JP2014150936A

JP2014150936A - 超音波診断システム

Info

Publication number: JP2014150936A
Application number: JP2013022178A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kasahara; 英司笠原
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2014-08-25

Abstract

【課題】携帯型端末を利用した超音波診断システムの新しいシステム構成を実現する。
【解決手段】プローブ１０は、ヘッド部１２とグリップ部１４を備えている。ホルダ２０は、ケース部２２と回転機構２４と傾斜機構２６を備えている。ケース部２２は、携帯型端末３０のユーザ操作部３２とディスプレイ３４をユーザが見えるように、ユーザ操作部３２とディスプレイ３４を露出しつつ、携帯型端末３０を下側から包み込むように収容する。回転機構２４と傾斜機構２６は、ケース部２２の支持部として機能する。また、回転機構２４により、プローブ１０に対してケース部２２を回転させることができ、傾斜機構２６により、プローブ１０に対してケース部２２を傾斜させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波診断システムに関する。

情報通信機器などと同様に、医療機器においても小型化や軽量化の技術が進んでおり、持ち運びのできる超音波診断機器が実現されている。また、携帯型端末との組み合わせによる超音波診断装置や超音波診断システムも提案されている。

例えば、特許文献１の図５には、超音波探触子２０を備えた医用診断アダプタ３０１にＰＤＡ１０を接続した携帯型超音波診断装置３００が記載されている。また、引用文献２の図３には、超音波送受信装置１００と患者側端末２００とを接続した超音波診断システムが記載されている。

特開２００３−３３３５０号公報特開２００４−４１５９４号公報

上述した背景技術に鑑み、本願の発明者は、携帯型端末を利用した超音波診断システムについて研究開発を重ねてきた。

本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、携帯型端末を利用した超音波診断システムの新しいシステム構成を実現することにある。

上記目的にかなう好適な超音波診断システムは、超音波を送受するプローブと、前記プローブと組み合わせて利用される携帯型端末を収容して支えるホルダと、を有し、前記プローブは、複数の振動素子を収めたヘッド部と、前記ヘッド部から伸長されてユーザによって把持されるグリップ部と、を備え、前記ホルダは、携帯型端末のユーザ操作部を露出しつつ当該携帯型端末の少なくとも一部を包み込むように収容して当該携帯型端末を支えるケース部と、前記プローブのグリップ部に取り付けられて前記ケース部を支える支持部と、を備えることを特徴とする。

上記超音波診断システムにおいて、ホルダのケース部は、携帯型端末のユーザ操作部を露出しつつ当該携帯型端末の少なくとも一部を包み込むように収容して当該携帯型端末を支える。例えばケース部に設けられた開口部分において携帯型端末のユーザ操作部がケース部の外側に露出される。なお、ユーザ操作部の全てが露出されてもよいし、例えば当該システムの利用において必要とされる部分のみが露出されてもよい。ユーザ操作部が例えばタッチパネルであれば、そのタッチパネルが部分的に望ましくは全体的に露出される。また、ユーザ操作部は、ユーザがそのユーザ操作部を視認できてそのユーザ操作部を操作できる程度に露出されていればよい。例えば、透過性と柔軟性を備えた素材により、携帯型端末のユーザ操作部の一部または全てを覆うような態様も上記露出に含まれる。

また、上記超音波診断システムにおいて、ホルダのケース部は、携帯型端末のユーザ操作部を露出しつつ、当該携帯型端末を全体的に包み込むように収容してもよいし、当該携帯型端末を部分的に包み込むように収容してもよい。例えば、ケース部の上から挿入される携帯型端末が下側から包み込むように収容される。なお、ケース部は、携帯型端末のユーザ操作部が操作される際に、携帯型端末が動かない程度の強度で、携帯型端末を支えることが望ましい。

上記超音波診断システムによれば、携帯型端末を収容するホルダを有する新しいシステム構成が実現される。特に、当該ホルダは、携帯型端末のユーザ操作部を露出しつつ当該携帯型端末を収容するため、携帯型端末に対するユーザ操作を可能としつつ当該携帯型端末を支えることができる。

望ましい具体例において、前記ホルダの支持部は、前記プローブに対して前記ケース部を回転させる回転機構と、前記プローブに対して前記ケース部を傾斜させる傾斜機構と、を備える、ことを特徴とする。

望ましい具体例において、前記ホルダのケース部は、当該ケース部内に挿入された携帯型端末のディスプレイを露出しつつ当該携帯型端末の少なくとも一部を包み込むように収容して当該携帯型端末を支える、ことを特徴とする。例えば、ディスプレイの全てが露出されてもよいし、超音波診断システムとして必要とされる表示部分のみが露出されてもよい。なお、ディスプレイは、ユーザがそのディスプレイを視認できる程度に露出されていればよい。例えば、透過性を備えた素材によりディスプレイの一部または全てを覆うような態様も上記露出に含まれる。

