JP7065592B2 - 超音波プローブ、超音波測定システム - Google Patents

Description

本発明は超音波プローブ及び超音波測定システムに関する。

被検者の胸部や腹部等の状態を把握するために超音波診断装置が広く用いられている。超音波診断装置は、超音波ビームを超音波プローブのプローブヘッドを介して被検者の身体内に入射し、その反射波を処理することによって超音波画像（身体内の断層画像や血流画像等）を描写する。この画像描写の際に、プローブヘッドの当接位置、当接角度等を記録する必要がある。この記録が無い場合、後でプローブヘッドの当接位置や当接角度等が不明となってしまい、診断が難しくなってしまうことがある。

そこで、一般的な超音波診断装置では、ボディマーク（アイコンの一種）が超音波画像と共に画面上に表示される。ボディマークとは、プローブヘッドの当接位置や当接方向を示す概略図である。ボディマークは超音波画像と関連付けて保存される。このボディマークの入力や設定は、一般的に撮像前後に操作者が手動で行う。

しかしながら操作者は、当接位置や当接角度を変更する毎にボディマークの入力を行わなければならず、操作負担が大きかった。またボディマークのみの情報では、画像がどの方向から撮像されているのかが分かりづらいという問題もあった。

これに対し特許文献１にかかる超音波診断装置は、被検体と超音波プローブを撮影するビデオカメラを有し、超音波画像とビデオカメラの画像を合成した画像を表示する。これによりボディマークの入力作業を行うことなく、当接部位や当接角度の情報を把握することができる。

また特許文献２の図１にも特許文献１と同様の構成（超音波プローブを撮像装置で撮像する構成）が開示されている。

特開２００６－０００４００号公報 特開２００５－０５８５７７号公報 国際公開第２００９／１３８９０２号パンフレット

近年、種々のバイタルサインを表示する生体情報モニタに超音波画像を合わせて表示する技術が開示されている（特許文献３）。当該構成において生体情報モニタは、超音波プローブと着脱可能に構成されている。生体情報モニタは、バイタルサインの情報（例えば血圧、脈拍、呼吸数、体温、等）と共に超音波画像を表示する。当該構成では、超音波プローブを生体情報モニタのコネクタ挿入口に挿入することによって超音波診断を簡易的に行うことができる（特許文献３Ｆｉｇ．１）。

しかしながら特許文献３では、ボディマークに関する示唆や教示が無いため、ボディマークを使用する場合には手入力の負担が大きい。

特許文献１、２の技術は、超音波診断装置とは別筐体の撮像装置（超音波プローブを撮像する装置）を設ける構成である（特許文献１図１、特許文献２図１）。すなわち特許文献１及び２の構成では、超音波プローブと、超音波プローブから取得した信号を処理して表示する装置（超音波診断装置）と、撮像装置と、をそれぞれ設ける構成である。しかしながら生体情報モニタは、様々な場面での利用が想定されるため、別筐体の撮像装置を設けることが難しい場合がある。

例えば生体情報モニタをオペ室で使用する際に超音波画像を参照したい場合、物理的な制約の大きいオペ室にボディマーク用の撮像装置を配置すると、空間的な自由度を著しく阻害してしまう。また必要な場合にのみ超音波プローブを生体情報モニタに接続したい場合であっても、撮像装置を合わせて配置する必要が生じてしまう。

また、特許文献１及び２の技術は、撮像装置の位置を固定して撮像することを想定しているため、プローブヘッドを適切に撮像できず、プローブヘッドの当接状態を正確に把握できない恐れがある。

なお、上述の課題（撮像装置を設けることによる空間自由度の阻害）はオペ室において超音波画像対応の生体情報モニタを使用する場合に限られたものでは無く、超音波プローブを生体情報モニタに接続して使用する場合に共通する課題である。また、タブレット型のパーソナルコンピュータに超音波プローブを接続するような場合においても、プローブヘッドの当接状態を把握したいというニーズがある。タブレット型のパーソナルコンピュータを用いる場合であっても、撮像装置を定点配置することによる空間自由度の阻害を回避すべきである。

本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、超音波画像を表示する装置に超音波プローブを接続して使用する場合において、簡素な構成で超音波プローブの探触子（プローブヘッド）の当接状態を適切に把握可能な超音波プローブ及び超音波測定システムを提供することを主たる目的とする。

本発明にかかる超音波プローブの一態様は、
超音波画像を表示する装置と電気的に接続する超音波プローブであって、
第１ケーブルと接続している又は着脱可能であると共に、周辺を撮像する第１光学レンズを有する撮像ユニットと、
前記第１ケーブルと接続している又は着脱可能であると共に、被検者の体表への超音波ビームの照射と前記体表からの反射波の受波を行うプローブヘッドと、
を有する、ものである。

上述の構成において撮像ユニットは、周辺を撮像可能に構成されており、第１ケーブルを介してプローブヘッドと接続する。これにより撮像ユニットは、離れた位置からプローブヘッドを撮像することができる。換言するとユーザは、撮像ユニットを把持しながら動かすことによってプローブヘッドの当接状態を適切に撮像できる。また第１ケーブルを介して撮像ユニットとプローブヘッドが一体化している。撮像ユニットとプローブヘッドが一体化しているため、撮像に係る装置を新たに配置することなく、超音波診断時の周辺状況を撮像することができる。すなわち物理的な制約の大きな場所であっても、簡素な構成で超音波プローブの当接状態を把握しながら超音波測定を行うことができる。

