JP7273707B2 - アダプタ及びアダプタ付き超音波プローブ - Google Patents

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、アダプタ及びアダプタ付き超音波プローブに関する。

腫瘍等の内部組織の採取、薬液等の局所投与、及び外部エネルギーによる治療等を目的として、患部に穿刺針を刺入する穿刺術がある。このとき、超音波診断装置により穿刺対象を撮像し、超音波断層像上に穿刺対象及び穿刺針を描出することで穿刺針の刺入をガイドする超音波ガイド下穿刺術が、安全かつ確実な穿刺を実現するのに有用である。

超音波ガイド下穿刺術では、穿刺時の感染、及び超音波プローブの汚染等を防止するため、超音波プローブにプローブカバーが装着される場合がある。プローブカバーは、極薄いゴム又はプラスチック素材で作製された袋状のカバーであり、超音波プローブを覆うようになっている。超音波プローブにプローブカバーが装着される場合、超音波プローブには、例えば、穿刺針を固定するためのアダプタがプローブカバーの外側から装着される。

アダプタを超音波プローブに対して固定する際、例えば、アダプタに設けられるレバーの一端は、超音波プローブに形成される突起に引っかけられる。アダプタのレバー端部を超音波プローブの突起に引っかける際、使用者は、レバー端部を、超音波プローブの突起を超えるように押し込む必要がある。レバー端部を押し込む際、レバー端部と、超音波プローブを覆うプローブカバーとの間で摩擦が発生し、プローブカバーを傷付けるおそれがある。

特開２００６－２１２１６５号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、プローブカバーを傷付けずに、超音波プローブにアダプタを取り付けることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態によればアダプタは、第１部材、レバー、及び第２部材を具備する。第１部材は、超音波プローブの取付領域に置かれた際、プローブ平面部の延伸方向に一部が支持部として前記超音波プローブの端面から突出する。レバーは、前記支持部により、前記支持部に備わった回転軸として働く手段を中心として回転自在に支持される。レバーは、第１端と第２端とを有する。第１端は、前記第１部材が前記取付領域に置かれた際、前記取付領域の裏側から前記超音波プローブに接触可能である。第２端は、前記第１端と前記回転軸を挟んだ反対側に位置する。第２部材は、前記取付領域に置かれた前記第１部材を超音波プローブとの間に挟み、前記レバーの第２端と嵌合するように装着される。第２部材は、前記装着時、前記回転を介して前記第１端を前記第１部材の方向へ押す。

図１は、本実施形態に係るアダプタが装着された超音波プローブを表す斜視図である。 図２は、プローブカバーで覆われてアダプタが装着された超音波プローブを表す斜視図である。 図３は、図１に示される超音波プローブを表す斜視図である。 図４は、図３に示される超音波プローブを別の視点から表す斜視図である。 図５は、図１で示されるアダプタの斜視図である。 図６は、図５に示される第１部材を表す斜視図である。 図７は、図６に示される第１部材を別の視点から表す斜視図である。 図８は、図５に示される第２部材を表す斜視図である。 図９は、図８に示される第２部材を別の視点から表す斜視図である。 図１０は、図５に示されるレバーを表す斜視図である。 図１１は、図１０に示されるレバーを別の視点から表す図である。 図１２は、超音波プローブに第１部材が仮留めされる際の断面図である。 図１３は、超音波プローブに第１部材が仮留めされる際の断面図である。 図１４は、超音波プローブに仮留めされた第１部材に第２部材が装着される際の断面図である。 図１５は、超音波プローブに仮留めされた第１部材に第２部材が装着される際の断面図である。 図１６は、図１５においてレバーにかかる力を表す図である。 図１７は、超音波プローブの裏面の凹部がない場合の超音波プローブ及びアダプタの断面図である。 図１８は、本実施形態に係る超音波プローブが取り付けられる超音波診断装置の機能構成を表すブロック図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るアダプタ２０が装着された超音波プローブ１０の例を表す斜視図である。なお、穿刺術を実施する際、超音波プローブ１０は、図２で示されるようにプローブカバー２で覆われる。以下では、図面の簡略化のため、プローブカバー２についての図示を省略する。図１に示される超音波プローブ１０は、操作者が超音波プローブ１０を把持するための把持部１１と、把持部１１から略Ｌ字に設けられる超音波放射部１２とが設けられている。

超音波放射部１２は、把持部１１が形成される方向と反対の方向に放射面が向くように設けられている。超音波放射部１２の内部には、複数の超音波振動子が配列されている。把持部１１から略Ｌ字に設けられる超音波放射部１２の先端には、切欠き部１３が設けられている。切欠き部１３は、アダプタ２０を取り付け可能に形成されている。切欠き部１３は、取付領域の一例である。

図３、図４は、図１に示される超音波プローブ１０を、それぞれ異なる視点から見た斜視図である。図３に示される超音波プローブ１０において、切欠き部１３は、第１面１３１及び第２面１３２を有する。第１面１３１は、超音波放射部１２の形成方向に沿って延伸するように設けられている。第２面１３２は、超音波放射部１２の形成方向に対して直交方向に延伸し、第１面１３１と直交するように設けられている。

