JP7478119B2 - プローブホルダ - Google Patents

Description

本開示はプローブホルダに関し、特に、プローブホルダの構造に関する。

超音波診断装置は、通常、プローブホルダユニットを備える。プローブホルダユニットは複数のプローブホルダの連結体であり、個々のプローブホルダによりプローブが保持される。具体的には、プローブは、プローブヘッド、ケーブル及びコネクタにより構成される。コネクタが超音波診断装置本体に対して着脱可能に接続される。プローブの使用後に、プローブヘッドが上向き姿勢とされ、その状態においてプローブヘッドがプローブユニットの収容空間に落とし込まれる。これにより、プローブヘッドがプローブホルダに保持される。

特許文献１には、上向き姿勢にあるプローブヘッドのグリップ部分（中間部分）を保持する複数の膨らみを備えたプローブホルダが開示されている。特許文献１には、プローブヘッドの上向き姿勢を維持するためにプローブヘッドから出るケーブルに対して作用を及ぼす構造は認められない。なお、特許文献２には、蓄光性材料を有する塗膜を備える超音波プローブが開示されている。

特開２０１５－１３６４６４号公報 特開２００５－１６８８８５号公報

様々な大きさや形状を有するプローブヘッドが存在する。そのような多様性あるプローブヘッドを安定的に保持するために、プローブホルダに複雑な構造を設けると、コストの増大という問題が生じる。

本開示の目的は、比較的に簡易な構成で様々なプローブを安定的に保持できるプローブホルダを提供することにある。

本開示に係るプローブホルダは、上向き姿勢にあるプローブヘッドの後端部を支持する支持面を有するホルダ本体と、前記ホルダ本体の下側に設けられ、前記支持面に前記後端部が支持された状態において前記上向き姿勢が維持されるように前記後端部に連なるケーブル端部を保持する保持部と、を含むことを特徴とする。

本開示によれば、比較的に簡易な構成で様々なプローブを安定的に保持できる。

実施形態に係る超音波診断装置を示す図である。 プローブホルダユニットの斜視図である。 プローブホルダの斜視図である。 プローブホルダの正面図である。 プローブホルダの上面図である。 保持状態を示す断面図である。 変形例に係るプローブホルダの斜視図である。 変形例に係るプローブホルダの正面図である。 変形例に係るプローブホルダの断面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

（１）実施形態の概要
実施形態に係るプローブホルダは、ホルダ本体、及び、保持部を有する。ホルダ本体は、上向き姿勢にあるプローブヘッドの後端部を支持する支持面を有する。保持部は、ホルダ本体の下側に設けられ、支持面に後端部が支持された状態において上向き姿勢が維持されるように後端部に連なるケーブル端部を保持する。

上記構成によれば、支持面がプローブヘッド等の荷重を受ける。プローブヘッドの後端部に連なるケーブル端部が保持部によって保持される。これによりプローブヘッドの上向き姿勢が維持される。一般に、プローブヘッドの形状には多様性が認められ、プローブヘッドのサイズにも多様性が認められる。これに対し、プローブ端部の形状及びサイズにはそこまでの多様性は認められない。よって、プローブヘッドから伸びるケーブル端部を保持すれば、比較的に簡易な構成で、プローブヘッドのサイズや形態にかかわらずプローブを安定的に保持できる。

一般に、ケーブル端部には、プローブヘッドの後端部に結合された一定の剛性を有する保護部材が含まれる。実施形態においては、そのような保護部材が保持部によって保持される。ケーブル端部の保持状態において、プローブヘッドがある方向へ傾斜運動しようとした場合、ケーブル端部は逆方向へ傾斜運動しようとする。その際、保持部が、ケーブル端部に対して、プローブヘッドの起立状態（垂直姿勢）を復元させる抵抗力を及ぼす。

通常のプローブホルダは、プローブヘッドを取り囲む構造物を有するが、上記構成においては、そのような構造物を設けなくてもプローブを保持し得る。一方、プローブヘッドの物理的なガード、万が一の傾斜運動時の運動制限、視覚的な安心感、等のためにプローブヘッドを取り囲む構造物を設けてもよい。

