(57)【要約】【課題】オペレータが片手で持ちながら容易に操作することができるとともに、表示部を見易い方向に調節可能な超音波診断装置を提供する。【解決手段】この超音波診断装置は、超音波診断装置に対する入力操作に用いられる操作部と、超音波探触子に駆動信号を供給するとともに、超音波探触子から出力される受信信号を処理する送受信部と、受信信号に基づいて画像信号を生成する画像信号生成部と、少なくとも送受信部及び画像信号生成部を収納した筐体と、画像信号に基づいて超音波画像を表示する表示部であって、筐体の端縁部分の一端領域において端縁部分と平行な第１の回転軸の周りに回動可能な第１の軸支部によって筐体に対して開閉可能に支持されているとともに、第１の回転軸に対して略垂直な第２の回転軸の周りに回動可能な第２の軸支部によって第１の軸支部に対して回動可能に支持されている表示部とを具備する。【選択図】図２
2010051622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波診断装置であって、
前記超音波診断装置に対する入力操作に用いられる操作部と、
超音波探触子に駆動信号を供給するとともに、前記超音波探触子から出力される受信信号を処理する送受信部と、
前記送受信部によって処理された受信信号に基づいて画像信号を生成する画像信号生成部と、
少なくとも前記送受信部及び前記画像信号生成部を収納した筐体と、
前記画像信号生成部によって生成された画像信号に基づいて超音波画像を表示する表示部であって、前記筐体の端縁部分の一端領域において前記端縁部分と平行な第１の回転軸の周りに回動可能な第１の軸支部によって前記筐体に対して開閉可能に支持されているとともに、前記第１の回転軸に対して略垂直な第２の回転軸の周りに回動可能な第２の軸支部によって前記第１の軸支部に対して回動可能に支持されている前記表示部と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項２】
前記第１の軸支部が、前記操作部を操作するオペレータから見て遠方側の端縁部分の左端領域に設けられており、
前記第２の軸支部が、前記第１の軸支部の上方に隣接して設けられている、
請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記表示部が、前記操作部を操作するオペレータから見て遠方側に回動可能である、請求項１又は２記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を送受信することにより生体内の臓器等の撮像を行って、診断のために用いられる超音波画像を生成する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、被検体の内部を観察して診断を行うために、様々な撮像技術が開発されている。特に、超音波を送受信することによって被検体の内部情報を取得する超音波撮像は、リアルタイムで画像観察を行うことができる上に、Ｘ線写真やＲＩ（radio isotope）シンチレーションカメラ等の他の医用画像技術と異なり、放射線による被曝がない。そのため、超音波撮像は、安全性の高い撮像技術として、産科領域における胎児診断の他、婦人科系、循環器系、消化器系等を含む幅広い領域において利用されている。
【０００３】
従来、超音波診断装置は、専用の診察室内に設置される大型のものが主流であったが、超音波診断のたびに、超音波診断装置が設置された診断室に被験者を移動させる必要があり、被験者にとって大きな負担となっていた。このような被験者の負担を軽減するために、超音波診断装置を操作するオペレータ（診断者）が容易に持ち歩いて使用できるような超音波診断装置が求められている。また、超音波診断装置を持ち歩いて使用する場合には、オペレータが、ベッド上の被験者の上に身を乗り出して一方の手で超音波探触子を操作し、他方の手で超音波診断装置を保持している必要がある。このような姿勢で診断をしているときは、超音波診断装置の表示部の向きがオペレータの視点から見て最適な向きにはならず、表示部が見づらいことがある。
【０００４】
関連する技術として、特許文献１には、トランスデューサアレイやその信号を処理する集積回路等を、ハンドヘルドのエンクロージャー内に搭載した超音波診断装置が開示されている。具体的には、トランスデューサアレイ、集積回路、ユーザ・コントローラ、ディスプレイ及びバッテリーを１つのエンクロージャー内に収容した１ピースの超音波診断装置とともに、トランスデューサアレイ、集積回路及びユーザ・コントローラを１つのユニットに、ディスプレイ及びバッテリーをもう１つのユニットに収容した２ピースの超音波診断装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１には、１ピース又は２ピースのハンドヘルドのエンクロージャー内にトランスデューサアレイやディスプレイ等を搭載するという以外に、表示部の見易さを考慮した構成は開示されていない。
