JP4639198B2 - 連接フラットパネルディスプレイを有する診断超音波システム - Google Patents

Description

本発明は、医療診断イメージングシステムに係り、より詳細には、フラットパネルディスプレイを備える超音波診断イメージングシステムに係る。フラットパネルディスプレイは、ユーザによって、視認のため容易に配置されることができる。

現在、超音波システムは、ユーザが操作するのに、人間工学的により快適であるよう設計されている。しばしば、超音波システムは、撮像のために患者の枕元へ運ばれる。次に音波検査者は、超音波システム制御を操作しながらプローブを患者に接触させて保持し且つシステム画像ディスプレイ上に生成された画像を見ることができるようにしなければならない。主として患者に注目する音波検査者が、この動作の最中に快適な位置をとることを可能にするため、システム制御及びディスプレイが、快適な操作位置及び視野位置へ移動可能であることが望ましい。たとえば、Miller他による米国特許第６，６６９，６３９号明細書（特許文献１）は、図１に示す超音波システムを説明している。このシステムのディスプレイモニタ２０が、システムカート１２の上面にある２本のアームの連接マウント３０に取り付けられる。連接マウント３０は、モニタ２０を、超音波システムカートの側面から側面へ移動させることを可能にし、且つ音波検査者又は患者へ向けて回転させて容易に見ることができるようにする。米国特許出願第１０／１５５，４５９号明細書（特許文献２）、発明の名称「横方向に連係運動する制御パネルを有する超音波システムカート（Diagnostic Ultrasound Cart with Laterally Articulating Control Panel）」は、図２に示す超音波システムを説明している。図２に示す超音波システムは、システム制御パネル１８の上の定位置の位置で取り付けられたフラットパネルディスプレイ１６を用いる。このシステムの制御パネル１８を、快適に枕元で操作するために、システムカートの一方の側面から別の側面へ移動することができ、且つ音波検査者へ向けて回転又は旋回することができる。
米国特許第６，６６９，６３９号明細書 米国特許出願第１０／１５５，４５９号明細書

フラットパネルディスプレイ１６が、快適な視野位置へ同様に移動可能であることが望ましい。最適な設計としては、ディスプレイ１６を、広範囲にわたる横向きの視野位置及び高さに配置させることが可能で、且つ音波検査者が、片手で再配置することが容易であることである。

本発明の原理により、超音波システムが、広範囲の視野位置にわたって見られるよう連接されたフラットパネルディスプレイとともに説明される。連接は、カウンター重量により補助された４本のバーの連結機構を備える、２本のアームの連接システムによってもたらされる。カウンター重量の補助及び４本のバーの連結機構は、ディスプレイを快適な視野位置へ再配置するのにほとんど労力を要しない。フラットパネルディスプレイは、周辺把持表面を有する。周辺把持表面は、ディスプレイを片手で保持し且つ再配置することを可能にし、それによりディスプレイを、音波検査者又は患者のいずれかによって見ることができるよう容易に調節できる。

図３を参照すると、本発明の原理により構成された連接（articulating）フラットパネルディスプレイ組立体が、示される。フラットパネルディスプレイ４０は、視野スクリーン４２を有する。視野スクリーン４２は、正面ベゼル４４を有するエンクロージャ内に包囲される。正面ベゼル４４は、正面及び後方のエンクロージャ部分４６におけるディスプレイ４０の縁部を取り囲む。正面ベゼル４４及び後方エンクロージャ部分４６の周辺は、複数の掴み面を含む。フラットパネルディスプレイ４０の位置を調節するために、ユーザが、掴み面によってフラットパネルディスプレイ４０を掴むことができる。フラットパネルディスプレイ４０は、連接アーム組立体５０によって、超音波システムに取り付けられる。下方アーム又はメインベース５２は、超音波システムに取り付けられた取り付け端６０を有する。メインベース５２は、取り付け端６０を通って延在する垂直な枢着軸線周りを枢着するよう、超音波システムに枢着可能に取り付けられる。取り付け端６０は、歯を有する円形の取り付けブラケットを包囲し、歯を有する円形の取り付けブラケットは、取り付け端６０内の円形スロットに載置される。円形スロットは、取り付け端６０の枢動軸線周りの中間にのみ延在し、それにより取り付け端６０の枢着範囲を１８０゜までに制限する。下方アームを、継続的に制限なく回転させないことが、望ましい。何故なら、フラットパネルディスプレイ４０へのケーブルが、連接アームを通って延在するからである。アームが継続的に回転することで、これらケーブルのねじれ、最終的には損傷を引き起こす。

