JP3463815B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP3463815B2 JP19093892A JP19093892A JP3463815B2 JP 3463815 B2 JP3463815 B2 JP 3463815B2 JP 19093892 A JP19093892 A JP 19093892A JP 19093892 A JP19093892 A JP 19093892A JP 3463815 B2 JP3463815 B2 JP 3463815B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置、特に
先端に超音波振動子を設けた超音波プローブを体腔内等
に挿入して、超音波パルスエコー法によって被検物体の
超音波断層像を得る超音波診断装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、体腔内等の細い管状の腔内を
超音波走査して、その周辺の断層像を得る装置として超
音波プローブが開発されている。従来の超音波プローブ
では、リニア像、ラジアル像がそれぞれ単独にしか得ら
れなかったが、近年は、被検体にできている腫瘍等の形
状を把握したり、体積を計測したりできるように3次元
像が得られる超音波プローブの開発の必要性が高まって
きている。
【0003】このような3次元像を得られる超音波プロ
ーブとしては、本願人は例えば特開平2−265536
号公報において、プローブ内で動力伝達手段を介して、
超音波振動子を回転させてラジアル走査をしながら超音
波振動子をプローブの挿入軸方向に移動させて、スパイ
ラル状に3次元スキャンを行う超音波プローブを提案し
ている。
【0004】また、本願人は特開平2−289239号
公報において、スィッチ手段を用いてプローブ内に挿入
軸方向に移動可能に延在する動力伝達手段の停止位置を
設定して、超音波プローブと手元側に設けた駆動部とを
簡単に着脱できるようにした超音波診断装置を開示して
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
2−289239号公報に開示されている超音波診断装
置では、超音波プローブを駆動部に着脱するためには、
使用者がスィッチが正しく設定されているか否かを確認
する必要があり、面倒である。この確認をしないで、ス
ィッチが正しく設定されていないのにプローブの着脱を
行おうとすると、着脱ができないばかりかプローブを破
損してしまう可能性もある。
【0006】また、特開平2−265536号公報に開
示されているような3次元スキャンを行う超音波プロー
ブにおいては、3次元画像を取り込む場合、画像取り込
み開始原点を定め、そこから取り込みを開始する必要が
ある。従来の超音波プローブでは、この画像取り込み開
始位置まで動力伝達手段を移動させるときの移動速度
は、通常の走査時と同じスピードで行なわれている。そ
のため、画像取り込み開始の操作を行ってから、実際に
取り込みを開始するまでの時間、すなわち動力伝達手段
が取り込み開始位置に到達するまでの時間がかかること
になる。この時間は、最大で動力伝達手段がプローブ軸
方向の移動距離を往復するだけの時間がかかることがあ
り、したがって、その間に被検体が動いてしまうことも
ある。このような場合は走査しようとした部分と別の部
分を走査してしまう可能性がある。
【0007】したがって、かかる点に鑑みてなされた本
発明の目的は、超音波プローブの動力伝達手段を着脱位
置や画像取り込み開始位置等の所定の位置に迅速に移動
できるよう適切に構成した超音波診断装置を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】 上記目的を達
成する請求項1に係る超音波診断装置の発明は、挿入部
内で挿入軸方向に移動可能な動力伝達手段の先端に連結
された超音波振動子を有する超音波プローブと、この超
音波プローブが連結され、前記動力伝達手段を通常走査
モードと、該通常走査モードよりも高速の強制的移動モ
