JP2016179143A - 超音波診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】フロントエンド（ＦＥ）装置とバックエンド（ＢＥ）装置とからなる超音波診断システムにおいて、安全性を高めたシステムを提供する。
【解決手段】ＦＥ装置１２には差込口を構成するホルダ３４が設けられている。ホルダ３４内にＢＥ装置が差し込まれる。ホルダ３４内には物体検出器が設けられている。物体が検出視野１３０内に進入すると、物体が検出され１３４、それに基づいて高圧停止制御（フリーズ制御）１３６が実行される。物体がドッキング構造をなすホルダ３４内に進入しようとしても、その直前の段階で送信用電圧の生成が中止されることになる。よって、仮に短絡等によりコネクタへ高電圧が出てしまうことがあったとしても、物体がそこに入る前に、高電圧が遮断される。ＢＥ装置が差し込まれる場合にもフリーズ制御が実行される。
【選択図】図７

Description

本発明は超音波診断システムに関し、特に、ドッキング状態及びセパレート状態を選択的に取り得る複数の装置からなる超音波診断システムに関する。

超音波診断システムは、生体に対する超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する装置である。超音波診断システムが互いに独立した複数の装置（ユニット、モジュール）で構成される場合、一般に、複数の装置がセパレート状態で用いられ、あるいは、それらがドッキング状態で用いられる。セパレート状態では、複数の装置が無線通信方式に従って電気的に接続される。ドッキング状態では、複数の装置が有線通信方式に従って接続される。

特許文献１には、第１筐体と第２筐体とを有する超音波診断システムが開示されている。第１筐体と第２筐体は常に物理的に連結された状態にある。特許文献２にはフロントエンド装置とバックエンド装置とからなる超音波診断システムが開示されている。それらは分離できないものであり、２つの装置が有線通信方式で接続されている。特許文献３に開示された超音波診断システムにおいては、装置本体と超音波探触子とが無線で接続されており、それらの間では送信用無線通信と受信用無線通信とが行われている。

特開２０１１−５２４１号公報 特開２００８−１１４０６５号公報 特開２０１１−８７８４１号公報

超音波診断システムがドッキング状態及びセパレート状態を選択的に取り得る複数の装置で構成される場合、個々の装置にはドッキング状態で機能するコネクタが設けられる。セパレート状態では、特別な仕組みを設けない限り、コネクタが剥き出しになるため、安全性を確保する対策が求められる。

例えば、超音波診断システムがフロントエンド（ＦＥ）装置とバックエンド（ＢＥ）装置とで構成される場合、ＦＥ装置及びＢＥ装置は、それぞれ、ドッキング時に機能するコネクタを備える。ＦＥ装置内には、送受信回路の他、送信用高電圧（例えばＤＣ９０Ｖ）を生成する昇圧回路が設けられる。短絡等の原因により、ＦＥ装置のコネクタ内のいずれかの端子に高電圧が現れた場合であっても、安全性を確保できる措置を講じておくことが望まれる。そのような場合の他、セパレート状態で各装置が通常動作をしている場合においても、安全性をできるだけ高めることが求められる。

本発明の目的は、ドッキング状態とセパレート状態とを選択的に取り得る複数の装置からなる超音波診断システムにおいて、安全性を高めることにある。あるいは、本発明の目的は、ドッキング用コネクタに対して物体が近接又は接触し得る場合にはそのコネクタに対する高電圧の印加が確実に防止されるようにすることにある。

本発明に係る超音波診断システムは、第１コネクタを備える第１ドッキング構造と、送信用電圧を生成する電源回路と、を有する第１装置と、第２コネクタを備える第２ドッキング構造を有する第２装置と、を含み、前記第１装置及び前記第２装置のドッキング状態において、前記第１ドッキング構造と前記第２ドッキング構造とが結合され、これにより前記第１コネクタと前記第２コネクタとが接続され、前記第１ドッキング構造は、前記第１装置及び前記第２装置のセパレート状態において、前記第１コネクタに近付いた物体を検出する物体検出器を有し、前記第１装置は、前記物体検出器が前記物体を検出した場合に、前記電源回路を制御して前記送信用電圧の生成を中止させる制御部を有する、ことを特徴とするものである。

上記構成において、第１装置と第２装置は、ドッキング状態及びセパレート状態を選択的に取り得る。セパレート状態においては、一般に、第１装置の第１ドッキング構造が露出し、つまり第１コネクタが剥き出しとなる。仮に、第１コネクタに対して生体が接触したとしても生体安全性が確保されるようにするため、第１ドッキング構造には物体検出器が設けられており、それによって第１コネクタへ近接する物体が検出される。物体が検出されると、制御部は、電源回路を制御して送信用電圧（通常、高電圧）の生成を中止させる。よって、短絡等があっても送信用電圧が第１コネクタに現れることはないから、生体の安全性がより高められる。送信用電圧に加えて他の電圧の生成を中止させるようにしてもよい。物体検出器の指向性（検出視野）や感度を適宜定めることにより、中止制御の実行タイミング等を調整することが可能である。第２装置側にも同様の仕組みを設けてもよい。望ましくは、制御部は、セパレート状態において、物体が検出された場合に、第１装置をフリーズ状態に遷移させる。フリーズ状態は、一般に、送受信停止状態であり、その制御内容には送信用電圧の生成の中止が含まれる。第１装置と第２装置とが連動してフリーズ状態に遷移するように制御を行うのが望ましい。

