JP4373867B2

JP4373867B2 - 超音波診断装置及び表示器用可動機構

Info

Publication number: JP4373867B2
Application number: JP2004210517A
Authority: JP
Inventors: 昌彦須田; 茂明渡辺
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2024-07-16
Also published as: JP2006026162A

Description

本発明は超音波診断装置及び表示器用可動機構に関し、特に、表示器を回転運動及びチルト運動させる機構に関する。

超音波診断に当たっては表示器を任意の向き及び角度に位置決めすることが必要となる。例えば、超音波探触子を操作する医師あるいは検査技師の方へ表示器を適正な姿勢で向かせる必要がある。このため、一般に、表示器に関しては、高さ、回転角度、傾斜角度などを自在に設定できるように構成されている（例えば、以下の特許文献１，２，３参照）。

特公平３−２８９３５号公報実公平５−３０７３０号公報特開平６−１２５９００号公報

表示器の水平回転運動及びチルト運動（傾斜運動）を許容するために、ベース部材上に回転機構（第１機構）を搭載し、その回転機構の上にチルト機構（第２機構）を搭載すると、表示器を支持するための機構全体が大掛かりとなったり物量が増大したりする問題が生じる。超音波診断用の表示器としてＣＲＴを用いる場合、その重量を確実に支持すると共に、いったん決定された姿勢をそのまま維持することが必要となる。したがって、簡易な機構でありながら、表示器の所望姿勢を容易に設定でき、しかもその姿勢を確実に保持できる可動機構が要望される。また、表示器の後面側から引き出されるケーブルを物理的保護及び見栄え上、外界から隠して引き回すことが望まれる。

本発明の目的は、簡易な機構で容易かつ確実に表示器の回転運動及びチルト運動を行わせることにある。

本発明の目的は、表示器の後側から垂れ下がるケーブルの取り扱いを改善することにある。

（１）本発明は、超音波画像を表示する表示器と、前記表示器の荷重を受けるベース部材上に設けられ、前記表示器の回転運動及びチルト運動を許容する可動機構と、を含み、前記可動機構は、前記ベース部材に設置され、上方へ向いた凹球面を有する台座と、前記表示器を搭載する部材であって、前記凹球面に面接合する凸球面を有するチルト回転部材と、前記台座上において前記チルト回転部材の回転運動及びチルト運動を許容する運動規制機構と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、ベース部材に対して台座が設置され、一方、チルト回転部材に表示器が搭載される。ここで、ベース部材あるいは台座の高さを可変できるように構成してもよい。チルト回転部材は表示器と一体的に運動するものであるが、チルト回転部材は凸球面（下面としての係合面）を有し、その凸球面が台座に形成された凹球面（上面としての係合面）に面接合する。運動規制機構は、台座上においてチルト回転部材の回転運動及びチルト運動を許容する。つまり、面接合関係を維持しつつ、台座上においてチルト回転部材が回転運動し、且つ、台座上においてチルト回転部材がチルト運動する。このように、凸球面と凹球面との面接合関係を前提として運動規制機構が回転方向及びチルト方向の両方向について運動案内を行うので、可動機構全体として構成が簡易であり、物量あるいは規模を削減できる。

望ましくは、前記運動規制機構は、前記台座に対して前記チルト回転部材を弾性的に押し付けて、前記チルト回転部材の前記回転運動及び前記チルト運動に対して摺動抵抗を生じさせる付勢部材を有する。この構成によれば、表示器の姿勢を決定した後にそれを安定的に維持することができる。付勢部材はスプリング、ゴム弾性体などによって構成することができる。凹球面と凸球面との間に摺動抵抗を働かせるために一方の面あるいは両方の面に複数の溝（例えば同心円状の複数のリング溝）を形成してもよいし、一方の面上あるいは両方の面上に摺動抵抗の大きな材料を設けるようにしてもよい。あるいは、摺動抵抗が大き過ぎるような場合には潤滑剤を導入してもよく、あるいはベアリング機構を設置するようにしてもよい。

望ましくは、前記運動規制機構は回転運動可能なスライダを有し、前記チルト回転部材はチルト方向に沿って円弧状に形成されたスライド開口を有し、前記スライド開口に対して前記スライダが嵌り込んだ状態で、前記スライダに対して前記チルト回転部材のチルト運動が許容され、前記スライダと前記チルト回転部材とが一体的に回転運動し、且つ、前記スライダによって規制されたチルト方向に前記チルト回転部材がチルト運動する。

