JP7343671B2

JP7343671B2 - 超音波プローブ

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Inventors: 慎介野口
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Description

本発明は、超音波プローブに係り、特に、診断装置本体と無線通信により接続される超音波プローブに関する。

従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信し、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。

近年、例えば、特許文献１に開示されているように、診断装置本体と無線通信をすることにより接続される無線型の超音波プローブが開発されている。
このような無線型の超音波プローブは、振動子アレイから出力された受信信号を無線通信により診断装置本体へ伝送する、あるいは、信号処理のための回路を内蔵し、振動子アレイから出力された受信信号をデジタル処理した上で無線通信により診断装置本体へ伝送する。診断装置本体は、このようにして超音波プローブから無線送信された信号に基づいて、超音波画像を生成し、表示する。

特開２０１５－２１１７２６号公報

一般的に、特許文献１に開示されているような無線型の超音波プローブは、駆動電源としてバッテリを内蔵していることが多い。このようなバッテリは、メンテナンス等の観点から、交換可能に配置されていることが望ましいが、通常、外部から超音波プローブの内部に水が浸入することを防止するために、接着剤を用いることによりハウジングを密封して超音波プローブの内部を密閉することが多く、接着剤を用いて超音波プローブの内部が密閉されると、超音波プローブに内蔵されているバッテリを交換することができないという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであり、バッテリに対する防水性を確保しながらバッテリを交換可能に配置することができる超音波プローブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の超音波プローブは、振動子アレイを有する超音波プローブであって、バッテリ収容部を有するハウジング本体と、ハウジング本体のバッテリ収容部に収容されるバッテリと、バッテリ収容部を覆うようにハウジング本体に着脱自在に装着され且つバッテリ収容部に向かって突出するカバーリブを有するバッテリカバーと、バッテリカバーのカバーリブの側面とハウジング本体との間に配置されるように前記カバーリブと一体成形され且つ弾性変形可能な防水パッキンとを備え、防水パッキンは、カバーリブの側面とハウジング本体との間で弾性圧縮され、ハウジング本体とバッテリカバーとの間からバッテリ収容部に水が浸入することを防止することを特徴とする。

カバーリブは、バッテリ収容部の全周に沿って延びる閉じた形状を有し、防水パッキンは、カバーリブの全周に沿って配置されることが好ましい。
この際に、バッテリ収容部は、バッテリが固定されるバッテリ固定面と、バッテリ固定面からバッテリカバーに向かって突出する側壁を有し、防水パッキンは、カバーリブの側面とバッテリ収容部の側壁の壁面との間で弾性圧縮されることが好ましい。

また、側壁は、バッテリ固定面を囲むようにバッテリ固定面の全周に沿って延びる閉じた形状を有することが好ましい。
この際に、カバーリブは、バッテリ収容部の側壁よりもバッテリ収容部の内側に配置され、防水パッキンは、カバーリブの側面とバッテリ収容部の側壁の内壁面との間で弾性圧縮されることができる。
あるいは、カバーリブは、バッテリ収容部の側壁よりもバッテリ収容部の外側に配置され、防水パッキンは、カバーリブの側面とバッテリ収容部の側壁の外壁面との間で弾性圧縮されることもできる。

また、バッテリは、両面テープによりバッテリ固定面に固定されることができる。
また、バッテリ収容部は、ハウジング本体に形成された凹部であり、バッテリ固定面は、凹部の底部を構成し、バッテリ収容部の側壁は、凹部の側部を構成することが好ましい。

また、防水パッキンは、カバーリブの側面に固定されることができる。
あるいは、防水パッキンは、バッテリ収容部の側壁に固定されることもできる。

また、ハウジング本体は、中心軸に沿って延びる角柱または円柱形状を有し、振動子アレイは、中心軸に沿ったハウジング本体の一端に配置されることができる。
この際に、バッテリカバーは、中心軸に平行に延び且つハウジング本体の側面に配置されることができる。
あるいは、バッテリカバーは、中心軸に沿ったハウジング本体の他端に配置されることもできる。
また、防水パッキンは、シリコンゴムまたはフッ素ゴムにより構成されることが好ましい。

本発明によれば、超音波プローブは、バッテリ収容部を有するハウジング本体と、ハウジング本体のバッテリ収容部に収容されるバッテリと、バッテリ収容部を覆うようにハウジング本体に着脱自在に装着され且つバッテリ収容部に向かって突出するカバーリブを有するバッテリカバーと、バッテリカバーのカバーリブの側面とハウジング本体との間に配置されるように前記カバーリブと一体成形され且つ弾性変形可能な防水パッキンとを備え、防水パッキンは、カバーリブの側面とハウジング本体との間で弾性圧縮され、ハウジング本体とバッテリカバーとの間からバッテリ収容部に水が浸入することを防止するため、バッテリに対する防水性を確保しながらバッテリを交換可能に配置することができる。

