JP4906978B2 - 超音波診断システム - Google Patents
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Description
C−MUTは、シリコン基板上に1つの空洞を設け、空洞の上部と下部に電極を備える構造であり、これらの電極にバイアス電圧と合わせて超音波駆動信号(又は送信信号)を印加することで、空洞上部の膜をゆらせて、超音波を送信し、帰ってきたエコー信号を、上部膜で検出し、超音波の送受信を実現する。
また、この電荷量が蓄積されることにより、上部膜における電気音響変換効率が低下による欠点を軽減するために、第1の従来例としてのWO 2007/029357号公報においては、電荷量をモニタリングして、送受信時の感度補正を行うことを開示している。
また、第2の従来例としてのWO 2005/120359号公報には、送信信号としての高周波パルスに、DCバイアス電圧を重畳してC−MUTに印加する場合、DCバイアス電圧を調整する手段が開示されている。しかし、この第2の従来例も、C−MUTが搭載された超音波プローブが超音波観測装置から外された状態に対しては、上記第1の従来例と同様の欠点を有する。
また、診断中に、不用意に超音波機器を超音波観測装置から接続を外すことも考えられる。このような場合、C−MUTに蓄積された電荷による影響で、超音波観測装置から超音波機器が離れる際の端子の接触具合によっては、超音波観測装置側に静電気として働き、回路系の損傷を引き起こす可能性がある。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、静電容量型振動子が搭載された超音波機器が超音波観測装置から外された場合、静電容量型振動子の電荷が蓄積されないようにできる超音波診断システムを提供することを目的とする。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の超音波診断システム1の全体の構成を示す。この超音波診断システム1は、被検体に対して超音波による検査を行うための超音波機器としての超音波プローブユニット2と、被検体の体腔内に挿入され、超音波により検査を行う機能と内視鏡機能を備えた超音波機器としての超音波内視鏡3とを有する。
また、超音波診断システム1は、超音波プローブユニット2及び超音波内視鏡3のコネクタ4A、4Bが着脱自在に接続される接続部を構成するコネクタ受け5A、5Bを備えると共に、超音波の送受信する送受信信号処理系を備えた超音波観測装置本体(以下、単に観測装置本体と略記)6Aと、表示装置としてのモニタ6Bから構成される。観測装置本体6Aとモニタ6Bとにより、観測装置6が構成される。
一方、上記コネクタ受け5Bは、超音波内視鏡3のように電子走査方式で駆動される超音波機器の接続部を構成する。
このユニバーサルケーブル部16の端部には、図示しない内視鏡用光源装置及びプロセッサに接続される内視鏡コネクタ17が設けられている。この内視鏡コネクタ17からケーブル部18が延出され、このケーブル部18の端部には、上記コネクタ受け5Bに着脱自在に接続されるコネクタ4Bが設けられている。
上記超音波内視鏡3における挿入部14の先端に設けられた先端部19には、超音波の送受を行うための超音波振動子として例えば電子走査方式のC−MUT9が設けられている。
図2Aは超音波プローブユニット2と観測装置6の電気系の内部構成を使用状態の場合で示し、図2Bは超音波内視鏡3と観測装置6の電気系の内部構成を使用状態の場合で示す。
図2Bに示すように超音波内視鏡3の挿入部14(の先端部19)内には、例えば複数のC−MUT素子9a、…、9nが、曲面に沿って配置されてセクタ電子走査方式のC−MUT9が形成されている。
一方、下部電極22iには、図2Bに示す使用状態の場合には、観測装置6側からDCバイアス電圧と、送信信号(駆動信号とも言う)とが信号線24iを介して印加される。
本実施形態においては、下部電極22iに一端が接続された信号線24iは、例えばコネクタ4B内に設けた切替器25iの共通接点cに接続され、各切替器25iの共通接点cは、2つの接点a,bにおける1方の接点と選択的に接続される。
また、各切替器25iの接点aは、信号線28iを介してコネクタ4Bの接続接点29iにそれぞれ接続され、各切替器25iの接点bは、信号線30iの一端に接続され、この信号線30iは放電部31を構成する抵抗Rを介してグラウンドに接続、つまり接地されている。
