JPH07110274B2 - Ultrasonic heart rate measuring device - Google Patents
Ultrasonic heart rate measuring deviceInfo
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- JPH07110274B2 JPH07110274B2 JP1189330A JP18933089A JPH07110274B2 JP H07110274 B2 JPH07110274 B2 JP H07110274B2 JP 1189330 A JP1189330 A JP 1189330A JP 18933089 A JP18933089 A JP 18933089A JP H07110274 B2 JPH07110274 B2 JP H07110274B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、生体信号、特に超音波ドツプラ法によつて
胎児の心拍信号の周期を計測する場合に用いられる超音
波式心拍数計測装置に関し、詳しくは、超音波ドツプラ
信号の検波方式に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic heart rate measuring apparatus used when measuring a cycle of a biological signal, particularly a fetal heartbeat signal by an ultrasonic Doppler method. More specifically, it relates to a detection method for ultrasonic Doppler signals.
(従来の技術) この種の超音波式心拍数計測装置における超音波ドツプ
ラ信号の検波方式として、従来一般には、第6図で示す
ような構成のものが用いられていた。同図において、1
は原発振器、2はその原発振器1により発振される信号
によつて送波器3を駆動する送波器駆動回路で、この駆
動回路2により駆動される送波器3から胎児の心臓など
の被計測対象物Aに超音波信号usが送出される。(Prior Art) As a detection method of an ultrasonic Doppler signal in this type of ultrasonic heart rate measuring apparatus, conventionally, a structure as shown in FIG. 6 has been generally used. In the figure, 1
Is an original oscillator, and 2 is a wave transmitter drive circuit for driving a wave transmitter 3 by a signal oscillated by the original oscillator 1. From the wave transmitter 3 driven by this drive circuit 2, a fetal heart The ultrasonic signal us is transmitted to the measured object A.
4は受波器で、上記の被計測対象物Aからの反射波信号
rsを受波する。5はプリアンプ、6は乗算器で、上記原
発振器1からの原発振信号と受波器4により受波されプ
リアンプ5で増幅された信号とを乗算する。7はローパ
スフイルタ(以下、LPFと記す)で、乗算器6からの出
力信号のうちの高域成分を除去する。8はコンプレツサ
で、信号の振幅を所定値に制限する。9は包絡線検出器
で、上記コンプレツサ8からの出力信号の包絡線を検波
して出力する。Reference numeral 4 denotes a wave receiver, which is a reflected wave signal from the object A to be measured.
receive rs. Reference numeral 5 is a preamplifier, and 6 is a multiplier, which multiplies the original oscillation signal from the original oscillator 1 by the signal received by the wave receiver 4 and amplified by the preamplifier 5. Reference numeral 7 is a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF), which removes high frequency components of the output signal from the multiplier 6. A compressor 8 limits the signal amplitude to a predetermined value. An envelope detector 9 detects the envelope of the output signal from the compressor 8 and outputs it.
上記のような構成の超音波ドツプラ信号の検波方式によ
る場合は、第7A図で示すように、x軸線上に沿つて往復
移動する被計測対象物Aに対して送波器3から超音波信
号usを送出し、かつ被計測対象物Aからの反射波信号rs
を受波器4で受波するとき、第7B図(a)に示すような
被計測対象物Aの往復動の波形に対して、上記コンプレ
ツサ8からの出力信号は第7B図(b)のような波形とな
り、このような波形の信号を包絡線検出器9に入力し
て、その包絡線を検波することにより、第7B図(c)で
示すように、被計測対象物Aの往復動波形に対して正負
とも同一符号の検波出力が得られ、1心拍に対して2個
のパルスが出力される。In the case of the ultrasonic Doppler signal detection method having the above-mentioned configuration, as shown in FIG. 7A, the ultrasonic signal from the transmitter 3 is transmitted from the transmitter 3 to the measured object A that moves back and forth along the x-axis. sent us, and the reflected wave signal rs from the measured object A
When the wave is received by the wave receiver 4, the output signal from the above-mentioned compressor 8 corresponds to the waveform of the reciprocating motion of the object A to be measured as shown in FIG. 7B (a). Such a waveform is input, and a signal having such a waveform is input to the envelope detector 9 and the envelope is detected, whereby the reciprocating motion of the object A to be measured as shown in FIG. 7B (c). A detection output with the same sign is obtained for both positive and negative waveforms, and two pulses are output for one heartbeat.
