(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】
(54)【発明の名称】寝台装置、これを備えるシステム、ならびに寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動を外部制御するための装置および方法
(51)【国際特許分類】
【FI】
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】
(86)(22)【出願日】
(85)【翻訳文提出日】
(86)【国際出願番号】
(87)【国際公開番号】
(87)【国際公開日】
(31)【優先権主張番号】102023119962.5
(32)【優先日】
(33)【優先権主張国・地域又は機関】
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500341779
【氏名又は名称】フラウンホーファー-ゲゼルシャフト・ツール・フェルデルング・デル・アンゲヴァンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン
(74)【代理人】
【識別番号】100107928
【氏名又は名称】井上 正則
(74)【代理人】
【識別番号】110003362
【氏名又は名称】弁理士法人i.PARTNERS特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】トレットバー,ステフェン
(72)【発明者】
【氏名】バートシェラー,トビアス
【テーマコード(参考)】
【Fターム(参考)】
4C601BB06
4C601DE17
4C601GB06
4C601GB10
4C601GB18
4C601GC02
4C601GC03
4C601GD04
4C601HH01
4C601LL36
(57)【要約】
人、動物または物体のための寝台装置が提案される。寝台装置は、寝台面の第1の側において人、動物または物体を横臥位置で受け入れるように構成された寝台面を含む。寝台装置は、寝台面の第2の側に配置された少なくとも1つの超音波変換器を含む。第2の側は、第1の側の反対側である。少なくとも1つの超音波変換器は、寝台面を通じて第1の側の方向へ超音波を放射し、および/または第1の側において第2の側の方向へ反射されたもしくは透過した超音波を測定するように構成されている。寝台装置は、前記少なくとも1つの超音波変換器と寝台面とを音響結合させるための音響結合媒体が充填されたマットレスを含む。音響結合媒体は、第2の側において寝台面を覆う。マットレスの外装の一部が寝台面を形成する。少なくとも1つの超音波変換器は、マットレス内の音響結合媒体内に配置されている。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項】
寝台面(110)の第1の側において人、動物、または物体を横臥位置で受け入れるように構成された寝台面(110)と、
前記寝台面(110)の前記第1の側の反対側の第2の側に配置され、かつ前記寝台面(110)を通じて前記第1の側の方向へ超音波を放射し、および/または前記第1の側において前記第2の側の方向へ反射されたもしくは透過した超音波を測定するように構成された少なくとも1つの超音波変換器(120)と、
前記少なくとも1つの超音波変換器(120)と前記寝台面(110)とを音響結合させるための音響結合媒体が充填されたマットレスと、を含み、前記音響結合媒体が前記第2の側において前記寝台面(110)を覆い、前記マットレスの外装の一部が前記寝台面(110)を形成し、かつ前記少なくとも1つの超音波変換器(120)が前記マットレス内の前記音響結合媒体内に配置されている、
前記人、前記動物または前記物体のための寝台装置(100)。
【請求項】
制御データに基づいて前記少なくとも1つの超音波変換器(120)を前記寝台面(110)に対して移動させるように構成された位置決めシステム(340)をさらに含む、請求項1に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記位置決めシステム(340)は、前記制御データに基づいて、前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の1つまたは複数を前記寝台面(110)に対して1つまたは複数の空間方向に沿って移動させ、および/または前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の1つまたは複数を前記寝台面(110)に対して回転させ、および/または前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の1つまたは複数を前記寝台面(110)に対して傾けるように制御可能である、請求項2に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台装置(100)は前記超音波変換器(120)のアレイを含み、前記アレイは第1の部分と、第2の部分と、第3の部分と、を含み、前記第1の部分は概ね平坦であり、前記第2の部分および前記第3の部分は前記第1の部分の両端部に配置され、かつ前記第1の部分に対して隆起しており、その結果、前記寝台面(110)が前記人、前記動物、または前記物体を横臥位置で受け入れる間、前記第2の部分および前記第3の部分に配置された前記超音波変換器(120)は、前記人、前記動物、または前記物体の側方領域に対向している、請求項2または請求項3に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記位置決めシステム(340)は、前記寝台面(110)に対して自由に移動可能な少なくとも1つの測定システム(800)を含み、前記少なくとも1つの測定システム(800)は、
前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の1つまたは複数と、
前記寝台面(110)に対して前記測定システムを移動させるための少なくとも1つのアクチュエータ(830)と、
前記制御データに基づいて前記少なくとも1つのアクチュエータを駆動するための駆動システムと、
を含む、請求項2または請求項3に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台装置(100)の外部のエンティティから前記制御データを受信するように構成された通信回路をさらに含む、請求項2から5のいずれか一項に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
インタフェース回路であって、前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の移動制御のための使用者のユーザ入力、および/または前記使用者の身体部位の検出された位置もしくは移動、および/または前記使用者の検出された視線方向、および/または前記使用者によって使用される医療器具の検出された位置もしくは移動を示す入力データを受信するように構成された、インタフェース回路と、
プロセッサ回路であって、
前記入力データに基づいて、前記少なくとも1つの超音波変換器(120)によって照射されるべき領域を決定するように構成され、
前記照射されるべき領域に基づいて、前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の目標位置を決定するように構成され、
前記目標位置に基づいて、前記制御データを決定するように構成された、プロセッサ回路と、
をさらに含む、請求項2から5のいずれか一項に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台装置(100)は複数の超音波変換器(120)を含み、前記複数の超音波変換器(120)は、前記寝台面(110)を少なくとも部分的に覆うアレイ内に、前記寝台面(110)に対して固定位置で配置されている、請求項1に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台面(110)の形状は、前記人もしくは前記動物の身体形状、または前記物体の形状に適合するために変形可能である、請求項1から8のいずれか一項に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記少なくとも1つの超音波変換器(120)に結合され、かつ、
前記少なくとも1つの超音波変換器(120)による前記超音波の放射を制御するように構成され、および/または
前記少なくとも1つの超音波変換器(120)によって測定された前記超音波に基づいて生成された測定データを処理するように構成された、プロセッサ回路をさらに含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台装置(100)は複数の超音波変換器(120)を含み、前記プロセッサ回路は、前記超音波の放射を制御するための複数の電子チャネルを含み、前記寝台装置(100)はさらに、前記電子チャネルを前記複数の超音波変換器(120)の部分集合に選択的に結合するように構成されたマルチプレクサ回路を含む、請求項10に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記プロセッサ回路は、
前記超音波で照射されるべき領域を示すデータに基づいて、前記複数の超音波変換器(120)の部分集合を選択するように構成され、かつ
前記電子チャネルを、選択された前記複数の超音波変換器(120)の部分集合に結合させるように、前記マルチプレクサ回路を制御するように構成されている、請求項11に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台装置(100)は、手術台、医療処置台、病床、または救急担架である、請求項1から12のいずれか一項に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台面(110)の少なくとも一部のための取り外し可能なカバーをさらに含み、前記カバーは、前記寝台面(110)の方向へ超音波を放射し、および/または前記寝台面(110)の方向からの反射されたもしくは透過した超音波を測定するように構成された少なくとも1つの超音波変換器(1160)を含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記カバーは、前記寝台面(110)が前記人、前記動物、または前記物体を横臥位置で受け入れる間に、前記人、前記動物、または前記物体に接触するための接触部を含み、前記カバーの前記少なくとも1つの超音波変換器(1160)は、前記カバーの前記少なくとも1つの超音波変換器(1160)と前記接触部とを音響結合させるための音響結合媒体内に配置され、前記音響結合媒体は前記接触部を覆っている、請求項14に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記接触部の形状は、前記人もしくは前記動物の身体形状、または前記物体の形状に適合するために変形可能である、請求項15に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記カバーは、さらなる前記制御データに基づいて、前記カバーの前記少なくとも1つの超音波変換器(1160)を前記寝台面(110)に対して移動させるように構成された別の位置決めシステム(1170)を含む、請求項14から16のいずれか一項に記載の寝台装置(100)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【】
寝台装置への超音波の統合に関する。特に、本開示の人、動物、または物体のための寝台装置、これを備えるシステム、ならびに人、動物、または物体のための寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動を外部制御するための装置および方法に関する。さらに、本開示の超音波画像化方法、および超音波治療方法
【背景技術】
【】
超音波は、医学において、患者の臓器および組織の病変に関して検査を行うための技術として、長年用いられている。その容易な使用方法、低廉な装置技術、および直接的な示唆力により、この技術は診断分野において広く普及し、受け入れられている。しかしながら、診断用超音波の使用において、プローブは依然として使用者によって手動で操作されている。超音波データ取得は、使用者に強く依存している。したがって、例えば経過観察のために、標準化または正確に再現可能なデータ収集を行うことは、大きく制限されるか、または不可能である。
【】
手術室環境において、超音波は手術中に、体内からリアルタイムでデータを提供し、したがって唯一のモダリティとして、非侵襲的に変化または現在の状況を提示できるため、著しい利点をもたらす。しかしながら、超音波の適用には依然として、プローブを操作する相応の知識を有する使用者が必要である。超音波プローブをロボットアームに統合するアプローチは存在するが、これらのアプローチにおいても、多くの場合、手術部位の画像化は上方から行われる。このため、術者も器具を用いて当該部位で作業をしており、常時データを収集できないという大きな欠点を有する。したがって、介入と画像化が繰り返し逐次的に行われるため、処置のリアルタイム監視は不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【】
この背景に鑑み、改良された超音波適用を可能にすることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【】
この課題は、独立請求項に記載の、人、動物、または物体のための寝台装置、ならびに人、動物、または物体のための寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動を外部制御するための装置によって解決される。さらなる態様および改良は、従属請求項、以下の説明、ならびに図面に記載される。
【】
第1の態様によれば、人、動物、または物体のための寝台装置に関する。寝台装置は、寝台面の第1の側において、人、動物、または物体を横臥位置で受け入れるように構成された寝台面を含む。寝台面は、横になるために意図された表面、すなわち、人、動物、もしくは物体がその上に横になる、または第三者によってその上に載置されるように形成された表面である。さらに、寝台装置は、寝台面の第2の側に配置された少なくとも1つの超音波変換器(特に複数、すなわち、N≧2の超音波変換器)を含む。第2の側は、第1の側の反対側である。少なくとも1つの超音波変換器は、寝台面を通じて第1の側の方向へ超音波を放射し、および/または(例えば、反射されたもしくは透過した)超音波を寝台面を通じて測定するように構成されている。言い換えれば、少なくとも1つの超音波変換器は、特に、第1の側において第2の側の方向へ反射された、または第2の側の方向へ透過した超音波を測定するように構成されていてもよい。寝台面は、このために、超音波に対してそれに応じて透過性を有し、または概ね(音響的に)透明となるように形成されている。第1の態様に係る寝台装置は、寝台面の下方から、超音波による照射、および(例えば、反射されたまたは透過した)超音波の測定を可能にする。寝台面上に受け入れられた人または動物に対する施術者(例えば、医師による検査、または外科医による外科的処置)による処置は、これにより、超音波適用のために中断される必要がない。むしろ、人または動物と、少なくとも1つの超音波変換器とを異なる側に配置することにより、超音波適用と施術者による処置とを並行して実行することが可能となる。外科的処置において、例えば、手術部位の術野を確保しておくことができ、その結果、超音波画像化のために、人または動物の外科的に処置された部位へ超音波プローブを結合させるための処置中断が不要である。同様に、物体は任意の超音波適用に曝され得る。ここで、放射される、または測定される超音波の周波数は、選択された超音波適用に依存する。例えば、治療用超音波適用のために放射される超音波の周波数は、超音波の所望の浸透深さに応じて、200kHz、800kHz、1MHz、または3MHzであってもよい。超音波画像化のためには、放射され、かつ測定される超音波の周波数は、例えば、2~20MHzであってもよい。ただし、本開示は周波数範囲に限定されないことに留意すべきである。原則として、任意の適切な周波数、または任意の適切な周波数範囲が選択され得る。