連接アーム組立体５０のメインベース５２は、約２５°の固定された角度で上向きに角度付けられる。このメインベース５２を上向きに角度付けすることで、上方アーム５４及びフラットパネル４０が、超音波システム上面の上へ上昇する。この上昇は、システムの上面に設置されるか又は上面の上に置かれ得るシステムのパーツ又は付属品の上に、隙間をもたらす。上昇はまた、上方アーム５４が水平に方向付けられたとき、フラットパネルディスプレイ４０が、定位置の、中立に平衡のとれた視野位置のレベルになるまで、上方アーム５４を上げる。

メインベース５２の上方端６２は、上方アーム５４のエルボ６４と組み合わされる。エルボ６４及び上方端６２は、エルボ継手が第２の垂直軸線周りを枢着するよう、枢着可能に接続される。メインベース５２の上方端６２は、エルボ６４の内側スリーブ内の溝に載置されるピンを含む。この枢着接続のピン及び溝は、取り付け端６０の円形スロット及び歯と同様に機能し、２本のアーム５２、５４が、円形の１８０°の溝（circular 180° groove）の制限された弧を通って回転することを可能にする。このように、エルボ６４の回転は、フラットパネルケーブルを損傷する恐れのある、無制限の回転を防ぐ。

上方アーム５４は、４本のバーの連結機構７０を含む。連結機構７０の４本のバー７２、７４、７６及び７８は、アーム５４の前方端で枢着ピンａ及びｂによって枢着可能に接続され、且つアーム５４のエルボ端６４で枢着ピンｃ及びｄによって枢着可能に接続される。４本のバーの連結機構７０は、フラットパネルディスプレイ４０を、エルボ６４に関して上げ下げすることを可能にする。上方アーム５４を側面から見るとき、枢着ピンａ、ｂ、ｃ及びｄの端部は、連結機構が上下に連接するため、常に平行四辺形を形成する。本実施形態における連結機構７０の２本の上方バー７２及び７４は、Ｕ字型鋼板の２つの側面によって形成される。２本の上方バー７２、７４に対し鋼板を用いることで、２本のバー７２、７４の間に強度及び剛性をもたらす。本実施形態による２本の下方バー７６及び７８は、別々のバーによって形成され、強度及び剛性のためのリブ８２によって、下方のバー７６と７８との間が、接続される。

フラットパネルディスプレイ４０のケーブル布線に加えて、連結機構７０の４本のバー７２、７４、７６及び７８内に、空気式衝撃又はピストン５６が、含まれる。ピストン５６の圧縮力は、フラットパネルディスプレイの重量にカウンター重量をもたらす。空気式のピストン５６は、上方アーム５４の一端で、傾き／旋回ベース１０２へ枢着可能に接続され、且つ上方アーム５４の他端でエルボ６４へ枢着可能に接続される。エルボ６４での枢着接続は、エルボ６４に垂直に配置されたねじ軸上に取り付けられる。エルボ６４における穴６６は、ねじ軸の六角形状のヘッドへの接触（access）をもたらす。ねじ軸が旋回すると、空気式ピストン５６の枢着接続は、４本のバーの連結機構のｃ及びｄの枢着に関連して上下動する。このピストン５６のエルボ端を再配置させることで、ピストンによりもたらされた力の張力又は剛性を増加又は減少させる。ピストン力が、より強い剛性に成されたとき、ユーザは、フラットパネルディスプレイ４０を下げるのにより強い力を用いねばならず、ディスプレイ４０を上げるのにより弱い力を用いる。ピストン力がより弱い剛性に成された場合、ユーザは、弱い力でディスプレイを下げることができ、より強い力でディスプレイを上げることができるようになる。

