特許 7228717 超音波診断システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-15

(45)【発行日】2023-02-24

(54)【発明の名称】超音波診断システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/00 20060101AFI20230216BHJP

【ＦＩ】

A61B8/00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021562280

(86)(22)【出願日】2019-12-05

(86)【国際出願番号】 JP2019047622

(87)【国際公開番号】W WO2021111581

(87)【国際公開日】2021-06-10

【審査請求日】2022-05-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 直史

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 武

(72)【発明者】

【氏名】山下 泰弘

【審査官】佐々木 創太郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１１１２５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第６６１１１０４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２００６－２３８９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１５８６４０７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／００－８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波プローブを有する超音波診断装置と、
前記超音波プローブが被験者の体表面に押し当てられた際に当該超音波プローブに作用する反力を検出する反力検出センサと、
前記反力検出センサを用いて前記被験者に対する前記超音波プローブの押し込み量を推定する制御装置と、
前記超音波プローブの押し込み量の表示または警告を出力する出力装置と、
を備える超音波診断システムであって、
前記超音波プローブを移動させる移動装置を備え、
前記制御装置は、超音波診断に際して、前記超音波診断装置から得られる超音波画像に基づいて被験者の体内における血管を認識して前記超音波プローブから前記血管までの距離を計測し、前記距離が前記体内における超音波の有効深度内に入る押し込み量で前記超音波プローブが前記被験者に押し込まれるように前記移動装置を制御する、
超音波診断システム。

【請求項2】

請求項１に記載の超音波診断システムであって、
前記制御装置は、前記距離が前記体内における超音波の有効深度内に入る最小限の押し込み量で前記超音波プローブが前記被験者に押し込まれるように前記移動装置を制御する、
超音波診断システム。

【請求項3】

請求項２に記載の超音波診断システムであって、
前記超音波プローブの位置を検出する位置センサを備え、
前記制御装置は、超音波診断に先立って前記反力検出センサにより検出される反力が所定値となる状態で被験者の体表面に前記超音波プローブが当接するように前記移動装置を制御した際に前記位置センサにより検出される超音波プローブの位置と、超音波診断の際に前記被験者の体表面に前記超音波プローブが押し当てられるように前記移動装置を制御したときに前記位置センサにより検出される超音波プローブの位置とに基づいて前記超音波プローブの押し込み量を推定する、
超音波診断システム。

【請求項4】

請求項２または３に記載の超音波診断システムであって、
前記移動装置は、多関節ロボットである、
超音波診断システム。

【請求項5】

超音波プローブを有する超音波診断装置と、
前記超音波プローブを移動させる移動装置と、
超音波診断に際して、前記超音波診断装置から得られる超音波画像に基づいて被験者の体内における血管を認識して前記超音波プローブから前記血管までの距離を計測し、前記距離が前記体内における超音波の有効深度内に入る押し込み量で前記超音波プローブが前記被験者に押し込まれるように前記移動装置を制御する制御装置と、
を備える超音波診断システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、超音波診断システムについて開示する。

【背景技術】

【0002】

従来より、超音波プローブを有する超音波診断装置と、超音波プローブを動作させる超音波診断装置用ロボットと、超音波診断装置用ロボットを制御する制御装置とを備える超音波診断システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。超音波診断装置は、超音波画像に基づく画像処理により、超音波画像が得られたときの超音波プローブの血管に対する配置情報を検出するプローブ状態検出機能を備える。制御装置は、超音波診断装置で検出された超音波プローブの配置状態に基づいて超音波診断装置でのデータ計測時に最適な状態で超音波プローブを配置するように超音波診断装置用ロボットを制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－１０４１９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

超音波診断装置では、超音波プローブから放射される超音波の周波数が高いほど分解能が高くなるが、被験者の体内を検査する場合、超音波の到達深度は、超音波の周波数が高いほど浅くなる。超音波診断装置を用いて被験者の体内の血管を検査する場合、皮膚から血管までの距離は、被験者の体格によって様々であり、一般に、体格の大きな被験者の方が体格の小さな被験者よりも長くなる。すなわち、体格の大きな被験者の血管を検査する場合、超音波プローブから放射された超音波は、血管まで到達しづらくなる。このため、体格の大きな被験者の血管を検査する際には、場合によっては、超音波プローブが被験者の皮膚に過剰に強く押し付けられ、被験者に痛みや不快感を感じさせるおそれがある。