【特許文献１】特表２００２−５２６１４３号公報（第８−１０頁、図２−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、オペレータが片手で持ちながら容易に操作することができるとともに、表示部を見易い方向に調節可能な超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る超音波診断装置は、超音波診断装置に対する入力操作に用いられる操作部と、超音波探触子に駆動信号を供給するとともに、超音波探触子から出力される受信信号を処理する送受信部と、送受信部によって処理された受信信号に基づいて画像信号を生成する画像信号生成部と、少なくとも送受信部及び画像信号生成部を収納した筐体と、画像信号生成部によって生成された画像信号に基づいて超音波画像を表示する表示部であって、筐体の端縁部分の一端領域において端縁部分と平行な第１の回転軸の周りに回動可能な第１の軸支部によって筐体に対して開閉可能に支持されているとともに、第１の回転軸に対して略垂直な第２の回転軸の周りに回動可能な第２の軸支部によって第１の軸支部に対して回動可能に支持されている表示部とを具備する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、筐体の端縁部分の一端領域を中心として第１及び第２の回転軸の周りに表示部を回動させることができるので、超音波診断装置を片手で持ちながら操作するオペレータにとって見易い向きに表示部を向けることができるとともに、表示部を回動させても表示部が操作部の上に被らないので、オペレータによる操作部の操作を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す斜視図である。図１及び図２に示すように、この超音波診断装置は、超音波探触子１０と、筐体２０と、表示部３０とを備えている。ここで、筐体２０及び表示部３０は、超音波診断装置本体を構成する。図１には、筐体２０に対して表示部３０が開いた状態が示されており、図２には、表示部３０を更に遠方側へ向かう方向に回動させた状態が示されている。
【００１０】
図１に示されるように、筐体２０の主面（上面）には、超音波診断装置に対する入力操作に用いられる操作部２８が設けられている。筐体２０は、操作部２８を操作するオペレータから見て遠方側の端縁部分において、他の部分よりも肉厚である肉厚部２０ａを有している。肉厚部２０ａは、筐体２０の底面側が膨らんだ形状となっている。具体的には、筐体２０の底面において、筐体２０の遠方側の端縁部分に沿って蒲鉾形の凸部が設けられている。これにより、オペレータは、手で棒を握るような感覚で肉厚部２０ａを握ることができる。
【００１１】
このように、オペレータから見て遠方側の端縁部分に肉厚部２０ａを形成したので、オペレータは、筐体２０の底面を前腕部（腕の肘から手首までの部分）１００によって支えつつ、手のひらと指全体で棒を握るような感覚で肉厚部２０ａを握ることができ、手首や指に余計な力を入れることなく、片手でしっかりと筐体２０を保持することができる。従って、オペレータは、筐体２０を片手で持ちながら操作部２８を操作したり、筐体２０を片手で持ちながら、もう片方の手で、超音波探触子１０の操作や操作部２８を用いた入力操作などを容易に行うことができる。
【００１２】
オペレータが筐体２０の底面を片腕で支えながら診察を行うことを考慮して、筐体２０の大きさ（面積）は、Ｂ５サイズ〜Ａ４サイズであり、超音波診断装置全体の重さは、２ｋｇ〜５ｋｇであることが望ましい。また、表示部３０が開いた状態において姿勢の安定を保つために、表示部３０の重さは、超音波診断装置全体の重さの１／４以下であることが望ましい。
【００１３】
表示部３０は、筐体２０の遠方側の端縁部分の一端領域において該端縁部分と平行な第１の回転軸３２の周りに回動可能な第１の軸支部３１ａによって、筐体２０に対して開閉可能に支持されているとともに、第１の回転軸３２に対して略垂直な第２の回転軸３３の周りに回動可能な第２の軸支部３１ｂによって第１の軸支部３１ａに対して回動可能に支持されている。従って、オペレータは、表示部３０を回転させることにより、表示部３０を見る方向に合わせて表示部３０の向きを調節することができる。
【００１４】