一方、観測装置6のコネクタ受け5Bには、上記接続接点29iにそれぞれ接続される接続接点32iが設けてあり、各接続接点32iは、信号線33iを介してマルチプレクサ34の接点iに接続される。
また、この観測装置6は、上記C−MUT9を構成する各C−MUT素子9iを順次駆動して超音波をセクタ状に送信させるための送信信号(駆動信号)を発生する送信信号発生部36を有する。また、観測装置6は、この送信信号に重畳するDCバイアス電圧を発生するDCバイアス電圧発生部37を有し、送信信号とDCバイアス電圧とを信号線38、マルチプレクサ34等を介して超音波内視鏡3側に出力する。
また、観測装置6は、C−MUT9の各C−MUT素子9iにより受信され、超音波から電気信号に変換された受信信号としての超音波エコー信号(単にエコー信号という)を増幅するアンプ40と、受信信号としてのエコー信号に対する信号処理を行い、映像信号を生成する受信処理部41とを有する。
この受信処理部41から出力される映像信号は、表示手段としてのモニタ6Bに出力され、モニタ6Bは映像信号に対応する超音波断層像を表示する。
なお、図2Bに示す電子走査方式における観測装置6においては、送信信号発生部36を、例えば図2Cに示すように複数の送信信号発生部36a,…36qで構成し、同様に図2Bのアンプ40も、図2Cに示すように複数の40a,…40qで構成しても良い。
そして、複数の送信信号発生部36a,…36qによる送信信号の発生タイミングをずらして、コンデンサ42a,…42qとマルチプレクサ34Aとを介して複数のC−MUT素子9iを同時に駆動するような構成にしても良い。
なお、この場合には図2BのDCバイアス電圧発生部37も、図2Cに示すように複数のDCバイアス電圧発生部37a,…37qで構成され、マルチプレクサ34Aも、複数個単位で信号線38iを切り替える構成にすれば良い。図2Cの構成を後述する図9等の他の実施形態に適用しても良い。
このC−MUT10は、図2BにおけるC−MUT9において1つのC−MUT素子9iに対応した構成である。つまり、C−MUT10は、空洞に対向して、上部電極21と下部電極22とが形成されている。C−MUT10における上部電極21は、信号線23を介してグラウンド(図2AではG)に接続、つまり接地されている。
本実施形態においては、下部電極22に一端が接続された信号線24は、例えばコネクタ4A内に設けた切替器25の共通接点cに接続され、切替器25の共通接点cは、2つの接点a,bにおける1方の接点と選択的に接続される。
切替器25は、連結部26を介して超音波プローブユニット2を観測装置6に装着及び取り外しの操作を行うレバー27Aと連結されている。
一方、観測装置6のコネクタ受け5Aには、上記接続接点29に接続される接続接点32が設けてあり、接続接点32は、信号線33を介してDCバイアス電圧発生部37に接続されている。
また、この観測装置6は、上記C−MUT10を駆動して超音波を送信させるための送信信号(駆動信号)を発生する送信信号発生部36と、この送信信号に重畳するDCバイアス電圧を発生するDCバイアス電圧発生部37とを有し、送信信号とDCバイアス電圧とを信号線33を介して超音波プローブユニット2側に出力する。
この受信処理部41から出力される映像信号は、表示手段としてのモニタ6Bに出力され、モニタ6Bは映像信号に対応する超音波断層像を表示する。
また、信号線33の途中には、送信信号発生部36とアンプ40とに、DCバイアス電圧発生部37のDCバイアス電圧が印加されるのを防止するコンデンサ42が設けてある。制御部39は、観測装置6に接続された超音波内視鏡3又は超音波プローブユニット2に応じて、送信信号発生部36や受信処理部41等の動作を制御する。
図3A及び図3Bは、操作者が、超音波プローブユニット2のコネクタ4Aを観測装置6に装着及び取り外しを行う場合の操作の様子を示す。図3Aに示すように超音波プローブユニット2のコネクタ4Aを観測装置6に装着(接続)しようとする場合には、操作者は、コネクタ4Aを白抜きの矢印で示すようにコネクタ4Aを観測装置6(のコネクタ受け5A)側に挿入する。
また、観測装置6のコネクタ受け5Aに装着された超音波プローブユニット2のコネクタ4Aを取り外す場合には図3Bに示すように、図3Aの場合とは逆の操作を行う。つまり、図3Bに示すように操作者は、レバー27Aを、図3Aとは逆方向に回転させる。この回転操作により、装着状態のロックが外れると共に、上述したコネクタ4Aの接続接点29がコネクタ受け5Aの接続接点32に接続されていた状態から接続されていないで取り外しが可能な状態(開放状態とも言う)になる。
