JP2006043126A - Ultrasonic probe - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe having impact resistance so that breakage of ultrasonic vibrators or a support mechanism for the ultrasonic vibrators is prevented, even when the ultrasonic probe falls accidentally while it is not actuated. <P>SOLUTION: An operative state/inoperative state of the ultrasonic probe 10 is detected. When the ultrasonic probe is in its inoperative state, an ultrasonic vibrator assembly 1 swingable around a swinging shaft 2 is arranged in a predetermined evacuation position 7 (i.e., at a position turned at an angle α with respect to a predetermined reference position 6). The ultrasonic vibrator assembly is preferably configured so that it can turn to a position located at an angle larger than that of the predetermined evacuation position. A cushion element may be provided for absorbing/softening an excessive impact acting on the ultrasonic vibrator assembly to make the assembly to turn from the evacuation position to a position located at a larger angle. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、超音波を用いて体内画像を得るための医用超音波診断装置において利用される超音波探触子に関する。   The present invention relates to an ultrasonic probe used in a medical ultrasonic diagnostic apparatus for obtaining an in-vivo image using ultrasonic waves.

従来、例えば、下記の特許文献1に記載されているように、超音波振動素子が配列されたコンベックス形状(凸形状)の超音波振動子によって、超音波振動素子の配列方向(電子走査方向)に行われる電子走査と、この電子走査方向に直交する方向に移動又は回動させる機械走査とにより、複数の断層画像の取得及び立体画像の構築を可能とする医用超音波診断装置に係る超音波探触子が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as described in, for example, Patent Document 1 below, an array direction (electronic scanning direction) of ultrasonic vibration elements by a convex (convex) ultrasonic transducer in which ultrasonic vibration elements are arrayed. The ultrasonic wave relating to the medical ultrasonic diagnostic apparatus that enables the acquisition of a plurality of tomographic images and the construction of a three-dimensional image by electronic scanning performed in the above and mechanical scanning that moves or rotates in a direction orthogonal to the electronic scanning direction A probe is known.

図10は、従来の技術に係る経腹用の超音波探触子の主要部を示す斜視図である。なお、この図10には、特許文献1及び下記の特許文献2の両方に記載されている特徴を有する超音波探触子100が図示されている。図10において、コンベックス形状の超音波振動子からなる超音波振動子アセンブリ101は、揺動軸102によって固定されている。また、揺動軸102は、モータなどの駆動部に所定の伝達機構を介して接続されており(図示省略)、超音波振動子アセンブリ101は、駆動部による駆動によって、揺動軸102を中心として回動するように構成されている。   FIG. 10 is a perspective view showing the main part of a transabdominal ultrasonic probe according to the prior art. FIG. 10 shows an ultrasonic probe 100 having features described in both Patent Document 1 and Patent Document 2 below. In FIG. 10, an ultrasonic transducer assembly 101 composed of a convex-shaped ultrasonic transducer is fixed by a swing shaft 102. Further, the swing shaft 102 is connected to a drive unit such as a motor via a predetermined transmission mechanism (not shown), and the ultrasonic transducer assembly 101 is centered on the swing shaft 102 by driving by the drive unit. It is comprised so that it may rotate.

このような構成により、駆動部を動作させることによって、所定の伝達機構を介して揺動軸102を揺動中心とした超音波振動子アセンブリ101の機械揺動を実現することが可能となる。したがって、超音波振動子アセンブリ101による電子走査と、超音波振動子アセンブリ101の揺動軸102を中心とした回動による機械走査とによって、被検体内の立体画像を取得することが可能となる。   With such a configuration, by operating the drive unit, it is possible to realize mechanical oscillation of the ultrasonic transducer assembly 101 with the oscillation shaft 102 as the oscillation center via a predetermined transmission mechanism. Therefore, it is possible to acquire a stereoscopic image in the subject by electronic scanning by the ultrasonic transducer assembly 101 and mechanical scanning by rotation about the swing shaft 102 of the ultrasonic transducer assembly 101. .

一方、超音波探触子100を使用する場合には、その操作者が、被検体の観察部位近傍に超音波探触子100を接触させるため、操作者が超音波探触子100を誤って落下させてしまう危険性がある。したがって、超音波探触子100には、落下による破損が生じないようにする耐衝撃性(特に、落下衝撃に対する耐性)が求められている。   On the other hand, when the ultrasonic probe 100 is used, the operator causes the ultrasonic probe 100 to come into contact with the vicinity of the observation site of the subject. There is a risk of falling. Therefore, the ultrasonic probe 100 is required to have impact resistance (particularly resistance to drop impact) that prevents damage due to dropping.

例えば、電子走査のみを行う超音波探触子100に関しては、超音波探触子100の周囲を接着剤で強固に固めることで、耐衝撃性が向上することが知られている。また、上述の電子走査及び機械走査の両方を行って立体画像を構築する超音波探触子100に関しては、揺動可能な状態に保つことが要請されている超音波振動子アセンブリ101を固定することができないため、例えば、下記の特許文献2に記載されているように、超音波振動子アセンブリ101を保護部材103で挟み込むことによって、不図示の音響窓(ウィンドウ)が超音波振動子アセンブリ101に接触しないように保護する技術が知られている。なお、音響窓は、通常、その音響インピーダンスが人体に近い部材によって構成されており、衝撃によって変形する可能性を有している。
特公平7−38851号公報 特開2003−38489号公報(図1、段落0017)
For example, with respect to the ultrasonic probe 100 that performs only electronic scanning, it is known that impact resistance is improved by firmly hardening the periphery of the ultrasonic probe 100 with an adhesive. Further, with respect to the ultrasonic probe 100 that constructs a stereoscopic image by performing both the electronic scanning and the mechanical scanning described above, the ultrasonic transducer assembly 101 that is required to be kept in a swingable state is fixed. Therefore, for example, as described in Patent Document 2 below, the ultrasonic transducer assembly 101 is sandwiched between the protection members 103 so that an acoustic window (window) (not shown) is formed in the ultrasonic transducer assembly 101. A technique for protecting the touch panel from being touched is known. In addition, the acoustic window is normally configured by a member whose acoustic impedance is close to that of the human body, and has a possibility of being deformed by an impact.
Japanese Patent Publication No. 7-38851 Japanese Patent Laying-Open No. 2003-38489 (FIG. 1, paragraph 0017)