【】
いくつかの実施形態において、寝台装置は、寝台面に対して固定位置で、寝台面を少なくとも部分的に(特に全面にわたっても)覆うアレイ(配置)内に配置された複数(N≧2)の超音波変換器を含む。これに応じて、寝台面上に受け入れられた人、もしくは動物、もしくは物体は、複数の超音波変換器によって少なくとも部分的に超音波で照射され得るか、または寝台面上に受け入れられた人もしくは動物の少なくとも1つの身体領域、もしくは物体の特定の領域からの反射されたもしくは透過した超音波が測定され得る。
【】
代替の実施形態において、寝台装置は、制御データに基づいて少なくとも1つの超音波変換器を寝台面に対して移動させるように構成された位置決めシステムを含む。これに応じて、少なくとも1つの超音波変換器は、寝台面上に受け入れられた人または動物の特定の身体領域、または寝台面上に受け入れられた物体の特定の領域へ制御されて移動され、これらを狙い定めて超音波で照射し、またはこれらからの反射されたもしくは透過した超音波を狙い定めて測定することができる。位置決めシステムは多様に構成され得て、例えば、少なくとも1つの超音波変換器を寝台面に対して移動させるために、機械的、空気圧、油圧、および/もしくは電気の構成要素、またはサブシステムを有し得る。制御データは、寝台装置の内部または外部(すなわち、外部)で生成され得る。制御データによる位置決めシステムの制御により、少なくとも1つの超音波変換器の位置決めは、例えば、人または動物の施術者から独立して行われ得る。特に、人または動物の施術者による少なくとも1つの超音波変換器の手動操作が行われないため、少なくとも1つの超音波変換器の位置決めは標準化され、かつ再現可能に行われ得る。例えば、人または動物は、一定期間にわたる経過観察のために、寝台面に複数回受け入れ可能であり、少なくとも1つの超音波変換器は、制御データに基づいて、その都度、人または動物の1つまたは複数の関心のある身体領域へ狙い定めて移動され、または人もしくは動物の1つまたは複数の関心のある身体領域上を狙い定めて移動され、これにより少なくとも1つの超音波変換器によって、1つまたは複数の関心のある身体領域の超音波画像化のための測定データを収集することができる。制御データに基づく少なくとも1つの超音波変換器の位置決めにより、人または動物の1つまたは複数の関心のある身体領域は、標準化され、かつ正確に再現可能に到達され、または走査され、それにより身体領域の高い比較可能性を有する画像が取得される。同様に、少なくとも1つの超音波変換器は、制御データに基づいて、標準化され、かつ正確に再現可能に、1つまたは複数の目標身体領域へ、または1つもしくは複数の目標身体領域上へ移動させられ、これによりこれらを狙い定めて(治療用)超音波で治療することができる。
【】
実施形態によれば、位置決めシステムは、制御データに基づいて、例えば、少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を、寝台面に対して1つまたは複数の空間方向に沿って移動させ(少なくとも1つの超音波変換器の一次元、二次元、または次元の移動)、および/または少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を寝台面に対して回転させ(回転)、および/または少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を寝台面に対して傾ける(傾斜)ように制御可能であってもよい。これに応じて、少なくとも1つの超音波変換器は、寝台面上に受け入れられた人、動物、または物体に対して、所望または計画された超音波適用のために適切な態様で配置され、または位置決めされ得る。
【】
位置決めシステムは、任意選択で、少なくとも1つの超音波変換器の絶対位置、または寝台面に対して相対的な少なくとも1つの超音波変換器の位置を決定し、それにより例えば、少なくとも1つの超音波変換器の測定データの明確な空間的対応付けを可能にするために、1つまたは複数の位置検出センサを備えることもできる。同様に、人または動物の解剖学的構造、または物体内部の構造の自動検出が可能となり得る。
【】
いくつかの実施形態において、位置決めシステムは、例えば、寝台面に対して自由に移動可能な少なくとも1つの測定システム(特に複数の測定システム)を含む。少なくとも1つの測定システムは、ここで、少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数(すなわち、1つまたは複数の超音波変換器)、寝台面に対して測定システムを移動させるための少なくとも1つのアクチュエータ(例えば、車輪、磁気アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、または歩行アクチュエータ)、および制御データに基づいて少なくとも1つのアクチュエータを駆動するための駆動システムを含む。少なくとも1つのアクチュエータおよび駆動システムを介して、各測定システムは寝台面に対して自由に移動可能であり、それにより各測定システムの各少なくとも1つの超音波変換器による所望または計画された超音波適用のために、1つまたは複数の身体領域へ到達し、または走査することができる。位置決めシステムが複数の測定システムを含む場合、これらは、例えば、それぞれ所望または計画された超音波適用(例えば、複数の身体領域の並行超音波画像化)のために、互いに独立して複数の異なる身体領域へ到達し、または走査し得る。寝台装置、または位置決めシステムは、少なくとも1つの測定システムの車輪が転動でき、これにより測定システムを寝台面に対して移動できる表面を含む。
【】
いくつかの実施形態によれば、少なくとも1つの測定システムは、駆動システムおよび少なくとも1つの測定システムの少なくとも1つの超音波変換器に電気エネルギーを提供するように構成された充電式バッテリを含む。寝台装置はさらに、充電式バッテリを充電するように構成された充電システムを含む。言い換えれば、少なくとも1つの測定システムは、寝台面に対して移動するために電気的に駆動される。充電式バッテリの充電は、無線(例えば、誘導)でも、有線(例えば、ケーブル接続、または各測定システムと充電システムとの間で互いに接続可能な電気接点)でも行われ得る。充電式バッテリは、充電システムとともに、各測定システムの寝台面に対する相対的な自由移動を可能にし、その結果、各測定システムの各少なくとも1つの超音波変換器による所望または計画された超音波適用のために、1つまたは複数の身体領域へ狙い定めて到達し、または走査することができる。
【】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの測定システムはさらに、少なくとも1つの測定システムとその周囲の物体との間の距離を決定するように構成された少なくとも1つの距離センサを含む。駆動システムは、決定された距離に基づいて少なくとも1つのアクチュエータ(例えば、複数の車輪)を駆動するようにそれに応じて構成されている。距離センサは、距離決定のために、例えば、既知の光学的または音響的(特に、超音波に基づく)飛行時間法を使用し得る。一般に、距離センサは、距離決定に適した任意の方法を使用し得る。距離センサは、各測定システムが自身の位置を決定し、これにより各測定システムの寝台面に対する相対移動を改善することを可能にする。例えば、少なくとも1つの測定システムの移動空間の1つまたは複数の境界への距離が距離センサで決定され得て、その場合、各測定システムは移動空間内での自身の位置を決定し、当該位置を目標位置への移動において考慮することができる。代替として、または追加として、1つまたは複数の他の測定システムへの距離が決定され得て、目標位置への移動軌道の計画において考慮され、これにより他の測定システムとの衝突が回避され得る。
【】
いくつかの実施形態によれば、寝台装置は、代替として、または追加として、少なくとも1つの測定システムの各位置を追跡(すなわち、決定)するように構成された追跡システム(位置特定システム、(英語:tracking system))を含んでいてもよい。追跡システムは、位置決定のために、例えば、既知の光学的、音響的、または誘導的方法を使用し得る。一般に、追跡システムは、位置決定に適した任意の方法を使用し得る。追跡システムは、各測定システムの位置を決定し、これにより各測定システムの寝台面に対する相対移動を改善することを可能にする。例えば、追跡システムによって決定された位置が各測定システムへ送信され得て、その場合、各測定システムは、目標位置への移動において決定された位置を考慮することができる。代替として、または追加として、追跡システムによって決定された位置が、制御データを生成する回路またはロジックへ供給され得て、その場合、当該回路またはロジックは、制御データの生成において追跡システムによって決定された位置を考慮することができる。
【】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの測定システムは、制御データ、および任意選択で、例えば追跡システムによって測定された測定システムの位置、または追跡システムによって測定された他の測定システムの位置などの追加データを無線で受信するように構成された無線通信回路を含む。無線通信のために、例えば、無線もしくは高周波の波、または光波が使用可能である。無線通信は、標準化された無線プロトコル(例えば、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))、無線LAN(Wireless LAN、WLAN)IEEE 802.11、ジグビー(ZigBee(登録商標))など)に従って行うことができる。同様に、無線通信回路は、各測定システムの出力データ(例えば、測定システムの少なくとも1つの超音波変換器の測定データ、またはそこから導出されたデータもしくは量)を外部エンティティ(各測定システムの外部)へ無線送信するように構成されていてもよい。これに応じて、データ交換のための有線接続は不要である。
【】
代替の実施形態において、有線のデータ交換も設けられ得る。有線のデータ交換は、特定の適用事例において無線のデータ交換よりも好ましい場合があり得る。これに応じて、少なくとも1つの測定システムは、無線通信回路の代わりに、無線通信に関して前述したものと同様に構成された有線通信のための通信回路を有する。
【】
いくつかの実施形態によれば、少なくとも1つの測定システムはさらに、測定システムの少なくとも1つの超音波変換器に結合され、かつ測定システムの少なくとも1つの超音波変換器による超音波の放射を制御し、および/または測定システムの少なくとも1つの超音波変換器によって測定された(例えば、反射されたもしくは透過した)超音波に基づいて生成された測定データを処理するように構成された回路を含む。言い換えれば、測定システムの少なくとも1つの超音波変換器の制御、またはデータ評価を担当する回路は、各測定システムに統合されており、その結果、測定システムは、測定システムの少なくとも1つの超音波変換器を直接制御し、またはその測定データを評価することができる。例えば、回路は、特定の期間にわたって特定の周波数の超音波の放射を生じさせるために、各制御信号を測定システムの少なくとも1つの超音波変換器へ印加するように構成されていてもよい。例えば、回路は、処理の枠組みで、測定システムの少なくとも1つの超音波変換器の測定データをデジタル化し、フィルタリングし、組み合わせ、解析するなどの処理を行うよう構成されていてもよい。
【】
代替の実施形態において、寝台装置は、第1の部分、第2の部分、および第3の部分を含む超音波変換器のアレイ(配置)を含んでいてもよい。アレイは、個別の要素から製作され得る、または一体の部材として提供され得る。第1の部分は、(概ね)平坦である。第2の部分および第3の部分は、第1の部分の両端部に配置され、第1の部分に対して隆起しており、その結果、寝台面が人、動物、または物体を横臥位置で受け入れる間、第2の部分および第3の部分に配置された超音波変換器は、人、動物、または物体の側方領域に対向する。言い換えれば、超音波変換器のアレイは、断面において広義にU字形の形状を有し、その結果、寝台面上に載置されている人、動物、または物体の部分だけでなく、人、動物、または物体の側方領域も超音波適用に供され得る。同様に、超音波変換器のアレイは、断面において広義に半円形または弓形を有し得る。例えば、これにより、人、動物、または物体の側方領域も超音波画像化において取得可能であり、または人、動物、または物体の側方領域が(治療用)超音波で治療可能である。さらに別の言い方をすると、1つの空間方向に沿って、超音波変換器のアレイの両端は上方、すなわち寝台面へ向かって湾曲しており、その結果、寝台面が人、動物、または物体を横臥位置で受け入れる間、湾曲した端部に配置された超音波変換器は、人、動物、または物体の側方領域に対向する。超音波変換器のアレイは、例えば、リニアアレイまたはマトリクスアレイであってもよい。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。原則として、任意の種類のアレイが使用可能である。
【】
いくつかの実施形態によれば、寝台装置は、寝台装置の外部のエンティティから制御データを受信するように構成された通信回路を含む。制御データは、無線(例えば、無線もしくは高周波の波、または光波による)でも、有線(例えば、ケーブルまたは光ファイバによる)でも受信可能である。通信は、標準化された通信プロトコル(例えば、ブルートゥース(Bluetooth)、無線LAN(Wireless LAN、WLAN)IEEE 802.11、ジグビー(ZigBee)など)に従って行うことができる。制御データが寝台装置の外部で生成可能であるため、寝台装置自体に、制御データ生成のための計算能力、ロジック、または相応の回路容量を保持する必要はない。制御データの生成は、例えば、寝台装置の外部で、通信回路に結合可能なサーバによって行われ得る。これに応じて、寝台装置自体は、回路技術またはロジックを削減して低コストで提供され得る。同様に、通信回路は、寝台装置の出力データ(例えば、少なくとも1つの超音波変換器の測定データ、またはそこから導出されたデータもしくは量)を外部エンティティ(寝台装置の外部)へ無線送信するように構成されていてもよい。
【】