また、上記したような構成のもの以外にも、例えば特開
昭54-105875号公報で開示されているように、探触子に
よつて得られた反射波信号のうち、心活動の収縮期と拡
張期との移行点を検出してパルスを発生させ、このパル
スの計数によつて心拍数を計測するようになしたものも
従来から知られている。Further, in addition to the above-mentioned configuration, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-105875, among reflected wave signals obtained by a probe, the systole of cardiac activity There has been known a device in which a pulse is generated by detecting a transition point between the pulse and the diastole and the heart rate is measured by counting the pulse.
(発明が解決しようとする課題) 然しながら、上記の従来技術のうち、第6図で示す一般
的なものにおいては、被計測対象物の往復1回の動きに
ついて2個のパルスが出力されたり、あるいは往復の動
き具合によつては出力パルスが1個になる可能性もある
ため、パルスの計数による心拍数の計測に際して、倍の
計数値になつたり、半分の計数値になり易く、従って、
所定の心拍数の計測を正確に行なうことができないとい
う問題があつた。(Problems to be Solved by the Invention) However, among the above-mentioned conventional techniques, in the general one shown in FIG. 6, two pulses are output for each reciprocating movement of the measured object, Alternatively, there may be one output pulse depending on the reciprocating movement, so when measuring the heart rate by counting pulses, it is easy to reach a double count value or a half count value.
There has been a problem that a predetermined heart rate cannot be measured accurately.
また、特開昭54-105875号公報に開示された後者のもの
においては、被計測対象物の往復動の方向検出が可能で
あるけれども、上側サイドバンド出力および下側サイド
バンド出力はベースバンドドツプラ信号であるから、そ
れらの後段に包絡線検波手段を設置してその出力を減算
処理することが必須であり、そのため、回路構成が複雑
化する。また被計測対象物の移動速度が遅いと減算処理
の結果が正しく出ないことがあるという問題があり、心
拍数の計測精度にも悪影響を与えるなどの欠点を有して
いた。In the latter disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 54-105875, although the reciprocating direction of the measured object can be detected, the upper sideband output and the lower sideband output are baseband Since it is a plastic signal, it is indispensable to install envelope detection means at the latter stage of them and perform subtraction processing on the output thereof, which complicates the circuit configuration. In addition, there is a problem that the result of the subtraction process may not be accurate when the moving speed of the measured object is slow, which has a drawback that the measurement accuracy of the heart rate is adversely affected.
この発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、1心拍
に対して1つのパルスを出力させることができて、心拍
数を非常に高精度に計測するこができ、また全体の回路
構成も簡単なものにできる超音波式心拍数計測装置を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and can output one pulse for one heartbeat, can measure the heart rate with extremely high accuracy, and has an overall circuit configuration. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic heart rate measuring device that can be made simple.
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、この発明に係る超音波式心
拍数計測装置は、角周波数が一定で互いに90°位相の異
なる2つの信号を作成する超音波信号作成手段と、その
2つの信号のうちの何れか1方の信号により駆動されて
超音波信号を被計測対象物に送出する送波器と、被計測
対象物からの反射波信号を受波する受波器と、上記超音
波信号作成手段から出力される2つの信号と上記受波器
により受波された信号とをそれぞれ乗算する乗算手段
と、これら乗算手段の出力信号の位相をそれぞれ90°移
相する移相手段と、これら移相手段の一方の出力信号と
上記各乗算手段の他方の出力信号から得られた信号、及
び移相手段の他方の出力信号と乗算手段の一方の出力信
号から得られた信号とをそれぞれ乗算する乗算手段と、
これら両乗算手段の出力信号どうしを減算する減算手段
とを具備したことを特徴とする。(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, an ultrasonic heart rate measuring apparatus according to the present invention is an ultrasonic signal that creates two signals having a constant angular frequency and different phases by 90 °. Creating means, a wave transmitter that drives an ultrasonic signal to an object to be measured by being driven by one of the two signals, and receives a reflected wave signal from the object to be measured. The wave receiver, the multiplying means for multiplying the two signals output from the ultrasonic signal generating means by the signal received by the wave receiver, and the phases of the output signals of these multiplying means are each 90 °. Phase shifting means for shifting the phase, a signal obtained from one output signal of these phase shifting means and the other output signal of each of the multiplying means, and the other output signal of the phase shifting means and one output signal of the multiplying means Multiply by multiplying with the signal obtained from And the stage,
And a subtracting means for subtracting the output signals of these multiplying means.
