JP2008154679A

JP2008154679A - 超音波探触子の保持装置、超音波探触子用水袋および超音波診断装置

Info

Publication number: JP2008154679A
Application number: JP2006344585A
Authority: JP
Inventors: Koji Ogawa; 宏治小川; Ryoichi Sakai; 亮一酒井; Eiichi Minagawa; 栄一皆川
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】超音波診断の信頼性をより向上する超音波探触子の保持装置を提供する。
【解決手段】ホルダ１６は、底面にプローブ１２が貼着された下側ハウジング３４と、当該下側ハウジングに所定の間隙を介して対向配置された上側ハウジング３６と、に大別される。この下側ハウジング３４の底面に貼着されたプローブ１２に密着するように内側シート７０が、また、当該底面に対して余裕を持たせてプローブ１２を完全に覆うように外側シート７２がそれぞれゴム製リング８６，８８により下側ハウジング３４に装着される。下側ハウジング３４には、装着された外側シート７２と当該底面との間に形成される空間に接続された水路８４が形成されており、この水路８４を介して当該空間に水が注入され、水袋が構成される。
【選択図】図７

Description

本発明は、超音波を送受波する超音波探触子を保持する保持装置、超音波探触子用水袋、および、当該水袋を備えた超音波診断装置に関する。

従来から、被検体の内部にある診断対象部位に対して超音波を送信し、その際、得られるエコー信号に基づいて、診断対象部位の状態を取得する超音波診断装置が広く知られている。かかる超音波診断装置では、超音波を送受波する超音波探触子を診断対象部位近傍の体表に当接または近接させて診断を行う。このとき、超音波探触子と体表との間に空気が介在すると、当該空気による超音波の減衰や反射が生じ、超音波診断の信頼性低下の原因となる。そこで、超音波探触子と体表との間の空気を除去するために、水袋やスタンドオフなどを介在させる場合が多い。

水袋は、音響整合部材として機能する液体（例えば水など）を封入して密閉した袋部材であり、その具体的構成や使用態様は、下記特許文献１，２などに開示されている。また、スタンドオフは、音響整合部材として機能するゲル状の部材であり、その具体的構成や使用態様は下記特許文献３などに開示されている。水袋およびスタンドオフは、いずれも、体表や超音波探触子の形状に応じて変形し、体表および超音波探触子に密着することができる。そして、超音波探触子および体表に密着することにより、両者の間に介在する空気を除去することができ、好適な超音波の送受が可能となる。

特開２００３−３８４８５号公報特開平１１−２１６１３７号公報特開２００６−３２０５４０号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示されている水袋や、特許文献３に開示されているスタンドオフは、いずれも、その体積が一定であった。その結果、超音波探触子と体表との距離を調整することが困難になるという問題があった。もちろん、水袋等の形状を変更することで、超音波探触子と体表との距離をある程度、調整することは可能である。しかし、この場合、水袋等の形状の変形に伴い、当該水袋等が体表に与える圧力分布が変化してしまった。そして、圧力分布が変化することで、診断対象部位への負荷条件、換言すれば、超音波診断の前提条件が変化してしまった。その結果、得られる超音波診断結果の信頼性が低下するという問題があった。

そこで、本発明では、超音波診断の信頼性をより向上でき得る超音波探触子の保持装置、超音波探触子用水袋、および、超音波診断装置を提供することを目的とする。

本発明の超音波探触子の保持装置は、超音波探触子を保持する超音波探触子の保持装置であって、可撓性を備えたシート状部材である外側シートを、当該保持装置に保持された超音波探触子の超音波送受波面を覆った状態で、当該保持装置に着脱自在に装着する外側シート着脱手段と、前記保持装置に装着された外側シートと当該保持装置との間に形成される空間に接続され、当該空間に液体を入出させる水路と、を備えることを特徴とする。

好適な態様では、さらに、可撓性を備えたシート状部材である内側シートを、当該保持装置に保持された超音波探触子の超音波送受波面に密着させて、当該保持装置に着脱自在に装着する内側シート着脱手段を備える。また、前記シート着脱手段は、シート状部材の周縁を、保持装置の壁面に緊縛して固定するゴム製リングと、前記保持装置の壁面に形成され、前記ゴム製リングを受け入れる溝と、を備えることも望ましい。