しかしながら、電子走査及び機械走査の両方を行う体腔内用の超音波探触子などにおいては、体腔内に挿入する挿入部を小型化しなければならないため、寸法上の制約から、耐衝撃性を向上させるために充分に強固な保護板を用いることができないという課題がある。特に、超音波探触子の全重量の影響が音響窓に印加されるように、音響窓の略球状部が下方を向いた状態で落下して地面に衝突した場合には、超音波振動子アセンブリや、超音波振動子アセンブリを揺動可能に支持する揺動軸などの支持機構が損傷してしまうという課題がある。   However, in an intracavity ultrasound probe that performs both electronic scanning and mechanical scanning, the insertion section to be inserted into the body cavity must be miniaturized, thus improving impact resistance due to dimensional constraints. Therefore, there is a problem that a sufficiently strong protective plate cannot be used. In particular, when the substantially spherical portion of the acoustic window falls downward and collides with the ground so that the influence of the total weight of the ultrasonic probe is applied to the acoustic window, the ultrasonic transducer There is a problem that the support mechanism such as the swing shaft that swingably supports the assembly and the ultrasonic transducer assembly is damaged.

本発明は、上記課題に鑑み、超音波探触子の非動作時に、例えば超音波探触子を誤って落下させた場合でも、超音波振動子アセンブリや超音波振動子アセンブリの支持機構の損傷を防ぐことが可能な耐衝撃性を有する超音波探触子を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention provides damage to the ultrasonic transducer assembly and the support mechanism of the ultrasonic transducer assembly even when the ultrasonic probe is accidentally dropped when the ultrasonic probe is not operating. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe having impact resistance capable of preventing the above-described problem.

上記目的を達成するため、本発明の超音波探触子は、超音波を用いて所定の被検体内の画像を取得するための超音波探触子であって、
超音波信号の送受信を行う超音波振動子が配置された超音波振動子アセンブリと、
前記超音波振動子アセンブリを所定の回動軸を中心として回動可能に支持する軸受け部材と、
略半球形状を有し、前記略半球形状の内側に前記超音波振動子アセンブリを配置することによって、前記超音波振動子アセンブリを保護する音響窓と、
前記超音波振動子アセンブリを前記所定の回動軸を中心として回動させる駆動手段と、
前記超音波探触子の動作状態を検出するための動作検出手段とを有している。
この構成により、超音波探触子の非動作時に、例えば超音波探触子を誤って落下させた場合でも、超音波振動子アセンブリや超音波振動子アセンブリの支持機構の損傷を防ぐことが可能な耐衝撃性を有する超音波探触子を提供することが可能となる。
To achieve the above object, the ultrasonic probe of the present invention is an ultrasonic probe for acquiring an image in a predetermined subject using ultrasonic waves,
An ultrasonic transducer assembly in which an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic signals is arranged;
A bearing member that rotatably supports the ultrasonic transducer assembly about a predetermined rotation axis;
An acoustic window having a substantially hemispherical shape and protecting the ultrasonic transducer assembly by disposing the ultrasonic transducer assembly inside the substantially hemispherical shape;
Drive means for rotating the ultrasonic transducer assembly about the predetermined rotation axis;
Motion detecting means for detecting the operating state of the ultrasonic probe.
This configuration can prevent damage to the ultrasonic transducer assembly and the support mechanism of the ultrasonic transducer assembly even when the ultrasonic probe is accidentally dropped when the ultrasonic probe is not operating. It is possible to provide an ultrasonic probe having excellent impact resistance.

さらに、本発明の超音波探触子は、前記動作検出手段によって前記超音波探触子が非動作状態であることが検出された場合、前記超音波振動子アセンブリが、動作時に配置され得る基準位置に対して、前記所定の回動軸を中心として所定の角度だけ回動された所定の退避位置に配置されるように構成されている。
この構成により、機械走査における回動動作時に用いられる回動軸を利用して、その基準位置から所定の角度だけ回動された位置を退避位置とすることにより、例えば、音響窓が真下を向いた状態の落下による衝撃を分散させることが可能となる。
Furthermore, in the ultrasonic probe according to the present invention, when it is detected by the operation detection means that the ultrasonic probe is in a non-operating state, the ultrasonic transducer assembly is a reference that can be disposed during operation. It is configured to be disposed at a predetermined retraction position that is rotated by a predetermined angle with respect to the position about the predetermined rotation axis.
With this configuration, for example, the acoustic window is directed downward by using the rotation shaft used during the rotation operation in mechanical scanning as the retraction position at a position rotated by a predetermined angle from the reference position. It is possible to disperse the impact caused by falling in the state of being caught.

さらに、本発明の超音波探触子は、前記所定の退避位置とするための前記所定の角度よりも、さらに前記基準位置に対する角度が大きくなるように、前記超音波振動子アセンブリに対して衝撃が印加された場合に、前記超音波振動子アセンブリと接触して前記衝撃を緩和するための緩衝部材を有している。
この構成により、過度の衝撃が印加されて、退避位置の角度よりも大きな角度となるように、超音波振動子アセンブリに応力が働いた場合でも、その応力を吸収・緩和することが可能となる。
Furthermore, the ultrasonic probe according to the present invention provides an impact on the ultrasonic transducer assembly so that an angle with respect to the reference position is larger than the predetermined angle for setting the predetermined retracted position. And a shock-absorbing member for alleviating the impact when in contact with the ultrasonic transducer assembly.
With this configuration, even when stress is applied to the ultrasonic transducer assembly so that an excessive impact is applied and the angle is larger than the angle of the retracted position, the stress can be absorbed and relaxed. .

