JP2009061211A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】互いにコネクタによって接続される超音波プローブおよび超音波診断装置において、コネクタの接触不良に伴う誤動作を防止するようにした超音波プローブおよび超音波診断装置を提供する。
【解決手段】超音波診断装置本体部１１に超音波プローブ１２が挿さってはいるが、プローブコネクタが接続途中だったり、接触不良を起こし、ＩＤ３のピンだけ完全に超音波診断装置本体部１１に挿さっていなかった場合であっても、これらの接続不良を主制御部で検出し、今現在、プローブＩＤ３だけが接続途中または接触不良の状態に有ると判断し、プローブＩＤの誤認と、それに伴う超音波プローブの誤駆動を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いにコネクタによって接続される超音波プローブおよび超音波診断装置に係り、コネクタの接触不良に伴う誤動作を防止するようにした超音波プローブおよび超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、通常１種類の超音波プローブのみが使用されるものではなく、診断対象部位や用途などに応じて、種々の超音波プローブが適宜使い分けられるようになっている。そして、超音波プローブは、その形式や用途などに応じて、駆動方式が異なるものである。また、超音波プローブは、コネクタによって、超音波診断装置に対して着脱自在となっている。そのため、超音波プローブは、例えば当該超音波プローブの各種特性、駆動方式などの固有の情報を表すプローブＩＤを有している。よって、所望の超音波プローブが超音波診断装置に接続されたとき、または、超音波診断装置に接続されている複数の超音波プローブの中から、所望の超音波プローブを選択したときに、超音波診断装置側で当該超音波プローブのプローブＩＤを認識することによって、超音波プローブを識別し、その超音波プローブに適した条件で駆動するように内部回路などが制御されている。この超音波プローブが有するプローブＩＤは、当該超音波プローブ内でプローブＩＤ用の信号ラインを、開放または接地することによる例えば複数ビットの２値信号で構成されている。そのため、超音波プローブ側のコネクタには、プローブＩＤ用として複数の端子が割り当てられており、超音波診断装置側のコネクタにも、プローブＩＤ用として同じ数の端子を有していた。そして、両方のコネクタが結合されることによって、超音波診断装置側で当該超音波プローブのプローブＩＤとしての、複数ビットの２値信号をプルアップすることにより、プローブＩＤを認識するものであった。

また、特許文献１のように超音波プローブ側に、プローブＩＤ端子の他にＩＤの“1”の数を出力するチェックサムビットを用意し、超音波診断装置側に誤り検出機能を設け、コネクタの接触不良に伴う誤動作を防止する仕組みを持たせた超音波診断装置などもあった（特許文献１参照）。

コネクタには接触不良を起こす場合がある。そして、プローブＩＤが超音波プローブ内でプローブＩＤ用の信号ラインを、開放または接地することによる２値信号で構成されているため、コネクタに接触不良があったときに、プローブＩＤの”０”を、超音波診断装置側で”１”と誤認する惧れがあった。例えば、プローブＩＤが正しくは、”１００１”だった場合、コネクタのあるピンに接触不良があり、”０”の一つが”１”と誤認されて、例えば”１０１１”だと超音波診断装置側で認識されると、これは全く別の超音波プローブだと誤認することとなり、実際の超音波プローブを不適切な条件で駆動させてしまう恐れがあった。

また、このような誤認を防ぐための方策として、超音波診断装置側に、特定の超音波プローブの特徴を識別する回路を設けたり、特定の超音波プローブを示す信号線を設けるという手段も考えられるが、いずれも回路規模が大きくなって汎用性に欠けるという問題があった。また、接触不良を検出するために、プローブＩＤが完全に接続状態になったことを認識させるため、プローブＩＤが完全に挿さった後に時間をおいてＡｃｔｉｖｅになる信号を１本用意する手段もあった。しかし、単に接続途中か否かを見ることはできるが、完全にＩＤが挿さった状態でも、異物混入などにより誤認識する危険性があり、誤動作を完全に防止している状態ではなかった。

さらに、特許文献１の発明には、『超音波診断装置に超音波プローブを接続した際、超音波プローブ側の「接地」されている信号ラインが、超音波診断装置側では「開放」と認識される、つまり、”０”が”１”と誤認されることはあっても、超音波プローブ側で「開放」されている信号ラインが、超音波診断装置側で「接地」されていると認識されること、つまり、"１”が”０”と誤認されるようなことは構成上、起こり得ない。』というのが大きな前提として存在していた（特許文献１参照）。この前提が常に成立するときのみ、この発明により、コネクタの接触不良に伴う誤動作を防止することができた。確かに、理想的な使用条件下では上記前提は成立するかもしれない。
特開２００２−１７２１１６号公報

