JP2004237083A - Ultrasonic probe supporting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検者に対し超音波を送受波する超音波探触子を保持する超音波探触子保持装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe holding device that holds an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject.
従来から、生体内部の診断部位を診断するために、被検者の体表から体内に向かって超音波を放射し、その反射信号から生体内部の情報を取得する超音波診断が多用されている。これは、超音波探触子を診断したい診断部位近辺の体表に押し当て、超音波を送受信することにより行われる。このような超音波診断において、診断部位の一時的な状態だけではなく、一定時間、観測を行い、診断部位の時間的変化をみる場合がある。診断部位の時間的変化をみることにより、その機能的異常を検出することができる。例えば、血液の流速や血管の収縮の様子を30分から1時間の長時間にわたり観測することにより循環器系の機能診断を行なう場合などがある。このような診断部位の時間的変化をみる場合には、一定時間、超音波探触子を診断部位の近辺の体表に押し当てた状態で、超音波を送受信する。この際、通常、医師などの観測者は、超音波探触子を手で診断部位の近辺に運び、同じ場所に保持している。 2. Description of the Related Art Conventionally, in order to diagnose a diagnostic site inside a living body, ultrasonic diagnosis that radiates ultrasonic waves from the body surface of a subject toward the body and acquires information inside the living body from a reflected signal has been frequently used. . This is performed by pressing an ultrasonic probe against a body surface near a diagnostic part to be diagnosed and transmitting and receiving ultrasonic waves. In such an ultrasonic diagnosis, there is a case where observation is performed not only for a temporary state of a diagnostic part but also for a certain period of time and a temporal change of the diagnostic part is observed. The functional abnormality can be detected by observing the temporal change of the diagnostic site. For example, there is a case where a function diagnosis of the circulatory system is performed by observing the state of blood flow or the contraction of blood vessels over a long period of time from 30 minutes to 1 hour. When observing such a temporal change of the diagnostic site, the ultrasonic probe is transmitted and received while the ultrasonic probe is pressed against the body surface near the diagnostic site for a certain period of time. At this time, usually, an observer such as a doctor carries the ultrasonic probe by hand to the vicinity of the diagnosis site and holds it at the same location.
このような超音波診断を行なう場合には、長時間、超音波探触子を同じ場所で保持する必要がある。超音波探触子の位置がずれた場合、正確な診断部位の変化の様子を得ることができないからである。そのため、上述したように通常、観測者の手で長時間、超音波探触子を保持している。しかしながら、観測者の手で長時間、超音波探触子を保持することは、観測者にとって負担が大きいという問題がある。 When performing such an ultrasonic diagnosis, it is necessary to hold the ultrasonic probe at the same place for a long time. This is because when the position of the ultrasonic probe is displaced, it is not possible to obtain an accurate change in the diagnostic site. Therefore, as described above, the ultrasound probe is usually held for a long time by the observer's hand. However, holding the ultrasonic probe for a long time with the observer's hand has a problem in that the burden on the observer is great.
ところで、超音波診断において、超音波探触子を保持する位置は、診断部位の近辺である必要がある。特に、診断部位が血管など、比較的小さい診断部位の場合は、わずか数ミリの位置ずれでも大きな誤差の原因となるため、微小な位置決め精度が必要となる。また、超音波探触子を被検者の体表との間に隙間が生じないように体表に押し当てておく必要がある。したがって、観測者は、超音波探触子を被検者の体勢等に合わせて、超音波探触子の向きも微妙に調整しなければならない。 By the way, in the ultrasonic diagnosis, the position where the ultrasonic probe is held needs to be near the diagnosis site. In particular, when the diagnostic site is a relatively small diagnostic site such as a blood vessel, even a positional deviation of only a few millimeters causes a large error, and thus requires a minute positioning accuracy. Further, it is necessary to press the ultrasonic probe against the body surface so that no gap is formed between the ultrasonic probe and the body surface of the subject. Therefore, the observer must finely adjust the direction of the ultrasonic probe according to the posture of the subject and the like.