本発明は、超音波画像を表示する表示装置に超音波プローブを接続して使用する場合において、簡素な構成で超音波プローブの探触子（プローブヘッド）の当接状態を適切に把握可能な超音波プローブ及び超音波測定システムを提供することができる。

実施の形態１にかかる超音波プローブ１０及び生体情報モニタ２０を示す図である。 実施の形態１にかかる超音波プローブ１０を示す概念図である。 実施の形態１にかかる撮像ユニット１２の構成を示す概念図である。 実施の形態１にかかるプローブヘッド１１の構成を示す概念図である。 実施の形態１にかかる超音波プローブ１０の使用状態を示す概念図である。 実施の形態１にかかる超音波プローブ１０を示す概念図である。 実施の形態１にかかる超音波プローブ１０を示す概念図である。 実施の形態２にかかる超音波プローブ１０の使用状態を示す概念図である。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる超音波プローブ１０と、超音波プローブ１０と接続した生体情報モニタ２０と、を備えた超音波システム１を示す概念図である。生体情報モニタ２０は、各種のセンサ（図１では不図示）が取得した生体信号を基に各種のバイタルサインを測定する。ここでセンサは、例えば血圧測定に用いるカフ、心電図測定等に用いる電極（ディスポーザル電極、クリップ電極、等）、ＳｐＯ２プローブ、呼吸測定用のマスク、等を含む。またバイタルサインは、例えば体温、血圧、心電図、呼吸情報（呼吸数、呼吸波形）、ＳｐＯ２（動脈血酸素飽和度）、心拍数、等である。生体情報モニタ２０が測定するバイタルサインの数や接続するセンサ数は任意の数でよい。生体情報モニタ２０は、各種のバイタルサインを測定する種々の医療装置と解釈でき、ベッドサイドモニタ、携帯用の医用テレメータ、心電図等の測定機能付きの除細動器、等を含む概念である。以下の説明では生体情報モニタ２０がいわゆるベッドサイドモニタであるものとして説明を行う。

生体情報モニタ２０は、上述の各種センサに加えて超音波プローブ１０と電気的に接続可能（電子信号の送受信が可能）である。図１の構成では超音波プローブ１０は、生体情報モニタ２０のコネクタ差込口にコネクタを挿入することにより生体情報モニタ２０と電気的に接続している。超音波プローブ１０は、被検者の体表に当接して超音波ビームを照射し、当該体表からの反射波を示す信号を受信する。そして超音波プローブ１０は、反射波信号を生体情報モニタ２０に供給する。なお超音波プローブ１０は、反射波信号をそのまま生体情報モニタ２０に供給してもよく、各種の信号処理を行って生成した超音波画像データを生体情報モニタ２０に供給してもよい。すなわち超音波プローブ１０は、超音波に関する画像情報を生体情報モニタ２０に供給する。

生体情報モニタ２０は、図示するように各種のバイタルサインの測定値や測定波形を表示するディスプレイを有する。生体情報モニタ２０におけるバイタルサインの波形解析や表示は、一般的に用いられている手法であればよい。また生体情報モニタ２０は、超音波プローブ１０から受信した反射波信号（または超音波画像データ）を基に、被検者の超音波画像をディスプレイに表示する。すなわち生体情報モニタ２０は、超音波画像の表示用のソフトウェアをインストール可能な構成である。詳細には生体情報モニタ２０は、ソフトウェアを記憶する各種の記憶装置（ハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ、等）、記憶装置からデータ（ソフトウェアを含む）を読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、等を備える。

なお生体情報モニタ２０は、超音波画像をバイタルサインの測定値や測定波形と併せて表示してもよく、超音波画像のみを表示してもよい。また生体情報モニタ２０は、後述する撮像ユニット１２が撮像した画像（静止画または動画）をディスプレイに表示する。生体情報モニタ２０は、超音波画像や撮像画像を内部の記録装置（例えばハードディスク）に適宜記録する。

生体情報モニタ２０は、プローブヘッド１１のマーカ１１１（後述）の色及び形の少なくとも一方を基に超音波プローブ１０の特性（出力周波数、出力強度、プローブ種別等）を検出してもよい。当該検出については図５を参照して後述する。

生体情報モニタ２０は、超音波プローブ１０から設定変更（例えばアラーム解除、各種のアプリケーションの起動等）を指示する制御信号が入力された場合、当該制御信号に応じて自装置の設定変更やアプリケーションの起動を実行する。生体情報モニタ２０は、制御信号の入力を処理する任意の電気回路やプログラムを内蔵している。

続いて超音波プローブ１０の筐体構成について図２を参照して説明する。超音波プローブ１０は、プローブヘッド１１、撮像ユニット１２、ケーブル１３（第１ケーブル）、ケーブル１４（第２ケーブル）、及びコネクタ１５を有する。なおケーブル１３及びケーブル１４の長さは、任意の長さでよい。ケーブル１３及びケーブル１４は、柔軟で曲げることができる。

プローブヘッド１１は、被検者の体表に当接して（すなわち被検者の体表に接触して、または被検者の体表に十分に近接して）超音波ビームを照射し、被検者の体表からの超音波ビームの反射波を受信する。プローブヘッド１１は、セクタ型、コンベックス型、リニア型、その他の種類、のいずれであってもよい。プローブヘッド１１内には、超音波周波数、ビームフォーミング、モード切り替え（Ｂモード、Ｍモード、Ｄモード、等）、コントラスト、デプス、撮像ゲイン、等を制御する各種の電気回路等が内蔵されている。プローブヘッド１１は、反射波を基にした画像信号をケーブル１３及びケーブル１４を介して生体情報モニタ２０に供給する。

