JP2023124934A - 超音波診断装置及び超音波診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】電源電流変換部の定格電力を小さくすることである。
【解決手段】超音波診断装置１０は、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０に電流を出力するバッテリＢ１が接続可能である。超音波診断装置１０は、入力された電源電流を変換し、変換した電流をＤＣ－ＤＣコンバーター２０及びバッテリＢ１に出力する電源電流変換部としてのＡＣ－ＤＣコンバーター１２と、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０から入力された電流によりＡＣ－ＤＣコンバーター１２を冷却する放熱ファン１３と、超音波診断装置１０のシャットダウン中に、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２から出力される電流の電流値を監視し、監視した電流値に基づいて、放熱ファン１３のオン又はオフを制御する電流監視部１５と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、超音波診断装置及び超音波診断システムに関する。

従来、バッテリにより超音波診断装置に電力を供給するシステムが知られている。例えば、超音波診断装置を載置するカートを備え、カートが外部バッテリを有し、カートが使用されていない時に外部バッテリを直接商用電源に接続して充電するバッテリ充電システムが知られている（特許文献１参照）。

米国特許第８３９８４０８号明細書

上記従来のバッテリ充電システムでは、外部バッテリ用の電源コードと、超音波診断装置用の電源コードと、を有するため、構成が煩雑となるため、電源入力部を少なくする要請がある。例えば、超音波診断装置が、商用電源から入力されたＡＣ（Alternating Current：交流）を変換してＤＣ（Direct Current：直流）を供給する電源電流変換部としてのＡＣ－ＤＣコンバーターを備え、ＡＣ－ＤＣコンバーターから超音波診断装置の各部へ電力供給しかつ外部バッテリに充電する構成が考えられる。

しかし、超音波診断装置のＡＣ－ＤＣコンバーターが外部バッテリに充電することを考慮すると、ＡＣ－ＤＣコンバーターの定格電力（ワット数）が大きくなり、外部バッテリを使用しないユーザーにとっては冗長な定格電力となる。また、ＡＣ－ＤＣコンバーターは、定格電力が大きいとサイズも大きくなる。

本発明の課題は、電源電圧変換部の定格電力を小さくすることである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
電源部を備え、当該電源部に電流を出力する第１バッテリが接続可能な超音波診断装置であって、
入力された電源電流を変換し、当該変換した電流を前記電源部及び前記第１バッテリに出力する電源電流変換部と、
前記電源部から入力された電流により前記電源電流変換部を冷却する冷却部と、
前記超音波診断装置のシャットダウン中に、前記電源電流変換部から出力される電流の電流値を監視し、当該監視された電流値に基づいて、前記冷却部のオン又はオフを制御する第１監視部と、を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記第１監視部は、前記シャットダウン中に、前記監視された電流値が閾値以上である場合に、前記冷却部をオンし、当該閾値未満である場合に、前記冷却部をオフする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の超音波診断装置において、
前記超音波診断装置の電源オン中に、前記第１バッテリの充電をオフする第２監視部を備える。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の超音波診断装置において、
前記第２監視部は、前記超音波診断装置のシャットダウン中に、前記電源部へ入力する電流の電圧を監視し、当該監視された電圧が前記電源電流の入力に対応する電圧である場合に、前記第１バッテリの充電をオンする第２監視部を備える。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記変換された電流により充電可能な第２バッテリを備える。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の超音波診断装置において、
前記第１バッテリの出力電圧は、前記第２バッテリの出力電圧よりも大きい。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の超音波診断装置において、
前記第１バッテリの出力端から、前記第２バッテリの出力端及び前記電源部へ整流する整流部を備える。

請求項８に記載の発明の超音波診断システムは、
請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波診断装置と、
前記第１バッテリと、を備える。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の超音波診断システムにおいて、
前記超音波診断装置は、前記変換された電流により充電可能な第２バッテリを備え、
前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの少なくとも一方の充電中に、当該充電の状態を通知する通知部を備える。

請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の超音波診断システムにおいて、
前記第１バッテリ及び前記超音波診断装置が取り付け可能なカートを備える。

本発明によれば、電源電圧変換部の定格電力を小さくできる。

本発明の実施の形態のカート接続状態の超音波診断システムの外観構成を示す斜視図である。 カート接続解除状態の超音波診断システムの外観構成を示す斜視図である。 ＡＣ入力があり超音波診断装置の電源オン状態の超音波診断システムの回路構成を示すブロック図である。 充電電流監視処理を示すフローチャートである。 充電・電力供給制御処理を示すフローチャートである。 充電処理を示すフローチャートである。 ＡＣ入力がありバッテリの充電中状態の超音波診断システムの回路構成を示すブロック図である。 ＡＣ入力がありバッテリの充電後の超音波診断システムの回路構成を示すブロック図である。

添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

まず、図１～図３を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。図１は、本実施の形態のカート接続状態の超音波診断システム１の外観構成を示す斜視図である。図２は、カート接続解除状態の超音波診断システム１の外観構成を示す斜視図である。図３は、ＡＣ入力があり超音波診断装置１０の電源オン状態の超音波診断システム１の回路構成を示すブロック図である。

本実施の形態の超音波診断システム１は、病院などの医療施設に設置され、医師、技師などのユーザーにより使用される医療システムである。図１に示すように、超音波診断システム１は、超音波診断装置１０と、超音波診断装置１０が載置されるカート３０と、を備える。超音波診断システム１について、超音波診断装置１０がカート３０に載置されて接続されている状態を、カート接続状態とする。

超音波診断装置１０は、超音波を患者などの被検体に送受信することにより、超音波画像データを生成する医療機器である。超音波診断装置１０は、電源コード１１及び電源ボタン１７を含む筐体１０ａと、超音波探触子２４と、を備える。電源コード１１及び電源ボタン１７は、筐体１０ａの表面に配置されている。

