超音波プローブ及び超音波診断装置
【課題】超音波プローブを落とした場合において、その落下の衝撃によって超音波振動子が破損することを防止する。
【解決手段】プローブ本体５０に取り付けられ、液状の音響伝搬媒体を収容する音響窓材５１と、超音波振動子を含み、音響伝搬媒体５２中に浸漬されて揺動可能に音響窓材５１内に収容される超音波振動子アセンブリ３と、プローブ本体５０が操作者の手から離れたことを検知する検知手段８と、音響窓材５１の内側に設けられ、プローブ本体５０が落下した場合に超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することを阻止する保護位置に移動可能な保護体９と、保護体９の音響窓材５１の内面に対向する部分に設けられた弾性材５４と、検知手段８の検知結果に基づき、保護体９を保護位置に移動させる移動手段１０と、を備える。
【解決手段】プローブ本体５０に取り付けられ、液状の音響伝搬媒体を収容する音響窓材５１と、超音波振動子を含み、音響伝搬媒体５２中に浸漬されて揺動可能に音響窓材５１内に収容される超音波振動子アセンブリ３と、プローブ本体５０が操作者の手から離れたことを検知する検知手段８と、音響窓材５１の内側に設けられ、プローブ本体５０が落下した場合に超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することを阻止する保護位置に移動可能な保護体９と、保護体９の音響窓材５１の内面に対向する部分に設けられた弾性材５４と、検知手段８の検知結果に基づき、保護体９を保護位置に移動させる移動手段１０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波プローブ及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記特許文献１に記載されているように、生体の断層画像を得るために医療用の超音波診断装置に接続して使用される超音波プローブが知られている。超音波プローブは、アレイ状に配列された複数の超音波振動子を備えており、この超音波振動子はセラミックス等の硬くて脆い材料を用いて形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９８２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超音波プローブを落とした場合、落下時の衝撃によって脆い材料で形成されている超音波振動子が破損しやすい。超音波振動子が破損すると、超音波走査によって得られる画像が欠陥画像となり、超音波診断の精度が低下する。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、超音波プローブを落とした場合において、その落下の衝撃によって超音波振動子が破損することを防止することができる超音波プローブ及びこの超音波プローブを使用する超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る超音波プローブは、プローブ本体に取り付けられ、液状の音響伝搬媒体を収容する音響窓材と、超音波振動子を含み、前記音響伝搬媒体中に浸漬されて揺動可能に前記音響窓材内に収容される超音波振動子アセンブリと、前記プローブ本体が操作者の手から離れたことを検知する検知手段と、前記音響窓材の内側に設けられ、前記プローブ本体が落下した場合に前記超音波振動子アセンブリが落下面に衝突することを阻止する保護位置に移動可能な保護体と、前記保護体の前記音響窓材の内面に対向する部分に設けられた弾性材と、前記検知手段の検知結果に基づき、前記保護体を前記保護位置に移動させる移動手段と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波プローブであって、保護体が保護解除位置に位置する場合を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）とである。
【図２】保護体が保護位置に位置する場合を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）とである。
【図３】超音波振動子アセンブリを示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る超音波プローブを示す正面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る超音波プローブを示す正面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る超音波プローブにおける保護体を移動させる移動手段の動作を説明する正面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る超音波プローブであって、保護体が保護解除位置に位置する場合を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）とである。
【図８】保護体が保護位置に位置する場合を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）とである。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係る超音波プローブを示す側面図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係る超音波プローブを示す側面図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【０００９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る超音波プローブについて、図１ないし図３に基づいて説明する。
【００１０】
図１及び図２に示すように、超音波プローブ１は、直方体形状に形成されたプローブ本体２と、このプローブ本体２内に収容される超音波振動子アセンブリ３とを備えている。
【００１１】
超音波振動子アセンブリ３は、図３に示すように、アレイ状に配列されて超音波の送受信を行う短冊形状の複数の超音波振動子４と、背面への超音波の発生を防ぐバッキング材５と、音響インピーダンスを整合する音響整合層６と、超音波の焦点を機械的に定める音響レンズ７とを備えている。プローブ本体２内に収容された超音波振動子アセンブリ３は、音響レンズ７の表面がプローブ本体２の下端縁２ａと同一となる位置又は下端縁２ａより外方に露出する位置に収容され、超音波診断時には音響レンズ７の表面が被検体の体表面に当接される。
【００１２】
プローブ本体２には、超音波診断時に操作者により把持されるグリップ部が形成されている。このグリップ部には、プローブ本体２が操作者の手から離れたことを検知する検知手段である圧力センサ８が設けられている。「プローブ本体２が操作者の手から離れる」とは、例えば、超音波診断中に操作者が超音波プローブ１をテーブル等の載置部の上に置いた場合、操作者が超音波プローブ１を落とした場合等である。圧力センサ８は、操作者がプローブ本体２を把持している場合にオンとなり、プローブ本体２から操作者の手が離れた場合にオフとなる。圧力センサ８は、超音波プローブ１の各部を制御する制御部（図示せず）に接続されている。
【００１３】
さらに、プローブ本体２には、保護体９と移動手段１０とが取り付けられている。
【００１４】
保護体９は、超音波プローブ１が落下した場合に、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することを阻止するための部材である。なお、ここでいう「落下面」とは、超音波プローブ１を落とした場合に落下した超音波プローブ１が衝突する面を意味し、例えば、室内の床面などが該当する。
【００１５】
保護体９は、棒状部材を用いてＤ字形の形状に形成され、プローブ本体２の平行に対向する２面の外側面に取り付けられている。Ｄ字形に形成された保護体９は、平行に対向する一対の直線部９ａと、直線部９ａと一体に形成されて一対の直線部９ａの一端側を連結する湾曲した形状の当接部９ｂと、一対の直線部９ａの他端側にねじ止め等により連結された直線状の押圧部９ｃとにより形成されている。プローブ本体２の外周面における保護体９が取り付けられる面にはそれぞれ一対の保持部１１が固定され、これらの保持部１１により直線部９ａがスライド可能に保持されている。保護体９は、当接部９ｂを音響レンズ７の表面と同じ方向である下向きにして保持部１１に保持されている。
【００１６】
移動手段１０は、保護体９を図２に示す保護位置と、図１に示す保護解除位置とに移動
させる機構である。移動手段１０は、カム１３と、モータ１４と、スプリング１２とにより構成されている。モータ１４は、超音波プローブ１の各部を制御する制御部に接続されている。
【００１７】
カム１３は、プローブ本体２の外側であって押圧部９ｃに当接する位置に配置されている。モータ１４は、プローブ本体２の内側に配置され、このモータ１４がカム１３に連結されている。スプリング１２は、保持部１１と押圧部９ｃとの間に設けられ、保護体９の押圧部９ｃをカム１３の外周面に押圧する向きに付勢している。モータ１４の駆動によりカム１３が回転し、カム１３は図１に示す位置と図２に示す位置とのいずれかの位置で停止する。