特許文献1には、超音波探触子を保持する装置として体表に沿って超音波探触子を機械走査する多関節ロボットが開示されている。これによれば、超音波探触子を任意の位置で保持することが可能である。しかしながら、この装置には、複数の位置決め機構の組み合わせについては開示されていない。また、診断部位である腕を所定の姿勢に保って超音波診断することを前提としているため、超音波探触子は常に鉛直下向きになるようになっている。従って、超音波探触子を任意の姿勢で保持することができない。 Patent Literature 1 discloses an articulated robot that mechanically scans an ultrasonic probe along a body surface as a device that holds the ultrasonic probe. According to this, it is possible to hold the ultrasonic probe at an arbitrary position. However, this device does not disclose a combination of a plurality of positioning mechanisms. Further, since it is assumed that ultrasonic diagnosis is performed while the arm, which is a diagnostic part, is kept in a predetermined posture, the ultrasonic probe is always vertically downward. Therefore, the ultrasonic probe cannot be held in an arbitrary posture.
そこで本発明では、超音波探触子を任意の位置および姿勢で安定して保持することができる超音波探触子保持装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic probe holding device that can stably hold an ultrasonic probe at an arbitrary position and posture.
本発明に係る超音波探触子保持装置は、被検者に対して超音波を送受波する超音波探触子を保持する超音波探触子保持装置において、固定物体に取り付けられ、前記超音波探触子を支持する支持部材と、前記支持部材に取り付けられ、前記超音波探触子を着脱自在に保持するホルダ部と、を有し、前記支持部材は、少なくとも1以上のアームを備え、前記超音波探触子の位置および姿勢を粗調整するアーム機構と、前記アーム機構に取り付けられ、前記超音波探触子の位置を微調整する少なくとも1以上の微調整機構と、を有する。 An ultrasonic probe holding device according to the present invention is an ultrasonic probe holding device that holds an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject. A support member for supporting the ultrasonic probe, and a holder attached to the support member for detachably holding the ultrasonic probe, wherein the support member includes at least one or more arms. An arm mechanism for coarsely adjusting the position and orientation of the ultrasonic probe, and at least one fine adjustment mechanism attached to the arm mechanism for finely adjusting the position of the ultrasonic probe.
好適な態様では、前記微調整機構は、前記アーム機構の先端に取り付けられる先端用微調整機構、または、前記アーム機構の基端に取り付けられる基端用微調整機構の少なくとも一方を有する。別の好適な態様では、前記アーム機構は、複数のアームを複数の関節で連結してなる多関節アーム機構である。 In a preferred aspect, the fine adjustment mechanism has at least one of a fine adjustment mechanism for a distal end attached to a distal end of the arm mechanism, and a fine adjustment mechanism for a proximal end attached to a base end of the arm mechanism. In another preferred aspect, the arm mechanism is a multi-joint arm mechanism in which a plurality of arms are connected by a plurality of joints.
上記構成によれば、超音波探触子の位置について、アーム機構で粗調整を行なうことができ、さらに、微調整部で微調整を行なうことができる。従って、例えば、血管などの微細な診断部位を観測する場合でも、アーム機構で大体の位置決めを行なった後、微調整部で微調整をすることにより、容易に位置決めができる。また、アーム機構は、超音波探触子の位置及び姿勢を調整することができ、微調整部は超音波探触子の位置を調整することができる。従って、超音波探触子の位置についての精度を向上することができる。そして、これらの構成により、超音波探触子の位置及び姿勢を容易に精度良くあわせることができるとともに、その状態で超音波探触子を安定的に保持することができる。そのため、所望の診断部位を長時間観測し、その診断部位の時間的変化をみることができる。 According to the above configuration, the position of the ultrasonic probe can be roughly adjusted by the arm mechanism, and the fine adjustment unit can be finely adjusted. Therefore, for example, even when observing a minute diagnostic site such as a blood vessel, the positioning can be easily performed by performing a fine adjustment by the fine adjustment unit after roughly positioning by the arm mechanism. Further, the arm mechanism can adjust the position and orientation of the ultrasonic probe, and the fine adjustment unit can adjust the position of the ultrasonic probe. Therefore, the accuracy of the position of the ultrasonic probe can be improved. With these configurations, the position and orientation of the ultrasonic probe can be easily and accurately adjusted, and the ultrasonic probe can be stably held in that state. Therefore, a desired diagnostic site can be observed for a long time, and the temporal change of the diagnostic site can be seen.