代替の実施形態において、寝台装置は、少なくとも1つの超音波変換器の移動制御のための使用者のユーザ入力、または使用者の身体部位(例えば、手、腕、頭部)の検出された位置もしくは移動、または使用者の検出された視線方向、および/または使用者によって使用される医療器具(例えば、メス、鉗子など)の検出された位置もしくは移動を示す入力データを受信するように構成されたインタフェース回路を含んでいてもよい。入力データは、無線(例えば、無線もしくは高周波の波、または光波)でも、有線(例えば、ケーブルまたは光ファイバによる)でも受信可能である。通信は、標準化された通信プロトコル(例えば、ブルートゥース(Bluetooth)、無線LAN(Wireless LAN、WLAN)IEEE 802.11、ジグビー(ZigBee)など)に従って行うことができる。ユーザ入力は、例えば、ジョイスティック、タッチスクリーン、コンピュータマウス、またはマイクロフォンなどのヒューマンマシンインタフェースから取得され得る。身体部位の位置、または使用者の移動、ならびに使用者の視線方向、ならびに使用者によって使用される医療器具の位置もしくは移動は、例えば、寝台装置の内部または外部における追跡システム(英語:tracking system)によって取得され得る。さらに、寝台装置は、入力データに基づいて、少なくとも1つの超音波変換器によって照射されるべき領域(寝台面によって受け入れられた人、物体、または動物の)を決定するように構成されたプロセッサ回路を含む。例えば、入力データは、1つまたは複数の静的規則に基づいて、または人工知能(例えば、訓練された機械学習モデル、英語:trained machine-learning model)によって評価され、そこから照射されるべき領域が決定され得る。例えば、使用者の手の位置、使用者の視線方向、または使用者によって使用される医療器具の位置から、使用者によって治療された、または検査された、人または動物の身体領域が推定され得る。同様に、使用者は例えば、グラフィカルユーザインタフェースで関心のある身体領域を選択し、または対応する音声コマンドを発することができる。これに応じて、例えば、この身体領域について超音波画像化を用いて使用者を支援するために、これが照射されるべき領域として決定され得る。プロセッサ回路はさらに、照射されるべき領域に基づいて、少なくとも1つの超音波変換器の目標位置を決定するように構成されている。人または動物が寝台面によって横臥位置で受け入れられているため、例えば、各身体領域には、寝台面の特定の箇所、または特定の領域もしくは区域が割り当て可能であり、少なくとも1つの超音波変換器の目標位置として設定することができる。次いで、プロセッサ回路は、目標位置に基づいて制御データを決定するように構成されている。このために、プロセッサ回路は、位置決めシステムに、少なくとも1つの超音波変換器を寝台面に対して目標位置へ移動させるように促すための1つまたは複数の命令を含むように制御データを生成する。プロセッサ回路は、時間の経過に伴って複数の照射されるべき領域、ならびにそれに応じて複数の目標領域を決定可能であり、これにより少なくとも1つの超音波変換器を順次目標位置へ移動可能である点に留意すべきである。同様に、互いに独立して移動可能な複数の超音波変換器(例えば、前述の複数の測定システムの形態)と、複数の照射されるべき領域または目標位置とが存在する場合、超音波変換器の第1の部分は第1の目標位置へ、超音波変換器の第2の部分は第2の目標位置へ、など、プロセッサ回路側による制御データの適切な生成によって並行して移動可能である。これに応じて、例えば、複数の身体領域の並行画像化が行われ得る。
【】
の2つの実施形態が示すように、寝台装置は、身体領域における、もしくは身体領域からの超音波放射および/または超音波データ収集のインテリジェント制御のためのインタフェースを有し得る。
【】
いくつかの実施形態によれば、少なくとも1つの超音波変換器は、少なくとも1つの超音波変換器と寝台面とを音響結合させるための音響結合媒体内に配置されている。音響結合媒体は、ここで、第2の側において寝台面を覆っている。音響結合媒体は、寝台面と少なくとも1つの超音波変換器との間での超音波の伝搬を容易にする物質または材料である。音響結合媒体は、超音波が少なくとも1つの超音波変換器から音響結合媒体を通じて寝台面へ、次いで人もしくは動物または物体へ到達し、またはその逆となる場合に、可能な限り小さい、すなわち最小のエネルギー損失しか生じないことを確実にするために、超音波が伝搬し得る媒体として機能する。音響結合媒体は、例えば、ゲルであってもよい。このようなゲルは、「超音波ゲル」、「ソノゲル」、または「コンタクトゲル」とも呼ばれる。例えば、ゲルは水ベースのゲルであってもよい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。他の例において、音響結合媒体は、例えば、水、水混合物、または油であってもよい。一般に、音響結合媒体として任意の適切な物質が使用可能である。音響結合媒体の組成は、例えば、特定の用途、したがって、少なくとも1つの超音波変換器によって放射され、および/または測定されるべき超音波の周波数範囲に依存し得る。
【】
いくつかの実施形態において、寝台装置はさらに、音響結合媒体が充填されたマットレスを含む。マットレスの外装(すなわち、カバー/包囲体)の一部が、ここで寝台面を形成する。言い換えれば、マットレスの寝台面が、寝台装置の寝台面を形成する。少なくとも1つの超音波変換器は、ここでマットレス内に配置されている。音響結合媒体が充填されたマットレスは、人または動物の快適な受け入れを可能にし、同時に、少なくとも1つの超音波変換器と人もしくは動物との間の良好な音響結合を確保する。
【】
いくつかの実施形態によれば、寝台面の形状は、人もしくは動物の身体形状、または物体の形状に適合するために変形可能である。例えば、寝台面は、弾性の音透過性膜、すなわち一般に弾性の音透過性材料によって形成されていてもよく、その結果、寝台面は人もしくは動物の身体、または物体の形状に密着し得る。寝台面の、人もしくは動物の身体、または物体の形状への適合は、任意選択で、負圧または正圧を生成することにより、改善された接触をもたらし得る。
【】
いくつかの実施形態において、寝台装置はさらに、少なくとも1つの超音波変換器に結合され、かつ少なくとも1つの超音波変換器による超音波の放射を制御し、および/または少なくとも1つの超音波変換器によって測定された(例えば、反射されたもしくは透過した)超音波に基づいて生成された測定データを処理するように構成されたプロセッサ回路を含む。例えば、プロセッサ回路は、特定の期間にわたって特定の周波数の超音波の放射を生じさせるために、各制御信号を少なくとも1つの超音波変換器へ印加するように構成されていてもよい。例えば、プロセッサ回路は、処理の枠組みで、少なくとも1つの超音波変換器の測定データをデジタル化し、フィルタリングし、組み合わせ、解析するなどの処理を行うよう構成されていてもよい。
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いくつかの実施形態によれば、プロセッサ回路は、寝台装置の挿入インタフェースに取り外し可能に取り付けられている。言い換えれば、プロセッサ回路は挿入モジュールの一部として提供されてもよく、その場合、プロセッサ回路は寝台装置から非破壊で分離され、例えば、1つまたは複数の他の寝台装置のために使用可能である。
【】
いくつかの実施形態において、寝台装置は複数の超音波変換器を含む。プロセッサ回路は、超音波の放射を制御するための複数の電子チャネル(すなわち、信号処理経路)を含む。このとき、電子チャネルの数は超音波変換器の数よりも少なくてもよく、その結果、複数の超音波変換器のそれぞれに専用の電子チャネルが利用可能であるとは限らない。このような実施形態において、寝台装置はさらに、電子チャネルを複数の超音波変換器の部分集合に選択的に結合するように構成されたマルチプレクサ回路を含んでいてもよい。これに応じて、複数の超音波変換器の部分集合が、超音波を放射するために駆動され得る。多くの場合、所望の超音波適用は、人もしくは動物の特定の身体領域、または物体の特定の領域に限定されるため、複数の超音波変換器のうち一部のみが励起されればよい。これに応じて、電子チャネルの数は比較的少なくても十分であり、なぜなら、これらの電子チャネルは、必要に応じてマルチプレクサ回路によって複数の超音波変換器の任意のものに選択的に結合可能であるからである。例えば、2048個の超音波変換器が設けられ得て、これらは、マルチプレクサ回路によって、超音波の放射の制御のためのプロセッサ回路の128個の電子チャネルに選択的に結合され得る。
【】
いくつかの実施形態によれば、プロセッサ回路は、例えば、超音波で照射されるべき領域(寝台面によって受け入れられた人、動物、または物体の)を示すデータに基づいて、複数の超音波変換器の部分集合を選択するように構成されていてもよい。前述したように、照射されるべき領域は、さまざまな入力データから求められ得る。これに応じて、例えば、寝台面に対して固定位置に配置された複数の超音波変換器の場合、照射されるべき領域の直近に位置する超音波変換器の部分集合が選択され得る。上述したように位置決めシステムによって寝台面に対して移動可能な複数の超音波変換器の場合、例えば、照射されるべき領域の大きさ、または所望の(目標)音圧レベルに基づいて超音波変換器の部分集合が選択され、位置決めシステムによって照射されるべき領域へ移動可能である。次いで、その場合、プロセッサ回路は、電子チャネルを選択された複数の超音波変換器の部分集合に結合させるように、マルチプレクサ回路を制御するように構成されている。これに応じて、選択された超音波変換器は、超音波放射のために電子チャネルによって駆動され得る。
【】
同様に、プロセッサ回路は、測定データを処理するための複数の追加の電子チャネル(すなわち、信号処理経路)を含んでいてもよい。追加の電子チャネルの数もまた、超音波変換器の数より少なくてもよい。これに応じて、マルチプレクサ回路はさらに、追加の電子チャネルを複数の超音波変換器の別の部分集合に選択的に結合するように構成されていてもよい。これに応じて、複数の超音波変換器の別の部分集合の測定データが処理され得る。前述したように、所望の超音波適用は、多くの場合、人もしくは動物の特定の身体領域、または物体の特定の領域に限定されるため、複数の超音波変換器の一部の測定データのみが処理されればよい。の数値例に関連して、例えば、2048個の超音波変換器が設けられ得て、これらは、マルチプレクサ回路によって、測定データ処理のためのプロセッサ回路の128個の電子チャネルに選択的に結合され得る。例えば反射されたまたは透過した超音波を測定するための、複数の超音波変換器の別の部分集合の超音波変換器は、超音波を放射するための、複数の超音波変換器の部分集合の超音波変換器と同一でも異なっていてもよい。
【】
いくつかの実施形態によれば、寝台装置はさらに、寝台面の少なくとも一部のための取り外し可能なカバーを含む。カバーは、寝台面の少なくとも一部(特に寝台面全体)を覆う蓋として理解され得る。カバーまたは蓋は、人、動物、または物体が寝台面によって横臥位置で受け入れられている間に、当該人、当該動物、または当該物体が少なくとも部分的に(特に完全に)覆われるように形成されている。カバーは、寝台面の方向へ超音波を放射し、および/または寝台面の方向からの反射されたもしくは透過した超音波を測定するように構成された少なくとも1つの超音波変換器(特に複数、すなわち、M≧2の超音波変換器)を含む。追加のカバーにより、カバー内のそれぞれ少なくとも1つの超音波変換器、ならびに寝台面の第2の側における少なくとも1つの超音波変換器を介して、互いに対向する2つの空間方向から、人、動物、または物体へ超音波を導入することができる。同様に、互いに対向する2つの空間方向から、反射されたまたは透過した超音波が測定され得る。これにより、超音波画像化については改善された空間分解能が可能となり、一方、治療用超音波適用については複数の空間方向からの音響エネルギーの導入が可能となる。
【】
いくつかの実施形態において、カバーは、寝台面が人、動物、または物体を横臥位置で受け入れる間に、人、動物、または物体に接触するための接触部を含む。言い換えれば、接触部は、人、動物、または物体が寝台面上に横たわるときに、人、動物、または物体に接触するように形成されている。カバーの少なくとも1つの超音波変換器は、カバーの少なくとも1つの超音波変換器と接触部とを音響結合させるための音響結合媒体内に配置されている。音響結合媒体は、接触部を覆っている。音響結合材は、接触部の第1の側に配置されており、この第1の側は、人、動物または物体と接触するように構成された接触部の第2の側の反対側である。音響結合媒体は、前述したように構成されていてもよい。接触部は、音響結合媒体内へのカバーの少なくとも1つの超音波変換器の配置とともに、カバーの少なくとも1つの超音波変換器と、人、動物、または物体との間の良好な音響結合を可能にする。
【】
いくつかの実施形態によれば、接触部の形状は、人もしくは動物の身体形状、または物体の形状に適合するために変形可能である。例えば、接触部は、弾性の音透過性膜、すなわち一般に弾性の音透過性材料によって形成され得て、その結果、接触部は人もしくは動物の身体、または物体の形状に密着し得る。接触部の身体または形状への適合は、任意選択で、負圧または正圧を生成することにより、改善された接触をもたらし得る。
【】
いくつかの実施形態において、カバーは、追加の制御データに基づいて、カバー内で、かつ寝台面に対して、カバーの少なくとも1つの超音波変換器を移動させるように構成された別の位置決めシステムを含む。これに応じて、カバーの少なくとも1つの超音波変換器は、寝台面上に受け入れられた人もしくは動物の特定の身体領域、または寝台面上に受け入れられた物体の特定の領域へ制御されて移動され、これらを狙い定めて超音波で照射し、またはこれらからの反射されたもしくは透過した超音波を狙い定めて測定することができる。別の位置決めシステムは多様に構成され、例えば、カバーの少なくとも1つの超音波変換器を寝台面に対して移動させるために、機械的、空気圧、油圧、および/もしくは電気の構成要素、またはサブシステムを有し得る。寝台面の第2の側における少なくとも1つの超音波変換器についてのの説明と同様に、カバーの少なくとも1つの超音波変換器も、追加の制御データによって、寝台面に対して標準化され、かつ再現可能に案内され得る。例えば、制御データおよび追加の制御データの適切な構成により、寝台面の第2の側における少なくとも1つの超音波変換器と、カバーの少なくとも1つの超音波変換器とによって、区分ごと、または層ごとの超音波画像化が実行可能であり、その結果、寝台装置は超音波ベースのトモグラフィを可能にする。
【】
特に、別の位置決めシステムは、追加の制御データに基づいて、例えば、カバーの少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を、カバー内で、かつ寝台面に対して1つまたは複数の空間方向に沿って移動させ(少なくとも1つの超音波変換器の一次元、二次元、または次元の移動)、および/またはカバーの少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を、カバー内で、かつ寝台面に対して回転させ(回転)、および/またはカバーの少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を、カバー内で、かつ寝台面に対して傾ける(傾斜させる)ように制御可能であってもよい。これに応じて、少なくとも1つの超音波変換器は、カバー内において、寝台面上に受け入れられた人、動物、または物体に対して、所望または計画された超音波適用のために適切な態様で配置され、または位置決めされ得る。