望ましくは、前記第１ドッキング構造は前記第１コネクタを収容したドッキング溝を有し、前記物体検出器は前記ドッキング溝内に設けられ、前記物体検出器の検出視野は前記ドッキング溝の差し込み口を超えて外界へ広がっている。ドッキング溝内に物体検出器を配置すると、ドッキング溝自体が検出視野を規定する構造物として働く。差し込み口で規制された検出視野を形成するのは、必要な物体を確実に検出する上で、及び、誤検出あるいは過敏な検出を回避する上で、合理的である。ドッキング溝は、一般に、離間した一対の起立壁の内側空間として観念される。一対の起立壁が有する一対の端縁の間（開口）を差し込み口として観念し得る。

望ましくは、前記物体検出器は前記第１コネクタの周囲に設けられた複数の物体センサからなる。複数の物体センサを設ければ、必要な範囲を十分にカバーする検出視野を確保可能である。望ましくは、前記物体検出器は前記第１コネクタに埋設される。第１コネクタ自体に空きスペースがある場合にそのような構成を採用し得る。

望ましくは、前記第１コネクタを取り囲む起立壁としてガードが設けられ、前記物体検出器は前記ガードの中又は外に設けられる。ガードによれば、その開口の幅を狭めておくことにより、指先等の進入を物理的に防止できる。その上で、送信用電圧の生成の中止制御も行えば、安全性をより一層高められる。ガイドが有する開口の幅は一般人の指先が第１コネクタのコネクタ面まで進入しない程度の大きさに定めるのが望ましい。

望ましくは、前記制御部は、前記送信用電圧の生成の中止後、前記ドッキング状態が形成され又は前記物体の検出が途絶えたことを条件として、前記送信用電圧の生成を再開させる。ドッキング状態が形成され又は前記物体の検出が途絶えた時点をもって送信用電圧の生成を自動的に再開させてもよいが、検査者によるフリーズ解除操作をまってから、送信用電圧の生成を再開させるのが望ましい。超音波診断の終了時に、つまり送受信の継続を必ずしも望まない状況で、検査者がドッキング状態を生じさせることもあるからである。望ましくは、前記制御部は、前記ドッキング状態から前記セパレート状態への遷移があった場合、前記物体検出器により前記物体が検出されていないことを条件として、前記送信用電圧の生成を再開させる。セパレート状態への遷移の時点で送信用電圧の生成を再開させるのは、安全性の観点から望ましくないので、第１コネクタ近傍に物体が存在していないことが確認されたことを前提として、送信用電圧の生成を再開させるのが望ましい。その場合に更に検査者によるフリーズ解除操作をまってから送信用電圧の生成を再開させるのが望ましい。上記同様に、セパレート状態への変化後に必ずしも超音波診断を継続しない事態も想定され得るからである。もっとも、制御条件についてはプリセットしておけるように構成するのが望ましい。

本発明に係る装置は、バックエンド装置と共に超音波診断システムを構成するフロントエンド装置であって、送信回路と、前記送信回路へ送信用電圧を供給する電源回路と、ドッキング状態において前記バックエンド装置と電気的に接続されるコネクタと、セパレート状態において前記コネクタに近付いた物体を検出する物体検出器と、前記セパレート状態において前記物体検出器が物体を検出した場合に前記電源回路を制御して前記送信用電圧の生成を中止させる制御部と、を含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、ドッキング状態とセパレート状態とを選択的に取り得る複数の装置からなる超音波診断システムにおいて、安全性を高められる。あるいは、ドッキング用コネクタに対して物体が近接又は接触し得る場合にはそのコネクタに対する高電圧の印加を確実に防止できる。

本発明に係る超音波診断システムの好適な実施形態を示す概念図である。 セパレート状態にある超音波診断システムの斜視図である。 ドッキング状態にある超音波診断システムの斜視図である。 フロントエンド装置のブロック図である。 バックエンド装置のブロック図である。 ドッキング状態での通信方式とセパレート状態での通信方式を示す図である。 物体が検出された場合における高圧停止制御を説明するための図である。 物体としてフロントエンド装置が検出された場合における高圧停止制御を説明するための図である。 バックエンド装置の底部（ドッキング構造）を示す図である。 バックエンド装置の底部の拡大図である。 フロントエンド装置のホルダ（ドッキング構造）を示す図である。 ホルダに含まれるコネクタの拡大図である。 カードの作用を説明するための断面図である。 物体検出器の他の構成例を示す図である。 セパレート状態からドッキング状態への状態変化における動作例を示すフローチャートである。 ドッキング状態からセパレート状態への状態変化における動作例を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