ードとの異なる速度で前記挿入軸方向に選択的に駆動可
能な駆動部と、前記動力伝達手段が前記挿入軸方向の所
定の位置にあるか否かを検出する検出手段と、前記動力
伝達手段を前記所定の位置の方向に強制的に移動させる
移動信号を発生する移動信号発生手段と、前記移動信号
発生手段からの移動信号に応じて、前記検出手段により
前記動力伝達手段が前記所定の位置にあるのが検出され
るまで、前記動力伝達手段を前記強制的移動モードで移
動させるように前記駆動部を制御する位置制御手段と、
前記超音波プローブの制御状態が、該超音波プローブの
前記駆動部に対する着脱が可能な状態であるか否かを判
断する判断手段と、を具え、前記所定の位置は、前記超
音波プローブが前記駆動部に対して着脱可能な位置であ
り、前記移動信号発生手段は、前記判断手段の判断結果
に基づいて前記移動信号を発生することを特徴とするも
のである。
【0009】 請求項1に係る発明によると、移動信号
発生手段から移動信号が発生されると、超音波プローブ
の動力伝達手段は強制的移動モードで着脱可能な位置ま
で移動するので、超音波プローブを迅速に着脱可能な状
態にすることが可能となり、したがって使用者は特に意
識しなくても、着脱可能な状態で超音波プローブを駆動
部に対して簡単かつ確実に着脱することが可能となる。
【0010】
【0011】 請求項2に係る発明は、請求項1に記載
の超音波診断装置において、超音波画像の取り込みを指
示する取り込み開始信号を発生する取り込み指示手段を
更に有し、前記移動信号発生手段は、更に、前記取り込
み指示手段からの取り込み開始信号に基づいて、前記超
音波プローブが超音波画像の取り込みを開始する位置ま
で移動するように前記移動信号を発生することを特徴と
するものである。
【0012】 請求項2に係る発明によると、移動信号
発生手段から移動信号が発生されると、超音波プローブ
は強制的移動モードで超音波画像の取り込み開始位置ま
で移動するので、超音波プローブの動力伝達手段を超音
波画像の取り込み開始位置に迅速に移動させることが可
能になり、したがって移動期間中に被検体が動いてしま
うといった問題が生じにくく、所望の部分を的確に走査
することが可能となる。
【0013】
【実施例】図1乃至図4は、本願の第1発明の構成を示
す図である。図1は、本願第1発明の超音波診断装置の
全体の構成を示す図、図2はこの超音波診断装置の制御
回路の構成を示す図、図3はこの超音波診断装置のプロ
ーブと駆動部との接続部分の構成を示す図、図4は駆動
部側の駆動伝達軸内のケーブルの構成を示す図である。
【0014】図1に示すように、超音波プローブ1の先
端には超音波振動子2が配設されており、この超音波振
動子2はプローブ1の挿入部を構成するシース3内に延
在するシャフト4の先端に固着されている。シャフト4
の他端は、プローブ1の手元側端部に設けたコネクタ5
を介して駆動部6に連結されており、駆動部6に設けた
モータ13の回転を受けて超音波振動子2が回転駆動さ
れるように構成されている。コネクタ5は、プローブ1
の外枠8の内壁と突き当たる第1の突き当て部34と、
プローブ1と手元側駆動部6とを連結して止める止めピ
ン10に突き当たる第2の突き当て部35とを具える。
止めピン10にはテーパ部37が設けられており、この
テーパ部37が駆動部6に設けられている解除パイプ1
2に突き当たるように構成されている。
【0015】コネクタ5は、駆動部6内に設けられてい
るコネクタ7と着脱自在に連結されている。また駆動部
6は、その挿入側端部に設けられているCリング9とプ
ローブ1の外枠8の手元側端部に設けられている溝8a
とが嵌合して、外枠8と着脱自在に連結されている。外
枠8に設けられている止めピン10は内部にコイルバネ
11が配設されており、このコイルバネ11によって止
めピン10に当接する解除パイプ12を内側に付勢して
いる。
【0016】駆動部6内には、モータ13が設けられて
おり、このモータ13は制御回路15に接続されてい
る。また、モータ13は駆動伝達軸16を介してコネク
タ7に連結されている。コネクタ7の手元側外周部には