上記構成によれば、スライダとスライド開口の係合関係によって回転運動及びチルト運動の案内を簡便に行える。スライダは矩形のブロックあるいはプレートとして構成してもよい。スライド開口は横幅が一定で円弧状に所定距離の長さを有する溝であるのが望ましい。スライド開口の前後端がチルト角度範囲の両端を規定してもよく、つまりその前後端がストッパ手段として機能してもよい。但し、ストッパ手段としてはそれ以外にも各種の構成を採用できる。

望ましくは、前記運動規制機構は、前記台座と前記チルト回転部材とを挟んで互いに連結する上側回転部材及び下側回転部材を含み、前記上側回転部材及び前記下側回転部材の一方に前記スライダが形成される。上記構成によれば、上側及び下側回転部材の連結によって台座とチルト回転部材とが狭持されることになり、両者の相互連結状態において摺動抵抗を発生させることができる。

望ましくは、前記チルト回転部材のチルト運動範囲を規制するストッパが設けられる。例えば、上記上側回転部材にストッパを設けるものである。さらに、上記台座裏側にストッパ当接面を設け、１回転以上のチルト回転部材の回転を規制するように構成することができる。

望ましくは、前記可動機構には上下方向にケーブルを挿通させるための挿通路が形成される。望ましくは、前記挿通路は、前記台座に形成された第１の開口と、前記チルト回転部材に形成された第２の開口と、前記運動規制機構に形成された第３の開口と、を含む。望ましくは、前記台座に形成された第１の開口は径方向に形成された第１のスリットに連通し、前記運動規制機構に形成された第３の開口は径方向に形成された第２のスリットに連通する。

上記構成によれば、ケーブルを可動機構の内部に挿通させてケーブルの取り扱い性を向上できる。ケーブルに肥大したコネクタなどが設けられている場合において、コネクタを通過させる程度の開口サイズを設定できないような場合、開口にスリットを連絡形成して、そのスリットを介してケーブルを開口内に差し込むようにしてもよい。

（２）また本発明は、超音波診断装置において、表示器の回転運動及びチルト運動を許容する可動機構であって、前記超音波診断装置のベース部材に設置され、上方へ向いた凹球面を有する台座と、前記表示器を搭載する部材であって、前記凹球面に面接合する凸球面を有するチルト回転部材と、前記台座上において前記チルト回転部材の回転運動及びチルト運動を許容する運動規制機構と、を含むことを特徴とする。上記の可動機構は特に超音波診断装置に搭載されるのが望ましいが、他の医療機器あるいはその他の汎用装置などにも適用可能である。

以上説明したように、本発明によれば、簡易な機構で容易かつ確実に表示器の回転運動及びチルト運動を行わせることができる。また、本発明によれば、表示器の後側から垂れ下がるケーブルの取り扱いを改善できる。

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。

図１には、本発明に係る超音波診断装置の概略図が示されている。この超音波診断装置は生体に対して超音波の送受波を行って超音波画像を形成する装置である。

超音波診断装置は、本体１０、操作パネル１２、表示器１６、可動機構２０などを有している。本体１０上にはキーボードやトラックボールなどを有する操作パネル１２が設けられている。操作パネル１２の基台上にはベース部材１４が設けられている。このベース部材１４は例えば支柱であってもよいし、他の部材であってもよい。ベース部材１４には可動機構２０が設けられている。

この可動機構２０は、表示器１６を搭載し、その表示器１６を回転運動及びチルト運動させるものである。可動機構２０の構成については後に図２乃至図４を用いて詳述するが、この可動機構２０は具体的には図１においてθ方向（回転方向）に表示器１６を回転運動させることを許容し、かつ、図１においてφ方向に（チルト方向）表示器１６をチルト運動させることを許容するものである。ちなみに、図１においては表示器１６を基準として定義される三次元直交座標軸ｘ，ｙ、ｚが示されている。表示器１６を基準としてｘ方向は前後方向であり、ｙ方向はｘ軸に直交する水平方向であり、z軸は垂直軸である。ただし、その直交座標系は表示器１６の姿勢によって変動するものである。

図２には、図１に示した可動機構２０の具体的な構成が分解斜視図として示されている。ちなみに、図３には以下に詳述する運動規制機構３２を斜め下から見た分解斜視図であり、図４は可動機構２０を組み立てた状態を示す斜視図である。