撮像ユニット１２の構成を、図２に加えて図３も合わせて参照して説明する。図３（Ａ）は撮像ユニット１２の操作面を正面として（後述の入力インターフェイスが設けられた面を正面として）見た場合の概念図であり、図３（Ｂ）は撮像ユニット１２を側面から見た場合の概念図である。図３において撮像ユニット１２を正面視した場合の短軸方向をＸ軸方向、長軸方向をＹ軸方向、奥行方向をＺ軸方向として説明する。必ずしもこれに限定されないものの、ユーザは＋Ｚ方向と－Ｚ方向から挟み込むようにして撮像ユニット１２を把持する。より詳細には、ユーザは＋Ｚ方向から撮像ユニット１２を親指で押さえ、－Ｚ方向から親指以外の指で撮像ユニット１２を押さえる。

撮像ユニット１２は、周辺を撮像するための光学レンズ１２１（図３（Ｂ）、第１光学レンズ）を有する。光学レンズ１２１の配置位置は特に限定されないものの、－Ｚ方向に配置された長軸面の上部側（＋Ｙ側、換言すると撮像ユニット１２の長軸（Ｙ軸方向の長さ）を２分割した場合、ケーブル１３やケーブル１４の接続面に遠い側）に設けられている。当該光学レンズ１２１は、動画や静止画の撮像に適したものであれば良く、例えばスマートフォン等に備え付けられているものと同様のものであれば良い。

撮像ユニット１２の筐体上には、各種の入力インターフェイスが設けられている。図３の例では、電源ボタン１２２、入力ボタン１２３、スクロールホイール１２４が＋Ｚ方向の長軸面に設けられている。電源ボタン１２２は、撮像ユニット１２のＯＮ／ＯＦＦを制御するためのボタンである。入力ボタン１２３は、撮像の開始や中止を指示するために用いる。スクロールホイール１２４も入力ボタンと同様に、撮像の開始や中止を指示するために用いる。

なお図３の入力インターフェイスは、あくまでも一例であり、ボタンの数や配置位置については特に制限が無い。ただし入力インターフェイス（電源ボタン１２２、入力ボタン１２３、スクロールホイール１２４）の配置位置は、図３（Ｂ）に示すように光学レンズ１２１の設けられた面の対向面であることが望ましい。これにより撮像中であっても、光学レンズ１２１を触ることなく（換言すると撮像の邪魔をすることなく）撮像中止や後述のプローブヘッド１１への指示等を行うことができる。なお、一部の入力インターフェイスが側面に設けられた構成も勿論可能である。

必須ではないものの、撮像ユニット１２は光学レンズ１２１のみならず、複数の光学レンズを有する構成であってもよい。図３（Ａ）の構成では、光学レンズ１２５が＋Ｚ方向の長軸面に設けられている。これにより、プローブヘッド１１の当接状態のみならず、撮像者の情報等も撮像することができる。

撮像ユニット１２は、内部に一般的なデジタルスチールカメラと同等の構成を有する。例えば撮像ユニット１２は、入出力インターフェイス、各種回路（アナログ信号処理回路、Ａ／Ｄ変換器、デジタル信号処理回路、画像入力コントローラ、等）、各種記憶装置（ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、等）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、絞り、絞り用アクチュエータ、等を有する。撮像ユニット１２は、光学レンズ１２１及び絞りを通過した光に対して光電変換等を行い、画像信号（撮像画像を示す信号）を生成する。なお撮像ユニット１２は、各種の画像処理（例えばホワイトバランス処理）等を行う構成であってもよい。撮像ユニット１２は、ケーブル１４を介して画像信号を生体情報モニタ２０に送信する。

撮像ユニット１２は、生体情報モニタ２０及びプローブヘッド１１の少なくとも一方に対して制御信号を送信するリモートコントローラとして動作してもよい。例えば撮像ユニット１２は、入力インターフェイス（入力ボタン１２３やスクロールホイール１２４）の操作に応じて超音波周波数の変更、ビームフォーミング設定の変更、モード切り替え（Ｂモード、Ｍモード、Ｄモード、等）、コントラスト、デプス、撮像ゲイン等を指示する制御信号をプローブヘッド１１に対して送信してもよい。また撮像ユニット１２は、入力インターフェイスの操作に応じてアラーム解除、表示設定、アプリケーション起動等を指示する制御信号を生体情報モニタ２０に対して送信してもよい。すなわち撮像ユニット１２は、筐体上に設けられた入力インターフェイスの操作に応じて、設定変更を指示する制御信号を生体情報モニタ２０及びプローブヘッド１１の少なくとも一方に対して送信可能に構成されている。プローブヘッド１１は、制御信号が入力された場合、当該制御信号に応じて設定を変更する。なお撮像ユニット１２は、制御信号をプローブヘッド１１に送信する場合、生体情報モニタ２０を経由して制御信号を送信してもよい。

