JP2013123459A - 生体検査用プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】検査条件の切り換えが容易で、洗浄に適した生体検査用プローブを提供すること。
【解決手段】超音波プローブ１Ａでは、生体検査用プローブ自身にスイッチ５が設けられているため、超音波プローブ１Ａにおいて検査条件の切り換えを容易に行うことができる。スイッチ５として、モニター４を利用して、指先の接触あるいは接近によって検査条件の切り換えの操作が行われるタッチパネル（非機械式スイッチ）が用いられているため、可動部を有する機械式スイッチを用いた場合と違って、隙間等が発生しにくい。それ故、洗浄しにくい箇所が発生しにくいとともに、洗浄に用いた水等が隙間から超音波プローブ１Ａ内に侵入するような事態を回避することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体に接触させて検査を行う生体検査用プローブに関するものである。

生体内部の検査を行う生体検査用プローブとしては、生体内部での超音波の反射を利用して検査を行う超音波プローブや、生体内部での赤外光の反射を利用して脈波の検査を行う脈波検査用プローブ等がある。かかる生体検査用プローブのうち、例えば、超音波プローブでは、プローブ本体の生体接触部に超音波素子や超音波レンズ部等が設けられており、超音波プローブでの検査条件の切り換えは、超音波プローブに有線や無線で接続された検査装置本体側で行われる。

特開２０１１−７２４６７号公報 特開２００３−１６４４５０号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の生体検査用プローブでは、生体検査用プローブを片方の手でもって検査しながら、もう片方の手で検査装置本体を操作して検査条件の切り換えを行う必要があるため、不便である。従って、生体検査用プローブ自身に検査条件の切り換え操作を行うためのダイヤルスイッチやレバースイッチ等を設ければ、使い勝手が向上する。但し、生体検査用プローブでは、その性質上、洗浄を頻繁に行う必要があることから、ダイヤルスイッチやレバースイッチ等の機械式スイッチを設けると、機械式スイッチの可動部分に生じた隙間を洗浄しにくいとともに、機械式スイッチの可動部分の隙間から洗浄に用いた水等が生体検査用プローブ内に侵入し、不具合が発生しやすいという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、検査条件の切り換えが容易で、洗浄に適した生体検査用プローブを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る生体検査用プローブは、生体に接触する生体接触部と、グリップ部と、接触あるいは接近によって検査条件の切り換えの操作が行われる非機械式スイッチと、該非機械式スイッチへの操作に基づいて検査条件の切り換えを通知する通知手段と、を有することを特徴とする。

本発明では、生体検査用プローブ自身にスイッチが設けられているため、生体検査用プローブにおいて検査条件の切り換えを容易に行うことができる。また、スイッチとして、接触あるいは接近によって検査条件の切り換えの操作が行われる非機械式スイッチが用いられているため、可動部を有する機械式スイッチを用いた場合と違って、隙間等が発生しにくい。従って、洗浄しにくい箇所が発生しにくいとともに、洗浄に用いた水等が隙間から生体検査用プローブ内に侵入するような事態を回避することができる。それ故、本発明によれば、検査条件の切り換えが容易で、かつ、洗浄に適した生体検査用プローブを実現することができる。

本発明においては、さらに、少なくとも前記検査条件が表示されるモニターが設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、生体検査用プローブにおいて、検査条件の切り換え操作と、検査条件の確認とを行うことができるので、使い勝手がよい。

本発明において、前記モニターは、前記非機械式スイッチを兼ねていることが好ましい。すなわち、モニターをタッチパネル（非機械式スイッチ）として利用すれば、モニターとは別にスイッチを設けた場合に比して、生体検査用プローブの小型化を図ることができる。

本発明において、前記通知手段は、有線で操作信号を出力する信号出力部である構成を採用することができる。かかる構成によれば、有線を介して検査装置本体から操作条件の切り換えを行うことができる。従って、生体検査用プローブでの駆動に必要な駆動回路等を生体検査用プローブに設ける必要がないので、生体検査用プローブの小型化を図ることができる。

本発明において、前記非機械式スイッチは、光学式スイッチであることが好ましい。かかる構成によれば、スイッチの液密を容易に図ることができる。

この場合、前記光学式スイッチは、赤外光の発光および受光を利用した赤外線スイッチであることが好ましい。かかる構成によれば、外光がスイッチでの操作に影響を及ぼしにくいという利点がある。