さらに、本発明の超音波探触子は、前記緩衝部材の内部抵抗値を検出するための抵抗値検出手段を有するとともに、前記緩衝部材が導電性ゴムにより構成されており、前記抵抗値検出手段による前記緩衝部材の内部抵抗値の変化の検出によって、前記緩衝部材が前記超音波振動子アセンブリから応力を受けた旨を検出するように構成されている。
この構成により、過度の衝撃が印加されて、退避位置の角度よりも大きな角度となるように、超音波振動子アセンブリに応力が働いた場合に、その衝撃を検出することが可能となる。
Furthermore, the ultrasonic probe of the present invention has resistance value detecting means for detecting an internal resistance value of the buffer member, and the buffer member is made of conductive rubber, and the resistance value detecting means. By detecting the change in the internal resistance value of the buffer member, the fact that the buffer member has received stress from the ultrasonic transducer assembly is detected.
With this configuration, it is possible to detect an impact when stress is applied to the ultrasonic transducer assembly such that an excessive impact is applied and the angle is larger than the angle of the retracted position.

本発明は、上記構成を有しており、超音波探触子の非動作時に、例えば超音波探触子を誤って落下させた場合でも、超音波振動子アセンブリや超音波振動子アセンブリの支持機構の損傷を防ぐことが可能な耐衝撃性を有する超音波探触子を提供することが可能である。   The present invention has the above-described configuration, and supports the ultrasonic transducer assembly and the ultrasonic transducer assembly even when the ultrasonic probe is accidentally dropped when the ultrasonic probe is not operating. It is possible to provide an ultrasonic probe having impact resistance capable of preventing damage to a mechanism.

<第1の実施の形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図1及び図2は、それぞれ本発明の第1の実施の形態における超音波探触子の動作状態及び非動作状態を示す斜視図である。なお、動作状態及び非動作状態(非動作状態では、超音波振動子アセンブリ1が退避位置に配置される)に関しては、後で詳細に説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are perspective views showing an operating state and a non-operating state of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention, respectively. The operation state and the non-operation state (in the non-operation state, the ultrasonic transducer assembly 1 is disposed at the retracted position) will be described in detail later.

図1及び図2に示す超音波探触子10は、超音波を送受信する超音波振動子(不図示)、超音波の焦点を機械的に定めるレンズ(不図示)、背面への超音波の発生を防ぐ背面緩衝材(不図示)、音響インピーダンスを整合する整合層(不図示)、超音波振動子の信号線(不図示)により構成されている超音波振動子アセンブリ1を有している。なお、この超音波振動子アセンブリ1において行われる超音波振動子の電子走査によって、被検体内の平面断層像を取得することが可能となる。   An ultrasonic probe 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes an ultrasonic transducer (not shown) that transmits and receives ultrasonic waves, a lens (not shown) that mechanically focuses the ultrasonic waves, and the ultrasonic waves to the back surface. The ultrasonic transducer assembly 1 includes a back cushioning material (not shown) that prevents generation, a matching layer (not shown) that matches acoustic impedance, and a signal line (not shown) of the ultrasonic transducer. . It is possible to acquire a planar tomographic image in the subject by electronic scanning of the ultrasonic transducer performed in the ultrasonic transducer assembly 1.

また、超音波振動子アセンブリ1は、モータなどの駆動部(後述の図3に示す駆動部21に対応)によって、揺動軸2を中心として揺動(回動)可能であり、これによって、超音波振動子を機械走査させることが可能となる。なお、上述の電子走査及び機械走査の両方を用いることにより、被検体内の立体画像や任意の断面像を取得することが可能となる。   Further, the ultrasonic transducer assembly 1 can be swung (rotated) around the swing shaft 2 by a drive unit such as a motor (corresponding to a drive unit 21 shown in FIG. 3 described later). The ultrasonic transducer can be mechanically scanned. Note that by using both the electronic scanning and the mechanical scanning described above, it is possible to acquire a stereoscopic image and an arbitrary cross-sectional image in the subject.

また、超音波探触子10は、略半球形状部を有する音響窓3を有している。この音響窓3は、通常、その音響インピーダンスが人体に近い部材によって構成されており、その内側には、液状の音響伝搬媒質が充填されている。これにより、超音波振動子アセンブリ1によって送受信される超音波は、空気層を通過せずに、音響伝搬媒質及び音響窓3の部材を通じて、被検体に効率良く伝搬される。なお、図1及び図2では、音響窓3の一部を不図示とし、音響窓3の内側に配置されている超音波振動子アセンブリ1や揺動軸2などが、図1及び図2において図示されるようにしている。   The ultrasonic probe 10 has an acoustic window 3 having a substantially hemispherical portion. The acoustic window 3 is usually composed of a member whose acoustic impedance is close to that of a human body, and the inside thereof is filled with a liquid acoustic propagation medium. Thereby, the ultrasonic waves transmitted and received by the ultrasonic transducer assembly 1 are efficiently propagated to the subject through the acoustic propagation medium and the acoustic window 3 member without passing through the air layer. In FIGS. 1 and 2, a part of the acoustic window 3 is not shown, and the ultrasonic transducer assembly 1 and the swing shaft 2 arranged inside the acoustic window 3 are shown in FIGS. As shown in the figure.