実施形態において、ケーブル端部は、ケーブル本体を囲むケーブルブーツを含む。保持部はケーブルブーツを保持する。ケーブルブーツは保護部材であり、それはケーブル端部の剛性を高める作用を発揮する。ケーブルブーツは通常、プローブヘッドに直接的に結合される。そのようなケーブルブーツをその外側から保持すれば、プローブヘッドに対して十分な姿勢保持力を及ぼせる。

実施形態において、保持部は、ホルダ本体から下方に突出した囲み壁と、囲み壁の内面から突出し、ケーブル端部の外面へ弾性的に接触する複数の膨らみと、を含む。複数の弾性的な膨らみを設ければ、ケーブル端部のサイズや形態が多少変化しても、良好な保持状態を形成できる。３個以上の膨らみを設ければ、ケーブル端部の中心軸を保持部の中心軸に定位させることが容易となる。

実施形態において、ホルダ本体は、上下方向に沿ったスリットであってケーブルの通過を許容する上側スリットを含む。囲み壁は、上側スリットに連なる上下方向に沿ったスリットであってケーブルの通過を許容する下側スリットを含む。実施形態において、囲み壁は、下側スリットを規定する２つのエッジを有する。各膨らみは、上下方向へ伸長し且つ保持部の中心軸の方へ突出したリブである。複数の膨らみとしての複数のリブには、２つのエッジ付近に設けられた２つのリブが含まれる。この構成によれば、ケーブルが保持部から自然に抜け出てしまうことを効果的に防止できる。各リブの突出量や弾性力の調整により、保持部の保持力を調整し得る。

実施形態において、ホルダ本体は、中空のケースと、支持面を有し、ケースの内面を覆うインナーカバーと、を含む。この構成によれば、ケースとプローブヘッドとの直接的な接触を回避して、プローブヘッドを保護できる。実施形態においては、インナーカバーと保持部とが一体化されて弾性構造体が構成されている。この構成によれば、部品点数を削減してコスト低減を図れる。

実施形態において、弾性構造体は蓄光材料を含む。超音波検査時においては、超音波画像の観察の便宜から、通常、検査室内が暗くされる。弾性構造体が自発光すれば、プローブホルダの位置や形態が目立つので、プローブホルダからのプローブヘッドの取り出しが容易となり、また、プローブホルダへのプローブヘッドの装着が容易となる。

実施形態において、ホルダ本体及び保持部の少なくとも一方における一部分が蓄光材料を含む。接続端部を保持する構造を備えていないプローブホルダの一部又は全部が蓄光材料を含む材料で構成されてもよい。例えば、蓄光材料を含む塗膜が形成されてもよいし、蓄光材料が添加された材料で部品が製作されてもよい。

（２）実施形態の詳細
図１には、実施形態に係る超音波診断装置１０が示されている。超音波診断装置１０は、医療機関において使用され、生体（被検者）への超音波の送受波により得られた受信データに基づいて超音波画像を形成する医用装置である。なお、図１において、ｘ方向は左右方向であり、ｙ方向は奥行方向（前後方向）であり、ｚ方向は垂直方向（上下方向）である。

超音波診断装置１０は、例えば、カート式の超音波診断装置である。超音波診断装置１０は、図示されていない装置本体１２を有する。装置本体１２は箱状の形態を有し、その下部には複数のキャスタが設けられている。装置本体１２は、図示されていない支持機構を介して、操作パネル１４を支持している。操作パネル１４は入力デバイスであり、それは複数のボタン、複数の摘み、トラックボール、キーボード等を有する。

操作パネル１４の奥側にはディスプレイ１６が設けられている。操作パネル１４によりアーム機構を介してディスプレイ１６が支持されてもよい。ディスプレイ１６は、有機ＥＬ表示器、ＬＣＤ等により構成される。ディスプレイ１６には超音波画像が表示される。操作パネル１４の前側にはハンドルが設けられている。

操作パネル１４の右側にはプローブホルダユニット１８が設けられている。操作パネル１４の左側にプローブホルダユニットが設けられてもよい。プローブホルダユニット１８は、複数のプローブホルダ２０Ａ～２０Ｄを有する。プローブホルダ２０Ａ～２０Ｄにより任意数のプローブが保持される。