【００１８】
保護体９が図１に示す保護解除位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂがプローブ本体２の下端縁２ａより上側に位置している。保護体９が図２に示す保護位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出して位置している。
【００１９】
プローブ本体２における保護体９とカム１３とが設けられている面には、これらの保護体９とカム１３とを覆うカバー１５が設けられている。
【００２０】
このような構成において、操作者が超音波プローブ１を把持している場合には、グリップ部に設けられている圧力センサ８が操作者により握られ、圧力センサ８がオンになっている。圧力センサ８がオンの場合には、モータ１４により駆動されたカム１３が図１に示す位置で停止している。カム１３が図１に示す位置で停止している場合には、保護体９は、スプリング１２の付勢力により押圧部９ｃがカム１３の短径側外周面に当接する位置（保護解除位置）に位置する。保護体９が図１に示す保護解除位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂはプローブ本体２の下端縁２ａより上側に位置している。このため、音響レンズ７の表面を被検体の体表面に当接させて行う超音波診断に際しては、当接部９ｂを被検体の体表面に接触させることなく超音波診断を行える。
【００２１】
超音波診断中に超音波プローブ１が操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１を診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１が落下した場合には、圧力センサ８がオフになる。圧力センサ８がオフになると、圧力センサ８がオフになったことの検知結果が制御部に入力され、制御部から駆動信号がモータ１４に対して出力されてモータ１４が駆動される。圧力センサ８がオフになったことの検知結果に基づいてモータ１４が駆動された場合には、カム１３が図２に示す位置に回動し、カム１３の長径側外周面が押圧部９ｃに当接される。カム１３の長径側外周面が押圧部９ｃに当接されることにより、保護体９はカム１３に押されて図２に示す保護位置に移動する。保護体９が図２に示す保護位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出する。
【００２２】
超音波プローブ１の重心位置は、超音波振動子アセンブリ３が設けられている側に片寄っている。このため、超音波プローブ１が落下する場合、超音波プローブ１は超音波振動子アセンブリ３が下側となる向きに落下する。しかし、保護体９の当接部９ｂが図２に示すように音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出する位置（保護位置）に位置するため、保護体９の当接部９ｂが落下面に衝突し、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止される。このため、超音波プローブ１が落下しても超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００２３】
超音波プローブ１の落下距離が約１メートルであるとすれば、保護解除位置に位置する
保護体９を保護位置に移動させる場合には、圧力センサ８による検知後の約０．４秒以内に保護体９を保護位置に移動させることが必要である。このように、保護体９の移動速度を速めるためには保護体９を軽量化することが必要であり、本実施の形態で説明したように棒状部材によりＤ字形の保護体９を形成することにより、保護体９の軽量化を図ることができる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る超音波プローブについて、図４に基づいて説明する。なお、第２の実施の形態及び以下に説明する他の実施の形態において、第１の実施の形態で説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２５】
第２の実施の形態の超音波プローブ１Ａは、第１の実施の形態で説明した保護体９に代えて保護体２０を用いたものであり、保護体２０以外の構成要素は第１の実施の形態の超音波プローブ１と同じである。
【００２６】
保護体２０は、棒状部材を用いてＵ字形の形状に形成され、プローブ本体２の平行に対向する２面の外側面に取り付けられている。Ｕ字形に形成された保護体２０は、平行に対向する一対の直線状の当接部２０ａと、当接部２０ａと一体に形成されて一対の当接部２０ａの一端側を連結する直線状の押圧部２０ｂとにより形成されている。プローブ本体２の外周面における保護体２０が取り付けられる面にはそれぞれ一対の保持部１１が固定され、これらの保持部１１により当接部２０ａがスライド可能に保持されている。保護体２０は、当接部２０ａの先端を音響レンズ７の表面と同じ方向である下向きにして保持部１１に保持されている。保持部１１と押圧部２０ｂとの間には、保護体２０の押圧部２０ｂをカム１３の外周面に押圧する向きに付勢するスプリング１２が設けられている。
【００２７】
このような構成において、超音波診断中に超音波プローブ１が操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１を診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１が落下した場合には、圧力センサ８がオフになり、モータ１４が駆動されてカム１３が図４において実線で示す位置から二点鎖線で示す位置に９０度回転する。カム１３が図４において二点鎖線で示す位置に回転することにより、保護体２０がカム１３により押され、保護体２０は、一対の当接部２０ａの先端部が二点鎖線で示すように音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出する位置（保護位置）に移動する。
【００２８】
保護体２０が保護位置に移動することにより、超音波プローブ１Ａが落下した場合に保護体２０の当接部２０ａが落下面に衝突し、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止される。このため、超音波プローブ１Ａが落下しても超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００２９】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る超音波プローブについて、図５に基づいて説明する。
【００３０】
第３の実施の形態の超音波プローブ１Ｂは、第１の実施の形態で説明した保護体９に代えて保護体３０を用いたものであり、保護体３０以外の構成要素は第１の実施の形態の超音波プローブ１と同じである。
【００３１】
保護体３０は、板状部材により形成されている。保護体３０には、直線状の一対の軸部３１が固定され、一対の軸部３１の先端部にはこれらの軸部３１を連結する直線状の押圧部３２がネジ止めされている。
【００３２】
プローブ本体２の外周面における保護体３０が取り付けられる面にはそれぞれ一対の保持部１１が固定され、これらの保持部１１により軸部３１がスライド可能に保持されている。保護体３０は、保護体３０の下端側の縁部を音響レンズ７の表面と同じ方向である下向きにして保持部１１に保持されている。保持部１１と押圧部３２との間には、押圧部３２をカム１３の外周面に押圧する向きに付勢するスプリング１２が設けられている。
【００３３】
このような構成において、超音波診断中に超音波プローブ１Ｂが操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１を診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１が落下した場合には、圧力センサ８がオフになり、モータ１４が駆動されてカム１３が図５において実線で示す位置から二点鎖線で示す位置に９０度回転する。カム１３が図４において二点鎖線で示す位置に回転することにより、保護体３０がカム１３により押され、保護体３０の下端側の縁部が二点鎖線で示すように音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出する位置（保護位置）に移動する。
【００３４】
保護体３０が保護位置に移動することにより、超音波プローブ１Ｂが落下した場合に保護体３０の下端側の縁部が落下面に衝突し、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止される。このため、超音波プローブ１Ｂが落下しても超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００３５】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る超音波プローブについて、図６に基づいて説明する。
【００３６】