第１面１３１には、例えば、円形の凹部１３１ａが設けられている。凹部１３１ａが形成される位置は、第１部材２１に設けられる凸部２１１ｅの位置と対応付けられている。

第２面１３２には、例えば、所定の形状の凹部１３２ａ，１３２ｂが設けられている。凹部１３２ａ，１３２ｂが形成される位置は、第１部材２１に設けられる凸部２１２ｃ，２１２ｄの位置と対応付けられている。

超音波放射部１２の端部には、端面１４が設けられている。

第１面１３１の裏側には、図４に示されるように、裏面１５が設けられている。裏面１５には、凹部１５ａが形成されている。凹部１５ａは、幅がアダプタ２０のレバー２３の幅よりも大きくなるように形成されている。凹部１５ａが形成される位置は、レバー２３が配置される位置に対応する。凹部１５ａは、形状が、例えば、レバー２３に設けられるロック部２３ｃの形状、及びロック部２３ｃの軌道と対応するように形成されている。凹部１５ａは、超音波プローブ１０の切欠き部１３の裏側に設けられる、ロック部２３ｃを引っかけるための構成の一例である。

図５は、図１で示されるアダプタ２０の斜視図である。図５に示されるアダプタ２０は、第１部材２１、第２部材２２、及びレバー２３を備える。第１部材２１、第２部材２２、及びレバー２３は、例えば、射出成型、ブロー成型等が可能な熱可塑性樹脂により設けられる。具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ポリアセタール、又はポリアミド等により設けられる。

図６、図７は、図５に示される第１部材２１を、それぞれ異なる視点から見た斜視図である。図６、図７に示される第１部材２１は、座部２１１及び背部２１２を有する。座部２１１と背部２１２とは、略直交するように設けられている。

座部２１１は、超音波プローブ１０の第１面１３１上に置かれる平面部の一例であり、背部２１２が設けられる部位から幅が徐々に狭まるように形成されている。幅が狭まった端部には、二股部２１１ａ－１，２１１ａ－２が設けられている。座部２１１は、超音波プローブ１０の切欠き部１３の第１面１３１よりも若干大きく形成されている。これにより、切欠き部１３の第１面１３１に第１部材２１が置かれた際、二股部２１１ａ－１，２１１ａ－２は、超音波プローブ１０の端面１４から突出することになる。二股部２１１ａ－１，２１１ａ－２の側面には、対向するように支持部２１１ｂ－１，２１１ｂ－２がそれぞれ設けられている。支持部２１１ｂ－１，２１１ｂ－２は、略円柱形状となるように形成されている。支持部２１１ｂ－１，２１１ｂ－２は、レバー２３の凹部２３ａでレバー２３を回転自在に支持することで、回転軸として働く手段の一例となる。

座部２１１において、背部２１２が形成される側の面には、凸部２１１ｃ，２１１ｄが設けられている。凸部２１１ｃ，２１１ｄが形成される位置は、第２部材２２に設けられる凹部２２１ｇ，２２１ｈの位置と対応付けられている。

座部２１１において、背部２１２が形成される面とは反対側の面には、凸部２１１ｅが設けられている。凸部２１１ｅが形成される位置は、超音波プローブ１０の切欠き部１３に設けられる凹部１３１ａの位置と対応付けられている。

背部２１２には、孔部２１２ａが設けられている。孔部２１２ａは、背部２１２の長手方向に広くなるように形成されている。孔部２１２ａが形成される位置は、第２部材２２の側面部２２２に設けられる凸部２２２ａの位置と対応付けられている。また、孔部２１２ａの形状は、凸部２２２ａの形状と対応付けられている。

背部２１２において、座部２１１が形成される面とは反対側の面には、凸部２１２ｃ，２１２ｄが設けられている。凸部２１２ｃ，２１２ｄが形成される位置は、超音波プローブ１０の切欠き部１３に設けられる凹部１３２ａ，１３２ｂの位置と対応付けられている。凸部２１２ｃ，２１２ｄは、例えば、座部２１１の裏面から離れるにつれて緩やかに幅が広く、高さが高くなるように形成されている。また、凸部２１２ｃ，２１２ｄは、上端部が座部２１１と平行な平面となるように形成されている。

図８、図９は、図５に示される第２部材２２を、それぞれ異なる視点から見た斜視図である。図８、図９に示される第２部材２２は、蓋部２２１及び側面部２２２を有する。

蓋部２２１は、側面部２２２が設けられる部位から幅が徐々に狭まるように形成されている。幅が狭まった端部には、係止め部２２１ａが設けられている。係止め部２２１ａは、傾斜部を備える。傾斜部は、蓋部２２１の上面側から蓋部２２１の裏面側に向かって形成される。蓋部２２１の裏面側は、蓋部２２１における、後述する第１乃至第４溝部２２１ｃ～２２１ｆが設けられる側である。換言すると、傾斜部は、一端が蓋部２２１の上面側に位置し、他端が蓋部２２１の裏面側に位置する。また、傾斜部の一端から他端への方向は、蓋部２２１の上面に対して側面部２２２側に傾いている。蓋部２２１の端部には、係止め部２２１ａを囲むように取っ手部２２１ｂが設けられている。