(作用) この発明によれば、角周波数が一定で互いに90°位相の
異なる2つの信号のうちの何れか1方の信号により送波
器が駆動されて被計測対象物に超音波信号が送出され、
かつその被計測対象物からの反射波信号が受波器に受波
される。この受波された信号は、被計測対象物の動きに
比例するドツプラシフトを受けており、このドツプラシ
フトの角周波数は被計測対象物の動きに応じて正負の値
を含んでいる。このような正負の符号を、乗算、90°移
相、乗算および減算の各動作を経て検波することによ
り、被計測対象物の1回の往復動に対して1個のパルス
を出力して、所期の心拍数の計測を正確に行なうことが
できる。(Operation) According to the present invention, the ultrasonic wave signal is transmitted to the object to be measured by driving the wave transmitter by the signal of either one of the two signals having the constant angular frequency and the phases different from each other by 90 °. Is
And the reflected wave signal from the measured object is received by the wave receiver. The received signal undergoes a Doppler shift proportional to the movement of the measured object, and the angular frequency of this Doppler shift includes positive and negative values according to the movement of the measured object. By detecting such positive and negative signs through each operation of multiplication, 90 ° phase shift, multiplication and subtraction, one pulse is output for one reciprocation of the measured object, The desired heart rate can be accurately measured.
(実施例) 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、この発明に係る超音波式心拍数計測装置にお
ける超音波ドツプラ信号の検波方式の構成を示すブロツ
ク図である。同図において、1〜5、Aは第6図で示す
従来例と同一のため、該当部分に同一の符号を付して、
それらの詳しい説明を省略する。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic Doppler signal detection system in an ultrasonic heart rate measuring apparatus according to the present invention. In the figure, 1 to 5 and A are the same as the conventional example shown in FIG.
The detailed description thereof is omitted.
第1図において、10は分周器(または移相器)で、これ
を原発振器1とにより角周波数ω0が一定で、かつ互い
に90°位相の異なる信号sin ω0t、cos ω0tを作成す
る。ここで、tは時刻を表わすもので、以下の説明にお
いては煩雑さを避けるために、説明文中の紛らわしくな
い部分ではtを省いてある。In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a frequency divider (or a phase shifter), which are signals sin ω 0 t and cos ω 0 t whose angular frequency ω 0 is constant by the original oscillator 1 and whose phases are different from each other by 90 °. To create. Here, t represents time, and in the following description, to avoid complexity, t is omitted in the unmistakable part in the description.
この2つの信号の角周波数ω0は送波器3および受波器
4の共振周波数と一致するように設定されており、その
うち、1方の信号sin ω0により送波器3を駆動して被
計測対象物Aに対して超音波信号usを送出する。The angular frequencies ω 0 of these two signals are set so as to match the resonance frequencies of the wave transmitter 3 and the wave receiver 4, and one of them, the signal sin ω 0 , drives the wave transmitter 3 The ultrasonic signal us is transmitted to the object A to be measured.