撮像ユニット１２は、ケーブル１３及びケーブル１４と接続する（図３（Ｂ））。なお撮像ユニット１２にケーブル１３が接着されていてもよく（換言すると抜き差しが出来ないように固定されていてもよく）、撮像ユニット１２とケーブル１３が着脱可能に構成されていてもよい。すなわち撮像ユニット１２は、ケーブル１３と接着している又は着脱可能であると共に、周辺を撮像する光学レンズ１２１を有する。

同様に撮像ユニット１２にケーブル１４が接着されていてもよく、撮像ユニット１２とケーブル１４が着脱可能に構成されていてもよい。

なおケーブル１３の接続箇所及びケーブル１４の接続箇所は、図３（Ｂ）に示すように同一面にあることが望ましい。またケーブル１３及びケーブル１４の接続面とは異なる面（他面）に光学レンズ１２１が配置されることが好ましい。図３（Ｂ）の例では、－Ｙ方向の側面からケーブル１３及びケーブル１４が延伸している。すなわちケーブル１３の延伸方向とケーブル１４の延伸方向が略同一であり、かつケーブル１３とケーブル１４は光学レンズ１２１の撮像方向（－Ｚ方向）とは異なる方向（－Ｙ方向）に向かって延伸している。そしてケーブル１３及びケーブル１４は、光学レンズ１２１と離隔した位置で撮像ユニット１２と接続している。ユーザは、一般的に光学レンズ１２１が上部方向（反重力方向）に配置されるように撮像ユニット１２を把持する。そのため、ユーザが撮像ユニット１２を把持して撮像を行う際に、ケーブル１３及びケーブル１４が重力方向に延伸し、光学レンズ１２１の撮像方向に入り込むことが難しくなる。すなわちケーブル１３及びケーブル１４が光学レンズ１２１の配置面（－Ｚ方向の側面）とは異なる面（－Ｙ方向の側面）と接続することにより、撮像画像へのケーブル１３及びケーブル１４の映り込みを防止することができる。なお、ケーブル１３の接続箇所及びケーブル１４の接続箇所が配置された面（－Ｙ方向の側面）は、平面だけではなく、多少丸みを帯びた曲面であってもよい。

上述したケーブル（１３，１４）と光学レンズ１２１との関係を更に説明する。光学レンズ１２１を地面と略水平方向（－Ｚ方向）に向けた場合、ケーブル１３とケーブル１４の延伸方向は略重力方向（－Ｙ方向）に向かって延伸する。このように光学レンズ１２１の撮像向きとケーブル１３及びケーブル１４の延伸方向とがなす角度が十分に大きい角度であり、ケーブル１３及び１４の延伸方向が略重力方向となることにより、撮像時のケーブル１３及びケーブル１４の映り込みを防止することができる。

また、ケーブル１３とケーブル１４は、光学レンズ１２１を正面視した場合（－Ｚ方向から撮像ユニット１２を見た場合）、奥行き方向（Ｚ軸方向）に整列して撮像ユニット１２と接続している。このようにケーブル１３とケーブル１４が奥行き方向に整列した状態で撮像ユニット１２から延伸することにより、ユーザが撮像ユニット１２を把持した際にケーブル１３及び１４が操作の邪魔にならない（換言すると操作性が良い）。

続いてプローブヘッド１１の構成について図２及び図４を参照して説明する。図４（Ａ）はプローブヘッド１１を正面視した場合の図であり、図４（Ｂ）はプローブヘッド１１を側面視した場合の図である。図４において、プローブヘッド１１の短軸方向をＸ軸方向、長軸方向をＹ軸方向、奥行方向をＺ軸方向とする。一般的にユーザは、－Ｚ方向と＋Ｚ方向から挟み込むようにしてプローブヘッド１１を把持する。

プローブヘッド１１は、通常の超音波測定に用いるプローブヘッドと同様の形状や構成であればよい。なおプローブヘッド１１は、図４に示すように左右が把握可能なマーカ１１１を備えていることが好ましい。マーカ１１１は、プローブヘッド１１の左右を識別できるものであれば良く、その形状や個数は任意のものであれば良い。またマーカ１１１は、プローブヘッド１１の上下を把握するようなものであってもよい。すなわちマーカ１１１は、被検者の体表へのプローブヘッド１１の当接方向を認識可能なものであれば良い。ユーザは、撮像ユニット１２を用いてプローブヘッド１１を撮像した撮像画像を参照する際に、撮像画像内でのマーカ１１１の位置を参照する。ユーザは、このマーカ１１１の参照位置によってプローブヘッド１１がどのように被検者の体表に当接しているかをより正確に判断できる。

なおマーカ１１１は、超音波プローブ１０の特性（出力周波数、出力強度、プローブ種別（コンベックス、リニア、セクタ、等）等）に応じた色や形であってもよい。例えば出力可能な周波数が２．５ＭＨｚ未満の場合にはマーカ１１１が青であり、出力可能な周波数が２．５ＭＨｚ以上の場合にはマーカ１１１が赤であればよい。

プローブヘッド１１は、被検者と当接する当接面１１２を有する。当接面１１２は、被検者の体表に当接して超音波ビームを照射する。また当接面１１２は、被検者の体表からの反射波を受波する。プローブヘッド１１は、反射波信号をケーブル１３及びケーブル１４を介して生体情報モニタ２０に供給する。なおプローブヘッド１１は、反射波信号に対して信号処理を行って超音波画像データを生成し、超音波画像データを生体情報モニタ２０に送信してもよい。プローブヘッド１１は超音波ビームの照射や受波を行う各種の電気回路等を内部に適宜備えている。