蓋部２２１の裏面には、第１乃至第４溝部２２１ｃ～２２１ｆが設けられている。第１乃至第４溝部２２１ｃ～２２１ｆは、穿刺針を挿入可能に形成されている。第１乃至第４溝部２２１ｃ～２２１ｆは、形成方向が穿刺針の刺入角度と対応するように形成されている。

蓋部２２１の裏面には、凹部２２１ｇ、２２１ｈが設けられている。凹部２２１ｇ、２２１ｈが形成される位置は、第１部材２１に設けられる凸部２１１ｃ，２１１ｄの位置と対応付けられている。

側面部２２２には、凸部２２２ａが設けられている。凸部２２２ａが形成される位置は、第１部材２１の背部２１２に設けられる孔部２１２ａの位置と対応付けられている。また、凸部２２２ａの形状は、孔部２１２ａの形状と対応付けられている。

図１０、図１１は、図５に示されるレバー２３を、それぞれ異なる視点から見た斜視図及び図である。図１０、図１１に示されるレバー２３は、凹部２３ａ、突起部２３ｂ、ロック部２３ｃ、傾斜部２３ｄ、アーム部２３ｅ、及び係り受部２３ｆを有する。

凹部２３ａは、図１０、図１１で表されている面に加え、反対側の面にも設けられている。凹部２３ａは、第１部材２１の支持部２１１ｂ－１，２１１ｂ－２よりもわずかに大径に形成されている。レバー２３は、凹部２３ａで、支持部２１１ｂ－１，２１１ｂ－２により支持される。レバー２３は、凹部２３ａを中心とする回転運動することが可能となる。

突起部２３ｂは、半円形の平らな形状をしている。突起部２３ｂは、例えば、超音波プローブ１０に、第１部材２１、第２部材２２、及びレバー２３が取り付けられた場合、第２部材２２の表面よりも先端が高くなるように形成されている。ロック部２３ｃは、超音波プローブ１０の裏面１５の凹部１５ａの形状と対応する、丸みを帯びた形状をしている。

傾斜部２３ｄは、突起部２３ｂから凹部２３ａ方向へ向かうにつれ、厚みが増すように形成されている。

係り受部２３ｆは、傾斜部２３ｄの終端に設けられる略矩形状の切欠き部である。係り受部２３ｆと、ロック部２３ｃとは、回転軸となる凹部２３ａに対して、超音波プローブの端面１４及び切欠き部１３の第１面１３１を境界とした反対の位置に設けられる。係り受部２３ｆの形状は、第２部材２２の係止め部２２１ａの形状と対応している。凹部２３ａから係り受部２３ｆの上端までの距離は、第２部材２２の係止め部２２１ａの高さと対応付けられている。

アーム部２３ｅは、係り受部２３ｆの裏側から、凹部２３ａとロック部２３ｃとの間の位置まで、略弧状に湾曲して形成されている。アーム部２３ｅは凹部２３ａとの間にスペースを設けた形状により、突起部２３ｂ、又はロック部２３ｃから受ける力により、たわみが発生する構造になっている。

次に以上のように構成されるアダプタ２０を、超音波プローブ１０へ装着する際の手順を、図１２乃至図１５を用いて具体的に説明する。図１２乃至図１５は、図１におけるＡ－Ａ断面を表す断面図である。

図１２、図１３は、超音波プローブ１０に第１部材２１が仮留めされる際の断面図である。まず、例えば、第１部材２１の支持部２１１ｂ－１，２１１ｂ－２に、レバー２３の凹部２３ａが嵌め込まれる。これにより、レバー２３が第１部材２１に回転自在に支持される。

続いて、レバー２３を支持する第１部材２１が、超音波プローブ１０の切欠き部１３において予め設定された位置へ置かれる。このとき、例えば、ユーザは、第１部材２１の背部２１２を切欠き部１３の第２面１３２に合わせるように、第１部材２１を切欠き部１３の第１面１３１に置く。切欠き部１３において凹部１３２ａ，１３２ｂ，１３１ａが形成される位置と、第１部材２１において凸部２１２ｃ，２１２ｄ，２１１ｅが形成される位置とが対応付けられることにより、第１部材２１が置かれる位置は一意に決定される。

図１３に示されるように、第１部材２１が切欠き部１３の第１面１３１上に置かれたとき、第１部材２１の二股部２１１ａ－１，２１１ａ－２は、超音波プローブ１０の端面１４から突出した状態となる。これにより、レバー２３の回転軸が、超音波プローブ１０の外側に位置することになり、レバー２３の回転自由度はロック部２３ｃが、超音波プローブ１０の裏面１５の凹部１５ａと接触するまで妨げられることはない。