本発明の実施の形態１に係る超音波プローブの斜視図である。本発明の実施の形態１に係る超音波プローブの分解図である。本発明の実施の形態１におけるバッテリカバーを裏側から見た斜視図である。本発明の実施の形態１に係る超音波プローブの断面図である。本発明の実施の形態１に係る超音波プローブを備えた超音波診断装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１における受信部の内部構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１の変形例に係る超音波プローブの分解図である。本発明の実施の形態１の他の変形例に係る超音波プローブの断面図である。本発明の実施の形態２に係る超音波プローブの斜視図である。本発明の実施の形態２におけるバッテリカバーを表側から見た斜視図である。本発明の実施の形態２におけるバッテリカバーを裏側から見た斜視図である。本発明の実施の形態２の変形例におけるバッテリカバーの斜視図である。本発明の実施の形態３に係る超音波プローブの斜視図である。本発明の実施の形態３におけるバッテリカバーを裏側から見た斜視図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波プローブ１１を示す。図１に示すように、超音波プローブ１１は、中心軸Ｃを中心として概ね角柱形状のハウジング１２を有しており、ハウジング１２は、ハウジング本体１３と、ハウジング本体１３の側面に取り付けられたバッテリカバー１４とを有している。ハウジング本体１３およびバッテリカバー１４は、例えば、ｍ－ＰＰＥ（Modified Polyphenyleneehter：変性ポリフェニレンエーテル）およびＰＣ／ＡＢＳアロイ（Polycarbonate / Acrylonitrile Butadiene Styrene Alloy：ポリカーボネート／アクリロニトリルブタジエンスチレンアロイ）等の絶縁性の樹脂材料により構成される。

また、図１に示す例において、バッテリカバー１４は、ネジＳによりハウジング本体１３に着脱自在に取り付けられている。また、超音波プローブ１１は、中心軸Ｃに沿ったハウジング本体１３の一端に振動子アレイ１５を有している。
以下では、説明のため、中心軸Ｃに平行で且つ振動子アレイ１５に向かう方向を＋Ｙ方向、Ｙ方向と直交する幅方向をＸ方向、Ｘ方向およびＹ方向と直交する高さ方向をＺ方向と呼ぶ。

超音波プローブ１１は、後述するように、振動子アレイ１５により被検体に対して超音波の送受信をして、被検体の断層を表す超音波画像を撮影するために用いられるものであり、超音波プローブ１１により取得された信号に基づいて超音波画像の生成および表示を行う診断装置本体と、無線通信により接続される。また、後述するように、超音波プローブ１１は、バッテリを内蔵しており、内蔵されているバッテリにより超音波プローブ１１の各回路に電力が供給される。

図２に、超音波プローブ１１の分解図を示す。図２に示すように、ハウジング本体１３の側部に凹部１７が形成されており、ハウジング本体１３は、凹部１７内に、バッテリ１６を収容するバッテリ収容部１８を有している。
ハウジング本体１３の凹部１７には、中心軸Ｃと平行な方向すなわちＹ方向に沿って延びる一対の第１の側部１７Ａと、Ｘ方向に沿って延びる一対の第２の側部１７Ｂが形成されている。さらに、一対の第２の側部１７Ｂのうち、振動子アレイ１５側すなわち＋Ｙ方向側の第２の側部１７Ｂには、バッテリカバー１４の後述する爪部が挿入される一対の挿入孔Ｄが形成されている。これらの一対の挿入孔Ｄに、後述するバッテリカバー１４の爪部が挿入された状態で、バッテリカバー１４がハウジング本体１３に固定される。

ハウジング本体１３のバッテリ収容部１８は、凹部１７の底部を構成し且つバッテリ１６が固定されるバッテリ固定面１８Ａと、バッテリ固定面１８Ａからバッテリカバー１４に向かってすなわち＋Ｚ方向に向かって突出する側壁１８Ｂとを有している。バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂは、バッテリ固定面１８Ａの全周に沿って延びる閉じた板形状を有しており、Ｘ方向に沿って延びる一対の辺と、Ｙ方向に沿って延びる一対の辺の４辺を有している。