【】
いくつかの実施形態において、取り外し可能なカバーは、通常の寝台装置、すなわち超音波変換器が統合されていない寝台装置とともに使用されてもよい。この場合も、で説明したものと同様に、超音波による照射、および(例えば、反射されたまたは透過した)超音波の測定が可能である。
【】
前述したように、寝台装置は、多様な超音波適用のために使用可能である。例えば、寝台装置は、手術台(すなわち、外科的処置の間に患者が横たわるテーブル)、医療処置台(すなわち、施術者が医療処置または検査を行うテーブル)、病床(例えば、介護ベッドまたは病院ベッド)、または救急担架(すなわち、歩行不能な者を横臥状態で1人または複数の救助者が搬送できる装置)であってもよい。
【】
前述の例では、寝台装置のさまざまなプロセッサ回路およびその他の回路に言及した。これらの回路は、分離された回路としても、単一の完全統合回路としても、または複数の部分統合回路としても実施され得る。言い換えれば、で説明した複数のプロセッサ回路および寝台装置のその他の回路の機能は、寝台装置の単一の回路によって実行され得る。
【】
第2の態様によれば、第1の側面に係る寝台装置と、寝台面が人、動物、または物体を横臥位置で受け入れる間に、人、動物、または物体を部分的に覆うように適合された被覆部材と、を含むシステムに関する。被覆部材は、人、動物、または物体の方向へ超音波を放射し、かつ人、動物、または物体によって反射された、もしくは透過した超音波を測定するように構成された少なくとも1つの超音波変換器(特に複数、すなわち、K≧2の超音波変換器)を含む。前述したカバーの少なくとも1つの超音波変換器についての説明と同様に、本発明に係る寝台装置と被覆部材との組合せにより、被覆部材内のそれぞれ少なくとも1つの超音波変換器、ならびに寝台面の第2の側における少なくとも1つの超音波変換器を介して、互いに対向する2つの空間方向から、人、動物、または物体へ超音波が導入され得る。同様に、互いに対向する2つの空間方向から、反射された、または透過した超音波が測定され得る。これにより、超音波画像化については改善された空間分解能が可能となり、一方、治療用超音波適用については複数の空間方向からの音響エネルギーの導入が可能となる。
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いくつかの実施形態において、被覆部材は、第1の態様に係る寝台装置とは別個に(すなわち、分離して、または無しで)使用されてもよい。
【】
いくつかの実施形態によれば、被覆部材は、寝台面が人、動物、または物体を横臥位置で受け入れる間に、人、動物、または物体に接触するための接触部を含む。言い換えれば、接触部は、人、動物、または物体が寝台面上に横たわるときに、人、動物、または物体に接触するように形成されている。被覆部材の少なくとも1つの超音波変換器は、被覆部材の少なくとも1つの超音波変換器と接触部とを音響結合させるための音響結合媒体内に配置されている。音響結合媒体は、接触部を覆っている。音響結合材は、接触部の第1の側に配置されており、この第1の側は、人、動物または物体と接触するように構成された接触部の第2の側の反対側である。音響結合媒体は、前述したように構成されていてもよい。接触部は、被覆部材の音響結合媒体内へ配置された少なくとも1つの超音波変換器の配置と相まって、被覆部材の少なくとも1つの超音波変換器と、人、動物、または物体との間の良好な音響結合を可能にする。
【】
いくつかの実施形態において、接触部または被覆部材の形状は、人もしくは動物の身体形状、または物体の形状に適合するために変形可能である。例えば、接触部または被覆部材は、弾性の音透過性膜、または一般に弾性の音透過性材料によって形成されていてもよく、その結果、接触部または被覆部材は、人もしくは動物の身体、または物体の形状に密着し得る。接触部または被覆部材の身体または形状への適合は、任意選択で、負圧または正圧を生成することにより、改善された接触をもたらし得る。
【】
第3の態様によれば、人、動物、または物体のための寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動を外部制御するための装置に関する。装置は、例えば、寝台装置(例えば、前述した寝台装置の通信回路)に結合されたサーバまたはコンピューティングクラウド/データクラウド(英語:computing cloud)であってもよい。寝台装置は、例えば、第1の態様に係る寝台装置である。装置は、少なくとも1つの超音波変換器の移動制御のための使用者のユーザ入力、および/または使用者の身体部位(例えば、手、腕、頭部)の検出された位置もしくは移動、および/または使用者の検出された視線方向、および/または使用者によって使用される医療器具(例えば、メス、鉗子など)の検出された位置もしくは移動を示す入力データを受信するように構成されたインタフェース回路を含む。入力データは、無線(例えば、無線もしくは高周波の波、または光波による)でも、有線(例えば、ケーブルまたは光ファイバによる)でも受信可能である。通信は、標準化された通信プロトコル(例えば、ブルートゥース(Bluetooth)、無線LAN(Wireless LAN:WLAN)IEEE 802.11、ジグビー(ZigBee)など)に従って行うことができる。ユーザ入力は、例えば、外部または内部のヒューマンマシンインタフェースであって、ジョイスティック、タッチスクリーン、コンピュータマウス、またはマイクロフォンなどから取得され得る。身体部位の位置、または使用者の移動、ならびに使用者の視線方向、ならびに使用者によって使用される医療器具の位置もしくは移動は、例えば、装置の内部または外部における追跡システム(英語ト:tracking system)によって取得され得る。さらに、装置は、入力データに基づいて、少なくとも1つの超音波変換器によって照射されるべき領域を決定するように構成されたプロセッサ回路を含む。寝台装置のプロセッサ回路について前述した原則と同様に、入力データは、例えば、1つまたは複数の静的規則に基づいて、または人工知能(例えば、訓練された機械学習モデル、英語:trained machine-learning model)によって評価され、そこから照射されるべき領域が決定され得る。プロセッサ回路はさらに、照射されるべき領域に基づいて、少なくとも1つの超音波変換器の目標位置を決定するように構成されている。目標位置の決定もまた、寝台装置のプロセッサ回路について前述した原則と同様に行われ得る。さらに、プロセッサ回路は、目標位置に基づいて、寝台装置の位置決めシステムのための制御データを決定するように構成されている。制御データは、位置決めシステムに、寝台装置の寝台面に対して少なくとも1つの超音波変換器を目標位置へ移動させるように促すための1つまたは複数の命令を含む。寝台面は、前述したように、寝台面の第1の側において、人、動物、または物体を横臥位置で受け入れるように形成されている。少なくとも1つの超音波変換器は、前述したように、寝台面の第1の側の反対側である第2の側に配置されている。インタフェース回路はさらに、制御データを寝台装置へ送信(無線または有線)するように構成されている。プロセッサ回路は、時間の経過に伴って複数の照射されるべき領域、およびそれに応じて複数の目標領域を決定し得て、これにより少なくとも1つの超音波変換器を順次目標位置へ移動させ得ることに留意すべきである。同様に、互いに独立して移動可能な複数の超音波変換器と、複数の照射されるべき領域または目標位置とが存在する場合、超音波変換器の第1の部分は第1の目標位置へ、超音波変換器の第2の部分は第2の目標位置へ、など、プロセッサ回路側による制御データの適切な生成によって並行して移動可能である。これに応じて、例えば、複数の身体領域の並行画像化が行われ得る。
【】
第4の態様によれば、人、動物、または物体のための寝台装置(例えば、第1の側面に係る寝台装置)の少なくとも1つの超音波変換器の移動を外部制御するための方法に関する。方法は、少なくとも1つの超音波変換器の移動制御のための使用者のユーザ入力、および/または使用者の身体部位の検出された位置もしくは移動、および/または使用者の検出された視線方向、および/または使用者によって使用される医療器具の検出された位置もしくは移動を示す入力データを受信することを含む。さらに、方法は、入力データに基づいて、少なくとも1つの超音波変換器によって照射されるべき領域を決定することを含む。同様に、方法は、照射されるべき領域に基づいて、少なくとも1つの超音波変換器の目標位置を決定することを含む。方法はさらに、目標位置に基づいて、寝台装置の位置決めシステムのための制御データを決定することを含む。制御データは、位置決めシステムに対して、少なくとも1つの超音波変換器を寝台装置の寝台面に対して目標位置へ移動させるように促すための1つまたは複数の命令を含む。寝台面は、寝台面の第1の側において、人、動物、または物体を横臥位置で受け入れるように形成されている。少なくとも1つの超音波変換器は、寝台面の第1の側の反対側である第2の側に配置されている。方法は、制御データを寝台装置へ送信することを含む。
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第3の態様に係る装置、および第4の態様に係る方法は、人、動物、または物体のための寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動の外部制御を可能にする。これに応じて、寝台装置自体は、回路技術またはロジックを削減して低コストで提供され得る。
【】
第5の態様によれば、超音波画像化方法に関する。方法は、第1の態様に係る寝台装置の寝台面、または第2の態様に係るシステムの寝台面上に受け入れられた人、動物、または物体を、寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を使用して超音波で照射することを含む。さらに、方法は、寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を使用して、(例えば、反射されたまたは透過した)超音波を測定することを含む。さらに、方法は、測定された(例えば、反射されたもしくは透過した)超音波に基づいて、人、動物、または物体の少なくとも一部の画像を生成することを含む。測定データに基づく画像の生成は、既知の方法またはアプローチに従って行うことができる。寝台装置は、寝台面の下方から、超音波による照射、および反射されたまたは透過した超音波の測定を可能にする。これにより、寝台面上に受け入れられた人または動物に対する施術者(例えば、医師による検査、または外科医による外科的処置)による処置は、超音波画像化のために中断される必要がない。同様に、の実施形態によれば、例えば経過観察のための標準化され、かつ正確に再現可能なデータ収集が可能である。超音波画像化のためには、放射され、かつ測定される超音波の周波数は、例えば、2~20MHzであってもよい。ただし、本開示は周波数範囲に限定されないことに留意すべきである。原則として、任意の適切な周波数、または任意の適切な周波数範囲が選択され得る。
【】
第6の態様によれば、(治療用)超音波治療方法に関する。方法は、第1の態様に係る寝台装置の寝台面、または第2の態様に係るシステムの寝台面上に受け入れられた人または動物を、寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を使用して、(治療用)超音波で照射することを含む。寝台装置は、寝台面の下方から、(治療用)超音波による照射を可能にする。寝台面上に受け入れられた人または動物に対する施術者(例えば、外科医による外科的処置)による処置は、これにより、超音波適用のために中断される必要がない。同様に、使用者または施術者による超音波プローブの手動操作は不要である。例えば、治療用超音波処置のために放射される超音波の周波数は、超音波の所望の浸透深さに応じて、200kHz、800kHz、1MHz、または3MHzであってもよい。ただし、本開示はこれらの周波数に限定されないことに留意すべきである。原則として、任意の適切な周波数、または任意の適切な周波数範囲が選択され得る。
装置および/または方法のいくつかの例が、添付図面を参照して以下に単なる例として詳細に説明される。図面は以下を示す。
【図面の簡単な説明】
【】
【図】手術台の形態の寝台装置の第1の実施形態を示す。
【図】救急担架の形態の寝台装置の第2の実施形態を示す。
【図】手術台の形態の寝台装置の第3の実施形態を示す。
【図】手術台の形態の寝台装置の第4の実施形態を示す。
【図】手術台の形態の寝台装置の第5の実施形態を示す。
【図】手術台の形態の寝台装置の第6の実施形態を示す。
【図】手術台の形態の寝台装置の第6の実施形態を示す。
【図】測定システムの実施形態を示す。
【図】測定システムの実施形態を示す。
【図】手術台の形態の寝台装置の第7の実施形態を示す。
【図】手術台の形態の寝台装置の第8の実施形態を示す。
【図】手術台の形態の寝台装置の第9の実施形態を示す。
【図】寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動を外部制御するための装置の実施形態を示す。
【図】寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動を外部制御するための方法の実施形態のフローチャートを示す。
【図】超音波画像化方法の実施形態のフローチャートを示す。
【図】超音波治療方法の実施形態のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【】
いくつかの例が、添付図面を参照して以下により詳細に説明される。しかしながら、他の可能な例は、これらの詳細に説明される実施形態の特徴に限定されない。これらは、特徴の修正、ならびに特徴に対する対応物および代替物を有し得る。さらに、特定の例を記述するために本明細書中で使用される用語は、他の可能な例を制限するものではない。
【】
同一または類似の参照符号は、図面の説明全体を通じて、同一または類似の要素、または特徴を指し、これらは、それぞれ、同一に実装されても、変更された形態で実装されてもよいが、同一または類似の機能を提供する。図面において、線、層、および/または領域の太さは、明確化のために誇張され得る。
【】
2つの要素AとBが「または」を用いて組み合わされる場合、個別に明示的に異なる定義がなされない限り、すべての可能な組合せ、すなわちAのみ、Bのみ、ならびにAおよびBが開示されるものと理解される。同一の組合せのための代替の表現として、「AとBの少なくとも一方」または「Aおよび/またはB」が使用可能である。これは、2つを超える要素の組合せについても同等に適用される。
【】
単数形、例えば「1つの」および「その」が使用され、単一の要素のみの使用が明示的にも黙示的にも必須として定義されない場合、他の例は、同一の機能を実装するために複数の要素を使用することもできる。以下において、ある機能が複数の要素を使用して実装されるものとして説明される場合、他の例は、単一の要素、または単一の処理エンティティを使用して同一の機能を実装することができる。さらに、「含む」、「含んでいる」、「有する」、および/または「有している」という用語は、その使用において、記載された特徴、整数、ステップ、動作、プロセス、要素、構成要素、ならびに/またはそれらの群の存在を記述するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、プロセス、要素、構成要素、ならびに/またはそれらの群の存在または追加を排除しないことが理解される。