ここで、固定物体は、被検者に対して静止しているものであればよい。例えば、本装置のために設けられた専用支持部材や、被検者が寝ているベッドの一部などであってもよい。アーム機構は、複数のアームを有する多関節アームであることが好適であるが、単一のアームを有するアーム機構であってもよい。例えば、アームの形状が自在に変化する単一アーム機構などであってもよい。また、アーム機構による粗調整は、自動または手動のいずれで行われてもよい。また、微調整機構による微調整は、自動または手動のいずれで行われてもよい。 Here, the fixed object only needs to be stationary with respect to the subject. For example, it may be a dedicated support member provided for the present apparatus, or a part of a bed where a subject is sleeping. The arm mechanism is preferably an articulated arm having a plurality of arms, but may be an arm mechanism having a single arm. For example, a single arm mechanism in which the shape of the arm freely changes may be used. The coarse adjustment by the arm mechanism may be performed either automatically or manually. The fine adjustment by the fine adjustment mechanism may be performed either automatically or manually.
本発明によれば、超音波探触子の位置及び姿勢を容易に精度良くあわせることができるとともに、その状態で超音波探触子を安定して保持することができる。そのため、所望の診断部位を長時間観測し、診断部位の時間的変化をみることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to adjust the position and attitude | position of an ultrasonic probe easily and accurately, the ultrasonic probe can be stably hold | maintained in the state. Therefore, it is possible to observe a desired diagnostic site for a long time and see a temporal change of the diagnostic site.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に本発明の実施形態である超音波探触子保持装置10の斜視図を示す。本装置は、超音波探触子を支持する支持部材11と超音波探触子を着脱自在に取り付けるためのホルダ部16とに大別される。また、支持部材11は、超音波探触子18の位置および姿勢を粗調整するためのアーム機構12、位置の微調整のためのXYZステージ14から構成されている。
FIG. 1 shows a perspective view of an ultrasonic
後に詳述するが、超音波探触子18を保持する場合は、まず、超音波探触子18をホルダ部16に取り付ける。そして、手動で、アーム機構12の姿勢を調整し、診断部位の近辺の体表を押し当てられるように超音波探触子18の位置及び姿勢を粗調整する。次に、XYZステージ14を調節することにより、超音波探触子18の位置を微調整する。
As will be described in detail later, when holding the
このように、本実施の形態では、アーム機構12で超音波探触子18の位置及び姿勢を粗調整し、XYZステージ14で超音波探触子18の位置を微調整することができるため、容易に精度よく超音波探触子18の位置決めが可能となっている。
As described above, in the present embodiment, the position and orientation of the
次に、アーム機構12について詳説する。アーム機構12は、固定用の支持板20に連結される基端部22と第1関節24、第2関節28、第3関節34と、それらを連結する第1アーム26、第2アーム32、第3アーム36とから構成されている。
Next, the
基端部22は、その底面においてネジなどの締結手段によって支持板20に締結されている。支持板20は、診断用のベッドに取り付けられる鋼板であって、被検者に対して静止している。基端部22の上端には、第1関節24に連結される球状体22aが形成されている。第1関節24の下端部には、この球状体22aに対応する凹状の球状凹部が形成されており、球状体22aと組み合わせることにより、ボールジョイント機構を構成している。これにより、第1関節24は、基端部22に対して3次元的に揺動自在となっており、極座標的に動くことができる。また、第1関節24の上端は、第1アーム26に接続されている。
The
第1アーム26は、所定の長さの鋼管からなり、上端は、第2関節28に接続されている。第2関節28は、さらに第2アーム32に接続されている。また、第2関節28は、一方向に回転可能となっており、これにより、第1アーム26と第2アーム32の角度を自由に調整できるようになっている。第2アーム32は、第1アーム26と同じく所定の長さの鋼管であり、第2関節28と反対側の端部は、第3関節34に接続されている。第3関節34は、第1関節24と同じく球状凹部が形成されており、第3アーム36に形成されている球状体36aと組み合わされることにより、ボールジョイント機構を構成している。