図２に示すように、バッテリカバー１４は、Ｘ方向の両端部がそれぞれ－Ｚ方向に湾曲しており、バッテリカバー１４は、ハウジング１２の外面の一部を構成するカバー上面１４Ａと、カバー上面１４Ａとは反対方向を向いたカバー下面１４Ｂとを有している。また、バッテリカバー１４は、カバー下面１４Ｂからバッテリ収容部１８に向かって－Ｚ方向に突出するカバーリブＣＬ１と、カバーリブＣＬ１に固定された防水パッキンＰ１とを有している。防水パッキンＰ１は、弾性変形可能であり、弾性体により構成される。ここで、超音波プローブ１１は、被検体に接触させて使用されるため、一般的に、イソプロピルアルコール、グルタールアルデヒド、次亜塩素酸、エタノール等の薬品により消毒されることが多い。そのため、防水パッキンＰ１は、耐薬品性を有するシリコンゴムおよびフッ素ゴム等により構成されることが好ましい。なお、防水パッキンＰ１は、例えば、いわゆるインサート成形によりカバーリブＣＬ１と一体成形されることができる。また、防水パッキンＰ１は、例えば、接着剤等によりカバーリブＣＬ１に固定されることもできる。

また、バッテリカバー１４には、Ｚ方向に貫通する貫通孔Ｈが形成されている。図示しないが、ハウジング本体１３には、バッテリカバー１４の貫通孔Ｈと対応する位置にネジＳを固定するためのネジ孔が形成されており、ネジＳがバッテリカバー１４の貫通孔Ｈに挿通された状態でハウジング本体１３のネジ孔にねじ込まれることにより、バッテリカバー１４がハウジング本体１３に固定される。

また、バッテリカバー１４のカバーリブＣＬ１は、図３に示すように、Ｘ方向に沿って延びる一対の辺とＹ方向に沿って延びる一対の辺の４辺からなる板形状を有している。すなわち、カバーリブＣＬ１は、カバーリブＣＬ１がハウジング本体１３に取り付けられた際に、バッテリ収容部１８の全周に沿って延びる閉じた板形状を有している。また、カバーリブＣＬ１は、外周面ＰＳ１と内周面ＰＳ２とを有し、外周面ＰＳ１の全周に亘って防水パッキンＰ１が固定されている。また、バッテリカバー１４のカバー下面１４Ｂの＋Ｙ方向端部には、一対の爪部ＣＰが形成されている。一対の爪部ＣＰは、バッテリカバー１４がハウジング本体１３に取り付けられる際に、ハウジング本体１３に形成された一対の挿入孔Ｄに挿入される。

超音波プローブ１１を、バッテリカバー１４を通るようにＸＺ面と平行に切断した断面図を図４に示す。図４に示すように、バッテリカバー１４がハウジング本体１３に取り付けられている状態において、バッテリカバー１４のカバーリブＣＬ１は、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂよりもバッテリ収容部１８の内側に配置されている。

そのため、例えば、図４に示すように、超音波プローブ１１をＸＺ面で切断した断面においては、防水パッキンＰ１は、カバーリブＣＬ１の外周面ＰＳ１と、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂの内壁面ＷＳ１との間で、＋Ｘ方向および－Ｘ方向に力を受けて弾性圧縮される。また、図示しないが、超音波プローブ１１をＹＺ面で切断した断面においては、防水パッキンＰ１は、カバーリブＣＬ１の外周面ＰＳ１と、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂの内壁面ＷＳ１との間で、＋Ｙ方向および－Ｙ方向に力を受けて弾性圧縮される。
これにより、本発明の実施の形態１に係る超音波プローブ１１によれば、防水パッキンＰ１がバッテリ収容部１８の側壁１８Ｂの内壁面ＷＳ１に密着し、ハウジング本体１３とバッテリカバー１４との間から、バッテリ収容部１８に水が浸入することが防止される。

また、ハウジング本体１３に対するバッテリカバー１４の着脱方向すなわちＺ方向に対して、バッテリカバー１４に力が作用すると、バッテリカバー１４がＺ方向に撓んで、バッテリ収容部１８への防水性が低下するおそれがあるが、本発明の実施の形態１に係る超音波プローブ１１においては、カバーリブＣＬ１およびバッテリ収容部１８の側壁１８Ｂが防水パッキンＰ１により受ける力の方向はＸ方向およびＹ方向のみであるため、バッテリカバー１４の撓みを防止することができる。そのため、本発明の実施の形態１に係る超音波プローブ１１によれば、バッテリ収容部１８への防水性をさらに向上することができる。

以上により実施の形態１に係る超音波プローブ１１によれば、ハウジング本体１３に対して着脱自在なバッテリカバー１４に形成されたカバーリブＣＬ１の外周面ＰＳ１に防水パッキンＰ１が固定され、バッテリカバー１４がハウジング本体１３に取り付けられた状態において、防水パッキンＰ１が、カバーリブＣＬ１の外周面ＰＳ１と、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂの内壁面ＷＳ１との間で弾性圧縮されるため、バッテリ１６に対する防水性を確保しながらバッテリ１６を交換可能に配置することができる。