望ましい具体例において、前記ホルダは、ケース部内に、前記プローブが入出力する信号のコネクタを備え、前記プローブは、前記ホルダのケース部に収容されて前記コネクタに接続された携帯型端末との間において当該コネクタを介して信号を送受信し、前記プローブが超音波を送受することにより得られる超音波画像が当該携帯型端末のディスプレイに表示される、ことを特徴とする。

本発明により、携帯型端末を利用した超音波診断システムの新しいシステム構成が実現される。例えば、本発明の好適な態様によれば、携帯型端末を収容するホルダを有する新しいシステム構成が実現される。

本発明の実施において好適な超音波診断システムを示す図である。携帯型端末３０を取り外した超音波診断システムを示す図である。超音波診断システムの全体構成を示す機能ブロック図である。超音波診断システムの変形例を示す図である。

図１は、本発明の実施において好適な超音波診断システムを示す図である。図１の超音波システムは、プローブ１０とホルダ２０を有しており、ホルダ２０に携帯型端末３０が収容される。図１（Ａ）は超音波診断システムの正面を示しており、図１（Ｂ）は超音波診断システムの側面を示している。

プローブ１０は、ヘッド部１２とグリップ部１４を備えている。ヘッド部１２の外形は例えば角を丸めた直方体形状であり、ヘッド部１２内には、複数の振動素子で構成されたアレイ振動子が収められている。そして、送受波面１２ｆからＺ軸の負方向側において超音波が送受される。なお、送受波面１２ｆは、平面でもよいし、中央をＺ軸の負方向側に膨らませた滑らかな凸面でもよい。

グリップ部１４は、ヘッド部１２からＺ軸の正方向に伸長された胴体部分であり、グリップ部１４の外形は、例えばＺ軸の正方向側が比較的細い筒型形状である。図１の超音波診断システムを利用するユーザ（検査者）は、グリップ部１４を握ってプローブ１０を持ち、例えば、送受波面１２ｆを被検者の体表に当てて、被検者の体内を対象とした超音波診断を行う。そのため、グリップ部１４の外形は、例えば筒型形状を基本としつつ、ユーザが握りやすい形状とされることが望ましい。

ホルダ２０は、ケース部２２と回転機構２４と傾斜機構２６を備えている。ケース部２２は、携帯型端末３０のユーザ操作部３２とディスプレイ３４をユーザが見えるように、ユーザ操作部３２とディスプレイ３４を露出しつつ、携帯型端末３０を下側（Ｚ軸の負方向側）から包み込むように収容する。

ケース部２２の外形は、例えば角を丸めた直方体形状とされ、携帯型端末３０のユーザ操作部３２とディスプレイ３４が露出するように、正面に開口が設けられて正面がＵ字状である。ケース部２２の内側の形状は、挿入される携帯型端末３０の挿入部分の外形に適合させることが望ましい。なお、挿入される携帯型端末３０の外形に適合するように、ケース部２２の内側の形状や寸法を変更できる機構が設けられてもよい。

回転機構２４と傾斜機構２６は、ケース部２２の支持部として機能する。つまり、回転機構２４がプローブ１０のグリップ部１４の端部（グリップエンド）に取り付けられ、回転機構２４に固定された傾斜機構２６によりケース部２２が支えられる。

回転機構２４は、プローブ１０に対してケース部２２を回転させる機構である。回転機構２４は、例えば、重ね合わされた２枚の円盤を備えており、一方の円盤がプローブ１０のグリップ部１４の端部に取り付けられ、他方の円盤に傾斜機構２６が固定される。２枚の円盤は、例えばプローブ１０のＺ軸に沿った中心軸を共通の回転軸として、相対的に回転可能とされる。つまり、グリップ部１４に取り付けられた一方の円盤に対して、傾斜機構２６を固定する他方の円盤がｒ方向に回転可能とされる。そして、回転機構２４におけるｒ方向の回転により、傾斜機構２６がｒ方向に回転し、さらに、傾斜機構２６に支えられたケース部２２とケース部２２に収容された携帯型端末３０が、Ｒ方向に回転する。

傾斜機構２６は、プローブ１０に対してケース部２２を傾斜させる機構である。傾斜機構２６は、回転機構２４に固定されてケース部２２を支えている。傾斜機構２６は、Ｘ軸に沿った回転軸を備え、その回転軸を中心としてｔ方向に回転自在な支持機構である。傾斜機構２６におけるｔ方向の回転により、傾斜機構２６に支えられたケース部２２とケース部２２に収容された携帯型端末３０が、Ｔ方向に傾斜する。