各プローブは、プローブヘッド２２Ａ～２２Ｃ、ケーブル及びコネクタにより構成される。プローブヘッド２２Ａ～２２Ｃ内には、複数の振動素子からなる振動素子アレイが設けられている。振動素子アレイにより超音波ビームが形成され、超音波ビームが電子走査される。電子走査方式として、電子リニア走査方式、電子セクタ走査方式等が知られている。走査方式や用途の違いを反映して、様々な形態及び様々なサイズを有するプローブヘッド２２Ａ～２２Ｃが提供されている。その一方、各プローブヘッド２２Ａ～２２Ｃから引き出されているケーブルの形態やサイズは概ね等しい。各ケーブルの端部（接続端部）がプローブヘッド２２Ａ～２２Ｃの後端部に連結されている。プローブホルダユニット１８が単一のプローブホルダにより構成されてもよい。プローブホルダユニット１８にゼリーウォーマー等の設備が設けられてもよい。

図２は、プローブホルダユニット１８の拡大斜視図である。プローブホルダユニット１８は、フレーム２４及び４つのプローブホルダ２０Ａ～２０Ｄを含む。フレーム２４は例えばアルミニウム等により構成される。プローブホルダ２０Ａ～２０Ｄのケース（外壁）は例えば硬質の樹脂で構成される。フレーム２４とプローブホルダ２０Ａ～２０Ｄが一体化されてもよい。４つのプローブホルダ２０Ａ～２０Ｄは奥行方向に並んでいる。各プローブホルダ２０Ａ～２０Ｄは同じ形態を有している。

各プローブホルダ２０Ａ～２０Ｄの手前側に、溝２６を介してアーム２８が設けられている。各アーム２８はフレーム２４の一部を構成している。各アーム２８にはケーブルフック３０が形成されている。溝２６はケーブルが差し込まれる通路として機能する。

図３は、プローブホルダ２０の斜視図である。プローブホルダ２０は、ホルダ本体３１及び保持部３８により構成される。保持部３８は、ホルダ本体３１の下側に設けられ、下方へ突出した形態を有する。

ホルダ本体３１は、ケース３２とインナーカバー部３６とにより構成される。ケース３２は中空の容器又はカップであり、その内面の全体がインナーカバー部３６により覆われている。インナーカバー部３６と保持部３８は一体化されて単一の弾性構造体３４が構成されている。見方を変えると、プローブホルダ２０は、ケース３２と弾性構造体３４とにより構成される。ケース３２は、弾性構造体３４よりも硬質の材料、具体的には硬質樹脂によって構成される。ホルダ本体３１は、後述するように、上向き姿勢を有するプローブヘッドの後端部を支持する支持面を有する。支持面は台座面である。

保持部３８は、プローブヘッドの後端部に連なるケーブル端部（接続端部）を保持するケーブル保持部である。保持部３８は、囲み壁３９及びリブ列４０により構成される。囲み壁３９は、概ね円筒状の形態（Ｃ字形の水平断面）を有し、その内面にリブ列４０が設けられている。リブ列４０は、図示の構成例では、４つのリブからなる。各リブは囲み壁３９の内面から保持部３８の中心軸へ向かって突出している。

実施形態においては、弾性構造体３４は、シリコーンゴム等の弾性材料により構成されている。弾性材料には蓄光材料が添加されている。あるいは、弾性構造体３４の表面に蓄光材料が塗布されている。蓄光材料として様々な材料が知られている。例えば、ＳｒＡｌ_２０_４系の蓄光材料、ＺｎＳ系の蓄光材料、等が知られている。弾性構造体３４に蓄光材料を含有させておくと、検査室が暗くなった状態において弾性構造体３４が自発光する。これにより、プローブホルダ２０へのプローブの差し込みやプローブホルダ２０からのプローブの取り出しが容易となる。特に、プローブホルダ２０に形成されたスリットに対するケーブルの抜き差しが容易となる。発光材料の選択により、任意の発光色を選択し得る。

