JP2012176056A

JP2012176056A - 超音波プローブホルダおよび超音波診断装置

Info

Publication number: JP2012176056A
Application number: JP2011039811A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tanabe; 剛田辺
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-09-13

Abstract

【課題】給電機能を備え、超音波診断装置またはカートに容易に装着することができ、また装着状態から容易に分離することができ、充電しながら超音波診断を行うことができ、操作性に優れた超音波プローブホルダ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またはカート３に設けられたホルダ取付部１１３に対し、装着状態または分離状態を自在に切り替える係合手段１０５、１１０と、装着状態において超音波プロ―ブ１を挿抜自在に保持すると共に、分離状態において超音波プローブを挟持する保持挟持手段１０６、１０４と、装着状態および分離状態の両方においてそれぞれ超音波プローブに給電する給電手段と、を具備する構成を採る。
【選択図】図７

Description

本発明は、超音波プローブを保持する超音波プローブホルダおよび超音波診断装置に関し、特に、超音波診断装置本体との信号の送受信を無線で行う超音波プローブに給電を行う超音波プローブホルダおよびこれを用いる超音波診断装置に関する。

医療分野においては、被検体の内部を観察して診断を行うために、様々な撮像技術が開発されている。特に、超音波を送受信することによって被検体の内部情報を取得する超音波撮像技術は、リアルタイムで画像観察を行うことができる上に、Ｘ線写真やＲＩ(radio isotope)シンチレーションカメラ等の他の医用画像技術と異なり、放射線による被曝がない。そのため、超音波撮像技術は、安全性の高い撮像技術として、産科領域における胎児診断の他、婦人科系、循環器系、消化器系等を含む幅広い領域において利用されている。

超音波撮像技術の原理は、次のようなものである。超音波は、被検体内における構造物の境界のように、音響インピーダンスが異なる領域の境界において反射される。そこで、超音波ビームを人体等の被検体内に送信し、被検体内において生じた超音波エコーを受信して、超音波エコーが生じた反射位置や反射強度を求めることにより、被検体内に存在する構造物（例えば、内臓や病変組織等）の輪郭を抽出することができる。

一般に、超音波診断装置においては、超音波の送受信機能を有する複数の超音波トランスデューサ（振動子）を含む超音波プローブが用いられる。超音波エコーを受信した振動子から出力される受信信号は、超音波の焦点からそれぞれの振動子までの距離の差に応じた遅延を伴うので、振動子の位置に応じた遅延をそれらの受信信号に与えた後にそれらの受信信号を加算することによって、特定の位置に焦点を結ぶビームフォーミング処理（受信フォーカス処理）が行われる。その際に、複数の受信信号が加算されるまでは、それらの受信信号は並列データとして扱われる。

この受信フォーカス処理は、通常、ディジタル信号処理によって行われる。即ち、Ａ／Ｄ変換された受信信号は、メモリに蓄えられた後、読み出し時刻を随時変えながら読み出され、適度に補間処理が施されて加算される。複数の受信信号が加算されると、信号のチャンネル数が１つになるので、無線通信によって信号伝送を行うことも可能となる。従って、受信フォーカス処理を行うための回路を超音波プローブの中に組み込めば、超音波プローブと超音波診断装置本体とを接続する信号線の本数を低減したり、ワイアレス化を図ったりすることができる。超音波プローブをワイアレス化すると、超音波診断装置本体と超音波プローブとの間を接続するケーブルの煩わしさを無くすことができる。

このようなワイアレス超音波プローブ（無線超音波プローブ）においては、駆動のための電源として無線超音波プローブ内にバッテリ（二次電池）が必要である。
特許文献１には、超音波診断装置本体に設けられたプローブ受け（超音波プローブホルダ）または給電専用の給電器を介して無線超音波プローブに電磁誘導により非接触で給電可能な超音波診断装置が記載されている。この超音波診断装置によれば、無線超音波プローブをプローブ受けや給電器に収納すると、プローブ受けや給電器から無線超音波プローブに非接触給電される仕組みとなっている。また、給電専用のケース状の給電器を電源コードおよびプラグを介して商用電源に接続することにより、無線超音波プローブを充電しながら使用することができるとされている。

特許文献２には、超音波診断装置本体から着脱可能な超音波プローブホルダを備える、ケーブル接続された超音波プローブを用いる従来型の超音波診断装置について記載されている。このプローブホルダは、装置本体にボルトで取り付けられるレール部材と、超音波プローブを収納するプローブ容器と、ロックピンの施錠／解錠によりプローブ容器をレール部材に着脱自在に取り付ける取付具とを備えている。

特開２００３−０１０１７７号公報特開２００５−２８７９１５号公報

ところで、緊急に患者の検査をしなければならない場合等、バッテリの充電が十分でなくても無線超音波プローブを使用したい場合がある。このような場合、特許文献１に開示の超音波診断装置のように、充電しながら無線超音波プローブを使用することができると便利である。
しかしながら、特許文献１に開示の給電専用の給電器では、超音波プローブを充電しながら使用するできるものの、プローブ受けから超音波プローブを取り出して、ケース状の給電器に装着し、電源プラグを商用電源のコンセントに差し込み、電源コードおよびプラグを介して商用電源に接続しなければならず、簡便でなく、面倒であるという問題があった。
一方、特許文献１に開示のプローブ受けは、超音波プローブを収納している間に、超音波プローブのバッテリを充電することができるものの、超音波診断装置本体に固定されているため、取り外すことができず、超音波プローブをプローブ受けから取り出して使用すると、超音波プローブのバッテリを充電できなくなってしまうという問題があった。

また、特許文献２には、超音波診断装置本体に着脱可能なプローブホルダが開示されているが、装置本体へのプローブホルダのレール部材の着脱はボルトによって行われるものであり、着脱は極めて面倒であるという問題がある。なお、開示のプローブホルダでは、ロックピンをレール部材から解錠することにより、ボルトによってプローブ容器と一体化された取付具をレール部材から着脱できる。しかしながら、開示のプローブは、バッテリを内蔵しておらず充電する必要のない、ケーブルに接続されたプローブであり、従って、プローブホルダは、プローブに給電する必要のないものである。
このため、プローブは、取付具と一体化されたプローブ容器に固定されておらず、プローブ容器に収納したままプローブを使用することはできないという問題があった。

また、一般的な超音波プローブホルダは、種類ごとに寸法が異なる超音波プローブを保持可能とするため、超音波プローブを収容する箇所の寸法が一般的な超音波プローブより大きめに作られており、超音波プローブを挿抜自在な構成となっている。しかしながら、超音波プローブを挿抜自在な構成を有する超音波プローブホルダは、超音波診断装置本体から分離すると超音波プローブと共に使用することは困難であった。

上記の点に鑑み、本発明は、給電機能を備え、超音波診断装置本体または超音波診断装置用カートに容易に装着することができ、また装着状態から容易に分離することができ、無線超音波プローブを充電しながら超音波診断を行うことができ、操作性に優れた超音波プローブホルダおよびこれを用いる超音波診断装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る超音波プローブホルダは、超音波診断装置本体または超音波診断装置用カートに設けられたホルダ取付部に対し、装着状態または分離状態を自在に切り替える係合手段と、該係合手段によって切り替えられた前記装着状態において超音波プロ―ブを挿抜自在に保持すると共に、前記係合手段によって切り替えられた前記分離状態において前記超音波プローブを挟持する保持挟持手段と、前記装着状態および前記分離状態の両方においてそれぞれ前記超音波プローブに給電する給電手段と、を具備する構成を採る。

このような構成を採ることにより、超音波プロ―ブホルダを装置等（超音波診断装置本体又は超音波診断装置用カート）のホルダ取付部に装着している場合には超音波プローブを挿抜自在に保持するホルダとなり、超音波プローブホルダを装置等のホルダ取付部から取り外すと、超音波プローブホルダと超音波プローブとを一体として超音波診断の用途に使用することができる。すなわち、装置等のホルダ取付部に装着されている場合における超音波プローブの保持と装置等のホルダ取付部から分離された場合における超音波プローブの挟持との双方の機能を兼ね備えている。

また、本発明の１つの観点によれば、上記係合手段は、上記保持挟持手段に設けられ、当該保持挟持手段による前記超音波プロ―ブの保持、または挟持の動作に伴ってそれぞれ上記装着状態、または上記分離状態を自在に切り替える構成を採る。さらに好ましくは、上記保持挟持手段は２つのクランプを具備し、上記係合手段は上記２つのクランプの各々に設けられ上記２つのクランプの開閉に伴い移動することにより、上記２つのクランプが開状態であって前記ホルダ取付部に対し装着動作または分離動作が可能な第１状態、上記２つのクランプが閉状態であって超音波プローブを挟持しつつ前記ホルダ取付部から分離された第２状態、および、上記２つのクランプが第１状態および第２状態の中間状態であって前記ホルダ取付部をクランプして係合し、かつ前記超音波プロ―ブを挿抜自在に保持する第３状態、を実現する構成を採る。

