JP2012511952A - 湿度保護を備える超音波装置 - Google Patents

Abstract

超音波装置、このような超音波装置を有する医用装置、及び超音波装置を作動させる方法が提案される。超音波装置１０は、電源１と、例えば超音波発生器及び超音波検出器の少なくとも一方を制御するシステムエレクトロニクス２と、湿度センサ５と、コントローラ３とを有する。コントローラ３は、湿度センサ５が予め決められた閾値以下の湿度を検出する場合のみ、電源１をシステムエレクトロニクス２に接続するように適応される。超音波装置内のこのような湿度制御の実現によって、水分凝縮のため、超音波装置１０のシステムエレクトロニクス２にダメージを与える危険がありうる湿潤状態下で超音波装置を作動させることが阻止されることができる。

Description

本発明は、超音波装置、このような超音波装置を有する医用装置、及び超音波装置を作動させる方法に関する。

超音波装置は、患者の組織を調べるために、医用アプリケーションにおいて頻繁に使用されている。このような超音波装置は、一方で、さまざまな医用アプリケーションのために使用されることができ、このような超音波装置は、他方で、非常に高価でありうるので、或るロケーションから別のロケーションに容易に運搬されることができるとともに、電池のようなポータブル電源を有することさえ可能なコンパクトな超音波システムを提供するためのアプローチがある。このようなコンパクトな超音波システムは、それぞれ異なるアプリケーションロケーションの間で容易に運搬されることができ、さまざまな異なる環境条件下において動作することができる。

このようなコンパクトな超音波システムのユーザマニュアルには、以下のステートメントが見られる：「システム、トランスデューサ及び周辺機器が１０℃又はそれ以下の環境にあった場合、接続する前に又はそれらをオンにする前に、それらが室温に達するようにする。製造業者は、完全な正常化のための２４時間を与えることを勧める。」

しかしながら、コンパクトな超音波システムの１つの利点は、それらのアプリケーションの柔軟性及びそれが例えば建物から建物へ移動されることができる容易さであるべきである。２４時間の「正常化」の時間をそれに与えることは、利益を大幅に低減しうる。

従って、改善された超音波装置、このような超音波装置を有する改善された医用装置、及び超音波装置を作動させる改善された方法のニーズがありうる。特に、温度及び／又は湿度が異なるさまざまな環境条件下で、安全な作動を可能にする改善された超音波装置のニーズがありうる。更に、装置が或る環境から別の環境への運搬後に安全に作動されることができるようになるまでユーザが待たなければならない時間を短縮することができる、改善された超音波装置のニーズがありうる。

これらのニーズは、独立請求項による主題によって対処されることができる。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明の第１の見地により、電源と、例えば超音波発生器及び超音波検出器の少なくとも一方を制御するシステムエレクトロニクスと、湿度センサと、コントローラとを有する超音波装置が、提供される。それに関して、コントローラは、湿度センサが予め決められた閾値以下の湿度を検出する場合のみ電源をシステムエレクトロニクスに接続するように適応される。

本発明の要旨は、以下の考えに基づくものとして理解されることができる：

超音波装置のエレクトロニクス上の結露（凝結）は、システムの電源が投入される場合にダメージを引き起こしうることが分かっている。更に、ユーザは、通常、或る環境から別の環境に超音波装置を運搬した後、例えば湿気のある屋外環境から空調管理された環境内に装置を持ってきた後、いつ超音波装置の電源を投入するのが安全かを知る手だてをもたない。従って、従来の超音波システムにおいて、システムの電源を入れる前に正確に２４時間待つことが勧められていた。

それゆえ、超音波装置に湿度センサを組み込むことがここで提案されており、湿度センサは、超音波装置のシステムエレクトロニクスにとって危険でありうる湿度又は結露の程度を検出することができる。コントローラは、湿度センサによって検出された湿度レベルが予め決められた閾値以下にある場合のみ、システムエレクトロニクスに電源からの電力を供給するように適応される。別の状況で、検出された湿度レベルが閾値を上回る場合、コントローラは、システムエレクトロニクスのブート又は通電を防ぐことができる。このような場合、コントローラは、湿度レベルを反復的にチェックすることができ、湿度が予め決められた閾値以下に低下するとすぐに、電源とシステムエレクトロニクスとの間の電気接続を可能にすることができる。