図２において、可動機構２０は、モニタ取付台２２と、固定台座２４と、チルト回転部材２６と、運動規制機構３２とを有している。運動規制機構３２は、図２に示す例において、上側回転部材２８及び下側回転部材３０を有している。モニタ取付台２２は、図示されるように、フレーム４０を有しており、そのフレーム４０の左右端には一対の水平台４２が設けられている。その水平台４２には複数のねじ４４を用いて図示されていない表示器が搭載される。フレーム４０には開口４０Ａが形成されており、この開口４０Ａは比較的大きな開口であって、ケーブル及びその端部に設けられたコネクタを挿通可能な程度の大きさを有している。

一方、固定台座２４は上記のベース部材に設置されるものであり、その場合には複数のねじ４８を用いて設置が行われる。固定台座２４の上面は凹球面４６となっており、その中央部には開口５０が形成されている。開口５０は上下方向に貫通する空洞に相当し、その開口５０にはスリット５２が連絡している。スリット５２はケーブルを挿通可能な幅を有しており、固定台座２４の側方からケーブルを開口５０内にスリット５２を介して差し込むことができる。また、固定台座２４の裏側には、図３に示すように、３つの円弧溝１０２，１０４，１０６が形成されている。

チルト回転部材２６は、図示されるように、下側に凸の球面形態を有しており、すなわちその下面は凸球面５４となっている。その凸球面５４は上記の凹球面４６と面接合関係にあり、すなわちそれらの面の曲率は同一あるいはほぼ同一である。チルト回転部材２６には図示されるようにチルト方向すなわちφ方向に沿って伸張したスライド開口５６が形成されている。図において符号５６Ａはスライド開口５６の左右辺を示しており、符号５６Ｂはスライド開口５６の前後辺を示している。このチルト部材２６に対して複数のねじ４５を用いてモニタ取付台２２が搭載される。

次に、運動規制機構３２について説明する。上側回転部材２８は円形板６０とスライダとしての係合片（図３において符号８４参照）と、突起部６２とを有している。

円形板６０にはその中央部に開口が形成され、その開口にはスリット６３が連絡している。開口及びスリットは上記の係合片８４及び突起部６２にも形成されている。化粧板６４は、円形板６０に取り付けられており、この化粧板６４は表示器の前方側から見てスライド開口５６の一部分が露出してしまうような場合にその露出部分を隠蔽するために設けられている。

図３に示されるように、係合片８４はスライダとして機能し、それは矩形形状を有するプレートあるいはブロックである。係合片８４は上述したスライド開口５６の左右辺５６Ａに当接される左右辺８４Ａと、前後辺８４Ｂとを有している。係合片８４は、スライド開口５６に嵌り込んで係合し、その両者係合状態において、係合片８４に対して相対的にスライド開口５６がスライド運動すなわちチルト運動する。

後に説明するように、上側回転部材２８は回転運動のみが許容されており、したがって係合片８４とスライド開口５６との係合関係において、チルト回転部材２６と係合片８４は両者一体的に回転運動する。そして、その回転位置において、係合片８４とスライド開口５６との係合関係により、チルト回転部材２６が所定のチルト方向にのみチルト運動することが許容される。すなわち、スライド開口５６の伸張方向がチルト方向である。このように、チルト方向に伸張したスライド開口５６とその内部に部分的に嵌り込む係合片８４との係合構造によって、単純な構成でありながらチルト回転部材２６を回転運動かつチルト運動させることが可能となり、その結果として可動機構２０全体としての物量を削減できるという利点がある。

図２に示されるように、下側回転部材３０は円形板７４とその上面から突出したやや小径の突起部７８とを有している。円形板７４及び突起部７８のいずれにも中央部に開口７５が形成され、その開口はスリット７６に連通している。スリット７６はケーブルを差し込むための溝として機能する。円形板７４上には突起状のストッパ１００が設けられている。このストッパ１００は、固定台座２４の裏側に形成された環状の溝（円弧溝１０２，円弧溝１０４，円弧溝１０６）に係合する（図３参照）。但し、環状の溝には途中に壁部が存在し、その側面１０２Ａ，１０６Ａによって、ストッパの時計回り方向及び反時計回り方向の動きが規制される。