他の本発明である超音波探触子用水袋は、超音波探触子と被検体の体表との間に介在して、両者間の空気を除去する超音波探触子用水袋であって、可撓性を備えたシート状部材である外側シートと、当該外側シートを、超音波探触子の超音波送受波面を覆った状態で、当該超音波探触子に着脱自在に装着する外側シート着脱手段と、前記超音波探触子に装着された外側シートと当該保持装置との間に形成される空間に接続され、当該空間に液体を入出させる水路と、を備えることを特徴とする。

他の本発明である超音波診断装置は、被検体の内部の診断部位に対して超音波を送受波して得られるエコー信号に基づいて、当該診断部位の状態を取得する超音波診断装置であって、被検体の内部の診断部位に対して超音波を送受波する超音波探触子と、当該超音波探触子と被検体の体表との間に介在して、両者間の空気を除去する超音波探触子用水袋と、を有し、前記超音波探触子用水袋は、可撓性を備えたシート状部材である外側シートと、当該外側シートを、超音波探触子の超音波送受波面を覆った状態で、当該超音波探触子に着脱自在に装着する外側シート着脱手段と、前記超音波探触子に装着された外側シートと当該保持装置との間に形成される空間に接続され、当該空間に液体を入出させる水路と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、水袋の体積、ひいては、超音波探触子と体表との距離を調整することができるため、超音波診断の信頼性をより向上できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である超音波診断装置１０の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置１０は、骨折した骨の癒合診断に特に好適な構成となっている。ただし、適宜、プローブ１２の数や、受信されたエコー信号の処理内容等を変更することにより、他の用途にも適用でき得る。

この超音波診断装置１０は、二つのプローブ１２を備えている。各プローブ１２は、超音波を送受波する超音波探触子であり、九つの単振動子が３×３のアレイ状に配されている。各単振動子は、後述する送受信部２０からの指示に応じて超音波を送信するとともに、その反射波を受信する。受信された反射波は、プローブ１２と装置本体部１１とを接続するプローブケーブル１３を介して、エコー信号として送受信部２０へと出力される。

水袋１４は、音響インピーダンスが生体に近く、音響整合部材として機能する液体（例えば水など）が充填された袋である。この水袋は、超音波診断の際、プローブ１２と体表との間にある空気を除去するために、プローブ１２と体表との間に配される。そして、かかる水袋１４を配することにより、空気による超音波の減衰や反射が防止され、より効率的な超音波の送受が可能となる。

プローブ１２および水袋１４は、保持装置１９により所定の位置および姿勢で保持される。保持装置１９は、各プローブ１２を保持するホルダ１６と、二つのホルダ１６を保持する多関節アーム１８と、を備えている。ホルダ１６および多関節アーム１８の具体的構成については、後に詳説するが、本実施形態では、多関節アーム１８を調整してプローブ１２の位置および姿勢の粗調整を、ホルダ１６に設けられた姿勢調整機構を調整してプローブ１２の姿勢の微調整を行っている。

装置本体部１１は、送受信部２０や信号処理部２２、制御部２８、表示器３０などがユニット化されて構成されている。送受信部２０は、制御部２８からの指示に応じて、プローブ１２の単振動子に超音波の送信を指示する送信信号を供給する。また、プローブ１２から出力されるエコー信号を受信し、これに整相加算や、ゲイン調整、ダイナミックレンジ調整等の信号処理を施す。

信号処理部２２は、受信信号に対して必要な処理を実行する回路であり、表示モードに応じてＢモード形成用の信号処理、Ｍモード形成用の信号処理などが実行される。また、この信号処理部２２は、得られたエコー信号から骨表面部を抽出してトラッキングをする、いわゆるエコートラッキング処理を行う。具体的には、骨の特定ポイント、いわゆる、トラッキングポイントに対して超音波を送信して得られたエコー信号の振幅から、当該トラッキングポイントの位置を検出する。このエコートラッキング処理には、周知の技術、例えば、特開２００４−２９８２０５号公報に詳述される技術などが利用できる。本実施形態では、二つのプローブ１２を用いて、二つのトラッキングポイントの位置を検出している。

