JP2018525081A - 全自動超音波走査機器及び走査検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
超音波探触子と、
超音波探触子を駆動して動作させる駆動システムと、
超音波探触子が取り付けられるフレキシブル構造と、を有し、当該フレキシブル構造は走査の際、超音波探触子を常に皮膚表面の曲線に沿わせ、かつ皮膚表面と垂直になるよう保つ全自動超音波走査機器を開示する。
全自動超音波走査機器を用いて、皮膚表面の曲線に沿い、かつ皮膚表面と垂直を保ったまま走査を行うことで、被走査器官のN組の二次元画像を取得するステップ(Nは2以上の整数)と、
取得したN組の二次元画像を再構築し、三次元立体デジタル画像を得るステップと、を有する全自動超音波走査検出方法を開示する。
全自動超音波走査機器のフレキシブル構造が自動適応効果を備え、人体の異なる曲線に基づき走査の軌道と探触子角度をリアルタイムで調整することができ、超音波探触子を皮膚表面にあてたまま皮膚表面と垂直を保った状態での走査を確実に行うことができ、走査画像の質を向上させ、よって早期スクリーニングの検出率と精度を高め、見落とし診断の確率を減少させることができる、ということが主な違い及び効果である。
超音波探触子と、
超音波探触子を駆動して動作させる駆動システムと、
超音波探触子が取り付けられるフレキシブル構造と、を有し、当該フレキシブル構造は走査の際、超音波探触子を常に皮膚表面の曲線に沿わせたまま、皮膚表面と垂直になるように保つ。
フレキシブル構造はベルトプーリ1とテンションプーリ2に巻きつけられたフレキシブル無端ベルト3を有し、超音波探触子4はフレキシブル無端ベルト3に取り付けられている。ここで、
ベルトプーリ1と駆動システム5は接続されており、これに連動してフレキシブル無端ベルト3と超音波探触子4が動作し、
テンションプーリ2はフレキシブル無端ベルト3の伸縮と弾性の調節に用いられ、フレキシブル無端ベルト3と超音波探触子4を被検器官の形状に従って皮膚表面に密着させる。
フレキシブル構造は第一昇降支持ガイド部材7を有し、第一昇降支持ガイド部材7の底端部には超音波探触子4が取り付けられ、第一昇降支持ガイド部材7は超音波探触子の昇降を調節するとともに、超音波探触子の角度をガイドするために用いられる。
ガイドバー8はベアリング9の内輪を垂直に貫通し、かつガイドバー8の底端部には超音波探触子4が接続されている。
ガイドバー8、ベアリング9及び圧縮ばね10は超音波探触子の昇降を調節するために用いられ、
探触子ガイドカバー11は超音波探触子の角度を調節するために用いられる。
超音波探触子と皮膚との間の圧力が増大すると、ガイドバーが上に移動し、圧縮ばねが連動して上に収縮する。超音波探触子と皮膚との間の圧力が減少すると、圧縮ばねの弾力によって圧縮ばねが下に伸長し、ガイドバーが連動して下に移動する。
図7に示すように、フレキシブル構造が第二昇降支持ガイド部材12を有し、第二昇降支持ガイド部材12の底端部には超音波探触子4が取り付けられ、第二昇降支持ガイド部材12は超音波探触子の昇降を調節するとともに、超音波探触子の角度をガイドするために用いられる。
ガイドバー8はベアリング9の内輪を垂直に貫通し、かつガイドバー8底端部には超音波探触子4が接続されている。
一方、圧力センサ予圧構造が取得した圧力信号が圧力所定値より小さい場合、超音波探触子と皮膚との接触が緊密でないか、もしくは皮膚に接触していないため、ガイドバー昇降駆動装置によってガイドバーを駆動して伸ばし、よって超音波探触子が下に押されて、高度が低くなる、ということが理解される。
被走査器官の三次元画像を撮影して送信するために用いられるレーザ三次元カメラをさらに有する。
第1の実施形態乃至第5の実施形態のいずれか一つの全自動超音波走査機器を用いて、皮膚表面の曲線に沿い、かつ皮膚表面と垂直を保ったまま走査を行うことで、被走査器官のN組の二次元画像を取得するステップS1(Nは2以上の整数)と、