上側回転部材２８の上面側には水平の金具６６が取付られ、その金具にも中央部に開口が形成され、その開口に連通したスリット６８も形成されている。金具６６、上側回転部材２８及び下側回転部材３０はそれら全体として複数の長ねじ７０と複数のナット７３との締結関係により結合される。上側回転部材２８と下側回転部材３０とを結合した状態においては上記の突起部６２と上記の突起部７８とが面接合して両者一体的に結合する。その結合部分は、固定台座２４の空洞内に収容される。各長ねじ７０には座金７１及びコイル状のスプリング７２が差し込まれており、そのスプリング７２は付勢部材として機能し、すなわち上側回転部材２８と下側回転部材３０との間に挟まれるチルト回転部材２６と固定台座２４の結合状態をより強固にしている。その結果、凸球面５４と凹球面４６との間に適度の摺動抵抗が発生することになり、すなわち表示器をある回転角度かつあるチルト角度に容易に位置決めし、その状態を安定的に保持することが可能となる。ちなみに、上側回転部材２８が硬質部材で形成され、それに対して直接的に各長ねじ７０を差し込むことが可能であれば必ずしも金具６６を用いる必要はない。

金具６６には図２に示されるように一対のストッパ８０が設けられる。このストッパ８０は表示器のチルト運動に伴ってモニタ取付台２２がチルト運動した場合においてそのチルト運動範囲の両端を規制する手段である。それぞれのストッパ８０の上端辺はモニタ取付台２２におけるフレーム４０の下面に当接可能なものである。

図３には上述したように運動規制機構３２を下から見た分解斜視図が示されており、図３に示されるように上下方向に並んだ各部材にはその中央部に開口が形成されており、その各開口を介して１又は複数のケーブルを上下方向に導くことが可能である。その状態が図４に示されている。ここでは２つのケーブル８６，８８が各開口すなわち挿通路を通って上下方向に導かれている。

モニタ取付台２２に形成された開口４０Ａとチルト回転部材２６に形成されたスライド開口５６はそれぞれコネクタを挿通可能な大きなサイズをもっており、それらの開口には格別スリットなどは形成されていない。その一方において、上側回転部材２８、固定台座２４及び下側回転部材３０に形成された中央開口は比較的小さなサイズを有しており、それらにはそれぞれスリットが連通している。すなわちそのようなスリットを介して図４に示されるようなケーブル８６，８８を側方から中央開口に差し込むことが可能となる。したがって、各部材を組み付ける場合にはそれぞれの部材に対してケーブルを挿通させておいてその後に組み付けを行うのが望ましい。具体的には、スライド開口５６にケーブル８６，８８を挿通させた状態においてその下側に固定台座２４を位置決めし、またチルト回転部材２６及び固定台座２４の上下に上側回転部材２８及び下側回転部材３０を設けてそれらを一体的に連結し、その後にケーブル８６，８８が挿通されたモニタ取付台２２をチルト回転部材２６に取り付けるようにすればよい。またチルト回転部材２６の回転方向及びチルト方向における摺動抵抗は上述した各長ねじ７０の締め込み量を調整することによって容易に可変することができる。ちなみに表示器１６の背面側から引き出されるケーブルはモニタ取付台２２の内部に取り込まれ、上述したように運動規制機構３２の中心軸を通って下方に導かれる。その場合においては本実施形態においてベース部材１４が中空構造を有しており、その内部にケーブル８６，８８が挿通されている。

以上説明したように、上記の実施形態によれば、簡易な構成によって表示器の回転運動及びチルト運動を行わせることができる。また表示器から引き出されたケーブルの取り扱い上における便宜を図ることができる。ちなみに、上記実施形態においては超音波診断装置の表示器に関する可動機構について説明を行ったが、その可動機構は他の装置上においても利用することが可能である。

本発明に係る超音波診断装置の概略的な構成を示す斜視図である。可動機構の分解斜視図である。運動規制機構を下から見た分解斜視図である。可動機構を組み立てた状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０本体、１２操作パネル、１４ベース部材、１６表示器、２０可動機構、２２モニタ取付台、２４固定台座、２６チルト回転部材、２８上側回転部材、３０下側回転部材、３２運動規制機構、４６凹球面、５４凸球面、８０ストッパ。