出力処理部２４は、エコー信号に対して送受波座標系から表示座標系への座標変換や補間処理などを実行し、超音波画像データを形成する。形成された超音波画像データは、表示器３０に出力される。また、出力処理部２４は、得られた二つのトラッキングポイントの位置に基づいて、骨の角度変化量や、二点のトラッキングポイントの相対位置変化量などを算出し、数値やグラフに変換して表示器に出力する。医師等の診断者は、この角度変化量や相対位置変化量に基づき、折骨の癒合度合いを診断する。制御部２８は、装置本体部１１全体を制御するものである。この制御部２８には、操作部２６を介してユーザからの指示が入力される。制御部２８は、このユーザからの指示に応じて装置本体部１１を構成する各部に制御信号を出力し、制御する。

次に、この超音波診断装置に用いられる保持装置１９について詳説する。図２は、保持装置１９全体の概略斜視図である。既述したとおり、プローブ１２を保持する保持装置１９は、各プローブ１２を保持するホルダ１６と、当該ホルダ１６の位置および姿勢を粗調整する多関節アーム１８と、に大別される。

多関節アーム１８は、複数の関節（図示例では三関節）１８ａ，１８ｂ，１８ｃを備えており、各関節１８ａ,１８ｂ,１８ｃの角度を可変することにより、その先端の位置および姿勢を調整できるようになっている。また、各関節１８ａ，１８ｂ，１８ｃにはロック機構が設けられており、所望の角度で固定することができるようになっている。なお、各関節１８ａ，１８ｂ，１８ｃやロック機構の具体的構成は、従来の周知技術を用いることができるため、ここでの詳説は省略する。多関節アーム１８の基端は、固定部材（例えば床面やベッドのフレーム）などに固定される。また、多関節アーム１８の先端には、連結アーム３２を介して二つのホルダ１６が接続されている。

連結アーム３２は、二つのホルダ１６を、その相対位置関係を維持しつつ、多関節アーム１８に接続するアーム部材である。この連結アーム３２の両端にはホルダ１６が、略中央には多関節アーム１８が、それぞれ螺合により接続されている。

ホルダ１６は、プローブ１２を保持する部材であるが、本実施形態のホルダ１６は、保持しているプローブ１２の姿勢を微調整する姿勢微調整機構としても機能する。図３は、このホルダ１６を上側からみた斜視図である。また、図４は、ホルダ１６を下側からみた斜視図であり、図５はホルダ１６の断面図である。

ホルダ１６は、底面にプローブ１２が貼着された下側ハウジング３４と、当該下側ハウジング３４に対向して設けられた上側ハウジング３６と、に大別される。

上側ハウジング３６は、略矩形のブロック体であり、その上面には、操作者が把持する取っ手３８が突出形成されている。また、上側ハウジング３６の上面には、連結アーム３２に接続される支持軸４０も突出形成されている。この支持軸４０の上側には、連結アーム３２と螺合接続するための雌ネジ４０ａが形成されており、当該雌ネジ４０ａを介して上側ハウジング３６は、連結アーム３２、ひいては、多関節アーム１８に接続される。

下側ハウジング３４は、上側ハウジング３６とほぼ同幅であって、上側ハウジング３６に比して若干奥行きが大きい略矩形のブロック体である。したがって、両ハウジング３４，３６を、その先端面をあわせて配置した場合、後端側において下側ハウジング３４の上面の一部が外部に露出する。この下側ハウジング３４の上面うち外部に露出した部分には、後述する水袋１４への水路、および、プローブケーブル１３が挿通されるケーブル孔４２が形成されている。