電源コード１１は、一端が超音波診断装置１０の内部の電源電流変換部としての後述するＡＣ－ＤＣコンバーター１２に電気的に接続され、他端のプラグが商用電源のコンセントに電気的に差し込まれて接続され、商用電源から入力されたＡＣを超音波診断装置１０に出力する電源コードである。電源ボタン１７は、ユーザーからの超音波診断装置１０の電源オン／オフの操作入力を受け付ける電源ボタンである。超音波診断装置１０の電源オン状態は、超音波診断装置１０の駆動起動である。超音波診断装置１０の電源オフ状態は、超音波診断装置１０のシャットダウン状態である。

超音波探触子２４は、ケーブルを介して筐体１０ａに接続され、超音波診断装置１０から入力された電気信号としての駆動信号に応じて超音波を出射（送信）し、被検体で反射された超音波を受信し受信信号を筐体１０ａに出力する超音波探触子である。超音波探触子２４は、リニア型の２本の超音波探触子であるものとするが、本数や、走査方式は、これらに限定されるものではない。

カート３０は、車輪Ｗ１を有し、超音波診断装置１０が載置可能な台車である。超音波診断システム１は、カート接続状態で、車輪Ｗ１により場所の移動が可能である。カート３０は、超音波診断装置１０に接続される操作部４０、表示部５０と、第１バッテリとしてのバッテリＢ１と、を備える。

操作部４０は、押しボタンスイッチ、キーボード、マウス、トラックボール若しくはタッチパッド、又はこれらの組み合わせなどの操作デバイスであり、超音波診断装置１０のユーザーの操作入力を受け付け、その操作情報を超音波診断装置１０に出力する。あるいは、操作部４０は、上述の構成に加えて又は代えて表示部５０の表示画面に設けられたタッチセンサー（タッチパネル）を備え、表示部５０の表示画面に対するタッチ動作を検出して動作種別を位置に係る操作情報を超音波診断装置１０に出力してもよい。

表示部５０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro-Luminescent
）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイといった種々の表示方式のうち、何れかを用いた表示パネルとその駆動部を備える。表示部５０は、超音波診断装置１０から入力された表示情報や、超音波診断装置１０で生成された超音波画像データの画像信号に従って表示画面（各表示画素）を表示し、表示画面上に超音波診断に係るメニュー、ステータスや、受信された超音波に基づく計測データの表示を行う。

バッテリＢ１は、超音波診断装置１０の外部のカート３０に設けられ、超音波診断装置１０にＤＣの電源電力を供給する２次電池（例えば、リチウムイオン電池）の外部バッテリである。バッテリＢ１は、定格容量（電池容量）が大容量であるため、サイズが大きく、例えば、カート３０の下側の空間に設けられている。

図２に示すように、超音波診断システム１において、超音波診断装置１０や、バッテリＢ１を、カート３０から取り外しが可能である。バッテリＢ１は、超音波診断システム１の使用時に、カート３０に取り付けても取り外してもよいオプションであり、充電制御及び放電制御（過放電抑止）は自立しているものとする。超音波診断装置１０がカート３０から取り外され接続が解除された状態を、超音波診断システム１のカート接続解除状態とする。

超音波診断装置１０は、第２バッテリとしての内蔵のバッテリＢ２を有する。バッテリＢ２は、超音波診断装置１０の内部に設けられ、超音波診断装置１０の各部にＤＣの電源電力を供給する２次電池（例えば、リチウムイオン電池）の内部バッテリである。バッテリＢ２は、超音波診断装置１０内部に収めるため、バッテリＢ１に比べてサイズが小さく、定格容量もバッテリＢ１に比べて小さい。バッテリＢ２は、超音波診断装置１０から取り外しが可能であるものとする。

なお、カート接続解除状態の超音波診断システム１において、超音波探触子２４を含む超音波診断装置１０に、操作部４０及び表示部５０とは別の操作部及び表示部を接続して、超音波診断装置１０をカート３０から独立して使用することが可能である。特に、超音波診断装置１０にバッテリＢ２を取り付けた状態では、電源コード１１を商用電源のコンセントに挿すことなく、バッテリＢ２から供給されるＤＣの電力により超音波診断装置１０を動作できる。

ついで、図３を参照して、超音波診断システム１の内部の回路構成を説明する。なお、図３、後述する図７、図８において、信号線を破線で示し、電力線を実線で示す。

超音波診断システム１において、超音波診断装置１０は、電源コード１１、電源ボタン１７、バッテリＢ２、超音波探触子２４に加えて、電源電流変換部としてのＡＣ－ＤＣコンバーター１２と、冷却部としての放熱ファン１３と、電流センサー１４と、第１監視部としての電流監視部１５と、第２監視部としての電圧監視部１６と、電源ボタン１７と、充電回路部１８と、整流部としてのダイオード１９と、電源部としてのＤＣ－ＤＣコンバーター２０と、充電・電力供給制御部２１と、通知部としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）２２と、電子回路部２３と、スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５と、を備える。超音波診断装置１０において、超音波探触子２４を除く各部は、筐体１０ａ内に搭載されている。ＤＣ－ＤＣコンバーター２０は、スタンバイ電源部２０１を有する。

ＡＣ－ＤＣコンバーター１２は、電源コード１１から入力された商用電源のＡＣのＡＣ電圧（例えば、１００［Ｖ］）をＤＣ電圧（例えば、２４［Ｖ］）にしてＤＣに変換し、変換したＤＣを、電流センサー１４を介して、充電回路部１８、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０、充電回路部３１に供給する変換部である。

放熱ファン１３は、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２の近傍の位置に配置され、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２を送風により放熱して冷却するファンである。

電流センサー１４は、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２から出力されるＤＣをＤＣ－ＤＣコンバーター２０、スイッチＳＷ３に出力するとともに、当該ＤＣの電流値を検知する電流計であり、検知したＤＣの電流値を電流監視部１５に出力する。