（１）超音波診断システム
図１には、本発明に係る超音波診断システムの概略的構成が示されている。超音波診断システム１０は、病院等の医療機関で使用される医療機器であり、被検者（生体）に対して超音波診断を行うためのものである。超音波診断システム１０は、大別して、フロントエンド（ＦＥ）装置１２、バックエンド（ＢＥ）装置１４、及び、プローブ１６により構成されている。ＦＥ装置１２は生体から見て近い装置であり、ＢＥ装置１４は生体から見て遠い装置である。ＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４は、別体化されており、それぞれが可搬型装置を構成している。ＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４は、それらが離れたセパレート状態において動作可能であり、また、それらが結合したドッキング状態で動作可能である。なお、図１はセパレート状態を示している。

プローブ１６は、生体表面に当接された状態において超音波の送受波を行う送受波器である。プローブ１６は、直線状又は円弧状に配列された複数の振動素子からなる１Ｄアレイ振動子を備えている。アレイ振動子によって超音波ビームが形成され、それが繰り返し電子走査される。電子走査ごとに生体内にビーム走査面が形成される。電子走査方式として、電子リニア走査方式、電子セクタ走査方式、等が知られている。１Ｄアレイ振動子に代えて三次元エコーデータ取込空間を形成可能な２Ｄアレイ振動子を設けることも可能である。図１に示す構成例では、プローブ１６はケーブル２８を介してＦＥ装置１２に接続されている。プローブ１６が無線通信によってＦＥ装置１２に接続されてもよい。その場合にはワイヤレスプローブが利用される。複数のプローブがＦＥ装置１２に接続された状態において、それらの中から実際に使用するプローブ１６が選択されてもよい。体腔内に挿入されるプローブ１６がＦＥ装置１２に接続されてもよい。

ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４は、図１に示すセパレート状態において、無線通信方式により電気的に相互に接続される。本実施形態では、それらの装置は第１無線通信方式及び第２無線通信方式により相互に接続されている。図１においては、第１無線通信方式による無線通信経路１８及び第２無線通信方式による無線通信経路２０が明示されている。第１無線通信方式は第２無線通信方式に比べて高速であり、本実施形態では、その方式を利用してＦＥ装置１２からＢＥ装置１４へ超音波受信データが伝送される。すなわち、第１無線通信方式がデータ伝送用として利用されている。第２無線通信方式は第１無線伝送方式よりも低速、簡易な通信方式であり、本実施形態では、その方式を利用してＢＥ装置１４からＦＥ装置１２へ制御信号が伝送される。すなわち、第２無線通信方式が制御用として利用されている。

ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが物理的に結合されたドッキング状態においては、ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが有線通信方式により電気的に接続される。上記２つの無線通信方式に比べて、有線通信方式はかなり高速である。図１においては、２つの装置間に有線通信経路２２が示されている。電源経路２６は、ドッキング状態において、ＦＥ装置１２からＢＥ装置１４内へ直流電力を供給するためのものである。その電力がＢＥ装置１４の稼働で用いられ、また、ＢＥ装置１４内のバッテリの充電で用いられる。

符号２４はＡＣアダプタ（ＡＣ／ＤＣコンバータ）から供給されるＤＣ電源ラインを示している。ＡＣアダプタは必要に応じてＦＥ装置１２に接続される。ＦＥ装置１２もバッテリを内蔵しており、バッテリを電源としつつ稼働することが可能である。ＦＥ装置１２は後に示すようにボックス状の形態を有している。ＦＥ装置１２の構成及び動作については後に詳述する。

一方、ＢＥ装置１４は、本実施形態においてタブレット形態あるいは平板状の形態を有している。それは基本的には一般的なタブレットコンピュータと同様の構成を備えている。もっとも、ＢＥ装置１４には、超音波診断用の各種の専用ソフトウエアが搭載されている。それには、動作制御プログラム、画像処理プログラム、等が含まれる。ＢＥ装置１４は、タッチセンサ付きの表示パネル３０を有している。それは入力器及び表示器を兼ねたユーザーインターフェイスとして機能する。図１においては、表示パネル３０上に超音波画像としてのＢモード断層画像が表示されている。ユーザーは、表示パネル３０上に表示されたアイコン群を利用して各種の入力を行う。表示パネル３０上において、スライド操作や拡大操作等を行うことも可能である。

診断用途、検査者の嗜好等に応じて、セパレート状態及びドッキング状態の内で選択された使用態様で、超音波診断システム１０を動作させることが可能である。よって、使い勝手の良好な超音波診断システムを提供できる。

状態変更に際して超音波診断システム１０の動作が不安定あるいは不適正にならないように、本実施形態では、状態変更に際して超音波診断システム１０を強制的にフリーズ状態とする制御が実行される。