また、基台4は、例えば、揺動軸2の軸受け部材など、揺動軸2や音響窓3が所望の位置となるように支持する支持部材である。また、筐体5は、音響窓3の略半球状部と背向した長手方向(図1及び図2の上下方向)に延在しており、音響窓3と一体化して、超音波探触子10の外形をなしている。なお、超音波探触子10の操作者は、この筐体5を把持し、被検体に対して音響窓3を接触させて操作を行うことによって、被検体内の臓器などの画像を取得することが可能となる。   The base 4 is a support member that supports the swing shaft 2 and the acoustic window 3 at a desired position, such as a bearing member of the swing shaft 2. The casing 5 extends in the longitudinal direction (vertical direction in FIGS. 1 and 2) facing away from the substantially hemispherical portion of the acoustic window 3, and is integrated with the acoustic window 3 to perform ultrasonic probe. The outer shape of the child 10 is formed. The operator of the ultrasound probe 10 acquires an image of an organ or the like in the subject by holding the casing 5 and operating the acoustic window 3 in contact with the subject. It becomes possible.

また、超音波探触子10は、超音波振動子アセンブリ1が揺動軸2を中心として回動する際の回動位置(例えば、回動角度)を検出することが可能な位置検出/制御部(後述の図3に示す位置検出/制御部22に対応)を有している。この位置検出/制御部は、超音波振動子アセンブリ1の揺動軸2に関する任意の回動位置を検出して、この検出結果を駆動部(後述の図3に示す駆動部21に対応)に通知する。この検出結果に基づいて、駆動部は、所望の回動位置まで超音波振動子アセンブリ1を回動させたり、所望の回動位置に超音波振動子アセンブリ1を固定させたりすることが可能である。   Further, the ultrasonic probe 10 can detect and control a position at which the ultrasonic transducer assembly 1 can detect a rotation position (for example, a rotation angle) when the ultrasonic transducer assembly 1 rotates about the swing shaft 2. (Corresponding to a position detection / control unit 22 shown in FIG. 3 described later). The position detection / control unit detects an arbitrary rotation position of the ultrasonic transducer assembly 1 with respect to the swing shaft 2 and uses the detection result as a drive unit (corresponding to a drive unit 21 shown in FIG. 3 described later). Notice. Based on the detection result, the drive unit can rotate the ultrasonic transducer assembly 1 to a desired rotation position or fix the ultrasonic transducer assembly 1 to a desired rotation position. is there.

また、図3は、本発明の第1の実施の形態の超音波探触子において、本発明に係る動作を実現するための内部構成を示すブロック図である。図3に示す超音波探触子10は、超音波振動子アセンブリ1、駆動部21、位置検出/制御部22、動作検出部23を有している。超音波振動子アセンブリ1は、図1及び図2に図示されている超音波振動子アセンブリ1に対応している。また、駆動部21は、図1及び図2に示す揺動軸2を中心として、超音波振動子アセンブリ1を回動させるモータなどであり、超音波振動子アセンブリ1の配置位置(回動位置)の変更を行う。また、位置検出/制御部22は、超音波振動子アセンブリ1の配置位置を検出するとともに、例えば、操作者からの指示に応じて、駆動部21に対して、超音波振動子アセンブリ1を所望の配置位置とするための駆動制御信号を送出する。なお、位置検出/制御部22は、例えば、インクリメント式エンコーダによって構成することが可能である。   FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration for realizing the operation according to the present invention in the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention. An ultrasonic probe 10 shown in FIG. 3 includes an ultrasonic transducer assembly 1, a drive unit 21, a position detection / control unit 22, and an operation detection unit 23. The ultrasonic transducer assembly 1 corresponds to the ultrasonic transducer assembly 1 illustrated in FIGS. 1 and 2. The drive unit 21 is a motor or the like that rotates the ultrasonic transducer assembly 1 around the swing shaft 2 shown in FIGS. 1 and 2, and the arrangement position (rotation position) of the ultrasonic transducer assembly 1. ). Further, the position detection / control unit 22 detects the arrangement position of the ultrasonic transducer assembly 1 and, for example, requests the ultrasonic transducer assembly 1 from the drive unit 21 in accordance with an instruction from the operator. A drive control signal for setting the position is sent. The position detection / control unit 22 can be configured by, for example, an incremental encoder.

また、動作検出部23は、この超音波探触子10が動作しているか否かを検出し、非動作状態と判断された場合に、駆動部21に対して、超音波振動子アセンブリ1の配置位置を所定の退避位置(後述)に変更する指示を行う制御信号を送出することが可能である。なお、動作検出部23によって検出される動作状態/非動作状態は、任意に定義可能である。例えば、超音波振動子によって超音波の送受信が行われている状態、超音波探触子10の電源がオンになっている状態、操作者によって超音波探触子10が把持されている状態などを、動作状態と定義することが可能である。   Further, the motion detection unit 23 detects whether or not the ultrasonic probe 10 is operating, and when it is determined that the ultrasonic probe 10 is in a non-operating state, the motion detection unit 23 detects the ultrasonic transducer assembly 1 with respect to the drive unit 21. It is possible to send a control signal for instructing to change the arrangement position to a predetermined retreat position (described later). Note that the operation state / non-operation state detected by the operation detection unit 23 can be arbitrarily defined. For example, a state where ultrasonic waves are being transmitted and received by the ultrasonic transducer, a state where the power source of the ultrasonic probe 10 is turned on, a state where the ultrasonic probe 10 is held by an operator, etc. Can be defined as an operating state.