【】
図1は、手術台の形態であって、人130のための寝台装置100を示す。寝台装置100は、動物のためにも使用可能である。
【】
寝台装置は、寝台面110の第1の側において、人130を横臥位置で受け入れるように構成された寝台面110を含む。寝台面110は、手術台100のテーブル脚部105によって支持されている。ここで、寝台面110は図1において半透明に示されており、その結果、寝台面110の第2の側に配置された複数の超音波変換器120が見える。第2の側は第1の側の反対側であり、その結果、人130と超音波変換器120とは寝台面110によって分離されている。寝台面110は、超音波に対して透過性を有し、または(音響的に)透明となるように形成されている。同様に、寝台面110の形状は、人130の身体形状に適合するために変形可能である。例えば、寝台面110は、弾性の音透過性膜、すなわち一般に弾性の音透過性材料によって形成され得て、その結果、寝台面110は人130の身体に密着し得る。寝台面100の人130の身体への適合は、任意選択で、負圧または正圧を生成することにより、改善された身体接触をもたらし得る。
【】
超音波変換器120は、寝台面110に対して固定位置で、寝台面110を概ね完全に覆うアレイ(例えば、マトリクスアレイ)内に配置されている。超音波変換器120は、寝台面110を通じて第1の側の方向へ超音波を放射し、および/または第1の側において第2の側の方向へ反射された超音波(すなわち、人130によって反射された超音波)を測定するように構成されている。超音波適用に応じて、複数の超音波変換器120、またはその部分集合は、超音波センサ(例えば、超音波画像化のため)として、または超音波アクチュエータ(例えば、治療用超音波適用のため)として動作可能である。説明のために、図1には、放射された超音波121の放射コーンが示されている。
【】
超音波変換器120によって放射され、または測定される超音波の周波数は、選択された超音波適用に従って設定され得る。例えば、治療用超音波適用のために放射される超音波の周波数は、超音波の所望の浸透深さに応じて、200kHz、800kHz、1MHz、または3MHzであってもよい。超音波画像化のためには、放射され、かつ測定される超音波の周波数は、例えば、2~20MHzであってもよい。ただし、本開示は周波数範囲に限定されないことに留意すべきである。原則として、任意の適切な周波数、または任意の適切な周波数範囲が選択され得る。
【】
構成、または所望の超音波適用に応じて、寝台面110の一部のみが超音波変換器120によって覆われていてもよい。例えば、人130の上半身が横たわる(または横たわるべき)寝台面110の領域のみ、または人130の脚部が横たわる(または横たわるべき)寝台面110の領域のみが、超音波変換器120によって覆われていてもよい。
【】
寝台装置110は、寝台面110の下方から、超音波による照射、および反射超音波の測定を可能にする。したがって、例えば外科医による、寝台面110上に受け入れられた人130の処置は、超音波適用のために中断される必要がない。むしろ、人130と超音波変換器120とを寝台面の異なる側に配置することにより、外科的処置と超音波適用との並行実施が可能である。例えば、外科的処置の間に、寝台装置によって超音波画像化が並行して実行可能であり、その際、外科医または他の施術者が妨げられる必要はなく、また人130に対する介入が中断される必要もない。したがって、手術部位は、外科医による超音波画像化のために、上方から自由に保たれ得る。手術部位の画像化が下方から行われるため、外科的処置のリアルタイム監視が可能である。
【】
寝台面110は、例えば、手術台100のマットレスの寝台面であってもよく、その場合、超音波変換器120はマットレス内に配置されている。マットレスは、超音波変換器120と寝台面110とを音響結合させるために音響結合媒体で満たされている。結合媒体は、図示の都合上、図1においては明示的に示されていない。超音波変換器120は、例えば、ゲルまたは水が充填されたマットレスに統合可能であり、当該マットレスは、上方に向かって人130に対して、弾性の音透過性を有するものであり、人130の身体に密着する膜(材料)によって閉じられている。
【】
ただし、寝台面110は、必ずしも手術台100のマットレスの寝台面である必要はないことに留意すべきである。寝台面110が手術台100のマットレスの寝台面であるか否かに関係なく、超音波変換器120は、一般に、超音波変換器120と寝台面110とを音響結合させるための音響結合媒体内に配置され得る。その場合、音響結合媒体は、第2の側において寝台面110を覆う。
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図2は、救急担架の形態であって、人のための別の寝台装置200を示す。明確化のために、図2では人の描写が省略されている。図2においても、寝台面110は再び半透明に示されており、その結果、寝台面110の第2の側に配置された複数の超音波変換器120が見える。図2に示されていない人は、で説明した原則と同様に、寝台面110の第1の側において横臥位置で寝台面によって受け入れられる。
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図1の実施形態と同様に、超音波変換器120は、寝台面110に対して固定位置で、寝台面110を概ね完全に覆うアレイ(例えば、マトリクスアレイ)内に配置されている。超音波変換器120は、寝台面110を通じて第1の側の方向へ超音波を放射し、および/または第1の側において第2の側の方向へ反射された超音波を測定するように構成されている。超音波適用に応じて、複数の超音波変換器120、またはその部分集合は、超音波センサ(例えば、超音波画像化のため)として、または超音波アクチュエータ(例えば、治療用超音波適用のため)として動作可能である。説明のために、図2には再び、放射された超音波121の放射コーンが示されている。
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図2に示すように、寝台面110は、例えば、救急担架200の担架シェル205の表面であってもよく、その場合、超音波変換器120は担架シェル内に配置されている。代替の構成において、寝台面110は、救急担架200のマットレスの寝台面であってもよく、その場合、超音波変換器120はマットレス内に配置されている。これとは無関係に、超音波変換器120は、一般に、超音波変換器120と寝台面110とを音響結合させるための音響結合媒体内に配置され得る。その場合、音響結合媒体は、それに応じて第2の側において寝台面110を覆う。例えば、担架シェル205内に、結合媒体で満たされた空洞が形成可能であり、この空洞内に超音波変換器120が配置されている。
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図3は、手術台の形態であって、人130のための別の寝台装置300を示す。図1に示した寝台装置100とは対照的に、寝台装置300の超音波変換器は、寝台面110に対して固定位置に配置されていない。むしろ、寝台装置300は、制御データに基づいて超音波変換器320を寝台面110に対して移動させるように構成された位置決めシステム340を含む。図3の実施形態において、超音波変換器320は例としてリニアアレイの形態で配置されている。説明のために、図3には再び、超音波変換器320によって放射された超音波321が示されている。
【】
位置決めシステム340の単なる例として、図3には2つのレールまたは案内路が示されており、それらに沿って超音波変換器320が位置決めシステム340によって移動可能である。したがって、超音波変換器320の寝台面110に対する相対的な一次元移動が可能であり、これにより、人130の1つまたは複数の身体領域を選択的に、または順次、超音波321で照射することができ、および/またはこれから反射された超音波を測定することができる。任意選択で、位置決めシステム340は、超音波変換器320の1つまたは複数を寝台面110に対して回転させ、および/または超音波変換器320の1つまたは複数を寝台面110に対して傾ける(傾斜させる)ように構成されていてもよい。
【】
位置決めシステム340は、その詳細において多様に構成されていてもよく、例えば、超音波変換器320を2つのレールまたは案内路に沿って寝台面110に対して移動させるために、追加の機械的、空気圧、油圧、および/もしくは電気の構成要素、またはサブシステムを有していてもよい。例えば、超音波変換器320は、位置決めシステム340の移動可能なスライダに支持され得て、当該スライダは、例えば、制御可能な電気駆動によってレールまたは案内路に沿って移動可能である。同様に、超音波変換器320は、例えば、位置決めシステム340の1つまたは複数の制御可能な油圧シリンダまたは空気圧シリンダに結合され、これにより超音波変換器320をレールまたは案内路に沿って移動させ得る。
【】
制御データに基づいて、位置決めシステム340の機械的、空気圧、油圧、および/もしくは電気の構成要素、またはサブシステムを相応に制御するための、位置決めシステム340の電子回路または回路は、図3に示唆されるように、例えば、手術台300のテーブル脚部105に保持され得る。参照符号350は、当該位置における手術台300のさまざまな想定される電気回路を一般に示している。位置決めシステム340の電子回路または回路は、手術台300の想定される電気回路350の構成要素であってもよい。位置決めシステム340の電子回路または回路は、制御データに基づいて、例えば、1つまたは複数の制御信号を生成し、これらを位置決めシステム340の機械的、空気圧、油圧、および/もしくは電気の構成要素、またはサブシステムへ出力し、これにより超音波変換器320を所望の位置へ、または所望の移動軌道に沿って案内することができる。
【】
位置決めシステム340は、任意選択で、寝台面110に対する自身の位置を決定し、それにより例えば、超音波変換器320の測定データの明確な空間的対応付けを可能にするために、1つまたは複数の位置検出センサを備えることもできる。
【】
制御データは、例えば、サーバまたはコンピューティングクラウド/データクラウドなどの、手術台300の外部の外部エンティティから受信可能である。寝台装置300は、例えば、寝台装置300の外部のエンティティから制御データを受信するように構成された通信回路(有線または無線)を有し得る。通信回路は、手術台300の想定される電気回路350の構成要素であってもよい。
【】
代替として、制御データは、手術台300の内部で、例えば、手術台300のプロセッサ回路によって生成され得る。プロセッサ回路は、さらに、手術台300の想定される電気回路350の構成要素であってもよい。寝台装置300は、例えば、超音波変換器320の移動制御のための使用者(例えば、人130の施術者)のユーザ入力、および/または使用者の身体部位の検出された位置もしくは移動、および/または使用者の検出された視線方向、および/またはは使用者によって使用される医療器具(例えば、メス)の検出された位置もしくは移動を示す入力データを受信するように構成されたインタフェース回路を含んでいてもよい。
【】
プロセッサ回路は、それに応じて、入力データに基づいて、超音波変換器320によって照射されるべき人130の領域を決定し、かつ照射されるべき領域に基づいて超音波変換器320の目標位置を決定するように構成されている。位置決めシステム340のための相応の命令を伴う制御データは、次いで、目標位置に基づいてプロセッサ回路によって決定される。
【】
このようにして、寝台装置300に統合された超音波変換器320は、状況に応じて駆動され得る。例えば、状況に応じて、人130の身体領域において、使用者(例えば、外科医)にとって有用かつ有益である超音波測定データが取得され得る。タッチディスプレイ、コンピュータ、ジョイスティック、または他の手動入力装置によるユーザ入力を用いた制御に加えて、の説明によれば、使用者の音声コマンド、使用者のジェスチャ、または使用者の眼球運動もまた、超音波変換器320の状況に応じた位置決めのために利用され得る。また、例えば、手術ロボット、または協働ロボット(英語:cobot(登録商標))への入力が入力データとして使用可能であり、超音波変換器320が位置決めシステム340によってそれに応じて位置決めされ得る。
【】
の説明によれば、超音波変換器320は、使用される器具からのフィードバックに基づいても位置決めされ得る。例えば、手術室内の位置検出システムにより、器具(例えば、メス)の位置または移動が光学的に追跡され、または決定され(すなわち、追跡され、英語:tracked)、そこから手術部位に対する器具の位置または移動が決定され得る。これらの位置データは、の説明によれば、超音波変換器320を、治療された手術部位の部分の近傍へ自動的に移動させ、例えば、人130の治療された身体領域の超音波画像化のための超音波測定データを生成するために利用され得る。したがって、統合された超音波変換器320は、例えば、外科医の1つまたは複数の器具に自動化されて追従し、信頼性高くリアルタイムで、例えば超音波画像化のための超音波測定データを提供し得る。したがって、外科医は、超音波による手術進行のリアルタイムモニタリングを利用できる。
【】
前述のプロセッサ回路、または手術台300の想定される電気回路350によって含まれる別個のプロセッサ回路はさらに、超音波変換器320に結合されており、これにより、超音波変換器320による超音波312の放射を制御し、または超音波変換器320によって反射超音波に基づいて生成された測定データを処理する。例えば、プロセッサ回路は、特定の期間にわたって特定の周波数の超音波の放射を選択的に生じさせるために、各制御信号を超音波変換器320へ印加するように構成されていてもよい。同様に、プロセッサ回路は、例えば、処理の枠組みで、超音波変換器320の測定データをデジタル化し、フィルタリングし、組み合わせ、解析するなどの処理を行うよう構成されていてもよい。
【】
超音波321の放射を制御するために、プロセッサ回路は複数の電子チャネル(すなわち、信号処理経路)を含む。このとき、電子チャネルの数は超音波変換器320の数よりも少なくてもよく、その場合、超音波変換器320のそれぞれに、駆動のための専用の電子チャネルが利用可能であるとは限らない。このような実施形態において、寝台装置300はさらに、マルチプレクサ回路を含み得て、マルチプレクサ回路は、さらに手術台300の想定される電気回路350の構成要素であってもよい。マルチプレクサ回路は、電子チャネルを超音波変換器320の部分集合に選択的に結合するように、それに応じて構成されている。これに応じて、超音波変換器320の部分集合が、超音波を放射するために駆動され得る。多くの場合、所望の超音波適用は、人130の特定の身体領域に限定されるため、超音波変換器130の一部のみが励起されればよい。これに応じて、電子チャネルの数は比較的少なくても十分であり、なぜなら、これらの電子チャネルは、必要に応じてマルチプレクサ回路によって超音波変換器320の任意のものに選択的に結合され得るからである。
【】