The
第3アーム36は、このボールジョイント機構により、第2アーム32に対して3次元的に揺動自在となっている。そして、第3アーム36のXYZステージ側14の端部には、後述するXYZステージ14との締結用のネジが設けられている。
The
このようにアーム機構12は、2つのボールジョイント機構の関節と、1つの回転可能関節により、その姿勢を自由に調整できるようになっている。そのため、第3アーム36の先端部の位置を自由に調整できるとともに、その向きも自由に調整可能となっている。
As described above, the posture of the
次に、このように所望の姿勢に調整したアーム機構12の姿勢を固定する方法を図2を用いて説明する。図2は、アーム機構12の側面図である。第2関節28には、ロック用ハンドル30が設けられている。ロック用ハンドル30の先端には、ネジ部44が設けられている。ネジ部44の先端には、第1軸46が同軸状に延設されている。さらに、第1軸46の先端には、第1軸46より小径の第2軸48が同軸状に延設されている。従って、ロック用ハンドル30を回転させると、ネジ部44、第1軸46、第2軸48は、図中水平方向に移動するようになっている。
Next, a method of fixing the posture of the
第1アーム26と第2アーム32の内部には第1固定用シャフト52、第2固定用シャフト50がそれぞれ挿通されている。第1固定用シャフト52は、軸方向に移動可能となっており、その先端部は、斜面としての先端面52aを有するくさび型形状となっている。また、その他端は、基端部22の球状体22a付近まで伸びている。第2固定用シャフト50も同様に軸方向に移動可能であり、第2関節34側の先端部は、斜面としての先端面50aを有するくさび型形状となっている。そして他端は、第3アーム38の球状体38a付近まで伸びている。
A
ロック用ハンドル30を回すと、ネジ部44とともに第1軸46と第2軸48が図中水平方向に移動する。その際、第1軸46の先端部46aによって、第1固定用シャフト52の先端面52aが軸方向に押され、第1固定用シャフト52が第1関節24側に移動させられる。その際、第1固定用シャフト52の下端部で基端部22の球状体22aが押さえつけられるようになっている。これにより、第1関節24の動きが固定される。
When the locking handle 30 is turned, the
また、第2軸48の先端部48aは、第2固定用シャフト50の先端面50aに当接し、第2固定用シャフト50は、第3関節34側に移動させられる。そして、第1固定用シャフト52と同様に、第2固定用シャフト50の端部で第3アーム38の球状体38aが押さえつけられることにより、第3関節34の動きが固定される。さらに、第2関節28は、ネジ部44の締め付けにより、その動きが固定される。したがって、ロック用ハンドル30を回すことにより、第1関節24、第2関節28、第3関節34の動きを同時に固定することができ、1度の操作でアーム機構12の姿勢を固定することができる。すなわち、複数の関節の一括ロックが可能となっている。これにより、容易にアーム機構12の姿勢決めが可能となっている。
Further, the
このように、ボールジョイント機構を有した多関節アーム機構12により、容易にその姿勢を調整、固定できるため、第3アーム36の先端部の位置及び姿勢を容易に調整することができる。また、ボールジョイント機構であるため、各アームを極座標系で動かすことが可能であり、より、容易に位置、姿勢を調整できる。
As described above, since the posture can be easily adjusted and fixed by the articulated
なお、本実施の形態においては、3つの関節を有する多関節アームを用いているが、多関節アーム機構でなくともよい。例えば、アームの形状を自在に変化させるとともに、その形状を保持することが可能な単一のフレキシブルアーム機構であってもよい。また、関節部にボールジョイント機構を用いているが、必ずしもこれに限定されるものではない。また、アームの材質として、本実施の形態においては、鋼を用いているが、一定の強度を満たすものであれば、他の材質を用いてもよい。本実施の形態においては、ロック機構との関係上、アームは、内部が空洞となる管体を用いているが、他のロック機構を採用し、中実円筒体などをアームとして使用してもよい。 In the present embodiment, an articulated arm having three joints is used, but the articulated arm mechanism may not be used. For example, a single flexible arm mechanism that can freely change the shape of the arm and maintain the shape may be used. In addition, although a ball joint mechanism is used for the joint, the present invention is not necessarily limited to this. Further, in the present embodiment, steel is used as the material of the arm, but other materials may be used as long as they satisfy a certain strength. In the present embodiment, the arm uses a tube having a hollow inside in relation to the lock mechanism. However, other lock mechanisms may be used, and a solid cylinder or the like may be used as the arm. Good.