これらのように、保持挟持手段と係合手段とを一体化させる構成を採ることにより、超音波プローブを挟持する動作と装置等のホルダ取付部へ係合する動作とが同時に実行される。すなわち、ユーザは１つのアクションで装置等のホルダ取付部への装着および脱着を行うことができる。また、ユーザは、超音波プローブを挿抜自在に保持した状態と、超音波プローブを挟持する状態と、を１つのアクションで切り替えることができる。

また、本発明の１つの観点によれば、上記保持挟持手段は、前記超音波プローブを挿抜自在に保持する保持部材と、当該保持部材に対し相対移動可能な可動クランプと、を具備し、上記保持部材および上記可動クランプの間に前記超音波プロ―ブを挟持する構成を採る。より好ましくは、前記超音波プローブは、使用者が把持する把持部と、超音波診断の対象に当接され、超音波を照射するヘッド部と、を具備し、前記ヘッド部の幅は前記把持部の幅よりも広く、前記保持部材は、前記超音波プローブの前記把持部が通過し、前記ヘッド部が通過しない開口を有する構成を採る。

このような構成を採ることにより、好ましくは把持部の幅に対しヘッド部の幅の方が広い形状を有する超音波プローブに対し、可動クランプと保持部材との隙間（間隔）が変更されることにより、超音波プローブホルダが装置等のホルダ取付部に装着されている場合には保持部材がヘッド部を保持することができ、超音波プローブホルダが装置等から分離された場合には可動クランプと保持部材とが把持部を挟持することができる。すなわち、超音波プローブの保持と超音波プローブの挟持との双方の機能を兼ね備えている。また、ユーザは１つのアクションで保持部材と可動クランプとの間の間隔の変更を行うことができる。

また、本発明の１つの観点によれば、上記可動クランプは、上記保持部材に対して回動可能な可動アームである構成を採る。
このように、可動クランプを回動可能な可動アームとする構成を採ることにより、当該可動アームは保持部材より小さく軽量であるため、比較的小さな力で回動させることができる。

また、本発明の１つの観点によれば、上記可動アームは、上記保持部材の側面に設けられた開口を介して回動可能に構成されている。
このような構成を採ることにより、保持手段は超音波プローブを保持したまま、可動アームだけが動く態様となるので、保持手段が超音波プローブを常に保持することができ、超音波プローブホルダを装置等から取り外した場合における超音波プローブの安定性を増すことができる。

また、本発明の１つの観点によれば、前記保持挟持手段は、さらに、前記保持部材に固定された固定クランプと、前記可動クランプを前記固定クランプに互いに近接する方向に付勢する付勢手段と、を有し、前記係合手段は、前記可動クランプおよび前記固定クランプとの対応するそれぞれの先端部によって構成され、前記付勢手段によって付勢された前記可動クランプおよび前記固定クランプの両先端部によってその間に前記ホルダ取付部をクランプすることにより、前記装着状態にすると共に、前記付勢手段によって付勢された前記可動クランプおよび前記固定クランプの両先端部が前記ホルダ取付部から分離され、前記可動クランプが、前記保持部材に当接する前記分離状態または前記可動クランプが、前記保持部材に保持された前記超音波プロ―ブに当接して前記保持部材と前記可動クランプとの間に前記超音波プロ―ブを挟持する前記分離状態にする構成を採る。より好ましくは、前記固定クランプは、前記保持部材に固定された固定アームである構成を採る。

このような構成を採ることにより、保持部材に固定された固定クランプ、好ましくは固定アームの先端部に対して可動クランプ、好ましくは可動アームの先端部を、付勢手段の近接する方向の付勢力に抗して開き、両先端部間で装置等のホルダ取付部を挟み込むだけで、容易にクランプして係合し、超音波プロ―ブホルダを容易に装着状態にすることができ、また、固定クランプの先端部に対して可動クランプの先端部を開き、両先端部をホルダ取付部から取り外すだけで、装着状態の超音波プロ―ブホルダを容易に分離状態にすることができる。

また、本発明の１つの観点によれば、上記給電手段は、超音波診断装置本体または超音波診断装置用カート内にある電源部および電源制御部に接続され、該電源制御部から有線で通電制御される構成を採る。
このような構成を採ることにより、超音波プローブホルダ内にバッテリ等を設ける必要がなくなる。

また、本発明の１つの観点によれば、さらに、前記超音波プローブの有無を検出する検出センサを具備する構成を採る。
このような構成を採ることにより、超音波プローブを保持または挟持していない場合に給電を行うことがなくなり、省電力化を実現することができる。

本発明の第２の態様に係る超音波診断装置は、超音波プローブホルダ、超音波診断装置本体および超音波プローブを有する超音波診断装置であって、上記超音波プローブホルダは、本発明の第１の態様の超音波プローブホルダであり、上記超音波診断装置本体は、上記係合手段と係合するホルダ取付部と、上記給電手段に電力を供給する電力供給手段と、を具備し、上記超音波プローブは、超音波を照射するヘッド部と、ユーザ把持用の把持部と、を具備し、上記ヘッド部の幅は上記把持部の幅よりも広い構成を採る。

また、本発明の第２の態様の他の１つの観点による超音波診断装置は、超音波プローブホルダ、超音波診断装置本体、当該超音波診断装置用カート、および超音波プローブを有する超音波診断装置であって、上記超音波プローブホルダは、本発明の第１の態様の超音波プローブホルダであり、上記超音波診断装置用カートは、上記係合手段と係合するホルダ取付部を具備し、上記超音波診断装置本体または上記超音波診断装置用カートは、上記給電手段に電力を供給する電力供給手段を具備し、上記超音波プローブは、超音波を照射するヘッド部と、ユーザ把持用の把持部と、を具備し、上記ヘッド部の幅は上記把持部の幅よりも広い構成を採る。

これらのような構成を採ることにより、操作性に優れた超音波診断装置を提供することができる。

本発明によれば、給電機能を備え、超音波診断装置本体または超音波診断装置用カートに容易に装着することができ、また装着状態から容易に分離することができ、無線超音波プローブを充電しながら超音波診断を行うことができ、操作性に優れた超音波プローブホルダおよびこれを用いる超音波診断装置を提供可能である。

本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の外観斜視図である。図１に示す超音波診断装置の超音波プローブの一実施例の構成を示すブロック図である。図１に示す超音波診断装置の超音波診断装置本体およびカートの一実施例の構成を示すブロック図である。図１に示す超音波診断装置の構成の一部を示すブロック図である。図１に示す超音波診断装置の超音波プローブの外観斜視図である。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ図１に示す超音波診断装置の、カートに装着され、超音波プローブを保持した状態、および超音波プローブを保持したまま可動アームを開いた状態の超音波プローブホルダを模式的に示す外観斜視図である。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ図６（Ａ）に示すカート装着状態の超音波プローブホルダの側面図および上面図、（Ｃ）は、超音波プローブホルダがカートから分離された分離状態を示す分解上面図である。図６（Ｂ）に示す超音波プローブホルダの可動アームの斜視図である。図１の超音波診断装置の、超音波プローブホルダがカートから取り外され、超音波プローブを挟持した分離状態を示す側面模式図である。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態２に係るカートに装着された超音波プローブホルダの上面図および側面図である。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ図１０（Ａ）に示すカートに装着された超音波プローブホルダから分離された超音波プローブホルダおよびカートの上面図および側面図である。本発明に係るカートに装着された超音波プローブホルダの他の構成例を示す上面図である。本発明に係るカートに装着された超音波プローブホルダの他の構成例を示す上面図である。本発明に係るカートに装着された超音波プローブホルダの他の構成例を示す上面図である。

以下に、本発明に係る超音波プローブホルダおよび超音波診断装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳しく説明する。なお、以下の説明においては、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の一実施例の主要構成を示す外観斜視図である。
同図に示すように、超音波診断装置１０００は、超音波プローブ（以下、単にプローブという）１、超音波診断装置本体（以下、単に装置本体という）２、超音波診断装置用カート（以下、単にカートという）３、超音波プローブホルダ（以下、単にホルダという）４、および外部モニタ（以下、単にモニタという）６を有する。

プローブ１は、複数の超音波トランスデューサ１０（図２参照）によって超音波の送受信を行う探触子であり、超音波トランスデューサ１０が配列されたヘッド部分６２（図５参照）を被検者の表面に当接させて使用される。プローブ１は、無線通信により装置本体２と信号の送受信を行う。したがって、プローブ１と装置本体２とは、ケーブル等で接続されていない。プローブ１には充電可能なバッテリ２６（図２参照）が内蔵されており、バッテリ２６を充電することにより外部から電力を供給されずに使用することができる。また、プローブ１には電磁誘導により非接触で電力を受け取る受電手段２７（図２参照）が内蔵されており、非接触給電機能を有する装置によりバッテリ２６を充電することができる。