フランジ17が固定されており、このフランジ17は更
にボールネジ18に螺合している。ボールネジ18の手
元側端部は、ステッピングモータ19に連結されてお
り、ステッピングモータ19は制御回路15に接続され
ている。
【0017】超音波振動子2にはケーブル(図示せず)
が接続されており、このケーブルはシャフト4内を経て
コネクタ5に設けた接点(図示せず)まで延在してお
り、更にコネクタ7に設けた接点(図示せず)を介して
駆動伝達軸16内にコイル状に延在するケーブル21
(図4参照)に接続されている。ケーブル21は、更
に、駆動伝達軸16に連結されているスリップリング3
6に接続されている。スリップリング36は観測装置2
2に接続されており、この観測装置22は制御回路15
に接続されている。また、駆動部6の内部には、プロー
ブ1の軸方向の動きを検出するフォトインタラプタ2
4、29が設けられていると共に、外装部にはLED3
0が設けられており、それぞれ制御回路15に接続され
ている。
【0018】図2は、本実施例の超音波プローブの制御
回路15の構成を示す図である。制御回路15内には、
モータ制御部26及びモータドライバ27が設けられて
おり、モータ制御部26はモータドライバ27を介して
ステッピングモータ19に接続されており、ステッピン
グモータ19の回転を制御する。
【0019】モータ制御部26には、第1のセレクタ3
1及び第2のセレクタ32が接続されており、第1のセ
レクタ31からはクロック信号Lが第2のセレクタ32
からはモータの駆動方向信号Mが供給されている。第1
のセレクタ31には、通常のクロックCと高速クロック
Dとが供給されており、後述する判断回路40から供給
される制御信号EあるいはORゲート41を介して画像
取り込み開始スイッチ39から供給される信号Fに応じ
てモータ制御部26へ供給するクロック信号Lを切り替
えるようにする。また、第2のセレクタ32には、往復
信号G、強制前進信号H、強制後進信号Iが供給されて
おり、判断回路40から供給される信号JあるいはOR
ゲート41を介して画像取り込み開始スイッチ39から
供給される信号Kに応じてモータ制御部26へ供給する
駆動方向信号Mを切り替える。
【0020】制御回路15内には、更に判断回路40、
制御スィッチ33、パワーオンリセット回路38、画像
取り込み開始スィッチ39が更に設けられている。制御
スィッチ33及びパワーオンリセット回路38の出力は
それぞれ判断回路40に供給され、画像取り込み開始ス
ィッチ39の出力と、フォトインタラプタ29の出力と
はORゲート41を介して第1のセレクタ31および第
2のセレクタ32に供給されている。
【0021】上述のように構成された超音波診断装置に
おいては、観測装置22に設けた発信器(図示せず)か
らの信号を受けて、プローブ1の先端に配置した超音波
振動子2から超音波を被検体に向けて送波し、被検体か
ら反射された超音波を超音波振動子2で受信してエコー
信号に変換して、このエコー信号を観測装置22に供給
し、このエコー信号を処理して、被検体の超音波像を図
示しないモニタスクリーン上に描出する。
【0022】本実施例の超音波診断装置では、駆動部6
に配置したモータ13の回転が駆動伝達軸16に伝達さ
れて、この駆動伝達軸16にコネクタ7、コネクタ5、
シャフト4を介して連結されている超音波振動子2を回
転させるとともに、ステッピングモータ19の回転がボ
ールネジ18に伝達され、このボールネジ19にフラン
ジ17を介して連結されているコネクタ7を軸方向に進
退させ、超音波振動子2をリニア方向に往復駆動させ
て、いわゆるスパイラル走査を行う。通常の状態では、
制御回路15内の第1のセレクタ31では、通常のクロ
ックCが、第2のセレクタ32では往復信号Gが選択さ
れており、超音波振動子2を所定の速度で軸方向に往復
移動させるようにしている。
【0023】制御回路15内の、プローブ1の制御スイ
ッチ33には、プローブ1を軸方向に駆動する制御スイ
ッチ33aと、ラジアル方向に駆動する制御スイッチ3
3bとが配置されており、これらのスィッチのそれぞれ