従って、湿度センサの提供及びコントローラの対応する適応は、一方で、環境変化及び増加した湿度レベルの後でも超音波装置のセキュアな作動を確実にすることができ、他方で、超音波装置をセキュアに使用することができるようになる前にユーザが完全な正常化を待つ必要がありうる時間を最小限にすることができる。

以下に、提案される超音波装置の実施形態の可能な特徴及び利点が記述される。

超音波装置の電源は、システムエレクトロニクス及び可能性として例えば超音波発生器又は超音波検出器のような超音波装置の他の電気コンポーネントに通電することが可能な任意の種類の電源でありうる。例えば、電源は、電気ネットワークに接続されることができるプラグを有するＡＣ／ＤＣ変換器又は電源回路でありうる。代替として、電源は、超音波装置に組み込まれ又は取り付けられることができる電池又は蓄電池として提供されることができる。

システムエレクトロニクスは、超音波発生器及び超音波検出器の少なくとも一方を制御するように適応されることができる。更に、システムエレクトロニクスは、例えば付加のコンピューティングユニット、表示ユニット等の超音波装置の他のコンポーネントを制御するように適応されることができる。システムエレクトロニクスは、このような超音波装置コンポーネントに電気エネルギーを供給するとともに、このようなコンポーネントの動作を制御するための電気制御信号を供給するように、適応されることができる。システムエレクトロニクスは、通常の印刷回路基板において実現されることができ、少なくとも部分的に高度に集積化されることができる。

湿度センサは、特定の空間又は環境内の湿度又は結露レベルを検出することが可能である任意の種類のセンサでありうる。湿度を測定するさまざまな方法があり、測定は、パーセンテージとして示される空気中の水蒸気の割合として表現されることができる。吸収性物質の電気特性は、湿度によって変化することがあり、導電率又はキャパシタンスのバリエーションが測定されることができる。測定装置の精度が、超音波装置の最大許容動作湿度仕様を設定する際に考慮されるべきである。例えば、超音波装置の最大許容動作湿度レベルが、８０％ＲＨであり、選ばれた湿度センサが、＋／−５％ＲＨの精度を有する場合、最大許容測定湿度は、超音波装置をオンにすることを可能にするために、７５％ＲＨより低いべきである。

超音波装置のコントローラは、湿度センサによって検出される湿度レベルに依存して、電源とシステムエレクトロニクスとの間の電気接続を可能にし又は妨げるように適応されるべきである。予め決められた閾値は、コントローラのためにセットされ又は記憶されることができる。コントローラは、湿度センサによって検出された湿度の実際値を、予め決められた閾値と比較することができる。実際に測定された値が閾値より低い場合、コントローラは、電源とシステムエレクトロニクスとの間の電気接続を可能にすることができる。システムエレクトロニクスのこのような通電の後、超音波装置は、所望の超音波アプリケーションのために使用されることができる。

コントローラは、反復的に、好適には周期的に、湿度をチェックし、すなわち湿度センサから測定値を受け取ることができ、その都度、電源とシステムエレクトロニクスとの間の接続が確立されることができるか否かを判定することができる。システムの現在の状態に依存して、コントローラは、電源とシステムエレクトロニクスとの間の接続／切断を維持し又は変更することができる。

本発明の一実施形態により、超音波装置は更に、超音波装置をオンにするためにユーザによって操作される電源スイッチを有する。それに関して、コントローラは、電源スイッチの操作に応じて、まず湿度センサからの検出信号をチェックし、次いで、湿度センサが予め決められた閾値以下の湿度を検出する場合のみ、電源をシステムエレクトロニクスに接続するように適応される。

言い換えると、超音波装置が最初にオフにされている場合、ユーザは電源スイッチを操作して、超音波装置がオンにされようとしていることを示す。しかしながら、システムエレクトロニクスに実際に通電する前に、コントローラは、実際の現在湿度値について湿度センサに尋ね、取得された湿度値に基づいて、システムエレクトロニクスが安全に作動されることができるかどうか、又は空気中に含まれる水の結露のリスクがこのようなセキュアな作動を妨げうるほど、湿度値が高いかどうかを判定することができる。