ドッキング状態の形成後かつ検査者によるフリーズ解除の操作後に、それらの装置１２，１４のフリーズ状態が解除される。ちなみに、ドッキング状態からセパレート状態へ移行する過程では、セパレート状態になったことが抜線検出その他の手法によりＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４で個別的に検出され、それらがフリーズ状態となる。その後のフリーズ解除の操作後に、それらの装置１２，１４のフリーズ状態が解除される。

なお、ＢＥ装置１４は、病院内ＬＡＮに対して無線通信方式及び有線通信方式によって別途接続され得る。それらの通信経路については図示省略されている。ＢＥ装置１４（又はＦＥ装置１２）が、超音波診断のために機能する他の専用装置（例えばリモートコントローラ）に無線通信方式又は有線通信方式により、別途接続されてもよい。

図２にはセパレート状態が示されている。ＦＥ装置１２は、例えば机の上に載置されている。ＦＥ装置１２は、差込口（スロット）を有するホルダ３４を有している。ホルダ３４はヒンジ機構を有しており、水平軸周りにおいて回転可能である。ＦＥ装置１２の特定側面にはプローブケーブルの端部に設けられているコネクタが装着されている。ＦＥ装置１２の内部にプローブ等を収容する部屋を形成してもよい。そのような構成によれば、超音波診断システムの運搬時において便利であり、またプローブを保護できる。図２において、ＢＥ装置１４は、ＦＥ装置１２から分離されており、無線通信を行える限りにおいて、ＢＥ装置１４をＦＥ装置１２から更に大きく離すことが可能である。

図３にはドッキング状態が示されている。ホルダ３４の差込口に対してＢＥ装置１４の下端部が差し込まれている。その差込状態において、ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが有線接続状態となる。つまり、両者が有線ＬＡＮで接続され、また両者が有線電源ラインで接続される。ドッキング状態においては、ＢＥ装置１４の角度を任意に可変して、その姿勢を変えることが可能である。ＢＥ装置１４を完全にその背面側（ＦＥ装置１２の上面側）に倒すことも可能である。

（２）フロントエンド装置
図４はＦＥ装置１２のブロック図である。図中の個々のブロックは、プロセッサ、電子回路等のハードウエアによって構成される。送信信号生成回路３８は、ブローブ接続回路４０を介して、プローブ内の複数の振動素子に対して並列的に複数の送信信号を供給する回路である。この供給によりプローブにおいて送信ビームが形成される。生体内からの反射波が複数の振動素子で受波されると、それらから複数の受信信号が出力され、複数の受信信号がプローブ接続回路４０を介して受信信号処理回路４２に入力される。受信信号処理回路４２は、複数のプリアンプ、複数のアンプ、複数のＡ／Ｄ変換器、等を備える。受信信号処理回路４２から出力された複数のデジタル受信信号が受信ビームフォーマ４６に送られる。受信ビームフォーマ４６は、複数のデジタル受信信号に対して整相加算処理を適用し、整相加算後の信号としてビームデータを出力する。そのビームデータは受信ビームに対応する深さ方向に並ぶ複数のエコーデータからなるものである。なお、１つの電子走査で得られた複数のビームデータによって受信フレームデータが構成される。

送受信コントローラ４４は、ＢＥ装置から送られてきた送受信制御データに基づいて、送信信号生成及び受信信号処理を制御するものである。ビームプロセッサ５０は、時系列順で入力される個々のビームデータに対して、検波処理、対数変換処理、相関処理等の各種のデータ処理を施す回路である。制御部５２は、ＦＥ装置１２の全体動作を制御している。この他、ビームプロセッサ５０から順次送られてくるビームデータをＢＥ装置へ有線伝送又は無線伝送するための制御を実行している。本実施形態では、制御部５２は、有線通信器としても機能している。無線通信器５４は第１無線通信方式で通信を行うためのモジュールである。無線通信器５６は第２無線通信方式で通信を行うためのモジュールである。符号１８は第１無線通信方式に従う無線通信経路を示しており、符号２０は第２無線通信方式に従う無線通信経路を示している。それぞれは双方向伝送経路であるが、本実施形態では、前者を利用してＦＥ装置１２からＢＥ装置へ大量の受信データが伝送され、後者を利用してＢＥ装置からＦＥ装置１２へ制御信号が伝送される。符号６４は有線通信用端子を示しており、そこには有線通信経路２２が接続される。符号６６は電源用端子を示しており、そこには電源ライン２６が接続される。電源ライン２６は上記のようにＦＥ装置１２からＢＥ装置へ直流電力を供給するためのラインである。

バッテリ６０は例えばリチウムイオン型のバッテリであり、そこにおける充放電は電源コントローラ５８によって制御される。バッテリ駆動時において、バッテリ６０からの電力が電源コントローラ５８を介して、ＦＥ装置１２内の各回路へ供給される。符号６２はＡＣアダプタ接続時における電源ラインを示している。ＡＣアダプタ接続時には電源コントローラ５８の作用によって、外部電力がＦＥ装置１２内の各回路へ供給される。その際、バッテリ６０の充電量が１００％未満であれば、外部電力を用いてバッテリ６０が充電される。