本願において、「端縁部分」とは、端縁から所定の距離内に位置する部分のことをいい、具体的には、筐体２０の遠方側の端縁から３０ｍｍ以内に位置する部分のことをいう。また、「一端領域」とは、一端から所定の距離内に位置する領域のことをいい、具体的には、筐体２０の遠方側の端縁部分の一端から、端縁の長さの１／４以内に位置する領域のことをいう。
【００１５】
このように、筐体２０の遠方側の端縁部分において表示部３０を支持しているのは、本実施形態に係る超音波診断装置がポータブル型なので、超音波診断装置の外形を小さくすると共に、表示部３０をオペレータの目の位置から離す必要があるためである。また、第１の回転軸３２と第２の回転軸３３とは、略交差する関係にあり、具体的には、第１の回転軸３２と第２の回転軸３３との間の距離を２０ｍｍ以下とするのが望ましい。これにより、超音波診断装置を小型化すると共に、超音波診断装置の構造を簡略化することができる。
【００１６】
さらに、図１に示すように、筐体２０の肉厚部２０ａの一部には、超音波探触子１０を収納する収納部２０ｂが形成されている。ここで、超音波探触子１０は略円筒状の外形を有しており、筐体２０の肉厚部２０ａには、超音波探触子１０の外形に対応する空洞が収納部２０ｂとして形成されている。
【００１７】
このように、超音波探触子１０を収納する収納部２０ｂを筐体２０の肉厚部２０ａに形成することによって、肉厚部２０ａのスペースを有効利用して、超音波探触子１０を超音波診断装置本体と一緒に持ち運びすることができる。また、後で説明するように、超音波診断装置本体と超音波探触子１０との間における信号の送受信を無線で行うようにして、超音波診断装置本体と超音波探触子１０とが信号線で接続されていない場合においても、超音波探触子１０が超音波診断装置本体から離れて紛失するような事故を防止することができる。なお、超音波診断装置本体と超音波探触子１０との信号の送受信を有線で行う場合には、筐体２０の収納部２０ｂ又はその近傍に、信号線を収容する収容部を形成してもよい。
【００１８】
図１に示すように、表示部３０は、表示部３０の下方側の端縁部分のうち、操作部２８を操作するオペレータから見て右側から中央にかけての部分が切り欠かれた形状となっており、表示部３０を開閉可能に支持する第１の軸支部３１ａは、オペレータから見て遠方側の端縁部分の左端領域のみに形成されている。なお、本願において、「左端領域」とは、左端から所定の距離内に位置する領域のことをいい、具体的には、筐体２０の遠方側の端縁部分の左端から、端縁の長さの１／４以内に位置する領域のことをいう。これにより、オペレータが筐体２０の肉厚部２０ａを握る際に、表示部３０によってオペレータの手の指先１０１が邪魔されることがない。従って、オペレータは、前腕部１００から指先１０１までの全体を使って確実に筐体２０を保持することができる。
【００１９】
第２の軸支部３１ｂは、第１の軸支部３１ａの上方に隣接して設けられている。そして、表示部３０のうち、第２の軸支部３１ｂより上側の部分は、操作部２８を操作するオペレータ（又は筐体２０）から見て遠方側に回動可能となっている。このように、表示部３０が遠方側へ向かう方向に回動可能となっていることにより、第２の回転軸３３の周りで表示部３０を見易いように回動させた場合でも、表示部３０が操作卓２８の上に被らないようにして、オペレータによる操作卓２８の操作を容易にすることができる。
【００２０】
オペレータから見て左側に第１の軸支部３１ａ及び第２の軸支部３１ｂが設けられているのは、医療現場において、仰向けに横たわった被験者から見て右側（うつ伏せに横たわった被験者から見て左側）に超音波診断装置のオペレータが位置し、オペレータが、被験者の方を向きながら、左側に超音波診断装置本体を置いて（左手で超音波診断装置本体を持ってもよい）、右手で超音波探触子１０を操作しながら超音波診断を行うので、オペレータの位置が超音波診断装置本体の右側（被験者側）にずれることが多いことを考慮したものである。特に、オペレータが被験者の上に身を乗り出して超音波探触子１０を操作するような場合には、オペレータの位置が超音波診断装置本体の右側にずれる傾向がより顕著となる。
【００２１】
本実施形態によれば、オペレータから見て左側に第１の軸支部３１ａ及び第２の軸支部３１ｂを設けて、表示部３０を遠方側に回動できるようにしたので、超音波診断装置本体の右側に位置するオペレータにとって見易いように、表示部３０の向きを調整することができる。またオペレータだけでなく、被験者も超音波診断装置本体より右側に位置するので、必要であれば被験者に見易いように表示部３０の向きを調整して、超音波画像をリアルタイムで被験者に見せることも容易にできる。
【００２２】