の出力が判断回路40に設けられているANDゲート4
0aの入力端子に接続されている。また、パワーオンリ
セット回路38の出力及び前記ANDゲート40aの出
力は、判断回路40のORゲート40bの入力端子に接
続されている。プローブ1を軸方向に駆動する制御スイ
ッチ33aとラジアル方向に駆動する制御スイッチ33
bの双方がOFFの状態に設定されると、判断回路40
から第1のセレクタ31へ供給される信号E、第2のセ
レクタ32へ供給される信号Jがアクティブになり、第
1のセレクタ31では高速クロックDが、第2のセレク
タ32では強制前進信号Hが選択される。第1のセレク
タ31及び第2のセレクタ32から供給されるこれらの
信号に対応して、モータ制御部26ではモータドライバ
27を介してステッピングモータ19を制御し、プロー
ブ1を着脱可能な状態にするべくコネクタ7を高速で前
進させる。次いで、このコネクタ7がプローブ1の着脱
可能な位置まで前進したことをフォトインタラプタ24
で検知して、フォトインタラプタ24からモータ制御部
26へ供給するストップ信号Oをアクティブにして、ス
テッピングモータ19を停止させる。また、このストッ
プ信号Oを受けてLED30を点灯させて、プローブが
着脱可能な状態にあることを使用者に知らせるようにす
る。
【0024】また、制御回路15のパワースイッチ(図
示せず)をONしたときには、パワーオンリセット回路
38の出力Pがアクティブになり、判断回路40の出力
E及びJをアクティブにして、上記と同様にコネクタ7
を高速で強制的に前進させてプローブ1を着脱可能な状
態にする。
【0025】一方、画像取り込みスィッチ39がONに
なると、第1及び第2のセレクタ31、32へ供給され
る制御信号F及びKがアクティブになり、第1のセレク
タ31では高速クロックDが、第2のセレクタ32では
強制後退信号Iが選択される。モータ制御部26では第
1及び第2のセレクタ31、32から供給される信号L
及びMを受けてコネクタ7を高速で強制的に後進させ
て、コネクタ7にコネクタ5及びシャフト4を介して結
合されている超音波振動子2を画像取り込み位置へ強制
的に移動させる。超音波振動子2が画像取り込み位置ま
で後進したことをフォトインタラプタ29で検知して、
ORゲート41を介して信号F及びKをインアクティブ
にする。これを受けて第1のセレクタ31では通常のク
ロックCを、第2のセレクタ32では往復信号Gが選択
されて、通常の走査に戻る。
【0026】次いで、図3を参照してプローブ1の着脱
方法を説明する。図3(a)はプローブ1を駆動部6に
装着した状態を示す図である。この状態からプローブ1
を脱着させる場合、まず、プローブの外枠8を保持して
矢印Aの方向へ移動させる。この移動によって、外枠8
とCリング9の嵌合がはずれ、図3(b)に示すような
状態になる。このとき、コイルバネ11で内側に付勢さ
れている止めピン10が下降して、コネクタ5とコネク
タ7との間に入り、コネクタ5の後側の突き当て部35
に当接する。このとき、コネクタ5に矢印Bで示す方向
の力を与え、コネクタ5とコネクタ7との嵌合を外す。
【0027】いったん外したプローブ1を再度装着する
場合には、外枠8を保持して、図3(c)に示す矢印C
の方向に外枠8を移動させて、コネクタ5の前側の突き
当て部34を外枠8の内壁に突き当てて、矢印Cで示す
方向の力をコネクタ5に与えコネクタ5とコネクタ7と
を嵌合させる。このとき止めピン10のテーパ部37が
解除パイプ12の先端に突き当たり、ピン10が解除パ
イプ12の上に乗り上げて、図3(a)に示す状態にな
り、再度装着が実現される。この解除パイプ12によっ
て、ピン10は押し上げられ、プローブ1の装着後にピ
ン10が軸方向の動きの邪魔にならないように構成され
ている。
【0028】図4(a)及び(b)は、コネクタ7とモ
ータ13とを連結する駆動伝達軸16の内部の構成を示
す図である。図4(a)及び(b)に示すように、駆動
伝達軸16の内部にはコイル状にした同軸ケーブル21
が配設されている。このように構成することによって、