電流監視部１５は、電流センサー１４及び電源ボタン１７に接続され、電流センサー１４から入力されたＤＣの電流値を監視し、電源ボタン１７から入力された電源オン信号／電源オフ信号と、監視するＤＣの電流値とに基づいて、スイッチＳＷ５のオン（閉）／オフ（開）を行う回路部である。電流監視部１５の動作は、詳細に後述する。

電圧監視部１６は、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０とスイッチＳＷ４との間の電圧（ＤＣ－ＤＣコンバーター２０の入力電圧）を監視し、電源ボタン１７から入力された電源オン信号／電源オフ信号と、監視する電圧値とに基づいて、スイッチＳＷ４のオン／オフを行う回路部である。より具体的には、電圧監視部１６は、電源ボタン１７から電源オフ信号が入力され（超音波診断装置１０がシャットダウンされ）、かつＤＣ－ＤＣコンバーター２０への入力電圧が、バッテリＢ１の出力電圧（２０［Ｖ］）よりも大きい場合（ＡＣ－ＤＣコンバーター１２にＡＣ入力がある場合）に、スイッチＳＷ４をオンして充電回路部３１へＤＣの電力を供給し（バッテリＢ１の充電を可能とし）、それ以外の場合に、スイッチＳＷ４をオフして充電回路部３１へＤＣの電力供給を停止する（バッテリＢ１の充電を行わない）。また、電圧監視部１６は、電流センサー１４を介して、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２からＤＣ（２４［Ｖ］）が入力されるか否かを判別し、判別結果に応じて、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２にＡＣ入力があるか否かを示すＡＣ入力有無信号を生成して充電・電力供給制御部２１に出力する。なお、電圧監視部１６がＡＣ入力有無信号を生成する構成に代えて、電流センサー１４及びスイッチＳＷ３の間にＡＣ入力検知部を配置する構成としてもよい。ＡＣ入力検知部は、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２からＤＣ（２４［Ｖ］）が入力されるか否かを検知し、検知結果に応じて、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２にＡＣ入力があるか否かを示すＡＣ入力有無信号を生成して充電・電力供給制御部２１に出力する。

電源ボタン１７は、ユーザーからの電源オン／電源オフの操作入力を受け付け、その操作入力に応じた電源オン信号／電源オフ信号を電流監視部１５、電圧監視部１６及び充電・電力供給制御部２１に出力する。

充電回路部１８は、スタンバイ電源部２０１から入力されるＤＣの電力により駆動し、スイッチＳＷ３を介してＡＣ－ＤＣコンバーター１２から入力されるＤＣをバッテリＢ２の充電電流のＤＣ（例えば、２［Ａ］）に変換してバッテリＢ２に供給して充電する回路部である。

また、充電回路部１８は、バッテリＢ２の充電率をバッテリＢ２から取得し、取得したバッテリＢ２の充電率に基づいて、バッテリＢ２の充電が必要であるか（満充電でないか）否かを判別し、充電が必要である場合に、バッテリＢ２の充電を行い、充電が必要でない場合に、バッテリＢ２が満充電であり充電を終了する。

バッテリＢ２は、充電回路部１８からの充電電流のＤＣにより充電され、またスイッチＳＷ１を介してＤＣ－ＤＣコンバーター２０にＤＣ（例えば、１４．４［Ｖ］）を出力（電力供給、放電）する。バッテリＢ２の定格容量は、例えば、５．８［Ａｈ］である。バッテリＢ２の充電時間は、例えば、５［ｈ］である。また、バッテリＢ２は、自身の充電量に基づく充電率（例えば、定格容量を１００％とする１００分率の充電率）を算出するマイコン（Micro Computer）を有し、バッテリＢ２の充電率を充電回路部１８及び充電・電力供給制御部２１に出力する機能を有する。

また、超音波診断装置１０は、取り外しが可能なバッテリＢ２の超音波診断装置１０への取り付けの有無を検知し、検知結果に応じて、バッテリＢ２が超音波診断装置１０に接続されているか否かを示すバッテリＢ２接続状態信号（例えば、ローアクティブの信号）を生成して充電・電力供給制御部２１に出力するバッテリＢ２接続検知部（図示略）を有するものとする。

ダイオード１９は、バッテリＢ１の出力端と、スイッチＳＷ１を介するバッテリＢ２の出力端及びＤＣ－ＤＣコンバーター２０との間に配置され、バッテリＢ１からＤＣ－ＤＣコンバーター２０の方向にしかＤＣを流さない整流作用を有する整流素子とＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）とで構成されている（図示略）。ＭＯＳＦＥＴはダイオード１９の入力側の電圧が出力側の電圧よりも大きい場合にオンされる。例えば、バッテリＢ１からＤＣ（例えば、２０［Ｖ］）が供給される場合に、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２から２４［Ｖ］のＤＣが供給されると、ダイオード１９は、バッテリＢ１からのＤＣをＤＣ－ＤＣコンバーター２０に供給することを阻止する。また、バッテリＢ２からＤＣ（１４．４［Ｖ］）が供給され、かつバッテリＢ１からＤＣ（２０［Ｖ］）が供給されると、ダイオード１９は、バッテリＢ２からのＤＣをＤＣ－ＤＣコンバーター２０に供給することを阻止し、バッテリＢ１からのＤＣをＤＣ－ＤＣコンバーター２０に供給する。また、バッテリＢ１が放電しすぎて出力するＤＣの電圧が降下すると、ダイオード１９は、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０へのＤＣの供給元を自動的にバッテリＢ２に切り替える。このように、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２のＤＣの出力電圧＞バッテリＢ１のＤＣの出力電圧＞バッテリＢ２のＤＣの出力電圧の関係になるように設定されている。