取得したN組の二次元画像を再構築し、三次元立体デジタル画像を得るステップS2と、を有する。
Claims (15)
- 超音波探触子と、
超音波探触子を駆動して動作させる駆動システムと、
超音波探触子が取り付けられるフレキシブル構造と、を有し、当該フレキシブル構造は走査の際、超音波探触子を常に皮膚表面の曲線に沿わせたまま皮膚表面と垂直になるように保つ、ことを特徴とする全自動超音波走査機器。 - 前記フレキシブル構造はベルトプーリとテンションプーリに巻きつけられたフレキシブル無端ベルトを有し、前記超音波探触子は前記フレキシブル無端ベルトに取り付けられており、
前記ベルトプーリと前記駆動システムは接続され、これに連動して前記フレキシブル無端ベルトと前記超音波探触子が動作し、
前記テンションプーリはフレキシブル無端ベルトの伸縮と弾性を調節することで、前記フレキシブル無端ベルトと超音波探触子を被検器官の形状に従って皮膚表面に密着させ、
前記駆動システムは皮膚表面に密着する前記フレキシブル無端ベルトと前記超音波探触子を駆動し、走査の際、左右に移動させるとともに皮膚に沿って上下に移動させる、ことを特徴とする請求項1に記載の全自動超音波走査機器。 - 前記フレキシブル構造は第一昇降支持ガイド部材を有し、前記第一昇降支持ガイド部材の底端部には超音波探触子が取り付けられ、前記第一昇降支持ガイド部材は前記超音波探触子の昇降を調節するとともに、超音波探触子の角度をガイドするために用いられ、
前記駆動システムは前記第一昇降支持ガイド部材全体を駆動して左右に移動させることで、前記超音波探触子を連動させ左右に移動させ、
前記第一昇降支持ガイド部材はガイドバー、ベアリング、圧縮ばね及び探触子ガイドカバーを有し、
前記ガイドバーは前記ベアリングの内輪を垂直に貫通し、かつガイドバーの底端部には前記超音波探触子が接続され、
前記圧縮ばねの一端は前記ベアリングに固定され、他端は前記ガイドバーに固定され、前記圧縮ばねはガイドバーの底端部の超音波探触子と皮膚との間の圧力変化に対応して収縮と伸長を行い、これに連動してガイドバーが上下に移動することで、超音波探触子が常に皮膚表面に密着する状態を保持し、
前記探触子ガイドカバーは皮膚の起伏に基づいて動くことで、皮膚表面と相接する状態を維持し、これに連動して前記超音波探触子が同調して回転することで、前記超音波探触子の角度を調節して皮膚表面と垂直になるように保つ、ことを特徴とする請求項1に記載の全自動超音波走査機器。 - 前記フレキシブル構造が第二昇降支持ガイド部材を有し、前記第二昇降支持ガイド部材の底端部には超音波探触子が取り付けられ、前記第二昇降支持ガイド部材は前記超音波探触子の昇降を調節するとともに、超音波探触子の角度をガイドするために用いられ、
前記駆動システムは前記第二昇降支持ガイド部材全体を駆動して左右に移動させることで、前記超音波探触子を連動させ左右に移動させ、
前記第二昇降支持ガイド部材はガイドバー、ベアリング、圧力センサ予圧構造及び探触子ガイドカバーを有し、
前記ガイドバーは前記ベアリングの内輪を垂直に貫通し、かつガイドバーの底端部には前記超音波探触子が接続され、
前記圧力センサ予圧構造は圧力センサとガイドバー昇降駆動装置を有し、
前記圧力センサは前記超音波探触子が受ける皮膚の圧力を測定し、圧力信号を出力し、
前記ガイドバー昇降駆動装置は前記圧力信号に基づき前記ガイドバーを駆動して上昇または下降させることで、超音波探触子が常に皮膚表面に密着する状態を保持し、
前記探触子ガイドカバーは皮膚の起伏に基づいて動くことで、皮膚表面と相接する状態を維持し、これに連動して前記超音波探触子が同調して回転することで、前記超音波探触子の角度を調節して皮膚表面と垂直になるように保つ、ことを特徴とする請求項1に記載の全自動超音波走査機器。 - 前記ガイドバーの外層には第一歯車が設けられ、前記ガイドバー昇降駆動装置が駆動コントローラ、回転駆動用モータ及び歯車駆動プレートを有し、