11A,11Bは乗算器であり、これら乗算器11A,11Bは上記分
周器(または移相器)10から出力される2つの信号sin
ω0およびcos ω0とプリアンプ5から出力される受波信
号S{=sin(ω0+ωd)}とをそれぞれ乗算する。た
だし、ωdはドップラシフトの角周波数である。12A,12
BはLPFで、上記乗算器11A,11Bから出力される2つの信
号S0,C0の角周波数2ω0+ωdなる成分を除去する。13
A,13Bはコンプレツサで、各入力信号の振幅を所定値に
制限する。11A and 11B are multipliers, and these multipliers 11A and 11B are two signals sin output from the frequency divider (or phase shifter) 10.
ω 0 and cos ω 0 are multiplied by the received signal S {= sin (ω 0 + ωd)} output from the preamplifier 5, respectively. However, ωd is the angular frequency of the Doppler shift. 12A, 12
B is an LPF, which removes the component of the angular frequencies 2ω 0 + ωd of the two signals S 0 and C 0 output from the multipliers 11A and 11B. 13
A and 13B are compressors that limit the amplitude of each input signal to a predetermined value.
14A,14Bは90°移相器で、上記コンプレツサで13A、13B
からの出力信号S1,C1の位相をそれぞれ90°シフトす
る。14A and 14B are 90 ° phase shifters, and the above compressors are 13A and 13B.
The phases of the output signals S 1 and C 1 from each are shifted by 90 °.
15A,15Bは乗算器で、これら乗算器15A,15Bは上記コンプ
レツサ13A,13Bからの出力される互いに位相が90°異な
る信号S1,C1と上記90°移相器14A,14Bからの出力信号
S2,C2とを乗算する。16は減算器で、上記乗算器15A,15B
の出力信号S3,C3を減算して検波出力する。15A and 15B are multipliers, and these multipliers 15A and 15B are signals S 1 and C 1 output from the above-mentioned compressors 13A and 13B and having a phase difference of 90 ° and outputs from the above 90 ° phase shifters 14A and 14B. signal
Multiply S 2 and C 2 . 16 is a subtractor, which is the multiplier 15A, 15B
The output signals S 3 and C 3 are subtracted and detected and output.
次に、上記構成の超音波式心拍数計測装置における超音
波ドツプラ信号の検波動作について説明する。Next, the detection operation of the ultrasonic Doppler signal in the ultrasonic heart rate measuring apparatus having the above configuration will be described.
原発振器1と分周器(または移相器)10とによつて、角
周波数ω0が一定で、送波器3および受波器4の共振周
波数と一致する互いに90°位相の異なる2つの信号sin
ω0t、cos ω0tを作成する。そのうち、1方の信号si
n ω0tにより送波器駆動回路2を介して送波器3を駆
動することにより、第2A図のように、超音波信号usを被
計測対象物Aに送出するとともに、その被計測対象物A
からの反射波信号rsを受波器4で受波する。The original oscillator 1 and the frequency divider (or phase shifter) 10 allow the two angular frequency ω 0 to be constant and to coincide with the resonance frequencies of the transmitter 3 and the receiver 4 and to be different in phase from each other by 90 °. Signal sin
Create ω 0 t and cos ω 0 t. One of these signals si
By driving the wave transmitter 3 via the wave transmitter driving circuit 2 by n ω 0 t, the ultrasonic signal us is sent to the object A to be measured and the object to be measured as shown in FIG. 2A. Object A
The reflected wave signal rs from is received by the wave receiver 4.
このようにして受波された信号rsは被計測対象物Aのx
軸線上に沿つた往復動に比例するドツプラシフトを受け
ており、その角周波数ωdは第2B図(a)に示すような
被計測対象物Aの働きによつて正負の符号を示し、これ
を検出することにより第2B図(b)に示すような検波出
力が得られるのである。以下、以上説明した動作の詳細
について説明する。The signal rs thus received is x of the object A to be measured.
It is subjected to Doppler shift proportional to the reciprocating motion along the axis, and its angular frequency ωd shows positive and negative signs due to the action of the measured object A as shown in Fig. 2B (a), and this is detected. By doing so, a detection output as shown in FIG. 2B (b) can be obtained. The details of the operation described above will be described below.