下側ハウジング３４の底面には、プローブ１２を収容する収容凹部４４が形成されている。プローブ１２は、超音波送受波面を下向きにした状態で、換言すれば、超音波送受波面を外部に露出した状態で当該収容凹部４４に接着剤等で貼着される。このとき、収容凹部４４の深さとプローブ１２の厚みは、ほぼ同じであるため、下側ハウジング３４の底面とプローブ１２の超音波送受波面は、ほぼ同一平面に並ぶことになる。収容凹部４４に貼着されたプローブ１２のケーブル１３は、既述のケーブル孔４２に挿通され、下側ハウジング３４の上面から引き出される。また、収容凹部４４のうち余った空間は、下側ハウジング３４に対して着脱自在のスペーサ部材４６により埋められる。

ここで、既述したとおり、このホルダ１６は、プローブ１２の姿勢の微調整機構としても機能する。この微調整機構としての機能を実現するために、本実施形態では、上側ハウジング３６に対して下側ハウジング３４を傾動可能とし、その傾同量を調整することでプローブ１２の姿勢を微調整している。そして、上側ハウジング３６に対する下側ハウジング３４の傾動量を調整可能とするために、本実施形態では、両ハウジング３４，３６の間に配された球体４８と、両ハウジング３４，３６の間の間隙量を可変調整する調整ツマミ５０ｘ，５０ｙ、および、両ハウジング３４，３６を互いに引き合う方向に付勢する付勢部材６０を設けている。

両ハウジング３４，３６の間に配される球体４８は、剛性材料からなり、当該球体４８の配置位置における両ハウジング間の間隙量を一定量に規制する支点部材として機能する。この球体４８は、上側ハウジング３６の上面および下側ハウジング３４の底面に形成された不完全球形凹部に収容されており、その脱落が防止されている。なお、不完全球形凹部は、球体４８の半径に比して十分に浅いため、当該球体４８の配置位置において両ハウジング間には必ず一定の間隙が形成されるようになっている。ここで、下側ハウジング３４は、球体４８に球面接触しており、球体４８に対して滑動自在となっている。そして、下側ハウジング３４が球体４８に対して滑動することにより、上側ハウジング３６に対する下側ハウジング３４の傾動が実現されている。

なお、後に詳説するように、この球体４８は、プローブの姿勢調整時における支点として機能する。そして、この支点として機能する球体４８の中心点は、作用点であるプローブ１２に極力近いことが望ましい。そこで、本実施形態では、下側ハウジング３４の上面のうち球体４８の配置位置周辺に凹部５０を、上側ハウジング３６の底面のうち球体４８の配置位置周辺に凸部５２を、それぞれ、形成し、球体４８をプローブ１２に近接させている。

球体４８からみて互いに異なる二方向、具体的には、図３におけるＸ軸方向およびＹ軸方向には、両ハウジング間の間隙量を可変調整するＸ軸調整ツマミ５０ｘおよびＹ軸調整ツマミ５０ｙが設けられている。各調整ツマミ５０ｘ，５０ｙは、当該調整ツマミ配置位置における両ハウジング間の間隙量を可変調整することで、上側ハウジング３６に対する下側ハウジング３４の傾動量を調整する調整手段として機能する。各調整ツマミ５０ｘ，５０ｙは、上側ハウジング３６に螺合し、貫通する雄ネジである。この調整ツマミ５０ｘ，５０ｙの先端は、略半球状になっており、下側ハウジング３４の上面に点接触している。なお、下側ハウジング３４の対応位置には、当該調整ツマミ５０ｘ，５０ｙの先端を収容するための凹部５４が形成されている。また、この調整ツマミ５０ｘ，５０ｙは、調整ツマミ５０ｘ，５０ｙから球体までの距離Ｄ１が、少なくとも球体４８からプローブ１２までの距離Ｄ２より大きくなるような位置に設けられる。