本発明において、前記非機械式スイッチは、凸状領域または凹状領域に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、非機械式スイッチが設けられている箇所を手探りで把握することができる。

本発明に係る生体検査用プローブは、例えば、超音波プローブとして構成される。この場合、前記生体接触部は、例えば、超音波の発生および受信を行うことになる。超音波プローブの場合、生体表面にゼリーを塗布して生体接触部を接触させることから頻繁に洗浄することになる。それ故、洗浄に適するように構成した本発明の効果が顕著である。

本発明の実施の形態１に係る超音波プローブの説明図である。 本発明の実施の形態２に係る超音波プローブを備えた検査装置の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る超音波プローブの説明図である。 本発明の実施の形態２に係る超音波プローブにおいて、スイッチとして用いた光学式位置検出装置の説明図である。 本発明の実施の形態２の変形例に係る超音波プローブに設けたスイッチの説明図である。 本発明の実施の形態３に係る超音波プローブの説明図である。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、生体検査用プローブとして、生体内部の様子を超音波で検査する超音波プローブを中心に説明する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る超音波プローブの説明図である。図１に示す超音波プローブ１Ａにおいて、プローブ本体２０は、扁平な形状を有している。かかるプローブ本体２０は、生体に接触する生体接触部２１を先端に有しており、他の部分は、グリップ部２３として用いられる。生体接触部２１は、円弧状に湾曲した形状を有しており、生体接触部２１には、超音波トランスデューサー２４や音響レンズ（図示せず）等が内蔵されている。超音波トランスデューサー２４には、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）やポリフッ化ビニリデン等の圧電体厚膜の両面に電極を形成してなる素子が複数設けられており、かかる素子の両電極に励振パルスが印加されると、圧電体が振動して超音波を発生し、これにより生体の内部に超音波が照射される。また、超音波トランスデューサー２４は、生体内部からの反射波を受信すると、圧電体が振動して電気信号を発生し、この電気信号がエコー画像に変換される。

本形態では、プローブ本体２０の内部に駆動部２６や電源部２７が設けられているとともに、グリップ部２３には、液晶表示装置からなるモニター４が完全な液密状態で設けられている。駆動部２６は、超音波トランスデューサー２４に対する駆動を行うとともに、超音波トランスデューサー２４を介して得られた電気信号をエコー画像に変換し、モニター４に出力する。このため、超音波プローブ１Ａで得られたエコー画像は、モニター４に表示されることになる。本形態において、モニター４は、プローブ本体２０の外周面において他の領域よりわずかに凹んだ凹状領域として構成されている。

このように構成した超音波プローブ１Ａでは、プローブ本体２０の側面に電源スイッチ２９が設けられている。電源スイッチ２９は、圧電素子を利用した非機械式スイッチであり、完全な液密状態に構成されている。

また、超音波プローブ１Ａでは、プローブ本体２０に超音波強度等の検査条件を切り換えるスイッチ５が設けられているとともに、スイッチ５での操作に基づいて、検査条件の切り換えを駆動部２６に通知する通知部２８（通知手段）を有している。

本形態において、スイッチ５は、モニター４に対して一体に形成された抵抗膜方式のタッチパネル、静電容量方式のタッチパネル、または光学式のタッチパネルからなる非機械式スイッチである。より具体的には、モニター４には、超音波プローブ１Ａで得られたエコー画像とともに、表示を検査条件の設定に切り換えるメニュー切り換えボタンが表示されており、指先をメニュー切り換えボタンに接触あるいは接近すると、検査条件の選択ボタンが表示される。従って、検査条件の選択ボタンのうち、所定の選択ボタンに指先を接触あるいは接近すると、通知部２８は、検査条件の選択が選択結果を信号に変換し、駆動部２６に通知する。その結果、駆動部２６によって、超音波トランスデューサー２４からの超音波出力等の検査条件の切り換えが行われる。このため、生体の内部のいずれの箇所を検査するかによって最適な検査条件を実現することができる。このようにして検査条件の切り換えを行った後、指先をメニュー切り換えボタンに接触あるいは接近すると、モニター４は、エコー画像の表示に切り換わる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の超音波プローブ１Ａでは、生体検査用プローブ自身にスイッチ５が設けられているため、超音波プローブ１Ａ自身において検査条件の切り換えを容易に行うことができる。また、スイッチ５として、接触あるいは接近によって検査条件の切り換えの操作が行われるタッチパネル（非機械式スイッチ）が用いられているため、可動部を有する機械式スイッチを用いた場合と違って、隙間等が発生しにくい。それ故、洗浄しにくい箇所が発生しにくいとともに、洗浄に用いた水等が隙間から超音波プローブ１Ａ内に侵入するような事態を回避することができる。それ故、本形態によれば、検査条件の切り換えが容易で、かつ、洗浄に適した超音波プローブ１Ａを実現することができる。