上記受波器4に受波された信号Sは、 S=Asin(ω0t+ωdt+α) ……(1) となる。ここで、Aは振幅、αは角速度(一定)であ
り、これらAはおよびαは本質的なものでないから、A
=1、α=0とすると、 S=sin(ω0+ωd)t ……(2) となり、これがプリアンプ5から出力される。The signal S received by the wave receiver 4 is S = Asin (ω 0 t + ωdt + α) (1) Here, A is the amplitude and α is the angular velocity (constant). Since A and α are not essential, A
= 1 and α = 0, S = sin (ω 0 + ωd) t (2), which is output from the preamplifier 5.
ついで、このプリアンプ5からの出力信号Sと上記分周
器(または移相器)10からの出力信号である互いに90°
位相の異なる信号sin ω0,cos ω0とが乗算器11A,11Bに
おいてそれぞれ乗算されて、つぎの2つの信号S0,C0が
出力される。Next, the output signal S from the preamplifier 5 and the output signal from the frequency divider (or phase shifter) 10 are 90 ° relative to each other.
The signals sin ω 0 and cos ω 0 having different phases are respectively multiplied by the multipliers 11A and 11B, and the following two signals S 0 and C 0 are output.
2・S0=2・S・sinω0t =2・sin(ω0+ωd)t・sinω0t =cosωdt−cos(2ω0+ωd)t ……(3) 2・C0=2・S・cosω0t =2・sin(ω0+ωd)t・cosω0t =sin(2ω0+ωd)t+sinωdt ……(4) つぎに、上記(3),(4)式の中の角周波数である2
ω0+ωdなる成分は、LPF12A,12Bで除去されたのち、
コンプレツサ13A、13Bに入力され、ここで、上記(1)
式で示した振幅Aの大きさにかかわらず、ほぼ所定の値
S1,C1に制限される。2 · S 0 = 2 · S · sin ω 0 t = 2 · sin (ω 0 + ωd) t · sin ω 0 t = cos ωdt−cos (2ω 0 + ωd) t (3) 2 · C 0 = 2 · S · cosω 0 t = 2 · sin ( ω 0 + ωd) t · cosω 0 t = sin (2ω 0 + ωd) t + sinωdt ...... (4) Next, the above-mentioned (3), is the angular frequency in the equation (4) 2
The component of ω 0 + ωd is removed by LPF12A, 12B, and then
Input to the compressors 13A, 13B, where (1) above
Approximately a predetermined value regardless of the magnitude of the amplitude A shown in the formula
Limited to S 1 and C 1 .
そして、被計測対象物が近づく場合はωd≧0であり、
遠ざかる場合はωd<0となるので、その物理的観測波
形は、 ωd≧0のとき S1=cosωdt ……(5) C1=sinωdt ……(6) ωd<0のとき S1=cosωdt =cos(−ωd)t =cos|ωd|t ……(9) C1=sinωdt =−sin(−ωd)t =−sin|ωd|t ……(10) となる。When the measured object approaches, ωd ≧ 0,
Since ωd <0 when moving away, the physical observation waveform is S1 = cosωdt (5) when ωd ≧ 0 (5) C1 = sinωdt (6) When ωd <0, S1 = cosωdt = cos (- ωd) t = cos | ωd | t (9) C1 = sin ωdt = −sin (−ωd) t = −sin | ωd | t (10)
これらコンプレツサ13A,13Bからの出力S11,C11はそれぞ
れ90°移相器14A,14Bに入力されて90°位相シフトされ
て、S2,C2の信号となる。これらS2,C2は、ωd≧0のと
き、 S2=cos(ωdt−π/2) =cos(π/2−ωdt) =sinωdt ……(7) C2=sin(ωdt−π/2) =−sin(π/2−ωdt) =−cosωdt ……(8) となる。また、ωd<0のときは、 90°位相シフトすると、 S2=cos(|ωd|t−π/2) =cos(π/2−|ωd|t) =sin|ωd|t ……(11) C2=−sin(|ωd|t−π/2) =sin(π/2−|ωd|t) =cos|ωd|t ……(12) となる。The outputs S 11 and C 11 from these compressors 13A and 13B are input to the 90 ° phase shifters 14A and 14B, respectively, and are phase-shifted by 90 ° to become signals S 2 and C 2 . These S 2 and C 2 are, when ωd ≧ 0, S2 = cos (ωdt−π / 2) = cos (π / 2−ωdt) = sin ωdt (7) C2 = sin (ωdt−π / 2) = -Sin (π / 2-ωdt) = -cosωdt (8) When ωd <0, the phase is shifted by 90 °, and S2 = cos (| ωd | t−π / 2) = cos (π / 2− | ωd | t) = sin | ωd | t (11 ) C2 = −sin (| ωd | t−π / 2) = sin (π / 2− | ωd | t) = cos | ωd | t (12)
つぎに、S1,C1およびS2,C2をそれぞれ乗算器15A,15Bに
入力してS3,C3を作成し、これを減算器16で減算するこ
とにより、次のような検波出力が得られる。Next, by inputting S 1 , C 1 and S 2 , C 2 into multipliers 15A, 15B, respectively, creating S 3 , C 3 , and subtracting this by subtracter 16, the following detection Output is obtained.