上側ハウジング３６および下側ハウジング３４は、互いに引き合う方向に付勢する付勢部材６０で接続されている。付勢部材６０の種類は特に限定されないが、本実施形態では、弾性を備えた金属ワイヤ６２を付勢部材６０として用いている。この金属ワイヤ６２の両端は上側ハウジング３６の側面に形成された上側係止ボルト６４の上側に、金属ワイヤ６２の略中央は下側ハウジング３４の側面に形成された下側係止ボルト６６の下側に、それぞれ、引っ掛けられる。この場合、金属ワイヤ６２は、弾性復元力により、上側係止ボルト６４を下方向に、下側係止ボルト６６を上方向に、それぞれ付勢する。そして、この付勢力により、上側ハウジング３６および下側ハウジング３４が互いに引き合うことになり、両ハウジング３４，３６の離散や、ガタツキが防止される。

なお、ここで説明した付勢部材６０の構成は一例であり、当然、他の弾性体、例えば、圧縮コイルバネ等を付勢部材６０として用いてもよい。また、図８に図示するように、金属ワイヤ６２に代えて、ゴム製リング６８を付勢部材として用いてもよい。すなわち、上側ハウジング３６の側面に二つの上側係止ボルト６４を、下側ハウジング３４の側面に二つの下側係止ボルト６６を設けておき、この合計四つの係止ボルト６４，６６にゴム製リング６８を取り付けるようにしてもよい。

次に、このホルダ１６でのプローブ１２の姿勢調整の様子について説明する。図６は、ホルダ１６での姿勢調整の様子を示す図である。

図６（ａ）は、下側ハウジング３４の底面がＸ軸に対して略平行、換言すれば、プローブ１２がＸ軸に対して略平行となっている状態を示している。この状態から、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘの突き出し量Ｈが減少する方向に、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘを回すと、図６（ｂ）に図示する状態となる。この場合、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘの配置位置における両ハウジング３４，３６の間隙量が減少し、下側ハウジング３４は、球体４８の中心点（支点）を中心として矢印Ａ方向に傾動する。この下側ハウジング３４の傾動に伴い、当該下側ハウジング３４に保持されたプローブ１２も支点を中心として矢印Ａ方向に傾動し、その姿勢が変更される。逆に、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘの突き出し量Ｈが増加する方向に、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘを回すと、図６（ｃ）に図示する状態となる。この場合、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘの配置位置における両ハウジング３４，３６の間隙量は増加し、下側ハウジング３４は、球体４８の中心点（支点）を中心として矢印Ｂ方向に傾動する。この下側ハウジング３４の傾動に伴い、当該下側ハウジング３４に保持されたプローブ１２も支点を中心として矢印Ｂ方向に傾動し、その姿勢が変更される。つまり、本実施形態では、Ｘ軸調整ツマミを５０ｘ回して、その突き出し量Ｈを調整することで、Ｘ軸に対するプローブ１２の傾動量が調整される。同様に、Ｙ軸調整ツマミ５０ｙを回して、その突き出し量を調整すれば、Ｙ軸に対するプローブ１２の傾動量が調整される。そして、このＸ軸およびＹ軸の両方に対する傾動量を適宜、調整することにより、プローブ１２を所望の姿勢に調整することができる。

ここで、プローブ１２の姿勢をより厳密に調整するためには、操作量（調整ツマミ回動量）に対する作用量（プローブ姿勢変更量）が小さいことが望ましい。そこで、本実施形態では、操作量に対する作用量を小さくするために、球体４８をプローブの真上位置に配するとともに、調整ツマミ５０ｘ，５０ｙを球体から離間（Ｄ１＜Ｄ２）した位置に設けている。換言すれば、このホルダ１６を、プローブ１２を作用点、球体４８を支点、調整ツマミ５０ｘ，５０ｙの先端位置を力点としたテコに類似した機構と見た場合において、力点−支点間距離（Ｄ１）に対する支点−作用点間距離（Ｄ２）の比が小さくなるような構成となっている。その結果、操作量に対する作用量が小さくなり、より厳密にプローブ１２の姿勢を調整することができる。また、本実施形態では、力点である調整ツマミ５０ｘ，５０ｙの先端を進退させるために、ネジ機構を用いている。ネジ機構という操作量（ネジ回動量）に対して作用量（ネジ先端の進退量）が小さい機構で、力点位置を進退させることにより、ホルダ１６全体としての操作量に対する作用量を、さらに小さくすることができ、より厳密にプローブ１２の姿勢を調整することができる。また、狭ピッチのネジ機構を用いれば、より微細な姿勢調整が可能となる。換言すれば、必要とされる姿勢調整精度に応じてネジ機構のピッチを調整すれば、所望の姿勢調整精度が得られることになる。

