Presentation slides exhibited in Youngnam-Kyushu Joint Conference on Acoustics 2013, held on Jan. 26, 2013 at Korea Maritime University, Busan, Korea.

1. Airborne Ultrasound Doppler Systems for
Biomedical and Other Applications
Seiji Matsumoto, Yasuhito Takeuchi* and Hidehiro Kakizaki
Department of Renal and Urologic Surgery
Asahikawa Medical University
2-1-1-1 Midorigaoka Higashi, Asahikawa 078-8510 Japan
*corresponding author
y.takeuchi@ieee.org,
37 Mikumicho, Hamamatsu 432-8017 Japan, +81534531314
YKJCA 2013
2013:01:26@Korea Maritime University
Busan Korea
Research Conducted By
Asahikawa Medical University
Department of Renal and Urologic Surgery

2. 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

4. 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 泌尿器科
に したが施設 普及 , で の くの に して をしてもらわなければ検査場所 図 如 機器 対 排尿
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）

7. 実際例： 65 歳 , 男性
主訴：尿勢低下 , 残尿感 , 排尿後尿滴下
実際例： 79 歳 , 男性
主訴：尿勢低下 , 腹圧排尿 , 排尿後尿滴下

8. 膀胱内圧測定は , 尿道留置カテーテル下で蓄尿・排尿時の
圧測定を試行する検査 (Pressure-flow Study ： PFS)
PFS は尿道留置カテーテルの刺激等により自然な排尿状態を反映
しておらず , また繰り返し出来る検査ではない .
膀胱内圧測定装置

9. 100 200 300 400
50
50
50
100
排尿
排尿筋圧 Pdet
=Pves-Pabd
膀胱内圧 Pves
腹腔内圧 Pabd
括約筋筋電図
(cmH2O)
(ml)
(mv)
初発尿意
FDV
最大尿意
MDV
排尿指示
蓄尿期 排尿期
最大膀胱容
量
腹圧 咳
最大排尿筋圧
最大膀胱内圧

10. 実際例： 72 歳 , 男性
主訴： 尿勢低下 , 頻尿
Pressure-Flow Study
排尿筋圧 Pdet=Pves-Pabd
膀胱内圧 Pves
腹腔内圧 Pabd
尿流 UFM

11. 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

12. 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)

13. 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)

14. D I Y
DO IT FOR YOURSELF

17. 40KHz Airborne Ultrasound Transducer
with finger clip, diameter=1cm.
1st generation prototype transceiver

20. 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。

21. 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。

35. -3dB Bandwidth =~ 1.8KHz

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

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

41. Edge Tracing vs. Ridge Tracing; Which is correct ?
(or minimum appropriate)
Edge
Ridge

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

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

44. Pulsed/Range -Gated System would be more selective
(project TBD)
Range Selective

45. Conclusion
DIY Doppler Uroflowmetry = FEASIBLE
QUALITATIVELY same data available for diagnosis
Will replace conventional MESS-CUP type device
Will lead to DIY personal/digital healthcare

46. VARIOUS OTHER APPLICATIONS

47. 3sec.

52. の めセンサを して で した本装置 指嵌 装着 自転車 走行 場合
の の の本研究 装置 他 応用例
下り坂
道
他車とすれ違
う
停車
フルスケール ドプラシフ縦軸 ＝ 1.5KHz
視線速度 6m/s, 時速約 20km に相当 .
全長約 3 分間
発車
平地を巡
航
交差
点で
徐行

54. のフルスケール縦軸 =0.75KHz, 3m/s ないし時速 10Km に相当 .
めセンサを し を にあてて を らずに指嵌 装着 手 腰 手 振 直進歩
行
全長約 3 分間

56. にて 、 を する の横断歩道手前 信号待機中 目前 通過 自動車 並
進流
全長約 6 秒

58. しとしと り の の降 程度 降雨 雨滴
群
全長約 6 秒

59. 小便小僧 ジュリア
ン ( ブリュッセル )
がついてるよ尻尾

60. 世界で標高最高地点にある小便小僧
徳島県三好市祖谷渓、立像のみ、
放水なし

61. ご清聴ありがとうございました