しかし、例えば、超音波プローブ側で「開放」されているＩＤ端子の出口、若しくは超音波診断装置側のＩＤ端子の入口に、誤って、導電性の物質（針金、鉛筆の芯、水）などが混入した場合、超音波プローブ側で「開放」されている信号ラインが、超音波診断装置側で「接地」されていると誤認されることは容易に考えられた。つまり、上記のような前提が覆される場合が容易に想定できた。このことにより、上記発明を用いても、完全にプローブの誤動作を防ぐことはできない。また、特許文献１の方法を用いると、プローブID端子の他にチェックサム端子を幾つか用意しなければならず（例えば、7ビットIDならチェックサムは3ビット）、プローブコネクタピン数をその分多くする必要があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、プロープＩＤのご認識を防ぐことで、プローブの誤動作を防ぐとともに、複数のチェックサム端子を用意する用がなく、これにより、プローブコネクタピン数をその分多くする必要のない超音波診断装置を提供することを目的とする。

本発明の超音波診断装置は、２値の識別回路を有する超音波プローブを接続可能なコネクタと、コネクタに接続された信号線に、２値の電圧値を設定する手段と、前記２値の電圧値を切り替える手段と、前記２値の電圧値を切り替えた時の値を読み込む手段と、前記読み込んだ値から、接続状態を判断する手段を設けた構成を有している。

この構成により、プローブコネクタの接触不良に伴い、超音波診断装置側で、当該超音波プローブの識別情報を誤認することや、誤認した情報に基づき、当該超音波プローブを他の超音波プローブの動作条件で誤って駆動するようなことが防止される。また、プローブコネクタに対して、チェックサムなどの情報用端子を用意する必要が無いため、端子数を増やさず誤認を検出することができる。また、プローブＩＤが完全に挿さった後に時間をおいてＡｃｔｉｖｅになる信号を１本用意すること無く、接続途中か否かを判断することができる。

また、本発明の超音波診断装置は、前記超音波プローブに接続判定手段（ＰＲＯＢＥＩＮＬ）を設けた構成を有している。

この構成により、接続判定手段によって、超音波診断装置が超音波プローブの接続の可能性を確認したときにだけ、プローブの接続確認及び識別をすればよく、常にそれを行う必要が無くなる。これにより、ＣＰＵの負荷が低減し、消費電力も下げることができる。また、識別制御による輻射特性への悪影響も低減させることができる。

さらに、本発明の超音波診断装置は、前記コネクタに接続された前記２値の識別回路に流れる、過電流を検出する過電流検出手段を設け、過電流の状態を報知する報知手段を設けた構成を有している。

この構成により、例えば導電性の異物混入などにより、電源Ｖｃｃに接続されているプローブＩＤピンにおいて、ＧＮＤにショートするようなことがあり、電源Ｖｃｃに過電流が流れた場合は、直ちに電源Ｖｃｃを０Ｖに落とすと共に、主制御部に警告のためのプローブＩＤ Ｆａｕｌｔ信号などを出力し、プローブＩＤに異常があることを知らせることができる。つまり、プローブＩＤにおいて本来“１”のところが”０”と誤認された場合も、当該超音波プローブの誤認を防ぐことができる。

さらに、本発明の超音波診断装置は、前記２値の電圧値が、電源とＧＮＤである構成を有している。

この構成により、超音波診断装置は、前記２値の電圧値によって形成されたプローブIDを有する超音波プローブの接続確認及び識別を行うことができる。

さらに、本発明の超音波診断装置は、前記２値の電圧値を設定する手段が、プルアップ又はプルダウンするための抵抗である構成を有している。

この構成により、超音波診断装置は超音波プローブコネクタが接続されると、コネクタから入力されるプローブID信号ラインに前記抵抗が繋がる。コネクタが未接続状態であれば、その信号ラインはプルアップ、プルダウンに追従して“１”または”０”に変化し、接続状態であれば追従することなく“１”または”０”に固定される。これにより、プローブが接続状態か否かを正確に判断することができる。

さらに、本発明の超音波診断装置は、前記２値の電圧値を切り替える手段が、プルアップするかプルダウンするかを切り替える切り替え手段である構成を有している。

この構成により、超音波診断装置は、前記切り替え手段でプルアップ、プルダウンを繰り返し、それに追従してプローブID信号ラインが“１”と”０”を繰り返すか否かを確認する。繰り返せばプローブは未接続状態であり、繰り返さなければ、プローブは接続状態である。これにより、プローブが接続状態か否かを正確に判断することができる。