超音波診断動作時（送受信時）において、ＦＥ装置１２は、ＢＥ装置側での制御に従い、プローブに対する複数の送信信号の供給と、その後に得られる複数の受信信号の処理と、を繰り返し実行する。これにより得られる時系列順のビームデータが、セパレート状態では無線通信により、ドッキング状態では有線通信により、ＢＥ装置へ順次伝送される。その際においては個々のビームデータが複数のパケットに変換され、いわゆるパケット伝送方式により、個々のビームデータが伝送される。

なお、動作モードとしては、Ｂモードの他、ＣＦＭモード、Ｍモード、Ｄモード（ＰＷモード、ＣＷモード）等の各種のモードが知られている。高調波イメージングや弾性情報イメージング用の送受信処理が実行されてもよい。図１においては生体信号入力回路等の回路が図示省略されている。

（３）バックエンド装置
図５はＢＥ装置１４のブロック図である。図中、各ブロックはプロセッサ、回路、メモリ等のハードウエアを示している。ＣＰＵブロック６８は、ＣＰＵ７０、内部メモリ７２等を備えている。内部メモリ７２はワーキングメモリ、あるいは、キャッシュメモリとして機能する。ＣＰＵブロック６８に接続された外部メモリ８０には、ＯＳ、各種の制御プログラム、各種の処理プログラム等が格納されている。後者にはスキャンコンバート処理プログラムが含まれる。その外部メモリ８０は、リングバッファ構造を有するシネメモリとしても機能する。内部メモリ７２上にシネメモリが構成されてもよい。

ＣＰＵブロック６８は、複数のビームデータに基づくスキャンコンバート処理により表示フレームデータを生成する。それは超音波画像（例えば断層画像）を構成するものである。その処理が順次実行され、動画像が生成される。ＣＰＵブロック６８は、超音波画像表示のための各種の処理をビームデータ又は画像に施す。その他、ＢＥ装置１４の動作を制御し、また、超音波診断システム全体を制御している。

タッチパネルモニタ（表示パネル）７８は、入力デバイス及び表示デバイスとして機能する。具体的には、タッチパネルモニタ７８は、液晶表示器及びタッチセンサを備え、ユーザーインターフェイスとして機能する。タッチパネルモニタ７８には超音波画像を含む表示画像が表示され、また、操作用の各種ボタン（アイコン）が表示される。

無線通信器７４は、第１無線通信方式に従って無線通信を行うためのモジュールである。その際の無線通信経路が符号１８で示されている。無線通信器７６は、第２無線通信方式に従って無線通信を行うためのモジュールである。その際の無線通信経路が符号２０で示されている。ＣＰＵブロック６８は有線通信方式に従って有線通信を行う機能も備えている。ドッキング状態においては、有線通信端子９２に有線通信ラインが接続される。また、電源端子９４に電源ライン２６が接続される。

ＣＰＵブロック６８には、Ｉ／Ｆ回路８２を介して、複数の検出器８４〜９０が接続されている。それには照度センサ、近接センサ、温度センサ等が含まれてもよい。ＧＰＳ等のモジュールが接続されてもよい。Ｉ／Ｆ回路８２はセンサコントローラとして機能する。

バッテリ１０２はリチウムセラミック型のバッテリであり、その充放電は電源コントローラ１００によって制御されている。電源コントローラ１００は、バッテリ動作時においてバッテリ１０２からの電力をＢＥ装置１４内の各回路に供給する。非バッテリ動作時において、ＦＥ装置から供給された電力、又は、ＡＣアダプタから供給された電力をＢＥ装置１４内の各回路に供給する。符号１０４はＡＣアダプタを経由した電源ラインを示している。

ＢＥ装置１４は、ＦＥ装置を制御しつつ、ＦＥ装置から送られてくるビームデータを順次処理して超音波画像を生成し、それをタッチパネルモニタ７８に表示する。その際においては超音波画像と共に操作用グラフィック画像も表示される。通常のリアルタイム動作においては、ＢＥ装置１４とＦＥ装置とが無線又は有線で電気的に接続され、両者の同期が図られつつ、超音波診断動作が継続的に実行される。フリーズ状態においては、ＢＥ装置１４において送信信号生成回路、受信信号生成回路の動作が停止され、電源コントローラ１００における昇圧回路の動作も停止する。ＢＥ装置においては、フリーズ時点で静止画像表示となり、その内容が維持される。ＢＥ装置に外部表示器を接続できるように構成してもよい。