第４の実施の形態は、超音波プローブに設けられて保護体４０を保護解除位置から保護位置へ移動させる移動手段４１について示したものである。なお、第４の実施の形態では、プローブ本体を省略し、移動手段４１と直線状の保護体４０についてのみ示している。
【００３７】
保護体４０は、太径の当接部４０ａと細径の軸部４０ｂとにより形成されている。プローブ本体の外周面には保持部４２が固定され、この保持部４２に形成された貫通孔４３に軸部４０ｂがスライド可能に貫通されている。貫通孔４３は軸部４０ｂより大径であって当接部４０ａより小径に形成されている。当接部４０ａにおける保持部４２に対向する端面と保持部４２との間には、保護体４０を保護位置に向けて下向きに付勢するスプリング４４が設けられている。
【００３８】
軸部４０ｂには、円錐台形状のストッパ４５が取り付けられている。このストッパ４５は、プローブ本体に設けられた圧力センサ８の検知結果に基づき図示しないアクチュエータにより開閉される構造に形成されている。また、ストッパ４５は、開いているストッパ４５に対してこのストッパ４５を閉じる方向に外側から外力が作用した場合、容易に閉じる構造に形成されている。図６（ａ）（ｃ）はストッパ４５が開いている状態を示し、図６（ｂ）はストッパ４５が閉じている状態を示している。図６（ｂ）に示すようにストッパ４５が閉じることにより、ストッパ４５は軸部４０ｂと共に貫通孔４３内を通過可能となる。ストッパ４５とストッパ４５を開閉するアクチュエータとにより、移動手段４１が構成されている。
【００３９】
軸部４０ｂは磁性体により形成されており、軸部４０ｂの先端側にはこの軸部４０ｂを吸着可能な電磁石４６が配置されている。電磁石４６は、図６（ａ）〜（ｃ）において実線で示す位置と、図６（ｃ）において二点鎖線で示す位置とに往復移動可能に設けられている。
【００４０】
このような構成において、図６（ａ）は、保護体４０が保持解除位置に位置する状態を
示している。ストッパ４５は開いており、開いたストッパ４５の大径側が保持部４２における貫通孔４３の周囲の面に当接されている。
【００４１】
保護体４０が図６（ａ）に示す保持解除位置に位置する場合に、超音波プローブが操作者の手から離れることにより圧力センサ８がオフになると、移動手段４１を構成するアクチュエータが駆動され、ストッパ４５が図６（ｂ）に示すように閉じる。ストッパ４５が図６（ｂ）に示すように閉じると、ストッパ４５は軸部４０ｂと共に貫通孔４３を通過可能となり、保護体４０はスプリング４４の付勢力により保護位置に向けて図６（ｂ）に示す矢印ａ方向にスライドする。
【００４２】
図６（ｃ）は、保護体４０が保護位置に移動した状態を示している。この保護位置とは、第１ないし第３の実施の形態で説明したように、保護体４０の先端部が音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出する位置である。保護体４０が保護位置に移動することにより、超音波プローブが落下した場合に保護体４０の当接部４０ａの先端が落下面に衝突し、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止される。このため、超音波プローブが落下しても超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００４３】
図６（ｃ）に示すように保護位置に位置する保護体４０を図６（ａ）に示す保護解除位置に移動させる場合には、電磁石４６に通電するとともに電磁石４６を図６（ｃ）において二点鎖線で示す位置に移動させ、電磁石４６によって軸部４０ｂを吸着する。電磁石４６により軸部４０ｂを吸着した後、電磁石４６を軸部４０ｂと共に図６（ｃ）において実線で示す位置に移動させる。電磁石４６を図６（ｃ）において実線で示す位置に移動させる場合には、開いているストッパ４５が貫通孔４３の内周面に当接し、ストッパ４５にはストッパ４５を閉じる方向に外力が作用する。これにより、ストッパ４５が閉じ、ストッパ４５は軸部４０ｂと共に移動し、保護体４０は、図６（ａ）に示す保持解除位置に移動する。
【００４４】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る超音波プローブについて、図７及び図８に基づいて説明する。本実施の形態の超音波プローブ１Ｃは、プローブ本体５０とプローブ本体５０の先端側に取り付けられた音響窓材５１とを備えている。音響窓材５１は先端側部分が半楕円球形状に形成されている。音響窓材５１は、超音波を透過する性質を有する材料であって、音響インピーダンスが人体に近い材料、例えば、ポリメチルペンテンポリマーにより形成されている。
【００４５】
音響窓材５１内には、液状の音響伝搬媒体５２が収容されている。さらに、音響窓材５１内には、音響伝搬媒体５２中に浸漬された超音波振動子アセンブリ３が収容されている。超音波振動子アセンブリ３は、第１の実施の形態で説明したように、バッキング材５と複数の超音波振動子４と音響整合層６と音響レンズ７とを積層して形成されている。また、超音波振動子アセンブリ３は、支軸５３を支点として矢印ｂ方向に揺動可能に支持されている。
【００４６】
この超音波プローブ１Ｃでは、超音波振動子アセンブリ３を支軸５３の中心線周りに揺動させながら超音波振動子４から超音波を送受信し、超音波は音響伝搬媒体５２と音響窓材５１とを介して被検体との間で送受信される。音響窓材５１は、超音波の減衰を抑えて超音波の伝搬を効率よく行うために薄く形成され、弾性変形しやすい。
【００４７】
超音波プローブ１Ｃのプローブ本体５０には、第１の実施の形態において説明した保護
体９と移動手段１０とが取り付けられている。
【００４８】
保護体９は、音響窓材５１の外側に配置されている。保護体９は、超音波プローブ１Ｃが落下した場合に、音響窓材５１が落下面に衝突して弾性変形しても、弾性変形した音響窓材５１を介して超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することを阻止するための部材である。
【００４９】
移動手段１０は、保護体９を図８に示す保護位置と、図７に示す保護解除位置とに移動させる機構である。保護体９が図８に示す保護位置に位置する場合は、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面より下側に突出して位置する。一方、保護体９が図７に示す保護解除位置に位置する場合は、保護体９の当接部９ｂが超音波振動子アセンブリ３の音響レンズ７の表面よりも上側に位置している。
【００５０】
このような構成において、操作者が超音波プローブ１Ｃを把持している場合には、グリップ部に設けられている圧力センサ８が操作者により握られ、圧力センサ８がオンになっている。圧力センサ８がオンの場合には、モータ１４により駆動されたカム１３が図７に示す位置で停止している。カム１３が図７に示す位置で停止している場合には、保護体９が保護解除位置に位置する。保護体９が図７に示す保護解除位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂが超音波振動子アセンブリ３の音響レンズ７の表面よりも上側に位置している。このため、音響窓材５１を被検体の体表面に当接させて行う超音波診断に際しては、当接部９ｂを被検体の体表面に接触させることなく超音波診断を行える。
【００５１】
超音波診断中に超音波プローブ１Ｃが操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１Ｃを診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１Ｃが落下した場合には、圧力センサ８がオフになり、モータ１４が駆動されてカム１３が図８に示す位置に回動する。カム１３が図８に示す位置に回動することにより、保護体９が図８に示す保護位置に移動する。保護体９が図８に示す保護位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面より下側に突出する。
【００５２】
このため、超音波プローブ１Ｃが落下し、音響窓材５１が落下面に衝突して弾性変形した場合には、弾性変形した音響窓材５１を介して超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突する前に、保護体９の当接部９ｂが落下面に衝突する。したがって、超音波プローブ１Ｃが落下しても超音波振動子アセンブリ３が弾性変形した音響窓材５１を介して落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が音響窓材５１を介して落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００５３】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態に係る超音波プローブについて、図９に基づいて説明する。本実施の形態の超音波プローブ１Ｄは、第５の実施の形態において説明したプローブ本体５０と音響窓材５１とを備えており、第５の実施の形態では保護体９が音響窓材５１の外側に設けられているのに対し、第６の実施の形態では保護体９が音響窓材５１の内側に設けられている。また、移動手段１０は、プローブ本体２内に収容されている。