ところで、このホルダ１６は、既述したとおり、プローブ１２だけでなく、水袋１４も保持する。水袋１４は、内部に音響整合部材として機能する液体（例えば水など）が充填された袋であり、超音波診断の際、プローブ１２と体表との間にある空気を除去するために、プローブ１２と体表との間に配される。従来、この水袋１４としては、所定容量の液体が封入されて、事前に密封された既成の袋部材が用いられている。しかし、事前密封された水袋１４の場合、封入された液体容量が常に一定であり、プローブ１２と体表との距離を調整することが困難になるという問題があった。もちろん、液体が封入された袋の形状を変更することで、プローブ１２と体表との距離をある程度、調整することは可能であるが、この場合、水袋１４の形状の変形に伴い、当該水袋１４が体表に与える圧力分布が変化してしまった。そして、圧力分布が変化することで、診断対象である折骨等への負荷条件が変化し、適切な超音波診断を行うことができなかった。

そこで、本実施形態では、水袋１４を特殊な構成とし、液体容量を調整可能としている。以下、この水袋１４の構成、および、その保持に関して詳説する。

図７は、ホルダ１６で水袋１４を保持した状態を示す図である。本実施形態において、水袋１４は、下側ハウジング３４に装着された内側シート７０、および、外側シート７２から構成される。内側シート７０および外側シート７２は、いずれも、樹脂等の可撓性材料からなるシート状部材である。

内側シート７０は、下側ハウジング３４の底面（ひいてはプローブ１２の超音波送受波面）に密着しつつ、当該底面を覆うように配される。この内側シート７０の周縁は、ゴム製リング８６の緊縛力で、下側ハウジング３４の側面に固定される。下側ハウジング３４の側面の下端近傍には、この固定用のゴム製リング８６のずり落ち等を防止するための第一溝９０（図５参照）が形成されている。この内側シート７０は、当該水袋１４に充填される液体７４とプローブ１２との間に介在し、プローブ１２への液体進入を防止するために設けられる。

外側シート７２は、下側ハウジング３４の底面に対して、ある程度の余裕をもって、当該底面を覆うように配される。この外側シート７２の周縁もゴム製リング８８の緊縛力で下側ハウジング３４の側面に固定される。下側ハウジング３４の側面には、この固定用ゴム製リング８８のずり落ちを防止するための第二溝９２が形成されている。なお、この第二溝９２は、第一溝９０に比して、高い位置に形成されている。そして、第二溝９２と第一溝９０との間には、後述する水路口８２が形成されている。

ホルダ１６には、この外側シート７２および内側シート７０で構成される水袋１４に液体７４を導入または水袋１４から液体７４を導出するための水路８４が形成されている。水路８４は、下側ハウジング３４の側面に形成された水路口８２から、下側ハウジング３４の上面に突出形成されたパイプ８０まで延びている。ここで、水路口８２は、既述したとおり、外側シート７２固定のために第二溝９２より下側、かつ、内側シート７０固定のための第一溝９０より上側に形成されている。したがって、パイプ８０を介して注入された液体７４は、水路８４を通過し、水路口８２から流出し、外側シート７２および内側シート７０で構成される水袋１４へと放出される。その結果、水袋１４の内部に所望の容量の液体７４を注入することができる。また、過剰に注入された液体７４は、水袋１４の形状を変形させ、その内部体積を変化させれば、自動的に、水路口８２および水路８４を介して、パイプ８０先端から外側に放出される。したがって、本実施形態によれば、水袋１４の液体容量を極めて簡易に調整することができる。そして、これにより、水袋１４が体表に与える圧力の分布を大きく変動させることなく、プローブ１２と体表との距離を調整することができ、信頼性のより高い超音波診断が可能となる。