また、本装置では支持用板は、診断用ベッドに配置される鋼板であるが、これに限定されるものではない。被検者と相対的に静止しているものであれば、材質、配置場所などは限定されない。また、特に板材である必要もなく、基端部をベッドの構成部材の一部に取り付けてもよい。 In the present apparatus, the support plate is a steel plate disposed on the diagnostic bed, but is not limited to this. The material, the location, and the like are not limited as long as it is relatively stationary with respect to the subject. Further, the base end does not need to be a plate material in particular, and the base end may be attached to a part of the constituent member of the bed.
次に超音波探触子18の位置の微調整を行なうXYZステージ14について説明する。図3は、XYZステージ14の斜視図である。XYZステージ14は、X用固定ブロック66、Y用固定ブロック60、Z用固定ブロック54と、それぞれに対応するX用移動ブロック68、Y用移動ブロック62、Z用移動ブロック56から構成されている。
Next, the
Z用固定ブロック54は、アーム機構12と連結するための連結用ネジ穴54aが設けられており、第3アーム36の先端部とネジ止めにより連結されている。また、Z用固定ブロック54の側面には、Z方向に台形の蟻桟が設けられており、Z用移動ブロック56に設けられた蟻溝にはめ込まれている。Z用移動ブロック56には、上述したようにZ方向に蟻溝が設けられており、Z用固定ブロック54の蟻桟にはめ込まれている。さらに、Z用移動ブロック56とZ用固定ブロック54はZ用送りネジ58で連結されており、このZ用送りネジ58をまわすことによりZ用移動ブロック56をZ方向に移動させることができる。このZ用送りネジ58の1回転当たりのピッチは0.5mmで、Z用移動ブロック56を微小移動させることができる。このピッチは、XY方向の送りネジに関しても、同じとピッチとなることが望ましいが、各方向で異なるピッチにしてもよい。また、当然ながら、その値は0.5mmに限定されない。
The Z fixing block 54 is provided with a connection screw hole 54a for connection with the
さらに、Z用移動ブロック56の底面には、Y用固定ブロック60が固着されている。このY用移動ブロック60にも蟻桟がY方向に設けられており、Y用移動ブロック62に設けられた蟻溝にはめ込まれている。そして、Y用移動ブロック62は、Y用送りネジ64を回すことにより、Y方向に移動することができる。さらに、Y用移動ブロック62の底面には、X用固定ブロック66が固着されている。X用固定ブロック66、X用移動ブロック68にも蟻桟及び蟻溝がX方向に設けられている。そして、X用送りネジ(図示せず)の回転により、X用移動ブロック68をX方向に移動させることができる。X用移動ブロック68の下端には、後述するホルダ部16が連結ネジ72により連結されている。
Further, a fixed
このように、各方向の送りネジの調節により、各移動ブロックを微小移動させることができる。そして、各移動ブロックは、他方向の固定ブロックと固着されており、最終的にホルダ部16に連結されているため、各移動ブロックの移動がホルダ部16に伝達される。したがって、各方向の送りネジを調節することによりホルダ部16のXYZ方向への位置を微調整することができる。これにより、血管などの微小の診断部位を観測する場合でも、超音波探触子の位置決めを精度良く行なうことができる。
As described above, each moving block can be minutely moved by adjusting the feed screw in each direction. Then, since each moving block is fixed to the fixed block in the other direction and is finally connected to the
なお、超音波探触子の位置の微調整機構としては、本実施の形態にあるような移動ステージに限定されない。また、本実施の形態においては、送りネジを手動で回すことにより微調整を行っているが、自動で微調整を行ってもよい。例えば、モータとボールネジなどの組み合わせにより電動制御される微小移動体を用いて、自動で微調整を行なうものであってもよい。 The mechanism for finely adjusting the position of the ultrasonic probe is not limited to the moving stage as in the present embodiment. Further, in the present embodiment, fine adjustment is performed by manually turning the feed screw, but fine adjustment may be performed automatically. For example, fine adjustment may be automatically performed by using a small moving object that is electrically controlled by a combination of a motor and a ball screw.