傾き／旋回ベース１０２は、傾き／旋回ブラケット１０４へ枢着可能に接続される。この接続により、ブラケット１０４が、ベース１０２及びブラケット１０４を通過する垂直軸線周りを回転することが可能になり、フラットパネルディスプレイ４０を、連接アーム組立体５０を再配置することなく側面から側面へ旋回させることが可能になる。傾き／旋回ブラケット１０４は、ピボット接続１０６によってフラットパネルディスプレイ４０の後方エンクロージャ部分４６へ枢着可能に取り付けられ、ピボット接続１０６は、水平枢着軸線周りを枢着する。この枢着軸線により、フラットパネルディスプレイ４０が、連接アーム組立体５０を移動させることなく傾いて、上向き又は下向きになることを可能にする。

上方連接アーム５４の底部から下向きに延在するのは、キャッチプレート９２である。２本のアーム５２、５４が一緒になるとき、キャッチプレート９２は、下方アーム５２内のばね式ロックプレート９４に係合する。キャッチプレート９２は、ロックが開いているとき、ロックプレート９４の右側に部分的に認識できるばね式ボールと接触する。この接触により、ロックプレート９４が右側に撓み、キャッチプレート９２を保持する。次に下方アーム５２の底部にあるロック解除９６が、ロック位置へと移動する。２本のアーム５２、５４は、ロック解除９６がアンロック位置へと移動されるまで、互いにロックされたままである。ロック解除９６は、ロックプレート９４を左に移動させて、係合されたキャッチプレート９２を外す。２本のアーム５２、５４は、超音波システムが移動されるか又は運搬されるときに連接ディスプレイを固定し且つ連接を防止するよう、合わせてロックされる。

図４ａは、ディスプレイ４０がより高い視野位置へと上昇するよう、４本のバーの連結機構の上方アーム５４が、水平軸線（the horizontal）の上に持ち上げられた、連接フラットパネルディスプレイ４０の斜視図である。図４ｂは、フラットパネルディスプレイの後方から見た、連接ディスプレイの同じ位置の図である。図４ｂの矢印が示すように、フラットパネルディスプレイ４０は、組立体の垂直軸線の枢着を操作することによって水平に再配置されることができ、且つフラットパネルディスプレイ４０は、４本のバーの連結機構７０のバーが移動することによって垂直に移動することができる。

図５は、本発明の更なる態様を具現するフラットパネルディスプレイの正面図を示す。図１は、システム１０のモニタ２０を示し、モニタの正面にハンドル１００をともに示す。モニタ２０は、ハンドルを把握することによって再配置されることができ、それによりモニタを移動させる。ディスプレイモニタのガラスの重量を欠いたフラットパネルディスプレイは、ハンドルのような頑丈な再配置手段を必要としない。図５における実施形態では、ディスプレイスクリーン４２の正面周りのベゼル４４は、フラットパネルディスプレイ４０を再配置するとき、ユーザの親指によって把持されるよう設計された表面を有する。この把持表面は、正面ベゼル４４を、シリコン又はゴム状の材料で形成することによって提供されることができる。構成された実施形態において、把持表面は、ベゼル４４を被覆することによって形成される。ベゼルは、たとえば米国カリフォルニア州VermonのAlso Corp．より市販されるSanopreen overmold又はSoft-touch spray coating等、熱可塑性のエラストマー被膜を有する硬質プラスチックで形成される。図６は、フラットパネルディスプレイ４０を部分的に切り取った斜視図であり、ベゼル４４の湾曲部をより良く示している。ベゼル４４の湾曲部は、滑ることなくユーザの親指で強固に把持できる、輪郭付けされた表面を設ける。この切り取った図にはまた、後方エンクロージャ部分４６の周辺が描かれ、後方エンクロージャ部分４６の周辺もまた、ユーザが他の指をかける把持表面を包含していることが分かる。この把持表面は、後方エンクロージャ部分４６の周辺の表面の表面加工によってもたらされる。この場合、表面加工は、後方エンクロージャ部分４６を通る送り穴４８によって提供される。これらの送り穴は、フラットパネルディスプレイの背面周辺に良好な把持表面をもたらすだけではなく、フラットパネルエンクロージャ４６の換気をも提供する。図７ａは、フラットパネルディスプレイ４０の断面図であり、正面のベゼル４４の輪郭及びディスプレイの後方の周辺周りの送り穴４８を示すものである。図７ｂは、図７ａを単純にしたものであり、フラットパネルディスプレイ４０の正面に輪郭付けられた把持表面４４及び後方エンクロージャ部分４６上の、穴を開けられた把持表面４８を明示する。当業者であれば、送り穴以外の表面加工、たとえば溝、突起、又は把持するために粗くされた表面等を採用してもよいことを理解するであろう。