装置本体２は、プローブ１およびモニタ６の動作を統括的に制御する機能を有し、プローブ１によって超音波を送受信させ、受信したエコーから断層画像を生成してモニタ６に表示させる。また、装置本体２は、カート３に載上されている。

カート３は、装置本体２と共に用いられ、装置本体２を載上することで持ち運びを容易にするための台車である。カート３とホルダ４とは、ケーブル５により電気的に接続されている。

ホルダ４は、プローブ１を保持する部材である。ホルダ４には給電手段５２（図３参照）が設けられており、ホルダ４がプローブ１を保持するとプローブ１内のバッテリを電磁誘導により非接触で充電する。ホルダ４は、例えば、診断が終了してユーザがプローブ１を収容したい場合やプローブ１を充電したい場合等に用いられる。

モニタ６は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイによって構成され、装置本体２から出力される画像信号に基づいて超音波画像等を表示する。なお、本実施の形態では装置本体２とモニタ６とを別体の構成として説明するが、装置本体２がディスプレイを有する構成、いわゆる内蔵タイプとしても良い。

図２は、図１に示す本実施形態の超音波診断装置におけるプローブの信号処理系の構成を示すブロック図であり、図３は、本実施形態の超音波診断装置における装置本体、カート、ホルダおよびモニタの信号処理系の構成を示すブロック図である。
本実施形態の超音波診断装置は、主たる構成要素として、図２に示すプローブ１と、図３に示す装置本体２とを有し、図３に示すカート３およびホルダ４は、これらと共に使用される。プローブ１は、リニアスキャン方式、コンベックススキャン方式、セクタスキャン方式等の体外式プローブでも良いし、ラジアルスキャン方式等の超音波内視鏡用プローブでも良い。

図２に示すように、プローブ１は、１次元又は２次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサ１０と、送信遅延パターン記憶部１１と、送信制御部１２と、駆動信号生成部１３と、受信制御部１４と、複数チャンネルの受信信号処理部１５と、パラレル／シリアル変換部１６と、メモリ１７と、無線通信部１８と、通信制御部１９と、操作スイッチ２１と、制御部２２と、格納部２３と、バッテリ制御部２４と、電源スイッチ２５と、バッテリ２６と、受電手段２７とを有している。ここで、送信遅延パターン記憶部１１、送信制御部１２および駆動信号生成部１３は、複数の超音波トランスデューサ１０に供給される複数の駆動信号を生成する駆動信号生成手段を構成している。

複数の超音波トランスデューサ１０は、印加される複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、伝搬する超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する。各超音波トランスデューサ１０は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。

そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。

送信遅延パターン記憶部１１は、複数の超音波トランスデューサ１０から送信される超音波によって超音波ビームを形成する際に用いられる複数の送信遅延パターンを記憶している。送信制御部１２は、制御部２２において設定された送信方向に応じて、送信遅延パターン記憶部１１に記憶されている複数の送信遅延パターンの中から１つの送信遅延パターンを選択し、選択された送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０の駆動信号にそれぞれ与えられる遅延時間を設定する。

駆動信号生成部１３は、例えば、複数の送信回路として複数のパルサを含んでおり、送信制御部１２によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０から送信される超音波が被検体内の組織のエリアをカバーする幅広の超音波ビームを形成するように複数の駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサ１０に供給する。

ここで、超音波ビームの幅を通常よりも広く設定することにより、１本の超音波ビームが、１本のラインではなく１つのエリアをカバーすることができる。駆動信号生成部１３は、複数の超音波トランスデューサ１０から順次送信される超音波ビームによってカバーされる隣接する２つのエリアが互いにオーバーラップするように、複数の駆動信号を生成することが望ましい。このように幅の広い超音波ビームを用いることにより、超音波を送受信する回数を削減することができる。

受信制御部１４は、複数チャンネルの受信信号処理部１５の動作を制御する。各チャンネルの受信信号処理部１５は、対応する超音波トランスデューサ１０から出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号をサンプリングすることにより、組織のエリアの情報を含む生データ（サンプルデータ）を生成して、生データをパラレル／シリアル変換部１６に供給する。さらに、受信信号処理部１５は、複素ベースバンド信号をサンプリングして得られるデータに高能率符号化のためのデータ圧縮処理を施すことにより生データを生成しても良い。データ圧縮処理としては、ランレングス圧縮やハフマン符号化等を用いることができる。

パラレル／シリアル変換部１６は、複数チャンネルの受信信号処理部１５によって生成されたパラレルの生データを、シリアルの生データに変換する。例えば、パラレル／シリアル変換部１６は、６４個の超音波トランスデューサから出力される６４個の受信信号に基づいて得られる１２８チャンネルのパラレルの生データを、１つ又は複数のチャンネルのシリアルの生データに変換する。これにより、超音波トランスデューサの数と比較して、伝送チャンネルの数が大幅に低減される。メモリ１７は、パラレル／シリアル変換部１６によって変換されたシリアルの生データを一時的に格納する。

無線通信部１８は、シリアルの生データに基づいてキャリアを変調して伝送信号を生成し、伝送信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、シリアルの生データを送信する。変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）等が用いられる。ＡＳＫ又はＰＳＫを用いる場合には、１系統で１チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、ＱＰＳＫを用いる場合には、１系統で２チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、１６ＱＡＭを用いる場合には、１系統で４チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能である。

無線通信部１８は、装置本体２との間で無線通信を行うことにより、生データを装置本体２に送信すると共に、装置本体２から各種の制御信号を受信して、受信された制御信号を通信制御部１９に出力する。通信制御部１９は、制御部２２によって設定された送信電波強度で生データの送信が行われるように無線通信部１８を制御すると共に、無線通信部１８が受信した各種の制御信号を制御部２２に出力する。制御部２２は、装置本体２から送信される各種の制御信号に基づいて、プローブ１の各部を制御する。

操作スイッチ２１は、超音波診断装置をライブモードやフリーズモードに設定するためのスイッチを含んでいる。ライブモード又はフリーズモードの設定信号は、生データと共に伝送信号に含まれて、装置本体２に送信される。なお、ライブモードとフリーズモードとの切換は、装置本体２において行われるようにしても良い。

バッテリ２６は、電力を必要とする駆動信号生成部１３や受信信号処理部１５等の各部に電力を供給する。プローブ１には電源スイッチ２５が設けられており、バッテリ制御部２４は、電源スイッチ２５の状態に基づいて、バッテリ２６から各部に電力を供給するか否かを制御する。バッテリ２６は、受電手段２７を用いて充電が可能となっている。

図３に示す装置本体２は、無線通信部３１と、通信制御部３２と、受信状態検出部３３と、シリアル／パラレル変換部３４と、データ格納部３５と、画像形成部３６と、表示制御部３７と、操作部４１と、制御部４２と、格納部４３と、電源制御部４４と、電源スイッチ４５と、電源部４６と、バッテリ４７とを有している。

無線通信部３１は、図２に示したプローブ１との間で無線通信を行うことにより、各種の制御信号をプローブ１に送信する。また、無線通信部３１は、アンテナによって受信される信号を復調することにより、シリアルの生データを出力する。

通信制御部３２は、制御部４２によって設定された送信電波強度で各種の制御信号の送信が行われるように無線通信部３１を制御する。また、受信状態検出部３３は、プローブ１から送信される生データの受信状態を検出して、検出結果を制御部４２に出力する。

制御部４２は、受信状態検出部３３によって検出された受信状態が所定のレベル以下であるときに、プローブ１に再送要求を送信するように、通信制御部３２を介して無線通信部３１を制御する。図２に示すプローブ１の制御部２２は、装置本体２からの再送要求に応じて、メモリ１７から読み出される生データを無線通信部１８に送信させる。これにより、伝送品質が悪い場合でも、エラーなく超音波診断画像を表示することが可能となる。

シリアル／パラレル変換部３４は、無線通信部３１から出力されるシリアルの生データを、例えば、６４個の超音波トランスデューサから出力される受信信号に基づいて得られる６４個の複素ベースバンド信号を表す１２８チャンネルのパラレルの生データに変換する。データ格納部３５は、メモリ又はハードディスク等によって構成され、シリアル／パラレル変換部３４によって変換された少なくとも１フレーム分の生データを格納する。

画像形成部３６は、データ格納部３５から読み出される１フレーム毎の生データに受信フォーカス処理を施して、超音波診断画像を表す画像信号を生成する。このように、１フレーム毎の生データを取得してから画像信号を生成して動画を表示することにより、フレーム内における画像欠損や送信遅れの影響を防止することができる。画像形成部３６は、受信遅延パターン記憶部３６１と、整相加算部３６２と、画像処理部３６３と、表示タイミング制御部３６４とを含んでいる。

受信遅延パターン記憶部３６１は、受信フォーカス処理を行う際に用いられる複数の受信遅延パターンを記憶している。整相加算部３６２は、制御部４２において設定された受信方向に応じて、受信遅延パターン記憶部３６１に記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、選択された受信遅延パターンに基づいて、生データによって表される複数の複素ベースバンド信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。