また、図4A及び図4Bは、超音波内視鏡3のコネクタ4Bを観測装置6のコネクタ受け5Bに接続する場合及び取り外しする場合、つまり着脱する場合の説明図を示す。図3A、図3Bと比較すると分かるように着脱の操作は 超音波プローブユニット2のコネクタ4Aを観測装置6のコネクタ受け5Aに着脱する場合と同様であり、その作用も同様である。
図5(A)はコネクタ4Aにおける接点ピン51とコネクタ受け5Aにおける接点ピン52とが離間した未結合の状態を示し、図5(B)は、コネクタ4Aがコネクタ受け5Aに挿入されて結合されているが、接点ピン51と接点ピン52とは未接続の状態を示し、図5(C)は、図5(B)の状態においてレバー27Aが回転されて接点ピン51と接点ピン52とが接続してロックされた所定の装着状態を示す。
この保持枠54は、レバー27Aの回動操作に連動して、回転する長円形のカム55により、接点ピン51の長手方向(図5では水平方向)と直交する方向(図5では上下方向)に移動する。
また、コネクタ受け5Aは、接点ピン51が挿入される開口した凹部56を有すると共に、この凹部56の底部に沿って、接点ピン51の先端と接触することにより電気的に接続する接点ピン52を収納したハウジング57を有する。
また、図5(B)の状態において図5(C)に示すようにレバー27Aを回転させて、カム55を90°回転させることによってカム55の長軸方向の外周部分によって、保持枠54は下方に移動される。
この保持枠54の移動により接点ピン51の中央部分が、保持枠54の内面に設けた凸部により下方に押し下げられる。接点ピン51の基端側は規制されているので、その基端より先端側となる接点ピン51は下方に移動しながら変形し、その際、接点ピン51の先端は、下方に移動して接点ピン52に接触する。
また、超音波内視鏡3のコネクタ4Bとコネクタ受け5Bの場合には、図5に示した構成が接続接点29i、32iの数(つまり29a〜29nの数)だけ備えた構成であり、その1つの構成を示すと図6に示すようになる。
図5及び図6を参照して以上説明した接点ピン51(51i)と52(52i)とを着脱自在に接続するコネクタ構造自体は、公知の技術である。
本実施形態においては、このような構造において、さらに図2A、図2Bにて説明したレバー27A、27Bの回転の操作に連動して、連結部26を構成するカム55等により切替器25、25iにおける共通接点cを接点aから接点b、又は接点bから接点aに切り替える。
この接点部材58bは、図5、図2Aのように信号線30により放電部31と電気的に接続される。また、コネクタ受け5Aとして図5に示した接点ピン52(図2Aでは接続接点32)によって、接点aの機能を持たせている。
従って、図5(A)〜図5(C)に対応する本実施形態における電気的な接続構造は、図7(A)〜図7(C)に示すようになる。図7(A)は、図5(A)に相当して、接続接点29及び共通接点cの機能を持つ接点ピン51を示し、この接点ピン51は、接続接点32及び接点aを構成する接点ピン52と未接続である。
図5(B)に相当する図7(B)の状態では、接点ピン51は、接点ピン52の上部の位置に設定される。また、この状態における接点ピン51は、図7(A)と同じ電気的な接続状態である。
図5(B)の状態においてレバー27Aが回転されることにより、図5(C)の状態になり、この図5(C)に相当する図7(C)の状態においては接点ピン51は、下方に移動し、接点部材58bから離脱して、接点ピン51の先端は接点ピン52と接触して電気的に接続される状態に切り替えられる。
そして、超音波プローブユニット2の場合における図5に対する図7に対応して、超音波内視鏡3の場合の図6に対する説明図は図8のようになる。図8は、図5と図6との対応する要素の読替(例えば符号29を29i、30を30i、32を32i、33を33i、51を51i、52を52iに読替)をすることにより同様の作用となるので、その説明を省略する。
上述したように超音波プローブユニット2と、この超音波プローブユニット2に対応した超音波の送受信を行う観測装置6の構成の場合と、超音波内視鏡3とこの超音波内視鏡3に対応した超音波の送受信を行う観測装置6の構成に関しては、機械走査と電子走査の違いがあるが、本実施形態における主要な特徴を有する点に関しては同じである。