前記歯車駆動プレートの周囲には前記第一歯車と噛み合う第二歯車が設けられ、
前記駆動コントローラと前記圧力センサは接続され、前記圧力信号に基づいて前記回転駆動用モータを駆動することで、前記第二歯車が連動して正回転もしくは逆回転し、これに連動して前記第一歯車が前記ガイドバーの上昇もしくは下降を実現することで、前記超音波探触子の高さを調節する、ことを特徴とする請求項4に記載の全自動超音波走査機器。 - 前記駆動システムは駆動モータ、ベルトプーリとベルト及び水平リードバーを有し、
前記ベルトプーリは前記駆動モータによって駆動され、前記ベルトは前記ベルトプーリに巻き付けられ、
前記第一昇降支持ガイド部材もしくは第二昇降支持ガイド部材にはガイドパイプが水平に設けられていることで、前記水平リードバーとスライドして噛み合い、
前記第一昇降支持ガイド部材もしくは第二昇降支持ガイド部材は前記ベルトと接続され、ベルトが移動する際、前記昇降支持ガイド部材が連動して前記水平リードバーに沿って水平にスライドすることで、左右に移動する、ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の全自動超音波走査機器。 - 前記駆動モータはステッピングモータであることを特徴とする請求項6に記載の全自動超音波走査機器。
- 被走査器官の三次元画像を撮影して送信するために用いられるレーザ三次元カメラをさらに有し、
前記フレキシブル機構は制御可能マニピュレータを有し、前記制御可能マニピュレータの端部には前記超音波探触子が取り付けられ、
前記マニピュレータは前記被走査器官の三次元画像に基づき、前記超音波探触子の位置と角度を調節し、走査の際、超音波探触子が常に皮膚表面の曲線に沿ったまま皮膚表面と垂直になるように保つ、ことを特徴とする請求項1に記載の全自動超音波走査機器。 - 前記マニピュレータは6軸制御マニピュレータであることを特徴とする請求項8に記載の全自動超音波走査機器。
- 被検器官を固定するための固定ネット膜をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の全自動超音波走査機器。
- 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の全自動超音波走査機器を用いて、皮膚表面の曲線に沿い、かつ皮膚表面と垂直を保ったまま走査を行うことで、被走査器官のN組の二次元画像を取得するステップ(前記Nは2以上の整数)と、
前記取得したN組の二次元画像を再構築し、三次元立体デジタル画像を得るステップと、を有することを特徴とする全自動超音波走査検出方法。 - 前記再構築して得られた三次元立体デジタル画像が冠状面再構築画像と横断面画像を含むことを特徴とする請求項11に記載の全自動超音波走査検出方法。
- 前記全自動超音波走査機器を用いて、皮膚表面の曲線に沿い、かつ皮膚表面と垂直を保ったまま走査を行うステップにおいて、前記走査の方向は横方向走査と縦方向走査を含むことを特徴とする請求項11に記載の全自動超音波走査検出方法。
- 前記三次元立体デジタル画像に対してリモート送信及び保存を行うステップをさらに有することを特徴とする請求項11に記載の全自動超音波走査検出方法。
- 前記全自動超音波走査機器を用いて、皮膚表面の曲線に沿い、かつ皮膚表面と垂直を保ったまま走査を行うステップの前に、前記全自動超音波走査機器に対して設定を行うステップをさらに有し、前記設定には走査時の超音波探触子と皮膚との間の圧力閾値、走査方向、走査の二次元画像の組数Nが含まれることを特徴とする請求項11に記載の全自動超音波走査検出方法。
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