【0005】

本開示は、超音波診断の際に被験者の体格に拘わらず被験者に対する超音波プローブの押し込み量を適切にすることが可能な超音波診断システムを提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示の超音波診断システムは、
超音波プローブを有する超音波診断装置と、
前記超音波プローブが前記被験者の体表面に押し当てられた際に当該超音波プローブに作用する反力を検出する反力検出センサと、
前記反力検出センサを用いて前記被験者に対する前記超音波プローブの押し込み量を推定する制御装置と、
前記超音波プローブの押し込み量の表示または警告を出力する出力装置と、
を備えることを要旨とする。

【0008】

この本開示の超音波診断システムは、超音波プローブが被験者の体表面に押し当てられた際に当該超音波プローブに作用する反力を検出する反力検出センサを備える。そして、超音波診断システムは、超音波診断の際に反力検出センサを用いて被験者に対する超音波プローブの押し込み量を推定し、推定した超音波プローブの押し込み量の表示または警告を出力装置に出力する。これにより、今どのくらい押し込まれているのかを確認しつつ、超音波プローブを被験者に押し当てることができるため、被験者の体格に拘わらず、被験者に対する超音波プローブの押し込み量を適切にすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】超音波診断システム１０の外観斜視図である。

【図2】ロボット２０の側面図である。

【図3】ロボット２０と制御装置７０と超音波診断装置１００との電気的な接続関係を示すブロック図である。

【図4】超音波診断処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】診断準備処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】距離Ｌを説明する説明図である。

【図7】警告画面の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１は、超音波診断システム１０の外観斜視図である。図２は、ロボット２０の側面図である。図３は、ロボット２０と制御装置７０と超音波診断装置１００との電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１中、左右方向がＸ軸であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

【0011】

超音波診断システム１０は、ロボット２０に超音波プローブ１０１を保持し、超音波プローブ１０１が被験者の皮膚に押し当てられるようにロボット２０を駆動することにより超音波診断を行なうものである。本実施形態では、超音波診断システム１０は、被験者の頸動脈に超音波を当てて、頸動脈の短軸方向における断面画像と長軸方向における断面画像とを取得し、取得した画像から血管の状態をチェックする頸動脈エコー検査に用いられる。超音波診断システム１０は、図１，図２に示すように、ロボット２０と、力覚センサ２８（図３参照）と、ロボット２０を制御する制御装置７０（図３参照）と、超音波診断装置１００とを備える。

【0012】

超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０１と、超音波プローブ１０１がケーブル１０１ａを介して接続される超音波診断装置本体１０２とを備える。超音波診断装置本体１０２は、装置全体の制御を司る制御部１０３と、診断開始などの指示を入力する指示入力部１０４と、超音波プローブ１０１からの受信信号を処理して超音波画像を生成するための画像処理部１０５と、生成された超音波画像を表示する表示部１０６とを含む。

【0013】

ロボット２０は、第１アーム２１と、第２アーム２２と、ベース２５と、基台２６と、第１アーム駆動装置３５と、第２アーム駆動装置３６と、姿勢保持装置３７と、昇降装置４０と、回転３軸機構５０と、保持具６０とを備える。なお、第１アーム２１と第２アーム２２と回転３軸機構５０とは、単にアームと呼ぶ場合がある。

【0014】

第１アーム２１の基端部は、上下方向（Ｚ軸方向）に延在する第１関節軸３１を介してベース２５に連結されている。第１アーム駆動装置３５は、モータ３５ａと、エンコーダ３５ｂとを備える。モータ３５ａの回転軸は、図示しない減速機を介して第１関節軸３１に接続されている。第１アーム駆動装置３５は、モータ３５ａにより第１関節軸３１を回転駆動することにより、第１関節軸３１を支点に第１アーム２１を水平面（ＸＹ平面）に沿って回動（旋回）させる。エンコーダ３５ｂは、モータ３５ａの回転軸に取り付けられ、モータ３５ａの回転変位量を検出するロータリエンコーダとして構成される。