図１の超音波診断システムを利用するユーザは、例えば、一方の手でグリップ部１４を握ってプローブ１０を持ち、プローブ１０の位置や方向を適宜に調整しつつ、送受波面１２ｆを所望の診断部位に当て、さらに、例えば、他方の手でホルダ２０のＲ方向の回転角度やＴ方向の傾斜角度を調整することにより、携帯型端末３０のユーザ操作部３２を操作しやすい向きに調整し、携帯型端末３０のディスプレイ３４を見やすい向きに調整することができる。

なお、回転機構２４と傾斜機構２６は、調整後における携帯型端末３０の回転角度や傾斜角度を維持できる程度の保持力を備える。また、例えばボールジョイント等により回転と傾斜の両機能が実現されてもよい。

図２は、携帯型端末３０を取り外した超音波診断システムを示す図である。つまり、図２は、図１の超音波システムにおいて、ホルダ２０から携帯型端末３０を取り出した状態を示している。図２（Ａ）は超音波システムの正面を示しており、図２（Ｂ）は超音波システムの側面を示している。

ホルダ２０のケース部２２内には、コネクタｍが設けられている。コネクタｍは、有線または無線によりプローブ１０内の信号に繋がっており、プローブ１０が入出力する信号の端子として機能する。

携帯型端末３０もコネクタｆを備えている。例えば、ホルダ２０のコネクタｍが雄型、携帯型端末３０のコネクタｆが雌型であり、携帯型端末３０がケース部２２に収容されると、ホルダ２０のコネクタｍが携帯型端末３０のコネクタｆに接続される。

プローブ１０は、ホルダ２０のケース部２２に収容され、コネクタｍ，ｆにより接続された携帯型端末３０との間において、コネクタｍ，ｆを介して信号を送受信する。そしてプローブ１０が超音波を送受することにより得られる超音波画像が、携帯型端末３０のディスプレイ３４に表示される。

図３は、超音波診断システムの全体構成を示す機能ブロック図である。図３の機能ブロック図は、図１，２の超音波診断システムの全体構成を示しており、図３には、プローブ１０とホルダ２０と携帯型端末３０が図示されている。

アレイ振動子１１０は、超音波を送受する複数の振動素子で構成され、複数の振動素子は、１次元的または２次元的に配列される。送信部１２０は、アレイ振動子１１０が備える複数の振動素子の各々に対して送信信号を出力することにより、複数の振動素子を送信制御して送信ビームを形成し、診断領域内において送信ビームを走査する。つまり、送信部１２０は、送信ビームフォーマの機能を備えている。

アレイ振動子１１０を構成する各振動素子は、送信部１２０により送信制御されて超音波を送波し、その送波に伴って診断領域から得られる超音波を受波する。各振動素子が超音波を受波することにより得られた受波信号は、受信部１３０へ送られる。

受信部１３０は、アレイ振動子１１０を構成する複数の振動素子から得られる複数の受波信号に対して、整相加算処理等を施すことにより受信ビームを形成する。つまり、受信部１３０は、受信ビームフォーマの機能を備えている。そして、送信ビームの走査に追従するように、診断領域の全域に亘って受信ビームが走査され、受信ビームに沿って受信ビーム信号が収集される。

超音波画像形成部１４０は、診断領域内から収集される受信ビーム信号に基づいて、診断領域に関する超音波画像の画像データを形成する。超音波画像形成部１４０は、例えばＢモード画像（断層画像）や３次元画像やドプラ画像などの超音波画像に関する画像データを形成する。超音波画像形成部１４０において形成された画像データは、通信部１６０を介してプローブ１０から出力される。

制御部１５０は、プローブ１０内を全体的に制御する。また、制御部１５０は、通信部１６０を介して、携帯型端末３０の制御部３５０と通信し、制御部３５０と連携した制御も実行する。

プローブ１０の通信部１６０と携帯型端末３０の通信部３６０は、ホルダ２０内において、コネクタｍ，ｆを介して互いに接続される。これにより、プローブ１０の超音波画像形成部１４０において形成された画像データが、通信部１６０とコネクタｍ，ｆと通信部３６０を経由して、携帯型端末３０の表示画像形成部３４０に送られる。

表示画像形成部３４０は、超音波画像形成部１４０から送られた画像データに基づいてその画像データに対応した超音波画像を含む表示画像を形成する。表示画像形成部３４０において形成された表示画像は、液晶等のディスプレイ３４に表示される。

制御部３５０は、携帯型端末３０内を全体的に制御する。制御部３５０は、例えば、ユーザ操作部３２を利用してユーザが入力する指示に基づいて、携帯型端末３０内を制御する。また、制御部３５０は、通信部３６０を介して、プローブ１０の制御部１５０と通信し、制御部１５０と連携した制御も実行する。例えば、ユーザ操作部３２を利用して、ユーザが超音波の診断モードを設定すると、その診断モードが制御部３５０から制御部１５０に伝えられ、制御部１５０がプローブ１０内をその診断モードに応じて制御する。