次に、本発明の実施の形態１に係る超音波プローブ１１を備える超音波診断装置１について説明する。図５に、超音波診断装置１の構成を示す。図５に示すように、超音波診断装置１は、本発明の実施の形態１に係る超音波プローブ１１と診断装置本体３１とを備えており、超音波プローブ１１と診断装置本体３１とは、無線通信により接続されている。

超音波プローブ１１は、振動子アレイ１５を備えており、振動子アレイ１５に、送信部２１および受信部２２がそれぞれ接続されている。また、送信部２１および受信部２２に超音波送受信制御部２３が接続されている。受信部２２には、無線通信部２４が接続されており、無線通信部２４に、通信制御部２５が接続されている。また、超音波送受信制御部２３、無線通信部２４および通信制御部２５に、プローブ制御部２６が接続されている。ここで、無線通信部２４とプローブ制御部２６とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。また、超音波プローブ１１は、バッテリ１６を内蔵している。
さらに、送信部２１、受信部２２、超音波送受信制御部２３、通信制御部２５およびプローブ制御部２６により、超音波プローブ側プロセッサ２７が構成されている。

診断装置本体３１は、無線通信部３２を備えており、無線通信部３２に、信号処理部３３、画像処理部３４、表示制御部３５および表示部３６が順次接続されている。また、無線通信部３２に、通信制御部３７が接続されており、無線通信部３２、通信制御部３７および表示制御部３５に、本体制御部３８が接続されている。また、本体制御部３８に、操作部３９および格納部４０が接続されている。ここで、無線通信部３２と本体制御部３８、本体制御部３８と格納部４０とは、それぞれ、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。

さらに、信号処理部３３、画像処理部３４、表示制御部３５、通信制御部３７および本体制御部３８により、診断装置本体側プロセッサ４１が構成されている。
また、超音波プローブ１１の無線通信部２４と診断装置本体３１の無線通信部３２とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されており、これにより、超音波プローブ１１と診断装置本体３１とが無線通信により接続される。

図５に示す超音波プローブ１１の振動子アレイ１５は、１次元または２次元に配列された複数の振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部２１から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ－ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛－チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。

超音波プローブ側プロセッサ２７の超音波送受信制御部２３は、送信部２１および受信部２２を制御することにより、プローブ制御部２６からの指示に基づいて、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信を行う。

超音波プローブ側プロセッサ２７の送信部２１は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、超音波送受信制御部２３からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ１５の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するように、それぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ１５の複数の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。

送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波プローブ１１の振動子アレイ１５に向かって伝搬する。このように振動子アレイ１５に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ１５を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ１５を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を受信部２２に出力する。

超音波プローブ側プロセッサ２７の受信部２２は、超音波送受信制御部２３からの制御信号に従って、振動子アレイ１５から出力される受信信号の処理を行う。図６に示すように、受信部２２は、増幅部２８、ＡＤ（Analog Digital）変換部２９およびビームフォーマ３０が直列接続された構成を有している。増幅部２８は、振動子アレイ１５を構成するそれぞれの振動子から入力された受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡＤ変換部２９に送信する。ＡＤ変換部２９は、増幅部２８から送信された受信信号をデジタル化されたデータに変換し、これらのデータをビームフォーマ３０に送出する。ビームフォーマ３０は、超音波送受信制御部２３からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づき、設定された音速に従う各データにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が一定の走査線上に絞り込まれた音線信号が生成される。このようにして生成された音線信号は、超音波プローブ１１の無線通信部２４に送出される。

超音波プローブ１１の無線通信部２４は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、診断装置本体３１の無線通信部３２と無線通信を行う。この際に、無線通信部２４は、受信部２２から送出された音線信号に基づいてキャリアを変調して伝送信号を生成し、生成された伝送信号を、診断装置本体３１の無線通信部３２に無線送信する。キャリアの変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅偏移変調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation：１６直角位相振幅変調）等が用いられる。

超音波プローブ側プロセッサ２７の通信制御部２５は、プローブ制御部２６により設定された送信電波強度で音線信号の伝送が行われるように超音波プローブ１１の無線通信部２４を制御する。
超音波プローブ側プロセッサ２７のプローブ制御部２６は、予め記憶しているプログラム等に基づいて、超音波プローブ１１の各部の制御を行う。
超音波プローブ１１のバッテリ１６は、超音波プローブ１１に内蔵されており、超音波プローブ１１の各回路に電力を供給する。