超音波診断においては、オペレータが、一方の手で超音波探触子１０を患者の各部に当接させながら、表示部３０に表示される超音波画像を観察したり、超音波画像を患者に見せたりする必要があるので、他方の手で筐体２０を保持しながら表示部３０の向きを自由に変えられることは非常に便利である。また、オペレータは、一方の手で超音波探触子１０を患者の各部に当接させながら、他方の手で操作部２８を操作することもできるので、超音波診断を迅速に行うことが可能となる。
【００２３】
次に、本発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置の内部構成について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置の内部構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波探触子１０と、超音波診断装置本体とによって構成される。超音波診断装置本体は、走査制御部１１と、送信遅延パターン記憶部１２と、送信制御部１３と、駆動信号発生部１４と、受信信号処理部２１と、受信遅延パターン記憶部２２と、受信制御部２３と、Ｂモード画像生成部（画像信号生成部）２４と、Ｄ／Ａ変換器２５と、制御部２６と、格納部２７と、操作部２８と、表示部３０とを有している。駆動信号発生部１４と受信信号処理部２１とは、送受信部を構成する。ここで、走査制御部１１〜駆動信号発生部１４、及び、受信信号処理部２１〜格納部２７は、図１及び図２に示す筐体２０に収納されており、操作部２８は、筐体２０の主面に設けられている。
【００２４】
被検体に当接させて用いられる超音波探触子１０は、１次元又は２次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサ１０ａを備えている。それらの超音波トランスデューサ１０ａは、印加される駆動信号に基づいて超音波を送信すると共に、伝搬する超音波エコーを受信して受信信号を出力する。
【００２５】
各超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００２６】
走査制御部１１は、超音波ビームの送信方向及び超音波エコーの受信方向を順次設定する。送信遅延パターン記憶部１２は、超音波ビームを形成する際に用いられる複数の送信遅延パターンを記憶している。送信制御部１３は、走査制御部１１において設定された送信方向に応じて、送信遅延パターン記憶部１２に記憶されている複数の遅延パターンの中から所定のパターンを選択し、そのパターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０ａの駆動信号にそれぞれ与えられる遅延時間を設定する。あるいは、送信制御部１３は、複数の超音波トランスデューサ１０ａから一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように遅延時間を設定しても良い。
【００２７】
駆動信号発生部１４は、例えば、複数の超音波トランスデューサ１０ａに対応する複数のパルサによって構成されている。駆動信号発生部１４は、送信制御部１３によって設定された遅延時間に従って、複数の超音波トランスデューサ１０ａ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複数の駆動信号を超音波探触子１０に供給し、又は、複数の超音波トランスデューサ１０ａから一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように複数の駆動信号を超音波探触子１０に供給する。
【００２８】
受信信号処理部２１は、複数の超音波トランスデューサ１０ａに対応して、複数の増幅器（プリアンプ）２１ａと、複数のＡ／Ｄ変換器２１ｂとを含んでいる。超音波トランスデューサ１０ａから出力される受信信号は、増幅器２１ａにおいて増幅され、増幅器２１ａから出力されるアナログの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２１ｂによってディジタルの受信信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２１ｂは、ディジタルの受信信号を、受信制御部２３に出力する。
【００２９】