プローブ１０は、例えば、コンベックス走査型やセクタ走査型やリニア走査型、２次元画像（断層画像）用や３次元画像用等のいずれであってもよい。また、プローブ１０は、例えばパルス波と連続波の少なくとも一方を送受する。

携帯型端末３０は、例えば、ユーザが片手で持てる程度の大きさと重量の機器であり、スマートフォンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やタブレット型の情報機器などが代表的な例である。

なお、超音波画像形成部１４０は、携帯型端末３０内に形成されてもよい。例えば、携帯型端末３０の表示画像形成部３４０に関するアプリケーションとして、超音波画像形成部１４０の機能が実現されてもよい。また、アレイ振動子１１０の駆動源となるバッテリは、プローブ１０内に設けられることが望ましいものの、携帯型端末３０に設けられてもよい。また、超音波診断システムの外部から、電源コード等を介して、プローブ１０内に電力が供給されてもよい。

図４は、超音波診断システムの変形例を示す図である。図４には、図１，２のプローブ１０に取り付けられるホルダ２０と、ホルダ２０のケース部２２に収容される端末が図示されている。

図４において、操作端末４０は、ユーザ操作デバイスを備えた端末であり、超音波診断において好適なユーザ操作デバイスを備えていることが望ましい。例えば、操作端末４０は、トラックボールやタッチパッドやロータリーエンコーダ等を備える。

表示端末５０は、超音波画像等を表示するディスプレイを備えた端末であり、例えば、スマートフォンやＰＤＡやタブレット型の情報機器などであってもよい。もちろん、表示機能に特化することにより、スマートフォンよりも小型で軽量な表示端末５０が実現されてもよい。

変形例１では、ホルダ２０に操作端末４０が収容され、操作端末４０に表示端末５０が接続される。ホルダ２０のケース部２２は、操作端末４０のユーザ操作デバイスをユーザが見て操作できるように、ユーザ操作デバイスを露出しつつ操作端末４０を包み込むように収容する。なお、ケース部２２が、操作端末４０に接続された表示端末５０の少なくとも一部を収容し、操作端末４０と表示端末５０の両方を支えるようにしてもよい。

変形例２では、ホルダ２０に表示端末５０が収容され、表示端末５０に操作端末４０が接続される。ホルダ２０のケース部２２は、表示端末５０のディスプレイをユーザが見えるように、ディスプレイを露出しつつ表示端末５０を包み込むように収容する。なお、ケース部２２が、表示端末５０に接続された操作端末４０の少なくとも一部を収容し、表示端末５０と操作端末４０の両方を支えるようにしてもよい。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。

１０プローブ、１２ヘッド部、１４グリップ部、２０ホルダ、２２ケース部、２４回転機構、２６傾斜機構、３０携帯型端末、３２ユーザ操作部、３４ディスプレイ、４０操作端末、５０表示端末。

Claims

超音波を送受するプローブと、
前記プローブと組み合わせて利用される携帯型端末を収容して支えるホルダと、
を有し、
前記プローブは、
複数の振動素子を収めたヘッド部と、
前記ヘッド部から伸長されてユーザによって把持されるグリップ部と、
を備え、
前記ホルダは、
携帯型端末のユーザ操作部を露出しつつ当該携帯型端末の少なくとも一部を包み込むように収容して当該携帯型端末を支えるケース部と、
前記プローブのグリップ部に取り付けられて前記ケース部を支える支持部と、
を備える、
ことを特徴とする超音波診断システム。
請求項１に記載の超音波診断システムにおいて、
前記ホルダの支持部は、
前記プローブに対して前記ケース部を回転させる回転機構と、
前記プローブに対して前記ケース部を傾斜させる傾斜機構と、
を備える、
ことを特徴とする超音波診断システム。
請求項１または２に記載の超音波診断システムにおいて、
前記ホルダのケース部は、
当該ケース部内に挿入された携帯型端末のディスプレイを露出しつつ当該携帯型端末の少なくとも一部を包み込むように収容して当該携帯型端末を支える、
ことを特徴とする超音波診断システム。
請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波診断システムにおいて、
前記ホルダは、ケース部内に、前記プローブが入出力する信号のコネクタを備え、
前記プローブは、前記ホルダのケース部に収容されて前記コネクタに接続された携帯型端末との間において当該コネクタを介して信号を送受信し、
前記プローブが超音波を送受することにより得られる超音波画像が当該携帯型端末のディスプレイに表示される、
ことを特徴とする超音波診断システム。