また、本形態の超音波プローブ１Ａでは、少なくとも検査条件が表示されるモニター４が設けられているため、超音波プローブ１Ａにおいて、検査条件の切り換え操作と、検査条件の確認とを行うことができるので、使い勝手がよい。

さらに、モニター４は、検査条件の切り換え操作を行う非機械式のスイッチ５を兼ねているため、モニター４とは別にスイッチ５を設けた場合に比して、超音波プローブ１Ａの小型化を図ることができる。

また、モニター４（スイッチ５）は、プローブ本体２０の外周面において他の領域よりわずかに凹んだ凹状領域として構成されている。このため、スイッチ５が設けられている箇所を手探りで把握することができる。

特に、生体検査用プローブのうち、超音波プローブ１Ａの場合は特に、生体表面にゼリーを塗布して生体接触部２１を接触させることから頻繁に洗浄することになる。それ故、洗浄に適するように構成した本形態の超音波プローブ１Ａの効果が顕著である。

［実施の形態２］
（全体構成）
図２は、本発明の実施の形態２に係る超音波プローブを備えた検査装置の説明図である。図３は、本発明の実施の形態２に係る超音波プローブの説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、スイッチが位置する側からみた側面図、およびスイッチが位置する側を下向きにしたときの側面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

実施の形態１では、超音波プローブ１Ａ自身に駆動部２６やモニター４が設けられていたが、本形態では、図２に示す検査装置１００のように、超音波プローブ１Ｂは、ケーブル５０によって、モニター６１等を備えた検査装置本体６０に接続されている。かかる検査装置本体６０には、モニター６１の他、超音波プローブ１Ｂに対する駆動部６６や電源部６７も設けられている。このため、超音波プローブ１Ｂに対する給電や、超音波プローブ１Ｂに対する駆動は、検査装置本体６０からケーブル５０を介して行われる。また、超音波プローブ１Ｂで得られた電気信号は、検査装置本体６０にケーブル５０を介して出力され、エコー画像は、検査装置本体６０のモニター６１で表示される。

但し、本形態でも、実施の形態１と同様、検査条件の切り換えを容易に行うスイッチ１０や、スイッチ１０への操作に基づいて検査条件の切り換えを通知する通知部２８（通知手段）が超音波プローブ１Ｂに設けられている。

より具体的には、図３に示すように、本形態の超音波プローブ１Ｂにおいて、プローブ本体２０は、全体として棒状に形成されており、先端には生体接触部２１を有している。また、プローブ本体２０の生体接触部２１以外の部分は、グリップ部２３として用いられる。生体接触部２１は、半球状に突出した突部として形成されており、内部には、超音波トランスデューサー２４や音響レンズ（図示せず）等が内蔵されている。

また、プローブ本体２０において、グリップ部２３には、超音波強度等の検査条件を切り換えるスイッチ１０が設けられているとともに、グリップ部２３において生体接触部２１とは反対側の端部には、スイッチ１０での操作に基づいて検査条件の切り換えを、ケーブル５０を介して、検査装置本体６０の駆動部６６に通知する通知部２８が設けられている。本形態において、通知部２８は、有線（ケーブル５０）でスイッチ１０での操作信号を検査装置本体６０に出力する信号出力部であり、超音波トランスデューサー２４で得られた電気信号を、ケーブル５０を介して検査装置本体６０の駆動部６６に通知する機能も担っている。

ここで、スイッチ１０は、指先の接触位置や接近位置で検査条件を切り換える光学式スイッチであり、かかる光学式スイッチは、可動部を有しない非機械式スイッチの一種である。かかるスイッチ１０としては各種スイッチを用いることができ、本形態では、例えば、特開２０１１−２３２１９１等に開示されている光学式位置検出装置を用いることができる。