ケーブル１３は、撮像ユニット１２とプローブヘッド１１を接続する軟性のケーブルである。ケーブル１３は、撮像ユニット１２とプローブヘッド１１の間の電気信号を伝達する。

ケーブル１４は、撮像ユニット１２と生体情報モニタ２０を接続する軟性のケーブルである。ケーブル１４は、撮像ユニット１２と生体情報モニタ２０の間の電気信号を伝達する。ケーブル１４の他端は、コネクタ１５と接続する。コネクタ１５は、生体情報モニタ２０の空きスロット（接続口）に差し込まれることにより生体情報モニタ２０と接続する。コネクタ１５は、一般的な生体情報モニタ２０に挿入可能な汎用形状であることが望ましい。ケーブル１４は、コネクタ１５と接続すると共に、撮像ユニット１２と接着している又は着脱可能に構成されている。

続いて図５を参照して、本実施の形態にかかる超音波プローブ１０の使用例について説明する。図５は、壁掛け式の生体情報モニタ２０に超音波プローブ１０を接続する使用形態を示す概念図である。なお図５の構成はあくまでも一例であり、壁掛け式以外の生体情報モニタ２０であっても勿論構わない。

看護師Ｎは、左手に撮像ユニット１２を把持し、右手にプローブヘッド１１を把持している。撮像ユニット１２は、ケーブル１４を介して生体情報モニタ２０と接続している。プローブヘッド１１は、ケーブル１３を介して撮像ユニット１２と接続している。

看護師Ｎは、プローブヘッド１１を被検者Ｐの腹部付近の体表に接触させて超音波測定を行う。これと同時に看護師Ｎは、撮像ユニット１２の撮像機能を有効（ＯＮ）にした上で、光学レンズ１２１（図５では図示せず）をプローブヘッド１１に向けるようにして撮像を行う。すなわち撮像ユニット１２は、周辺を撮像可能（動画であっても静止画であってもよい）に構成されており、好適にはプローブヘッド１１の当接状態を撮像する。

プローブヘッド１１が取得した反射波信号は、ケーブル１３及びケーブル１４を介して生体情報モニタ２０に供給される。なお反射波信号を超音波画像データに変換した後に、生体情報モニタ２０に当該データが供給されてもよい。また撮像ユニット１２は、撮像画像（動画または静止画）をケーブル１４を介して生体情報モニタ２０に供給する。

生体情報モニタ２０は、供給された反射波信号（または超音波画像データ）を基に、被検者Ｐの超音波画像２１（本例では腹部エコー画像）をディスプレイ上に表示する。また生体情報モニタ２０は、ボディマークに代わって撮像ユニット１２が取得した撮像画像２２（動画又は静止画）をディスプレイ上に表示する。なお図５における表示例はあくまでも一例であり、表示形態は自由である。看護師Ｎは、モード切り替え等を行うことにより超音波画像２１のみを表示することや、撮像画像２２のみを表示することも可能である。また生体情報モニタ２０は、図示しないセンサから取得したバイタルサインの測定値（例えば血圧値）や測定波形を合わせて表示してもよい。撮像画像２２は、一般的な超音波測定装置において用いられるボディマーク画像と同等に扱われる。看護師Ｎは、ボディマークを入力する操作を行うことなく、撮像ユニット１２の光学レンズ１２１をプローブヘッド１１の存在する方向に向けるのみでボディマークに相当する撮像画像２２を参照することができる。

生体情報モニタ２０は、超音波画像２１と撮像画像２２を表示すると共に、時刻情報と関連付けて内蔵するハードディスク等に記録することが望ましい。例えば生体情報モニタ２０は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication In Medicine）形式で超音波画像２１や撮像画像２２を関連付けて記録すればよい。

看護師Ｎは、超音波に関するモード切り替えや画質調整等の指示を撮像ユニット１２の入力インターフェイス（ボタン等）の操作により行ってもよい。看護師Ｎは、超音波画像２１を参照して状態を把握し、必要に応じて超音波測定の際のゲイン／デプス／コントラスト／周波数等の調整を撮像ユニット１２の操作（入力インターフェイスの操作）により行う。撮像ユニット１２は、設定変更（デプスや周波数の変更）を指示する制御信号をプローブヘッド１１に送信する。同様に看護師Ｎは、撮像ユニット１２の操作（入力インターフェイスを操作）により生体情報モニタ２０の設定変更（例えばアラームの解除）を行ってもよい。撮像ユニット１２は、アラーム解除等の入力指示に応じて制御信号を生体情報モニタ２０に送信する。看護師Ｎは、生体情報モニタ２０の大画面を参照することにより超音波画像２１や撮像画像２２を正確に把握でき、その正確に把握した情報を基にプローブヘッド１１や生体情報モニタ２０の設定を変更できる。また看護師Ｎは、手元で撮像ユニット１２を操作して設定を変更するため、撮像を続けたまま、かつ生体情報モニタ２０のディスプレイから目を離すことなくプローブヘッド１１や生体情報モニタ２０の設定を変更できる。なお入力インターフェイスの操作に応じて光学レンズ１２１の設定変更が適宜行われても構わない。

なお撮像ユニット１２は、生体情報モニタ２０とプローブヘッド１１の双方に制御信号を送信可能に構成されていることが好ましいが、いずれか一方にのみ制御信号を送信する構成であってもよい。