即ち、ωd≧0のときは、上記(5)〜(8)式から C3−S3=S2・C1−S1・C2 =sinωdt・sinωdt−cosωdt・(−cosωdt) =sin2(ωdt)+cos2(ωdt) =1 ……(13) となり、またωd<0のときは、上記(9)〜(12)式
から C3−S3=S2・C1−S1・C2 =sin|ωd|t・(−sin|ωd|t)−cos|ωd|t・−cos|
ωd|t =sin2|ωd|t−cos2|ωd|t =−1 ……(14) となる。That is, when the .omega.d ≧ 0, the (5) ~ (8) C3 -S3 = S2 · C1-S1 · C2 = sinωdt · sinωdt-cosωdt · from equation (-cosωdt) = sin 2 (ωdt ) + cos 2 ( ωdt) = 1 (13), and when ωd <0, C3−S3 = S2 · C1−S1 · C2 = sin | ωd | t ・ (−sin | ωd | t) −cos | ωd | t ・ −cos |
ωd | t = sin 2 | ωd | t−cos 2 | ωd | t = −1 (14).
以上の(13)および(14)式から明らかなように、検波
出力は上記角周波数ωdの符号に一致した正または負の
一定出力となって、第2B図(b)のような被計測対象物
Aの往復動に対応した矩形波状の検波出力が得られるの
である。As is clear from the above equations (13) and (14), the detection output becomes a positive or negative constant output that matches the sign of the angular frequency ωd, and the measured object as shown in FIG. A rectangular wave detection output corresponding to the reciprocating motion of the object A can be obtained.
尚、上記実施例では、分周器(または移相器)10の出力
をsinω0、cosω0と示したが、これは必ずしも正弦波で
ある必要がなく、例えばIc論理回路を用いて、第3図
(a),(b),(c)に示すように、90°位相の異な
る2つの信号を作成してもよい。In the above embodiment, a frequency divider (or phase shifter) sin .omega 0 the output of the 10 showed a cos .omega 0, which need not necessarily be sinusoidal, for example, using a Ic logic circuit, the As shown in FIGS. 3 (a), (b), and (c), two signals having different 90 ° phases may be created.
また、上記プリアンプ5の後段に配置した乗算器11A,11
Bの代わりに、第4図に示すように、オープンドレイン
のロジツク回路11A1,11B1とトランジスタTrとからなる
スイツチング回路を使用しても良い。In addition, the multipliers 11A and 11 arranged in the latter stage of the preamplifier 5
Instead of B, as shown in FIG. 4, a switching circuit composed of open drain logic circuits 11A1 and 11B1 and a transistor Tr may be used.