【0015】

第２アーム２２の基端部は、上下方向に延在する第２関節軸３２を介して第１アーム２１の先端部に連結されている。第２アーム駆動装置３６は、モータ３６ａと、エンコーダ３６ｂとを備える。モータ３６ａの回転軸は、図示しない減速機を介して第２関節軸３２に接続されている。第２アーム駆動装置３６は、モータ３６ａにより第２関節軸３２を回転駆動することにより、第２関節軸３２を支点に第２アーム２２を水平面に沿って回動（旋回）させる。エンコーダ３６ｂは、モータ３６ａの回転軸に取り付けられ、モータ３６ａの回転変位量を検出するロータリエンコーダとして構成される。

【0016】

ベース２５は、基台２６上に設置された昇降装置４０により、基台２６に対して昇降可能に設けられている。昇降装置４０は、図１，図２に示すように、ベース２５に固定されたスライダ４１と、基台２６に固定されると共に上下方向に延出してスライダ４１の移動をガイドするガイド部材４２と、上下方向に延出すると共にスライダ４１に固定されたボールねじナット（図示せず）に螺合されるボールねじ軸４３（昇降軸）と、ボールねじ軸４３を回転駆動するモータ４４と、エンコーダ４５（図３参照）とを備える。昇降装置４０は、モータ４４によりボールねじ軸４３を回転駆動することにより、スライダ４１に固定されたベース２５をガイド部材４２に沿って上下に移動させる。エンコーダ４５は、スライダ４１（ベース２５）の上下方向における位置（昇降位置）を検出するリニアエンコーダとして構成される。

【0017】

回転３軸機構５０は、上下方向に延在する姿勢保持用軸３３を介して第２アーム２２の先端部に連結されている。回転３軸機構５０は、互いに直交する第１回転軸５１，第２回転軸５２および第３回転軸５３と、第１回転軸５１を回転させる第１回転装置５５と、第２回転軸５２を回転させる第２回転装置５６と、第３回転軸５３を回転させる第３回転装置５７とを備える。第１回転軸５１は、姿勢保持用軸３３に対して直交姿勢で支持されている。第２回転軸５２は、第１回転軸５１に対して直交姿勢で支持されている。第３回転軸５３は、第２回転軸５２に対して直交姿勢で支持される。第１回転装置５５は、第１回転軸５１を回転駆動するモータ５５ａと、モータ５５ａの回転軸に取り付けられモータ５５ａの回転変位量を検出するエンコーダ５５ｂとを有する。第２回転装置５６は、第２回転軸５２を回転駆動するモータ５６ａと、モータ５６ａの回転軸に取り付けられモータ５６ａの回転変位量を検出するエンコーダ５６ｂとを有する。第３回転装置５７は、第３回転軸５３を回転駆動するモータ５７ａと、モータ５７ａの回転軸に取り付けられモータ５７ａの回転変位量を検出するエンコーダ５７ｂとを有する。また、第３回転軸５３には、保持具６０が取り付けられている。本実施形態では、保持具６０は、第３回転軸５３から径方向に離間した位置に固定されている。保持具６０に保持された超音波プローブ１０１は、第３回転軸５３の回転により、第３回転軸５３を中心とした円弧状の軌跡をもって移動する。なお、保持具６０は、超音波プローブ１０１が第３回転軸５３と同軸上に位置するように取り付けられてもよい。

【0018】

本実施形態のロボット２０は、第１アーム駆動装置３５と第２アーム駆動装置３６と昇降装置４０とによるＸ軸方向，Ｙ軸方向およびＺ軸方向の３方向の並進運動と、回転３軸機構５０によるＸ軸回り（ピッチング），Ｙ軸回り（ローリング）およびＺ軸回り（ヨーイング）の３方向の回転運動との組み合わせにより、超音波プローブ１０１を任意の姿勢で任意の位置へ移動させることができる。