図４は、プローブホルダの正面図である。ケース３２はカップ状の形態を有し、それは底壁４６を有する。底壁４６の中央部には、保持部３８の下方への突出を許容する開口が形成されている。ケース３２は円筒状のケース本体４２を有し、その上部は肉厚部を構成している。符号５０は肉厚部の上面を示している。ケース３２は上下方向に沿ったスリット４８を有する。

弾性構造体３４は、インナーカバー部３６及び保持部３８により構成される。インナーカバー部３６は、ケース３２の内面それ全体を覆っている。インナーカバー部３６は、筒状部５７を有し、その上端には水平方向に広がった鍔部５４が設けられている。鍔部５４はケース３２における環状の上面５０を部分的に覆っている。符号４４はケース３２の内部空間を示しており、符号４５はインナーカバー部３６の内部空間を示している。

インナーカバー部３６は底壁５８を有し、底壁５８の中央部にはケーブルを通過させる開口が形成されている。インナーカバー部３６は、上下方向に沿って形成されたスリット５２を有する。ケース３２に形成されたスリット４８及びインナーカバー部３６に形成されたスリット５２により上側スリットが構成される。それはケーブルの通過路として機能する。ケース３２において、スリット４８の上側には、一対の斜面５０Ａが形成されている。インナーカバー部３６において、スリット５２の上側には、一対の斜面５０Ａに沿って形成された一対の斜面５４Ａが形成されている。

保持部３８において、囲み壁３９は、その上部からその下部にかけて徐々に細くなった先細形態を有する。囲み壁３９の外面３９Ａは円錐面である。囲み壁３９には上下方向に沿ったスリット５６が形成されている。それは上側スリットに連なる下側スリットとして機能する。囲み壁３９の内部は、上下方向に貫通したケーブル保持空間である。

図５は、プローブホルダの上面図である。ケース内面３２Ａそれ全体がインナーカバー部３６によって覆われている。インナーカバー部３６は、筒状部及び底壁を有する。底壁の上面が支持面５８Ａとして機能する。支持面５８Ａにより、上向き姿勢にあるプローブヘッドの後端部が支持される。上記のように、スリット４８及びスリット５２により上側スリットが構成されている。

保持部における囲み壁の内面３９Ｂには上記のようにリブ列４０が形成されている。リブ列４０は、４つのリブ４０ａ～４０ｄにより構成される。その内で、リブ４０ａ及びリブ４０ｄは、保持部におけるスリット５６を規定する２つのエッジの付近に形成されている。４つのリブ４０ａ～４０ｄの先端部分がケーブル６０の外面（具体的にはケーブルブーツの外面）に弾性的に当接する。４つのリブ４０ａ～４０ｄにより、ケーブル６０の中心軸が保持部の中心軸に合わせられつつ、ケーブル６０が保持される。

起立姿勢にあるプローブヘッドの後端部が支持面５８Ａによって支持されている状態において、プローブヘッドがある方向に傾斜運動しようとした場合、その方向とは逆の方向へケーブル端部が傾斜運動しようとする。その傾斜運動に対する抵抗力が保持部からケーブル端部へ及ぶ。これにより、プローブヘッドの垂直姿勢が維持される。基本的に、いずれのプローブヘッドがホルダ本体に収容されても、プローブヘッドは、その下端面を除いて、ホルダ本体に対して非接触となる。ホルダ本体は、基本的に、プローブヘッドを保持する作用を発揮しない。

実施形態においては、プローブホルダに対してプローブをセットする際に、上側スリット及び下側スリットがケーブル通過路として機能する。下側スリットを規定する２のエッジ付近に２つのリブ４０ａ，４０ｄが形成されているため、下側スリットからのケーブルの脱落が防止されている。各リブ４０ａ～４０ｄは、中実の膨らみであるが、それを中空の膨らみとして構成してもよい。リブ列４０を３つのリブで構成してもよく、それを５つ以上のリブで構成してもよい。ケーブル６０のサイズに応じて各リブ４０ａ～４０ｄが適度に潰れる。リブ列４０は、サイズや形態が異なる様々なケーブルを安定的に保持し得るものである。