図４は、本実施形態の超音波診断装置の構成の一部を示すブロック図である。図４においては、図２および図３に示す超音波診断装置の構成要素の一部を抜粋して示す。
このように、少なくとも１フレーム分の生データを格納するデータ格納部３５と、データ格納部３５から読み出される１フレーム毎の生データに受信フォーカス処理を施して画像信号を生成する画像形成部３６と、を設けることによって、プローブ１と装置本体２との間の通信状態によらず、一定のフレームレートで高品質の画像表示を行うことが可能となる。

この超音波送受信方法においては、複数の超音波トランスデューサ１０から出力される受信信号に基づいて得られる少なくとも１フレーム分の生データが装置本体２のデータ格納部３５に格納された後に、画像形成部３６において画像信号が生成されて、モニタ６に超音波診断画像を表示されるので、表示タイミングは、装置本体２側で自由に決定することができる。

再び図３を参照すると、画像処理部３６３は、整相加算部３６２によって生成される音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。画像処理部３６３は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部と、ＤＳＣ（digital scan converter：ディジタル・スキャン・コンバータ）とを含んでいる。ＳＴＣ部は、音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。ＤＳＣは、ＳＴＣ部によって補正された音線信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号を生成する。

表示タイミング制御部３６４は、画像処理部３６３によってフレーム毎に生成される画像信号を表示制御部３７に供給するタイミングを制御することにより、適切なフレームレートで超音波診断画像が表示されるようにする。表示制御部３７は、画像形成部３４によって生成される画像信号に基づいて、モニタ６に超音波診断画像を表示させる。

制御部４２は、操作部４１を用いたオペレータの操作に従って、超音波診断装置の各部を制御する。装置本体２には電源スイッチ４５が設けられており、電源制御部４４は、電源スイッチ４５の状態に基づいて、電源部４６のオン／オフを制御する。また、電源制御部４４は、電源スイッチ４５の状態に基づいてバッテリ４７のオン／オフを制御する。電源部４６にコンセント等から電力が供給されている場合は、電源部４６から各部に電力の供給が行われる。電源部４６にコンセント等から電力が供給されていない場合は、バッテリ４７から各部に電力の供給が行われる。バッテリ４７は２次電池であり、電源部４６がコンセント等に接続されている場合に充電が行われる。

以上の装置本体２の構成において、通信制御部３２、シリアル／パラレル変換部３４、画像形成部３６、表示制御部３７、制御部４２、および電源制御部４４は、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成されるが、それらをハードウエア（ディジタル回路）で構成しても良い。上記のソフトウェア（プログラム）は、格納部４３に格納される。格納部４３における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。

図３に示すカート３は、電源スイッチ４８と、電源制御部４９と、電源部５０を有している。電源制御部４９は、電源スイッチ４８の状態に基づいて、電源部５０のオン／オフを制御する。電源部５０は装置本体２内の電源部４６と配線（図示省略）によって電気的に接続されている。カート３の電源部５０がコンセント等と接続されていれば、電源部５０から装置本体２内の電源部４６に電力を供給することができる。逆に、装置本体２内の電源部４６がコンセント等と接続されていれば、電源部４６からカート３の電源部５０に電力を供給しても良い。

図３に示すホルダ４は、プローブ検知部５１および給電手段５２を有している。カート３が有する電源部５０は、プローブ検知部５１および給電手段５２と電気的に接続されており、電源部５０からプローブ検知部５１および給電手段５２へ電力が供給されている。

プローブ検知部５１は、ホルダ４にプローブ１が配置されているか否かを検知するセンサである。例えば、反射光の変化によりプローブ１の有無を判断する光学センサやホルダ４にかかる重さを検知してプローブ１の有無を判断する荷重センサ等の公知のセンサで構成される。プローブ検知部５１は、プローブ１の有無を示す信号を電源制御部４９へ出力する。プローブ検知部５１がプローブ１を検出した信号を受信すると、カート３内の電源制御部４９は、給電手段５２に対してホルダ４に対する通電を許可する信号を出力する。

給電手段５２は、非接触充電用電磁誘導コイルを有する。給電手段５２は、電磁誘導作用によってプローブ１の受電手段２７（図２参照）に電力を供給する。給電手段５２は、プローブ検知部５１より出力されたプローブ１の有無を示す信号を受け、プローブ１がホルダ４配置されている場合に給電を行う。

ホルダ４は、装置本体２およびカート３と脱着可能に構成されている。また、ホルダ４は、装置本体２およびカート３に装着されている場合には、プローブ１が自在に抜き差しでき、装置本体２およびカート３から取り外された場合には、プローブ１を挟んで固定する。

図５は、プローブの外観斜視図である。
同図に示すように、プローブ１は、ユーザが把持する把持部６０と、超音波トランスデューサ１０から超音波が照射されるヘッド部６２とを有する。

ヘッド部６２は、長手方向の幅がＤ１である。把持部６０は、断面が略楕円形状をしており、長軸の長さ（長手方向の幅に相当）がＤ２であり、短軸の長さ（短手方向の幅に相当）がＤ３である。把持部６０の長軸の長さＤ２は、ヘッド部６２の長手方向の幅Ｄ１より短い。つまり、プローブ１は、把持部６０の幅をヘッド部６２の幅に比べて狭くしてユーザが把持部６０を把持しやすい形状とされている。

このように構成されたプローブ１が保持されるホルダ４の詳細な構成および作用について、図６（Ａ）および（Ｂ）に示す外観斜視図を用いて説明する。
図６（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ図１に示す本実施形態の超音波診断装置の、カートに装着され、超音波プローブを保持した状態、および超音波プローブを保持したまま可動アームを開いた状態の超音波プローブホルダを模式的に示す外観斜視図である。

図６（Ａ）においては、カート３（図示省略）にホルダ４が装着されている状態において、ホルダ４にプローブ１が保持された状態が示されている。
図６（Ａ）に示すホルダ４は、保持部材１００、固定アーム１０２および可動アーム１０４を有する。保持部材１００、固定アーム１０２および可動アーム１０４は、例えば、プラスチックにより構成されている。

保持部材１００は、プローブ１を保持する機能を有するホルダ本体を構成するものである。可動アーム１０４は、可動することにより固定アーム１０２との間にカート３のホルダ係止部（取付部）１１３（図７（Ｂ）参照）を挟み込み、ホルダ４をカート３に係合して係止する。また、可動アーム１０４は、可動することにより保持部材１００の開口１０６を形成する内壁との間にプローブ１を挟持する。以下、これらの各部材の協働関係について詳細に説明する。

保持部材１００は、円柱状の形状を有しており、カート３の側壁面に接する背面側かつ下側において平面状の壁面部１０３に固定されている。保持部材１００には、プローブ１を挿抜し、かつ保持するために、上面から底面に貫通する円柱状の開口１０６が設けられている。円柱状の開口１０６の底面および上面の直径はＬ１である。ホルダ４の保持部材１００に設けられた開口１０６にプローブ１の把持部６０が挿入されると、保持部材１００の上面をプローブ１のヘッド部６２を支持するため、ホルダ４は、プローブ１を保持することができる。プローブ保持用開口１０６の直径Ｌ１より把持部６０の長手方向の幅Ｄ２の方が狭く、また、開口１０６の直径Ｌ１よりプロ―ブ１のヘッド部６２の長手方向の幅Ｄ１の方が広い。そのため、プローブ１は、保持部材１００により保持されて落下することがない。
なお、保持部材１００の内部には、図６には図示しないが、プローブ検知部５１および給電手段５２が設けられている（図３参照）。

プローブ１の把持部６０がホルダ４の保持部材１００の保持用開口１０６に収容されると、プローブ１の把持部６０とホルダ４の保持部材１００の内壁とが近接するので、ホルダ４の保持部材１００内の給電手段５２とプローブ１内の受電手段２７との間の距離が電磁誘導による非接触給電可能な距離となり、ホルダ４の給電手段５２によりプローブ１内のバッテリ２６が受電手段２７を介して非接触充電される。

カート３にホルダ４が装着されている場合、プローブ１は、ホルダ４に対して挿抜自在に保持される。つまり、可動アーム１０４を緩める動作をすることなく、プローブ１を上方からホルダ４の開口１０６に挿入したり、抜き出したりすることができる。

固定アーム１０２および可動アーム１０４は、カート３からの着脱を行う機能を有するクランプ部材である。以下に、カート３に対してホルダ４を着脱する場合の説明を行う。ホルダ４は、可動アーム１０４を保持部材１００に対して開く方向、すなわち保持部材１００から離す方向（離間方向）に可動させることで、カート３のホルダ係止部１１３から着脱を行うことができる。可動アーム１０４は、保持部材１００の側面に設けられた開口１０１を通って可動する。