また、上記90°移相器14A,14Bとしては、第5A図に示す
ように、コンプレツサ13A,13Bからの出力信号S1,C1をそ
れぞれ2つに分岐して、それら分岐された信号の位相差
が90°となるように、2つの回路13A1,13A2、13B1,13B2
を用いて構成しても良く、この場合の各回路13A1,13A
2、13B1,13B2は第5B図に示すように、抵抗R,R1,コンデ
ンサC、オペアンプOPとから構成することにより、第5C
図の移相特性に示すように、90°位相をシフトできる周
波数の範囲を広くとることができる。このような90°移
相器における90°位相シフトの可能な周波数範囲を広げ
るために、上記各回路13A1,13A2、13B1,13B2をそれぞれ
複数段直列に接続しても良い。As shown in FIG. 5A, the 90 ° phase shifters 14A and 14B branch the output signals S 1 and C 1 from the compressors 13A and 13B into two, respectively, and output the branched signals. Two circuits 13A1, 13A2, 13B1, 13B2 so that the phase difference is 90 °.
It may be configured by using each of the circuits 13A1 and 13A in this case.
As shown in FIG. 5B, 2, 13B1 and 13B2 are composed of resistors R and R1, a capacitor C, and an operational amplifier OP, so that
As shown in the phase shift characteristics in the figure, it is possible to widen the frequency range in which the 90 ° phase can be shifted. In order to expand the frequency range in which the 90 ° phase shifter can perform the 90 ° phase shift, each of the circuits 13A1, 13A2, 13B1 and 13B2 may be connected in series in plural stages.
さらに、90°移相手段として、微分回路を用いても良
い。Further, a differentiating circuit may be used as the 90 ° phase shifting means.
(発明の効果) 以上のように、この発明による時は、被計測対象物の往
復の動きに対して、その動きに対応した正負の符号を持
つ矩形波状の検波出力が得られ、その動きの方向を直接
検出することができるため、被計測対象物の1心拍につ
いて1つのパルスを出力させ、そのパルスを計数するこ
とにより、所期の心拍数の計測を非常に正確、高精度に
行なうことがでかいる。(Effect of the invention) As described above, according to the present invention, with respect to the reciprocating movement of the object to be measured, a rectangular wave detection output having positive and negative signs corresponding to the movement is obtained, and Since the direction can be detected directly, one pulse is output for each heartbeat of the measured object, and by counting the pulses, the desired heart rate can be measured very accurately and highly accurately. It's big.
しかも、被計測対象物の往復動自体を直接、パルスとし
て出力することができ、包絡線検波手段やその出力の減
算処理手段等を必要としないので、装置全体の回路構成
を簡単にし、安価で高精度な超音波式心拍数計測装置を
提供することができる。Moreover, the reciprocating motion of the object to be measured can be directly output as a pulse, and no envelope detection means or subtraction processing means for the output thereof is required. Therefore, the circuit configuration of the entire device is simplified and the cost is low. A highly accurate ultrasonic heart rate measuring device can be provided.
第1図はこの発明の一実施例による超音波式心拍数計測
装置における超音波ドツプラ信号の検波方式の構成を示
すブロツク図、第2A図は計測時の要部の説明図、第2B図
は検波動作を説明する波形図、第3図は2つの信号の別
の作成方法を示す信号波形図、第4図はこの発明の他の
実施例を示す要部の回路構成図、第5A図はこの発明のも
う1つの実施例を示す要部のブロツク図、第5B図は第5A
図の要部の回路構成図、第5C図は第5B図の移相特性図、
第6図は従来一般の超音波式心拍数計測装置における超
音波ドツプラ信号の検波方式の構成を示すブロツク図、
第7A図は第6図のものによる計測時の要部の説明図、第
7B図は従来例による検波動作を説明する波形図である。 (符号の説明) 1……原発振器、3……送波器、4……受波器、10……
分周器(または移相器)、11A,11B、15A,15B……乗算
器、14A,14B……90°移相器、16……減算器。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic Doppler signal detection system in an ultrasonic heart rate measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2A is an explanatory view of a main part at the time of measurement, and FIG. 2B is FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the detection operation, FIG. 3 is a signal waveform diagram showing another method of creating two signals, FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a main part showing another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5B is a block diagram of an essential part showing another embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 5C is a circuit configuration diagram of a main part of the figure, FIG. 5C is a phase shift characteristic diagram of FIG. 5B,
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic Doppler signal detection method in a conventional general ultrasonic heart rate measuring device,
FIG. 7A is an explanatory view of the main part at the time of measurement by the one shown in FIG.