このように本実施形態においては、C−MUT10又は9が搭載された超音波機器としての超音波プローブユニット2又は超音波内視鏡3と、超音波機器が着脱自在で、C−MUT10,9に対する送受信の信号処理を行う送受信処理系を含む観測装置6とが接続されている時は、C−MUT10,9は、送受信処理系及びDCバイアス電圧発生部37と接続される状態となるように切替器25、25iの共通接点cが接点aと接続される設定である。
また、超音波機器と観測装置6との接続を外す時には、レバー27A又は27Bを操作して切替器25、25iの共通接点cを放電部31側の接点bに接続する状態に設定しないと、超音波機器を観測装置6から外すことができないようにしている。つまり、超音波機器を観測装置6に装着して使用可能となっている状態においては、不用意に超音波機器を観測装置6から外すことができない構造にしている。
そして、超音波機器と観測装置6との接続部の着脱状態に対応して、超音波機器が観測装置6に所定の装着状態に設定された場合には信号線を介して静電容量型振動子を送信信号発生部36に電気的に接続し、超音波機器が観測装置6から外される場合には前記静電容量型振動子の電荷を前記放電部31により放電する状態になるように前記切替器25、25iの切替を行うことを特徴とする。
超音波検査を行うために、超音波プローブユニット2を観測装置6に接続して使用しようとする場合には、図3Aに示すようにコネクタ4Aをコネクタ受け5Aに嵌入させるように挿入した後、レバー27Aを回転させて所定の装着状態に設定する。
すると、C−MUT10の下部電極22に接続された信号線24は、図7(C)のように観測装置6の接点ピン52(接続接点32)に接続されるように切替器25の共通接点cが(接点部材58aによる接点b)から接点aと電気的に接続される状態となる。
従って、超音波プローブユニット2のC−MUT10を、観測装置6により駆動できる状態になる。操作者は、DCバイアス電圧発生部37によりC−MUT10の駆動に適したDCバイアス電圧を出力するように設定する。
被検体の音響インピーダンスが変化している部分で反射された超音波は、C−MUT10により受信されてエコー信号となる。
DCバイアス電圧に重畳されたエコー信号は、切替器25を通して、コンデンサ42でDCバイアス電圧がカットされ、アンプ40で増幅される。
操作者は、超音波による超音波検査を行った後、観測装置6の電源をOFFにし、超音波を送受信する機能(とDCバイアス電圧を発生する機能と)を停止する。
そして、超音波プローブユニット2を、観測装置6から外す場合、図3Bに示すようにレバー27Aを回転させた状態に設定することで、超音波プローブユニット2のコネクタ4Aを観測装置6のコネクタ受け5Aから外すことが可能になる。
従って、本実施形態によれば、静電容量型振動子としてのC−MUT10が搭載された超音波機器としての超音波プローブユニット2が観測装置6から外された場合、C−MUT10の電荷が蓄積されないように電荷を放出してなくすことができる。
また、本実施形態によれば、(上記のようにC−MUT10に存在する電荷をなくすことができるので)C−MUT10に存在する電荷により、コネクタ4Aとコネクタ受け5Aとの引き離しの際の放電で接点(接点ピン)の劣化が起こることや、放電の際の高電圧により観測装置6における送受信を行う送受信処理系を損傷させる可能性があることを確実に防止できる。
また、本実施形態によれば、コネクタ4Aとコネクタ受け5Aを接続してレバー27Aをロック位置に設定した状態においては、コネクタ4Aをコネクタ受け5Aから外すことができないため、超音波検査中に不用意に超音波プローブユニット2が、観測装置6から外れるような事も確実に防止できる。そして、本実施形態によれば、操作性、信頼性の高い超音波診断システム1を提供できる。
例えば、図4Aに示すように超音波内視鏡3のコネクタ4Bを観測装置6のコネクタ受け5Bに装着しようとする場合においては、操作者は、コネクタ4Bを白抜きの矢印で示すようにコネクタ4Aを観測装置6(のコネクタ受け5B)側に挿入する。
そして、観測装置6により、超音波内視鏡3のC−MUT9に対して超音波の送受信を行える状態に設定できる。
また、観測装置6のコネクタ受け5Bに装着された超音波内視鏡3のコネクタ4Bを取り外す場合には図4Bに示すように、図4Aの場合とは逆の操作を行う。つまり、図4Bに示すように操作者は、レバー27Bを、図4Aとは逆方向に回転させる。