（４）通信方式
図６には、ドッキング状態１１８及びセパレート状態１２０で利用される通信方式が整理されている。符号１１０は第１無線通信方式を示しており、符号１１２は第２無線通信方式を示している。符号１１４は有線通信方式を示している。符号１１６は無線通信方式の内容を示している。ドッキング状態１１８においては、有線通信が選択され、ＦＥ装置及びＢＥ装置において、第１無線通信器及び第２無線通信器は動作休止状態となる。これにより省電力が図られる。一方、セパレート状態１２０においては、無線通信が選択され、ＦＥ装置及びＢＥ装置において、第１無線通信器及び第２無線通信器が動作する。その際、有線通信系統は動作休止状態となる。なお、第１無線通信方式１１０は第２無線通信方式１１２に比べて高速である。逆に言えば、第２無線通信方式１１２は第１無線通信方式１１０に比べて低速であるが、簡易かつ安価であり、消費電力が低い。有線通信方式としてはEthernet（登録商標）上のTCP/IPプロトコルがあげられる。第１有線通信方式としてはIEEE802.11があげられ、第２無線通信方式としてはIEEE802.15.1があげられる。それらは例示であり、他の通信方式を利用可能である。いずれにしてもセキュアな通信方式を利用するのが望ましい。

本実施形態において、第２無線通信方式１１２に従う無線通信器は、受信強度（つまり距離）に応じて送信パワーを自動的に可変する機能を備えている。つまり、ＢＥ装置へＦＥ装置が近接した場合に両装置それぞれ送信パワーを下げる制御が自動的に実行される。よって、設定されている送信パワーから、両装置が近接したことを判定することが可能である。それに代えて、受信強度、受信エラーレート等から２つの装置が近接したことを判定することも可能である。更には近接センサを利用することも可能である。

（５）安全対策
図７には、ＦＥ装置１２におけるホルダ３４が示されている。ホルダ３４内には後に詳述するように物体検出器が設けられている。物体検出器は検出視野１３０を有する。検出視野１３０はホルダ３４における差込口つまり開口を超えて外界に及んでいる。ホルダ３４内にはコネクタが設けられ、そこに対して検査者の指先等が接触した場合においても十分な安全が確保されるように、以下に後述する高圧停止制御が実行される。それはフリーズ制御の一態様をなすものである。

符号１３２で示されるように、何らかの物体がコネクタに近づくと、具体的には、検出視野１３０内に当該物体が入り込むと、物体検出器によりそれが検出される（工程１３４）。物体検出により、図示されていない制御部が高圧停止制御を実行する（工程１３６）。その高圧停止制御はフリーズ制御の一態様である。高圧停止制御は、送信パルス生成用の高電圧の生成を停止させるものである。フリーズ制御によりフリーズ状態つまり送受信停止状態が形成される。高圧停止制御によれば、仮にＦＥ装置１２内において短絡等が生じていたとしても送信用電圧を生成する電源回路の動作が停止されるから、コネクタに高電圧が現れてしまうことはない。本実施形態においては、特に送信用電圧の生成が停止されているが、それと共に（又はそれに代えて）他の電圧の生成が停止されてもよい。なお、図７に示したホルダ３４は、ＦＥ装置１２におけるドッキング構造を構成するものである。

図８には、ドッキング過程が示されている。ホルダ３４に対してＢＥ装置１４の下部が挿入されようとしている。その下部はＢＥ装置１４におけるドッキング構造に相当するものである。そこにはＢＥ装置１４側のコネクタが設けられている。

本実施形態においては、物体検出器は、物体が生体であるのかＢＥ装置１４であるのかあるいはそれ以外であるのかの判別は行っていない。ＢＥ装置１４の差込が行われようとしている場合にも、物体検出器により物体検出がなされる（工程１３４）。これにより高圧停止制御を含むフリーズ制御が実行される（工程１３６）。つまり、セパレート状態からドッキング状態への移行過程において、ドッキング直前においてフリーズ制御が自動的に実行される。物体検出器は、安全性の観点から物体を検出すると共に状態変化（正確にはその直前）も検出している。なお、ＦＥ装置１２に対するＢＥ装置の近接は電波強度その他によって判定できるから、ＢＥ装置の近接とそれ以外の物体の近接とを区別し、それぞれに適合した制御を実行するようにしてもよい。

図９には、ＢＥ装置１４の下部が示されている。その下部にはドッキング構造１３８が形成されている。図１０には、そのドッキング構造１３８の拡大図が示されている。ドッキング構造１３８は、窪み１４０と、その内部に配置されたコネクタ１４２と、を含むものである。コネクタ１４２には多数のピンが設けられている。個々のピンは接続用端子として機能するものである。ちなみに、ＢＥ装置１４の動作中において、個々のピンには安全性の観点から問題となるような電圧は生じていない。

図１１には、ホルダ３４が示されている。上述したように、ホルダ３４はＦＥ装置側におけるドッキンング構造をなすものである。ホルダ３４は、離間した一対の起立壁１４６，１４８を有し、その内部空間が差込溝を構成している。その差込溝は上述したスロットに相当するものである。差込溝の底面が符号１５０で示されている。一対の起立壁１４６，１４８が有する一対の上辺の間が差込口である。底面１５０上に構造体１４４が設けられている。