診断装置本体３１の無線通信部３２は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、超音波プローブ１１の無線通信部２４と無線通信を行う。この際に、診断装置本体３１の無線通信部３２は、例えば、超音波プローブ１１の無線通信部２４から無線送信された伝送信号を、アンテナを介して受信し、受信した伝送信号を復調することにより音線信号を出力する。診断装置本体３１の無線通信部３２は、このようにして出力された音線信号を、信号処理部３３に送出する。

診断装置本体側プロセッサ４１の信号処理部３３は、無線通信部３２により送出された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織に関する断層画像情報である信号を生成する。

診断装置本体側プロセッサ４１の画像処理部３４は、信号処理部３３により生成された信号を、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換し、このようにして生成された画像信号に対して、明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施すことにより超音波画像信号を生成する。また、画像処理部３４は、このようにして生成された超音波画像信号を表示制御部３５に送出する。

診断装置本体側プロセッサ４１の表示制御部３５は、本体制御部３８の制御の下、画像処理部３４により生成された超音波画像信号に所定の処理を施して、表示部３６に超音波画像を表示させる。
診断装置本体３１の表示部３６は、表示制御部３５の制御の下、画像を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display）等のディスプレイ装置を含む。

診断装置本体側プロセッサ４１の通信制御部３７は、超音波プローブ１１の無線通信部２４からの伝送信号の受信が行われるように、診断装置本体３１の無線通信部３２を制御する。
診断装置本体側プロセッサ４１の本体制御部３８は、格納部４０等に予め記憶されているプログラムおよび操作部３９を介したユーザの操作に基づいて、診断装置本体３１の各部の制御を行う。
診断装置本体３１の操作部３９は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。

診断装置本体３の格納部４０は、診断装置本体３１の動作プログラム等を格納するものであり、格納部４０として、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。

ここで、超音波プローブ１１において、送信部２１、受信部２２、超音波送受信制御部２３、通信制御部２５およびプローブ制御部２６を有する超音波プローブ側プロセッサ２７と、信号処理部３３、画像処理部３４、表示制御部３５、通信制御部３７および本体制御部３８を有する診断装置本体側プロセッサ４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。

また、超音波プローブ側プロセッサ２７の送信部２１、受信部２２、超音波送受信制御部２３、通信制御部２５およびプローブ制御部２６を部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵに統合させて構成させることもできる。また、診断装置本体側プロセッサ４１の信号処理部３３、画像処理部３４、表示制御部３５、通信制御部３７および本体制御部３８を部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成することもできる。

なお、実施の形態１では、図１に示すように、ハウジング１２およびハウジング本体１３は、概ね角柱形状を有しているが、ハウジング１２およびハウジング本体１３の形状は、特に限定されない。例えば、ハウジング１２およびハウジング本体１３は、円柱形状を有することもできる。

また、実施の形態１では、図２に示すように、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂは、Ｘ方向に沿って延びる一対の辺とＹ方向に沿って延びる一対の辺の４辺により構成され、バッテリ固定面１８Ａを矩形状に囲む閉じた形状を有しているが、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂの形状は、特に限定されない。例えば、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂは、バッテリ固定面１８Ａを円形状に囲む閉じた形状、多角形状に囲む閉じた形状、その他の任意の形状で囲む閉じた形状を有することができる。また、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂは、バッテリ固定面１８Ａを連続的に囲むような形状を有していなくてもよい。しかしながら、防水性を向上させるためには、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂは、バッテリ固定面１８Ａを連続的に囲む閉じた形状を有していることが好ましい。

また、バッテリカバー１４のカバーリブＣＬ１についても、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂと同様に、任意の形状を有することができるが、防水パッキンＰ１を、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂの内壁面ＷＳ１に密着させるために、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂに沿った形状を有することが好ましい。

また、実施の形態１では、防水パッキンＰ１は、バッテリカバー１４のカバーリブＣＬ１に固定されているが、ハウジング本体１３のバッテリ収容部１８の側壁１８Ｂに固定されることもできる。例えば、図７に示すように、防水パッキンＰ１は、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂの内壁面ＷＳ１に固定される。カバーリブＣＬ１がハウジング本体１３に取り付けられた状態において、防水パッキンＰ１は、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂの内壁面ＷＳ１とカバーリブＣＬ１の外周面ＰＳ１との間で弾性圧縮され、カバーリブＣＬ１の外周面ＰＳ１と密着する。この場合にも、防水パッキンＰ１がカバーリブＣＬ１に固定されている場合と同様に、バッテリ１６に対する防水性を確保しながらバッテリ１６を交換可能に配置することができる。