固定アーム１０２は、直方体状の形状を有する部材である。固定アーム１０２は、保持部材１００に固定されており、一部が保持部材１００の手前および奥の方向へ突出している。可動アーム１０４は、保持部材１００に対して後述する軸部１１６（図７（Ｂ）参照）を軸として回動可能となっている。可動アーム１０４は、固定アーム１０２と同様に、一部が保持部材１００から突出している。固定アーム１０２および可動アーム１０４が保持部材１００から両側に突出したそれぞれの端部について、その一方の側の２つの端部はユーザが操作するための指かかり部であり、その他方の側の２つの端部はカート３との係合部であり、図示例では嵌合部である。本実施形態では、可動アーム１０４の嵌合部１０５には開口１０７が設けられている。また、固定アーム１０２の嵌合部１１０にも開口１１５（図７（Ｃ）参照）が設けられているが、図６（Ｂ）には可動アーム１０４の嵌合部１０５および開口１０７のみ示し、固定アーム１０２の嵌合部１１０および開口１１５は図示が省略されている。可動アーム１０４に設けられた開口１０７および固定アーム１０２に設けられた開口１１５が、カート３のホルダ係止部１１３に設けられた係止用凸部（突起）１１４および１１２とそれぞれ嵌合することにより、ホルダ４はカート３に係合され、係止される。

図６（Ｂ）には、可動アーム１０４を回動させた場合のホルダ４が示されている。例えば、ユーザが親指と人差し指とで固定アーム１０２の指掛かり部１０９および可動アーム１０４の指掛かり部１０８を摘むと、軸部１１６（図７（Ｂ）参照）を中心として可動アーム１０４を回動させることができる。こうして、可動アーム１０４は、保持部材１００の外側に回動する。ユーザが可動アーム１０４を外側に回動させ、可動アーム１０４の嵌合部１０５に設けられた開口１０７と固定アーム１０２の嵌合部１１０に設けられた開口１１５（図７（Ｃ）参照）とが、カート３のホルダ係止部１１３に設けられた係止用凸部１１４および１１２から外れることにより、カート３からホルダ４を分離することができる。同様に、ユーザが可動アーム１０４を外側に回動させ、固定アーム１０２および可動アーム１０４に設けられた開口１１５および１０７の位置とカート３のホルダ係止部１１３に設けられた係止用凸部１１２および１１４の位置が一致する位置で可動アーム１０４の回動を解除すると、固定アーム１０２に設けられた開口１１５と可動アーム１０４に設けられた開口１０７とが、それぞれカート３のホルダ係止部１１３の係止用凸部１１２および１１４に嵌合し、ホルダ４をカート３に装着することができる。

本実施形態のホルダのより詳細な構成を図７（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）を用いて説明する。

図７（Ａ）は、図６（Ａ）に示すカートに装着された超音波プローブホルダの側面図である。
図７（Ａ）に示すように、カート３に装着する場合、ホルダ４は、固定アーム１０２が有する嵌合部１１０の開口１１５がカート３のホルダ係止部１１３の係止用凸部１１２と嵌合し、同様に可動アーム１０４が有する嵌合部１０５の開口１０７がカート３のホルダ係止部１１３の係止用凸部１１４と嵌合する。この場合、ホルダ４は、固定アーム１０２の一部に形成されている壁面部１０３が、カート３の側壁面に接するため、カート３に対して安定して固定される。なお、ホルダ４とカート３とは、ケーブル５により電気的に接続されているが、図７（Ａ）〜（Ｃ）においては、ケーブル５の図示を省略する。

図７（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すカートに装着された超音波プローブホルダの上面図である。なお、図７（Ｂ）および（Ｃ）では、外部に露出していない箇所を破線で示してある。

可動アーム１０４は、保持部材１００の一部を切り取ったような円弧状の形状を有する部材（以後、円弧部材１１１という）に、指掛かり部１０８および嵌合部１０５を一体的に設けた構成となっている（図８参照）。可動アーム１０４は、軸部１１６を中心軸として保持部材１００に対して回動可能な構成となっている。軸部１１６には、付勢手段として機能するねじりコイルバネ等からなる弾性部材（図示省略）が設けられている。この弾性部材により、可動アーム１０４は、固定アーム１０２が有する嵌合部１１０と、可動アーム１０４が有する嵌合部１０５との間隔を狭める方向（以後、内側方向または近接方向という）に付勢されている。ホルダ４は、弾性部材により固定アーム１０２の嵌合部１１０および可動アーム１０４の嵌合部１０５がカート３のホルダ係止部１１３を挟持する作用と、固定アーム１０２の嵌合部１１０の開口１１５および可動アーム１０４の嵌合部１０５の開口１０７が、カート３のホルダ係止部１１３の係止用凸部１１２および１１４と嵌合する作用により、ホルダ係止部１１３に係止され、カート３に対して固定される。

可動アーム１０４の嵌合部１０５の開口１０７がカート３のホルダ係止部１１３の係止用凸部１１４と嵌合した場合において、可動アーム１０４が有する円弧部材１１１は、上面から見ると保持部材１００の一部と完全に重なる箇所に位置する。ホルダ４がカート３に装着された場合は、保持部材１００の開口１０６を形成する内壁と可動アーム１０４との間隔の最大値がＬ１となる。保持部材１００の開口１０６を形成する内壁と可動アーム１０４との間隔の最大値Ｌ１は、プローブ１の把持部６０の胴体の長軸Ｄ２に対して十分長い。従って、把持部６０に対して保持部材１００の内壁と可動アーム１０４との間隔が十分広いため、プローブ１は、ホルダ４に対して挿抜自在となる。

図７（Ｃ）は、本実施形態の超音波プローブホルダがカートから分離された分離状態を示す分解上面図である。
図７（Ｃ）に示すように、ホルダ４をカート３から取り外して分離すると、軸部１１６に設けられた弾性部材の作用により、可動アーム１０４が保持部材１００の内側方向に回動される。可動アーム１０４が保持部材１００の内側方向に回動されることにより、保持部材１００の内壁と可動アーム１０４との間隔の最大値がＬ１より短くなりＬ２となる。保持部材１００の内壁と可動アーム１０４との間隔Ｌ２は、プローブ１の把持部６０の短軸の長さＤ３より短い。すなわち、把持部６０は、弾性部材の作用により保持部材１００の内壁と可動アーム１０４との間に挟持される。

このように、ホルダ４にプローブ１を保持させた状態で、ホルダ４をカート３から分離すると、軸部１１６に設けられた弾性部材の作用により、保持部材１００と可動アーム１０４とによって、プローブ１の把持部６０が挟持されて固定される。プローブ１の把持部６０がホルダ４により挟持された状態においても、ホルダ４が有する給電手段５２によりプローブ１内のバッテリ２６が電磁誘導によって非接触充電される。

また、可動アーム１０４が内側方向に回動するように弾性部材で付勢する構成としたため、形状や寸法が異なる超音波プローブを使用する場合においても、超音波プローブを挟持した際の保持部材１０２と可動アーム１０４との間隔が変わるので、種々の超音波プローブを挟持することができる。そのため、異なる種類の超音波プローブを使用する場合においても同一の超音波プローブホルダを使用することができる。

ホルダ４が、カート３から取り外され、プローブ１を挟持した場合を図９に示す。ホルダ４とカート３とは、ケーブル５で電気的に接続されている。ホルダ４内のプローブ検知部５１および給電手段５２には、ケーブル５によりカート３から電力が供給されている。カート３とホルダ４とがケーブル５を介して電気的に接続されていることにより、ホルダ４をカート３から取り外してもプローブ１を非接触充電することができる。

以上述べたように、本実施形態に係る超音波プローブホルダは、電磁誘導によって非接触給電可能な状態でカートから着脱可能な構成としている。さらに、本実施形態に係る超音波プローブホルダは、カートに装着されている場合に超音波プローブを挿抜自在に保持し、カートから外された場合は超音波プローブを挟持する構成とすることにより、超音波プローブを非接触充電しながら超音波プローブと超音波プローブホルダとを一体として使用することができる。これにより、緊急時等、超音波プローブの充電が不十分な場合に超音波プローブを使用したい場合においても超音波プローブを充電しながら使用することができる。

また、指掛かり部１０９および指掛かり部１０８は片手で掴むことができるため、ホルダ４は、カート３のホルダ係止部１１３から片手で取り外しすることができる。

また、可動アーム１０４を回動させても、プローブ１のヘッド部６２を保持している保持部材１００は回動しないため、ホルダ４をカート３から分離する際にも、プローブ１がホルダ４から落下することがない。

なお、本実施形態では、ホルダ４を円柱状の保持部材によって構成したが、超音波プローブを保持して充電することができれば保持部材の形状は必ずしも円柱状である必要はなく、例えば四角柱や三角柱等の形状であっても良い。

なお、本実施形態では、固定アーム１０２と可動アーム１０４とを設けたが、必ずしもそれら２つの部材を設ける必要はない。例えば、固定アーム１０２と保持部材１００とを一つの部材として、保持部材１００と可動アーム１０４とによってホルダ４を構成しても良い。また、可動アーム１０４は、必ずしも１つである必要はなく、２つ以上設けても良い。