以上に説明したように、本発明によれば、プローブコネクタの接触不良に基づくプローブＩＤの誤認と、それに伴う超音波プローブの誤駆動を防止することができる。さらには、プローブＩＤ端子に、例えば導電性の異物が混入するなどした場合でも、ＩＤが異常であることを検出することができる。これにより、プローブＩＤが本来“１”のところを”０”と誤認された場合でも、プローブの誤駆動を防ぐことができる。また、プローブコネクタに対して、チェックサムなどの情報用端子を用意する必要が無いため、端子数を増やさず誤認を検出することができる。また、プローブＩＤが完全に挿さった後に時間をおいてＡｃｔｉｖｅになる信号を１本用意すること無く、接続途中か否かを判断することができる。

以下、本発明に係る超音波プローブおよび超音波診断装置１の実施の形態について、図１を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る超音波診断装置（超音波プローブ含む）の実施の形態の要部を示したブロック図である。プローブＩＤ検出に係る機能以外は省略している。図１において、左に超音波プローブ１２が、また右に超音波診断装置本体部１１を示している。なお、超音波プローブ１２は、超音波プローブ本体からケーブル１２ｂが引き出されており、そのケーブル１２ｂの先端にコネクタ１２ａが接続されている。

超音波プローブ１２には、当該超音波プローブに固有の情報を表すプローブＩＤを発生するプローブＩＤ発生部１６が設けられている。超音波診断装置本体部１１には、超音波プローブ１２から入力されるプローブＩＤに相当する信号ライン（以下、プローブＩＤ信号ライン２０）それぞれに、プルアップ・プルダウン両方の機能を備えた、プルアップ・プルダウン抵抗１３が設けられており、片側がプローブＩＤ信号ラインに、反対側が主制御部１４に接続されている。プローブＩＤはプルアップ・プルダウン抵抗１３を経てＰｒｏｂｅ ＳｅＬｅｃｔｏｒ ＰＬＤ（以下略してＰＳＬ）１５へ入る。

以上のように構成された超音波診断装置において、その動作を以下に説明する。

超音波プローブ１２のプローブＩＤが例えば４ビットで”１００１”である場合、プローブＩＤ発生部１６では、ＩＤ０、ＩＤ３が電源Ｖｃｃに接続され、ＩＤ１、ＩＤ２がＧＮＤに接地される。また、超音波診断装置本体部１１では、主制御部１４からプルアップ・プルダウン抵抗１３にＩＤＣＨＥＣＫ信号を出力する。この出力信号（ＩＤＣＨＥＣＫ信号）は“０”（ＧＮＤ）と“１”（電源Ｖｃｃ）を繰り返していることとする。そうすることで、プルアップ・プルダウン抵抗１３はプルアップ・プルダウンを常に繰り返す動作をする。

まず、超音波診断装置本体部１１に超音波プローブ１２が挿さっていないとき、超音波診断装置本体部１１のＩＤ信号ラインに接続されているプルアップ・プルダウン抵抗１３は、ＩＤＣＨＥＣＫ信号に合わせて、プルアップ、プルダウンを交互に繰り返すため、ＰＳＬ１５に入力されるプローブＩＤ信号はＩＤＣＨＥＣＫ信号に合わせて、０→１→０→１→・・・を繰り返すこととなる。これを主制御部は検出し、今現在プローブが挿さっていないことを認識する。

次に、超音波診断装置本体部１１に超音波プローブ１２が挿さったとき、プローブＩＤは超音波診断装置本体部１１側のプルアップ・プルダウンに関係なく、超音波プローブのプローブＩＤ発生部１６により、“０”か“１”かに固定される。すると、ＰＳＬ１５に入力されるプローブＩＤ信号はＩＤＣＨＥＣＫ信号に合わせて、０→１→０→１→・・・を繰り返さず、“０”か“１”かに固定されるので、その情報を主制御部１４に入力することにより、プローブが挿さっていると判断する。

次に、超音波診断装置本体部１１に超音波プローブ１２が挿さってはいるが、図１に示すように、プローブコネクタが接続途中だったり、接触不良を起こしていることによって、ＩＤ３のピンだけ完全に超音波診断装置本体部１１に挿さっていなかったとする。すると、プローブＩＤ０〜２までは、超音波診断装置本体部１１側のプルアップ・プルダウンに関係なく、超音波プローブのプローブＩＤ発生部１６により、“０”か“１”に固定される。しかし、ＩＤ３の信号はＩＤＣＨＥＣＫ信号に合わせて、０→１→０→１→・・・を繰り返すこととなる。これを主制御部は検出し、今現在、プローブＩＤ３だけが接続途中または接触不良の状態に有ると判断する。