図１３に示されるように、第１部材２１が切欠き部１３上に置かれると、ユーザは、レバー２３の突起部２３ｂを超音波プローブ１０の外側方向へ、レバー２３が停止するまで押す。突起部２３ｂが押されると、レバー２３は、凹部２３ａを回転軸とする回転運動をする。レバー２３は、レバー２３のロック部２３ｃが超音波プローブ１０の凹部１５ａと接触すると回転運動を停止する。レバー２３のロック部２３ｃの形状は、例えば、凹部２３ａを回転軸とする回転運動と接線を共有し、かつ、超音波プローブ１０の凹部１５ａの形状と対応するように形成されている。このため、ロック部２３ｃが凹部１５ａに到達するまでの間に、ロック部２３ｃと裏面１５との間で摩擦が発生することはない。第１部材２１を切欠き部１３に置き、レバー２３のロック部２３ｃを超音波プローブ１０の裏面１５の凹部１５ａに接触させることで、第１部材２１が超音波プローブ１０に「仮留め」される。

図１４、図１５は、超音波プローブ１０に仮留めされた第１部材２１に第２部材２２が装着される際の断面図である。第２部材２２は、第２部材２２の蓋部２２１と超音波プローブ１０の第１面１３１とが、第１部材２１の座部２１１を挟み込むように装着される。

まず、ユーザは、例えば、第２部材２２の取っ手部２２１ｂを把持し、第１部材２１の上方から、第１部材２１の孔部２１２ａに対して斜め方向に、第２部材２２の凸部２２２ａを挿入する。ユーザは、孔部２１２ａと凸部２２２ａとの接触点を軸とし、取っ手部２２１ｂを把持して、第２部材２２の蓋部２２１を、第１部材２１の座部２１１方向へ押し込む。

凸部２２２ａが孔部２１２ａへ挿入された状態で、蓋部２２１が座部２１１方向へ押し込まれると、第２部材２２の係止め部２２１ａが、レバー２３の傾斜部２３ｄをスライドし、レバー２３のアーム部２３ｅを超音波プローブ１０の外側方向へ押し広げる。

蓋部２２１が座部２１１方向へさらに押し込まれると、係止め部２２１ａは傾斜部２３ｄの終端に達し、押し広げられていたアーム部２３ｅが弾性により超音波プローブ１０側に戻ってくる。アーム部２３ｅが戻ることで、係止め部２２１ａと、レバー２３の係り受部２３ｆとが嵌め合う。このとき、第１部材２１の凸部２１１ｃ，２１１ｄは、第２部材２２の凹部２２１ｇ，２２１ｈに挿入される。これにより、第１部材２１に対する第２部材２２の位置が一意に決定される。

図１６は、図１５においてレバー２３にかかる力の例を表す模式図である。レバー２３の係り受部２３ｆは、第２部材２２の係止め部２２１ａにより、超音波プローブ１０の外側方向へ押し込まれる状態となっている。これにより、アーム部２３ｅは、弾性変形をした状態となっている。係止め部２２１ａにより与えられる力はアーム部２３ｅを介して伝播され、凹部２３ａを回転軸とする回転運動に変換される。この回転運動により、レバー２３のロック部２３ｃは、凹部２３ａを回転軸とする回転運動の接線方向の力で凹部１５ａの底面を押す。また、この回転運動により、凹部２３ａからロック部２３ｃに渡る部分は、超音波プローブ１０の端面１４及び裏面１５と強固に密着するようになる。係止め部２２１ａには、係り受部２３ｆを押し込む力の反力として、アーム部２３ｅの弾性により、超音波プローブ１０方向への力と、第１部材２１の座部２１１へ押し付ける方向の力とが与えられている。このとき、アーム部２３ｅの弾性変形の量は、ロック部２３ｃにおけるプローブカバーの厚さよりも大きい。

このように、超音波プローブ１０に仮留めされた第１部材２１に第２部材２２が装着されることで、レバー２３のロック部２３ｃは超音波プローブ１０に押し込まれる。これにより、アダプタ２０が超音波プローブ１０に対して強固に固定されることになる。超音波プローブ１０に接触するレバー２３のロック部２３ｃが第２部材２２の装着によりさらに押し込まれることで、第１部材２１が超音波プローブ１０に「本留め」される。

以上のように、上記実施形態では、第１部材２１が超音波プローブ１０の切欠き部１３に置かれた際、座部２１１の二股部２１１ａ－１，２１１ａ－２がレバー２３を支持するために、超音波プローブ１０の端面１４から突出する。レバー２３は、二股部２１１ａ－１，２１１ａ－２に設けられる支持部２１１ｂ－１，２１１ｂ－２を回転軸として回転自在に支持される。レバー２３は、第１部材２１が切欠き部１３に置かれた際、超音波プローブ１０の裏面１５に接触可能なロック部２３ｃと、ロック部２３ｃと軸を挟んだ反対側に位置する係り受部２３ｆとを有する。第２部材２２は、切欠き部１３に置かれた第１部材２１の座部２１１を、超音波プローブ１０との間に挟み、係り受部２３ｆと嵌合するように装着される。そして、第２部材２２は、第２部材２２の装着時、レバー２３の回転を介してロック部２３ｃが超音波プローブ１０を押す方向へ係り受部２３ｆを押し込むようにしている。これにより、まず、第１部材２１がレバー２３のロック部２３ｃで超音波プローブ１０に仮留めされる。そして、第１部材２１に第２部材２２が装着されることで、レバー２３のロック部２３ｃが超音波プローブ１０にさらに押し込まれ、第１部材２１が超音波プローブ１０に対してより強固に固定されることになる。