ＤＣ－ＤＣコンバーター２０は、電流センサー１４を介してＡＣ－ＤＣコンバーター１２から入力されたＤＣ（２４［Ｖ］）、スイッチＳＷ１を介してバッテリＢ２から入力されたＤＣ（１４．４［Ｖ］）、又はダイオード１９を介してバッテリＢ１から入力されたＤＣ（２０［Ｖ］）の電圧を、超音波診断装置１０内で使用する電圧（例えば、１２［Ｖ］、±５［Ｖ］、３．３［Ｖ］、±８０［Ｖ］（超音波送信用））に変換し、変換したＤＣを、電子回路部２３に出力して電力供給する電源部である。また、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０は、充電・電力供給制御部２１を介して電源ボタン１７から電源オン信号が入力されると、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２、バッテリＢ２又はバッテリＢ１から入力されたＤＣの電圧を変換して電子回路部２３に電力供給を行い（ＤＣ－ＤＣ変換の動作を行い）、電源ボタン１７から電源オフ信号が入力されると、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２、バッテリＢ２又はバッテリＢ１から入力されたＤＣの電圧を変換せず電子回路部２３に電力供給を行わない（ＤＣ－ＤＣ変換の動作を行わない）。

スタンバイ電源部２０１は、電源ボタン１７からの電源オン信号、電源オフ信号の入力に関わらず、電流センサー１４を介してＡＣ－ＤＣコンバーター１２から入力されたＤＣ（２４［Ｖ］）、スイッチＳＷ１を介してバッテリＢ２から入力されたＤＣ（１４．４［Ｖ］）、又はダイオード１９を介してバッテリＢ１から入力されたＤＣ（２０［Ｖ］）の電圧を、使用する電圧（例えば、５［Ｖ］）に変換し、変換したＤＣを、充電・電力供給制御部２１、スイッチＳＷ５を介する放熱ファン１３、電流監視部１５及び充電回路部１８に出力して電力供給する電源部である。このように、スタンバイ電源部２０１は、超音波診断装置１０のシャットダウン時（スタンバイ状態）でも、ＤＣの出力を行う。

充電・電力供給制御部２１は、電源ボタン１７に接続され、電源ボタン１７からの電源オン信号／電源オフ信号と、電圧監視部１６からのＡＣ入力有無信号と、バッテリＢ２接続検知部（図示略）からのバッテリＢ２接続有無信号と、バッテリＢ２からのバッテリＢ２の充電率と、に基づいて、スイッチＳＷ１，ＳＷ３のオン／オフと、ＬＥＤ２２の点灯と、を制御する回路部である。また、充電・電力供給制御部２１は、電源ボタン１７で取得された電源オン信号／電源オフ信号をラッチして、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０に出力する。充電・電力供給制御部２１の動作は、詳細に後述する。

ＬＥＤ２２は、充電・電力供給制御部２１の制御に従い、２色（緑色、橙色）に発光が可能な光源である。ＬＥＤ２２は、例えば、バッテリＢ２が満充電状態である場合に、緑色に点灯され、バッテリＢ２が充電中状態である場合に、橙色に点灯され、バッテリＢ２の充電量が空の状態である場合に、橙色に点滅される。なお、ＬＥＤ２２の色、各状態に対応する点灯、点滅のパターンは一例であって、これらに限定されるものではない。

電子回路部２３は、操作部４０、表示部５０、超音波探触子２４に接続され、超音波の送受信部、制御部などを有する電子回路部であり、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０から入力されるＤＣにより駆動する。送受信部は、制御部の指示に従い、超音波送信用の駆動信号を生成して超音波探触子２４に出力し、超音波探触子２４から入力された超音波の受信信号を音線データに変換して制御部に出力する。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、記憶部を有する。制御部は、ＣＰＵが記憶部に記憶されたプログラムをＲＡＭに展開し、展開されたプログラムとの協働で、処理を実行する。制御部は、例えば、操作部４０を介してユーザーからの操作入力を適宜受け付け、超音波の駆動信号生成を送受信部に指示し、送受信部から入力された音線データから超音波画像データを生成し、超音波画像データなどの表示情報を表示部５０に表示する。

スイッチＳＷ１は、バッテリＢ２と、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０と、の間に配置され、オン／オフの制御が可能なスイッチング素子である。なお、スイッチＳＷ１と並行にダイオードＤ１が接続されており、バッテリＢ２にＤＣ出力があると、スイッチＳＷ１がオフされていても、バッテリＢ２からのＤＣがＤＣ－ＤＣコンバーター２０に入力される。スイッチＳＷ３は、電流センサー１４と、充電回路部１８と、の間に配置され、オン／オフの制御が可能なスイッチング素子である。

スイッチＳＷ４は、電流センサー１４、スイッチＳＷ１，ＳＷ３、ダイオード１９及びＤＣ－ＤＣコンバーター２０と、充電回路部３１と、の間に配置されたオン／オフの制御が可能なスイッチング素子である。スイッチＳＷ５は、放熱ファン１３と、スタンバイ電源部２０１と、の間に配置され、オン／オフの制御が可能なスイッチング素子である。

超音波診断システム１において、カート３０は、バッテリＢ１、操作部４０、表示部５０に加えて、充電回路部３１と、通知部としてのＬＥＤ３２と、を備える。

バッテリＢ１は、充電回路部３１からの充電電流のＤＣにより充電され、またダイオード１９を介してＤＣ－ＤＣコンバーター２０にＤＣ（２０［Ｖ］）を出力（電力供給、放電）する。バッテリＢ１の定格容量は、例えば、２３．７［Ａｈ］である。バッテリＢ１の充電時間は、例えば、４［ｈ］である。また、バッテリＢ１は、自身の充電量に基づく充電率を算出するマイコンを有し、バッテリＢ１の充電率を充電回路部３１に出力する機能を有する。