次に超音波探触子18を保持するホルダ部16について説明する。図4にホルダ部16の拡大斜視図を示す。ホルダ部16は、XYZステージ14に連結されるベース部材74、ベース部材74の先端に設けられる第1挟持板78、第1挟持板78と組み合わされる第2挟持板80から構成されている。
Next, the
ベース部材74は、L字状鋼材であり(図1参照)、上述したようにXYZステージ14に連結されている。その先端には、第1挟持板78が設けられている。第1挟持板78は、超音波探触子18の把持部を包むようなC字状に形成されている。また、第2挟持板80は、第1挟持板78と対応するC字状部材であり、挟持用ネジ76により、第1挟持板78に対して着脱自在となっている。超音波探触子18を保持する場合は、挟持用ネジ76を緩めて、第2挟持板80を第1挟持板78から取り外し、超音波探触子18を第1挟持板78に配置する。そして、その状態で挟持用ネジ76によって第2挟持板80を第1挟持板78に取り付ける。さらに、挟持用ネジ76を締めることにより、第1挟持板78と第2挟持板80とで超音波探触子18を締めつけることができ、超音波探触子18を保持することができる。
The
このように、第1挟持板78に対して緩締自在の第2挟持板80によって、超音波探触子18を着脱自在に保持することができる。したがって、診断部位や診断方法に応じて適した超音波探触子に交換することができる。
As described above, the
なお、ホルダ部の構成は、本実施の形態に限定されるものではない。超音波探触子を着脱自在に保持できる構成であれば、他の形態であってもよい。 The configuration of the holder is not limited to the present embodiment. Other forms may be used as long as the ultrasonic probe can be detachably held.
以上のような構成を有する超音波探触子保持装置10を用いて超音波診断を行なう場合について図1を用いて説明する。ここでは、特に頚動脈の血流を診断する場合を想定して説明を行なう。
A case where ultrasonic diagnosis is performed using the ultrasonic
まず、初めに被検者(図示せず)を診断用ベッド(図示せず)に仰向けに寝かせるとともに、その頭部を動かないように固定する。頭部の固定は、例えば、頭部をドーナッツ状の枕に置くなどの簡易的なものでよい。また、支持板20をネジ止めなどの固着手段によりベッドに取り付けておく。なお、支持板20には、事前にアーム機構12の基端部22が取り付けられているものとする。
First, a subject (not shown) is laid on his / her back on a diagnostic bed (not shown) and its head is fixed so as not to move. The fixing of the head may be a simple one such as placing the head on a donut-shaped pillow. Further, the
次に、ホルダ部16に超音波探触子18を取り付ける。この超音波探触子18の後端からは超音波信号の送受信を行なう探触子ケーブルが引き出されており、図示しない超音波診断装置に接続されている。超音波診断装置は、超音波探触子18に超音波を放射するための送信信号を出力するとともに、超音波探触子18から送られる受信信号に基づいて超音波画像を形成する。
Next, the
次に、手動でアーム機構12の姿勢を変化させ、超音波探触子18の位置及び姿勢を調整する。このとき、超音波探触子18の位置は、診断部位である頚動脈の近辺であり、向きは、その走査面が血管に対してほぼ垂直となるようにする。アーム機構12を所望の姿勢に調整できた場合は、ロック用ハンドル30を回すことにより、アーム機構12の姿勢を固定する。
Next, the posture of the
次に、XYZステージ14の各方向の送りネジを手で回して超音波探触子18の位置について微調整を行なう。このとき、超音波診断装置に表示される超音波画像を参照しながら、調整するとより正確に位置決めが可能となる。すなわち、超音波画像において、血管の断層像が超音波視野の中心付近に位置するように超音波画像を確認しながら微調整を行なう。また、その際に、超音波探触子18の当接圧で血管を変形させないことにも注意しながら微調整を行なう。そして、超音波探触子18を頚動脈の観測に適した位置及び姿勢に調整できれば、その状態で、30分から1時間、超音波診断を行なう。
Next, the position of the
このように、超音波探触子の位置と姿勢を粗調整できるアーム機構と位置を微調整できるXYZステージと超音波探触子を保持できるホルダ部の組み合わせにより、容易に超音波探触子の位置及び姿勢を調整することができる。また、超音波探触子を所定の位置及び姿勢で固定できるため、長時間の診断であっても、観測者の負担を低減することができる。 As described above, the combination of the arm mechanism that can coarsely adjust the position and the attitude of the ultrasonic probe, the XYZ stage that can finely adjust the position, and the holder that can hold the ultrasonic probe can be easily applied to the ultrasonic probe. The position and posture can be adjusted. Further, since the ultrasonic probe can be fixed at a predetermined position and posture, the burden on the observer can be reduced even for a long-term diagnosis.