このとき、仮留め時に超音波プローブ１０に接触したロック部２３ｃは、本留め時に、仮留め時の位置から移動せずに、超音波プローブ１０へ押し込む力が与えられる。このため、超音波プローブ１０にアダプタ２０を装着する際には、ロック部２３ｃと超音波プローブ１０との間に摩擦はない。従来の構成では、ユーザは、例えば、レバー端部を、超音波プローブの突起を超えるように押し込むことで、超音波プローブにアダプタを固定させていた。本実施形態では、ロック部２３ｃと超音波プローブ１０との間に摩擦はないため、超音波プローブの摩耗を抑えることが可能となり、高耐久化が見込まれる。

また、本実施形態では、超音波プローブ１０をプローブカバーで覆い、プローブカバーの上からアダプタ２０を装着する場合であっても、ロック部２３ｃとプローブカバーとの間に摩擦はない。そのため、プローブカバーが傷付くことを抑えることが可能となる。

また、本実施形態では、レバー２３の係り受部２３ｆが第２部材２２により押されることで、ロック部２３ｃが超音波プローブ１０を押す力が強まるようになっている。このため、プローブカバーの存在の有無に関わらず、超音波プローブ１０にアダプタ２０を強固に装着可能となる。

また、ロック部２３ｃとプローブカバーとの間に摩擦は発生しないため、ロック部２３ｃと超音波プローブ１０との間に、プローブカバーを傷付けないための構造的なクリアランスを設ける必要がない。クリアランスが不要であるため、超音波プローブ１０にアダプタ２０を装着させた際、超音波プローブ１０と第１部材２１とが、密着して固定される。超音波プローブ１０と第１部材２１とが密着して固定されるため、穿刺針の刺入方向がプローブカバーの存在の有無に関わらず一定になる。

また、本実施形態では、第２部材２２が第１部材２１に装着されている際、第２部材２２の係止め部２２１ａには、レバー２３の係り受部２３ｆを押し込む力の反力として、超音波プローブ１０方向への力と、第１部材２１の座部２１１へ押し付ける方向の力とが与えられている。そのため、アダプタ２０に穿刺針が挿入されている際に、挿入された穿刺針をアダプタ２０の取り外し方向へ力をかけた場合であっても、第２部材２２の変形を妨げる力が発生し、第２部材２２の変形リスクを軽減させることが可能となる。

なお、上記実施形態では、超音波プローブ１０の裏面１５に凹部１５ａが設けられる場合を例に説明した。しかしながら、超音波プローブ１０の裏面１５に凹部１５ａが必ず設けられる必要はない。凹部１５ａが設けられていれば段差が生じ、この段差がロック部２３ｃに対する係り受部となり、本留め後の固定強度はより向上する。一方、図１７に示されるように、裏面１５に凹部１５ａが設けられていなくても、本留めによってロック部２３ｃが超音波プローブ１０へ押し込まれることになるため、プローブカバーを傷付けずに、超音波プローブ１０にアダプタを取り付けることが可能となる。

また、上記実施形態では、仮留め及び本留めの固定機構を有するアダプタが穿刺アダプタに適用される場合を例に説明した。しかしながら、仮留め及び本留めの固定機構を有するアダプタが適用されるのは穿刺アダプタに限定されない。例えば、超音波画像と他のモダリティで取得された画像とを同期させて表示する際に、超音波プローブの位置を検出するための位置センサを取り付けるアダプタに適用されても構わない。

続いて、本実施形態に係る超音波プローブ１０が取り付けられる超音波診断装置について説明する。
図１８は、本実施形態に係る超音波プローブ１０が取り付けられる超音波診断装置１の機能構成の一例を表すブロック図である。図１に示される超音波診断装置１は、装置本体３０と、超音波プローブ１０とを有している。装置本体３０は、入力装置４０及び表示装置５０と接続されている。また、装置本体３０は、ネットワークＮＷを介して外部装置６０と接続されている。

超音波プローブ１０は、アダプタ２０が装着され、例えば、装置本体３０からの制御に従い、被検体である生体Ｐ内のスキャン領域について超音波スキャンを実行する。超音波プローブ１０は、例えば、複数の圧電振動子、圧電振動子に設けられる整合層、及び圧電振動子から後方への超音波の伝搬を防止するバッキング材等を有する。超音波プローブ１０は、装置本体３０と着脱自在に接続される。