例えば、プロセッサ回路は、超音波321で照射されるべき人130の領域を示すデータに基づいて、超音波変換器320の部分集合を選択するように構成されていてもよい。例えば、照射されるべき領域は、前述した入力データから求められ得る。照射されるべき領域の大きさ、または所望の(目標)音圧レベルに基づいて、超音波変換器320の部分集合が選択され、位置決めシステム340によって照射されるべき領域へ移動可能である。次いで、プロセッサ回路は、電子チャネルを選択された超音波変換器320の部分集合に結合させるように、マルチプレクサ回路を制御するようにそれに応じて構成されている。これに応じて、選択された超音波変換器は、超音波321を放射するために電子チャネルによって駆動され得る。
【】
同様に、プロセッサ回路は、測定データを処理するための複数の追加の電子チャネル(すなわち、信号処理経路)を有する。追加の電子チャネルの数もまた、超音波変換器の数より少なくてもよい。これに応じて、マルチプレクサ回路はさらに、追加の電子チャネルを超音波変換器320の別の部分集合に選択的に結合するように構成されていてもよい。これに応じて、超音波変換器320の別の部分集合の測定データが処理され得る。前述したように、所望の超音波適用は、多くの場合、人130の特定の身体領域に限定されるため、超音波変換器320の一部の測定データのみが処理されればよい。反射超音波を測定するための、超音波変換器320の別の部分集合の超音波変換器は、超音波321を放射するための、超音波変換器320の部分集合の超音波変換器と同一でも異なっていてもよい。
【】
手術台300の想定される電気回路350の各回路または各構成要素と、超音波変換器320、ならびに位置決めシステム340との間の結合は多様であってもよい。特に、有線結合、無線結合(例えば、無線、光学、音響などによる)、またはそれらの組合せが利用され得る。
【】
図3の実施形態において、超音波変換器320はリニアアレイの形態で配置されている。しかしながら、本開示はこれに限定されない。むしろ、概ね任意のアレイ形状が利用可能であり、例えば、それぞれの寝台装置の所望または計画された使用に基づいて選択され得る。説明のために、以下では、異なるアレイ形状、および位置決めシステムの異なる構成を有するさらなる寝台装置がより詳細に説明される。
【】
図4は、手術台の形態であって、人130のための別の寝台装置400を示す。図3に示した寝台装置300とは対照的に、寝台装置400の超音波変換器420はマトリクスアレイの形態で配置されている。寝台装置400の位置決めシステム440は、寝台装置300の位置決めシステム340と比較して、超音波変換器420をさらに互いに直交する2つの空間方向に移動させることができる。言い換えれば、図3に示す寝台装置300において超音波変換器320が寝台装置300の長手方向に沿ってのみ移動可能である一方で、図4に示す寝台装置400において超音波変換器420は、寝台装置400の長手方向に沿っても、寝台装置400の幅方向に沿っても移動可能である。このために、図4には位置決めシステム440の追加のレールまたは走行面が示唆されている。
【】
図4に示唆されるように、超音波変換器420は、位置決めシステム440によって、寝台面110に対して回転させられてもよい。また、位置決めシステム440は、超音波変換器420の1つまたは複数を寝台面110に対して傾ける(傾斜させる)ように構成されていてもよい。例えば、マトリクスアレイは、いわゆるstarr-flexアレイとして形成されていてもよく、その場合、超音波変換器420のうち一部は傾斜可能である一方、超音波変換器420のうち他のものは傾斜不能である。
【】
図4にはさらに、放射された超音波421の方向が、ビームフォーミング(Beamforming)、すなわち複数の超音波変換器420の各超音波変換器のための位相およびレベル(強度)の相応の設定によって設定され得ることが示唆されている。したがって、超音波変換器420による超音波421の放射を制御するためのプロセッサ回路は、所望の放射特性(例えば、放射される超音波エネルギーの主方向)を得るために、複数の超音波変換器420の各超音波変換器の位相およびレベル(強度)を設定するように、それに応じて構成されていてもよい。
【】
図5は、手術台の形態であって、人130のための別の寝台装置500を示す。寝台装置500は、図3に示した寝台装置300の変形である。
【】
図5に示す寝台装置500において、寝台面510は、図3に示す寝台面110のように完全に平坦ではなく、側方で上方へ湾曲している。寝台装置500の超音波変換器520は、それに応じて湾曲したアレイの形態で配置されており、位置決めシステム540を介して、図3に関連して説明した原則と同様に、少なくとも寝台面510の長手方向に沿って移動可能である。
【】
アレイは、第1の部分、第2の部分、および第3の部分を含む。アレイは、個別の要素から製作され得る、または一体の部材として提供され得る。第1の部分は、アレイの中央に位置し、寝台面510の中央部と同様に概ね平坦である。第2の部分および第3の部分は、第1の部分の両端部に配置され、第1の部分に対して隆起しており、その結果、寝台面510が人130を横臥位置で受け入れる間、第2の部分および第3の部分に配置された超音波変換器は、人130の側方領域に対向する。言い換えれば、寝台面510の幅方向に沿って、超音波変換器520のアレイの両端は上方、すなわち寝台面510へ向かって湾曲しており、その結果、湾曲した端部に配置された超音波変換器は、人の側方領域に対向する。したがって、超音波変換器520のアレイは、断面において広義にU字形の形状を有する。
【】
超音波変換器520のアレイの湾曲形状により、寝台面510上に平坦に横たわる人510の部分だけでなく、人130の側方領域も超音波適用に供され得る。例えば、これにより、人の側方領域も超音波画像化において取得可能となり、または人の側方領域が(治療用)超音波で治療可能となる。説明のために、図5には再び、超音波変換器520によって放射された超音波521が示されている。
【】
図5の実施形態において、超音波変換器520のアレイはリニアアレイである。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。原則として、1つの空間方向に沿って上方、すなわち寝台面510へ向かって湾曲している任意の種類のアレイが使用可能である。
【】
前述した実施形態では、手術台の想定される電気回路の配置が、それぞれのテーブル脚部に示されている。しかしながら、本開示はこれに限定されない。超音波変換器の制御のため、超音波変換器の測定データの処理のため、位置決めシステムの制御のためなどの寝台装置の電気回路は、一部として、または完全に、挿入モジュールの一部として提供され得る。これは、人130のための手術台の形態の別の寝台装置600を示す図6および図7に示されている。で説明したプロセッサ回路は、ここでは挿入モジュール660の一部として提供されており、その結果、プロセッサ回路は、寝台装置600の挿入インタフェース650に取り外し可能に取り付けられている。したがって、プロセッサ回路は、寝台装置600から非破壊で分離され、例えば、1つまたは複数の他の寝台装置のために使用可能である。で説明したプロセッサ回路と同様に、例えば、で説明したマルチプレクサ回路、または超音波変換器620のための位置決めシステム640ので説明した電子回路もしくは回路も、挿入モジュール660の一部として提供可能であり、その結果、マルチプレクサ回路および/または位置決めシステム640の電子回路もしくは回路は、寝台装置600の挿入インタフェース650に取り外し可能に取り付けられ、かつ寝台装置600から非破壊で分離され得る。
【】
の実施形態では、超音波変換器とその他の電子回路とは分離されている。しかしながら、本開示はこれに限定されない。図8は、寝台面に対して自由に移動可能な測定システム800を示す。図8が、筐体810を含む測定システム800の斜視図を示す一方、図9は、さらに測定システム800の半透明表示を示す。
【】
測定システム800は、の説明に従う1つまたは複数の超音波変換器820を含む。さらに、測定システムは、寝台面に対して測定システム800を移動させるための車輪830の形態の複数のアクチュエータを含み、これらは、制御データに基づいて測定システム800の駆動システムによって駆動される。すでに上述したように、車輪830は、アクチュエータの可能な形態の1つにすぎない。測定システム800の移動のための他のアクチュエータも同様に使用可能である。明確化のために、駆動システムは図8および図9に別個に示されていない。例えば、測定システム800は、図8および図9に示すように、4つの駆動車輪830を含んでいてもよい。しかし、測定システムのために他の任意の数の車輪が使用されてもよい。例えば、車輪830は、全方向車輪(英語:omni wheels)として構成されていてもよい。図9において参照符号「850」は、一般的に回路を備えたプリント基板を示しており、測定システム800の多くの想定される電気回路またはサブシステムを全般的に表している。例えば、駆動システムは、少なくとも部分的に回路基板850の一部であってもよい。
【】
車輪および駆動システムを介して、測定システム800は寝台面に対して自由に移動可能であり、それにより、測定システム800の少なくとも1つの超音波変換器による所望または計画された超音波適用のために、1つまたは複数の身体領域へ狙い定めて到達し、または走査することができる。これは、人130のための手術台の形態の別の寝台装置1000を示す図10において、再び明示的に示されている。
【】
寝台装置1000の位置決めシステム1040は、1つの測定システムだけでなく、3つの測定システム1041、1042、および1043を含む。測定システム1041、1042、および1043は、本明細書で説明した測定システム800のように形成されており、それぞれの駆動車輪を用いて寝台装置1000の表面上を自由に移動でき(例えば、寝台装置1000の音響結合媒体が充填された空間内で)、これにより寝台装置1000の寝台面1010に対して移動する。3つの測定システム1041、1042、および1043により、人130のさまざまな身体領域が同時に(並行して)検査され、または治療され得る。図10の例において、測定システム1041によって人130の頸部領域が検査され、または治療される一方、測定システム1042によって並行して人130の肩領域が検査され、または治療され、かつ測定システム1043によって並行して人130の脚部領域が検査され、または治療される。
【】
各測定システムは、測定システムの駆動システムおよび測定システムの少なくとも1つの超音波変換器に電気エネルギーを提供するように構成された充電式バッテリを含む。図8および図9において、バッテリは明示的に示されていないが、寝台装置の充電システムに接触するための電気接点840が示されている。例えば、バッテリは、少なくとも部分的に回路基板850の一部であってもよい。図10は、充電システムの対応する電気接点1050を示す。代替の実施形態において、充電は、非接触で、例えば誘導により、行われてもよい。
【】
各測定システムはさらに、少なくとも1つの測定システムと、その周囲の物体との間の距離を決定するように構成された少なくとも1つの距離センサを含む。例えば、少なくとも1つの距離センサは、少なくとも部分的に回路基板850の一部であってもよい。駆動システムは、決定された距離に基づいて複数の車輪を駆動するように、それに応じて構成されている。距離センサは、各測定システムが自身の位置を決定し、これにより各測定システムの寝台面に対する相対移動を改善することを可能にする。例えば、図10に示す測定システムは、距離センサを用いて、他の測定システム1042および1043への距離、または寝台面1010の側方境界への距離を決定し、これらを測定システム1041の移動において考慮し得る。
【】
さらに、寝台装置1000は、測定システム1041、1042、および1042の各位置を追跡(すなわち、決定)するように構成された追跡システム1060を含む。追跡システム1060の対応するセンサ1061、1062、1063、および1064が図10に示唆されている。追跡システム1060は、各測定システム1041、1042、および1042の位置を決定し、これにより各測定システム1041、1042、および1042の寝台面1010に対する相対移動を改善することを可能にする。例えば、追跡システム1060によって決定された位置が各測定システム1041、1042、および1042へ送信され得て、その結果、各測定システム1041、1042、および1042は、例えば目標位置への移動において決定された位置を考慮することができる。
【】
各測定システムは、制御データ、および任意選択で、例えば追跡システム1060によって測定された測定システムの位置、または追跡システムによって測定された他の測定システムの位置などの追加データを無線で受信するように構成された無線通信回路を含む。例えば、無線通信回路は、少なくとも部分的に回路基板850の一部であってもよい。代替の実施形態において、有線のデータ交換も設けられ得る。
【】
の実施形態と同様に、少なくとも1つの測定システムはさらに、測定システムの少なくとも1つの超音波変換器に結合され、かつ測定システムの少なくとも1つの超音波変換器による超音波の放射を制御し、および/または測定システムの少なくとも1つの超音波変換器によって反射超音波に基づいて生成された測定データを処理するように構成された回路を含む。例えば、回路は、少なくとも部分的に回路基板850の一部であってもよい。
【】
実施形態によれば、測定システムは、例えば、手術台1000のゲルまたは水が充填された空間内を自由に移動可能であり、外部から、例えば無線で制御される(ただし、制御および電力供給はケーブルによって行うことも可能である)。無線測定システムは、バッテリおよび無線接続を備える。寝台装置1000内の無線測定システムのための充電ポイントに加えて、当該無線測定システムは、空間内での自由移動のための独立した距離センサを有する。正確な位置検出のために、任意選択で、例えば、寝台装置1000の側方に統合された追跡システム(例えば、音響、光学、誘導など)が正確な位置決定のために使用可能である。
【】
無線測定システムは、完全に寝台装置1000に統合され、位置決めシステムの構成要素として位置付けられている。上述したように、当該無線測定システムは、無線(例えば、無線、光学、音響など)により、別のデータ処理ユニット、電力供給(例えば、誘導)、表示ユニットなどに結合され得る。代替として、当該結合は有線で行われてもよい。
【】
図11は、図5に示した寝台装置500の拡張を示す。図11に示す寝台装置1100は、寝台装置500と比較して、寝台面510の大部分のための取り外し可能なカバー1150を追加で含む。カバー1150は、寝台面510の大部分を覆う蓋として機能する。カバー1150は、人130が寝台面510によって横臥位置で受け入れられている間、人130を部分的に覆う。
【】
カバー1150は、別のアレイの形態で配置され、かつ寝台面510の方向(すなわち、人130の方向)へ超音波を放射し、および/または寝台面510の方向からの反射超音波(すなわち、人によって反射された超音波)を測定するように構成された追加の超音波変換器1160を含む。寝台面510の下方に配置された寝台装置1100の超音波変換器520は、斜視図上の理由により図11では見えない。図5の実施形態において、超音波変換器1160のアレイはリニアアレイである。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。原則として、任意の種類のアレイが使用可能である。