また、操作者はコネクタ4Bを観測装置6(のコネクタ受け5B)側から引き離す操作を行うことにより、コネクタ4Bを観測装置6のコネクタ受け5Bから取り外すことができる。そして、上述した超音波プローブユニット2の場合で説明した場合と同様の効果を有する。
また、上記構成においては、レバー27A又は27Bの回転の操作に連動して、切替器25、25iの接点a,bの切替を行う構成として説明したが、レバー27A又は27Bの回転の操作により超音波機器と観測装置6とを着脱自在に接続する構造に限定されるものでない。例えばレバー27A、27Bをスライドして移動させる構成にして切替器25、25iの接点の切替を行うようにしてもよい。
なお、上記構成においては、観測装置6が、機械走査方式と電子走査方式の超音波機器をそれぞれ着脱自在に接続する接続部を備えた構成であるが、このような構成の場合に限定されるものく、一方の走査方式の超音波機器と、この超音波機器が着脱自在に接続される観測装置の場合にも適用できることは明らかである。
図2A、図2Bに示した構成においては、C−MUT10, 9の下部電極22、22i側にDCバイアス電圧と送信信号とを印加する構成で説明した。これに対して、例えばC−MUT9を構成する各C−MUT素子9iにおける上部電極21i側に送受信信号を、下部電極22i側にDCバイアス電圧を印加する構成でも良い。
図9はこの場合に対応した本発明の第2の実施形態の超音波診断システムにおける超音波内視鏡3と観測装置6の構成を示す。図9に示す構成は、図2Bの構成において、レバー27Bに連結された連結部26を介して、(図2Bの切替器25iの代わりに)それぞれ対となる切替器25i,25i′が設けられている。
また、切替器25iの接点bは、信号線30iにより放電部31の抵抗Rを介してグラウンドに接続され、切替器25i′の接点b′は、信号線30i′によりグラウンドに接続されている。また、切替器25iの接点a,切替器25i′の接点a′は、それぞれ信号線28i、28i′を介してコネクタ4Aの接続接点29i、29i′に接続されている。
また、コネクタ4Bの接続接点29i′に接続されるコネクタ受け5Bの接続接点32i′は、信号線33i′、マルチプレクサ34′、信号線38′を介して送信信号発生部36とアンプ40の入力端と接続される。なお、マルチプレクサ34、34′は、制御部39により切替が制御される。
なお、本実施形態においては、図2Bのコンデンサ42を設けていない構成となっている。
つまり、第1の実施形態における接続接点29i、32iから追加した接続接点29i′、32i′に対しても、図6,図8で説明した接続接点29i、32iの場合と様の構成を適用すれば良い。
そして、観測装置6から送信信号とDCバイアス電圧をC−MUT素子9iに印加することにより、各C−MUT素子9iから超音波を出力させることができる。また、各C−MUT素子9iにより受信したエコー信号に対する信号処理を行うことにより超音波断層像がモニタ6Bに表示される。
そして、超音波検査が終了した場合には、第1の実施形態で説明した場合と同様にレバー27Bを回転させてコネクタ4Bをコネクタ受け5Bから取り外しが可能な位置(結合を解除することができる開放位置)に設定することにより超音波内視鏡3を観測装置6から取り外すことができる。
また、図6(B)の状態からコネクタ4Bをコネクタ受け5Bから離脱して、図6(A)の未結合の状態に設定した状態においても、切替器25i、25i′の接続状態は、図6(B)の状態を維持する。
従って、本実施形態は、第1の実施形態の切替器25iを対とする切替器25i,25i′に変形された構成であるが、本実施形態は、第1の実施形態で説明した場合と実質的に同様の作用を有する。そして、本実施形態は、第1の実施形態と同様の効果を有する。
なお、図9において上部電極21i側にも電荷が蓄積される可能性があるため、図9における切替器25i′の接点b′を、電荷を放電する放電デバイスを介してグラウンドに接続する構成にしても良い。この構成の場合、レバー27Bの操作に連動して、上部電極21iに接続された信号線23iを、切替器25i′の切り替えによって接点a′の信号線28i′側と、接点b′の放電デバイス側とに切り替える。
このようにレバー27Bの操作により、信号線23iを放電デバイス側に導通するように切り替えた場合、下部電極22i側の場合と同様に、上部電極21i側においても上部電極21iの電荷を放電することができる。