なお、本実施形態では、プローブ１２の防水を図るために、内側シート７０を設けているが、プローブ１２そのものに防水処理が施されているには、この内側シート７０は省略されてもよい。また、内側シート７０および外側シート７２を着脱自在にホルダ１６に装着できるのであれば、ゴム製リング８６，８８による緊縛力以外の手段、例えば、嵌合や防水粘着テープ等の手段で装着するようにしてもよい。

次に、この超音波診断装置１０を用いて折骨の癒合診断を行う場合の流れについて説明する。折骨の癒合診断を行う場合は、まず、ホルダ１６の底面にプローブ１２を貼着しておく。続いて、ホルダ１６に内側シート７０、外側シート７２を順に装着し、水袋１４を構成する。水袋１４が構成されれば、パイプ８０から液体７４を注入し、水袋１４に液体７４を充填する。このとき、注入する液体量は、所望量より若干多いことが望ましい。

ホルダ１６に、プローブ１２および水袋１４が装着できれば、当該ホルダ１６を連結アーム３２を介して多関節アーム１８に接続する。そして、多関節アーム１８の関節角度を調整して、プローブ１２の位置および姿勢を粗調整する。すなわち、水袋１４を介してプローブ１２が体表に対向する位置まで当該プローブ１２を移動させる。水袋１４が体表に当接した際には、体表の形状に合わせて当該水袋１４の形状も変形する。そして、この形状変形に伴い水袋１４の体積が変化し、不要な液体７４は水路８４やパイプ８０を介して外部に放出される。その結果、水袋１４の液体容量が、自動的に適切な量に調整される。なお、パイプ８０にはホース等を接続しておき、当該パイプ８０から放出された液体が直接被検体にかからないようにしておくことが望ましい。

プローブ１２の位置および姿勢の粗調整が完了すれば、当該プローブ１２からの超音波の送受を開始する。そして、ユーザは、この超音波送受の状態（エコー信号の強度等）を監視しつつ、プローブ１２の姿勢の微調整を行う。すなわち、ホルダ１６に設けられたＸ軸調整ツマミ５０ｘやＹ軸調整ツマミ５０ｙを回動させて、超音波送受の状態が良好となるように、プローブ１２をＸ軸方向およびＹ軸方向に傾動させる。このとき、操作量に対する作用量が小さいため、厳密なプローブ１２の姿勢調整が可能となる。

調整ツマミ５０ｘ，５０ｙでの調整の結果、プローブ１２が所望の姿勢に調整できれば、折骨の癒合診断のための超音波の送受を開始する。具体的には、折骨に対して所定の荷重を与えた状態で超音波を送受し、その際、得られるエコー信号に基づいて、荷重付加の前後での、当該折骨の表面位置の変化量を取得する。そして、得られた表面位置の変化量に基づいて、折骨の撓み量等を算出する。医師等のユーザは、この算出された撓み量等に基づいて、当該折骨の癒合度合いを診断する。このとき、プローブ１２の姿勢が従来に比して厳密に微調整されているため、得られる撓み量等の精度も従来に比して向上される。その結果、従来に比べて、信頼性のより高い超音波診断が可能となる。

以上の説明から明らかなとおり、本実施形態によれば、プローブ１２の姿勢をより厳密に調整することができるため、超音波診断の信頼性をより向上できる。また、水袋１４の液体容量が調整可能となっているため、プローブ１２と体表との距離を調整することができ、超音波診断の信頼性をより向上できる。

なお、本実施形態では、プローブ１２の姿勢調整のための支点部材として球体４８を用いているが、支点部材の設置位置を傾動中心として上側ハウジング３６に対する下側ハウジング３４の傾動を許容できるのであれば、他の部材を支点部材として用いてもよい。また、支点部材は、上側ハウジング３６および下側ハウジング３４と別体である必要はなく、いずれか一方のハウジングと一体化されていてもよい。例えば、図９（ａ）に図示するように、上側ハウジング３６の底面から下側ハウジングに向かって先端半球形の突出部９６を設け、当該突出部９６を支点部材として用いてもよい。また、図９（ｂ）に図示するように、下側ハウジング３４の上面に上側ハウジング３６に向かって伸びる先端錘形状の突出部９８を設け、当該突出部９８を支点部材として用いてもよい。