【００５４】
図９は、保護体９が保護位置に位置する場合を示している。保護位置に位置する保護体９は、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面より下側に突出して位置する。一方、保護体９が図示しない保護解除位置に位置する場合は、保護体９の当接部９ｂが超音波振動子アセンブリ３の音響レンズ７の表面よりも上側に位置する。
【００５５】
このような構成において、超音波診断中に超音波プローブ１Ｄが操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１を診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１が落下し
た場合には、圧力センサ８がオフになり、モータ１４が駆動されてカム１３が回転することにより保護体９が図９に示す保護位置に移動する。保護体９が図９に示す保護位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面より下側に突出する。
【００５６】
このため、超音波プローブ１Ｄが落下し、音響窓材５１が落下面に衝突して弾性変形した場合、弾性変形した音響窓材５１を介して超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突する前に、保護体９の当接部９ｂが弾性変形した音響窓材５１を介して落下面に衝突する。したがって、超音波プローブ１Ｄが落下しても超音波振動子アセンブリ３が弾性変形した音響窓材５１を介して落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が音響窓材５１を介して落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００５７】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態に係る超音波プローブについて、図１０に基づいて説明する。本実施の形態の超音波プローブ１Ｅは、第６の実施の形態において説明した保護体９における音響窓材５１の内面に対向する部分である当接部９ｂに、ゴムなどで形成された弾性材５４が取り付けられている。
【００５８】
このような構成において、超音波診断中に超音波プローブ１Ｅが操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１を診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１が落下した場合には、圧力センサ８がオフになり、モータ１４が駆動されてカム１３が回転することにより保護体９が図１０に示す保護位置に移動する。保護体９が図１０に示す保護位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂに取り付けられた弾性材５４が音響レンズ７の表面より下側に突出する。
【００５９】
このため、超音波プローブ１Ｅが落下し、音響窓材５１が落下面に衝突して弾性変形した場合、弾性変形した音響窓材５１を介して超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突する前に、保護体９の当接部９ｂに取り付けられた弾性材５４が、弾性変形した音響窓材５１を介して落下面に衝突する。したがって、超音波プローブ１Ｄが落下しても超音波振動子アセンブリ３が弾性変形した音響窓材５１を介して落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が音響窓材５１を介して落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００６０】
しかも、超音波プローブ１Ｅの落下時には弾性変形した音響窓材５１が当接部９ｂに取り付けられた弾性材５４に衝突するため、落下時の衝撃による音響窓材５１の破損を防止することができる。
【００６１】
なお、図４及び図５に示す構造の保護体２０を音響窓材５１内に設けた場合には、直線状に形成された当接部２０ａの先端側にこのような弾性材５４を取り付けることにより、超音波プローブの落下時における音響窓材５１の破損を防止することができる。
【００６２】
また、上述した各実施の形態においては、超音波プローブが操作者の手から離れたことを検知する検知手段として圧力センサ８を例に挙げて説明したが、検知手段として使用できるものは圧力センサ８に限定されない。他の検知手段として、例えば、超音波プローブが落下したことを検知する加速度センサを用いることができる。
【００６３】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態に係る超音波診断装置について、図１１に基づいて説明する。図１１は、超音波診断装置６０の概略構成を示すブロック図である。
【００６４】
この超音波診断装置６０は、超音波プローブ６１と、送受信部６２と、信号処理部６３と、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）６４と、画像生成部６５と、表示装置６６と、制御部６７とを備えている。この超音波診断装置６０においては超音波プローブ６１に特徴があり、それ以外の構成要素である送受信部６２などは公知のものが用いられている。
【００６５】
超音波プローブ６１としては、第１乃至第７の実施の形態に係る超音波プローブ１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅが用いられる。この超音波プローブ６１には、保護体９と、モータ等のアクチュエータを含む移動手段１０と、圧力センサや加速度センサ等の検知手段８とが設けられている。
【００６６】
送受信部６２は送信部と受信部とからなり、超音波プローブ６１に電気信号を供給して超音波を発生させるとともに、超音波プローブ６１が受信したエコー信号を受信する。
【００６７】
信号処理部６３は、公知のＢモード処理回路、ドプラ処理回路及びカラーモード処理回路を備えている。送受信部６２から出力されたデータはいずれかの処理回路にて所定の処理を施される。Ｂモード処理回路はエコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からＢモード超音波ラスタデータを生成する。ドプラ処理回路はドプラ偏移周波数成分を取り出し、更にＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理等を施して血流情報を有するデータを生成する。カラーモード処理回路は動いている血流情報の映像化を行い、カラー超音波ラスタデータを生成する。血流情報には、速度、分散、パワー等の情報があり、血流情報は２値化情報として得られる。
【００６８】
ＤＳＣ６４は、直交座標系で表される画像を得るために、超音波ラスタデータを直交座標で表されるデータに変換する（スキャンコンバージョン処理）。例えば、Ｂモード処理回路から出力されたデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、被検体の組織形状を２次元情報として表す断層像データが生成される。
【００６９】
画像生成部６５は各種画像処理を行う。例えば、断層像データからボクセルデータを生成し、更に、ボリュームレンダリング処理を行って３次元画像データなどを生成する。
【００７０】
表示装置６６は液晶ディスプレイなどのモニタからなり、断層像や３次元画像などが表示される。
【００７１】
制御部６７はＣＰＵからなり、記憶部（図示せず）に記憶されている制御プログラムや画像生成プログラムなどを実行することにより各部の制御を行う。記憶部はＲＯＭなどのメモリやハードディスクなどからなり、画像データ、各種設定条件及びプログラムなどが記憶されている。
【００７２】
その他、ジョイスティックなどのポインティングデバイス、スイッチ又はＴＣＳ（Touch Command Screen）などの操作部（図示しない）が備えられ、超音波の送受信条件などに関する各種設定が操作者により入力される。
【符号の説明】
【００７３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ 超音波プローブ
２ プローブ本体
３ 超音波振動子アセンブリ
８ 検知手段
９ 保護体
１０ 移動手段
２０ 保護体
４０ 保護体
４１ 移動手段
５１ 音響窓材
５２ 音響伝搬媒体
５４ 弾性材
６１ 超音波プローブ
６３ 送受信部