図８ａ〜図８ｃは、本発明の実施形態による幾つかの垂直の連接の位置を示す。構成された実施形態において、連接フラットパネルディスプレイが取り付けられた超音波システムの表面１００は、図８ｂに示すように上方アーム５４が水平に方向付けられたとき、定位置のディスプレイ位置がもたらされるよう、表面１００に対して或る高さにある。ピストン５６のねじ調節が、設定され、それにより上方アーム５４がこの水平位置にあるとき、ピストン力が、上方アーム５４及びフラットパネル４０の重量をずらす。上方アーム５４は次に、図面に矢印で示されているように、この定位置の位置から、ピストン力で上げ下げすることができる。ピストン力は、平衡のとれたカウンター重量力を継続的にもたらす。このことは、上方アーム５４に対し４本のバーの連結機構７０及び空気式衝撃５６を用いることによる。たとえば、４本のバーの連結機構が、下方アーム５２に位置していた場合、ディスプレイを持ち上げるのに必要な力とディスプレイを下げるのに必要な力との間により多くの不均衡が生じる。上方アーム５４において４本のバーの連結機構及びピストンを置くことによって、これらの力が、より均一に平衡となることができる。

図８ｃは、フラットパネルディスプレイ４０が、移動のため収容されたときの連接アーム組立体を示す。上方アーム５４は、矢印によって示されるように、キャッチプレート９２がロックプレート９４と係合するまで下げられ、ロックが、図示された収容された位置において２本のアームを係合し且つ保持するようにする。

図９は、垂直平面における範囲１１０の位置を示す。範囲１１０は、図３の連接アーム組立体を用いることにより、フラットパネルディスプレイ４０が呈することのできる範囲である。矢印が示すように、ディスプレイ４０は、上方アーム５４の４本のバーの連結機構７０の連接により、垂直に上下動することができる。連接アームが、夫々のアームにある垂直の枢着軸線周りを枢着するとき、ディスプレイ４０のいずれか一方の側面の矢印によって示されるように、フラットパネルディスプレイを、側面から側面へと再配置することができる。

図１０ａ〜図１０ｃは、図３の実施形態の垂直の枢着軸線によってもたらされた横向きの連接を示す。枢着軸線１２２は、下方アーム５２の取り付け端６０を通過し、枢着軸線１２４は、連接アームのエルボ６４を通過し、枢着軸線１２６は、フラットパネルディスプレイ４０の背面にある傾き／旋回ベース１０２を通過する。先に説明したように、軸線１２２周りの下方アーム５２の枢着は、矢印１５２によって示されるように、１８０゜までに制限される。軸線１２４周りの上方アーム５４の枢着もまた、矢印１５４によって示されるように、１８０゜までに制限される。フラットパネルディスプレイ４０は、矢印１５６によって示されるように、上方アーム５４の端部周りを全範囲にわたって枢着できる。図１０ａにおいて、下方アーム５２は、「ホームポジション」にあり、下方アーム５２は、超音波システムの後方に延在し、且つ上方アーム５４は、９０°右に枢着される。フラットパネルディスプレイ４０は、前方を向くよう、軸線１２６周りを枢着する。図１０ａ、図１０ｂ及び図１０ｃの向きは、音波検査者が、超音波システムの右側に置かれた患者を診断するとき、どのようにフラットパネルディスプレイ４０を配置できるかを示す。図１０ｂにおいて、フラットパネルディスプレイ４０は、下方アーム５２を軸線１２２周りで枢着することによって、且つフラットパネルディスプレイ４０を軸線１２６周りで調節することによって、前方に且つ僅かにより右側に出される。図１０ｃにおいて、フラットパネルディスプレイ４０は、図１０ｂに示す位置から３つの全ての軸線周りが動くことにより、超音波システムの中央へ移動される。