超音波プローブ１０は、例えば、複数の超音波振動子が所定の方向に沿って配列された１Ｄアレイリニアプローブ、複数の圧電振動子がマトリックス状に配列された２Ｄアレイプローブ、又は圧電振動子列をその配列方向と直交する方向に機械的に煽りながら超音波走査を実行可能なメカニカル４Ｄプローブ等である。

複数の圧電振動子は、装置本体３０が有する後述の超音波送信回路３１から供給される駆動信号に基づいて超音波を発生する。これにより、超音波プローブ１０から生体Ｐへ超音波が送信される。超音波プローブ１０から生体Ｐへ超音波が送信されると、送信された超音波は、生体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として複数の圧電素子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波パルスが、移動している血流又は心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向の速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。超音波プローブ１０は、生体Ｐからの反射波信号を受信して電気信号に変換する。

装置本体３０は、超音波プローブ１０により受信された反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体３０は、超音波送信回路３１、超音波受信回路３２、内部記憶回路３３、画像メモリ３４、入力インタフェース３５、出力インタフェース３６、通信インタフェース３７、及び処理回路３８を有している。

超音波送信回路３１は、超音波プローブ１０に駆動信号を供給するプロセッサである。超音波送信回路３１は、例えば、パルス発生器、送信遅延回路、及びパルサ回路により実現される。パルス発生器は、所定の繰り返し周波数（ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。送信遅延回路は、超音波プローブ１０から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子毎の遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対して与える。送信方向又は送信方向を決定する送信遅延時間は、内部記憶回路３３に記憶されており、送信時に参照される。パルサ回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０に設けられる複数の超音波振動子へ駆動信号（駆動パルス）を印加する。送信遅延回路により各レートパルスに対して与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向が任意に調整可能となる。

超音波受信回路３２は、超音波プローブ１０が受信した反射波信号に対して各種処理を施し、受信信号を生成するプロセッサである。超音波受信回路３２は、例えば、プリアンプ、Ａ／Ｄ変換器、復調器、及びビームフォーマにより実現される。

プリアンプは、超音波プローブ１０が受信した反射波信号をチャネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。このとき、プリアンプは、例えば、予め決められた時間応答に従ってゲイン値を変化させる。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をディジタル信号に変換する。復調器は、ディジタル信号を復調することで、ディジタル信号をベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-phase）と直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）とに変換する。ビームフォーマは、Ｉ信号及びＱ信号（以下では、ＩＱ信号と称する）に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。ビームフォーマは、遅延時間を与えたＩＱ信号を加算する。ビームフォーマの処理により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調された受信信号が発生する。

内部記憶回路３３は、例えば、磁気的若しくは光学的記憶媒体、又は半導体メモリ等のプロセッサにより読み取り可能な記憶媒体等を有する。内部記憶回路３３は、例えば、超音波送受信を実現するためのプログラムを記憶している。また、内部記憶回路３３は、診断情報、スキャンシーケンス、診断プロトコル、超音波送受信条件、信号処理条件、画像生成条件、画像処理条件、ボディマーク生成プログラム、表示条件、及び映像化に用いるカラーデータの範囲を診断部位毎に予め設定する変換テーブル等の各種データを記憶している。プログラム、及び各種データは、例えば、内部記憶回路３３に予め記憶されていてもよい。また、例えば、非一過性の記憶媒体に記憶されて配布され、非一過性の記憶媒体から読み出されて内部記憶回路３３にインストールされてもよい。

また、内部記憶回路３３は、入力インタフェース３５を介して入力される操作に従い、超音波受信回路３２で生成される受信信号、及び処理回路３８で生成される各種超音波画像データ等を記憶する。内部記憶回路３３は、記憶しているデータを、通信インタフェース３７を介して外部装置６０等に転送することも可能である。

内部記憶回路３３は、ＣＤ－ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、及びフラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。内部記憶回路３３は、記憶しているデータを可搬性記憶媒体へ書き込み、可搬性記憶媒体を介してデータを外部装置６０に記憶させることも可能である。

画像メモリ３４は、例えば、磁気的記憶媒体、光学的記憶媒体、又は半導体メモリ等のプロセッサにより読み取り可能な記憶媒体等を有する。画像メモリ３４は、入力インタフェース３５を介して入力されるフリーズ操作直前の複数フレームに対応する画像データを保存する。画像メモリ３４に記憶されている画像データは、例えば、連続表示（シネ表示）される。

内部記憶回路３３、及び画像メモリ３４は、必ずしもそれぞれが独立した記憶装置により実現されなくてもよい。内部記憶回路３３、及び画像メモリ３４が単一の記憶装置により実現されてもよい。また、内部記憶回路３３、及び画像メモリ３４のそれぞれが複数の記憶装置により実現されてもよい。