また、実施の形態１では、図４に示すように、バッテリカバー１４のカバーリブＣＬ１は、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂよりも、バッテリ収容部１８の内側に配置されているが、バッテリ収容部１８の外側に配置されることもできる。例えば、図８に示すように、バッテリカバー４４のカバーリブＣＬ２は、ハウジング本体４３のバッテリ収容部４８の側壁４８Ｂよりも、バッテリ収容部４８の外側に配置されており、防水パッキンＰ２は、カバーリブＣＬ２の内周面ＰＳ２に固定されている。そのため、防水パッキンＰ２は、カバーリブＣＬ２の内周面ＰＳ２とバッテリ収容部４８の側壁４８Ｂの外壁面ＷＳ２との間で弾性圧縮され、バッテリ収容部４８の側壁４８Ｂの外壁面ＷＳ２と密着する。この場合にも、図４に示すように、バッテリカバー１４のカバーリブＣＬ１が、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂよりも、バッテリ収容部１８の内側に配置されている場合と同様に、バッテリ１６に対する防水性を確保しながらバッテリ１６を交換可能に配置することができる。

また、実施の形態１では、バッテリ１６は、両面テープＴによりバッテリ収容部１８のバッテリ固定面１８Ａに固定されているが、バッテリ１６が着脱自在であれば、バッテリ１６の固定方法は、特に限定されない。例えば、図示しないが、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂにバッテリ１６を固定するための押さえ部を形成する等により、バッテリ収容部１８に、バッテリ１６を機械的に固定する機構を設けることができる。また、例えば、バッテリ１６とバッテリカバー１４との間に緩衝材を配置することにより、バッテリ１６をバッテリ収容部１８内に固定することもできる。

また、実施の形態１では、バッテリ収容部１８は、バッテリ固定面１８Ａから突出する側壁１８Ｂを有しており、防水パッキンＰ１がバッテリカバー１４のカバーリブＣＬ１とバッテリ収容部１８の側壁１８Ｂとの間で弾性圧縮されることにより、バッテリ収容部１８への水の浸入が防止されているが、例えば、板状の側壁１８Ｂを設ける代わりに、ハウジング本体１３の凹部１７の一対の第１の側部１７Ａおよび一対の第２の側部１７Ｂをバッテリ収容部１８の側壁として使用することもできる。すなわち、この場合には、バッテリ収容部１８は、ハウジング本体１３に形成された凹部１７であり、バッテリ収容部１８の側壁１８Ｂは、凹部１７の第１の側部１７Ａおよび第２の側部１７Ｂを構成する。
この場合に、防水パッキンＰ１は、バッテリカバー１４のカバーリブＣＬ１と第１の側部１７Ａとの間、カバーリブＣＬ１と第２の側部１７Ｂとの間で、それぞれ弾性圧縮されることにより、バッテリ収容部１８への水の浸入を防止することができる。

実施の形態２
実施の形態１において、バッテリカバー１４は、ハウジング本体１３の側面に取り付けられるが、例えば、ハウジング本体１３の－Ｙ方向端部に取り付けられることもできる。
図９に、本発明の実施の形態２に係る超音波プローブ５１を示す。図９に示すように、超音波プローブ５１は、中心軸Ｃを中心として概ね角柱形状のハウジング５２と、ハウジング５２の＋Ｙ方向端部に配置された振動子アレイ１５を有している。ハウジング５２は、ハウジング本体５３と、ハウジング本体５３の－Ｙ方向端部に着脱自在に取り付けられたバッテリカバー５４とを有している。また、図示しないが、ハウジング本体５３は、バッテリ１６を収容するバッテリ収容部を有しており、バッテリカバー５４は、バッテリ収容部を覆うようにハウジング本体５３に取り付けられる。

また、バッテリカバー５４は、ハウジング本体５３の－Ｙ方向端部の一部を構成するカバー上面５４Ａに、スライドボタンＳＢを有しており、スライドボタンＳＢが操作されることにより、バッテリカバー５４の固定およびバッテリカバー５４の固定の解除がなされる。例えば、図９に示すようにスライドボタンＳＢを＋Ｘ方向にスライドさせることにより、バッテリカバー５４をハウジング本体５３に固定し、スライドボタンＳＢを－Ｘ方向にスライドさせることにより、バッテリカバー５４がハウジング本体５３に固定されている状態を解除し、ハウジング本体５３からバッテリカバー５４を取り外すことができる。