また、カート３０は、取り外しが可能なバッテリＢ１のカート３０への取り付けの有無を検知し、検知結果に応じて、バッテリＢ１がカート３０に接続されているか否かを示すバッテリＢ１接続状態信号（例えば、ローアクティブの信号）を生成して充電回路部３１に出力するバッテリＢ１接続検知部（図示略）を有するものとする。

充電回路部３１は、電流センサー１４、スイッチＳＷ４を介してＡＣ－ＤＣコンバーター１２から入力されるＤＣの電力により駆動し、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２から入力されるＤＣをバッテリＢ１の充電電流のＤＣ（例えば、６［Ａ］）に変換してバッテリＢ１に供給して充電する回路部である。また、充電回路部３１は、バッテリＢ１接続検知部（図示略）からのバッテリＢ１接続状態信号と、バッテリＢ１からのバッテリＢ１の充電量と、に基づいて、バッテリＢ１の充電と、ＬＥＤ３２の点灯と、の制御を行う。充電回路部３１の動作は、詳細に後述する。

ＬＥＤ３２は、充電回路部３１の制御に従い、２色（緑色、橙色）に発光が可能な光源である。ＬＥＤ３２は、例えば、バッテリＢ１が満充電状態である場合に、緑色に点灯され、バッテリＢ１が充電中状態である場合に、橙色に点灯され、バッテリＢ１の充電量が空の状態である場合に、橙色に点滅される。なお、ＬＥＤ３２の色、各状態に対応する点灯、点滅のパターンは一例であって、これらに限定されるものではない。

ついで、図４～図６を参照して、電流監視部１５、充電・電力供給制御部２１、充電回路部３１の動作を説明する。図４は、充電電流監視処理を示すフローチャートである。図５は、充電・電力供給制御処理を示すフローチャートである。図６は、充電処理を示すフローチャートである。

図４を参照して、電流監視部１５が実行する充電電流監視処理を説明する。電流監視部１５は、充電電流監視処理を周期的に繰り返し実行するものとする。

まず、電流監視部１５は、電源ボタン１７から入力される電源オン信号／電源オフ信号に基づいて、超音波診断装置１０が電源オン状態か電源オフ状態（シャットダウン）かを確認する（ステップＳ１１）。そして、電流監視部１５は、ステップＳ１１の確認結果が電源オン状態か否かを判別する（ステップＳ１２）。

電源オン状態である場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、電流監視部１５は、電流センサー１４で検知されたＤＣの電流値を取得する（ステップＳ１３）。そして、電流監視部１５は、ステップＳ１３で取得した電流値が、予め設定された電流値の閾値Ｔ１以上であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。

取得した電流値が閾値Ｔ１未満である場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、電流監視部１５は、スイッチＳＷ５をオフして放熱ファン１３用のＤＣの導通をオフし、放熱ファン１３をオフし（ステップＳ１５）、充電電流監視処理を終了する。

取得した電流値が閾値Ｔ１以上である場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、電流監視部１５は、スイッチＳＷ５をオンして放熱ファン１３用のＤＣの導通をオンし、放熱ファン１３をオンし（ステップＳ１６）、充電電流監視処理を終了する。

一般に、ＡＣ－ＤＣコンバーターは、放熱ファンをオンして冷却すると、定格電力が上がる。また、従来、超音波診断装置の電源オン（システム駆動）時に、放熱ファンをオンしてＡＣ－ＤＣコンバーターを冷却して駆動していたが、電源オフ時（シャットダウン）に、放熱ファンをオフしていた。このため、シャットダウン時に外部バッテリを充電するためには、放熱ファンがオフでも外部バッテリを充電可能な定格電力の大きいＡＣ－ＤＣコンバーターを用いる必要があり、ＡＣ－ＤＣコンバーター（超音波診断装置）のサイズも大きくなる。

これに対し、本実施の形態では、超音波診断装置１０のシャットダウン時に、放熱ファン１３を動作させるため、放熱ファン１３のオンでバッテリＢ１を充電可能な定格電力の小さいＡＣ－ＤＣコンバーターを用いることができる。さらに、バッテリＢ１は、充電量が高くなるにつれて、入力される充電電流も低くなっていく。また、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２から出力されるＤＣは、バッテリＢ１の充電電流に対応する。このため、電流監視部１５は、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２から出力されるＤＣが、放熱ファン１３のオンが必要でない（放熱ファン１３をオフしてもよい）定格電力のＡＣ－ＤＣコンバーター１２の状態のＤＣになった場合に、ステップＳ１５で放熱ファン１３をオフしている。このため、閾値Ｔ１は、放熱ファン１３をオフしてもよいＡＣ－ＤＣコンバーター１２のＤＣの電流値を示す閾値とする。

図５を参照して、充電・電力供給制御部２１が実行する充電・電力供給制御処理を説明する。充電・電力供給制御部２１は、充電・電力供給制御処理を周期的に繰り返し実行するものとする。

まず、充電・電力供給制御部２１は、ＡＣ入力有無信号を電圧監視部１６から取得し、ＡＣ入力有無信号に基づいて、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２に商用電源からのＡＣ入力があるか否かを確認する（ステップＳ２１）。そして、充電・電力供給制御部２１は、ステップＳ２１での確認結果に基づき、ＡＣ入力があるか否かを判別する（ステップＳ２２）。

ＡＣ入力がない場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、充電・電力供給制御部２１は、電源ボタン１７から入力される電源オン信号／電源オフ信号に基づいて、超音波診断装置１０が電源オン状態か電源オフ状態（シャットダウン）かを判別する（ステップＳ２３）。電源オン状態である場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、充電・電力供給制御部２１は、バッテリＢ２接続検知部（図示略）から入力されるバッテリＢ２接続有無信号に基づいて、バッテリＢ２があるか（接続されているか）否かを判別する（ステップＳ２４）。

