特許 7510798 超音波診断装置および超音波画像表示装置

(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】2024-06-26

(45)【発行日】2024-07-04

(54)【発明の名称】超音波診断装置および超音波画像表示装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/00 20060101AFI20240627BHJP

【ＦＩ】

A61B8/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020110135

(22)【出願日】2020-06-26

(65)【公開番号】P2022007268

(43)【公開日】2022-01-13

【審査請求日】2023-05-02

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神山 聡

【審査官】永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２９９６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５１７５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－２８５４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第９６２２７２２（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／００ ー ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前面にディスプレイが設けられた装置本体と、
前記装置本体の背面に設けられ、超音波プローブのコネクタのプラグと接続するためのリセプタクルと、
前記装置本体の背面に取り付けられ、前記リセプタクルが内部空間に設けられ、前記装置本体の側面側に前記コネクタを挿抜可能な開口を有する保護筐体と、
を備え、
前記開口を介して前記プラグと前記リセプタクルが接続された場合、装置本体正面視で前記コネクタの一部が前記装置本体の外側に突出し、前記保護筐体は、前記コネクタの前記プラグ側の部分を覆う、
超音波診断装置。

【請求項2】

前記保護筐体は、
前記装置本体正面視で全体が前記装置本体に隠れる位置で前記装置本体の背面に取り付けられた、
請求項１記載の超音波診断装置。

【請求項3】

前記コネクタは、
前記プラグと、前記プラグを一端に有するコネクタ本体と、前記コネクタ本体の他端に設けられて前記リセプタクルに対する前記プラグの挿抜を支援する挿抜支援部と、
を有する、
請求項１または２記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記装置本体の背面に設けられ、前記保護筐体を着脱自在に取り付けるための複数の係止部をさらに備え、
前記保護筐体は、
前記複数の係止部のいずれかに取り付け可能である、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記複数の係止部は、面状ファスナーを含む、
請求項４記載の超音波診断装置。

【請求項6】

前面にディスプレイが設けられた装置本体と、
前記装置本体の背面に設けられ、超音波プローブのコネクタのプラグと接続するためのリセプタクルと、
前記装置本体の背面に取り付けられ、前記リセプタクルが内部空間に設けられ、前記装置本体の側面側に前記コネクタを挿抜可能な開口を有する保護筐体と、
を備え、
前記開口を介して前記プラグと前記リセプタクルが接続された場合、装置本体正面視で前記コネクタの一部が前記装置本体の外側に突出し、前記保護筐体は、前記コネクタの前記プラグ側の部分を覆う、
超音波画像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書および図面に開示の実施形態は超音波診断装置および超音波画像表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波診断装置には、ディスプレイと装置本体とが一体として箱型筐体に保持されたものがある。この種の超音波診断装置には、ポケットエコー、タブレット型エコーと称される小型の超音波診断装置が含まれる。

【0003】

この種の超音波診断装置は、装置本体がディスプレイとは別体として設けられる超音波診断装置に比べ、超音波プローブのコネクタと装置本体との接続部分の保護が十分ではないことが多い。また、当該接続の規格がＵＳＢなどの汎用性の高い小型の規格に準拠していることが多い。このため、超音波プローブのコネクタと装置本体との接続部分は、衝撃に弱く、壊れてしまうことがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１４／０５０２８０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本明細書および図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、超音波プローブのコネクタの挿抜の利便性を維持しつつコネクタと装置本体との接続部分を保護することである。ただし、本明細書および図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る超音波診断装置は、装置本体と、リセプタクルとを備える。装置本体は、前面にディスプレイが設けられる。リセプタクルは、装置本体の背面に設けられ、超音波プローブのコネクタのプラグと接続する。プラグとリセプタクルが接続されたとき、装置本体正面視でコネクタの一部が装置本体の外側に突出する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係る超音波診断装置の一構成例を示す正面図。

【図2】装置本体の一構成例を示す背面斜視図。

【図3】装置本体とコネクタとの接続例を示す説明図。

【図4】（ａ）は係止部の設置位置の一例を示す説明図、（ｂ）は係止部の利用方法の一例を示す説明図。

【図5】装置本体および超音波プローブの一構成例を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら、超音波診断装置および超音波画像表示装置の実施形態について詳細に説明する。

【0009】

図１は、一実施形態に係る超音波診断装置１の一構成例を示す正面図である。超音波診断装置１は、装置本体２と、超音波プローブ３とを有する。

【0010】

装置本体２は、ディスプレイ２１と一体的に筐体２ａに保持される。筐体２ａは、たとえば箱型の形状を有する。ディスプレイ２１は、装置本体２の前面に設けられる。装置本体２は、超音波画像表示装置の一例である。装置本体２は、タブレット型やスマートフォン型であってもよい。この場合、超音波診断装置１は可搬性を有する。また、装置本体２は、大画面の大型のディスプレイ２１を有するものであってもよい。この場合、超音波診断装置１は、可搬性が乏しくてもよい。