図１０に示すように、バッテリカバー５４は、＋Ｙ方向に突出したカバーリブＣＬ２と、カバーリブＣＬ２に取り付けられた防水パッキンＰ２を有している。また、バッテリカバー５４は、図１１に示すように、カバー上面５４Ａとは反対方向を向いたカバー下面５４Ｂを有しており、カバーリブＣＬ２は、カバー下面５４Ｂから＋Ｙ方向に突出している。また、カバーリブＣＬ２は、Ｘ方向に延びる一対の辺とＺ方向に延びる一対の辺の４つの辺からなる閉じた板形状を有しており、カバーリブＣＬ２の外周面ＰＳ３の全周に亘って防水パッキンＰ２が固定されている。

図示しないが、バッテリカバー５４がハウジング本体５３に取り付けられた状態において、防水パッキンＰ２は、カバーリブＣＬ２の外周面ＰＳ３とバッテリ収容部の側壁部との間で弾性圧縮されることにより、カバーリブＣＬ２の外周面ＰＳ３とバッテリ収容部の側壁部とに密着する。そのため、ハウジング本体５３とバッテリカバー５４との間からバッテリ収容部に水が浸入することが防止される。

以上から、実施の形態２に係る超音波プローブ５１によれば、バッテリカバー５４がハウジング本体５３の－Ｙ方向端部に取り付けられる場合でも、実施の形態１の超音波プローブ１１と同様に、バッテリ１６に対する防水性を確保しながらバッテリ１６を交換可能に配置することができる。

なお、実施の形態２におけるハウジング本体５３にバッテリカバー５４を取り付ける代わりに、図１２に示すバッテリカバー５５をハウジング本体５３に取り付けることもできる。バッテリカバー５５は、図９～図１１に示すバッテリカバー５４において、バッテリ１６を配置するためのバッテリ保持部ＢＨを備えたものである。図１２に示すように、バッテリ保持部ＢＨにバッテリ１６を配置した状態で、ハウジング本体５３へのバッテリカバー５５の取り付けと取り外しを行うことにより、超音波プローブ５１へのバッテリ１６の着脱をより容易に行うことができる。

実施の形態３
図１３に、実施の形態３に係る超音波プローブ６１を示す。図１３に示すように、超音波プローブ６１は、中心軸Ｃ１を中心として概ね角柱形状のハウジング６２と、ハウジング６２の＋Ｙ方向端部に配置された振動子アレイ１５を有している。ハウジング６２は、ハウジング本体６３と、ハウジング本体６３に着脱自在に取り付けられたバッテリカバー６４とを有している。また、図示しないが、ハウジング本体６３は、バッテリ１６を収容するバッテリ収容部を有しており、バッテリカバー６４は、バッテリ収容部を覆うようにハウジング本体６３に取り付けられる。また、バッテリカバー６４は、Ｌ字形状を有し、ＸＺ面に平行で且つハウジング６２の－Ｙ方向端部の一部を構成する第１カバー上面６４Ａと、ＸＹ面に平行で且つハウジング６２の側面の一部を構成する第２カバー上面６４Ｂとを有している。

また、バッテリカバー６４は、図１４に示すように、ＸＺ面に平行で且つ第１カバー上面６４Ａとは反対方向を向いた第１カバー下面６４Ｃと、ＸＹ面に平行で且つ第２カバー上面６４Ｂとは反対方向を向いた第２カバー下面６４Ｄを有している。さらに、バッテリカバー６４は、第１カバー下面６４Ｃおよび第２カバー下面６４Ｄから、それぞれ、＋Ｙ方向および－Ｚ方向に垂直に突出するカバーリブＣＬ３と、カバーリブＣＬ３に固定された防水パッキンＰ３とを有している。

カバーリブＣＬ３は、図１４に示すように、ＸＺ面に平行な第１板部Ｂ１と、ＹＺ面に平行で且つ第１カバー下面６４Ｃおよび第２カバー下面６４Ｄに沿ってＺ方向およびＹ方向に沿って延びる、いわゆるＬ字形状の一対の第２板部Ｂ２と、ＸＹ面に平行な第３板部Ｂ３とが互いに連結してなる閉じた板形状を有している。また、カバーリブＣＬ３の外周面ＰＳ４の全周に亘って防水パッキンＰ３が固定されている。

図示しないが、バッテリカバー６４がハウジング本体６３に取り付けられた状態において、防水パッキンＰ３は、カバーリブＣＬ３の外周面ＰＳ４とハウジング本体６３のバッテリ収容部の側壁部との間で弾性圧縮されることにより、カバーリブＣＬ３の外周面ＰＳ４とバッテリ収容部の側壁部とに密着する。そのため、ハウジング本体６３とバッテリカバー６４との間からバッテリ収容部に水が浸入することが防止される。