【】
追加のカバーにより、カバー1150内の各超音波変換器、ならびに寝台面510の第2の側における超音波変換器を介して、互いに対向する2つの空間方向から、人130へ超音波が導入され得る。同様に、互いに対向する2つの空間方向から、反射超音波が測定され得る。これにより、超音波画像化については改善された空間分解能が可能となり、一方、治療用超音波適用については複数の空間方向からの音響エネルギーの導入が可能となる。
【】
カバー1150は、超音波変換器1160のための別の位置決めシステム1170を含む。位置決めシステム1170の単なる例として、図11には2つのレールまたは案内路が示されており、それらに沿って超音波変換器1160が別の位置決めシステム1170によって移動可能である。別の位置決めシステム1170は、前述した位置決めシステムと同様に多様に形成され得て、これにより超音波変換器1160を、追加の制御データに基づいて、カバー1150内で、かつ寝台面510に対して移動させることができる。これに応じて、カバー1150の超音波変換器1160は、寝台面510上に受け入れられた人130の特定の身体領域へ制御されて移動され、これらを狙い定めて超音波で照射し、またはこれらからの反射超音波を狙い定めて測定することができる。
【】
寝台面510の第2の側における超音波変換器についてのの説明と同様に、カバー1150の超音波変換器1160も、追加の制御データによって、寝台面510に対して標準化され、かつ再現性をもって位置決めされ得る。特に、別の位置決めシステム1170は、追加の制御データに基づいて、例えば、カバー1150内で、かつ寝台面510に対して、超音波変換器1160の1つまたは複数を1つまたは複数の空間方向に沿って移動させ、および/またはカバー1150内で、かつ寝台面510に対して、超音波変換器1160の1つまたは複数を回転させ、および/またはカバー1150内で、かつ寝台面510に対して、超音波変換器1160の1つまたは複数を傾けるように制御可能であってもよい。例えば、制御データおよび追加の制御データの適切な構成により、寝台面510の第2の側における超音波変換器と、カバー1150の超音波変換器1160とを用いた、区分ごと、または層ごとの超音波画像化が実行可能であり、その結果、寝台装置1000による超音波ベースのトモグラフィが可能となる。
【】
カバー1150は、寝台面510が人130を横臥位置で受け入れる間に、人130に接触するための接触部を含む。言い換えれば、接触部は、人130が寝台面上に横たわるときに、人130に接触するように形成されている。したがって、図11では、カバー1150の下面が変形可能に構成されており、その結果、接触部の形状、または少なくともカバー1150の下面の一部の形状は、人130の身体形状に適合可能である。例えば、接触部は、弾性の音透過性膜、すなわち一般に弾性の音透過性材料によって形成され得て、その結果、前記接触部は人の身体に密着し得る。接触部の身体への適合は、任意選択で、負圧または正圧を生成することにより、改善された身体接触をもたらし得る。
【】
超音波変換器1160は、超音波変換器1160と接触部とを音響結合させるための音響結合媒体内に配置されている。音響結合媒体は、接触部を覆っている。音響結合材は、接触部の第1の側に配置されており、この第1の側は、人と接触するように構成された接触部の第2の側の反対側である。音響結合媒体は、前述したように構成されていてもよい。接触部は、音響結合媒体内へのカバーの少なくとも1つの超音波変換器の配置とともに、カバーの少なくとも1つの超音波変換器と人との間の良好な音響結合を可能にする。
【】
図12は、図11に示した寝台装置1100の変形を示す。図12に示す寝台装置1200は、寝台装置1100と比較して、短縮された取り外し可能なカバー1250を含み、当該カバー1250は、カバー1150と比較して、寝台面510のより小さい部分のみを覆う。取り外し可能なカバーの寸法設定は、例えば、所望の超音波適用に依存して選択され得る。
【】
図11および図12に示す取り外し可能なカバー1150および1250に代えて、人130の身体形状に適合するために変形可能な被覆部材190も使用可能である。被覆部材190は、寝台面110が人130を横臥位置で受け入れる間に、人130を部分的に覆うように適合されている。取り外し可能なカバー1150および1250と同様に、被覆部材190は複数の超音波変換器を含み、超音波変換器は、人130の方向へ超音波を放射し、かつ人130によって反射された超音波を測定するように構成されている。前述したカバー1150および1250の超音波変換器についての説明と同様に、本発明に係る寝台装置100と被覆部材190との組合せにより、互いに対向する2つの空間方向から、人130へ超音波が導入され得る。同様に、互いに対向する2つの空間方向から、反射超音波が測定され得る。これにより、超音波画像化については改善された空間分解能が可能となり、一方、治療用超音波適用については複数の空間方向からの音響エネルギーの導入が可能となる。
【】
被覆部材190の下面は、寝台面110が人130を横臥位置で受け入れる間に、人130に接触するための接触部をさらに含む。言い換えれば、接触部は、人130が寝台面110上に横たわるときに、人130に接触するように形成されている。被覆部材190の超音波変換器は、被覆部材190の超音波変換器と接触部とを音響結合させるための音響結合媒体内に配置されている。音響結合媒体は、接触部を覆っている。音響結合材は、接触部の第1の側に配置されており、この第1の側は、人130と接触するように構成された接触部の第2の側の反対側である。音響結合媒体は、前述したように構成されていてもよい。例えば、接触部、または少なくとも被覆部材190の一部は、弾性の音透過性膜、すなわち一般に弾性の音透過性材料によって形成され得て、その結果、接触部または被覆部材190は、人130の身体に密着し得る。接触部または被覆部材190の身体への適合は、任意選択で、負圧または正圧を生成することにより、改善された身体接触をもたらし得る。
【】
前述した実施形態から明らかなように、本開示に係る位置決めシステムは、超音波変換器、または超音波変換器のアレイを、所望のすべての空間方向へ狙い定めて配向させることを可能にする。
【】
前述した実施形態では、多くの場合、超音波変換器の1つの移動可能なアレイのみを備える寝台装置が示された。しかしながら、本開示はこれに限定されない。むしろ、本開示に係る寝台装置は、複数の移動可能な超音波変換器アレイを備え得て、アレイは、前述した原則に従って移動または動作可能である。個々の超音波変換器アレイは、同一に構成されていても異なって構成されていてもよい。
【】
前述したように、それぞれの位置決めシステムのための制御データは、それぞれの寝台装置の外部の外部エンティティによって生成され得る。図13は、人のための寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動を外部制御するための対応する装置1300を示す。装置1300は、例えば、寝台装置(例えば、前述した寝台装置の通信回路)に結合されたサーバ、またはコンピューティングクラウド/データクラウド(英語:computing cloud)であってもよい。
【】
装置1300は、少なくとも1つの超音波変換器の移動制御のための使用者のユーザ入力、および/または使用者の身体部位(例えば、手、腕、頭部)の検出された位置もしくは移動、および/または使用者の検出された視線方向、および/または使用者によって使用される医療器具(例えば、メス、鉗子など)の検出された位置もしくは移動を示す入力データ1301を受信するように構成されたインタフェース回路1310を含む。入力データは、無線(例えば、無線もしくは高周波の波、または光波による)でも、有線(例えば、ケーブルまたは光ファイバによる)でも受信可能である。通信は、標準化された通信プロトコル(例えば、ブルートゥース(Bluetooth)、無線LAN(Wireless LAN:WLAN)IEEE 802.11、ジグビー(ZigBee)など)に従って行うことができる。
【】
ユーザ入力は、例えば、外部または内部のヒューマンマシンインタフェースであって、ジョイスティック、タッチスクリーン、コンピュータマウス、またはマイクロフォンなどから取得され得る。身体部位の位置、または使用者の移動、および使用者の視線方向、および使用者によって使用される医療器具の位置もしくは移動は、例えば、装置1300の内部または外部における追跡システム(英語:tracking system)によって取得され得る。
【】
さらに、装置1300は、入力データ1301に基づいて、少なくとも1つの超音波変換器によって照射されるべき領域を決定するように構成されたプロセッサ回路1320を含む。寝台装置のプロセッサ回路について前述した原則と同様に、入力データは、例えば、1つまたは複数の静的規則に基づいて、または人工知能(例えば、訓練された機械学習モデル、英語:trained machine-learning model)によって評価され、そこから照射されるべき領域が決定され得る。
【】
プロセッサ回路1320はさらに、照射されるべき領域に基づいて、少なくとも1つの超音波変換器の目標位置を決定するように構成されている。目標位置の決定もまた、寝台装置のプロセッサ回路について前述した原則と同様に行われ得る。
【】
さらに、プロセッサ回路1320は、目標位置に基づいて、寝台装置の位置決めシステムのための制御データ1302を決定するように構成されている。制御データ1302は、位置決めシステムに、寝台装置の寝台面に対して少なくとも1つの超音波変換器を目標位置へ移動させるように促すための1つまたは複数の命令を含む。寝台面は、前述したように、寝台面の第1の側において、人を横臥位置で受け入れるように形成されている。少なくとも1つの超音波変換器は、前述したように、寝台面の第1の側の反対側である第2の側に配置されている。
【】
インタフェース回路1310はさらに、制御データ1302を寝台装置へ送信(無線または有線)するように構成されている。
【】
プロセッサ回路は、時間の経過に伴って複数の照射されるべき領域、およびそれに応じて複数の目標領域を決定し得て、これにより少なくとも1つの超音波変換器を順次目標位置へ移動させ得ることに留意すべきである。同様に、互いに独立して移動可能な複数の超音波変換器と、複数の照射されるべき領域または目標位置とが存在する場合、超音波変換器の第1の部分は第1の目標位置へ、超音波変換器の第2の部分は第2の目標位置へ、など、プロセッサ回路1320側による制御データ1302の適切な生成によって並行して移動可能である。これに応じて、例えば、複数の身体領域の並行画像化が行われ得る。
【】
装置1300は、人のための寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動を外部から制御することを可能にする。これに応じて、寝台装置自体は、回路技術またはロジックを削減して低コストで提供され得る。
【】
本開示に係る寝台装置の位置決めシステムのための制御データ生成をさらに詳細に説明するために、以下では図14を参照して、人のための寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動を外部制御するための方法1400がより詳細に説明される。
【】
方法1400は、少なくとも1つの超音波変換器の移動制御のための使用者のユーザ入力、および/または使用者の身体部位の検出された位置もしくは移動、および/または使用者の検出された視線方向、および/または使用者によって使用される医療器具の検出された位置もしくは移動を示す入力データを受信すること1402を含む。さらに、方法1400は、入力データに基づいて、少なくとも1つの超音波変換器によって照射されるべき領域を決定すること1404を含む。同様に、方法1400は、照射されるべき領域に基づいて、少なくとも1つの超音波変換器の目標位置を決定すること1406を含む。方法1400はさらに、目標位置に基づいて、寝台装置の位置決めシステムのための制御データを決定すること1408を含む。制御データは、位置決めシステムに、寝台装置の寝台面に対して少なくとも1つの超音波変換器を目標位置へ移動させるように促すための1つまたは複数の命令を含む。寝台面は、寝台面の第1の側において、人を横臥位置で受け入れるためのものである。少なくとも1つの超音波変換器は、寝台面の第1の側の反対側である第2の側に配置されている。方法1400は、制御データを寝台装置へ送信すること1410を含む。
【】
方法1400は、人のための寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の移動の外部制御を可能にする。これに応じて、寝台装置自体は、回路技術またはロジックを削減して低コストで提供され得る。
【】
方法1400のさらなる詳細および態様については、前述のとおり詳細に説明されている。したがって、方法1400は、前述した1つまたは複数の態様を追加で含んでいてもよい。
【】
すでに前述したように、本開示に係る寝台装置は、さまざまな超音波適用のために使用可能である。特に、本開示に係る寝台装置は、超音波画像化および(治療用)超音波治療のために使用可能である。
【】
以下では、図15および図16を参照して、本開示に係る寝台装置を使用した、超音波画像化および(治療用)超音波治療の2つの例示的な方法がより詳細に説明される。
【】
図15は、超音波画像化の方法1500を示す。方法1500は、本開示に係る寝台装置、またはシステムの寝台面上に受け入れられた人、動物、または物体を、寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を使用して超音波で照射すること1502を含む。さらに、方法1500は、寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を使用して、(例えば、反射されたまたは透過した)超音波を測定すること1504を含む。さらに、方法1500は、測定された超音波に基づいて、人、動物、または物体の少なくとも一部の画像を生成すること1506を含む。測定データに基づく画像の生成は、既知の方法またはアプローチ(例えば、反射超音波画像化または透過超音波画像化)に従って行うことができる。
【】
超音波画像化のためには、放射され、かつ測定される超音波の周波数は、例えば、2~20 MHzであってもよい。ただし、本開示は周波数範囲に限定されないことに留意すべきである。原則として、任意の適切な周波数、または任意の適切な周波数範囲が選択され得る。
【】
本開示に係る寝台装置は、寝台面の下方から、超音波による照射、および(例えば、反射されたまたは透過した)超音波の測定を可能にする。寝台面上に受け入れられた人または動物に対する施術者(例えば、医師による検査、または外科医による外科的処置)による処置は、これにより、超音波画像化のために中断される必要がない。同様に、の実施形態によれば、例えば経過観察のための標準化され、かつ正確に再現可能なデータ収集が可能である。
【】
方法1500のさらなる詳細および態様は、前述においてより詳細に説明されている。したがって、方法1500は、前述した1つまたは複数の態様を追加で含んでいてもよい。
【】