Claims

超音波画像を表示する表示器と、
前記表示器の荷重を受けるベース部材上に設けられ、前記表示器の回転運動及びチルト運動を許容する可動機構と、
を含み、
前記可動機構は、
前記ベース部材に設置され、上方へ向いた凹球面を有する台座と、
前記表示器を搭載する部材であって、前記凹球面に面接合する凸球面を有するチルト回転部材と、
前記台座上において前記チルト回転部材の回転運動及びチルト運動を許容する運動規制機構と、
を含み、
前記運動規制機構は、前記台座と前記チルト回転部材とを挟んで互いに連結する上側回転部材及び下側回転部材を含み、
前記上側回転部材に、矩形形状ブロックとしての回転運動可能なスライダが形成され、
前記チルト回転部材はチルト方向に沿って円弧状に形成されたスライド開口を有し、
前記スライド開口に対して前記矩形形状ブロックとしてのスライダが嵌り込んだ状態で、前記スライダの左側辺及び右側辺が前記スライド開口の左側辺及び右側辺に当接しつつ、前記スライダに対して前記チルト回転部材のチルト運動が許容され、
前記スライダの左側辺及び右側辺と前記スライド開口の左側辺及び右側辺との当接により前記スライダと前記チルト回転部材とが一体的に回転運動し、且つ、前記スライダによって規制されたチルト方向に前記チルト回転部材がチルト運動し、
前記上側回転部材に、前記スライド開口を一部分を隠蔽するために、前記スライダと共に回転運動する化粧板が設けられ、
前記台座には中央開口及びそれに連通して径方向に形成されたスリットが形成され、
前記下側回転部材には中央開口及びそれに連通して径方向に形成されたスリットが形成され、
前記上側回転部材には中央開口及びそれに連通して径方向に形成されたスリットが形成され、
前記台座の中央開口、前記下側回転部材の中央開口、前記チルト回転部材のスライド開口、及び、前記上側回転部材の中央開口は、上下方向にケーブルを挿通させ、
前記台座のスリット、前記下側回転部材のスリット、及び、前記上側回転部材のスリットを介して前記運動規制機構の側方からケーブルを差し込める、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項１記載の装置において、
前記運動規制機構は、前記台座に対して前記チルト回転部材を弾性的に押し付けて、前記チルト回転部材の前記回転運動及び前記チルト運動に対して摺動抵抗を生じさせる付勢部材を有することを特徴とする超音波診断装置。
請求項１記載の装置において、
前記チルト回転部材のチルト運動範囲を規制するストッパが設けられたことを特徴とする超音波診断装置。
超音波診断装置において、表示器の回転運動及びチルト運動を許容する可動機構であって、
前記超音波診断装置のベース部材に設置され、上方へ向いた凹球面を有する台座と、
前記表示器を搭載する部材であって、前記凹球面に面接合する凸球面を有するチルト回転部材と、
前記台座上において前記チルト回転部材の回転運動及びチルト運動を許容する運動規制機構と、
を含み、
前記運動規制機構は、前記台座と前記チルト回転部材とを挟んで互いに連結する上側回転部材及び下側回転部材を含み、
前記上側回転部材に、矩形形状ブロックとしての回転運動可能なスライダが形成され、
前記チルト回転部材はチルト方向に沿って円弧状に形成されたスライド開口を有し、
前記スライド開口に対して前記矩形形状ブロックとしてのスライダが嵌り込んだ状態で、前記スライダの左側辺及び右側辺が前記スライド開口の左側辺及び右側辺に当接しつつ、前記スライダに対して前記チルト回転部材のチルト運動が許容され、
前記スライダの左側辺及び右側辺と前記スライド開口の左側辺及び右側辺との当接により前記スライダと前記チルト回転部材とが一体的に回転運動し、且つ、前記スライダによって規制されたチルト方向に前記チルト回転部材がチルト運動し、
前記上側回転部材に、前記スライド開口を一部分を隠蔽するために、前記スライダと共に回転運動する化粧板が設けられ、
前記台座には中央開口及びそれに連通して径方向に形成されたスリットが形成され、
前記下側回転部材には中央開口及びそれに連通して径方向に形成されたスリットが形成され、
前記上側回転部材には中央開口及びそれに連通して径方向に形成されたスリットが形成され、
前記台座の中央開口、前記下側回転部材の中央開口、前記チルト回転部材のスライド開口、及び、前記上側回転部材の中央開口は、上下方向にケーブルを挿通させ、
前記台座のスリット、前記下側回転部材のスリット、及び、前記上側回転部材のスリットを介して前記運動規制機構の側方からケーブルを差し込める、
ことを特徴とする超音波診断装置における表示器用可動機構。