【0019】

姿勢保持装置３７は、第１アーム２１および第２アーム２２の姿勢によらず回転３軸機構５０の姿勢（第１回転軸５１の向き）を一定の向きに保持するものである。姿勢保持装置３７は、モータ３７ａと、エンコーダ３７ｂとを備える。モータ３７ａの回転軸は、図示しない減速機を介して姿勢保持用軸３３に接続されている。姿勢保持装置３７は、第１回転軸５１の軸方向が常時、左右方向（Ｘ軸方向）となるように第１関節軸３１の回転角度と第２関節軸３２の回転角度とに基づいて姿勢保持用軸３３の目標回転角度を設定し、姿勢保持用軸３３が目標回転角度となるようにモータ３７ａを駆動制御する。これにより、３方向の並進運動の制御と３方向の回転運動の制御とをそれぞれ独立して行なうことが可能となり、制御が容易となる。

【0020】

力覚センサ２８は、アームの先端に取り付けられ、アームに作用する外力としてＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向に作用する力成分と各軸周りに作用するトルク成分とを検出する。

【0021】

制御装置７０は、図３に示すように、ＣＰＵ７１を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７１の他に、ＲＯＭ７２やＲＡＭ７３、入出力ポートおよび通信ポート（図示せず）を備える。制御装置７０には、力覚センサ２８からの検出信号や各エンコーダ３５ｂ，３６ｂ，３７ｂ，４５，５５ｂ，５６ｂ，５７ｂからの検出信号などが入力ポートを介して入力されている。また、制御装置７０からは、各モータ３５ａ，３６ａ，３７ａ，４４，５５ａ，５６ａ，５７ａへの駆動信号が出力ポートを介して出力されている。また、制御装置７０は、超音波診断装置１００の制御部１０３と通信ポートを介して通信しており、データのやり取りを行なう。

【0022】

次に、こうして構成された本実施形態の超音波診断システム１０の動作について説明する。図４は、制御装置７０のＣＰＵ７１により実行される超音波診断処理の一例を示すフローチャートである。

【0023】

超音波診断処理が実行されると、ＣＰＵ７１は、まず、ロボット２０の対応するモータを駆動制御して被験者に向けて超音波プローブ１０１の移動を開始する（ステップＳ１００）。超音波プローブ１０１は、以下のようにして行なわれる。すなわち、ＣＰＵ７１は、予め作成されたタスクプログラムに従って超音波プローブ１０１を保持するアームの目標位置および目標姿勢を決定する。続いて、ＣＰＵ７１は、アームを目標姿勢で目標位置へ移動させるための第１関節軸３１の目標回転角度と第２関節軸３２の目標回転角度と姿勢保持用軸３３の目標回転角度とベース２５の目標昇降位置と第１回転軸５１の目標回転角度と第２回転軸５２の目標回転角度と第３回転軸５３の目標回転角度とをそれぞれ設定する。そして、ＣＰＵ７１は、各エンコーダ３５ｂ，３６ｂ，３７ｂ，４５，５５ｂ，５６ｂ，５７ｂにより検出される回転角度あるいは昇降位置が対応する目標回転角度あるいは目標昇降位置と一致するように対応するモータを制御する。

【0024】

ＣＰＵ７１は、超音波プローブ１０１の移動を開始すると、各エンコーダ３５ｂ，３６ｂ，３７ｂ，４５，５５ｂ，５６ｂ，５７ｂにより検出される各軸（第１関節軸３１，第２関節軸３２，第１～第３回転軸５１～５３および昇降軸）の回転角度および昇降位置を入力する（ステップＳ１１０）。続いて、ＣＰＵ７１は、入力した各軸の回転角度および昇降位置に基づいて順運動学により超音波プローブ１０１の先端位置（プローブ位置）を計算する（ステップＳ１２０）。そして、ＣＰＵ７１は、計算したプローブ位置と被験者の体表面位置との差分により被験者に対する超音波プローブ１０１の押し込み量δを計算する（ステップＳ１３０）。ここで、被験者の体表面位置は、超音波診断処理に先立って行なわれる図５の診断準備処理により測定されたものが用いられる。