次に他の実施の形態について図5を用いて説明する。図5は、他の実施の形態である超音波探触子保持装置10の斜視図である。この超音波探触子保持装置10は、支持部材11として、超音波探触子16の位置および姿勢を粗調整するアーム機構12と、このアーム機構12の先端および基端の両側に設けられた2つのXYZステージ14a,14bとから構成されている。また、アーム機構12には、第1アーム26、第2アーム32に沿うバネ27,33が設けられている。
Next, another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view of an ultrasonic
アーム機構12の基端に設けられた基端用XYZステージ14aの基本的構成は、第1の実施形態におけるXYZステージ(図3参照)と同様である。ただし、基端用XYZステージ14aの底面、すなわち、X用移動ブロック68の底面には、支持板20に取り付けるための螺合部が設けられている。また、基端用XYZステージ14aの上面、すなわちZ用固定ブロック54には、アーム機構12の基端部22と接続される螺合部が設けられている。アーム機構12の先端に設けられた先端用XYZステージ14bは、第1の実施形態におけるXYZステージ(図3参照)と同様であるため、ここでは説明を省略する。
The basic configuration of the
このように、アーム機構12の先端および基端に微調整用のXYZステージを設けることにより、より容易に超音波探触子の位置調整を行うことができる。すなわち、観測者は、アーム機構12の先端、または、基端のうち、より調整しやすい方のXYZステージを使って微調整を行うことができる。そのため、例えば、最初の超音波探触子の位置および姿勢調整は、先端の微調整機構およびアーム機構を調整して行い、さらに、その後、超音波診断の最中には、得られる超音波画像などに基づいて基端の微調整機構で位置の微調整を行うなどしてもよい。また、超音波診断を一時的に中断し、超音波探触子を被検者体表から離す際には、極力、アーム機構の姿勢は変更せずに、これらXYZステージによって超音波探触子の位置のみを変更することが望ましい。位置のみを変更することによって、超音波診断を再開するときには、姿勢の再調整の手間がいらず、きわめて簡易に超音波探触子を任意の位置および姿勢で保持することができる。
By providing the XYZ stages for fine adjustment at the distal end and the proximal end of the
アーム機構12も、その基本的構成は、第1の実施形態におけるアーム機構12(図1、図2参照)と同様である。ただし、本実施の形態におけるアーム機構12は、第1アーム26および第2アーム32に沿うバネ27,33が設けられている。このバネ27,33は、各アーム26,32の先端を、その先端にかかる荷重を軽減させる方向(図5における矢印の方向)に付勢する付勢部材として機能する。すなわち、第1アーム26に沿って配された第1バネ27は、第1関節24と第2関節28とに接続される。このとき、第1バネ27には、第1関節24方向への弾性復元力が働く。これにより、第1アーム27の先端にかかる荷重が軽減される。また、第2アーム32に沿って配された第2バネ33は、第2関節28と第3関節34とに接続される。このとき、第2バネ33には、第2関節28の方向への弾性復元力が働く。これにより、第2アーム32の先端にかかる荷重が軽減される。
The basic structure of the
したがって、これらバネ27,33を設けることにより、アーム26,32の先端にかかる荷重が軽減され、アーム機構12の倒れなどを防止できる。そして、アーム機構12全体をより安定させることができる。
Therefore, by providing these
以上、説明したように本実施の形態によれば、アーム機構の基端部にも微調整機構を設けることにより、より簡易に超音波探触子の位置を微調整できる。また、アームの先端を付勢するバネを設けることにより、アーム機構全体をより安定させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the position of the ultrasonic probe can be finely adjusted more easily by providing the fine adjustment mechanism also at the base end of the arm mechanism. Further, by providing a spring for biasing the tip of the arm, the entire arm mechanism can be further stabilized.
なお、アーム機構の先端には微調整機構を取り付けず、基端にのみXYZステージを設けてもよい。この場合であっても、超音波探触子の位置および姿勢の粗調整をアーム機構で行い、位置の微調整をXYZステージで行うことができるため、より容易に超音波探触子の位置および姿勢の調整ができる。 Note that the XYZ stage may be provided only at the base end without attaching the fine adjustment mechanism to the end of the arm mechanism. Even in this case, the coarse adjustment of the position and orientation of the ultrasonic probe can be performed by the arm mechanism, and the fine adjustment of the position can be performed on the XYZ stage, so that the position and position of the ultrasonic probe can be more easily adjusted. The posture can be adjusted.