なお、超音波振動子によって超音波の送受信が行われている状態を動作状態とした場合には、動作検出部23は、超音波の送受信動作の有無を検出するように構成され、実際に超音波検診が行われている場合を除いて、超音波振動子アセンブリ1は退避位置に配置される。また、超音波探触子10の電源がオンになっている状態を動作状態とした場合には、動作検出部23は、電源のオン/オフを検出するように構成され、操作者が超音波探触子10を使用するために電源をオンとした場合を除いて、超音波振動子アセンブリ1は退避位置に配置される。また、操作者によって超音波探触子10が把持されている状態を動作状態とした場合には、動作検出部23は、操作者の把持状態を検出(操作者の手が超音波探触子10に接触しているか否かを検出)するためのセンサなどを有し、操作者が超音波探触子10を把持している場合を除いて、超音波振動子アセンブリ1は退避位置に配置される。   In addition, when the state in which ultrasonic transmission / reception is performed by the ultrasonic transducer is set to the operation state, the operation detection unit 23 is configured to detect the presence / absence of the ultrasonic transmission / reception operation. The ultrasonic transducer assembly 1 is disposed at the retracted position except when the ultrasonic examination is performed. In addition, when the state in which the power source of the ultrasound probe 10 is turned on is set to the operation state, the operation detection unit 23 is configured to detect the on / off of the power source, and the operator can detect the ultrasonic wave. Except when the power is turned on to use the probe 10, the ultrasonic transducer assembly 1 is placed in the retracted position. When the state in which the ultrasonic probe 10 is gripped by the operator is set as the motion state, the motion detection unit 23 detects the grip state of the operator (the operator's hand is in the ultrasound probe). The ultrasonic transducer assembly 1 is disposed at the retracted position except when the operator is holding the ultrasonic probe 10. Is done.

次に、超音波探触子10の動作状態及び非動作状態のそれぞれにおける超音波振動子アセンブリ1の配置位置について、図4及び図5を用いて説明する。図4は、図1に示す動作状態の超音波探触子の断面図であり、図5は、図2に示す非動作状態の超音波探触子の断面図である。なお、図4及び図5では、揺動軸2に対して略垂直方向を有し、超音波振動子アセンブリ1の略中心部を通る断面が図示されている。   Next, the arrangement position of the ultrasonic transducer assembly 1 in each of the operating state and the non-operating state of the ultrasonic probe 10 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. 4 is a cross-sectional view of the ultrasonic probe in the operating state shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the ultrasonic probe in the non-operating state shown in FIG. 4 and 5, a cross section having a substantially vertical direction with respect to the swing shaft 2 and passing through a substantially central portion of the ultrasonic transducer assembly 1 is illustrated.

図4に示すように、超音波振動子アセンブリ1は、非動作状態において、揺動軸2を中心として、基準位置6から所定の角度(例えば、基準位置6との間の角度α)だけ回動した退避位置7に配置される。この超音波振動子アセンブリ1の退避位置7は、超音波振動子アセンブリ1が超音波の送受信を行わない非動作時に配置される回動位置である。超音波振動子アセンブリ1は、非動作時には、駆動部21によって退避位置7に移動される。なお、超音波探触子10の動作時には、超音波振動子アセンブリ1は基準位置6周辺に配置され、機械走査を行うように構成されている。   As shown in FIG. 4, the ultrasonic transducer assembly 1 rotates from the reference position 6 by a predetermined angle (for example, an angle α between the reference position 6) around the oscillation shaft 2 in the non-operating state. It is arranged at the retracted position 7 that has moved. The retracted position 7 of the ultrasonic transducer assembly 1 is a rotational position that is disposed when the ultrasonic transducer assembly 1 is not in operation and does not transmit / receive ultrasonic waves. The ultrasonic transducer assembly 1 is moved to the retracted position 7 by the drive unit 21 when not operating. During the operation of the ultrasonic probe 10, the ultrasonic transducer assembly 1 is arranged around the reference position 6 and configured to perform mechanical scanning.

次に、上述のように構成された超音波探触子10の動作について図6及び図7を用いて説明する。なお、ここでは、超音波探触子10の全重量の影響が音響窓に印加されるように、音響窓3の略球状部が下方を向いた状態で地面に落下した場合について説明する。   Next, the operation of the ultrasonic probe 10 configured as described above will be described with reference to FIGS. Here, a case will be described in which the substantially spherical portion of the acoustic window 3 is dropped on the ground so that the influence of the total weight of the ultrasonic probe 10 is applied to the acoustic window.

図6は、本発明の第1の実施の形態における非動作状態の超音波探触子が、規定の高さより低い落下高さから地面に落下した場合の落下直後の状態を模式的に示す断面図である。なお、図6には、超音波探触子10が音響窓3から地面に衝突し、音響窓3が弾性変形した状態が図示されている。   FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state immediately after dropping when the ultrasonic probe in a non-operating state in the first embodiment of the present invention falls on the ground from a drop height lower than a specified height. FIG. FIG. 6 shows a state in which the ultrasonic probe 10 collides with the ground from the acoustic window 3 and the acoustic window 3 is elastically deformed.

落下による衝撃の影響によって音響窓3は弾性変形するが、非動作状態の超音波探触子10では、超音波振動子アセンブリ1は、退避位置7に退避しており、音響窓3に干渉しない(弾性変形した音響窓3からの応力を受けない)ように構成されている。この構成によって、規定の高さ以下からの落下によって音響窓3に変形が生じた場合でも、音響窓3と超音波振動子アセンブリ1との間は、常に間隙δ以上を保つことが可能である。したがって、超音波振動子アセンブリ1が退避位置7に退避している状態においては、音響窓3の応力による超音波振動子アセンブリ1や揺動軸2の損傷を防ぐことが可能となる。   Although the acoustic window 3 is elastically deformed by the impact of the drop, the ultrasonic transducer assembly 1 is retracted to the retracted position 7 in the non-operating ultrasonic probe 10 and does not interfere with the acoustic window 3. (It does not receive the stress from the elastically deformed acoustic window 3). With this configuration, even when the acoustic window 3 is deformed due to a drop from a predetermined height or less, the gap δ or more can always be maintained between the acoustic window 3 and the ultrasonic transducer assembly 1. . Therefore, in a state where the ultrasonic transducer assembly 1 is retracted to the retracted position 7, damage to the ultrasonic transducer assembly 1 and the swing shaft 2 due to the stress of the acoustic window 3 can be prevented.

