Presentation ppt at Research Committee of Acoustic Imaging, Acoustical Society of Japan, Aug. 03, 2012, Sapporo Japan

1. 適応ダイナミックフィルタによるドプラ信号の改質
とその空中超音波ウロダイナミクス計測への応用
、 、松本成史 竹内康人 柿崎秀宏
旭川医科大学 医学部 腎泌尿器外科学
講座
y.takeuchi@ieee.org
AI2013-2-01
2013.08.02@ 札幌

2. 先ず初めに、どういう計測をやっていて、
何が問題ないし魂胆、勘所、すっ飛ばかし所
なのかを、かいつまんで説明します。

3. The Subject of the Study:
Measurement of Urination/ 放尿の計測
Measurement of Speed-Time of Running Urea Drop in Air/
空中を飛行する尿の時間速度計測
DIY(do it for yourself)/Wearable Device

5. ウロダイナミクスの けが先駆 尿流測定 (uroflowmetrey: UFM).
や の さ機器 検査所見 単純 , への から患者 非侵襲性 UFM は く に の瞬 間 全国 泌尿器
に したが科施設 普及 , で の くの に して をしてもらわなけ検査場所 図 如 機器 対 排尿
ればならない .
＜尿流計（流量計）
＞
のパラメーターと＜尿流測定 尿流波形
＞
(s)
(mL/s)
平均尿流率
排尿時間
最大尿流率
排尿量
20
10
30
10 20
10 20 30
10
10 20 30
10
（正常）
（前立腺肥大症）
（腹圧排尿）

8. 13th
IRMMW (1988)
Takeuchi Y., “CW Doppler Systems for External Urodynamics Study, Comparison between Electromagnetic Wave
and Airborne Ultrasound" 13th IRMMW session F1.8, SPIE Volume 1039, 1988

9. Takeuchi Y. “CW Doppler Systems for External Urodynamics Study, Comparison between electromagnetic Wave
and Airborne Ultrasound" 13th IRMMW session F1.8, SPIE Volume 1039, 1988
13th
IRMMW (1988)

10. Let’s move to
Patient-Own Device//Patient Self Management
of Health-Care
however
Bad Word In Fashon NOW
DIGITAL HEALTH
(we don’t like this word)

11. D I Y
DO IT FOR YOURSELF

17. 空中の水滴の反射率 (echogenicity) は , 超音波でも電磁波（マイクロ波～
ミリ波）でも“非常に大きい”。生体軟部組織の中での臓器界面や血球の反
射率が高々数％以下に留まるのに対し、空気対水はほぼ 100 ％の反射率
。
これは本計測において非常に有利な点である。

18. を する 、 の は空中 飛行 雨滴 尿滴 径 1~2mm 、前後 40KHz 空中超音
波 ( =8.5mmλ ) には はレイリー の くにあ反射源性 領域 最大限度近
る。

24. Signal
Spectrum
Conventional
Method Uroflow-
metry Data
Doppler-Based
Uroflowmetry
Substitute

25. Ridge Tracing on Spectrogram
(With Speckle Reduction and 2D Smoothing)
Is this good (or applicable) for uroflowmetry substitute?

26. そこで
この信号処理
もっとずっと簡素 & 軽薄短小に出来ないか ??

27. 答
ドプラ計測としては先祖帰りになる
ゼロクロスレート法を採用する。
ただし
スペクトラムの広がりへの対策が必要

28. ゼロクロスレート式瞬時周波数計測の入門型

30. ゼロクロスレート式瞬時周波数計測の多少進歩型
（心拍数計と同様に「周期」を求めて逆変換す
る）

31. ゼロクロスレート法瞬時周波数計測の蓋然性ないし正当性

32. ゼロクロスレート法は信号の比帯域幅が大きいと破綻する

33. ゼロクロスレート法は信号の周波数スペクトラムに
２成分以上の拮抗する主力成分があると破綻する

34. ゼロクロスレート法は信号対雑音比が悪いと破綻する

37. Some Unexpected/Unexplained Issue
Why Spectrogeam Looks Smashed/Flattened?

38. Pro and Con of Wide Directivity CW Doppler System
So Variety of Theta
Wide View Flattened Spectrum

52. LED-CdS 光制御可変抵抗器
モリリカ、浜テレ、 ------- 1990 年代初期に撤退
モリリカ 、 に され、＝経営悪化 他社 吸収合併 雲霞飛散
テレ ノーベル がこんな な やってられ浜 ＝ 賞会社 些末 事
ない
勿論需要枯渇が最大の理由だが
十数年のブランク、流通市場の
残存品が１万円の桁まで高騰
ところが

53. カナダと中国奥地の小さなメーカーで、各々、復活出現していた。
これはカナダの例。

56. オーディオ屋さんが再度注目している（戻って来た）理由
絶対「ガリオーム」しない。
ボルトのオーダーの信号レベルに耐え、かつ
自身は完全にただの「リニヤな抵抗」だから
歪も発生しない。
経年変化なし。機械的磨耗もなし。
ただし、製造上のばらつきは大きい、が。

58. その他の利用可能な電子制御可変抵抗
これも扱える信号レベルが非常に小さい。
またピンチオフ電圧依存なのでその均一
化や管理が実質上困難

59. その他の電子制御可能なインピーダンスの例

60. 数百 PF の C を相手にして数十 Hz のフィル
タを構成しようとすると R が数 MΩ 以上に
なる。
しかも通してよい信号レベルは数十 mV ま

61. バリキャップ方式の適応ダイナミックフィルタは
LED-CdS セル方式の物と同じ主旨で正しく動くが
、歪みの発生と、誘導雑音妨害に弱い事が大問題
。

62. 中間結論
適応ダイナミックフィルタはゼロクロスレート
式のドプラ瞬時周波数計測における信号帯域幅
の事前整理による取りこぼしの帽子に「かな
り」有効である。
しかし問題はそれだけではないように思われる
。
次回の US 研（仙台）に続けま
す。