また、本実施形態では円弧部材１１１、指掛かり部１０８および嵌合部１０５をそれぞれ別の部材として一体化した可動アーム１０４を説明したが、可動アーム１０４は、１つの部材として形成しても良い。

また、保持部材１００に設けられる開口１０６は、必ずしも円柱状の形状である必要はなく、プローブ１の把持部６０を収容して電磁誘導によって非接触充電可能であればどのような形状であっても良い。

また、可動アーム１０４の形状は、必ずしも本実施の形態で述べた形状である必要はない。例えば、可動アーム１０４においてプローブ１を挟持する箇所の形状をプローブ１の把持部６０と合う形状、すなわち把持部６０の周囲を密着して覆う形状としても良い。プローブ１を挟持する箇所の形状を把持部６０に合う形状とすると、プローブ１が挟持された際、プローブ１が挟持される方向と垂直な方向にズレることを防止することができる。

なお、本実施形態では、カート３のホルダ係止部１１３の係止用凸部１１２および１１４とホルダ４の固定アーム１０２および可動アーム１０４の開口１１５および１０７とがそれぞれ嵌合して、ホルダ４をカート３に装着する構成としたが、ホルダ４をカート３に装着するための構成は必ずしもこのような構成である必要はない。例えば、固定アームおよび可動アームに開口を設けず、可動アームを付勢する弾性部材により、固定アームおよび可動アームによってカート３を挟持する構成であっても良い。
なお、図示例においては、カート３のホルダ係止部１１３の係止用凸部１１２および１１４の形状と、ホルダ４の固定アーム１０２および可動アーム１０４の開口１１５および１０７の形状を矩形状としたが、本発明はこれに限定されず、係止用凸部１１２および１１４が開口１１５および１０７に嵌合可能な形状であれば、如何なる形状でも良く、例えば、円形状、楕円形状、多角形状、星形等を挙げることができる。

また、本実施形態では、ホルダ４は、カート３に装着され、カートから分離される構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、カート３の代わりに、装置本体２に対して装着・分離される構成であっても良い。なお、この場合には、カート３を備えていない超音波診断装置として構成しても良い。
この場合には、係止用凸部１１２および１１４を備えるホルダ係止部１１３は、装置本体２の側壁面に設けられる。したがって、カート３にホルダ係止部１１３が設けられ、ホルダ４がカート３に装着・分離される場合と全く同様に、ホルダ４の固定アーム１０２および可動アーム１０４は、装置本体２のホルダ係止部１１３からの着脱を行うことができるので、その説明は省略する。

なお、ホルダ４を装置本体２に対して装着・分離する形態でも、図３に示すように、カート３の電源スイッチ４８、電源制御部４９および電源部５０を用い、ホルダ４のプローブ検知部５１および給電手段５２をそれぞれカート３の電源制御部４９および電源部５０に接続して用いても良いが、図３に示すカート３の電源スイッチ４８、電源制御部４９および電源部５０の代わりに、それぞれ装置本体２の電源スイッチ４５、電源制御部４４および電源部４６を用い、ホルダ４のプローブ検知部５１および給電手段５２をそれぞれ装置本体２の電源制御部４４および電源部４６に接続して用いても良い。

（実施の形態２）
図１０（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置に用いられる、カートに装着された超音波プローブホルダの一実施例の上面図および側面図である。
本発明の実施の形態２においては、プローブ１および装置本体２の構成は、上述した実施の形態１の場合と全く同様であるためにその図示および説明を省略し、図１０（Ａ）および（Ｂ）に示す本実施形態２のカート３ａの構成は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示す本実施形態１のカート３の構成と、ホルダ係止部１１３の代わりに、ホルダ係止部２１２を備えている点を除いて全く同一であるので、その全体の図示および説明を省略する。

図１０（Ａ）および（Ｂ）に、本実施形態の超音波プローブホルダ（ホルダ）２００がカート２１２に装着された状態を示す。
ホルダ２００は、上記実施の形態１のホルダ４と同様にプローブ１の把持部６０を収容する開口２０１を有し、ホルダ２００がカート３ａのホルダ係止部２１２に装着された状態においては、当該開口２０１は、プローブ１が挿抜自在な幅となり、ホルダ２００がカート３ａから取り外された場合は、当該開口２０１は、プローブ１を挟持する幅となる。
以下、ホルダ２００の構成について詳細に説明する。

図１０（Ａ）に示すように、ホルダ２００は、保持部材２０２、円弧部材２０４、弾性部材２０６、弾性部材２０８、および係合部材２１０を有する。図１０（Ａ）および（Ｂ）においては、外部に露出していない箇所を破線で示してある。また、図１１（Ａ）および（Ｂ）においても、同様に外部に露出していない箇所を破線で示してある。保持部材２０２には、プローブ１の把持部６０を収容する円柱状の開口２０１が設けられている。弾性部材２０６および弾性部材２０８には、例えば、引張コイルバネ等の付勢手段が用いられる。

弾性部材２０６および弾性部材２０８は、一端が円弧部材２０４の両端部とそれぞれ接続され、他端は保持部材２０２と接続されている。円弧部材２０４は、弾性部材２０６および弾性部材２０８によって保持部材２０２の開口２０１を形成している内壁との間隔を狭める方向（近接方向）に付勢されている。係合部材２１０は、円弧部材２０４に設けられている。係合部材２１０には開口２０３（図１１（Ａ）参照）が設けられ、当該開口２０３はカート２１２の有する凸部２１４と係合する。

保持部材２０２は、立方体形状を成し、カート３ａの側壁面に接する背面の一部に背面から突出する凸部２０５を有しており、凸部２０５に繋がる部分２０７において、円弧部材２０４、弾性部材２０６、弾性部材２０８、および係合部材２１０の周囲を覆うように設けられる。保持部材２０２には、係合部材２１０の開口２０３と重なる位置に、係合部材２１０の開口２０３より少し大きい開口２０９が設けられている。カート３ａのホルダ係止部２１２の有する係止用凸部２１４は、保持部材２０２に設けられた係合のための開口２０９を通って係合部材２１０の開口２０３と係合する。すなわち、ホルダ２００がカート３ａのホルダ係止部２１２に装着された場合において、凸部２１４は、保持部材２０２に設けられた係合のための開口２０９および係合部材２１０の開口２０３を貫通する。
また、保持部材２０２には、プローブ１の把持部６０を収容するための円柱状の開口２０１が設けられている。
なお、ホルダ２００の保持部材２０２の内部には、図示しないが、図３に示すホルダ４と同様に、プローブ検知部および給電手段が設けられている。

ホルダ２００をカート３ａのホルダ係止部２１２と係合させた場合において、保持部材２０２の開口２０１を形成する内壁と円弧部材２０４との間隔の最大値はＬ３である。ホルダ２００がカート３ａのホルダ係止部２１２と係合している場合、弾性部材２０６および弾性部材２０８は伸長された状態となる。保持部材２０２の内壁と円弧部材２０４との間隔の最大値Ｌ３は、プローブ１の把持部６０の長手方向の幅Ｄ２より長く、プローブ１のヘッド部６２の長手方向の幅Ｄ１より短い。つまり、把持部６０に対して保持部材２０２の内壁と円弧部材２０４との間隔が十分に広いため、プローブ１は、ホルダ２００に対して挿抜自在となっている。把持部６０は開口２０１を通過し、開口２０１に収容されるが、ヘッド部６２は開口２０１を通過できず、開口２０１に収容されないため、プローブ１は、ホルダ２００から落下することはない。

ホルダ２００は、上述したように、その保持部材２０２の内部に、プローブ検知部および電磁誘導コイル等からなる給電手段を備えているので、電磁誘導作用による非接触（無線）給電機能を有しており、プローブ１の把持部６０が収容された状態にある場合に、プローブ１内の受電手段２７とホルダ２００の保持部材２０２の内の電磁誘導給電手段とが近接して配置されることになり、プローブ１内にあるバッテリ２６を電磁誘導によって非接触充電することができる。

図１０（Ｂ）は、カート３ａのホルダ係止部２１２に装着されたホルダ２００の側面図である。ホルダ係止部２１２が有する係止用凸部２１４は、側面から見ると三角形状の形状をしている。係合部材２１０は、凸部２１４に係合されると、凸部２１４に沿って動くことにより保持部材２０２の内壁と円弧部材２０４との間隔を徐々に広げる方向に円弧部材２０４を動かし、保持部材２０２の内壁と円弧部材２０４との間隔がＬ３となった状態で円弧部材２０４を係止する。