コントローラが、主に、予め決められた閾値を上回る検出された湿度値のため、システムエレクトロニクスへの電力供給を妨げる場合、コントローラは、反復的に、湿度センサから更新された湿度測定値を取得し、湿度がそれまでの間に低下したかどうかチェックすることができる。湿度が、予め決められた閾値以下であるとすぐに、システムエレクトロニクスは、通電されることができ、超音波装置は、ブートし、作動されることができる。

本発明の他の実施形態により、湿度センサは、システムエレクトロニクスにすぐ近いところの湿度及び結露レベルの少なくとも一方を検出するように適応される。湿度センサは、例えばシステムエレクトロニクスに近接して、例えば数ｃｍ、１０ｃｍ、又はより小さい距離のところに、取り付けられることができ、又はシステムエレクトロニクスのために使用されるのと同じ印刷回路基板上に実現されることも可能である。システムエレクトロニクスが、超音波装置の他のコンポーネントをも任意に囲む閉じたハウジング内に設けられる通常のケースにおいて、湿度センサは、ハウジング内に含まれる空気の湿度を測定するために、このようなハウジング内に配置されることができる。

本発明の他の実施形態により、超音波装置は更に、システムエレクトロニクスを乾燥させる乾燥装置を有する。それに関して、コントローラは、湿度センサが予め決められた閾値を上回る湿度を検出する場合に乾燥装置を作動させるように適応される。

例えば、乾燥装置は、システムエレクトロニクスに空気を供給するファンを有することができる。このような空気は、システムエレクトロニクスを囲むハウジングの外部の環境から引かれることができ、かかる環境空気は、ハウジング内に最初に含まれている空気より乾燥していることがある。従って、このような乾燥した空気を供給することによって、システムエレクトロニクスの環境は、セキュアな作動のために、予め決められた閾値以下の湿度レベルまで乾燥されることができる。代替として又は付加的に、乾燥装置は、ヒータを有することができる。このようなヒータは、その水分凝縮を防ぎ又は除去するためにエレクトロニクスを直接的に加熱することができる。代替として、ヒータは、例えば付加のファンによって外部環境から供給される空気を加熱することができる。

本発明の他の実施形態により、超音波装置は更に、ユーザへの標示を提供する標示装置を有する。それに関して、コントローラは、湿度センサからの検出信号に依存して、標示装置を作動させるように適応される。例えば、コントローラは、湿度センサが予め決められた閾値を上回る湿度を検出する場合に標示装置を作動させることができる。

標示装置は、ユーザによって認識されることができる信号を発することができる任意の装置でありうる。例えば、このような信号は、視覚的な又は可聴の信号でありうる。例えば、標示装置は、ＬＥＤのような発光デバイス、又はスピーカのような音放出装置でありうる。コントローラは、過度の湿度レベルの検出に応じて、システムエレクトロニクスの通電を可能にせず、コントローラは、その代わりに、例えば以前に電源スイッチを操作したユーザに、超音波装置が過度の湿度レベルのため現時点で始動されることができないが、湿度レベルが連続的に監視され、湿度レベルが十分に低下するとすぐに超音波装置が始動されることを標示するように、標示装置を作動させることができる。

本発明の他の実施形態により、超音波装置のコントローラは、予め決められた閾値を上回る湿度レベルを有する環境において安全に作動するように適応される。言い換えると、コントローラは、おそらくシステムエレクトロニクスにとって危険である可能性のある湿潤環境条件下で作動することができるように、設計され又は保護されることができる。湿度影響からシステムエレクトロニクス全体を保護することは、複雑又は不可能であり、且つ高価でありうるが、過度の湿度がコントローラに達しないようにコントローラを保護すること、又は増大した湿度レベルがその動作に負の影響を及ぼしえないようなロバストなやり方でコントローラを設計することは、容易に実現されうる。

本発明の他の実施形態により、コントローラの電子回路は、コンフォーマルコーティングによって、湿度から保護される。このようなコンフォーマルコーティングは、制御される電子回路を湿度から密閉することができる。