図１２には構造体１４４の拡大図が示されている。構造体１４４は、コネクタ１５４と、それを取り囲む起立壁としてのガード１５２と、を有する。コネクタ１５４は、上述した多数のピンに接続される多数のコンタクトを有している。各コンタクトは接続端子を構成するものである。ガード１５２は底面１５０から起立しており、それは矩形状の形態を有する。ガード１５２の内部は空間となっており、その横幅すなわち短手方向の幅は一般人の指先が内部に入り込まない程度である。

図１２に示す構成例では、コネクタ１５４の中央部に物体検出器としてのセンサ１５６が設けられている。すなわち、ガード１５２における内部の底面にセンサ１５６が設けられ、その指向性はガード１５２の開口を超えて差込溝開口を更に超えるものとなっている。このセンサ１５６により、コネクタ１５４に近接した物体が検知される。どの程度近接した段階で物体検知とするのかについてはセンサ１５６の感度やその指向性によって定められる。ガード１５２が実質的に検出視野の外側を規定するコリメータとして機能している。

２つのドッキング構造が結合した場合、ガード１５２内にＢＥ装置側のコネクタが差し込まれ、これにより２つのコネクタが電気的且つ物理的に接続される。また２つのドッキング構造の連結により、２つの装置が物理的に一体化される。センサ１５６は、基本的に、２つの装置がセパレート状態にある場合において機能し、ドッキング状態においてはセンサ１５６の動作が停止する。

ＢＥ装置及びＦＥ装置のいずれにおいても、ドッキング状態及びセパレート状態を検出する検出器が設けられている。例えば電気的に端子電圧を監視することにより、容易に状態変化を検出することが可能である。ガード１５２はコネクタ１５４のコンタクト面よりも高い位置まで伸長しており、上述したように、コネクタ面へ指先を進入しようとしたとしても、ガード１５２の開口縁によってその進入が阻止される。本実施形態においは、そのような物理的なガードの作用と電気的な高圧停止制御とによって安全性がより一層高められている。

図１３には、ガード１５２の作用が模式的に示されている。ホルダ３４には上述したようにガード１５２が設けられ、その開口縁の横幅は狭められている。ガード１５２がセンサ指向性を規定しており、図１３においては符号１５６ａによって検出視野が表されている。符号１５８はペン等の物体を表しており、その先端部がガード１５２の内部に侵入しようとしても、コネクタ面への到達前に、ガード１５２の開口縁によって物体１５８の侵入（図１３において下降運動）が制限される。その結果、コンタクト面への不用意な接触という事態が回避される。それとともに、又はそれ以前に、検出視野１５６ａ内に物体１５８が侵入した時点で物体検出がなされ、送信用電圧の生成が強制的に停止される。つまりフリーズ状態となる。

図１４には、物体検出器の他の構成例が示されている。ホルダ１６０の内部にはコネクタ１６２が設けられている。その長手方向の両側には２のセンサ１６４，１６６が設けられている。それらは物体検出器を構成するものである。

符号１６４ａによってセンサ１６４の検出視野が表されており、符号１６６ａによってセンサ１６６の検出視野が示されている。２つの検出視野１６４ａ，１６６ａはコネクタ１６２のコンタクト面前方においてオーバーラップしており、すなわちコンタクト面の前方空間をカバーするように２つの検出視野１６４ａ，１６６ａが定められている。よって、このような構成によれば、コネクタ１６２のコンタクト面に対して指先等を近づけるならば、いずれかのセンサ１６４，１６６によって物体検知がなされることになる。

図１５には、セパレート状態からフリーズ状態への状態変化が生じた場合における動作例が示されている。なお、図１５及び図１６に示す内容は、図４に示した制御部における制御内容を表すものである。

Ｓ１０においては、物体検出器により物体が検出されたか否かが判定される。物体が検出された場合、Ｓ１２においてＢＥ装置がフリーズ状態とされる。すなわち送信用電圧の生成が強制的に中止される。図１５においてはそれが昇圧回路の停止として記述されている。フリーズ状態への遷移に伴い、送信回路、受信回路及びそれらの周辺回路の動作も停止する。ＦＥ装置においてもフリーズ状態が形成される。

Ｓ１４においては、物体が消失したか否かが判断される。物体検出器によって物体が検出され続けている場合、Ｓ１６において、ドッキング状態が形成されたか否かが判断される。形成されていなければ、Ｓ１４以後の工程が繰り返し実行される。

Ｓ１６において、ドッキング状態が形成されたと判断された場合には、Ｓ１８において、検査者によるフリーズ解除の操作があったか否かが判断される。そのような操作があった場合、Ｓ２０においてフリーズが解除される。すなわち、送信用電圧の生成が再開される。図１５においては、それが昇圧回路の再開として記述されている。Ｓ２０以降においては、ドッキング状態における制御が実行されることになる。