なお、例えば、基準位置6と退避位置7とのなす角度αを略60°とした場合には、約70cmの落下高さまで、音響窓3と超音波振動子アセンブリ1との間の干渉を防ぐことが可能である。   For example, when the angle α formed by the reference position 6 and the retreat position 7 is approximately 60 °, interference between the acoustic window 3 and the ultrasonic transducer assembly 1 is prevented up to a drop height of about 70 cm. It is possible.

また、図7は、本発明の第1の実施の形態における非動作状態の超音波探触子が、規定の高さより高い落下高さから地面に落下した場合の落下直後の状態を模式的に示す断面図である。なお、図7には、超音波探触子10が音響窓3から地面に衝突し、音響窓3が弾性変形した状態が図示されている。   FIG. 7 schematically shows a state immediately after dropping when the ultrasonic probe in a non-operating state according to the first embodiment of the present invention falls on the ground from a drop height higher than a specified height. It is sectional drawing shown. FIG. 7 shows a state in which the ultrasonic probe 10 collides with the ground from the acoustic window 3 and the acoustic window 3 is elastically deformed.

落下高さが規定以上の場合には、音響窓3の弾性変形量が大きくなり、音響窓3が超音波振動子アセンブリ1に干渉してしまう(すなわち、図6中の間隙δ=0となる)。しかしながら、音響窓3の干渉により印加される力の方向は、図7中の基準位置6を示す方向と略同一である一方、超音波振動子アセンブリ1の退避位置7は、基準位置6から所定の角度αをなしているため、超音波振動子アセンブリ1や揺動軸2に損傷を与える揺動軸2に向かう方向の力Frは減じ、揺動軸2を中心としたモーメントを発生させる力Fθを生じる。この結果、超音波振動子アセンブリ1は、図7中の矢印方向に回動して、その退避位置7から更なる退避を行う(基準位置6との間のなす角度が更に大きくなる)ことになり、超音波アセンブリ1や揺動軸2を損傷することを防ぐことが可能となる。なお、超音波振動子アセンブリ1が、その退避位置7より更に基準位置6との角度が大きくなる方向に移動できるように、揺動軸2を中心として超音波振動子アセンブリ1が回動可能なように構成されていることが望ましい。 When the drop height is greater than or equal to the specified value, the elastic deformation amount of the acoustic window 3 increases, and the acoustic window 3 interferes with the ultrasonic transducer assembly 1 (that is, the gap δ = 0 in FIG. 6 is satisfied). ). However, the direction of the force applied by the interference of the acoustic window 3 is substantially the same as the direction indicating the reference position 6 in FIG. 7, while the retracted position 7 of the ultrasonic transducer assembly 1 is predetermined from the reference position 6. Therefore, the force F r in the direction toward the oscillating shaft 2 that damages the ultrasonic transducer assembly 1 and the oscillating shaft 2 is reduced, and a moment about the oscillating shaft 2 is generated. A force Fθ is generated. As a result, the ultrasonic transducer assembly 1 rotates in the direction of the arrow in FIG. 7 and further retreats from the retreat position 7 (the angle formed with the reference position 6 is further increased). Thus, it is possible to prevent the ultrasonic assembly 1 and the swing shaft 2 from being damaged. The ultrasonic transducer assembly 1 can be rotated about the swing shaft 2 so that the ultrasonic transducer assembly 1 can move in a direction in which the angle with the reference position 6 is larger than the retracted position 7. It is desirable to be configured as described above.

以上のように、本発明の第1の実施の形態によれば、非動作時に、超音波振動子アセンブリ1が音響窓3の中心位置(基準位置6)から退避位置7に、その配置位置を移動するように構成されているので、例えば、超音波探触子10の全重量の影響が音響窓に印加されるように、音響窓3の略球状部が下方を向いた状態で、規定以上の高さから地面に落下した場合でも、超音波振動子アセンブリ1や揺動軸2の損傷を防ぐことが可能となる。したがって、本発明の第1の実施の形態によれば、耐衝撃性に優れた信頼性の高い超音波探触子10が提供される。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the ultrasonic transducer assembly 1 is moved from the center position (reference position 6) of the acoustic window 3 to the retracted position 7 during non-operation. Since it is configured to move, for example, in a state where the substantially spherical portion of the acoustic window 3 faces downward so that the influence of the total weight of the ultrasonic probe 10 is applied to the acoustic window, it is more than specified. Even when dropped from the height to the ground, it is possible to prevent the ultrasonic transducer assembly 1 and the swing shaft 2 from being damaged. Therefore, according to the first embodiment of the present invention, the highly reliable ultrasonic probe 10 having excellent impact resistance is provided.

<第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8は、本発明の第2の実施の形態における非動作状態の超音波探触子が、規定の高さより高い落下高さから地面に落下した場合の落下直後の状態を模式的に示す断面図である。本発明の第2の実施の形態では、上述した第1の実施の形態において、超音波振動子アセンブリ1の基準位置6との相対位置が、退避位置7よりもさらに大きく回動した場合に、その回動に係る応力を緩衝可能とする緩衝部材8が設けられている。なお、この緩衝部材8は、音響窓3の内側に存在する液状の音響伝搬媒質に対する耐性を有する材質であることが望ましい。また、本発明の第2の実施の形態では、揺動軸2に対して、超音波振動子アセンブリ1が時計回り及び反時計回りのどちらの向きに回動した場合でも、超音波振動子アセンブリ1からの応力を緩衝できるように構成されているが、退避位置7を片方に限定するのであれば、退避位置7に対応する側にのみ緩衝部材8を配置すればよい。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a state immediately after dropping when the ultrasonic probe in a non-operating state according to the second embodiment of the present invention falls on the ground from a drop height higher than a specified height. FIG. In the second embodiment of the present invention, in the first embodiment described above, when the relative position of the ultrasonic transducer assembly 1 with respect to the reference position 6 rotates further than the retracted position 7, A buffer member 8 that can buffer the stress associated with the rotation is provided. The buffer member 8 is preferably made of a material having resistance to a liquid acoustic propagation medium existing inside the acoustic window 3. Further, in the second embodiment of the present invention, the ultrasonic transducer assembly 1 can be operated regardless of whether the ultrasonic transducer assembly 1 is rotated clockwise or counterclockwise with respect to the swing shaft 2. However, if the retracted position 7 is limited to one side, the buffer member 8 may be disposed only on the side corresponding to the retracted position 7.