【0025】

診断準備処理では、ＣＰＵ７１は、まず、被験者に向けて超音波プローブ１０１の移動を開始する（ステップＳ３００）。続いて、ＣＰＵ７１は、超音波プローブ１０１が被験者の体表面に接触した際に体表面から超音波プローブ１０１に加わる反力Ｆを力覚センサ２８から入力し（ステップＳ３１０）、入力した反力Ｆが値０よりも若干大きい所定値となるまで待つ（ステップＳ３２０）。ステップＳ３２０の処理は、超音波プローブ１０１が被験者に殆ど押し込まれることなく接触した状態にあるか否かを判定するものである。ＣＰＵ７１は、反力Ｆが所定値となったと判定すると、超音波プローブ１０１の移動を停止して（ステップＳ３３０）、各エンコーダ３５ｂ，３６ｂ，３７ｂ，４５，５５ｂ，５６ｂ，５７ｂにより検出される各軸の回転角度および昇降位置を入力し（ステップＳ３４０）、入力した各軸の回転角度および昇降位置に基づいてプローブ位置を計算する（ステップＳ３５０）。そして、ＣＰＵ７１は、計算したプローブ位置を被験者の体表面位置として設定すると共に設定した体表面位置をＲＡＭ７３に登録して（ステップＳ３６０）、診断準備処理を終了する。

【0026】

超音波診断処理に戻って、ＣＰＵ７１は、計算した押し込み量δが値０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１４０）。この処理は、超音波プローブ１０１が被験者の体表面に接触しているか否かを判定するものである。ＣＰＵ７１は、押し込み量δが値０よりも大きくないと判定すると、超音波プローブ１０１の移動を継続して（ステップＳ２１０）、ステップＳ１１０に戻り、処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ７１は、押し込み量δが値０よりも大きいと判定すると、更に押し込み量δが閾値δｒｅｆよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１５０）。閾値δｒｅｆは、被験者の体表面に対する超音波プローブ１０１の押し込みが過大であるか否かを判定するための閾値である。したがって、押し込み量δが閾値δｒｅｆよりも小さい場合には、押し込み量δは許容範囲内であり、被験者に過度の負担は生じていないと判断される。

【0027】

ＣＰＵ７１は、押し込み量δが閾値δｒｅｆよりも小さいと判定すると、超音波診断装置１００の画像処理部１０５により生成された超音波画像を取得する（ステップＳ１６０）。続いて、ＣＰＵ７１は、取得した超音波画像から血管を認識する画像処理を行ない（ステップＳ１７０）、認識が成功したか否かを判定する（ステップＳ１８０）。この処理は、例えば、取得された超音波画像にパターンマッチングを適用することにより行なうことができる。ＣＰＵ７１は、認識が成功しなかったと判定すると、超音波プローブ１０１の移動を継続して（ステップＳ２１０）、ステップＳ１１０に戻り、処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ７１は、認識が成功したと判定すると、被験者の体表面から血管までの距離Ｌを計測する（ステップＳ１９０）。図６は、距離Ｌを説明する説明図である。図中、上端が体表面を示し、上下方向が体内深度を示す。距離Ｌは、超音波画像の上端から血管までの距離により計測することができる。

【0028】

ＣＰＵ７１は、距離Ｌを計測すると、計測した距離Ｌが生体内における超音波の有効深度に到達しているか否かを判定する（ステップＳ２００）。有効深度は、放射する超音波の周波数などの超音波プローブ１０１の仕様に応じて予め定められる。ＣＰＵ７１は、距離Ｌが超音波の有効深度に到達していないと判定すると、超音波プローブ１０１の移動を継続して（ステップＳ２１０）、ステップＳ１１０に戻り、処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ７１は、距離Ｌが超音波の有効深度に到達したと判定すると、超音波プローブ１０１の移動を停止して（ステップＳ２２０）、超音波診断処理を終了する。このように、ＣＰＵ７１は、本実施形態では、距離Ｌが超音波の有効深度に到達するまで被験者に対する超音波プローブ１０１の押し込み量を徐々に増やしていき、距離Ｌが有効深度に到達すると、超音波プローブ１０１の押し込みを停止する。これにより、被験者に対する超音波プローブ１０１の押し込み量を、超音波の有効深度に入る最小限の押し込み量、すなわち、超音波診断を正常に実行するための画像の鮮明度を確保できる最小限の押し込み量とすることができる。この結果、超音波診断の際の被験者の負担をより軽減することができる。