次に本発明の第3の実施形態を説明する。上述したレバー27A、27Bを用いた構造により、超音波プローブユニット2又は超音波内視鏡3と観測装置6との接続を開放(取り外し)する場合、観測装置6のコネクタ受け5A又は5Bの接続接点32又は32i(32i′)から超音波プローブユニット2のコネクタ4Aの接続接点29、又は超音波内視鏡3の接続接点29i(29i′)が取り外しによって離れる前に、放電部31とCMUT10又は9とを電気的に接続した状態に設定することが望ましい。
上述した第1及び第2の実施形態は、これを実現する構成であったが、これを実現する他の構成例を図10の表で示す。図10は、(ボタンの)押下した状態によりレバー59の回転が規制される状態と規制されない状態になると共に、超音波プローブユニット2の切替器25(超音波内視鏡3の場合には25i)の切替を行うボタン61を設けたレバー59を示す。
図10の右側に示すようにボタン61が押されていない状態では、切替器25は、観測装置6側のDCバイアス/送受信部62に接続される。
ここで、DCバイアス/送受信部62は、図2Aにおける信号線33に接続されたマDCバイアス電圧発生部37,コンデンサ42を介して接続された送信信号発生部36,アンプ40及び受信処理部41を表す。
一方、ボタン61が押された状態では、切替器25は、放電部31側に接続される。このような構成のレバー59において、ボタン61が押されている状態(図10の黒丸の状態)でないと、レバー59が回転できないと共に、レバー59を回転しない限り超音波プローブユニット2を観測装置6から取り外しができない構造にする。
このような構成にすることにより、超音波プローブユニット2と観測装置6との接続(結合)に対して、レバー回転によって、取り外し前にC−MUT10が放電部31に電気的に接続されるようにする。
図11の真ん中の図は、超音波プローブユニット2と観測装置6とが接続(結合)された状態を示す。この場合、レバー59の向きは回転されて立て向きとなり、超音波プローブユニット2が観測装置6に接続された状態を示す。但し、切替器25の切替状態は図10の下に示す状態のままである。
図11の右側の図は、レバー59のボタン61の操作により、押されていない状態に設定(変更)され、超音波プローブユニット2と観測装置6とが所定の装着状態の接続状態となり、図10の切替器25がDCバイアス/送受信部62側に切り替わったことを示す。
本実施形態によれば、超音波プローブユニット2と観測装置6との接続を開放(取り外し)する場合、開放される前に放電部31とC−MUT10とを接続状態にすることができる。また、第1の実施形態、第2の実施形態と同様の効果を有する。
なお、超音波プローブユニット2の場合で説明したが電子走査方式の超音波内視鏡3の場合にも同様に適用でき、同様の作用効果を得ることができる。
上述した実施形態においては、切替器25、25i(25i′)及び放電部31は、超音波プローブユニット2又は超音波内視鏡3側に存在していたが、これらを観測装置6に設置してもよい。図12はこのような構成例としての第4の実施形態における超音波内視鏡3及び観測装置6を示す。
本実施形態は、図2Bの構成において、超音波内視鏡3側に、レバー27Bの代わりにボタン61を設けたレバー59を採用している。そして、図2Bにおいては超音波内視鏡3側に設けられていた切替器25iと放電部31とを観測装置6に設置している。
また、切替器25iの接点bは信号線30iを介して放電部31に接続される。
また、本実施形態においては、レバー59から切替器25iを制御する制御情報又は制御状態を伝達部71によって切替器25iに伝達する。
この場合の構成例としてレバー59に設けられたボタン61の押下の操作によるオン/オフを伝達部71を形成する信号線72a、接続接点4d、5d、信号線72bを経由して、観測装置6内部の切替器25iに伝達する。
これにより、制御部39は、レバー59のボタン61が押されているか否かを判断し、判断結果を受信処理部41に送る。受信処理部41は、判断結果に応じて切替器25iの切替状態に対応した情報を表示する情報表示用の映像信号を生成する情報表示処理部41aを有する。
そして、受信処理部41は、情報表示用の映像信号を、超音波断層像の映像信号に重畳してモニタ6Bに出力し、モニタ6Bにおいてその情報を表示する。
図13はモニタ6Bでの情報の表示例を示す。超音波内視鏡3を観測装置6に接続中においては、図13(A)のようにモニタ6Bの表示面における例えば超音波断層像の表示エリア19aの周辺部の情報表示エリア19bにおいて例えば「電荷放電中」のメッセージ等の情報を表示する。