６５ 画像生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波プローブ及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記特許文献１に記載されているように、生体の断層画像を得るために医療用の超音波診断装置に接続して使用される超音波プローブが知られている。超音波プローブは、アレイ状に配列された複数の超音波振動子を備えており、この超音波振動子はセラミックス等の硬くて脆い材料を用いて形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９８２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超音波プローブを落とした場合、落下時の衝撃によって脆い材料で形成されている超音波振動子が破損しやすい。超音波振動子が破損すると、超音波走査によって得られる画像が欠陥画像となり、超音波診断の精度が低下する。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、超音波プローブを落とした場合において、その落下の衝撃によって超音波振動子が破損することを防止することができる超音波プローブ及びこの超音波プローブを使用する超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る超音波プローブは、プローブ本体に取り付けられ、液状の音響伝搬媒体を収容する音響窓材と、超音波振動子を含み、前記音響伝搬媒体中に浸漬されて揺動可能に前記音響窓材内に収容される超音波振動子アセンブリと、前記プローブ本体が操作者の手から離れたことを検知する検知手段と、前記音響窓材の内側に設けられ、前記プローブ本体が落下した場合に前記超音波振動子アセンブリが落下面に衝突することを阻止する保護位置に移動可能な保護体と、前記保護体の前記音響窓材の内面に対向する部分に設けられた弾性材と、前記検知手段の検知結果に基づき、前記保護体を前記保護位置に移動させる移動手段と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波プローブであって、保護体が保護解除位置に位置する場合を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）とである。
【図２】保護体が保護位置に位置する場合を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）とである。
【図３】超音波振動子アセンブリを示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る超音波プローブを示す正面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る超音波プローブを示す正面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る超音波プローブにおける保護体を移動させる移動手段の動作を説明する正面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る超音波プローブであって、保護体が保護解除位置に位置する場合を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）とである。
【図８】保護体が保護位置に位置する場合を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）とである。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係る超音波プローブを示す側面図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係る超音波プローブを示す側面図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【０００９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る超音波プローブについて、図１ないし図３に基づいて説明する。
【００１０】
図１及び図２に示すように、超音波プローブ１は、直方体形状に形成されたプローブ本体２と、このプローブ本体２内に収容される超音波振動子アセンブリ３とを備えている。
【００１１】
超音波振動子アセンブリ３は、図３に示すように、アレイ状に配列されて超音波の送受信を行う短冊形状の複数の超音波振動子４と、背面への超音波の発生を防ぐバッキング材５と、音響インピーダンスを整合する音響整合層６と、超音波の焦点を機械的に定める音響レンズ７とを備えている。プローブ本体２内に収容された超音波振動子アセンブリ３は、音響レンズ７の表面がプローブ本体２の下端縁２ａと同一となる位置又は下端縁２ａより外方に露出する位置に収容され、超音波診断時には音響レンズ７の表面が被検体の体表面に当接される。
【００１２】
プローブ本体２には、超音波診断時に操作者により把持されるグリップ部が形成されている。このグリップ部には、プローブ本体２が操作者の手から離れたことを検知する検知手段である圧力センサ８が設けられている。「プローブ本体２が操作者の手から離れる」とは、例えば、超音波診断中に操作者が超音波プローブ１をテーブル等の載置部の上に置いた場合、操作者が超音波プローブ１を落とした場合等である。圧力センサ８は、操作者がプローブ本体２を把持している場合にオンとなり、プローブ本体２から操作者の手が離れた場合にオフとなる。圧力センサ８は、超音波プローブ１の各部を制御する制御部（図示せず）に接続されている。
【００１３】
さらに、プローブ本体２には、保護体９と移動手段１０とが取り付けられている。
【００１４】
保護体９は、超音波プローブ１が落下した場合に、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することを阻止するための部材である。なお、ここでいう「落下面」とは、超音波プローブ１を落とした場合に落下した超音波プローブ１が衝突する面を意味し、例えば、室内の床面などが該当する。
【００１５】
保護体９は、棒状部材を用いてＤ字形の形状に形成され、プローブ本体２の平行に対向する２面の外側面に取り付けられている。Ｄ字形に形成された保護体９は、平行に対向する一対の直線部９ａと、直線部９ａと一体に形成されて一対の直線部９ａの一端側を連結する湾曲した形状の当接部９ｂと、一対の直線部９ａの他端側にねじ止め等により連結された直線状の押圧部９ｃとにより形成されている。プローブ本体２の外周面における保護体９が取り付けられる面にはそれぞれ一対の保持部１１が固定され、これらの保持部１１により直線部９ａがスライド可能に保持されている。保護体９は、当接部９ｂを音響レンズ７の表面と同じ方向である下向きにして保持部１１に保持されている。
【００１６】
移動手段１０は、保護体９を図２に示す保護位置と、図１に示す保護解除位置とに移動
させる機構である。移動手段１０は、カム１３と、モータ１４と、スプリング１２とにより構成されている。モータ１４は、超音波プローブ１の各部を制御する制御部に接続されている。
【００１７】
カム１３は、プローブ本体２の外側であって押圧部９ｃに当接する位置に配置されている。モータ１４は、プローブ本体２の内側に配置され、このモータ１４がカム１３に連結されている。スプリング１２は、保持部１１と押圧部９ｃとの間に設けられ、保護体９の押圧部９ｃをカム１３の外周面に押圧する向きに付勢している。モータ１４の駆動によりカム１３が回転し、カム１３は図１に示す位置と図２に示す位置とのいずれかの位置で停止する。
【００１８】
保護体９が図１に示す保護解除位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂがプローブ本体２の下端縁２ａより上側に位置している。保護体９が図２に示す保護位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出して位置している。
【００１９】
プローブ本体２における保護体９とカム１３とが設けられている面には、これらの保護体９とカム１３とを覆うカバー１５が設けられている。
【００２０】
このような構成において、操作者が超音波プローブ１を把持している場合には、グリップ部に設けられている圧力センサ８が操作者により握られ、圧力センサ８がオンになっている。圧力センサ８がオンの場合には、モータ１４により駆動されたカム１３が図１に示す位置で停止している。カム１３が図１に示す位置で停止している場合には、保護体９は、スプリング１２の付勢力により押圧部９ｃがカム１３の短径側外周面に当接する位置（保護解除位置）に位置する。保護体９が図１に示す保護解除位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂはプローブ本体２の下端縁２ａより上側に位置している。このため、音響レンズ７の表面を被検体の体表面に当接させて行う超音波診断に際しては、当接部９ｂを被検体の体表面に接触させることなく超音波診断を行える。
【００２１】
超音波診断中に超音波プローブ１が操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１を診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１が落下した場合には、圧力センサ８がオフになる。圧力センサ８がオフになると、圧力センサ８がオフになったことの検知結果が制御部に入力され、制御部から駆動信号がモータ１４に対して出力されてモータ１４が駆動される。圧力センサ８がオフになったことの検知結果に基づいてモータ１４が駆動された場合には、カム１３が図２に示す位置に回動し、カム１３の長径側外周面が押圧部９ｃに当接される。カム１３の長径側外周面が押圧部９ｃに当接されることにより、保護体９はカム１３に押されて図２に示す保護位置に移動する。保護体９が図２に示す保護位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出する。