図１１は、本発明の１実施形態を、広範囲の横向きのディスプレイ位置とともに示す。図１１の中央に肉太に示されるのは、フラットパネルディスプレイ４０及び定位置であるホームポジションに２本のアームを有する連接アーム組立体５０である。ディスプレイスクリーンは、超音波システムの正面を向き、下方の連接アームは、超音波システムの後方に向けて延在し、且つ上方の連接アームは、超音波システムの後方から正面へ、下方アームとともにエルボから延在する。陰となって示されるのは、フラットパネルディスプレイ４０を置くことができる、連接アーム組立体の取り付けポイント周りの様々な位置である。図１１の上部にある位置が示すように、フラットパネルディスプレイ４０は、所望となれば、超音波システムの後方を向くように移動されることさえできる。

図１２は、本発明の１実施形態を示し、本発明の１実施形態は、超音波システムが、連接フラットパネルディスプレイ４０と連接制御パネル１８との両方を有し、その両方が、超音波システムカートの本体１２に関して横方向に再配置できる。フラットパネルディスプレイ４０は、上述した実施形態の如何なる連接アームにおいて説明されたように連接されてもよく、又は他の連接機構を用いて連接されてもよい。制御パネル１８は、特許文献２等により説明されるように、横方向に連接されてもよい。特許文献２の内容を、参照により本明細書に導入する。フラットパネルディスプレイ４０及び制御パネル１８の両方を連接させる性能とともに、音波検査者は、超音波システムを、最も快適且つ便利な状態で患者を走査するよう構築することができる。

連接モニタを備えるカートに搭載された超音波を示す。 フラットパネルディスプレイ及び連接制御パネルを備える、カートに搭載された超音波システムを示す。 本発明の原理により構成された超音波システムのための連接フラットパネルディスプレイを示す。 本発明の連接フラットパネルディスプレイの前方及び後方の斜視図を示す。 連接するための周辺把持表面を備えるフラットパネルディスプレイを示す。 背面の把持表面を示した、図５のフラットパネルディスプレイを部分的に切り取った図である。 図５のフラットパネルディスプレイの断面図である。 図５のフラットパネルディスプレイの断面図である。 持ち上げられた位置にある、本発明の連接フラットパネルディスプレイを示す。 定位置にある、本発明の連接フラットパネルディスプレイを示す。 収容位置にある、本発明の連接フラットパネルディスプレイを示す。 本発明の連接フラットパネルディスプレイの垂直平面における連接の範囲を示す。 本発明の連接フラットパネルディスプレイの連接の横向きの範囲を示す。 本発明の連接フラットパネルディスプレイの連接の横向きの範囲を示す。 本発明の連接フラットパネルディスプレイの連接の横向きの範囲を示す。 本発明の連接フラットパネルディスプレイの横方向に連接する位置を、複数示したものである。 連接制御パネル及び連接フラットパネルディスプレイを横方向に備える、本発明のカートに搭載された超音波システムを示す。

Claims (13)