以上から、実施の形態３に係る超音波プローブ６１によれば、バッテリカバー６４がいわゆるＬ字形状を有している場合でも、実施の形態１の超音波プローブ１１と同様に、バッテリ１６に対する防水性を確保しながらバッテリ１６を交換可能に配置することができる。

１超音波診断装置、１１，５１，６１超音波プローブ、１２，５２，６２ハウジング、１３，４３，５３，６３ハウジング本体、１４，４４，５４，５５，６４バッテリカバー、１４Ａ，５４Ａカバー上面、１４Ｂ，５４Ｂカバー下面、１６バッテリ、１７凹部、１７Ａ第１の側部、１７Ｂ第２の側部、１８、４８バッテリ収容部、１８Ａバッテリ固定面、１８Ｂ，４８Ｂ側壁、１５振動子アレイ、１６バッテリ、２１送信部、２２受信部、２３超音波送受信制御部、２４，３２無線通信部、２５，３７通信制御部、２６プローブ制御部、２７超音波プローブ側プロセッサ、２８増幅部、２９ＡＤ変換部、３０ビームフォーマ、３３信号処理部、３４画像処理部、３５表示制御部、３６表示部、３８本体制御部、３９操作部、４０格納部、４１診断装置本体側プロセッサ、６４Ａ第１カバー上面、６４Ｂ第２カバー上面、６４Ｃ第１カバー下面、６４Ｄ第２カバー下面、Ｂ１第１板部、Ｂ２第２板部、Ｂ３第３板部、Ｃ中心軸、ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３カバーリブ、ＣＰ爪部、Ｄ挿入孔、Ｈ貫通孔、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３防水パッキン、ＰＳ１，ＰＳ３，ＰＳ４外周面、ＰＳ２内周面、Ｓネジ、ＳＢスライドボタン、Ｔ両面テープ、ＢＨバッテリ保持部、ＷＳ１内壁面、ＷＳ２外壁面。

Claims

振動子アレイを有する超音波プローブであって、
凹部が形成され且つ前記凹部内にバッテリ収容部を有するハウジング本体と、
前記ハウジング本体の前記バッテリ収容部に収容されるバッテリと、
前記バッテリ収容部を覆うように前記ハウジング本体に着脱自在に装着され且つ前記バッテリ収容部に向かって突出するカバーリブを有するバッテリカバーと、
前記バッテリカバーの前記カバーリブの側面と前記ハウジング本体との間に配置される弾性変形可能な防水パッキンと
を備え、
前記バッテリ収容部は、前記バッテリが固定されるバッテリ固定面と、前記バッテリ固定面から前記バッテリカバーに向かって突出する側壁を有し、
前記凹部の側部と前記側壁との間に空隙部が形成され、
前記防水パッキンは、前記カバーリブの前記側面と前記バッテリ収容部の前記側壁との間で弾性圧縮され、前記ハウジング本体と前記バッテリカバーとの間から前記バッテリ収容部に水が浸入することを防止する超音波プローブ。
前記カバーリブは、前記バッテリ収容部の全周に沿って延びる閉じた形状を有し、
前記防水パッキンは、前記カバーリブの全周に沿って配置される請求項１に記載の超音波プローブ。
前記カバーリブは、前記バッテリ収容部の前記側壁よりも前記バッテリ収容部の内側に配置され、
前記防水パッキンは、前記カバーリブの前記側面と前記バッテリ収容部の前記側壁の内壁面との間で弾性圧縮される請求項１または２に記載の超音波プローブ。
前記カバーリブは、前記バッテリ収容部の前記側壁よりも前記バッテリ収容部の外側に配置され、
前記防水パッキンは、前記カバーリブの前記側面と前記バッテリ収容部の前記側壁の外壁面との間で弾性圧縮される請求項１または２に記載の超音波プローブ。
前記バッテリは、両面テープにより前記バッテリ固定面に固定される請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
前記防水パッキンは、前記カバーリブの前記側面に固定される請求項１～５のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
前記防水パッキンは、前記バッテリ収容部の前記側壁に固定される請求項１～５のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
前記ハウジング本体は、中心軸に沿って延びる角柱または円柱形状を有し、
前記振動子アレイは、前記中心軸に沿った前記ハウジング本体の一端に配置される請求項１～７のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
前記バッテリカバーは、前記中心軸に平行に延び且つ前記ハウジング本体の側面に配置される請求項８に記載の超音波プローブ。
前記バッテリカバーは、前記中心軸に沿った前記ハウジング本体の他端に配置される請求項８に記載の超音波プローブ。
前記防水パッキンは、シリコンゴムまたはフッ素ゴムにより構成される請求項１～１０のいずれか一項に記載の超音波プローブ。