【００２２】
超音波プローブ１の重心位置は、超音波振動子アセンブリ３が設けられている側に片寄っている。このため、超音波プローブ１が落下する場合、超音波プローブ１は超音波振動子アセンブリ３が下側となる向きに落下する。しかし、保護体９の当接部９ｂが図２に示すように音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出する位置（保護位置）に位置するため、保護体９の当接部９ｂが落下面に衝突し、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止される。このため、超音波プローブ１が落下しても超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００２３】
超音波プローブ１の落下距離が約１メートルであるとすれば、保護解除位置に位置する
保護体９を保護位置に移動させる場合には、圧力センサ８による検知後の約０．４秒以内に保護体９を保護位置に移動させることが必要である。このように、保護体９の移動速度を速めるためには保護体９を軽量化することが必要であり、本実施の形態で説明したように棒状部材によりＤ字形の保護体９を形成することにより、保護体９の軽量化を図ることができる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る超音波プローブについて、図４に基づいて説明する。なお、第２の実施の形態及び以下に説明する他の実施の形態において、第１の実施の形態で説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２５】
第２の実施の形態の超音波プローブ１Ａは、第１の実施の形態で説明した保護体９に代えて保護体２０を用いたものであり、保護体２０以外の構成要素は第１の実施の形態の超音波プローブ１と同じである。
【００２６】
保護体２０は、棒状部材を用いてＵ字形の形状に形成され、プローブ本体２の平行に対向する２面の外側面に取り付けられている。Ｕ字形に形成された保護体２０は、平行に対向する一対の直線状の当接部２０ａと、当接部２０ａと一体に形成されて一対の当接部２０ａの一端側を連結する直線状の押圧部２０ｂとにより形成されている。プローブ本体２の外周面における保護体２０が取り付けられる面にはそれぞれ一対の保持部１１が固定され、これらの保持部１１により当接部２０ａがスライド可能に保持されている。保護体２０は、当接部２０ａの先端を音響レンズ７の表面と同じ方向である下向きにして保持部１１に保持されている。保持部１１と押圧部２０ｂとの間には、保護体２０の押圧部２０ｂをカム１３の外周面に押圧する向きに付勢するスプリング１２が設けられている。
【００２７】
このような構成において、超音波診断中に超音波プローブ１が操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１を診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１が落下した場合には、圧力センサ８がオフになり、モータ１４が駆動されてカム１３が図４において実線で示す位置から二点鎖線で示す位置に９０度回転する。カム１３が図４において二点鎖線で示す位置に回転することにより、保護体２０がカム１３により押され、保護体２０は、一対の当接部２０ａの先端部が二点鎖線で示すように音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出する位置（保護位置）に移動する。
【００２８】
保護体２０が保護位置に移動することにより、超音波プローブ１Ａが落下した場合に保護体２０の当接部２０ａが落下面に衝突し、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止される。このため、超音波プローブ１Ａが落下しても超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００２９】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る超音波プローブについて、図５に基づいて説明する。
【００３０】
第３の実施の形態の超音波プローブ１Ｂは、第１の実施の形態で説明した保護体９に代えて保護体３０を用いたものであり、保護体３０以外の構成要素は第１の実施の形態の超音波プローブ１と同じである。
【００３１】
保護体３０は、板状部材により形成されている。保護体３０には、直線状の一対の軸部３１が固定され、一対の軸部３１の先端部にはこれらの軸部３１を連結する直線状の押圧部３２がネジ止めされている。
【００３２】
プローブ本体２の外周面における保護体３０が取り付けられる面にはそれぞれ一対の保持部１１が固定され、これらの保持部１１により軸部３１がスライド可能に保持されている。保護体３０は、保護体３０の下端側の縁部を音響レンズ７の表面と同じ方向である下向きにして保持部１１に保持されている。保持部１１と押圧部３２との間には、押圧部３２をカム１３の外周面に押圧する向きに付勢するスプリング１２が設けられている。
【００３３】
このような構成において、超音波診断中に超音波プローブ１Ｂが操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１を診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１が落下した場合には、圧力センサ８がオフになり、モータ１４が駆動されてカム１３が図５において実線で示す位置から二点鎖線で示す位置に９０度回転する。カム１３が図４において二点鎖線で示す位置に回転することにより、保護体３０がカム１３により押され、保護体３０の下端側の縁部が二点鎖線で示すように音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出する位置（保護位置）に移動する。
【００３４】
保護体３０が保護位置に移動することにより、超音波プローブ１Ｂが落下した場合に保護体３０の下端側の縁部が落下面に衝突し、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止される。このため、超音波プローブ１Ｂが落下しても超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００３５】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る超音波プローブについて、図６に基づいて説明する。
【００３６】
第４の実施の形態は、超音波プローブに設けられて保護体４０を保護解除位置から保護位置へ移動させる移動手段４１について示したものである。なお、第４の実施の形態では、プローブ本体を省略し、移動手段４１と直線状の保護体４０についてのみ示している。
【００３７】
保護体４０は、太径の当接部４０ａと細径の軸部４０ｂとにより形成されている。プローブ本体の外周面には保持部４２が固定され、この保持部４２に形成された貫通孔４３に軸部４０ｂがスライド可能に貫通されている。貫通孔４３は軸部４０ｂより大径であって当接部４０ａより小径に形成されている。当接部４０ａにおける保持部４２に対向する端面と保持部４２との間には、保護体４０を保護位置に向けて下向きに付勢するスプリング４４が設けられている。
【００３８】
軸部４０ｂには、円錐台形状のストッパ４５が取り付けられている。このストッパ４５は、プローブ本体に設けられた圧力センサ８の検知結果に基づき図示しないアクチュエータにより開閉される構造に形成されている。また、ストッパ４５は、開いているストッパ４５に対してこのストッパ４５を閉じる方向に外側から外力が作用した場合、容易に閉じる構造に形成されている。図６（ａ）（ｃ）はストッパ４５が開いている状態を示し、図６（ｂ）はストッパ４５が閉じている状態を示している。図６（ｂ）に示すようにストッパ４５が閉じることにより、ストッパ４５は軸部４０ｂと共に貫通孔４３内を通過可能となる。ストッパ４５とストッパ４５を開閉するアクチュエータとにより、移動手段４１が構成されている。
【００３９】
軸部４０ｂは磁性体により形成されており、軸部４０ｂの先端側にはこの軸部４０ｂを吸着可能な電磁石４６が配置されている。電磁石４６は、図６（ａ）〜（ｃ）において実線で示す位置と、図６（ｃ）において二点鎖線で示す位置とに往復移動可能に設けられている。
【００４０】
このような構成において、図６（ａ）は、保護体４０が保持解除位置に位置する状態を
示している。ストッパ４５は開いており、開いたストッパ４５の大径側が保持部４２における貫通孔４３の周囲の面に当接されている。
【００４１】