バッテリＢ２がない場合（ステップＳ２４；ＮＯ）、又は電源オフ状態である場合（ステップＳ２３；ＮＯ）、充電・電力供給制御部２１は、スイッチＳＷ１をオフしてバッテリＢ２からのＤＣの電力供給をオフし（ステップＳ２５）、充電・電力供給制御処理を終了する。バッテリＢ２がある場合（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、充電・電力供給制御部２１は、スイッチＳＷ１をオンしてバッテリＢ２からのＤＣの電力供給をオンする（ステップＳ２６）。

ＡＣ入力がある場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、充電・電力供給制御部２１は、電源ボタン１７から入力される電源オン信号／電源オフ信号に基づいて、超音波診断装置１０が電源オン状態か電源オフ状態（シャットダウン）かを判別する（ステップＳ２７）。

電源オン状態である場合（ステップＳ２７；ＹＥＳ）、充電・電力供給制御部２１は、スイッチＳＷ３をオンして充電回路部１８からバッテリＢ２へのＤＣの充電をオンする（ステップＳ２８）。ステップＳ２８において、電源オン状態であるため、電圧監視部１６により、スイッチＳＷ４がオフされ、充電回路部３１からバッテリＢ１へのＤＣの充電がオフされる。

電源オフ状態である場合（ステップＳ２７；ＮＯ）、充電・電力供給制御部２１は、スイッチＳＷ３をオンして充電回路部１８からバッテリＢ２へのＤＣの充電をオンする（ステップＳ２９）。ステップＳ２９において、電源オフ状態であり、電圧監視部１６により、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２からＤＣ－ＤＣコンバーター２０へのＤＣ入力に応じた電圧（＞バッテリＢ１の出力電圧）が検知されてスイッチＳＷ４がオンされ、充電回路部３１からバッテリＢ１へのＤＣの充電がオンされる。

そして、充電・電力供給制御部２１は、バッテリＢ２から入力されるバッテリＢ２の充電率が、予め設定された閾値Ｔ２（例えば、８０％）以上であるか否かを判別する（ステップＳ３０）。バッテリＢ２の充電率が閾値Ｔ２以上である場合（ステップＳ３０；ＹＥＳ）、充電・電力供給制御部２１は、ＬＥＤ２２を緑色に点灯して、バッテリＢ２が満充電状態であることをユーザーに通知し（ステップＳ３１）、充電・電力供給制御処理を終了する。

バッテリＢ２の充電率が閾値Ｔ２未満である場合（ステップＳ３０；ＮＯ）、充電・電力供給制御部２１は、ステップＳ３０で入力されたバッテリＢ２の充電率が、予め設定された閾値Ｔ３（Ｔ３＜Ｔ２であって、例えば、Ｔ３＝５％）以下であるか否かを判別する（ステップＳ３２）。バッテリＢ２の充電率が閾値Ｔ３より大きい場合（ステップＳ３２；ＮＯ）、充電・電力供給制御部２１は、ステップＳ２３又はＳ２７の判別結果に応じて、超音波診断装置１０が電源オン状態か電源オフ状態（シャットダウン）かを判別する（ステップＳ３３）。

電源オフ状態である場合（ステップＳ３３；ＮＯ）、充電・電力供給制御処理が終了する。電源オン状態である場合（ステップＳ３３；ＹＥＳ）、充電・電力供給制御部２１は、ＬＥＤ２２を橙色に点灯して、バッテリＢ２が充電中状態であることをユーザーに通知し（ステップＳ３４）、充電・電力供給制御処理を終了する。

バッテリＢ２の充電率が閾値Ｔ３以下である場合（ステップＳ３２；ＹＥＳ）、充電・電力供給制御部２１は、ＬＥＤ２２を橙色に点滅して、バッテリＢ２の充電量が空の状態であることをユーザーに通知する（ステップＳ３５）。そして、充電・電力供給制御部２１は、ステップＳ２３又はＳ２７の判別結果に応じて、超音波診断装置１０が電源オン状態か電源オフ状態（シャットダウン）かを判別する（ステップＳ３６）。

電源オフ状態である場合（ステップＳ３６；ＮＯ）、充電・電力供給制御処理が終了する。電源オン状態である場合（ステップＳ３６；ＹＥＳ）、充電・電力供給制御部２１は、電子回路部２３を介して、バッテリＢ２の充電量が空の状態である旨のメッセージを表示部５０に表示してユーザーに通知する（ステップＳ３７）。そして、充電・電力供給制御部２１は、電子回路部２３を介して、超音波診断装置１０をシャットダウンし（ステップＳ３８）、充電・電力供給制御処理を終了する。

図６を参照して、充電回路部３１が実行する充電処理を説明する。充電回路部３１は、ＤＣの電力が入力されている場合に、充電処理を周期的に繰り返し実行するものとする。

まず、充電回路部３１は、バッテリＢ１接続検知部（図示略）から入力されるバッテリＢ１接続有無信号に基づいて、バッテリＢ１があるか（接続されているか）否かを判別する（ステップＳ４１）。バッテリＢ１がない場合（ステップＳ４１；ＮＯ）、充電回路部３１は、充電回路部３１からバッテリＢ１へのＤＣの充電をオフし（ステップＳ４２）、充電処理を終了する。

バッテリＢ１がある場合（ステップＳ４１；ＹＥＳ）、充電回路部３１は、バッテリＢ１から入力されるバッテリＢ１の充電率が、予め設定された閾値Ｔ４（例えば、８０％）以上であるか否かを判別する（ステップＳ４３）。バッテリＢ１の充電率が閾値Ｔ４以上である場合（ステップＳ４３；ＹＥＳ）、充電回路部３１は、充電回路部３１からバッテリＢ１へのＤＣの充電をオフする（ステップＳ４４）。そして、充電回路部３１は、ＬＥＤ２２を緑色に点灯して、バッテリＢ１が満充電状態であることをユーザーに通知し（ステップＳ４５）、充電処理を終了する。