上述の構成により、例えば、超音波探触子10の全重量の影響が音響窓に印加されるように、音響窓3の略球状部が下方を向いた状態で、規定以上の高さから地面に落下した場合でも、緩衝部材8が超音波振動子アセンブリ1に対して生じる回動の衝撃を吸収・緩和することが可能となり、超音波振動子アセンブリ1や揺動軸2の損傷を防ぐことが可能となる。なお、操作者による超音波探触子10のハンドリングの際に、過大な回転衝撃が発生するような場合でも、上述の緩衝部材8によって、その衝撃を緩和することも可能となる。以上のように、本発明の第2の実施の形態によれば、耐衝撃性に優れた信頼性の高い超音波探触子10が提供される。   With the above-described configuration, for example, in order that the influence of the total weight of the ultrasound probe 10 is applied to the acoustic window, the ground surface from a height higher than a specified level in a state where the substantially spherical portion of the acoustic window 3 faces downward. Even when the shock absorber 8 is dropped, it is possible to absorb and mitigate the impact of the rotation of the buffer member 8 on the ultrasonic transducer assembly 1, and to prevent damage to the ultrasonic transducer assembly 1 and the swing shaft 2. Is possible. Even when an excessive rotational impact occurs when the operator handles the ultrasonic probe 10, the shock can be mitigated by the buffer member 8 described above. As described above, according to the second embodiment of the present invention, the highly reliable ultrasonic probe 10 having excellent impact resistance is provided.

<第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。この第3の実施の形態における超音波探触子10は、上述の図8と同様に緩衝部材8を有しているが、この緩衝部材8が、印加された負荷に応じて抵抗値が変化する導電性ゴムにより構成されている。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The ultrasonic probe 10 according to the third embodiment includes the buffer member 8 as in FIG. 8 described above, and the resistance value of the buffer member 8 changes according to the applied load. Made of conductive rubber.

図9は、本発明の第3の実施の形態における超音波探触子の緩衝部材周辺の内部構成を示すブロック図である。上述のように、緩衝部材8は導電性ゴムによって構成され、印加された負荷に応じて、その抵抗値が変化する。一方、緩衝部材8には2つの電極11が接続されており、さらに、これらの電極11は、調整・検出回路12に接続されている。調整・検出回路12は、2つの電極11間の抵抗値の変化を検出することが可能である。なお、調整・検出回路12の配置位置は特に限定されるものではなく、例えば、筐体5や超音波振動子アセンブリ1内に配置することが可能である。   FIG. 9 is a block diagram showing an internal configuration around the buffer member of the ultrasonic probe according to the third embodiment of the present invention. As described above, the buffer member 8 is made of conductive rubber, and its resistance value changes according to the applied load. On the other hand, two electrodes 11 are connected to the buffer member 8, and these electrodes 11 are further connected to an adjustment / detection circuit 12. The adjustment / detection circuit 12 can detect a change in the resistance value between the two electrodes 11. The arrangement position of the adjustment / detection circuit 12 is not particularly limited. For example, the adjustment / detection circuit 12 can be arranged in the housing 5 or the ultrasonic transducer assembly 1.

上述の構成により、衝撃などの影響によって、超音波振動子アセンブリ1がその退避位置からさらに大きく回動した場合でも、緩衝部材8によって衝撃が吸収・緩和されるとともに、調整・検出回路12によって、抵抗値の変化の検出結果に基づいて、衝撃の有無や衝撃の強さの検出が可能となる。この検出結果に基づいて、様々な機能の調整を行うことが可能である。   With the above-described configuration, even when the ultrasonic transducer assembly 1 is further rotated from its retracted position due to an impact or the like, the shock is absorbed and alleviated by the buffer member 8, and the adjustment / detection circuit 12 Based on the detection result of the change in resistance value, it is possible to detect the presence or absence of impact and the strength of impact. Various functions can be adjusted based on the detection result.

例えば、落下などの影響によって、超音波探触子10に過度の衝撃が加わった場合、駆動部21であるモータが脱調して、機械走査における基準位置6がずれてしまい、正確な画像位置における被検体内の画像を取得できなくなることがある。しかしながら、上述の構成によれば、導電性ゴムである緩衝部材8の内部抵抗値の変化を検出することによって、モータの基準位置検出を行い、モータを正しい位置に復帰させることが可能である。また、衝撃の強さによって、使用者に対して機器の検査を警告する表示を設定することも可能である。   For example, when an excessive impact is applied to the ultrasonic probe 10 due to the influence of a drop or the like, the motor as the drive unit 21 steps out, and the reference position 6 in the mechanical scanning is shifted, so that an accurate image position is obtained. In some cases, an image in the subject cannot be acquired. However, according to the above-described configuration, it is possible to detect the reference position of the motor by detecting a change in the internal resistance value of the buffer member 8 that is conductive rubber, and to return the motor to the correct position. It is also possible to set a display for warning the user of the inspection of the device depending on the strength of the impact.

本発明の超音波探触子は、超音波探触子の非動作時に、例えば、超音波探触子を誤って落下させた場合でも、超音波振動子や超音波振動子の支持機構の損傷を防ぐことが可能な耐衝撃性を有しており、超音波を用いて体内画像を得るための医用超音波診断装置や超音波探触子に係る技術分野に適用可能である。   The ultrasonic probe of the present invention is not damaged when the ultrasonic probe is not operated, for example, even when the ultrasonic probe is accidentally dropped. It can be applied to the technical field related to a medical ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic probe for obtaining an in-vivo image using ultrasonic waves.