例えば、囲み壁の内面３９Ｂからの各リブ４０ａ～４０ｄの突出量は、各リブの下部において１．２ｍｍであり、各リブの上部において４ｍｍである。例えば、あるプローブにおいて、ケーブル端部の外径は９～１５ｍｍにわたって変化する。プローブ種類が異なる場合、その変化の範囲が更に変化する。そのような変化があってもケーブル端部を確実に保持できように、各リブの突出量が定められている。なお、ケーブル本体の外径は例えば６～１０ｍｍの範囲内にある。

図６には、プローブ保持状態が断面図として示されている。プローブは、プローブヘッド２２及びケーブル６８を有する。プローブヘッド２２は、先端部６２、胴部（グリップ部）６４、及び、後端部６６を有する。先端部６２内には複数の振動素子からなる振動素子アレイが設けられている。図示の例では、先端部６２は胴部６４に比べて肥大している。後端部６６から下方へケーブル６８が引き出されている。図６においては、ケーブル６８の内で、後端部６６に連なる端部（ケーブル端部）が示されている。

ケーブル端部には、ケーブル本体７０及びそれを取り囲むケーブルブーツ７２が含まれる。ケーブル本体７０には多数の信号線が含まれる。ケーブルブーツ７２は一定の弾性を有する部材であり、それは例えば樹脂又はゴム材料により構成される。ケーブルブーツ７２は、ケーブル端部の剛性を高める保護部材である。ケーブルブーツ７２においては、その下部からその上部にかけて肉厚が徐々に増大されている。これに伴って、ケーブルブーツ７２の外径は、その下部からその上部にかけて増大している。ケーブルブーツ７２の上端部は、プローブヘッド２２の後端部６６内に入り込んでおり、両者が機械的に連結されている。

ホルダ本体３１の内部に、プローブヘッド２２における胴部６４及び後端部６６が収容されている。プローブヘッド２２における先端部６２は、プローブホルダ２０から突出しており、外部に露出している。弾性構造体３４は、一体化されたインナーカバー部３６及び保持部３８により構成される。ケースの底壁４６の開口８０Ａを通じて保持部３８が下方へ突出している。保持部３８はケーブル保持空間を有し、それは上部開口８２Ａ及び下部開口８２Ｂを有する。保持部３８の内面上には環状に配列された複数のリブからなるリブ列４０が設けられている。各リブは上下方向に伸長した突起部である。リブ列４０によりケーブル６８が保持される。

保持部３８は下端レベルｈ１から上端レベルｈ３にわたって形成されている。実施形態においては、その範囲内において、下端レベルｈ１から中間レベルｈ２にかけてリブ列４０が形成されている。もっとも、下端レベルｈ１から上端レベルｈ３までの全体にわたってリブ列４０が形成されてもよい。

支持面５８Ａがプローブヘッド２２等の荷重を受けている。プローブヘッド２２から伸びるケーブル６８が保持部３８により保持されており、これによりプローブヘッド２２の起立姿勢が維持される。その状態では、プローブヘッド２２は、その後端面を除いて、ホルダ本体３１には接していない。その観点から見て、ホルダ本体３１において底壁４６以外を除去することも可能である。もっとも、外力からのプローブヘッド２２の保護、プローブヘッド２２に対して過大な傾斜力が及んだ場合におけるプローブヘッド２２の落下防止、及び、心理的な安心感、等の観点からホルダ本体３１の形態をカップ状又は井戸状とした方がよい。

図７には、プローブホルダの変形例が示されている。図３等に示したプローブホルダ２０との比較において、図７に示すプローブホルダ９０においては上部に丸みをもった形態が認められ、各リブについても丸みをもった形態が認められる。但し、図７に示したプローブホルダ９０と図３等に示したプローブホルダ２０の間で、基本的な構成は共通している。

プローブホルダ９０は、硬質のケース９２及び弾性構造体９４を有する。弾性構造体９４は、インナーカバー部９６及び保持部９８により構成される。保持部９８の内面上にはリブ列１００が設けられている。

図８において、Ａ－Ａ’線で示す断面が図９に示されている。上述したように、弾性構造体９４は、ケース９２内のインナーカバー部９６及びケース９２から下方に突出した保持部９８により構成される。保持部９８にはリブ列１００が形成されている。