バッテリＢ１の充電率が閾値Ｔ４未満である場合（ステップＳ４３；ＮＯ）、充電回路部３１は、充電回路部３１からバッテリＢ１へのＤＣの充電をオンする（ステップＳ４６）。そして、充電回路部３１は、ステップＳ４４で算出されたバッテリＢ１の充電率が、予め設定された閾値Ｔ５（Ｔ５＜Ｔ４であって、例えば、Ｔ４＝５％）以下であるか否かを判別する（ステップＳ４７）。

バッテリＢ１の充電率が閾値Ｔ５より大きい場合（ステップＳ４７；ＮＯ）、充電回路部３１は、ＬＥＤ３２を橙色に点灯して、バッテリＢ２が充電中状態であることをユーザーに通知し（ステップＳ４８）、充電処理を終了する。バッテリＢ１の充電率が閾値Ｔ５以下である場合（ステップＳ４７；ＹＥＳ）、充電回路部３１は、ＬＥＤ３２を橙色に点滅して、バッテリＢ１の充電量が空の状態であることをユーザーに通知し（ステップＳ４９）、充電処理を終了する。

つぎに、図３、図７、図８を参照して、超音波診断システム１の複数の状態を説明する。図７は、ＡＣ入力がありバッテリＢ１の充電状態の超音波診断システム１の回路構成を示すブロック図である。図８は、ＡＣ入力がありバッテリＢ１の充電後の超音波診断システム１の回路構成を示すブロック図である。

ここでは、超音波診断装置１０がカート３０に載置されて接続された超音波診断システム１において、バッテリＢ２が超音波診断装置１０に取り付けられ、バッテリＢ１がカート３０に取り付けられている装置構成の状態を説明する。

まず、図３に示すように、上記装置構成の状態の超音波診断システム１において、商用電源からＡＣ入力があり、かつ電源ボタン１７により電源オンされている装置使用時の状態を説明する。充電・電力供給制御部２１の充電・電力供給制御処理のステップＳ２２；ＹＥＳにより、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２からのＤＣの電力供給がオンされ、ステップＳ２８により、スイッチＳＷ３がオンされてバッテリＢ２が充電され、スイッチＳＷ４がオフされてバッテリＢ１が充電されない。このとき、電流監視部１５の充電電流監視処理のステップＳ１６により、スイッチＳＷ５がオンされて放熱ファン１３がオンされ、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２が冷却される。また、充電回路部３１の充電処理は実行されない。

ついで、図７に示すように、上記装置構成の状態の超音波診断システム１において、商用電源からＡＣ入力があり、かつ電源ボタン１７により電源オフ（シャットダウン）されている装置使用時の状態を説明する。ここでは、バッテリＢ１が満充電状態でないものとする。充電・電力供給制御部２１の充電・電力供給制御処理のステップＳ２２；ＹＥＳにより、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２からのＤＣの電力供給がオンされ、ステップＳ２９により、スイッチＳＷ４がオンされてバッテリＢ２が充電され、スイッチＳＷ４がオンされてバッテリＢ１も充電される。このとき、電流監視部１５の充電電流監視処理のステップＳ１６により、スイッチＳＷ５がオンされて放熱ファン１３がオンされ、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２が冷却される。また、充電回路部３１の充電処理が実行され、ステップＳ４６によりバッテリＢ１への充電がオンされ、バッテリＢ１の充電率が閾値Ｔ５以下の場合にはＬＥＤ３２が橙色（バッテリＢ１が充電中状態）に点灯される。

そして、図８に示すように、図７のバッテリＢ１の充電状態の超音波診断システム１において、充電されていたバッテリＢ１が満充電状態になった状態を説明する。充電・電力供給制御部２１の動作は、図７の状態と同様である。このとき、バッテリＢ１が満充電状態であるので、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２から充電回路部３１（バッテリＢ１）に入力されるＤＣの電流値が低くなり、電流監視部１５の充電電流監視処理のステップＳ１５により、スイッチＳＷ５がオフされて放熱ファン１３がオフされる。また、充電回路部３１の充電処理のステップＳ４４によりバッテリＢ１への充電がオフされ、ステップＳ４５によりＬＥＤ３２が緑色（バッテリＢ１が満充電状態）に点灯される。

以上、本実施の形態によれば、超音波診断装置１０は、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０を備え、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０に電流を出力するバッテリＢ１が接続可能な超音波診断装置である。超音波診断装置１０は、入力された電源電流としてのＡＣをＤＣに変換し、変換したＤＣをＤＣ－ＤＣコンバーター２０及びバッテリＢ１に出力するＡＣ－ＤＣコンバーター１２と、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０から入力されたＤＣによりＡＣ－ＤＣコンバーター１２を冷却する放熱ファン１３と、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２から出力されるＤＣの電流値を監視し、超音波診断装置１０のシャットダウン中に、監視された電流値に基づいて、放熱ファン１３のオン又はオフを制御する電流監視部１５と、を備える。超音波診断システム１は、超音波診断装置１０と、バッテリＢ１と、を備える。

このため、超音波診断装置１０のシャットダウン中に、放熱ファン１３を動作させることにより、放熱ファン１３のオンでバッテリＢ１を充電可能なＡＣ－ＤＣコンバーター１２を用いるので、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２の定格電力を小さくできる。さらに、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２の定格電力が小さいので、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２のサイズを小さくすることができ、超音波診断装置１０のサイズも小さくすることができる。また、超音波診断装置１０の仕様を変更せずに、オプションのバッテリＢ１の定格容量のバリエーションを取りそろえることができ、様々な定格容量のバッテリＢ１を用いることができる。また、バッテリＢ１側も、超音波診断装置１０のＡＣ－ＤＣコンバーター１２の能力（定格電力）だけ分かっていればよく、複雑な充電シーケンスを組まなくてもよく、バッテリＢ１の構成を簡単にできる。