図16は、(治療用)超音波治療の方法1600を示す。方法1600は、本開示に係る寝台装置、またはシステムの寝台面上に受け入れられた人または動物を、寝台装置の少なくとも1つの超音波変換器の1つまたは複数を使用して、(治療用)超音波で照射すること1602を含む。
【】
例えば、治療用超音波処置のために放射される超音波の周波数は、超音波の所望の浸透深さに応じて、200kHz、800kHz、1MHz、または3MHzであってもよい。ただし、本開示はこれらの周波数に限定されないことに留意すべきである。原則として、任意の適切な周波数、または任意の適切な周波数範囲が選択され得る。
【】
寝台装置は、寝台面の下方から、(治療用)超音波による照射を可能にする。寝台面上に受け入れられた人または動物に対する施術者(例えば、外科医による外科的処置)による処置は、これにより、超音波適用のために中断される必要がない。
【】
方法1600のさらなる詳細および態様は、前述においてより詳細に説明されている。したがって、方法1600は、前述した1つまたは複数の態様を追加で含んでいてもよい。
【】
実施形態によれば、本開示はまた、本明細書で説明される超音波診断方法(例えば、超音波画像化)と超音波治療方法(例えば、治療用超音波処置)とのすべての組合せであって、セラノスティック方法の形態のものにも関する。
【】
の説明が示したように、本開示に係る寝台装置、ならびに寝台装置を使用する方法の利点は多岐にわたる。
【】
例えば、超音波変換器は、使用者によって手動で操作される必要がなくなる。これにより、超音波データ取得は初めて使用者から独立し、したがって、例えば経過観察のための標準化および正確に再現可能なデータ収集を可能にする。
【】
上方からゲルを用いてデータ取得のために超音波ヘッドを結合させる必要がなく、かつデータ取得のために処置を中断する必要がない状態での、手術部位の開放、および恒常的なデータ取得が可能となる。画像化は、下方および/または側方から行われる。
【】
上方からの別のユニットにより、特に人の全身について、初めてトモグラフィデータ取得が可能となる。
【】
超音波診断だけでなく、超音波治療、または超音波診断と超音波治療との組合せにも使用可能である。
【】
まさにデータが必要とされる場所での超音波データ収集のインテリジェント制御のためのインタフェースを提供する。
【】
例えば以下の分野で使用可能である。
a)超音波トモグラフィにまで至る診断用超音波画像化
b)超音波治療
c)手術台、処置用寝台、救急用寝台、集中治療室の介護ベッドへの統合
d)術中画像ナビゲーション
e)超音波診断および経過観察のための分散型データ収集、例えば、医療専門職員を必要としない農村地域における分散型データ収集
【】
前述の例の特定のものに関連して説明された態様および特徴は、他の例の同一または類似の特徴を置換するために、または当該特徴を他の例へ追加で導入するために、他の例の1つまたは複数と組み合わせられてもよい。
【】
例はさらに、プログラムがコンピュータ、プロセッサ、または他のプログラマブルハードウェア構成要素上で実行される場合に、の1つまたは複数の方法を実行するためのプログラムコードを有する(コンピュータ)プログラムであってもよいし、またはこれに関するものであってもよい。したがって、で説明した各方法のステップ、動作、またはプロセスは、プログラムされたコンピュータ、プロセッサ、または他のプログラマブルハードウェア構成要素によって実行されてもよい。例はまた、マシン読取可能、プロセッサ読取可能、またはコンピュータ読取可能であり、かつ、機械実行可能、プロセッサ実行可能、またはコンピュータ実行可能なプログラムおよび命令を符号化し、または含む、プログラム記憶装置(例えばデジタルデータ記憶媒体)を対象とする場合もある。プログラム記憶装置は、例えば、デジタルメモリ、磁気ディスクおよび磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードディスクドライブ、または光学的に読取可能なデジタルデータ記憶媒体を含んでいてもよいし、これらのいずれかであってもよい。他の例はまた、で説明した方法のステップを実行するようにプログラムされたコンピュータ、プロセッサ、制御ユニット、フィールドプログラマブルロジックアレイ(Field Programmable Logic Arrays:(F)PLAs)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Arrays:(F)PGA)、グラフィックプロセッサユニット(Graphics Processor Unit:GPU)、アプリケーション特定集積回路(Application-specific integrated circuit:ASIC)、集積回路(Integrated Circuit:IC)、またはワンチップシステム(System-on-a-Chip:SoC)も含み得る。
【】
さらに、個別に明示的に示される場合、または技術的理由により必須である場合を除き、記載または請求項に開示された複数のステップ、プロセス、動作、または機能の開示は、記載された順序に必ず存在するものとして解釈されるべきではないことが理解される。したがって、の説明により、複数のステップまたは機能の実施は特定の順序に限定されない。さらに、他の例においては、単一のステップ、単一の機能、単一のプロセス、または単一の動作が、複数のサブステップ、サブ機能、サブプロセス、またはサブ動作を含み、および/またはそれらへ分割されてもよい。
【】
前述の節において、いくつかの態様が装置またはシステムに関連して説明された場合、これらの態様は、対応する方法の説明としても理解されるべきである。ここで、例えば、ブロック、装置、または装置もしくはシステムの機能的態様は、対応する方法の特徴、例えば方法ステップに対応し得る。それに応じて、方法に関連して説明される態様は、対応する装置または対応するシステムの対応するブロック、対応する要素、特性、または機能的特徴の説明としても理解されるべきである。
【】
以下の請求項は、これにより、詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、それ自体として独立した例として存在し得る。さらに、従属請求項が請求項において1つまたは複数の他の請求項との特定の組合せに言及している場合であっても、他の例は、従属請求項と、他の任意の従属請求項または独立請求項の対象との組合せも含み得ることに留意すべきである。そのような組合せは、個別に特定の組合せが意図されていないことが示されない限り、これにより明示的に提案される。さらに、請求項が他の独立請求項に直接従属するものとして定義されない場合であっても、ある請求項の特徴は、他の任意の独立請求項にも含まれるべきである。
【図】
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【手続補正書】
【提出日】
【手続補正】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項】
寝台面(110)の第1の側において人、動物、または物体を横臥位置で受け入れるように構成された寝台面(110)と、
前記寝台面(110)の前記第1の側の反対側の第2の側に配置され、かつ前記寝台面(110)を通じて前記第1の側の方向へ超音波を放射し、および/または前記第1の側において前記第2の側の方向へ反射されたもしくは透過した超音波を測定するように構成された少なくとも1つの超音波変換器(120)と、
前記少なくとも1つの超音波変換器(120)と前記寝台面(110)とを音響結合させるための音響結合媒体が充填されたマットレスと、を含み、前記音響結合媒体が前記第2の側において前記寝台面(110)を覆い、前記マットレスの外装の一部が前記寝台面(110)を形成し、
前記寝台面(110)の形状は、前記人もしくは前記動物の身体形状、または前記物体の形状に適合するために変形可能であり、かつ前記少なくとも1つの超音波変換器(120)が前記マットレス内の前記音響結合媒体内に配置されている、
前記人、前記動物または前記物体のための寝台装置(100)。
【請求項】
制御データに基づいて前記少なくとも1つの超音波変換器(120)を前記寝台面(110)に対して移動させるように構成された位置決めシステム(340)をさらに含む、請求項1に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記位置決めシステム(340)は、前記制御データに基づいて、前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の1つまたは複数を前記寝台面(110)に対して1つまたは複数の空間方向に沿って移動させ、および/または前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の1つまたは複数を前記寝台面(110)に対して回転させ、および/または前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の1つまたは複数を前記寝台面(110)に対して傾けるように制御可能である、請求項2に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台装置(100)は前記超音波変換器(120)のアレイを含み、前記アレイは第1の部分と、第2の部分と、第3の部分と、を含み、前記第1の部分は概ね平坦であり、前記第2の部分および前記第3の部分は前記第1の部分の両端部に配置され、かつ前記第1の部分に対して隆起しており、その結果、前記寝台面(110)が前記人、前記動物、または前記物体を横臥位置で受け入れる間、前記第2の部分および前記第3の部分に配置された前記超音波変換器(120)は、前記人、前記動物、または前記物体の側方領域に対向している、請求項2または請求項3に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記位置決めシステム(340)は、前記寝台面(110)に対して自由に移動可能な少なくとも1つの測定システム(800)を含み、前記少なくとも1つの測定システム(800)は、
前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の1つまたは複数と、
前記寝台面(110)に対して前記測定システムを移動させるための少なくとも1つのアクチュエータ(830)と、
前記制御データに基づいて前記少なくとも1つのアクチュエータを駆動するための駆動システムと、
を含む、請求項2または請求項3に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台装置(100)の外部のエンティティから前記制御データを受信するように構成された通信回路をさらに含む、請求項2
または請求項3に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
インタフェース回路であって、前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の移動制御のための使用者のユーザ入力、および/または前記使用者の身体部位の検出された位置もしくは移動、および/または前記使用者の検出された視線方向、および/または前記使用者によって使用される医療器具の検出された位置もしくは移動を示す入力データを受信するように構成された、インタフェース回路と、
プロセッサ回路であって、
前記入力データに基づいて、前記少なくとも1つの超音波変換器(120)によって照射されるべき領域を決定するように構成され、
前記照射されるべき領域に基づいて、前記少なくとも1つの超音波変換器(120)の目標位置を決定するように構成され、
前記目標位置に基づいて、前記制御データを決定するように構成された、プロセッサ回路と、
をさらに含む、請求項2
または請求項3に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台装置(100)は複数の超音波変換器(120)を含み、前記複数の超音波変換器(120)は、前記寝台面(110)を少なくとも部分的に覆うアレイ内に、前記寝台面(110)に対して固定位置で配置されている、請求項1に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記少なくとも1つの超音波変換器(120)に結合され、かつ、
前記少なくとも1つの超音波変換器(120)による前記超音波の放射を制御するように構成され、および/または
前記少なくとも1つの超音波変換器(120)によって測定された前記超音波に基づいて生成された測定データを処理するように構成された、プロセッサ回路をさらに含む、請求項1から
3のいずれか一項に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台装置(100)は複数の超音波変換器(120)を含み、前記プロセッサ回路は、前記超音波の放射を制御するための複数の電子チャネルを含み、前記寝台装置(100)はさらに、前記電子チャネルを前記複数の超音波変換器(120)の部分集合に選択的に結合するように構成されたマルチプレクサ回路を含む、請求項
9に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記プロセッサ回路は、
前記超音波で照射されるべき領域を示すデータに基づいて、前記複数の超音波変換器(120)の部分集合を選択するように構成され、かつ
前記電子チャネルを、選択された前記複数の超音波変換器(120)の部分集合に結合させるように、前記マルチプレクサ回路を制御するように構成されている、請求項
10に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台装置(100)は、手術台、医療処置台、病床、または救急担架である、請求項1から
3のいずれか一項に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記寝台面(110)の少なくとも一部のための取り外し可能なカバーをさらに含み、前記カバーは、前記寝台面(110)の方向へ超音波を放射し、および/または前記寝台面(110)の方向からの反射されたもしくは透過した超音波を測定するように構成された少なくとも1つの超音波変換器(1160)を含む、請求項1から
3のいずれか一項に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記カバーは、前記寝台面(110)が前記人、前記動物、または前記物体を横臥位置で受け入れる間に、前記人、前記動物、または前記物体に接触するための接触部を含み、前記カバーの前記少なくとも1つの超音波変換器(1160)は、前記カバーの前記少なくとも1つの超音波変換器(1160)と前記接触部とを音響結合させるための音響結合媒体内に配置され、前記音響結合媒体は前記接触部を覆っている、請求項
13に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記接触部の形状は、前記人もしくは前記動物の身体形状、または前記物体の形状に適合するために変形可能である、請求項
14に記載の寝台装置(100)。
【請求項】
前記カバーは、さらな
る制御データに基づいて、前記カバーの前記少なくとも1つの超音波変換器(1160)を前記寝台面(110)に対して移動させるように構成された別の位置決めシステム(1170)を含む、請求項
13に記載の寝台装置(100)。
【国際調査報告】