図１１（Ａ）は、カート３ａのホルダ係止部２１２から分離されたホルダ２００の上面図である。カート３ａのホルダ係止部２１２から分離されたホルダ２００は、弾性部材２０６および弾性部材２０８の作用により、円弧部材２０４が、保持部材２０２の内壁との間隔を狭める方向に移動される。この場合、保持部材２０２の内壁と円弧部材２０４との間隔の最大値はＬ４（＜Ｌ３）となる。保持部材２０２の内壁と円弧部材２０４との間隔の最大値Ｌ４は、プローブ１の把持部６０の短軸の長さＤ３より短い。すなわち、ホルダ２００の開口２０１にプローブ１の把持部６０を収容した状態で、ホルダ２００をカート３ａのホルダ係止部２１２から分離すると、弾性部材２０６および弾性部材２０８の作用により、保持部材２０２と円弧部材２０４とによって、プローブ１の把持部６０が挟持されて固定される。プローブ１の把持部６０がホルダ２００により挟持された状態においても、ホルダ２００が有する給電手段によりプローブ１内のバッテリ２６が非接触充電される。なお、図示しないが、ホルダ２００をカート３ａのホルダ係止部２１２から分離しても、ホルダ２００とカート３ａとはケーブル等で電気的に接続されている。そのため、カート３ａからホルダ２００を取り外しても、カート３ａからホルダ２００へ電力が供給され、プローブ１を非接触充電することができる。

図１１（Ｂ）は、カート２１２から取り外されたホルダ２００およびカート３ａのホルダ係止部２１２の側面図である。ホルダ２００を、カート３ａに装着する場合は、ホルダ２００の係合部材２１０の開口２０３の位置をカート３ａのホルダ係止部２１２の凸部２１４の位置と合わせ、ホルダ２００を凸部２１４に対して上から下に向かって押して装着する。この場合、カート３ａのホルダ係止部２１２の凸部２１４の側面は三角形状をしているため、円弧部材２０４は、保持部材２０２の内壁との間隔を広げる方向へ徐々に動かされる。そのため、特に強い力を必要とすることなく、ホルダ２００をカート３ａに装着することができる。

以上述べたように、本実施形態２に係るホルダ２００は、非接触給電可能な状態でカート３ａから着脱可能な構成としている。さらに、本実施形態のホルダ２００は、カート３ａに装着されている場合にプローブ１を挿抜自在に保持し、カート３ａから外された場合はプローブ１を挟持する構成とすることにより、プローブ１を充電しながらプローブ１とホルダ２００とを一体として使用することができる。

なお、本実施形態では、ホルダ２００の開口２０１を円柱状の形状としたが、必ずしも円柱状の形状である必要はなく、プローブ１の把持部６０を収容して電磁誘導によって非接触充電可能であればどのような形状であっても良い。

なお、本実施形態では、カート３ａのホルダ係止部２１２の凸部２１４とホルダ２００の係合部２１０の開口２０３とが係合してホルダ２００をカート３ａに装着する構成としたが、ホルダ２００をカート３ａに装着するための構成は必ずしもこのような構成である必要はない。

以上に述べたように、本発明に係る超音波プローブホルダは、カートに装着する装着状態、および、カートから分離する分離状態を自在に切り替えることができ、装着状態においては無線超音波プロ―ブを挿抜自在に保持し、分離状態においては超音波プローブを挟持する構成としている。これにより、簡単な構成でカートに対する装着ならびに超音波プローブの挟持および保持を実現することができる。

なお、本実施形態においても、カートに対して着脱可能な構成について説明したが、上記実施形態１の場合と全く同様に、超音波診断装置本体に対して着脱可能な構成としても良い。上記実施形態１で説明したように、例えば、超音波診断装置本体に、上記各実施形態で説明したカートのホルダ係止部が有する凸部を設けることで、超音波診断装置本体に対して着脱可能な構成とすることができる。

また、上記各実施形態では、超音波プローブホルダとカートとをケーブルにより電気的に接続し、カートから超音波プローブホルダに電力が供給される場合を例にとって説明したが、必ずしもカートから電力を供給する必要はない。例えば、上記実施形態１において説明したように、超音波診断装置本体と超音波プローブホルダとを電気的に接続することにより、超音波診断装置本体から超音波プローブホルダへ電力を供給しても良い。

また、上記各実施の形態では、超音波診断装置本体とカートとを別体の構成として説明したが、超音波診断装置本体自体に車輪等の運搬を容易にする機能を設け、超音波診断装置本体とカートとが一体となった構成にしても良い。

なお、上記各実施の形態では、超音波プローブホルダに電磁誘導による非接触給電機能を設けたが、必ずしも非接触給電機能を持たせる必要はない。例えば、超音波プローブおよび超音波プローブホルダに金属の接点を設け、超音波プローブが超音波プローブホルダに保持されると当該接点が接触して充電を行う態様としても良い。

なお、以上説明した本発明に係る実施の形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明の構成を限定するものではない。本発明に係る超音波プローブホルダおよび超音波診断装置は、上記実施の形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。

例えば、図１２に上面図のみ示す超音波プローブホルダ３００のような構成としても良い。ホルダ３００は、クランプ部材３０２、クランプ部材３０４、軸部３０６、保持部材３０８、および保持部材３１０を有する。ホルダ３００においては、クランプ部材３０２およびクランプ部材３０４が、プローブ１の保持および挟持の役割を果たす。また、保持部材３０８および保持部材３１０は、プローブ１を保持する役割を果たす。以下、クランプ部材３０２とクランプ部材３０４との協働関係について説明する。

クランプ部材３０２、およびクランプ部材３０４は、軸部３０６を中心軸として回動可能に構成されている。軸部３０６内には、図示しないがねじりコイルばねを備えており、互いのクランプ部材３０２と３０４との間隔を狭めるように付勢されている。このため、クランプ部材３０２およびクランプ部材３０４が回動することにより、クランプ部材３０２とクランプ部材３０４との間隔を調節することができる。図１２では、クランプ部材３０２およびクランプ部材３０４の両先端部３０３および３０５がカートのホルダ係止部３１２の凸部３１４を挟持することにより、ホルダ３００がカートのホルダ係止部３１２に固定されている。

保持部材３０８は、クランプ部材３０２からクランプ部材３０４の方向へ突出するようにクランプ部材３０２に設けられている。保持部材３１０は、保持部材３０８と同様にクランプ部材３０４からクランプ部材３０２の方向へ突出するようにクランプ部材３０４に設けられる。

ユーザは、軸部３０６内のねじりコイルばねの付勢力に抗してクランプ部材３０２とクランプ部材３０４との間隔を広げることでカート３１２からホルダ３００を取り外すことができる。また、軸部３０６内のねじりコイルばねの付勢力によってクランプ部材３０２とクランプ部材３０４との間隔を狭めることにより、ホルダ３００でプローブ１を挟持すること、またはホルダ３００をカートのホルダ係止部３１２へ装着することができる。

また、ホルダ３００をカートのホルダ係止部３１２へ装着した場合のクランプ部材３０２とクランプ部材３０４との間隔Ｌ５は、プローブ１の把持部６０の幅より広く、プローブ１のヘッド部６２の幅より狭い。そのため、クランプ部材３０２およびクランプ部材３０４は、プローブ１のヘッド部６２を支持することができる。保持部材３０８および保持部材３１０は、クランプ部材３０２およびクランプ部材３０４と同様にヘッド部６２を支持する。また、プローブ１の把持部６０の幅に対して、クランプ部材３０２とクランプ部材３０４との間隔Ｌ５は十分に広いため、プローブ１はホルダ３００に対して挿抜自在となる。つまり、ホルダ３００をカートのホルダ係止部３１２へ装着した場合に、プローブ１はホルダ３００によって挿抜自在に保持される。このように弾性部材を用いない構成によっても、本発明の目的を達成することができる。

また、図１３に上面図のみ示すホルダ４００のような構成としても良い。ホルダ４００は、保持部材４０２、保持部材４０４、張架部材４０６、張架部材４０８、バネ４１０およびバネ４１２を有する。

保持部材４０２および保持部材４０４は、バネ４１０およびバネ４１２によって互いの間隔を狭める方向に付勢されている。保持部材４０２および保持部材４０４は、それぞれプローブ１の把持部６０を把持するための曲面を有する凹部４１６および凹部４１８が設けられている。保持部材４０２および保持部材４０４は、バネ４１０およびバネ４１２の作用により凹部４１６および凹部４１８によってプローブ１の把持部６０を挟持する。また、保持部材４０２および保持部材４０４の両先端部４０３および４０５は、バネ４１０およびバネ４１２の作用によりカートのホルダ係止部４１４の凸部４１５を挟持する。

張架部材４０６および張架部材４０８は、例えば、講演者の指示棒のように、それぞれ半径が異なりかつ上面の半径が下面の半径より小さい略円柱状の複数の部材を多段に連結して伸縮可能な構成となっており、保持部材４０２と保持部材４０４との間隔の変化に伴って伸縮する。