【0011】

超音波プローブ３は、プローブ本体４と、ケーブル５と、コネクタ６とを有する。

【0012】

図２は、装置本体２の一構成例を示す背面斜視図である。また、図３は、装置本体２とコネクタ６との接続例を示す説明図である。

【0013】

図２に示すように、装置本体２の背面には、超音波プローブ３のコネクタ６のプラグ６ｐと接続するためのリセプタクル１０ｒが設けられる。一方、図３に示すように、超音波プローブ３のコネクタ６は、プラグ６ｐと、プラグ６ｐを一端に有するコネクタ本体６ａとを有する。また、コネクタ６は、コネクタ本体６ａの他端に設けられてリセプタクル１０ｒに対するプラグ６ｐの挿抜を支援する挿抜支援部６ｂを有してもよい。

【0014】

挿抜支援部６ｂは、ユーザが持ちやすい形状を有するとよい。また、挿抜支援部６ｂは、ユーザが挿抜支援部６ｂに加えた力を効率よくプラグ６ｐの挿抜方向に伝える機構を有するとよい。

【0015】

図１に示すように、プラグ６ｐとリセプタクル１０ｒが接続されたとき、装置本体正面視で、コネクタ６の一部だけが装置本体２の外側に突出するように、コネクタ６の各部のサイズとリセプタクル１０ｒの位置を設定する。このため、本実施形態に係る超音波診断装置１のプラグ６ｐとリセプタクル１０ｒの接続部位は、装置本体２の背面に隠れることになる。したがって、たとえばリセプタクル１０ｒが装置本体２の側面に設けられて接続部位全体が突出する場合に比べ、接続部位がユーザや超音波診断装置１の周辺機器や壁などから衝撃を受ける可能性を低減することができ、故障の可能性を大幅に低減することができる。

【0016】

また、図１に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、プラグ６ｐとリセプタクル１０ｒが接続されたとき、装置本体正面視で、コネクタ６の一部が装置本体２の外側に突出する。このため、ユーザは、ディスプレイ２１を正面から確認しているときでも、コネクタ６の位置を確実に目視することができる。したがって、超音波診断装置１によれば、ユーザは、容易かつ安全に、コネクタ６を装置本体２から抜くことができる。また、コネクタ６が挿抜支援部６ｂを有する場合、ユーザは挿抜支援部６ｂを用いることで、さらに容易にコネクタ６を装置本体２から抜くことができる。

【0017】

また、図２、図３に示すように、装置本体２の背面には保護筐体１０が取り付けられてもよい。この場合、保護筐体１０は、リセプタクル１０ｒが内部空間に設けられ、装置本体２の側面側にコネクタ本体６ａを挿抜可能な開口を有する。

【0018】

この場合も、プラグ６ｐとリセプタクル１０ｒが接続されたとき、装置本体正面視でコネクタ６の一部が装置本体２の外側に突出するように、保護筐体１０のサイズが設定される。たとえば、装置本体２の側面側から保護筐体１０の開口を介してコネクタ本体６ａが保護筐体１０に挿入されて、プラグ６ｐとリセプタクル１０ｒが接続されたときを考える。この場合、図３に示すように、保護筐体１０は、コネクタ６のプラグ６ｐ側の部分を覆って接続部位を保護する形状を有するとともに、装置本体正面視でコネクタ６の一部が装置本体２の外側に突出する位置で装置本体２の背面に取り付けられる。

【0019】

なお、保護筐体１０は、装置本体正面視で全体が装置本体２に隠れる位置で装置本体２の背面に取り付けられるとよい。具体的には、保護筐体１０の開口面は、装置本体２の側面と同一面に位置するか、あるいは側面よりも装置本体正面視で装置本体内側に位置するとよい。また、保護筐体１０は、ユーザが加える力を効率よくプラグ６ｐの挿抜方向に伝える機構を有してもよい。

【0020】

図４（ａ）は係止部１０ｆの設置位置の一例を示す説明図であり、（ｂ）は係止部１０ｆの利用方法の一例を示す説明図である。

【0021】

装置本体２は、背面に、保護筐体１０を着脱自在に取り付けるための係止部１０ｆを有してもよい。この場合、保護筐体１０にも係止部１０ｆに対応する係止部材が設けられる。係止部１０ｆと保護筐体１０の係止部材としては、たとえば面状ファスナーなど、従来各種のものが知られており、これらのうち任意のものを使用することが可能である。

【0022】

また、係止部１０ｆは、図４（ａ）に示すように複数設けられてもよい。この場合、ユーザは、接続部位を任意の位置に移動させることができる（図４（ｂ）参照）。

【0023】

なお、保護筐体１０のリセプタクル１０ｒは、筐体２ａの内部基板とケーブルを介して電気的に接続される。このため、保護筐体１０の可動範囲は、当該ケーブルの長さの余裕に依存する。また、装置本体２の背面に、リセプタクル１０ｒと筐体２ａの内部基板とを接続するケーブルを隠すための覆いを設けてもよい。