以下、マーカ１１１が超音波プローブ１０の特性に応じた色または形状になっている場合の動作について説明する。生体情報モニタ２０は、撮像画像２２内に映り込んだマーカ１１１の色及び形の少なくとも一方を解析し、超音波プローブ１０の特性（出力周波数、出力強度、プローブ種別（コンベックス、リニア、セクタ、等）等）を検出してもよい。生体情報モニタ２０は、予めマーカ１１１の色や形と超音波プローブ１０の特性との関係を示すテーブル等を記憶しておき、画像解析により撮像画像２２から得られ情報と当該テーブルを基に超音波プローブ１０の特性を検出すればよい。生体情報モニタ２０は、検出した超音波プローブ１０の特性をディスプレイに表示したり、内部のデータ記憶装置（例えばハードディスク）に書き込めばよい。

なお上記の説明では、図２に示す超音波プローブ１０の構成について説明してきたが必ずしもこれに限られない。図６に示すように撮像ユニット１２からケーブル１４が延伸していない超音波プローブ１０を構成することも可能である。すなわち撮像ユニット１２と生体情報モニタ２０は、無線接続機能（例えば近距離無線通信機能）によりデータの送受信を行ってもよい。超音波プローブ１０は、生体情報モニタ２０と電気信号を送受信可能な構成（電気的に接続可能な構成）であればよく、生体情報モニタ２０と有線接続されていても無線接続されていてもよい。同様にプローブヘッド１１と生体情報モニタ２０は、無線接続機能（例えば近距離無線通信機能）によりデータの送受信を行ってもよい。またプローブヘッド１１は有線でデータを撮像ユニット１２に送信し、撮像ユニット１２のみが無線で生体情報モニタ２０とのデータの送受信を行ってもよい。図６に示す超音波プローブ１０は、撮像ユニット１２とプローブヘッド１１がケーブル１３により接続した構成である。なおケーブル１３と撮像ユニット１２は接着されていてもよく、着脱可能であってもよい。同様にケーブル１３とプローブヘッド１１は接着されていてもよく、着脱可能であってもよい。撮像ユニット１２の形状等は図３と同様であり、プローブヘッド１１の形状等は図４と同様であればよい。

同様に撮像ユニット１２の構成も図３に示す構成に限られない。撮像ユニット１２は、使用環境に応じてケーブル１３やケーブル１４の接続箇所を任意に変えることができる構成であってもよい。図７は、ケーブル１３やケーブル１４の接続箇所を任意に変えることができる構成を示す。なお理解の容易の為、図７（Ｂ）においてケーブル１３またはケーブル１４の接続口を示すスロット１６～１８の位置を点線で示す。

撮像ユニット１２は、ケーブル１３と接続するスロット（接続口）を－Ｙ方向の側面のみならず＋Ｙ方向の側面にも有する。すなわち撮像ユニット１２は、ケーブル１３又はケーブル１４と接続する（着脱可能な）スロットを３個以上有する。例えば当該スロットは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルの差込口であればよい。ユーザは、使用状況に応じてケーブル１３やケーブル１４を撮像ユニット１２と着脱し、最適な位置にケーブル１３やケーブル１４を配設する。すなわちユーザは、図３に示す接続状態と図７に示す接続状態を手動で切り替えられる。なお図７の接続構成はあくまでも一例であり、ケーブル１４が＋Ｙ方向の側面に接続することも勿論可能である。このようにケーブル１３またはケーブル１４が着脱可能なスロットが３つ以上設けられていることにより、ケーブル１３及びケーブル１４の配設の自由度が上がる。更に、図７に示すように少なくとも一つのスロット（１８）が他のスロット（１６、１７）と異なる面に存在することにより、更にケーブル１３及びケーブル１４の配設の自由度が上がる。なおケーブル１３やケーブル１４が接続されていないスロット（１６、１７、１８）は、例えばＵＳＢメモリの接続等の別の用途で使用されてもよい。

続いて実施の形態１にかかる超音波プローブ１０の効果について説明する。撮像ユニット１２は、周辺を撮像可能に構成されており、ケーブル１３（第１ケーブル）を介してプローブヘッド１１と接続する。これにより撮像ユニット１２は、離れた位置からプローブヘッド１１を撮像することができる。換言するとユーザは、撮像ユニット１２を把持しながら動かすことによってプローブヘッド１１の当接状態を適切に撮像できる。

またケーブル１３（第１ケーブル）を介して撮像ユニット１２とプローブヘッド１１が一体化している。これによりユーザは、超音波プローブ１０を容易に持ち運びすることができ、かつ筐体の構成も小さくできる。すなわち救急病棟のような物理的な制約の大きな場所であっても、簡素な構成でプローブヘッド１１の当接状態を把握しながら超音波測定を生体情報モニタ２０を介して行うことができる。

撮像ユニット１２は、生体情報モニタ２０やプローブヘッド１１のリモートコントローラとして作用してもよい。リモートコントローラとして作用することにより、生体情報モニタ２０に表示された画像（超音波画像２１、撮像画像２２）を見ながら手元で生体情報モニタ２０やプローブヘッド１１の設定を変更することができる。