一方、Ｓ１４において、フリーズ状態に遷移したものの、ドッキングが判定される以前において物体が消失してしまった場合、処理がＳ１４からＳ２２に移行する。Ｓ２２においては、検査者によるフリーズ解除操作があったか否かが判断され、そのような操作がなければ、処理がＳ１４に移る。

Ｓ２２において、フリーズ解除操作があったと判断された場合、Ｓ２４において、セパレート状態のまま、フリーズ状態が解除される。そして、処理がＳ１０に移行する。

以上のように、図１５に示す制御例によれば、物体検知後においてドッキング状態が形成された場合又は物体が消失した場合に限り、送信用電圧の生成が再開されることになる。よって安全性を高められる。

しかも、本実施形態においては、検査者によるフリーズ状態を解除する操作があったことを更なる条件としてフリーズ状態が実際に解除されるので、不用意に送受信が再開されてしまうといった問題を未然に防止することが可能である。

図１５に示した動作例においては、物体検出器が上述したように異物の検出において機能しまたＢＥ装置の検出において機能している。よって、それぞれ専用の検出器を設ける必要がないという利点が得られる。

図１６には、ドッキング状態からセパレート状態への状態変化における動作例すなわち制御内容の一例がフローチャートとして示されている。

Ｓ３０においては、セパレート状態が生じたか否かが判定される。セパレート状態が判定された場合、Ｓ３２においてＢＥ装置がフリーズ状態となる。これに伴い、送信用電圧の生成も強制的に中止される。ＦＥ装置もフリーズ状態となる。Ｓ３４においては、物体検出器において物体が検出されなくなったか否かすなわち物体不存在であるか否かが判断され、物体不存在であれば、Ｓ３６において検査者によるフリーズ解除の操作があったか否かが判断される。Ｓ３４及びＳ３６において、物体不存在且つ解除操作ありが判断された場合、Ｓ３８においてフリーズ状態が解除されることになる。すなわち送信用電圧の生成が再開される。

図１６に示す動作例においては、ユーザーによるフリーズ解除操作だけがあった場合にはフリーズ状態は解除されず、すなわち昇圧回路の停止状態が維持されるため、安全性を高められる。よって、ＦＥ装置のコネクタから指又はＢＥ装置等が一定距離離され、且つフリーズ解除操作があった場合に、フリーズ状態が実際に解除される。

１０ 超音波診断システム、１２ フロントエンド（ＦＥ）装置、１４ バックエンド（ＢＥ）装置、１６ プローブ。

Claims (8)

1. 第１コネクタを備える第１ドッキング構造と、送信用電圧を生成する電源回路と、を有する第１装置と、
   第２コネクタを備える第２ドッキング構造を有する第２装置と、
   を含み、
   前記第１装置及び前記第２装置のドッキング状態において、前記第１ドッキング構造と前記第２ドッキング構造とが結合され、これにより前記第１コネクタと前記第２コネクタとが接続され、
   前記第１ドッキング構造は、前記第１装置及び前記第２装置のセパレート状態において、前記第１コネクタに近付いた物体を検出する物体検出器を有し、
   前記第１装置は、前記物体検出器が前記物体を検出した場合に、前記電源回路を制御して前記送信用電圧の生成を中止させる制御部を有する、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
2. 請求項１記載のシステムにおいて、
   前記第１ドッキング構造は前記第１コネクタを収容したドッキング溝を有し、
   前記物体検出器は前記ドッキング溝内に設けられ、
   前記物体検出器の検出視野は前記ドッキング溝の差し込み口を超えて外界へ広がっている、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
3. 請求項２記載のシステムにおいて、
   前記物体検出器は前記第１コネクタの周囲に設けられた複数の物体センサからなる、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
4. 請求項２記載のシステムにおいて、
   前記物体検出器は前記第１コネクタに埋設された、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
5. 請求項２記載のシステムにおいて、
   前記第１コネクタを取り囲む起立壁としてガードが設けられ、
   前記物体検出器は前記ガードの中又は外に設けられた、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
6. 請求項１記載のシステムにおいて、
   前記制御部は、前記送信用電圧の生成の中止後、前記ドッキング状態が形成され又は前記物体の検出が途絶えたことを条件として、前記送信用電圧の生成を再開させる、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
7. 請求項６記載のシステムにおいて、
   前記制御部は、前記ドッキング状態から前記セパレート状態への遷移があった場合、前記物体検出器により前記物体が検出されていないことを条件として、前記送信用電圧の生成を再開させる、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
8. バックエンド装置と共に超音波診断システムを構成するフロントエンド装置であって、
   送信回路と、
   前記送信回路へ送信用電圧を供給する電源回路と、
   ドッキング状態において前記バックエンド装置と電気的に接続されるコネクタと、
   セパレート状態において前記コネクタに近付いた物体を検出する物体検出器と、
   前記セパレート状態において前記物体検出器が物体を検出した場合に前記電源回路を制御して前記送信用電圧の生成を中止させる制御部と、
   を含むことを特徴とするフロントエンド装置。
   

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