また、本実施形態では、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘおよびＹ軸調整ツマミ５０ｙを設け、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の二軸方向へのプローブ１２の傾動を可能としているが、いずれか一方の調整ツマミ５０ｘ，５０ｙを省略してもよい。調整ツマミ５０を単一とした場合、下側ハウジング３４は、一軸方向にのみ傾動することになる。この場合、支点部材は、ハウジング３４，３６に対して点接触または球面接触する形状である必要なく、線接触または円弧面接触できうる形状であれば十分である。すなわち、調整ツマミ５０が単一の場合、支点部材は、その一端が、断面扇形または頂点がハウジングに接触している断面角形（具体的には円柱や角柱形状等）であればよい。

本発明の実施形態である超音波診断装置の概略ブロック図である。保持装置の斜視図である。ホルダを上側からみた斜視図である。ホルダを下側からみた斜視図である。ホルダの断面図である。プローブの姿勢調整の様子を示す図である。ホルダで水袋を保持した状態を示す図である。ホルダの他の構成例を示す図である。ホルダの他の構成例を示す図である。

符号の説明

１０超音波診断装置、１１装置本体部、１２プローブ、１４水袋、１６ホルダ、１８多関節アーム、１９保持装置、２０送受信部、２２信号処理部、２４出力処理部、２６操作部、２８制御部、３０表示器、３２連結アーム、３４下側ハウジング、３６上側ハウジング、４４収容凹部、４８球体、５０調整ツマミ、６０付勢部材、７０内側シート、７２外側シート、７４液体、８４水路、８６，８８ゴム製リング、９０第一溝、９２第二溝。

Claims

超音波探触子を保持する超音波探触子の保持装置であって、
可撓性を備えたシート状部材である外側シートを、当該保持装置に保持された超音波探触子の超音波送受波面を覆った状態で、当該保持装置に着脱自在に装着する外側シート着脱手段と、
前記保持装置に装着された外側シートと当該保持装置との間に形成される空間に接続され、当該空間に液体を入出させる水路と、
を備えることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
請求項１に記載の超音波探触子の保持装置であって、さらに、
可撓性を備えたシート状部材である内側シートを、当該保持装置に保持された超音波探触子の超音波送受波面に密着させて、当該保持装置に着脱自在に装着する内側シート着脱手段を備えることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
請求項１または２に記載の超音波探触子の保持装置であって、
前記シート着脱手段は、
シート状部材の周縁を、保持装置の壁面に緊縛して固定するゴム製リングと、
前記保持装置の壁面に形成され、前記ゴム製リングを受け入れる溝と、
を備えることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
超音波探触子と被検体の体表との間に介在して、両者間の空気を除去する超音波探触子用水袋であって、
可撓性を備えたシート状部材である外側シートと、
当該外側シートを、超音波探触子の超音波送受波面を覆った状態で、当該超音波探触子に着脱自在に装着する外側シート着脱手段と、
前記超音波探触子に装着された外側シートと当該保持装置との間に形成される空間に接続され、当該空間に液体を入出させる水路と、
を備えることを特徴とする超音波探触子用水袋。
被検体の内部の診断部位に対して超音波を送受波して得られるエコー信号に基づいて、当該診断部位の状態を取得する超音波診断装置であって、
被検体の内部の診断部位に対して超音波を送受波する超音波探触子と、
当該超音波探触子と被検体の体表との間に介在して、両者間の空気を除去する超音波探触子用水袋と、
を有し、前記超音波探触子用水袋は、
可撓性を備えたシート状部材である外側シートと、
当該外側シートを、超音波探触子の超音波送受波面を覆った状態で、当該超音波探触子に着脱自在に装着する外側シート着脱手段と、
前記超音波探触子に装着された外側シートと当該保持装置との間に形成される空間に接続され、当該空間に液体を入出させる水路と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。