図２に示す構成では、生体情報モニタ２０と接続するコネクタ１５を有する。コネクタ１５は、一般的な生体情報モニタ２０に設けられた空きスロットに差し込み可能な汎用形状である。そのため生体情報モニタ２０に超音波表示用のソフトウェアをインストールすれば、超音波プローブ１０を生体情報モニタ２０に接続するのみで簡単にボディマーク相当の画像を取得可能な超音波測定システムを生体情報モニタ２０で実現できる。またコネクタ１５からプローブヘッド１１までが有線接続されているため、超音波プローブ１０は持ち運びがしやすく汎用性が高い。そのため、例えば各病棟の生体情報モニタ２０の各々に超音波表示用のソフトウェアをインストールしておいた場合、持ち運びしやすい超音波プローブ１０を着脱するのみで生体情報モニタ２０の新旧を問わず超音波画像と撮像画像（ボディマーク相当）を確認することができる。

一方で図６に示す構成では、撮像ユニット１２と生体情報モニタ２０を接続するケーブル１４が存在しない構成である。これにより超音波プローブ１０の筐体を更に小型化することができる。これにより、超音波プローブ１０の持ち運びがより容易となり、救急現場等でも更に邪魔にならない構成とすることができる。

上述の構成では、超音波プローブ１０を生体情報モニタ２０と接続するものとして説明したが、必ずしもこれに限られない。例えば超音波プローブ１０は、超音波画像の表示ソフトウェアがインストールされたタブレット型のパーソナルコンピュータに接続する構成であってもよい。すなわち超音波プローブ１０は、超音波画像を表示することができる任意の表示装置（生体情報モニタ２０、タブレット型のパーソナルコンピュータ、等）と電気的に接続すればよい。タブレット型の表示装置と接続する場合であっても、上述の構成であれば簡易な構成でプローブヘッド１１の当接状態を適切に把握することができる。

＜実施の形態２＞
続いて実施の形態２にかかる超音波プローブ１０の構成について実施の形態１と異なる点を以下に説明する。なお以下の説明において実施の形態１と同一の符号と名称を付した構成については、特に言及しない限り実施の形態１と同様であるものとする。

図８は、本実施の形態にかかる超音波プローブ１０の使用形態を示す図である。プローブヘッド１１は、ケーブル１３を介して生体情報モニタ２０と接続する。撮像ユニット１２は、ケーブル１４を介して生体情報モニタ２０と接続する。撮像ユニット１２は、実施の形態１と同様に周辺を撮像する光学レンズ１２１を有する。撮像ユニット１２は、撮像した撮像画像（画像信号、または画像を示すデジタルデータ）を生体情報モニタ２０に送信する。また撮像ユニット１２は、生体情報モニタ２０及びプローブヘッド１１に対する制御信号を送信するリモートコントローラとして作用する。撮像ユニット１２は、入力インターフェイス（入力ボタン１２３等）の操作に応じた制御信号を生成する。撮像ユニット１２は、ケーブル１３及びケーブル１４を介して制御信号をプローブヘッド１１に送信してもよく、無線通信機能（例えば近距離無線通信機能）を用いて制御信号をプローブヘッド１１に送信してもよい。

プローブヘッド１１と生体情報モニタ２０の間のデータ通信も無線により実現されてもよく、撮像ユニット１２と生体情報モニタ２０の間のデータ通信も無線により実現されてもよい。すなわち超音波プローブ１０は、プローブヘッド１１と撮像ユニット１２を含む構成であれば各筐体間がケーブルで接続されていてもいなくてもよく、撮像ユニット１２はプローブヘッド１１と有線または無線で接続すればよい。

プローブヘッド１１は、被検者の体表への超音波ビームの照射と体表からの反射波の受波を行う。プローブヘッド１１が取得した反射波信号は、ケーブル１３を介して生体情報モニタ２０に供給される。なお反射波信号を超音波画像データに変換した後に、生体情報モニタ２０に当該データが供給されてもよい。すなわちプローブヘッド１１は、反射波に基づく画像情報を生体情報モニタ２０に供給すればよい。

撮像ユニット１２が取得した撮像画像と、プローブヘッド１１が取得した画像情報と、が生体情報モニタ２０に供給される。換言すると超音波プローブ１０は、撮像ユニット１２が取得した撮像画像と、プローブヘッド１１が取得した画像情報と、を生体情報モニタ２０に供給する。生体情報モニタ２０は、実施の形態１と同様に超音波画像２１と撮像画像２２をディスプレイ上に表示する。看護師Ｎは、生体情報モニタ２０に表示された超音波画像２１や撮像画像２２を参照しながら、撮像ユニット１２の向き（撮像方向）を調整したり、各種の設定変更（プローブヘッド１１の設定や生体情報モニタ２０の設定）を入力インターフェイス（撮像ユニット１２上に設けられたボタン等）を操作して入力する。入力インターフェイスの操作に応じた制御信号がプローブヘッド１１や生体情報モニタ２０に入力される。

続いて本実施の形態にかかる超音波プローブ１０の効果について説明する。超音波画像を参照する場合、バイタルサインの測定値や測定波形も合わせて参照したいことが多い。また、ユーザ（医療従事者）は、目線を頻繁に切り替えることなく、被検者の超音波画像の把握、プローブヘッド１１の当接状態の把握、プローブヘッド１１の設定変更、等を行えることが好ましい。