受信遅延パターン記憶部２２は、複数の超音波トランスデューサ１０ａから出力される複数の受信信号に対して受信フォーカス処理を行う際に用いられる複数の受信遅延パターンを記憶している。受信制御部２３は、走査制御部１１において設定された受信方向に基づいて、受信遅延パターン記憶部２２に記憶されている複数の受信遅延パターンの中から所定のパターンを選択し、そのパターンに基づいて複数の受信信号に遅延を与えて加算することにより、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絞り込まれた音線信号が形成される。
【００３０】
Ｂモード画像生成部２４は、受信制御部２３によって形成された音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。Ｂモード画像生成部２４は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部２４ａと、包括線検波部２４ｂと、ＤＳＣ（digital scan converter：ディジタル・スキャン・コンバータ）２４ｃとを含んでいる。
【００３１】
ＳＴＣ部２４ａは、受信制御部２３によって形成された音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。包絡線検波部２４ｂは、ＳＴＣ部２４ａにおいて補正が施された音線信号に対して包絡線検波処理を施すことにより、包絡線信号を生成する。ＤＳＣ２４ｃは、包絡線検波部２４ｂによって生成された包絡線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変換（ラスター変換）し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号を生成する。
【００３２】
Ｄ／Ａ変換器２５は、Ｂモード画像生成部２４から出力されるディジタルの画像信号を、アナログの画像信号に変換する。表示部３０は、例えば、ＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、アナログの画像信号に基づいて診断画像を表示する。
【００３３】
制御部２６は、操作部２８を用いたオペレータの操作に従って、走査制御部１１、Ｂモード画像生成部２４等を制御する。本実施形態においては、走査制御部１１、送信制御部１３、受信制御部２３、Ｂモード画像生成部２４、及び、制御部２６が、ＣＰＵとソフトウェア（プログラム）によって構成されるが、これらをディジタル回路やアナログ回路で構成しても良い。ソフトウェア（プログラム）は、格納部２７に格納される。格納部２７における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。
【００３４】
図３においては、超音波診断装置本体と超音波探触子１０との間で信号線を介して信号の送受信を行う例が示されているが、本実施形態はこれに限られず、超音波診断装置本体と超音波探触子１０との間で無線による信号の送受信を行うようにしても良い。無線による信号の送受信を行う場合には、超音波診断装置本体の駆動信号発生部１４及び受信信号処理部２１に第１の無線送受信器を接続するとともに、超音波探触子１０の超音波トランスデューサ１０ａに駆動信号出力回路及び受信信号増幅回路を介して第２の無線送受信器を接続し、第１の無線送受信器と第２の無線送受信器との間で無線信号を送受信する。無線信号の搬送波としては、電磁波、磁界、赤外線などを用いることができる。また、超音波探触子１０内の回路に電源電圧を供給するために、超音波探触子１０内に電池（蓄電池等）が備えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、超音波を送受信することにより生体内の臓器等の撮像を行って、診断のために用いられる超音波画像を生成する超音波診断装置において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  超音波探触子
１０ａ  超音波トランスデューサ
１１  走査制御部
１２  送信遅延パターン記憶部
１３  送信制御部
１４  駆動信号発生部
２０  筐体
２０ａ  肉厚部
２０ｂ  収納部
２１  受信信号処理部
２１ａ  増幅器
２１ｂ  Ａ／Ｄ変換器
２２  受信遅延パターン記憶部
２３  受信制御部
２４  Ｂモード画像生成部
２４ａ  ＳＴＣ部
２４ｂ  包絡線検波部
２４ｃ  ＤＳＣ
２５  Ｄ／Ａ変換器
２６  制御部
２７  格納部
２８  操作卓
３０  表示部
３１ａ  第１の軸支部
３１ｂ  第２の軸支部
３２  第１の回転軸
３３  第２の回転軸
１００  オペレータの前腕部
１０１  オペレータの指先
【図１】
2010051622.tif 000003
【図２】
2010051622.tif 000004
【図３】
2010051622.tif 000005