一方、超音波内視鏡3を観測装置6から接続を外す場合に、仮に放電されていない状態で取り外そうとすると、図13(B)のように、「放電してません」というメッセージをモニタ6Bに大きく表示するようにしてもよい。そして、操作者に放電させた後に接続を外す操作を行うようにガイドするような告知を行うようにしても良い。
本実施形態におけるその他の効果は、上述した実施形態とほぼ同様である。
なお、上述した実施形態において、超音波プローブユニット2を電子走査方式の構成にしても良い。また、電子走査方式の超音波内視鏡3の代わりに機械走査方式の超音波内視鏡にしても良い。また、図1に示した超音波プローブユニット2では、駆動ユニット11に、体内に挿入して使用される体内用の超音波プローブ13を着脱自在にした構成であったが、駆動ユニット11と一体化した構造のものであっても良い。また、超音波プローブユニット2は、体外で使用する体外用の超音波プローブでも良い。
図14は本発明の第5の実施形態における例えば機械走査方式の超音波プローブユニット2Eと観測装置6Eの構成例を示す。本実施形態は、例えば第1の実施形態とは異なる接続部としてのコネクタ4E及びコネクタ受け5Eを採用している。
図14に示すようにこの超音波プローブユニット2Eは、図2Aで示した構成と同じ1つのC−MUT10が搭載されている。また、観測装置6Eは、図2Aで示したように、接続接点32は、信号線33によりDCバイアス電圧発生部37に接続されている。
本実施形態においては、コネクタ4E及びコネクタ受け5Eは図15Aに示すように、円筒形状のコネクタハウジング(単にハウジングという)84Eと、この円筒形状のハウジング84Eが嵌合して挿入される円柱形状の凹部を設けたコネクタ受けハウジング(単にハウジング)85Eとを有する。
また、ハウジング84Eの円筒側面から回転可能なレバー79が突設されている。一方、コネクタ受け5Eのハウジング85Eには、コネクタ4Eのハウジング84Eを着脱(取り付け/取り外し)する場合のガイドとなるガイド溝82aが設けてある。
また、ハウジング85Eには、ガイド溝82aから直交する方向に形成され、レバー79による接点切替の操作と共に、この切替の操作に連動してコネクタ4Eとコネクタ受け5Eとをロック状態に設定、及びロック状態から開放可能にするための周溝82bが設けられている。
なお、レバー79の基端側は、コネクタ4Eのハウジング内部に配置された図15Bに示すように回転(回動)されるロータ側円板83aに連結されて連結部26を形成しており、このロータ側円板83aの一方の面(図15Bでは背面)には信号線24に接続される、切替器25を形成する共通接点cが設けられている。
このロータ側円板83aに対向して、このロータ側円板83aに接触するステータ側円板83bが配置され、このステータ側円板83bにはレバー79の回転操作により共通接点cと選択的に接触して電気的に接続される接点aと接点bが形成されている。
そして、図15Aの実線で示すレバー79の位置(ロック位置)においては、図14に示すように共通接点cは、接点aと電気的に接続する状態となる。このロック位置がコネクタ4Eとコネクタ受け5Eとを接続して使用する際の所定の装着状態となる。
次に本実施形態の作用を説明する。
超音波検査を行うために、超音波プローブユニット2Eを観測装置6Eに接続して使用しようとする場合には、コネクタ4Eをコネクタ受け5Eに嵌入させた後、レバー79をロック位置に設定する。すると、図14に示すように切替器25の共通接点cは接点aと電気的に接続される状態となる。
従って、超音波プローブユニット2EのC−MUT10を、観測装置6Eにより駆動できる状態になる。そして、信号線33を経て、DCバイアス電圧に送信信号発生部36による送信信号を重畳して超音波プローブユニット2E側に出力する。
被検体の音響インピーダンスが変化している部分で反射された超音波は、C−MUT10により受信されてエコー信号となる。
DCバイアス電圧に重畳されたエコー信号は、切替器25を通して、コンデンサ42でDCバイアス電圧がカットされ、アンプ40で増幅される。アンプ40により増幅されたエコー信号は、受信処理部41で信号処理され、映像信号に変換された後、モニタ6Bに出力され、モニタ6Bの表示面に超音波断層像が表示される。