本実施の形態に係る撮像ユニット１２は、周囲を撮像可能に構成され、かつプローブヘッド１１に対して制御信号を送信できる構成である。すなわち撮像ユニット１２は、プローブヘッド１１のリモートコントロールと撮像を一体として行うことができる構成である。そして、撮像ユニット１２は撮像画像を生体情報モニタ２０に供給し、プローブヘッド１１は超音波にかかる画像情報を生体情報モニタ２０に供給する。そのため、ユーザはボディマーク相当の画像を適切に記録することができると共に、生体情報モニタ２０に描画された撮像画像や超音波画像を見ながらプローブヘッド１１の制御をすることができる。すなわちユーザは、ボディマークの撮影、プローブヘッド１１の設定変更（制御）、超音波画像の確認を違和感なく行うことができる。

なお撮像ユニット１２は、生体情報モニタ２０を経由してプローブヘッド１１に制御信号を送信する構成であってもよい。撮像ユニット１２は、撮像ユニット１２上の入力インターフェイス（入力ボタン１２３等）の操作に応じた制御信号を有線通信または無線通信で生体情報モニタ２０に送信する。生体情報モニタ２０は、制御信号が生体情報モニタ２０向けのものであるかプローブヘッド１１向けのものであるかを検出する。制御信号がプローブヘッド１１の設定変更を示すものである場合、生体情報モニタ２０は有線通信又は無線通信でプローブヘッド１１に制御信号を送信する。

当該構成であっても撮像ユニット１２は、周囲を撮像可能に構成され、かつプローブヘッド１１に対して制御信号を送信でき、ボディマーク相当の画像を適切に記録することができると共に、撮像画像に合わせたプローブヘッド１１の制御も可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

１０ 超音波プローブ
１１ プローブヘッド
１２ 撮像ユニット
１３ ケーブル
１４ ケーブル
１５ コネクタ
１６～１８ スロット
２０ 生体情報モニタ
２１ 超音波画像
２２ 撮像画像

Claims (13)

1. 超音波画像を表示する表示装置と電気的に接続可能な超音波プローブであって、
   第１ケーブルと接着している又は着脱可能であると共に、周辺を撮像する第１光学レンズを有する撮像ユニットと、
   前記第１ケーブルと接着している又は着脱可能であると共に、被検者の体表への超音波ビームの照射と前記体表からの反射波の受波を行うプローブヘッドと、
   前記表示装置に設けられた接続口と接続するコネクタと、
   前記コネクタと接続すると共に、前記撮像ユニットと接着している又は着脱可能な第２ケーブルと、
   を有する超音波プローブ。
2. 前記第１光学レンズを地面と水平方向に向けた際に、前記撮像ユニットからの前記第１ケーブル及び前記第２ケーブルの延伸方向が略重力方向を向くように配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記第１ケーブルと前記第２ケーブルは、前記撮像ユニットから略同一の方向に向かって延伸し、当該方向と前記第１光学レンズの撮像方向が異なる、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波プローブ。
4. 前記第１ケーブルと前記第２ケーブルは、前記第１光学レンズを正面視した場合の奥行き方向に整列して前記撮像ユニットから延伸する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波プローブ。
5. 前記プローブヘッドには、前記被検者の体表への当接方向を認識可能なマーカが設けられている、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
6. 前記撮像ユニットは、筐体上に設けられた入力インターフェイスの操作に応じて、設定変更を指示する制御信号を前記表示装置及び前記プローブヘッドの少なくとも一方に対して送信可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
7. 前記撮像ユニットは、筐体上に設けられた入力インターフェイスの操作に応じて、設定変更を指示する制御信号を前記表示装置及び前記プローブヘッドの双方に対して送信可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
8. 前記入力インターフェイスは、前記第１光学レンズが設けられた面の対向面に設けられている、ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の超音波プローブ。
9. 前記撮像ユニットは、前記第１ケーブルまたは前記第２ケーブルと着脱可能なスロットを３個以上有する、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
10. 前記第１ケーブルまたは前記第２ケーブルと着脱可能な一のスロットが他のスロットと異なる面に設けられている、ことを特徴とする請求項９に記載の超音波プローブ。
11. 前記表示装置は、各種のバイタルサインの測定値や測定波形を表示する生体情報モニタである、ことを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の超音波プローブ。
12. 超音波画像を表示する表示装置と、前記表示装置と電気的に接続する超音波プローブと、を有する超音波システムであって、
    前記超音波プローブは、
    第１ケーブルと接続している又は着脱可能であると共に、周辺を撮像する第１光学レンズを有する撮像ユニットと、
    前記第１ケーブルと接続している又は着脱可能であると共に、被検者の体表への超音波ビームの照射と前記体表からの反射波の受波を行うプローブヘッドと、を有し、
    前記プローブヘッドには、前記被検者の体表への当接方向を認識可能なマーカが設けられており、
    前記表示装置は、
    前記プローブヘッドが受波した反射波に基づく超音波画像と、前記撮像ユニットが撮像した撮像画像と、を表示するとともに、前記撮像画像内の前記マーカの色及び形の少なくとも一方から前記超音波プローブの特性を検出する、
    超音波システム。
13. 超音波プローブと電気的に接続可能な表示装置であって、
    前記超音波プローブは、周辺を撮像する第１光学レンズを有する撮像ユニットと、被検者の体表への超音波ビームの照射と前記体表からの反射波の受波を行うとともに前記被検者の体表への当接方向を認識可能なマーカが設けられたプローブヘッドと、を備え、
    前記表示装置は、前記プローブヘッドが受波した反射波に基づく超音波画像と、前記撮像ユニットが撮像した撮像画像と、を表示するとともに、前記撮像画像内の前記マーカの色及び形の少なくとも一方から前記超音波プローブの特性を検出する、表示装置。

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