【0024】

つづいて、装置本体２の構成について説明しておく。

【0025】

図５は、装置本体２および超音波プローブ３の一構成例を示すブロック図である。超音波画像表示装置の一例としての装置本体２は、上述の通り、タブレット型やスマートフォン型であってもよい。

【0026】

装置本体２は、図１に示すように、送受信回路１１、Ｂモード処理回路１２、ドプラ処理回路１３、画像生成回路１４、画像メモリ１５、記憶回路１７、通信回路１８、および処理回路１９を有する。また、装置本体２は、上述の通り、保護筐体１０を備えてもよいし（図５参照）、１または複数の係止部１０ｆを備えてもよい。

【0027】

送受信回路１１は、送信回路および受信回路を有する。送受信回路１１は、処理回路１９に制御されて、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。なお、図１には送受信回路１１等が装置本体２に設けられる場合の例について示したが、送受信回路１１は、超音波プローブ３に設けられてもよいし、装置本体２と超音波プローブ３の両方に設けられてもよい。同様に、Ｂモード処理回路１２、ドプラ処理回路１３、処理回路１９の一部、および通信回路１８の一部も、それぞれ、超音波プローブ３に設けられてもよいし、装置本体２と超音波プローブ３の両方に設けられてもよい。

【0028】

送信回路は、パルス発生器、送信遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波振動子に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。送信遅延回路は、超音波振動子から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサ回路は、レートパルスにもとづくタイミングで、超音波振動子に駆動パルスを印加する。送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波ビームの送信方向を任意に調整する。

【0029】

受信回路は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波振動子が受信したエコー信号を受け、このエコー信号に対して各種処理を行なってエコーデータを生成する。アンプ回路は、エコー信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正されたエコー信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理されたエコー信号の加算処理を行なってエコーデータを生成する。加算器の加算処理により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。

【0030】

Ｂモード処理回路１２は、受信回路からエコーデータを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。ドプラ処理回路１３は、受信回路から受信したエコーデータから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動態情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。

【0031】

画像生成回路１４は、超音波プローブ３が受信したエコー信号にもとづいて超音波画像データを生成する。たとえば、画像生成回路１４は、Ｂモード処理回路１２が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４は、ドプラ処理回路１３が生成した２次元のドプラデータから移動態情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、または、これらの組み合わせ画像としての２次元のカラードプラ画像の画像データを生成する。

【0032】

画像メモリ１５は、処理回路１９が生成した２次元超音波画像を記憶する記憶回路である。

【0033】

記憶回路１７は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶回路１７の記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介した通信によりダウンロードされてもよいし、光ディスクなどの可搬型記憶媒体を介して記憶回路１７に与えられてもよい。

【0034】

通信回路１８は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。通信回路１８は、この各種プロトコルに従って、装置本体２と、外部の機器とを接続する。この接続には電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線／有線の病院基幹ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。

【0035】

処理回路１９は、装置本体２を統括制御する機能を実現する。

【0036】

ディスプレイ２１は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、処理回路１９の制御に従って各種情報を表示する。

【0037】

インターフェース（入力インターフェース）２２は、たとえばトラックボール、スイッチ、ボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行なうタッチパッド、光学センサを用いた非接触入力回路、および音声入力回路等などの一般的な入力装置により実現され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路１９に出力する。

【0038】

また、装置本体２がタブレット型やスマートフォン型の装置本体２である場合は、ディスプレイ２１とインターフェース２２は一体としてタッチパネルを構成してもよい。

【0039】

一方、超音波プローブ３のプローブ本体４は、超音波診断装置１とケーブル５およびコネクタ６を介して着脱自在に接続される（図３参照）。

【0040】

超音波プローブ３のプローブ本体４は、音響レンズ、整合層、複数の超音波振動子（圧電振動子）により構成される振動子群、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材、およびこれらを内包するケースなどを有する。ケーブル５およびコネクタ６の構成については上述の通りであるためここでは説明を省略する。

【0041】

超音波プローブ３としては、スキャン方向（アジマス方向）に複数の超音波振動子が配列されるとともにレンズ方向（エレベーション方向）にも複数の素子が配列された２次元アレイプローブを用いることができる。この種の２次元アレイプローブとしては、たとえば１．５Ｄアレイプローブ、１．７５Ｄアレイプローブや、２Ｄアレイプローブなどを用いることができる。

【0042】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、超音波プローブ３のコネクタ６の挿抜の利便性を維持しつつ、コネクタ６と装置本体２との接続部分を保護することができる。

【0043】

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0044】

１ 超音波診断装置
２ 装置本体
２ａ 筐体
３ 超音波プローブ
６ コネクタ
６ａ コネクタ本体
６ｂ 挿抜支援部
６ｐ プラグ
１０ 保護筐体
１０ｆ 係止部
１０ｒ リセプタクル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】