コンフォーマルコーティングは、印刷回路又は他の電子基板上の一般に数マイクロメートル又はｍｍの何分の１かの薄い層に適用される材料でありうる。それらは、例えばコンポーネント及び回路の寿命を大幅に延ばすために、環境的及び機械的な保護を提供することができる。コンフォーマルコーティングは、伝統的に、ディッピング、噴霧又はシンプルなフローコーティングによって、及び増えていることとして選択的コーティング又はロボットによるディスペンスによって、適用される。

コンフォーマルコーティングは、電子印刷回路基板を水分及び汚染物質から保護して、導体及びハンダ接合部の短絡及び腐食を防ぐことができる。コンフォーマルコーティングは更に、導体間の金属の樹枝状成長及びエレクトロマイグレーションを最小限にすることができる。更に、コンフォーマルコーティングの使用は、回路及びコンポーネントを磨耗及び溶剤から保護することができる。応力レリーフが、回路基板の絶縁抵抗の保護と同様に提供されることもできる。

本発明の他の実施形態により、超音波装置の電源は、電池として実現される。このような電池は、超音波装置に組み込まれることができ又はそれに取り付けられることができる。電池は、超音波装置が容易に運搬されることができるように十分に小さいものでありうる。しかしながら、電池は、超音波装置の正常な動作のために十分な電気エネルギーを供給することができる。従って、このような電池は、超音波装置を、任意の電気ネットワークから独立させることができる。好適には、電池は再充電可能である。

本発明の更に別の見地により、上述の超音波装置を有する医用装置が提案される。このような医用装置は、超音波を使用する患者の検査又は治療のために適応される任意の装置でありうる。例えば、医用装置は、コンパクトであり、ゆえにポータブルな超音波心臓検査又は心臓血管超音波システムでありうる。

本発明の更に別の見地により、超音波装置を作動させる方法が提供される。それに関して、超音波装置は、電源と、超音波発生器及び超音波検出器の少なくとも一方を制御するシステムエレクトロニクスとを有する。更に、超音波装置は、超音波装置及び湿度センサをオンにするための電源スイッチを有する。方法は、電源スイッチを操作すると、まず湿度センサからの検出信号をチェックし、次いで、湿度センサが予め決められた閾値以下の湿度を検出する場合のみ電源をシステムエレクトロニクスに接続するステップを含む。

言い換えると、本発明及びその実施形態の特徴は、以下のように要約されることができる。提案される超音波装置は、システムエレクトロニクスにとって危険でありうる湿度／結露の状態を自動的に検出することができ、状態が補正されるまで、すなわち完全な正常化が得られるまで、システムがブートアップすることを防ぐことができる。更に、提案される超音波装置は、環境の正常化を加速するために、ファン又はヒータのような装置の部分をオンにすることができ、最後に、提案される超音波装置は、例えば点滅するＬＥＤのようなシンプルな視覚的な標示の形によって、高い湿度環境がシステムをブートすることを防いでいるというユーザフィードバックを提供することができる。

本発明の特徴及び利点は、本発明のそれぞれ異なる実施形態に関して記述されていることに注意すべきである。具体的には、幾つかの特徴は、超音波装置に関して記述され、他の特徴は、超音波装置を作動させる方法に関して記述されている。しかしながら、当業者であれば、上述の及び後述の説明から、特記されない限り、一実施形態に属する任意の組み合わせ又は特徴に加えて、更に、異なる実施形態又は製造方法に関する特徴の間の任意の組み合わせが、この出願により開示されていると考えられることが分かるであろう。

本発明の特徴及び利点は、添付の図面に示される特定の実施形態に関して記述されているが、本発明はそれらに制限されるべきではない。

本発明の一実施形態による超音波装置を示す概略図。

図１に示される例示の超音波装置１０は、電池を含みうる電源１、システムエレクトロニクス２及びコントローラ３を有することができる。コントローラ３は、電源１をシステムエレクトロニクス２に接続するスイッチ４を制御する。コントローラ３は更に、湿度センサ５に接続される。湿度センサ５は、システムエレクトロニクス２及び可能性として超音波装置１０の他のコンポーネントを囲むハウジング（図示せず）内に含まれる。

超音波装置１０は更に、システムエレクトロニクス２に乾燥空気を供給するファンの形の乾燥装置８を有する。更に、超音波装置１０は、ＬＥＤの形の標示装置７を有する。この標示装置７は、コントローラ３に接続されており、コントローラ３によって制御される。