【0029】

ＣＰＵ７１は、ステップＳ１５０において、押し込み量δが閾値δｒｅｆ以上であると判定すると、警告を出力すると共に（ステップＳ２４０）、超音波プローブ１０１の移動を停止して（ステップＳ２２０）、超音波診断処理を終了する。ステップＳ２４０の処理は、超音波診断装置１００の制御部１０３に警告信号を送信することによって、警告信号を受信した制御部１０３が表示部１０６に警告画面を表示することにより行なわれる。図６は、警告画面の一例を示す説明図である。図示するように、警告画面は、診断実施者の注意を喚起する旨の警告メッセージと超音波プローブ１０１の現在の押し込み量とが含まれる。これにより、被験者に超音波プローブ１０１が過大な力で押し込まれているおそれがあることを検査実施者に報知することができる。なお、警告画面には、警告メッセージと現在の押し込み量とのうちいずれか一方のみが表示されるようにしてもよい。また、ＣＰＵ７１は、ステップＳ２４０において、警告音を出力してもよい。

【0030】

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、本実施形態の超音波プローブ１０１が本開示の超音波プローブに相当し、超音波診断装置１００が超音波診断装置に相当し、力覚センサ２８が反力検出センサに相当し、制御装置７０が制御装置に相当し、超音波診断装置１００の表示部１０６が出力装置に相当する。また、ロボット２０が移動装置に相当する。また、エンコーダ３５ｂ，３６ｂ，３７ｂ，４５，５５ｂ，５６ｂ，５７ｂが位置センサに相当する。

【0031】

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0032】

例えば、上述した実施形態では、制御装置７０は、力覚センサ２８により検出される超音波プローブ１０１にかかる反力Ｆが値０よりも若干大きい所定値となるように被験者の体表面に超音波プローブ１０１を接触させたときのプローブ位置を被験者の体表面位置として設定するものとした。しかし、制御装置７０は、被験者をカメラで撮像し、得られた画像に基づいて被験者の体表面との距離を算出することにより、算出した距離に基づいて被験者の体表面位置を設定してもよい。

【0033】

また、上述した実施形態では、制御装置７０は、超音波診断の際に被験者に押し当てられる超音波プローブ１０１の位置（プローブ位置）と被験者の体表面位置との差分により押し込み量δを算出するものとした。しかし、制御装置７０は、力覚センサ２８により検出される超音波プローブ１０１にかかる反力Ｆの大きさに基づいて押し込み量δを算出してもよい。この場合、押し込み量δは、反力Ｆが大きいほど大きくなるように算出されるものとすればよい。

【0034】

上述した実施形態では、ロボット２０は、３方向の並進運動と３方向の回転運動とが可能な７軸の多関節ロボットとして構成されるものとした。しかし、軸の数はいくつであっても構わない。また、ロボット２０は、いわゆる垂直多関節ロボットや水平多関節ロボットなどにより構成されてもよい。

【0035】

上述した実施形態では、超音波診断システム１０は、タスクプログラムに従って自動的に動作するロボット２０を備えるものとした。しかし、超音波診断システムは、遠隔地に設置されオペレータ（診断実施者）による操作が可能なマスタ装置と、マスタ装置と通信回線を介して接続されると共に超音波プローブをアームに保持しマスタ装置の操作に応じてアームを動作する遠隔操作ロボットとを備えるものとしてもよい。この場合、遠隔操作ロボットの制御装置は、被験者への超音波プローブの押し込み量δが閾値δｒｅｆ以上のときには、マスタ装置側からオペレータに対して警告（警告音や警告表示の出力）を行なうためにマスタ装置へ警告信号を送信するものとしてもよい。