（スイッチ１０の構成）
図４は、本発明の実施の形態２に係る超音波プローブ１Ｂにおいて、スイッチ１０として用いた光学式位置検出装置の説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、光学式位置検出装置全体の構成を示す説明図、および光源部等の位置関係を示す説明図である。

図４に示すように、本形態の超音波プローブ１Ｂにおいて、スイッチ１０として用いた光学式位置検出装置は、透光性部材４０と、光源装置１１や受光部３０等を有している。より具体的には、スイッチ１０は、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１に向けて検出光Ｌ２を出射する複数の光源部１２を備えた光源装置１１と、指先からなる対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３を検出する受光部３０とを備えている。かかるスイッチ１０において、光源部１２は、透光性部材４０の裏面４２側から表面４１側に検出光Ｌ２を出射し、受光部３０は、対象物体Ｏｂで反射して透光性部材４０の裏面４２側に透過してきた検出光Ｌ３を検出する。このため、受光部３０の受光面３１は、透光性部材４０の裏面４２に対向している。

光源装置１１は、複数の光源部１２として、透光性部材４０の裏面４２側に、第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂ、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄを備えており、これらの光源部１２はいずれも、発光部１２０ａ〜１２０ｄを透光性部材４０に向けている。従って、光源部１２から出射された検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ）は、透光性部材４０を透過して、視認面４１側（光源装置１１からの検出光Ｌ２の検出光出射空間）に出射され、本形態では、かかる検出光出射空間（視認面４１側の空間）によって、対象物体Ｏｂの位置が検出される検出空間が構成されている。

第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂ、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄは、検出空間１０Ｒ（Ｚ軸方向）からみたとき、四角形の角に相当する位置に配置されている。光源部１２（第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂ、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄ）はいずれも、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子により構成され、本形態において、光源部１２はいずれも、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ）を発散光として放出する。本形態では、対象物体Ｏｂが指先であることが多いことから、検出光Ｌ２として、対象物体Ｏｂ（人体）での反射率が高い波長域の赤外光（８４０〜９２０ｎｍ程度の近赤外光）が用いられている。

受光部３０は、透光性部材４０に受光面３１を向けたフォトダイオードやフォトトランジスター等からなり、本形態において、受光部３０は赤外域の感度ピークを備えたフォトダイオードである。

かかるスイッチ１０では、複数の光源部１２が順次点灯した際の受光部３０での受光結果に基づいて検出空間における対象物体Ｏｂ（指先）の位置を検出する。例えば、Ｘ方向で離間する２つの光源部１２を順次点灯した際の受光部３０での受光結果に基づいて、一方の光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離と、他方の光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離の比を求める。また、Ｙ方向で離間する２つの光源部１２を順次点灯した際の受光部３０での受光結果に基づいて、一方の光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離と、他方の光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離の比を求める。そして、上記の結果を合成して、対象物体ＯｂのＸＹ座標位置を検出する。また、対象物体Ｏｂの位置の時間的変化を検出すれば、図３（ａ）に矢印１５で示すような対象物体Ｏｂの動き（指先の動き）を検出することができる。それ故、本形態では、対象物体Ｏｂの位置や動きを、検査条件と対応させ、スイッチ１０において指先がいずれの位置にあるか、あるいは指先がいずれの方向に移動したかによって、検査条件を切り換える。

なお、受光部３０での受光強度が一定値以下である場合には、スイッチ１０から指先が離間しているとして、検査条件の切り換え操作として認識しないように構成すれば、誤操作を防止することができる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の超音波プローブ１Ｂでも、実施の形態１と同様、生体検査用プローブ自身にスイッチ１０が設けられているため、超音波プローブ１Ｂにおいて検査条件の切り換えを容易に行うことができる。また、スイッチ１０として、接触あるいは接近によって検査条件の切り換えの操作が行われる光学式位置検出装置（非機械式スイッチ）が用いられているため、可動部を有する機械式スイッチを用いた場合と違って、隙間等が発生しにくい。それ故、洗浄しにくい箇所が発生しにくいとともに、洗浄に用いた水等が隙間から超音波プローブ１Ｂ内に侵入するような事態を回避することができる。それ故、本形態によれば、検査条件の切り換えが容易で、かつ、洗浄に適した超音波プローブ１Ｂを実現することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、通知部２８は、ケーブル５０（有線）で操作信号を出力する信号出力部であるため、ケーブル５０を介して検査装置本体６０から操作条件の切り換えを行うことができる。従って、超音波プローブ１Ｂでの駆動に必要な回路等を超音波プローブ１Ｂに設ける必要がないので、超音波プローブ１Ｂの小型化を図ることができる。