そして、超音波プローブユニット2Eを、観測装置6Eから外す場合、レバー79を、図15Aの点線で示す開放位置まで回転させた状態に設定することで、超音波プローブユニット2Eのコネクタ4Eを観測装置6のコネクタ受け5Eから外すことが可能になる。
この時のレバー79の回転に連動して、連結部26を介して切替器25の共通接点cは接点b、つまり放電部31を構成する抵抗Rに接続される。この結果、C−MUT10の電荷は、放電部31の抵抗Rを通して、図14のグラウンドに放出される。これによって、C−MUT10に存在する電荷をなくすことができる。
また、本実施形態によれば、静電容量型振動子(C−MUT)10に長時間蓄積する電荷により、C−MUT10素子自体の劣化が進行するようなことも軽減ないしは防止できる。そして、C−MUT10素子に電荷が蓄積されないようにして、安定した感度を長期にわたり、確保することができる。また、再現性のよい超音波診断システムを実現できる。
また、本実施形態は、上述した第3の実施形態の場合と類似の効果を有する構成にすることができる。例えば、図15Bの実線で示す円形の接点bの代わりに2点鎖線で示すように、接点aの方向に延びた弧形状の接点にする。
このように弧形状の接点とすると、レバー79が所定の装着状態となるロック位置から開放位置に回転される場合、開放位置に設定されるよりも少し手前となる状態で、共通接点cが弧形状の接点と電気的接続(導通)するようになる。そして、その電気的接続の状態が開放位置に設定された場合まで保持される。
なお、上述した実施形態などの構成を部分的に組み合わせる等して形成される実施形態も本発明に属する。
Claims (7)
- 静電容量型振動子を搭載した超音波機器と、
前記超音波機器と前記静電容量型振動子を駆動するための送信信号を発生する送信信号発生部を備えた超音波観測装置とを着脱自在に接続するための接続部と、
を備えた超音波診断システムであって、
前記静電容量型振動子に印加された電荷を放電するための放電部と、
前記静電容量型振動子と前記超音波観測装置との間の信号線上に配置した切替部と、
を具備し、
前記超音波機器と前記超音波観測装置との接続部の着脱状態に対応して、前記超音波機器が前記超音波観測装置に所定の装着状態に設定された場合には前記信号線を介して前記静電容量型振動子を前記送信信号発生部に電気的に接続し、
前記超音波機器が前記超音波観測装置から外される場合には前記静電容量型振動子の電荷を前記放電部により放電する状態になるように前記切替部の切替を行い、
前記切替部の切替は、前記超音波機器に設けられた前記接続部に対する着脱操作用のレバーの可動操作に連動する
ことを特徴とする超音波診断システム。 - 前記切替部は、前記接続部を構成する前記超音波機器のコネクタと前記超音波観測装置のコネクタ受けとを所定の装着状態に設定した状態から前記コネクタを前記コネクタ受けから取り外しを可能とする開放状態に設定する操作に連動して、前記静電容量型振動子の電荷を前記放電部により放電する状態に切り替え設定することを特徴とする請求項1記載の超音波診断システム。
- 前記放電部は、抵抗を用いて構成されることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断システム。
- 前記放電部は、前記静電容量型振動子の電荷を放電するためのグラウンドに接続されることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断システム。
- 前記切替部の状態を前記超音波観測装置に通知し、前記切替部の状態を表示装置により表示可能にすることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断システム。
- 前記レバーの回転操作によって、前記コネクタと前記コネクタ受けとは、前記所定の装着状態と前記開放状態とに設定可能であり、前記レバーの回転操作により前記所定の装着状態から前記開放状態の設定位置に設定される設定前の状態から前記切替部は、前記静電容量型振動子の電荷を前記放電部により放電する状態に切り替え設定されることを特徴とする請求項2に記載の超音波診断システム。
- 前記超音波機器は、電子走査方式の静電容量型振動子又は機械走査方式の静電容量型振動子を搭載することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断システム。
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