また、ホルダ４００をカートのホルダ係止部４１４へ装着した場合の凹部４１６と凹部４１８との間隔の最大値Ｌ６は、プローブ１の把持部６０の幅より広く、プローブ１のヘッド部６２の幅より狭い。そのため、保持部材４０２および保持部材４０４は、プローブ１のヘッド部６２を支持することができる。張架部材４０６および保持部材４０８は、保持部保持部材４０２および保持部材４０４と同様にヘッド部６２を支持する。また、プローブ１の把持部６０の幅に対して、保持部材４０２と保持部材４０４との間隔の最大値Ｌ６は十分に広いため、プローブ１は超音波プローブホルダに対して挿抜自在となる。つまり、ホルダ４００をカートのホルダ係止部４１４へ装着した場合にプローブ１はホルダ４００によって挿抜自在に保持される。このように回動する可動アームを設けない構成によっても、本発明の目的を達成することができる。

また、本発明においては、図１４に上面図のみ示す超音波プローブホルダ５００のような構成としても良い。ホルダ５００は、保持部材５０２、保持部材５０４、緩衝部材５０６、緩衝部材５０８、バネ５１０およびバネ５１２を有する。

保持部材５０２および保持部材５０４は、バネ５１０およびバネ５１２によって互いの間隔を狭める方向に付勢されている。ホルダ５００においては、バネ５１０およびバネ５１２の作用により保持部材５０２に設けられた緩衝部材５０６と、保持部材５０４に設けられた緩衝部材５０８とがプローブ１の把持部６０を挟持する。保持部材５０２および保持部材５０４の両先端部４０３および４０５は、バネ５１０およびバネ５１２の作用によりカートのホルダ係止部５１４の凸部５１５を挟持する。

緩衝部材５０６および緩衝部材５０８は、プローブ１の把持部６０を挟持する際の衝撃を緩和する部材であり、例えばゴム等によって構成される。緩衝部材５０６および緩衝部材５０８は、撓むことで把持部６０と面接触する。ホルダ５００がカートのホルダ係止部５１４に装着されている場合の緩衝部材５０６と緩衝部材５０８との間隔Ｌ７は、プローブ１の把持部６０の幅より広く、プローブ１のヘッド部６２の幅より狭い。そのため、保持部材５０２および保持部材５０４は、プローブ１のヘッド部６２を支持することができる。また、プローブ１の把持部６０の幅に対して、緩衝部材５０６と緩衝部材５０８との間隔Ｌ７は十分に広いため、プローブ１は、ホルダ５００に対して挿抜自在となる。つまり、ホルダ５００がカートのホルダ係止部５１４に装着されている場合、プローブ１は、ホルダ５００によって挿抜自在に保持される。

また、ホルダ５００をカートのホルダ係止部５１４から分離すると、バネ５１０およびバネ５１２の作用により緩衝部材５０６と緩衝部材５０８との間隔が狭まる。この場合、緩衝部材５０６および緩衝部材５０８が撓んでプローブ１の把持部６０と面接触して挟持するため、ホルダ５００は、プローブ１を安定して保持することができる。このように、曲面を持たない部材によって挟持しても、本発明の目的を達成することができる。

図１３、図１４に示すように、超音波プローブを保持する機能と超音波プローブを挟持する機能とを同一の部材に持たせても本発明の技術思想を実現することができる。

本発明に係る超音波プローブホルダは、超音波プローブを保持して使用しながら電磁誘導による非接触充電を行う超音波プローブホルダ等に用いることができる。

１超音波プローブ（プローブ）
２超音波診断装置本体（装置本体）
３カート
４超音波プローブホルダ（ホルダ）
６外部モニタ（モニタ）
２７受電手段
５１プローブ検知部
５２給電手段
６０把持部
６２ヘッド部
１００保持部材
１０２固定アーム
１０４可動アーム
１０６開口

Claims

超音波診断装置本体または超音波診断装置用カートに設けられたホルダ取付部に対し、装着状態または分離状態を自在に切り替える係合手段と、
該係合手段によって切り替えられた前記装着状態において超音波プロ―ブを挿抜自在に保持すると共に、前記係合手段によって切り替えられた前記分離状態において前記超音波プローブを挟持する保持挟持手段と、
前記装着状態および前記分離状態の両方においてそれぞれ前記超音波プローブに給電する給電手段と、を具備する超音波プローブホルダ。
前記係合手段は、
前記保持挟持手段に設けられ、
当該保持挟持手段による前記超音波プロ―ブの保持、または挟持の動作に伴ってそれぞれ前記装着状態、または前記分離状態を自在に切り替える請求項１に記載の超音波プローブホルダ。
前記保持挟持手段は、
前記超音波プローブを挿抜自在に保持する保持部材と、
当該保持部材に対し相対移動可能な可動クランプと、
を具備し、
前記保持部材および前記可動クランプの間に前記超音波プロ―ブを挟持する請求項２に記載の超音波プローブホルダ。
前記可動クランプは、前記保持部材に対して回動可能な可動アームである請求項３に記載の超音波プローブホルダ。
前記可動アームは、
前記保持部材の側面に設けられた開口を介して回動可能に構成されている請求項４に記載の超音波プローブホルダ。
前記保持挟持手段は、さらに、前記保持部材に固定された固定クランプと、
前記可動クランプを前記固定クランプに互いに近接する方向に付勢する付勢手段と、を有し、
前記係合手段は、
前記可動クランプおよび前記固定クランプとの対応するそれぞれの先端部によって構成され、
前記付勢手段によって付勢された前記可動クランプおよび前記固定クランプの両先端部によってその間に前記ホルダ取付部をクランプすることにより、前記装着状態にすると共に、
前記付勢手段によって付勢された前記可動クランプおよび前記固定クランプの両先端部が前記ホルダ取付部から分離され、前記可動クランプが、前記保持部材に当接する前記分離状態、または前記可動クランプが、前記保持部材に保持された前記超音波プロ―ブに当接して前記保持部材と前記可動クランプとの間に前記超音波プロ―ブを挟持する前記分離状態にする請求項３〜５のいずれか１項に記載の超音波プローブホルダ。
前記固定クランプは、前記保持部材に固定された固定アームである請求項６記載の超音波プローブホルダ。
前記超音波プローブは、使用者が把持する把持部と、超音波診断の対象に当接され、超音波を照射するヘッド部と、を具備し、前記ヘッド部の幅は前記把持部の幅よりも広く、
前記保持部材は、前記超音波プローブの前記把持部が通過し、前記ヘッド部が通過しない開口を有する請求項３〜７のいずれか１項に記載の超音波プローブホルダ。
前記保持挟持手段は、２つのクランプを具備し、
前記係合手段は、前記２つのクランプの各々に設けられ、前記２つのクランプの開閉に伴い移動することにより、
前記２つのクランプが開状態であって前記ホルダ取付部に対して装着動作または分離動作が可能な第１状態、
前記２つのクランプが閉状態であって超音波プローブを挟持しつつ前記ホルダ取付部から分離された第２状態、および、
前記２つのクランプが第１状態および第２状態の中間状態であって前記ホルダ取付部をクランプして係合し、かつ前記超音波プロ―ブを挿抜自在に保持する第３状態、を実現する請求項２〜８のいずれかに記載の超音波プローブホルダ。
前記給電手段は、前記超音波診断装置本体または前記超音波診断装置用カート内にある電源部及び電源制御部に接続され、該電源制御部から有線で通電制御される請求項１〜８のいずれか１項に記載の超音波プローブホルダ。
さらに、前記超音波プローブの有無を検出する検出センサを具備する請求項１〜９のいずれか１項に記載の超音波プローブホルダ。
超音波プローブホルダ、超音波診断装置本体、および超音波プローブを有する超音波診断装置であって、
前記超音波プローブホルダは、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の超音波プローブホルダであり、
前記超音波診断装置本体は、
前記係合手段と係合するホルダ取付部と、前記給電手段に電力を供給する電力供給手段と、を具備し、
前記超音波プローブは、
超音波を照射するヘッド部と、ユーザ把持用の把持部と、を具備し、前記ヘッド部の幅は前記把持部の幅よりも広い超音波診断装置。
超音波プローブホルダ、超音波診断装置本体、当該超音波診断装置用カート、および超音波プローブを有する超音波診断装置であって、
前記超音波プローブホルダは、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の超音波プローブホルダであり、
前記超音波診断装置用カートは、
前記係合手段と係合するホルダ取付部を具備し、
前記超音波診断装置本体または前記超音波診断装置用カートは、
前記給電手段に電力を供給する電力供給手段を具備し、
前記超音波プローブは、
超音波を照射するヘッド部と、ユーザ把持用の把持部と、を具備し、前記ヘッド部の幅は前記把持部の幅よりも広い超音波診断装置。
前記超音波診断装置カートは、前記ホルダ取付部に加え、さらに、前記電力供給手段を具備する請求項１２に記載の超音波診断装置。
前記超音波診断装置カートは、前記ホルダ取付部を具備し、
前記超音波診断装置本体は、前記電力供給手段を具備する請求項１２に記載の超音波診断装置。