ｏ彎−ψ１１―・曽−嗜等ｔｅａｍ（例えば
ｓｏｏ組）設けて岡−一よ０ｑＩｒ点の一定を同時に行
なうようにすればよ−。なお、この４ｉ１は直交−纏糸
ではなく、惺膳憾系の＃！量とな９、ｙは一角、真は中
心力１らｏ＠纏となる・ 筐九一般Ｋ１１ｉ１１−での鴎界圧力Ｐｃｌ工比幀的１
いＯでヘリクム中縦威ガス等を予じめ＃ｓ名ぜて、予じ
めＰｃ１ｋｌｌｉｌｌめておくのか央ＰＦ１＃ＦＪでめ
るＯ畜らに豐定の組輪に−ｍ択的に弁用してその一介比
刀【大きく貧１とさせるような比字１貞を此射すること
によって、叔＃ｔｔ！ＩＩＷＪ位元票噂によるトレー？
−，誠とＩＩＩ）ｄａ利用−が−ける。

工業ｔ８装−ヤ生棒尋Ｏ内−圧力ｔ、外−から井撹＠的
に一足できるので、−一中庄体尋を敏磯・死亡◆の危威
なく安全に、ｔた合価を与えることなく、かつ不ｇ智の
鵬人中病気感東尋の恐れなく一定で自る効果ｔ−；＠　
ｆ　４　ａ　また副足−位は一足されることなく外部か
ら可変することができるので。

リアルタイムに圧力分布等を一足することも■−となる
・

【図面の簡単な説明】

ｌｓ１＠Ｊは空洞禰績を生じる一界曾圧と淘波畝ＯＩＡ
係を示すグ、９７である・纂Ｓ凶は印扉首比の代表＃ｇ
Ｒ形ｆ１をボす波形図である・−８凶に王座尋の圃定郵
位に定在波により圧力横引を形成する一夷り例方成を示
す〜「圓−人及び出力分布−Ｂで・６゜４４ｍは急行Ｉ
Ｒを用いる一問題カカ誠ｔボナ断圓−Ａ及び圧力分嶺凶
Ｂでめる。＾ｂ凶は一４中−！ｌ烈な反射棒か介在する
場合に焉装置を用−る−蓑廁例万床を示す断面−人及び
圧力分魯凶Ｂす図Ａ、気泡機出用偏偏力嗜閾−係をボナ
ーＢ。 の上で一足藻位を！４−シつつ、血圧の酸比ｔリアルタ
イムに−ｊ足する４曾について、気ＩＩａ１横出用超音
波にＭ系列コードでｆｌｌｌｌした連続ｒｌｔｔ用いる
場合の一貢焉例一一〇ｍｇブロック図でるる。−２図は
圧力分布を３次元平面的に一示するための一夷り例ブロ
ック凶でるる。 ■は印澗階引圧力免生用トランスジ、−を−１■はｉ［
１４１Ｊ定体、■は値＃Ｊ定婦、■は被−足藝位、■は
気泡樵出用トランスジ為−サー％■は反射体。 ■は氷袋、■は水袋、■はｔｍ収俸％０は仮一定停中の
反射向、Ｏ−智は−ｊ定廊位からの反射数、代塩入　弁
埴土　　松繭太１／ｊＩｉ部１第　１　図 第　２図 第３図 第Ｓ図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くとも高・低２種の中心Ｎ波数の超音波を用い
   、低周波超音波を測定媒体に照射して媒体中に微小気泡
   を発生せしめ、測定部位に照射した高周波超音波の透過
   、散乱１を九は反射によって上記気泡の発生を検出し、
   予じめ知られている低周波超音波圧力と測定媒体圧力と
   気泡発生臨界圧力との関係から、上記測定部位における
   上記測定媒体の圧力ま九は気泡発生臨界圧力を測定する
   ことを特徴とするＮｉｆ＆による圧力測定方式。
2. （２）上記測定部位と異なる部位において、低周波超音
   波を６１Ｊ足媒体にＲ＠射して媒体中に微小気泡を発生
   せしめ、−周仮超ｆ波の透過、散乱、または反射によっ
   てよ配気泡の発生を検出するとともに、他の方法によっ
   て轟該部位における測定媒体を知ることｔ時値とする臀
   １ｆｆ−求の範囲第１項記載の超音波による圧力測定方
   式。
3. （３）　　上記高周波超音波による気泡検出において高
   周波超音波の反射波に含まれるドブ２−成分に式。
4. （４）　　上記高周波超音波の透過、散乱、または反射
   の検出を上記は崗腋超音波の負圧の時間領域の互いに異
   なる４Ｉ数のタイミングで行なって測定媒体中に気泡を
   生じる嗜闇軸囲を求め、該時間範囲から気泡発生に必要
   な低周ｒｌＬ超皆波圧力を求め、これによって上記関係
   から測定部位の測定媒体圧力′ｔ−求めることを特徴と
   する特許請求の軛囲第１機または第Ｓ機記載の超音波に
   よる圧力測定方式。
5. （５）　　上記低胸阪超曾波として中心周波数１００Ｋ
   Ｈｚ禾満のパルス波、バースト波、または連続波を用い
   、上−一絢阪超曽波として中心周波数１００ＫＨｚ以上
   のパルス波、バースト波、または連続波を用いることｔ
   一種倣とする特許請求の軛囲講１唄ないしＭ４ＪＡのい
   ずれかに１献した超音波による圧力測定方式〇
6. （６）　　上記測定媒体が人体中の血液であることを特
   徴とする特許請求の範囲＃！１項ないし第５項のいずれ
   かく記載した超音波による圧力測定方式。
7. （７）上記測定媒体には予じめ、肖該測定媒体に溶解し
   易く、かつ気泡を発生し易い物質を溶解させておくこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６．！ｌＪ
   のいずれかに耐植シた超音波による圧力測定方式◎
8. （８）少くとも萬・駄２種の中心周波数の超音波を用い
   １低周置超曾波を測定媒体に照射して媒体中に倣小気庖
   を発生せしめ、凋だ部位に照射した鍋鵬波超音波の透過
   、散跣、または反射によって上記気泡の完生ｔ−検出し
   、予じめ知られている低周波超音波圧力と測定媒体圧力
   と気泡発生臨界圧力との関係から、上記側建福位におけ
   る把に媒体の圧力ま九Ｆｉ気庖軸主−界圧力を測定する
   手段と、上記細定廊位を８次元半間に射って順次移動設
   定する＋皺と、順次設定される谷副足部位における一足
   甑を上記２次元平向上の座標に対応する位置に記憶する
   手段と、該記憶手段に記憶された＃Ｊ建値をその値に応
   じた輝度または色調によって２次元平１ｍ１ｍ＊とじて
   表示する手段とを設け、測定媒体の圧力分布または臨界
   正方に関連する特性値分布を表示することを特徴とする
   超音波にょる圧カ測定方弐〇
9. （９）　　上記測定手段には測定結果の一時床付手段と
   減算手段とを甘み、先ず生体の血管部にて血液の気泡発
   生臨界圧力を０４１１足してその結果を上記一時保持手
   攻に沫持し、次いでよ１生体の任意の部位の組織に対し
   て２次元士ＩＩａ状に気泡発生臨界圧力を測定するとと
   もに、上記減算手段によってその結果と上記一時株待手
   設との差を算出し）該差の値を上記配備手段にｄ己燻し
   て表示するようにしたことを特徴とするｔ￥ＩＷｔｆｉ
   Ｉ！累の範囲第８項に紀−の超音波による圧力測定方式
   。