【0036】

以上説明したように、本開示の超音波診断システムは、超音波プローブを有する超音波診断装置と、前記超音波プローブが前記被験者の体表面に押し当てられた際に当該超音波プローブに作用する反力を検出する反力検出センサと、前記反力検出センサを用いて前記被験者に対する前記超音波プローブの押し込み量を推定する制御装置と、前記超音波プローブの押し込み量の表示または警告を出力する出力装置と、を備えることを要旨とする。

【0037】

この本開示の超音波診断システムは、超音波プローブが被験者の体表面に押し当てられた際に当該超音波プローブに作用する反力を検出する反力検出センサを備える。そして、超音波診断システムは、超音波診断の際に反力検出センサを用いて被験者に対する超音波プローブの押し込み量を推定し、推定した超音波プローブの押し込み量の表示または警告を出力装置に出力する。これにより、今どのくらい押し込まれているのかを確認しつつ、超音波プローブを被験者に押し当てることができるため、被験者の体格に拘わらず、被験者に対する超音波プローブの押し込み量を適切にすることが可能となる。

【0038】

こうした本開示の超音波診断システムにおいて、前記超音波プローブを移動させる移動装置を備え、前記制御装置は、超音波診断に際して、前記超音波診断装置から得られる超音波画像に基づいて前記被験者の体内における血管を認識して前記超音波プローブから前記血管までの距離を計測し、前記距離が前記体内における超音波の有効深度内に入る最小限の押し込み量で前記超音波プローブが前記被験者に押し込まれるように前記移動装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、超音波診断の際の被験者の負担を最小限にすることができる。この場合、前記超音波プローブの位置を検出する位置センサを備え、前記制御装置は、超音波診断に先立って前記反力検出センサにより検出される反力が所定値となる状態で前記被験者の体表面に前記超音波プローブが当接するように前記移動装置を制御した際に前記位置センサにより検出される超音波プローブの位置と、超音波診断の際に前記被験者の体表面に前記超音波プローブが押し当てられるように前記移動装置を制御したときに前記位置センサにより検出される超音波プローブの位置とに基づいて前記超音波プローブの押し込み量を推定するものとしてもよい。こうすれば、超音波プローブの押し込み量をより正確に推定することができる。また、前記移動装置は、多関節ロボットであるものとしてもよい。

【0039】

なお、超音波診断システムは、以下のような構成が採用されてもよい。すなわち、本開示の第２の超音波診断システムは、超音波プローブを有する超音波診断装置と、前記超音波プローブを移動させる移動装置と、超音波診断に際して、前記超音波診断装置から得られる超音波画像に基づいて前記被験者の体内における血管を認識して前記超音波プローブから前記血管までの距離を計測し、前記距離が前記体内における超音波の有効深度内に入る最小限の押し込み量で前記超音波プローブが前記被験者に押し込まれるように前記移動装置を制御する制御装置と、を備えることを要旨とする。

【産業上の利用可能性】

【0040】

本開示は、超音波プローブの位置ずれ量測定装置の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0041】

１０ 超音波診断システム、２０ ロボット、２１ 第１アーム、２２ 第２アーム、２５ ベース、２６ 基台、２８ 力覚センサ、３１ 第１関節軸、３２ 第２関節軸、３３ 姿勢保持用軸、３５ 第１アーム駆動装置、３５ａ モータ、３５ｂ エンコーダ、３６ 第２アーム駆動装置、３６ａ モータ、３６ｂ エンコーダ、３７ 姿勢保持装置、３７ａ モータ、３７ｂ エンコーダ、４０ 昇降装置、４１ スライダ、４２ ガイド部材、４３ ボールねじ軸、４４ モータ、４５ エンコーダ、５０ 回転３軸機構、５１ 第１回転軸、５２ 第２回転軸、５３ 第３回転軸、５５ 第１回転装置、５５ａ モータ、５５ｂ エンコーダ、５６ 第２回転装置、５６ａ モータ、５６ｂ エンコーダ、５７ 第３回転装置、５７ａ モータ、５７ｂ エンコーダ、６０ 保持具、１００ 超音波診断装置、１０１ 超音波プローブ、１０１ａ ケーブル、１０２ 超音波診断装置本体、１０３ 制御部、１０４ 指示入力部、１０５ 画像処理部、１０６ 表示部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】