入力インタフェース３５は、入力装置４０を介し、操作者からの各種指示を受け付ける。入力装置４０は、例えば、マウス、キーボード、パネルスイッチ、スライダースイッチ、トラックボール、ロータリーエンコーダ、操作パネル、及びタッチコマンドスクリーン（ＴＣＳ：Touch Command Screen）である。入力インタフェース３５は、例えばバスを介して処理回路３８に接続され、操作者から入力される操作指示を電気信号へ変換し、電気信号を処理回路３８へ出力する。なお、入力インタフェース３５は、マウス及びキーボード等の物理的な操作部品と接続するものだけに限られない。例えば、超音波診断装置１とは別体に設けられた外部の入力機器から入力される操作指示に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路３８へ出力する回路も入力インタフェースの例に含まれる。

出力インタフェース３６は、例えば処理回路３８からの電気信号を表示装置５０へ出力するためのインタフェースである。表示装置５０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等の任意のディスプレイである。出力インタフェース３６は、例えばバスを介して処理回路３８に接続され、処理回路３８からの電気信号を表示装置に出力する。

通信インタフェース３７は、例えばネットワークＮＷを介して外部装置６０と接続され、外部装置６０との間でデータ通信を行う。

処理回路３８は、例えば、超音波診断装置１の中枢として機能するプロセッサである。処理回路３８は、内部記憶回路３３に記憶されているプログラムを実行することで、当該プログラムに対応する機能を実現する。処理回路３８は、例えば、Ｂモード処理機能３８１、ドプラ処理機能３８２、画像生成機能３８３、表示制御機能３８４、及びシステム制御機能３８５を有している。なお、本実施形態では、単一のプロセッサによってＢモード処理機能３８１、ドプラ処理機能３８２、画像生成機能３８３、表示制御機能３８４、及びシステム制御機能３８５が実現される場合を説明するが、これに限定されない。例えば、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することによりＢモード処理機能３８１、ドプラ処理機能３８２、画像生成機能３８３、表示制御機能３８４、及びシステム制御機能３８５を実現しても構わない。また、各機能を実行可能な専用のハードウェア回路が組み込まれていてもよい。

Ｂモード処理機能３８１は、超音波受信回路３２から受け取った受信信号に基づき、Ｂモードデータを生成する機能である。具体的には、Ｂモード処理機能３８１において処理回路３８は、例えば、超音波受信回路３２から受け取った受信信号に対して包絡線検波処理、及び対数圧縮処理等を施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。生成されたＢモードデータは、２次元的な超音波走査線（ラスタ）上のＢモードＲＡＷデータとして不図示のＲＡＷデータメモリに記憶される。

ドプラ処理機能３８２は、超音波受信回路３２から受け取った受信信号を周波数解析することで、スキャン領域に設定されるイメージングＲＯＩ（Region Of Interest：関心領域）内にある移動体のドプラ効果に基づく血流情報に関するデータ（ドプラデータ）を生成する機能である。血流情報は、被検体における血流の平均速度、分散、パワー、又はこれらの組み合わせを含む。生成されたドプラデータは、２次元的な超音波走査線上のドプラＲＡＷデータとして不図示のＲＡＷデータメモリに記憶される。

画像生成機能３８３は、Ｂモード処理機能３８１、及び／又はドプラ処理機能３８２により生成されたデータに基づき、各種超音波画像データを生成する機能である。具体的には、画像生成機能３８３において処理回路３８は、例えば、ＲＡＷデータメモリに記憶されているＢモードＲＡＷデータに対してＲＡＷ－ピクセル変換、例えば、超音波プローブ１０による超音波の走査形態に応じた座標変換を実行することで、ピクセルから構成されるＢモード画像データを生成する。

また、処理回路３８は、例えば、ＲＡＷデータメモリに記憶されているドプラＲＡＷデータに対してＲＡＷ－ピクセル変換を実行することで、血流情報が映像化されたドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、平均速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又はこれらを組み合わせた画像データである。

表示制御機能３８４は、画像生成機能３８３により生成された各種超音波画像データに基づく画像を表示装置５０に表示させる機能であり、表示制御部の一例である。具体的には、例えば、表示制御機能３８４において処理回路３８は、画像生成機能３８３により生成されたＢモード画像データ、ドプラ画像データ、又はこれらの両方を含む画像データに基づく画像の表示装置５０における表示を制御する。

表示制御機能３８４において処理回路３８は、例えば、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用画像データを生成する。また、処理回路３８は、表示用画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度（ブライトネス）、コントラスト、及びγカーブ補正、並びにＲＧＢ変換等の各種処理を実行してもよい。また、処理回路３８は、表示用画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディマーク等の付帯情報を付加してもよい。また、処理回路３８は、操作者が入力装置により各種指示を入力するためのユーザインタフェース（ＧＵＩ：Graphical User Interface）を生成し、ＧＵＩを表示装置５０に表示させてもよい。

システム制御機能３８５は、超音波診断装置１の入出力、及び超音波送受信等の基本動作を制御する機能である。システム制御機能３８５において処理回路３８は、例えば、入力インタフェース３５を介し、各種撮像モードの選択指示を受け付ける。各種撮像モードには、例えば、Ｂモード、及び血流イメージングモード等が含まれる。処理回路３８は、選択された撮像モードによるスキャンを実行するように、超音波送信回路３１、及び超音波受信回路３２を制御する。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、プローブカバーを傷付けずに、アダプタを超音波プローブに取り付けることができる。