プローブの軸方向に進退によるケーブルの断線を防止す
ることができる。
【0029】図5は、本発明の第2実施例の構成を示す
図である。第2実施例では、第1実施例のフォトインタ
ラプタ29に代えて、ポテンショメータ42を設けたも
のであり、他の構成は第1実施例と同様である。ポテン
ショメータ42によって、プローブの位置を検出して位
置制御を行うようにしている。
【0030】なお、フォトインタラプタ24とポテンシ
ョメータ42とを置き換えるようにしても良い。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、移動信号発生手段から
の移動信号により、超音波プローブの動力伝達手段を通
常走査モードよりも高速の強制的移動モードで所定の位
置まで移動させるようにしたので、動力伝達手段を超音
波プローブの着脱位置や画像取り込み開始位置等の所定
の位置に迅速に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す図である。
【図2】本発明の超音波診断装置における判断回路の構
成を示す図である。
【図3】本発明の超音波診断装置におけるプローブの着
脱の状態を説明するための図である。
【図4】 本発明の超音波診断装置のコネクタ部におけ
る駆動伝達軸の構成を示す図である。
【図5】 本発明の第2実施例の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 超音波プローブ 2 超音波振動子 3 シース 4 シャフト 5 コネクタ 6 駆動部 7 コネクタ 8 外枠 9 Cリング 10 ピン 11 コイルバネ 12 解除パイプ 13 モータ 15 制御回路 16 駆動伝達軸 17 フランジ 18 ボールネジ 19 ステッピングモータ 21 信号ケーブル 22 観測装置 24、29 フォトインタラプタ 26 モータ制御部 27 モータドライバ 30 LED 31、32 セレクタ 33 制御スイッチ 36 スリップリング 37 テーパ部 38 パワーオンリセット回路 39 画像取り込み開始スイッチ 40 判断回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 挿入部内で挿入軸方向に移動可能な動力
    伝達手段の先端に連結された超音波振動子を有する超音
    波プローブと、 この超音波プローブが連結され、前記動力伝達手段を通
    常走査モードと、該通常走査モードよりも高速の強制的
    移動モードとの異なる速度で前記挿入軸方向に選択的に
    駆動可能な駆動部と、 前記動力伝達手段が前記挿入軸方向の所定の位置にある
    か否かを検出する検出手段と、 前記動力伝達手段を前記所定の位置の方向に強制的に移
    動させる移動信号を発生する移動信号発生手段と、 前記移動信号発生手段からの移動信号に応じて、前記検
    出手段により前記動力伝達手段が前記所定の位置にある
    のが検出されるまで、前記動力伝達手段を前記強制的移
    動モードで移動させるように前記駆動部を制御する位置
    制御手段と、前記超音波プローブの制御状態が、該超音波プローブの
    前記駆動部に対する着脱が可能な状態であるか否かを判
    断する判断手段と、 を具え、 前記所定の位置は、前記超音波プローブが前記駆動部に
    対して着脱可能な位置であり、 前記移動信号発生手段は、前記判断手段の判断結果に基
    づいて前記移動信号を発生する ことを特徴とする超音波
    診断装置。
  2. 【請求項2】 超音波画像の取り込みを指示する取り込
    み開始信号を発生する取り込み指示手段を更に有し、 前記移動信号発生手段は、更に、前記取り込み指示手段
    からの取り込み開始信号に基づいて、前記超音波プロー
    ブが超音波画像の取り込みを開始する位置まで移動する
    ように前記移動信号を発生することを特徴とする請求項
    1に記載の超音波診断装置。
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