実施形態に係るプローブホルダによれば、プローブヘッドそれ自体を保持するのではなく、そこから出るケーブル端部を保持する新しい保持方式を実現できる。これにより様々なプローブを簡易な構成で安定的に保持することが可能となる。プローブ保持に際して、プローブヘッドの大部分が非接触状態となるので衛生的である。プローブヘッドを取り出す際にプローブヘッドの周囲に複数の指を差し込み易いという利点も得られる。

また、実施形態に係るプローブホルダによれば、弾性構造体への蓄光材料の添加により、周囲が暗い状況下で、弾性構造体が自発光するので、プローブホルダの視認性を高められる。

１０ 超音波診断装置、１８ プローブホルダユニット、２０ プローブホルダ、２２ プローブヘッド、３１ ホルダ本体、３２ ケース、３４ 弾性構造体、３６ インナーカバー部、３８ 保持部、３９ 囲み壁、４０ リブ列、６０，６８ ケーブル。

Claims (9)

1. 超音波診断装置に設けられるプローブホルダであって、
   上向き姿勢にあるプローブヘッドの後端部を支持する支持面を有するホルダ本体と、
   前記ホルダ本体の下側に設けられ、前記支持面により前記後端部が支持された状態において前記上向き姿勢が維持されるように前記後端部に連なるケーブル端部を保持する保持部と、
   を含み、
   前記保持部は、前記ケーブル端部の外面へ弾性的に接触する複数の膨らみを含む、
   ことを特徴とするプローブホルダ。
2. 請求項１記載のプローブホルダにおいて、
   前記ケーブル端部は、ケーブル本体を囲むケーブルブーツを含み、
   前記保持部は前記ケーブルブーツを保持する、
   ことを特徴とするプローブホルダ。
3. 上向き姿勢にあるプローブヘッドの後端部を支持する支持面を有するホルダ本体と、
   前記ホルダ本体の下側に設けられ、前記支持面により前記後端部が支持された状態において前記上向き姿勢が維持されるように前記後端部に連なるケーブル端部を保持する保持部と、
   を含み、
   前記保持部は、
   前記ホルダ本体から下方に突出した囲み壁と、
   前記囲み壁の内面から突出し、前記ケーブル端部の外面へ弾性的に接触する複数の膨らみと、
   を含む、ことを特徴とするプローブホルダ。
4. 請求項３記載のプローブホルダにおいて、
   前記ホルダ本体は、上下方向に沿ったスリットであってケーブルの通過を許容する上側スリットを含み、
   前記囲み壁は、前記上側スリットに連なる上下方向に沿ったスリットであって前記ケーブルの通過を許容する下側スリットを含む、
   ことを特徴とするプローブホルダ。
5. 請求項４記載のプローブホルダにおいて、
   前記囲み壁は、前記下側スリットを規定する２つのエッジを有し、
   前記各膨らみは、上下方向へ伸長し且つ前記保持部の中心軸の方へ突出したリブであり、
   前記複数の膨らみとしての複数のリブには、前記２つのエッジ付近に設けられた２つのリブが含まれる、
   ことを特徴とするプローブホルダ。
6. 上向き姿勢にあるプローブヘッドの後端部を支持する支持面を有するホルダ本体と、
   前記ホルダ本体の下側に設けられ、前記支持面により前記後端部が支持された状態において前記上向き姿勢が維持されるように前記後端部に連なるケーブル端部を保持する保持部と、
   を含み、
   前記ホルダ本体は、
   中空のケースと、
   前記支持面を有し、前記ケースの内面を覆うインナーカバーと、
   を含む、ことを特徴とするプローブホルダ。
7. 請求項６記載のプローブホルダにおいて、
   前記インナーカバーと前記保持部とが一体化されて弾性構造体が構成されている、
   ことを特徴とするプローブホルダ。
8. 請求項７記載のプローブホルダにおいて、
   前記弾性構造体は蓄光材料を含む、
   ことを特徴とするプローブホルダ。
9. 請求項１記載のプローブホルダにおいて、
   前記ホルダ本体及び前記保持部の少なくとも一方における一部分が蓄光材料を含む、
   ことを特徴とするプローブホルダ。