さらに、スイッチ１０は、光学式スイッチであるため、スイッチ１０の液密を容易に図ることができる。しかも、光学式のスイッチ１０は、赤外光の発光および受光を利用した赤外線スイッチであるため、外光がスイッチ１０での操作に影響を及ぼしにくいという利点がある。

［実施の形態２の変形例］
図５は、本発明の実施の形態２の変形例に係る超音波プローブ１Ｂに設けたスイッチ１０の説明図である。

実施の形態２で説明したスイッチ１０については、プローブ本体２０の外周面と同一平面となるように形成してもよいが、図５に示すように、透光性部材４０をプローブ本体２０の外周面から突出するように形成してもよい。かかる構成によれば、スイッチ１０を凸状領域として構成することができるので、スイッチ１０が設けられている箇所を手探りで把握することができる。

また、透光性部材４０の平面形状については、矢印１５で示すように、操作方向に突出した＋形状とすれば、操作方向を手探りで把握することができるという利点がある。また、透光性部材４０の中央に浅い凹部４９を形成しておき、かかる凹部４９によって基準位置を示してもよい。

逆に、透光性部材４０をプローブ本体２０の外周面で凹むように設けてもよい。かかる構成によれば、スイッチ１０を凹状領域として構成することができるので、スイッチ１０が設けられている箇所を手探りで把握することができる。

［実施の形態３］
図６は、本発明の実施の形態３に係る超音波プローブの説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

実施の形態２では、ケーブル５０を介して検査装置本体６０と接続された超音波プローブ１Ｂにモニター４が設けられていなかったが、本形態では、図６に示すように、モニター４を備えた超音波プローブ１Ｃを、ケーブル５０を介して検査装置本体６０に接続するようになっている。その他の構成は、実施の形態１と略同様である。

但し、超音波プローブ１Ｃは、実施の形態１と違って、駆動部２６や電源部６７が設けられていない。このため、超音波プローブ１Ｃにおいて、モニター４に表示されるのは、モニター４をスイッチ５（タッチパネル）として切り換えた検査条件である。

［他の実施の形態］
実施の形態１では、超音波プローブ１Ａ自身が検査装置として構成されていたが、小型のモニター４では検査結果が見にくいような場合、超音波プローブ１Ａで得られた検査結果を、図２に示す検査装置本体６０に対して有線あるいは無線で出力するように構成してもよい。

上記実施の形態１〜３では、生体検査用プローブとして超音波プローブを例示したが、生体内部での赤外光の反射を利用して脈波の検査を行う脈波検査用プローブ等に本発明を適用してもよい。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ・・超音波プローブ（生体検査用プローブ）、５、１０・・スイッチ、４・・モニター、２０・・プローブ本体、２１・・生体接触部、２３・・グリップ部、２４・・超音波トランスデューサー、２６・・駆動部、２８・・通知部、５０・・ケーブル、６０・・検査装置本体、１００・・検査装置

Claims (8)

1. 生体に接触する生体接触部と、
   グリップ部と、
   接触あるいは接近によって検査条件の切り換えの操作が行われる非機械式スイッチと、
   該非機械式スイッチへの操作に基づいて検査条件の切り換えを通知する通知手段と、
   を有することを特徴とする生体検査用プローブ。
2. さらに、少なくとも前記検査条件が表示されるモニターが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の生体検査用プローブ。
3. 前記モニターは、前記非機械式スイッチを兼ねていることを特徴とする請求項２に記載の生体検査用プローブ。
4. 前記通知手段は、有線で操作信号を出力する信号出力部であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の生体検査用プローブ。
5. 前記非機械式スイッチは、光学式スイッチであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の生体検査用プローブ。
6. 前記光学式スイッチは、赤外光の発光および受光を利用した赤外線スイッチであることを特徴とする請求項５に記載の生体検査用プローブ。
7. 前記非機械式スイッチは、凸状領域または凹状領域部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の生体検査用プローブ。
8. 前記生体接触部は、超音波の発生および受信を行うことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の生体検査用プローブ。