実施形態の説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、上記各実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、上記各実施形態における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…超音波診断装置
２…プローブカバー
１０…超音波プローブ
１１…把持部
１２…超音波放射部
１３…切欠き部
１３１…第１面
１３１ａ…凹部
１３２…第２面
１３２ａ…凹部
１３２ｂ…凹部
１４…端面
１５…裏面
１５ａ…凹部
２０…アダプタ
２１…第１部材
２１１…座部
２１１ａ－１，２１１ａ－２…二股部
２１１ｂ－１，２１１ｂ－２…支持部
２１１ｃ…凸部
２１１ｄ…凸部
２１１ｅ…凸部
２１２…背部
２１２ａ…孔部
２１２ｃ…凸部
２１２ｄ…凸部
２２…第２部材
２２１…蓋部
２２１ａ…係止め部
２２１ｂ…取っ手部
２２１ｃ～２２１ｆ…第１乃至第４溝部
２２１ｇ…凹部
２２１ｈ…凹部
２２２…側面部
２２２ａ…凸部
２３…レバー
２３ａ…凹部
２３ｂ…突起部
２３ｃ…ロック部
２３ｄ…傾斜部
２３ｅ…アーム部
２３ｆ…係り受部
３０…装置本体
３１…超音波送信回路
３２…超音波受信回路
３３…内部記憶回路
３４…画像メモリ
３５…入力インタフェース
３６…出力インタフェース
３７…通信インタフェース
３８…処理回路
３８１…Ｂモード処理機能
３８２…ドプラ処理機能
３８３…画像生成機能
３８４…表示制御機能
３８５…システム制御機能
４０…入力装置
５０…表示装置
６０…外部装置

Claims (9)

1. 超音波プローブの取付領域に置かれた際、プローブ平面部の延伸方向に一部が支持部として前記超音波プローブの端面から突出する第１部材と、
   前記支持部により、前記支持部に備わった回転軸として働く手段を中心として回転自在に支持され、前記第１部材が前記取付領域に置かれた際、前記取付領域の裏側から前記超音波プローブに接触可能な第１端と、前記第１端と前記回転軸を挟んだ反対側に位置する第２端とを有するレバーと、
   前記取付領域に置かれた前記第１部材を超音波プローブとの間に挟み、前記レバーの第２端と嵌合するように装着され、前記装着時、前記回転を介して前記レバーの第１端を前記第１部材の方向へ押す第２部材と
   を具備するアダプタ。
2. 前記レバーは、前記第１端が前記取付領域の裏側から前記超音波プローブに接触することで前記第１部材を仮留めし、前記第２部材による前記第２端の押し広げにより前記第１端が前記超音波プローブをさらに押すことで前記第１部材を本留めする請求項１記載のアダプタ。
3. 前記第１端は、前記回転に伴う位置変化において、仮留め、及び本留め以外は前記超音波プローブと接しない請求項２記載のアダプタ。
4. 前記第１端が仮留めされる前記超音波プローブに対する位置は、前記第１端が本留めされる前記超音波プローブに対する位置と、実質的に変わらない請求項２記載のアダプタ。
5. 前記本留めされた状態において、前記レバーが弾性変形することにより、前記第２部材に対し、前記第１部材を挟みこむ方向の力が発生する請求項２記載のアダプタ。
6. 前記弾性変形は、前記第１端において、プローブカバーを用いた場合に、前記プローブカバーの厚み以上である請求項５に記載のアダプタ。
7. 取付領域が設けられる超音波プローブと、
   前記取付領域に取り付けられるアダプタと
   を具備し、
   前記アダプタは、
   前記取付領域に置かれた際、プローブ平面部の延伸方向に一部が支持部として前記超音波プローブの端面から突出する第１部材と、
   前記支持部により、前記支持部に備わった回転軸として働く手段を中心として回転自在に支持され、前記第１部材が前記取付領域に置かれた際、前記取付領域の裏側から前記超音波プローブに接触可能な第１端と、前記第１端と前記回転軸を挟んだ反対側に位置する第２端とを有するレバーと、
   前記取付領域に置かれた前記第１部材を超音波プローブとの間に挟み、前記レバーの第２端と嵌合するように装着され、前記装着時、前記回転を介して前記レバーの第１端を前記第１部材の方向へ押す第２部材と
   を備えるアダプタ付き超音波プローブ。
8. 前記レバーは、前記第１端が前記取付領域の裏側から前記超音波プローブに接触することで前記第１部材を仮留めし、前記第２部材による前記第２端の押し広げにより前記第１端が前記超音波プローブをさらに押すことで前記第１部材を本留めする請求項７記載のアダプタ付き超音波プローブ。
9. 前記超音波プローブは、前記取付領域の裏側に、前記超音波プローブへ押された前記第１端を引っかけるための構成を有する請求項７又は８記載のアダプタ付き超音波プローブ。

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