これにより、プローブコネクタの接触不良に基づくプローブＩＤの誤認と、それに伴う超音波プローブの誤駆動を防止することができる。したがって、超音波診断装置は現在どのプローブが挿さっているかを常に正確に知ることが可能となる。

なお、図２のように超音波プローブ１２に接続判定手段（ＰＲＯＢＥＩＮＬ）１７を１本設けることにより、主制御部１４はＰＲＯＢＥＩＮＬ信号がＬｏｗ（ＧＮＤ）になったときだけ、上述のような制御をすれば良く、常に主制御部１４から図のようにＩＤＣＨＥＣＫ信号を出力し、プルアップ、プルダウンを交互に繰り返す必要が無くなる。これにより、ＣＰＵの負荷が低減し、消費電力も下がる。また、“０”と“１”の繰り返しによる、輻射特性への悪影響も低減させることができる。

なお、図３のように、超音波診断装置本体部１１から超音波プローブ１２に出力される電源Ｖｃｃに対して、超音波診断装置本体部１１側で電源保護回路１８を設ける。すると、プローブコネクタに、例えば導電性の異物が混入し、電源Ｖｃｃに接続されているプローブＩＤピンにおいて、ＧＮＤにショートするようなことがあったとしても、電源Ｖｃｃに過電流が流れ、直ちに電源Ｖｃｃを０Ｖに落とすと共に、主制御部に警告用のためのプローブＩＤ Ｆａｕｌｔ信号を出力し、プローブＩＤに異常があることを知らせる。つまり、プローブＩＤにおいて本来“１”のところが”０”と誤認された場合も、当該超音波プローブの誤認識を防ぐことができる。

以上のように、本発明にかかる超音波診断装置は、プローブコネクタの接触不良に基づくプローブＩＤの誤認と、それに伴う超音波プローブの誤駆動を防止することができ、市場でのプローブの誤認による故障を低減することができる。さらには、プローブＩＤ端子に、例えば導電性の異物が混入するような危険な条件下で、超音波診断装置を使用したとしても、プローブＩＤの誤認を防ぐことができる。また、本発明の手段を、従来の超音波プローブ及び超音波診断装置に追加する場合、超音波プローブに対して、チェックサムなどの情報用端子を追加したり、プローブＩＤが完全に接続状態になったことを認識させるため、プローブＩＤが完全に挿さった後に時間をおいてＡｃｔｉｖｅになる信号を１本追加したりする必要が無いため、超音波プローブ側の物理的変更が少なくて済む。

本発明に係る超音波診断装置の実施の形態の要部を示したブロック図 本発明に係る超音波診断装置の実施の形態の接続判定手段１７を追加したブロック図 図１に、実施の形態に示す、電源保護回路１８を追加したブロック図

符号の説明

１ 超音波診断装置
１１ 超音波診断装置本体部
１２ プローブ
１２ａ コネクタ
１２ｂ ケーブル
１３ プルアップ・プルダウン抵抗
１４ 主制御部
１５ Ｐｒｏｂｅ ＳｅＬｅｃｔｏｒ ＰＬＤ
１６ プローブＩＤ発生部
１７ 接続判定手段
１８ 電源保護回路
２０ プローブＩＤ信号ライン

Claims (6)

1. ２値の識別回路を有する超音波プローブを接続可能なコネクタと、コネクタに接続された信号線に、２値の電圧値を設定する手段と、前記２値の電圧値を切り替える手段と、前記２値の電圧値を切り替えた時の値を読み込む手段と、前記読み込んだ値から、接続状態を判断する手段を設けた超音波診断装置。
2. 前記超音波プローブに接続判定手段（ＰＲＯＢＥＩＮＬ）を設けた請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記コネクタに接続された前記２値の識別回路に流れる過電流を検出する過電流検出手段を設け、過電流の状態を報知する報知手段を設けた請求項１、２記載の超音波診断装置。
4. 前記２値の電圧値が、電源とＧＮＤである請求項１ないし３記載の超音波診断装置。
5. 前記２値の電圧値を設定する手段が、プルアップ又はプルダウンするための抵抗を設けることである請求項１ないし４記載の超音波診断装置。
6. 前記２値の電圧値を切り替える手段が、プルアップするかプルダウンするかを切り替える切り替え手段である請求項１ないし５記載の超音波診断装置。

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