FIG. 7B is a waveform diagram for explaining the detection operation according to the conventional example. (Explanation of symbols) 1 ... Original oscillator, 3 ... Transmitter, 4 ... Receiver, 10 ...
Frequency divider (or phase shifter), 11A, 11B, 15A, 15B ... Multiplier, 14A, 14B ... 90 ° phase shifter, 16 ... Subtractor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−126171(JP,A) 特開 昭54−105875(JP,A) 特開 昭51−145375(JP,A) 特開 昭52−123582(JP,A) 特開 昭60−85372(JP,A) 特開 昭53−46188(JP,A) 実開 昭53−148586(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-51-126171 (JP, A) JP-A-54-105875 (JP, A) JP-A-51-145375 (JP, A) JP-A-52- 123582 (JP, A) JP 60-85372 (JP, A) JP 53-46188 (JP, A) Actual development 53-148586 (JP, U)
Claims (1)
2つの信号を作成する超音波信号作成手段と、その2つ
の信号のうちの何れかの信号により駆動されて超音波信
号を被計測対象物に送出する送波器と、被計測対象物か
らの反射波信号を受波する受波器と、上記超音波信号作
成手段から出力される2つの信号と上記受波器により受
波された信号とをそれぞれ乗算する乗算手段と、これら
乗算手段の出力信号の位相をそれぞれ90°移相する移相
手段と、これら移相手段の一方の出力信号(S2)と上記
各乗算手段の他方の出力信号から得られた信号(C1)、
及び移相手段の他方の出力信号(C2)と乗算手段の一方
の出力信号から得られた信号(S1)とをそれぞれ乗算す
る乗算手段と、これら両乗算手段の出力信号(S2・C1,S
1・C2)どうしを減算する減算手段とを具備したことを
特徴とする超音波式心拍数計測装置。1. An ultrasonic signal producing means for producing two signals having a constant angular frequency and a phase difference of 90 °, and an ultrasonic signal to be measured driven by any one of the two signals. A wave transmitter for sending to the object, a wave receiver for receiving a reflected wave signal from the object to be measured, two signals output from the ultrasonic signal creating means, and a wave received by the wave receiver. Means for multiplying the respective output signals, phase shifting means for shifting the phases of the output signals of the multiplying means by 90 °, output signals (S2) of one of these phase shifting means, and the other of the multiplying means. Signal (C1) obtained from the output signal of
And multiplying means for multiplying the other output signal (C2) of the phase shifting means and the signal (S1) obtained from one output signal of the multiplying means, and output signals (S2.C1, S2) of these multiplying means.
1 · C2) An ultrasonic heart rate measuring device, characterized by comprising subtraction means for subtracting each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189330A JPH07110274B2 (en) | 1989-07-22 | 1989-07-22 | Ultrasonic heart rate measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189330A JPH07110274B2 (en) | 1989-07-22 | 1989-07-22 | Ultrasonic heart rate measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0355047A JPH0355047A (en) | 1991-03-08 |
| JPH07110274B2 true JPH07110274B2 (en) | 1995-11-29 |
Family
ID=16239544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1189330A Expired - Lifetime JPH07110274B2 (en) | 1989-07-22 | 1989-07-22 | Ultrasonic heart rate measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07110274B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007307309A (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Biological information detection device using ultrasonic vibration detection sensor, indoor environment control method using biological information, and indoor environment control device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51126171A (en) * | 1974-12-23 | 1976-11-04 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Detecting device of moving object |
| JPS54105875A (en) * | 1978-02-07 | 1979-08-20 | Masanobu Inagaki | Fetal pulse rate meter |
-
1989
- 1989-07-22 JP JP1189330A patent/JPH07110274B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0355047A (en) | 1991-03-08 |
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