最後に、超音波装置１０は、コントローラ３に接続され、オン／オフボタン６として働く電源スイッチ６を有する。

電池により作動するコンパクトな超音波装置１０は、通常、完全にオフにされることはない。オン／オフ電源スイッチ６を監視し、電力オンシーケンスを統制するスタンバイ回路がある。コントローラ３に含まれるこのようなスタンバイ回路は、超音波装置１０のハウジング内の湿度／結露レベルを監視する能力をもつので、システムエレクトロニクス２に通電することによって結露ダメージの危険なしに装置をオンにすることがいつ安全であるかを判定することが可能である。加えて、コントローラ３は、回路の残りの部分をオンにする前に、システム内湿度レベルを低下させるためのステップを開始することができる。例えば、乾燥装置８に含まれるファン及び／又はヒータが作動されることができる。最後に、コントローラ３は、標示装置７のそれらのＬＥＤを点滅させることによって、システムが乾燥サイクルにあるというユーザフィードバックを与えることができ、それにより、ユーザは、システムがなぜオンにならないかを知る。

ユーザが、電源スイッチ６を操作することによって装置をオンにしようとする場合、コントローラ３は、湿度／結露センサ５をチェックして、オンにするために条件がＯＫであるかどうかを調べる。条件がＯＫでない場合、コントローラ３は、乾燥装置８をイネーブルし、ＬＥＤを点滅させ始めて、増大湿度が存在することを標示する。コントローラ３は、エレクトロニクスの環境が完全に正常化されるまで、湿度／結露センサからデータを取得し続け、完全に正常化されると、システムエレクトロニクス２の残りの部分に電源１を接続する。

提案される超音波装置１０は、それぞれ異なる施設の間で頻繁に移動され、異なる環境条件に遭遇する見込みのある医用装置にとって有用でありうる。

最後に、「含む、有する」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、「a」又は「an」という語は、構成要素の複数性を除外しないことに注意すべきである。更に、それぞれ異なる実施形態に関連して記述される構成要素は組み合わせられることができる。請求項における参照符号は、請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきでないことに注意すべきである。

Claims (10)

1. 超音波装置であって、
   電源と、
   システムエレクトロニクスと、
   湿度センサと、
   コントローラと、
   を有し、前記コントローラは、前記湿度センサが予め決められた閾値以下の湿度を検出する場合のみ、前記電源を前記システムエレクトロニクスに接続する、超音波装置。
2. 前記超音波装置をオンにするためにユーザによって操作される電源を更に有し、
   前記コントローラは、前記電源スイッチの操作に応じて、前記湿度センサからの検出信号をチェックし、前記湿度センサが予め決められた閾値以下の湿度を検出する場合のみ、前記電源を前記システムエレクトロニクスに接続する、請求項１に記載の超音波装置。
3. 前記湿度センサは、前記システムエレクトロニクスに近いところの湿度及び結露レベルの少なくとも一方を検出する、請求項１又は２に記載の超音波装置。
4. 前記システムエレクトロニクスを乾燥させる乾燥装置を更に有し、
   前記コントローラは、前記湿度センサが前記予め決められた閾値を上回る湿度を検出する場合に、前記乾燥装置を作動させる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波装置。
5. 前記ユーザへの標示を提供する標示装置を更に有し、
   前記コントローラは、前記湿度センサからの検出信号に依存して、前記標示装置を作動させる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波装置。
6. 前記コントローラは、前記予め決められた閾値を上回る湿度レベルを有する環境において安全に作動するように構成される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の超音波装置。
7. 前記コントローラの電子回路は、コンフォーマルコーティングによって湿度から保護される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超音波装置。
8. 前記電源は、電池により実現される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の超音波装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の超音波装置を有する医用装置。
10. 超音波装置を作動させる方法であって、前記超音波装置は、
    電源と、
    システムエレクトロニクスと、
    湿度センサと、
    前記超音波装置をオンにするための電源スイッチと、
    を有し、
    前記方法は、前記電源スイッチの操作に応じて、前記湿度センサからの検出信号をチェックし、前記湿度センサが予め決められた閾値以下の湿度を検出する場合のみ、前記電源を前記システムエレクトロニクスに接続することを含む、方法。

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