本発明の第1の実施の形態における超音波探触子の動作状態を示す斜視図The perspective view which shows the operation state of the ultrasonic probe in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施の形態における超音波探触子の非動作状態を示す斜視図The perspective view which shows the non-operation state of the ultrasonic probe in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施の形態の超音波探触子において、本発明に係る動作を実現するための内部構成を示すブロック図The block diagram which shows the internal structure for implement | achieving the operation | movement which concerns on this invention in the ultrasonic probe of the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す動作状態の超音波探触子の断面図Sectional view of the ultrasonic probe in the operating state shown in FIG. 図2に示す非動作状態の超音波探触子の断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of the non-operating ultrasonic probe shown in FIG. 本発明の第1の実施の形態における非動作状態の超音波探触子が、規定の高さより低い落下高さから地面に落下した場合の落下直後の状態を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows typically the state immediately after the fall in case the ultrasonic probe of the non-operation state in the 1st Embodiment of this invention falls on the ground from the fall height lower than prescribed | regulated height 本発明の第1の実施の形態における非動作状態の超音波探触子が、規定の高さより高い落下高さから地面に落下した場合の落下直後の状態を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows typically the state immediately after the fall in case the ultrasonic probe of the non-operation state in the 1st Embodiment of this invention falls on the ground from the fall height higher than the prescribed height 本発明の第2の実施の形態における非動作状態の超音波探触子が、規定の高さより高い落下高さから地面に落下した場合の落下直後の状態を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows typically the state immediately after the fall in case the ultrasonic probe of the non-operation state in the 2nd Embodiment of this invention falls on the ground from the fall height higher than the prescribed height 本発明の第3の実施の形態における超音波探触子の緩衝部材周辺の内部構成を示すブロック図The block diagram which shows the internal structure of the buffer member periphery of the ultrasonic probe in the 3rd Embodiment of this invention 従来の技術に係る経腹用の超音波探触子の主要部を示す斜視図The perspective view which shows the principal part of the ultrasonic probe for transabdominal based on the prior art

符号の説明Explanation of symbols

1、101 超音波振動子アセンブリ
2、102 揺動軸(回動軸)
3 音響窓(ウィンドウ)
4 基台
5 筐体
6 基準位置
7 退避位置
8 緩衝部材
10、100 超音波探触子
11 電極
12 調整・検出回路
21 駆動部
22 位置検出/制御部
23 動作検出部
103 保護部材
1, 101 Ultrasonic vibrator assembly 2, 102 Oscillation axis (rotation axis)
3 Acoustic window (window)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Base 5 Case 6 Reference position 7 Retraction position 8 Buffer member 10,100 Ultrasonic probe 11 Electrode 12 Adjustment / detection circuit 21 Drive part 22 Position detection / control part 23 Operation | movement detection part 103 Protection member

Claims (4)

超音波を用いて所定の被検体内の画像を取得するための超音波探触子であって、
超音波信号の送受信を行う超音波振動子が配置された超音波振動子アセンブリと、
前記超音波振動子アセンブリを所定の回動軸を中心として回動可能に支持する軸受け部材と、
略半球形状を有し、前記略半球形状の内側に前記超音波振動子アセンブリを配置することによって、前記超音波振動子アセンブリを保護する音響窓と、
前記超音波振動子アセンブリを前記所定の回動軸を中心として回動させる駆動手段と、
前記超音波探触子の動作状態を検出するための動作検出手段とを有する超音波探触子。
An ultrasound probe for acquiring an image in a predetermined subject using ultrasound,
An ultrasonic transducer assembly in which an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic signals is arranged;
A bearing member that rotatably supports the ultrasonic transducer assembly about a predetermined rotation axis;
An acoustic window having a substantially hemispherical shape and protecting the ultrasonic transducer assembly by disposing the ultrasonic transducer assembly inside the substantially hemispherical shape;
Drive means for rotating the ultrasonic transducer assembly about the predetermined rotation axis;
An ultrasonic probe comprising: an operation detection means for detecting an operation state of the ultrasonic probe.
前記動作検出手段によって前記超音波探触子が非動作状態であることが検出された場合、前記超音波振動子アセンブリが、動作時に配置され得る基準位置に対して、前記所定の回動軸を中心として所定の角度だけ回動された所定の退避位置に配置されるように構成された請求項1に記載の超音波探触子。   When it is detected by the motion detection means that the ultrasonic probe is in a non-operating state, the ultrasonic transducer assembly moves the predetermined rotation axis with respect to a reference position at which the ultrasonic transducer assembly can be disposed. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is arranged at a predetermined retraction position rotated by a predetermined angle as a center. 前記所定の退避位置とするための前記所定の角度よりも、さらに前記基準位置に対する角度が大きくなるように、前記超音波振動子アセンブリに対して衝撃が印加された場合に、前記超音波振動子アセンブリと接触して前記衝撃を緩和するための緩衝部材を有する請求項2に記載の超音波探触子。   When an impact is applied to the ultrasonic transducer assembly such that an angle with respect to the reference position is larger than the predetermined angle for setting the predetermined retracted position, the ultrasonic transducer The ultrasonic probe according to claim 2, further comprising a buffer member configured to come in contact with the assembly and mitigate the impact. 前記緩衝部材の内部抵抗値を検出するための抵抗値検出手段を有するとともに、前記緩衝部材が導電性ゴムにより構成されており、前記抵抗値検出手段による前記緩衝部材の内部抵抗値の変化の検出によって、前記緩衝部材が前記超音波振動子アセンブリから応力を受けた旨を検出するように構成された請求項3に記載の超音波探触子。
It has resistance value detection means for detecting the internal resistance value of the buffer member, the buffer member is made of conductive rubber, and the resistance value detection means detects a change in the internal resistance value of the buffer member. The ultrasonic probe according to claim 3, configured to detect that the buffer member has received stress from the ultrasonic transducer assembly.
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