保護体４０が図６（ａ）に示す保持解除位置に位置する場合に、超音波プローブが操作者の手から離れることにより圧力センサ８がオフになると、移動手段４１を構成するアクチュエータが駆動され、ストッパ４５が図６（ｂ）に示すように閉じる。ストッパ４５が図６（ｂ）に示すように閉じると、ストッパ４５は軸部４０ｂと共に貫通孔４３を通過可能となり、保護体４０はスプリング４４の付勢力により保護位置に向けて図６（ｂ）に示す矢印ａ方向にスライドする。
【００４２】
図６（ｃ）は、保護体４０が保護位置に移動した状態を示している。この保護位置とは、第１ないし第３の実施の形態で説明したように、保護体４０の先端部が音響レンズ７の表面及びプローブ本体２の下端縁２ａより下側に突出する位置である。保護体４０が保護位置に移動することにより、超音波プローブが落下した場合に保護体４０の当接部４０ａの先端が落下面に衝突し、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止される。このため、超音波プローブが落下しても超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００４３】
図６（ｃ）に示すように保護位置に位置する保護体４０を図６（ａ）に示す保護解除位置に移動させる場合には、電磁石４６に通電するとともに電磁石４６を図６（ｃ）において二点鎖線で示す位置に移動させ、電磁石４６によって軸部４０ｂを吸着する。電磁石４６により軸部４０ｂを吸着した後、電磁石４６を軸部４０ｂと共に図６（ｃ）において実線で示す位置に移動させる。電磁石４６を図６（ｃ）において実線で示す位置に移動させる場合には、開いているストッパ４５が貫通孔４３の内周面に当接し、ストッパ４５にはストッパ４５を閉じる方向に外力が作用する。これにより、ストッパ４５が閉じ、ストッパ４５は軸部４０ｂと共に移動し、保護体４０は、図６（ａ）に示す保持解除位置に移動する。
【００４４】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る超音波プローブについて、図７及び図８に基づいて説明する。本実施の形態の超音波プローブ１Ｃは、プローブ本体５０とプローブ本体５０の先端側に取り付けられた音響窓材５１とを備えている。音響窓材５１は先端側部分が半楕円球形状に形成されている。音響窓材５１は、超音波を透過する性質を有する材料であって、音響インピーダンスが人体に近い材料、例えば、ポリメチルペンテンポリマーにより形成されている。
【００４５】
音響窓材５１内には、液状の音響伝搬媒体５２が収容されている。さらに、音響窓材５１内には、音響伝搬媒体５２中に浸漬された超音波振動子アセンブリ３が収容されている。超音波振動子アセンブリ３は、第１の実施の形態で説明したように、バッキング材５と複数の超音波振動子４と音響整合層６と音響レンズ７とを積層して形成されている。また、超音波振動子アセンブリ３は、支軸５３を支点として矢印ｂ方向に揺動可能に支持されている。
【００４６】
この超音波プローブ１Ｃでは、超音波振動子アセンブリ３を支軸５３の中心線周りに揺動させながら超音波振動子４から超音波を送受信し、超音波は音響伝搬媒体５２と音響窓材５１とを介して被検体との間で送受信される。音響窓材５１は、超音波の減衰を抑えて超音波の伝搬を効率よく行うために薄く形成され、弾性変形しやすい。
【００４７】
超音波プローブ１Ｃのプローブ本体５０には、第１の実施の形態において説明した保護
体９と移動手段１０とが取り付けられている。
【００４８】
保護体９は、音響窓材５１の外側に配置されている。保護体９は、超音波プローブ１Ｃが落下した場合に、音響窓材５１が落下面に衝突して弾性変形しても、弾性変形した音響窓材５１を介して超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突することを阻止するための部材である。
【００４９】
移動手段１０は、保護体９を図８に示す保護位置と、図７に示す保護解除位置とに移動させる機構である。保護体９が図８に示す保護位置に位置する場合は、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面より下側に突出して位置する。一方、保護体９が図７に示す保護解除位置に位置する場合は、保護体９の当接部９ｂが超音波振動子アセンブリ３の音響レンズ７の表面よりも上側に位置している。
【００５０】
このような構成において、操作者が超音波プローブ１Ｃを把持している場合には、グリップ部に設けられている圧力センサ８が操作者により握られ、圧力センサ８がオンになっている。圧力センサ８がオンの場合には、モータ１４により駆動されたカム１３が図７に示す位置で停止している。カム１３が図７に示す位置で停止している場合には、保護体９が保護解除位置に位置する。保護体９が図７に示す保護解除位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂが超音波振動子アセンブリ３の音響レンズ７の表面よりも上側に位置している。このため、音響窓材５１を被検体の体表面に当接させて行う超音波診断に際しては、当接部９ｂを被検体の体表面に接触させることなく超音波診断を行える。
【００５１】
超音波診断中に超音波プローブ１Ｃが操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１Ｃを診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１Ｃが落下した場合には、圧力センサ８がオフになり、モータ１４が駆動されてカム１３が図８に示す位置に回動する。カム１３が図８に示す位置に回動することにより、保護体９が図８に示す保護位置に移動する。保護体９が図８に示す保護位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面より下側に突出する。
【００５２】
このため、超音波プローブ１Ｃが落下し、音響窓材５１が落下面に衝突して弾性変形した場合には、弾性変形した音響窓材５１を介して超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突する前に、保護体９の当接部９ｂが落下面に衝突する。したがって、超音波プローブ１Ｃが落下しても超音波振動子アセンブリ３が弾性変形した音響窓材５１を介して落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が音響窓材５１を介して落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００５３】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態に係る超音波プローブについて、図９に基づいて説明する。本実施の形態の超音波プローブ１Ｄは、第５の実施の形態において説明したプローブ本体５０と音響窓材５１とを備えており、第５の実施の形態では保護体９が音響窓材５１の外側に設けられているのに対し、第６の実施の形態では保護体９が音響窓材５１の内側に設けられている。また、移動手段１０は、プローブ本体２内に収容されている。
【００５４】
図９は、保護体９が保護位置に位置する場合を示している。保護位置に位置する保護体９は、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面より下側に突出して位置する。一方、保護体９が図示しない保護解除位置に位置する場合は、保護体９の当接部９ｂが超音波振動子アセンブリ３の音響レンズ７の表面よりも上側に位置する。
【００５５】
このような構成において、超音波診断中に超音波プローブ１Ｄが操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１を診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１が落下し
た場合には、圧力センサ８がオフになり、モータ１４が駆動されてカム１３が回転することにより保護体９が図９に示す保護位置に移動する。保護体９が図９に示す保護位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂが音響レンズ７の表面より下側に突出する。
【００５６】
このため、超音波プローブ１Ｄが落下し、音響窓材５１が落下面に衝突して弾性変形した場合、弾性変形した音響窓材５１を介して超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突する前に、保護体９の当接部９ｂが弾性変形した音響窓材５１を介して落下面に衝突する。したがって、超音波プローブ１Ｄが落下しても超音波振動子アセンブリ３が弾性変形した音響窓材５１を介して落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が音響窓材５１を介して落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００５７】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態に係る超音波プローブについて、図１０に基づいて説明する。本実施の形態の超音波プローブ１Ｅは、第６の実施の形態において説明した保護体９における音響窓材５１の内面に対向する部分である当接部９ｂに、ゴムなどで形成された弾性材５４が取り付けられている。