また、電流監視部１５は、超音波診断装置１０のシャットダウン中に、監視された電流値が閾値Ｔ１以上である場合に、放熱ファン１３をオンし、閾値Ｔ１未満である場合に、放熱ファン１３をオフする。このため、放熱ファン１３を適切にオン／オフでき、放熱ファン１３のオフにより消費電力を低減できる。

また、超音波診断装置１０は、電源オン中に、バッテリＢ１の充電をオフする電圧監視部１６を備える。このため、超音波診断装置１０の電源オン中に、バッテリＢ１の充電を行わないので、電源オン中の電子回路部２３への電力供給及びバッテリＢ１の充電の両方を行うためのＡＣ－ＤＣコンバーター１２の定格電力が必要でないので、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２の定格電力を小さくすることができ、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２及び超音波診断装置１０のサイズを小さくすることができる。

また、電圧監視部１６は、超音波診断装置１０のシャットダウン中に、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０へ入力するＤＣの電圧を監視し、監視された電圧がＡＣ－ＤＣコンバーター１２へのＡＣ入力に対応する電圧である場合に、バッテリＢ１への充電をオンする。このため、超音波診断装置１０のシャットダウン時でもＡＣ入力がある場合に、バッテリＢ１を充電できる。

また、超音波診断装置１０は、ＤＣ－ＤＣコンバーター２０に電流を出力し、ＡＣ－ＤＣコンバーター１２により変換されたＤＣにより充電可能なバッテリＢ２を備える。バッテリＢ１の出力電圧は、バッテリＢ２の出力電圧よりも大きい。このため、外部バッテリとしてのバッテリＢ１のサイズを大きくすることができ、内部バッテリとしてのバッテリＢ２のサイズを小さくすることができ、超音波診断装置１０のサイズも小さくすることができる。

また、超音波診断装置１０は、バッテリＢ１の出力端から、バッテリＢ２の出力端及びＤＣ－ＤＣコンバーター２０へ整流するダイオード１９を備える。このため、バッテリＢ２よりもバッテリＢ１の電力供給を優先でき、内部のバッテリＢ２の充電量を温存でき、バッテリＢ１（カート３０）の接続が解除された状態となっても超音波診断装置１０を使用できる。

また、超音波診断システム１は、バッテリＢ１及び超音波診断装置が取り付けられたカート３０を備える。このため、バッテリＢ１及び超音波診断装置１０を容易に移動できる。

また、超音波診断装置１０は、バッテリＢ２の充電中に、当該充電の状態を通知するＬＥＤ２２を備える。カート３０は、バッテリＢ１の充電中に、当該充電の状態を通知するＬＥＤ３２を備える。このため、ユーザーがバッテリＢ１，Ｂ２の少なくとも一方の充電の状態を認識できる。

なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適な超音波診断装置及び超音波診断システムの一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、バッテリＢ２の充電に関する状態をＬＥＤ２２によりユーザーに通知し、バッテリＢ１の充電に関する状態をＬＥＤ３２によりユーザーに通知する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、充電・電力供給制御部２１は、電源オン中に、バッテリＢ２の充電に関する状態と、バッテリＢ１の充電量などの状態と、を表示部５０に表示してユーザーに通知する構成としてもよい。

また、以上の実施の形態における超音波診断システム１を構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１ 超音波診断システム
１０ 超音波診断装置
１１ 電源コード
１７ 電源ボタン
１２ ＡＣ－ＤＣコンバーター
１３ 放熱ファン
１４ 電流センサー
１５ 電流監視部
１６ 電圧監視部
１８ 充電回路部
１９ ダイオード
２０ ＤＣ－ＤＣコンバーター
２０１ スタンバイ電源部
２１ 充電・電力供給制御部
２２ ＬＥＤ
２３ 電子回路部
２４ 超音波探触子
Ｂ２ バッテリ
ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５ スイッチ
Ｄ１ ダイオード
３０ カート
３１ 充電回路部
３２ ＬＥＤ
Ｂ１ バッテリ
４０ 操作部
５０ 表示部

Claims (10)

1. 電源部を備え、当該電源部に電流を出力する第１バッテリが接続可能な超音波診断装置であって、
   入力された電源電流を変換し、当該変換した電流を前記電源部及び前記第１バッテリに出力する電源電流変換部と、
   前記電源部から入力された電流により前記電源電流変換部を冷却する冷却部と、
   前記超音波診断装置のシャットダウン中に、前記電源電流変換部から出力される電流の電流値を監視し、当該監視された電流値に基づいて、前記冷却部のオン又はオフを制御する第１監視部と、を備える超音波診断装置。
2. 前記第１監視部は、前記シャットダウン中に、前記監視された電流値が閾値以上である場合に、前記冷却部をオンし、当該閾値未満である場合に、前記冷却部をオフする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記超音波診断装置の電源オン中に、前記第１バッテリの充電をオフする第２監視部を備える請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
4. 前記第２監視部は、前記超音波診断装置のシャットダウン中に、前記電源部へ入力する電流の電圧を監視し、当該監視された電圧が前記電源電流の入力に対応する電圧である場合に、前記第１バッテリの充電をオンする第２監視部を備える請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記変換された電流により充電可能な第２バッテリを備える請求項１から４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
6. 前記第１バッテリの出力電圧は、前記第２バッテリの出力電圧よりも大きい請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記第１バッテリの出力端から、前記第２バッテリの出力端及び前記電源部へ整流する整流部を備える請求項６に記載の超音波診断装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波診断装置と、
   前記第１バッテリと、を備える超音波診断システム。
9. 前記超音波診断装置は、前記変換された電流により充電可能な第２バッテリを備え、
   前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの少なくとも一方の充電中に、当該充電の状態を通知する通知部を備える請求項８に記載の超音波診断システム。
10. 前記第１バッテリ及び前記超音波診断装置が取り付け可能なカートを備える請求項８又は９に記載の超音波診断システム。

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