また、本実施の形態では、アーム先端の荷重を軽減させるためにアームに沿って配されたバネを用いているが、アームの先端を荷重軽減方向に付勢する部材であれば、その配置および部材は、問わない。 Further, in the present embodiment, a spring arranged along the arm is used to reduce the load on the tip of the arm. However, if the member biases the tip of the arm in the load reducing direction, the arrangement and The member does not matter.
10 超音波探触子保持装置、12 アーム機構、14 XYZステージ、16 ホルダ部、18 超音波探触子、20 支持板、30 ロック用ハンドル。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
固定物体に取り付けられ、前記超音波探触子を支持する支持部材と、
前記支持部材に取り付けられ、前記超音波探触子を着脱自在に保持するホルダ部と、
を有し、
前記支持部材は、
少なくとも1以上のアームを備え、前記超音波探触子の位置および姿勢を粗調整するアーム機構と、
前記アーム機構に取り付けられ、前記超音波探触子の位置を微調整する少なくとも1以上の微調整機構と、
を有することを特徴とする超音波探触子保持装置。 In an ultrasonic probe holding device that holds an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject,
A support member attached to a fixed object and supporting the ultrasonic probe,
A holder attached to the support member, for detachably holding the ultrasonic probe,
Has,
The support member,
An arm mechanism comprising at least one or more arms, and roughly adjusting the position and orientation of the ultrasonic probe,
At least one or more fine adjustment mechanisms attached to the arm mechanism and finely adjusting the position of the ultrasonic probe,
An ultrasonic probe holding device, comprising:
前記微調整機構は、前記アーム機構の先端に取り付けられる先端用微調整機構を有することを特徴とする超音波探触子保持装置。 The ultrasonic probe holding device according to claim 1,
The ultrasonic probe holding device, wherein the fine adjustment mechanism has a tip fine adjustment mechanism attached to a tip of the arm mechanism.
前記微調整機構は、前記アーム機構の基端に取り付けられる基端用微調整機構を有することを特徴とする超音波探触子保持装置。 The ultrasonic probe holding device according to claim 1 or 2,
The ultrasonic probe holding device, wherein the fine adjustment mechanism has a base fine adjustment mechanism attached to a base end of the arm mechanism.
前記アーム機構は、複数のアームを複数の関節で連結してなる多関節アーム機構であることを特徴とする超音波探触子保持装置。 The ultrasonic probe holding device according to any one of claims 1 to 3,
The ultrasonic probe holding device, wherein the arm mechanism is a multi-joint arm mechanism in which a plurality of arms are connected by a plurality of joints.
前記多関節アーム機構は、前記複数の関節を同時にロックする一括ロック機構を有することを特徴とする超音波探触子保持装置。 The ultrasonic probe holding device according to claim 4,
The ultrasonic probe holding device, wherein the multi-joint arm mechanism has a collective lock mechanism for simultaneously locking the plurality of joints.
前記複数の関節のうち、少なくとも1つの関節は、ボールジョイント機構であることを特徴とする超音波探触子保持装置。 The ultrasonic probe holding device according to claim 4 or 5,
The ultrasonic probe holding device, wherein at least one of the plurality of joints is a ball joint mechanism.
前記微調整機構は、前記超音波探触子の位置をXYZの3方向に微調整可能であることを特徴とする超音波探触子保持装置。 The ultrasonic probe holding device according to any one of claims 1 to 6,
The ultrasonic probe holding device, wherein the fine adjustment mechanism can finely adjust the position of the ultrasonic probe in three directions of XYZ.
前記アーム機構は、前記アームの先端にかかる荷重を軽減する方向に前記アームの先端を付勢する付勢部材を有することを特徴とする超音波探触子保持装置。 The ultrasonic probe holding device according to any one of claims 1 to 7,
The ultrasonic probe holding device, wherein the arm mechanism includes an urging member for urging the distal end of the arm in a direction to reduce a load applied to the distal end of the arm.
前記付勢部材は、前記アームに沿って配されたバネであることを特徴とする超音波探触子保持装置。
The ultrasonic probe holding device according to claim 7,
The ultrasonic probe holding device, wherein the urging member is a spring disposed along the arm.
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