【００５８】
このような構成において、超音波診断中に超音波プローブ１Ｅが操作者の手から離れた場合、例えば、超音波プローブ１を診察台の上に置いた場合や超音波プローブ１が落下した場合には、圧力センサ８がオフになり、モータ１４が駆動されてカム１３が回転することにより保護体９が図１０に示す保護位置に移動する。保護体９が図１０に示す保護位置に位置する場合には、保護体９の当接部９ｂに取り付けられた弾性材５４が音響レンズ７の表面より下側に突出する。
【００５９】
このため、超音波プローブ１Ｅが落下し、音響窓材５１が落下面に衝突して弾性変形した場合、弾性変形した音響窓材５１を介して超音波振動子アセンブリ３が落下面に衝突する前に、保護体９の当接部９ｂに取り付けられた弾性材５４が、弾性変形した音響窓材５１を介して落下面に衝突する。したがって、超音波プローブ１Ｄが落下しても超音波振動子アセンブリ３が弾性変形した音響窓材５１を介して落下面に衝突することが防止され、超音波振動子アセンブリ３が音響窓材５１を介して落下面に衝突することが原因となる超音波振動子４の破損が防止される。
【００６０】
しかも、超音波プローブ１Ｅの落下時には弾性変形した音響窓材５１が当接部９ｂに取り付けられた弾性材５４に衝突するため、落下時の衝撃による音響窓材５１の破損を防止することができる。
【００６１】
なお、図４及び図５に示す構造の保護体２０を音響窓材５１内に設けた場合には、直線状に形成された当接部２０ａの先端側にこのような弾性材５４を取り付けることにより、超音波プローブの落下時における音響窓材５１の破損を防止することができる。
【００６２】
また、上述した各実施の形態においては、超音波プローブが操作者の手から離れたことを検知する検知手段として圧力センサ８を例に挙げて説明したが、検知手段として使用できるものは圧力センサ８に限定されない。他の検知手段として、例えば、超音波プローブが落下したことを検知する加速度センサを用いることができる。
【００６３】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態に係る超音波診断装置について、図１１に基づいて説明する。図１１は、超音波診断装置６０の概略構成を示すブロック図である。
【００６４】
この超音波診断装置６０は、超音波プローブ６１と、送受信部６２と、信号処理部６３と、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）６４と、画像生成部６５と、表示装置６６と、制御部６７とを備えている。この超音波診断装置６０においては超音波プローブ６１に特徴があり、それ以外の構成要素である送受信部６２などは公知のものが用いられている。
【００６５】
超音波プローブ６１としては、第１乃至第７の実施の形態に係る超音波プローブ１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅが用いられる。この超音波プローブ６１には、保護体９と、モータ等のアクチュエータを含む移動手段１０と、圧力センサや加速度センサ等の検知手段８とが設けられている。
【００６６】
送受信部６２は送信部と受信部とからなり、超音波プローブ６１に電気信号を供給して超音波を発生させるとともに、超音波プローブ６１が受信したエコー信号を受信する。
【００６７】
信号処理部６３は、公知のＢモード処理回路、ドプラ処理回路及びカラーモード処理回路を備えている。送受信部６２から出力されたデータはいずれかの処理回路にて所定の処理を施される。Ｂモード処理回路はエコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からＢモード超音波ラスタデータを生成する。ドプラ処理回路はドプラ偏移周波数成分を取り出し、更にＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理等を施して血流情報を有するデータを生成する。カラーモード処理回路は動いている血流情報の映像化を行い、カラー超音波ラスタデータを生成する。血流情報には、速度、分散、パワー等の情報があり、血流情報は２値化情報として得られる。
【００６８】
ＤＳＣ６４は、直交座標系で表される画像を得るために、超音波ラスタデータを直交座標で表されるデータに変換する（スキャンコンバージョン処理）。例えば、Ｂモード処理回路から出力されたデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、被検体の組織形状を２次元情報として表す断層像データが生成される。
【００６９】
画像生成部６５は各種画像処理を行う。例えば、断層像データからボクセルデータを生成し、更に、ボリュームレンダリング処理を行って３次元画像データなどを生成する。
【００７０】
表示装置６６は液晶ディスプレイなどのモニタからなり、断層像や３次元画像などが表示される。
【００７１】
制御部６７はＣＰＵからなり、記憶部（図示せず）に記憶されている制御プログラムや画像生成プログラムなどを実行することにより各部の制御を行う。記憶部はＲＯＭなどのメモリやハードディスクなどからなり、画像データ、各種設定条件及びプログラムなどが記憶されている。
【００７２】
その他、ジョイスティックなどのポインティングデバイス、スイッチ又はＴＣＳ（Touch Command Screen）などの操作部（図示しない）が備えられ、超音波の送受信条件などに関する各種設定が操作者により入力される。
【符号の説明】
【００７３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ 超音波プローブ
２ プローブ本体
３ 超音波振動子アセンブリ
８ 検知手段
９ 保護体
１０ 移動手段
２０ 保護体
４０ 保護体
４１ 移動手段
５１ 音響窓材
５２ 音響伝搬媒体
５４ 弾性材
６１ 超音波プローブ
６３ 送受信部
６５ 画像生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ本体に取り付けられ、液状の音響伝搬媒体を収容する音響窓材と、
超音波振動子を含み、前記音響伝搬媒体中に浸漬されて揺動可能に前記音響窓材内に収容される超音波振動子アセンブリと、
前記プローブ本体が操作者の手から離れたことを検知する検知手段と、
前記音響窓材の内側に設けられ、前記プローブ本体が落下した場合に前記超音波振動子アセンブリが落下面に衝突することを阻止する保護位置に移動可能な保護体と、
前記保護体の前記音響窓材の内面に対向する部分に設けられた弾性材と、
前記検知手段の検知結果に基づき、前記保護体を前記保護位置に移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
請求項１記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブにより被検体に対して超音波を送受信する送受信部と、
前記送受信部が受信した前記被検体からの反射波に基づいて超音波画像を生成する画像生成部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１】
プローブ本体に取り付けられ、液状の音響伝搬媒体を収容する音響窓材と、
超音波振動子を含み、前記音響伝搬媒体中に浸漬されて揺動可能に前記音響窓材内に収容される超音波振動子アセンブリと、
前記プローブ本体が操作者の手から離れたことを検知する検知手段と、
前記音響窓材の内側に設けられ、前記プローブ本体が落下した場合に前記超音波振動子アセンブリが落下面に衝突することを阻止する保護位置に移動可能な保護体と、
前記保護体の前記音響窓材の内面に対向する部分に設けられた弾性材と、
前記検知手段の検知結果に基づき、前記保護体を前記保護位置に移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
請求項１記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブにより被検体に対して超音波を送受信する送受信部と、
前記送受信部が受信した前記被検体からの反射波に基づいて超音波画像を生成する画像生成部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１７９３７７（Ｐ２０１２−１７９３７７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０５３９９（Ｐ２０１２−１０５３９９）
【出願日】平成２４年５月２日（２０１２．５．２）
【分割の表示】特願２００７−１４１９２７（Ｐ２００７−１４１９２７）の分割
【原出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２日（２０１２．５．２）
【分割の表示】特願２００７−１４１９２７（Ｐ２００７−１４１９２７）の分割
【原出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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