1. イメージング電子機器を有する医療診断イメージングシステムであって：
   前記イメージング電子機器に電気的に結合され、視野スクリーンを有するフラットパネルディスプレイと；
   前記視野スクリーン周りに位置し、把持することで前記フラットパネルディスプレイの視野位置を調整する、周辺把持表面と；
   本体に対する前記フラットパネルディスプレイの上昇を調整するために当該フラットパネルディスプレイが接続される連接アーム組立体であり、前記本体へ移動可能に取り付けられる第１アームと前記第１アーム及び前記フラットパネルディスプレイに移動可能に接続される第２アームとを有し、前記のアームの少なくとも１本は４バーリンケージを有する、ところの連接アーム組立体と；
   前記第１及び第２アームに位置し、該第２アームが該第１アーム上に降下したときに前記の２本のアームを合わせて収容位置にロックするようにする、アーム間ロッキング機構と、
   を有する、
   医療診断イメージングシステム。
2. 前記本体が取り付けられる車輪付きカートを更に有する、
   請求項１記載の医療診断イメージングシステム。
3. 前記第２のアームは４バーリンケージを有する、
   請求項１記載の医療診断イメージングシステム。
4. 前記４バーリンケージは、
   前記第２アームの端部に位置し前記第１アームへ接続される第１及び第２の枢着軸線と、
   前記第２アームの端部に位置し前記フラットパネルディスプレイへ接続される第３及び第４の枢着軸線と、
   を有する、
   請求項３記載の医療診断イメージングシステム。
5. 前記ロッキング機構は、前記２本のアームの前記のロッキングを解除させるよう操作される、ユーザ操作によるロック解除を更に有する、
   請求項１記載の医療診断イメージングシステム。
6. 前記連接アーム組立体は、
   前記第１アームの端部に位置し第１の胴体へ移動可能に取り付けられる第１の垂直の枢着軸線と、
   前記第１アームの端部に位置し前記第２アームへ接続される第２の垂直の枢着軸線と、
   を更に有する、
   請求項１記載の医療診断イメージングシステム。
7. 前記連接アーム組立体は、
   前記第２アームの端部に位置し前記フラットパネルディスプレイへ接続される第３の垂直の枢着軸線と、
   前記第２アームの前記端部に位置し前記フラットパネルディスプレイへ接続される水平の枢着軸線と、
   を更に有する、
   請求項６記載の医療診断イメージングシステム。
8. 前記第１の垂直の枢着軸線周りの前記第１アームの弧の移動は３６０°より少なく抑えられ、且つ
   前記第２の垂直軸線周りの前記第２アームの弧の移動は３６０°より少なく抑えられる、
   請求項６記載の医療診断イメージングシステム。
9. 前記第２アームは４バーリンケージを有し、且つ
   前記第２アームは：
   前記フラットパネルディスプレイの重量を少なくとも部分的にずらす力をもたらすよう作用する空気式ピストン、
   を更に有する、
   請求項１記載の医療診断イメージングシステム。
10. 前記空気式ピストンへ結合され、前記空気式ピストンによってもたらされる前記力を調節するよう操作可能な、調節機構、
    を更に有する、
    請求項９記載の医療診断イメージングシステム。
11. 前記第２アームが水平方向に方向付けられるとき、前記空気式ピストンは平衡カウンター重量力をもたらすよう調節される、
    請求項１０記載の医療診断イメージングシステム。
12. 前記第１アームは、或る端部から第２の端部へ固定の上向きの傾きを呈し、
    当該或る端部は前記本体へ接続され、
    当該第２の端部は前記本体への前記接続の上に上昇され、且つ
    前記第２アームは４バーリンケージを有する、
    請求項１記載の医療診断イメージングシステム。
13. 前記４バーリンケージは、
    前記の第１の枢着軸線と第３の枢着軸線との間に結合される第１及び第２の上方のバーと、
    前記の第２の枢着軸線と第４の枢着軸線との間に結合される第３及び第４の下方のバーと、
    を有し、
    前記第１のバーは前記第２のバーへ強固に接続され且つ前記第３のバーは前記第４バーへ強固に接続される、
    請求項３記載の医療診断イメージングシステム。

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