(57)【要約】  様々な実施形態では、プローブ構造を提供する。いくつかの実施形態では、プローブ構造がプローブ本体を含む。いくつかの実施形態では、プローブ構造が、プローブ本体から外向きに延びるように適合された複数のフィンガをさらに含む。いくつかの実施形態では、プローブ構造が、プローブ本体に巻き付くように適合されて加圧面とプローブ本体の間で圧縮される複数のコイルを含むばねをさらに含む。いくつかの実施形態では、複数のコイルのうちの端部コイルが、複数のフィンガを取り巻くように構成される。いくつかの実施形態では、加圧面が、人間の操作者によって保持される把持部である。いくつかの実施形態では、加圧面が、あらゆるトポグラフィ上に自らを位置付けるロボット式エンドエフェクタである。【選択図】図５
2019514500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ本体と、
前記プローブ本体に結合されたばね固定要素と、
前記プローブ本体に結合された複数のコイルを含むばねと、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記複数コイルのうちの端部コイルは、前記ばね固定要素を取り巻くように構成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ばね固定要素は、前記プローブ本体から延びるようになっている、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記プローブ本体は、第１の端部から音響エネルギーを放出する、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記プローブ本体は、超音波プローブである、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記プローブ本体は、経頭蓋ドップラー（ＴＣＤ）プローブである、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記プローブ本体は、トランスデューサアレイで構成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記プローブ本体は、近赤外分光法プローブである、
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記プローブ本体は、ねじ部分を含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ねじ部分は、位置制御装置に接続するように構成される、
請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ねじ部分は、前記プローブを動かして前記ばねを加圧面に対して圧縮できるストッパに接続される、
請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記加圧面は、把持部に取り付けられる、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ばね固定要素は、前記ねじ部分に隣接するシャフトの第２の端部の反対側における前記シャフトの第１の端部に存在する、
請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記ばね固定要素は、前記複数のコイルのうちの１つ又は２つ以上を収容又は保持するようになっている、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ばね固定要素は、複数のフィンガを含む、
請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ばね固定要素は、リングを含む、
請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
プローブ本体に結合された複数のコイルを含むばねを含むプローブ構造と、
前記プローブ構造に取り付けられて前記ばねを圧縮する加圧面と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１８】
前記加圧面は、把持部に取り付けられる、
請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記加圧面の前記ばねとは反対の側にストッパが配置される、
請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記加圧面は、プローブの動作中に前記ばねに圧力を与える、
請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
プローブ本体と、
前記プローブ本体から外向きに延びるようになっている複数のフィンガと、
前記プローブ本体に巻き付くようになっている複数のコイルと、前記複数のフィンガを取り巻くように構成された、前記複数のコイルのうちの端部コイルとを含むばねと、
を備えることを特徴とするプローブ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１６年４月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／３２７３６３号に対する優先権及びその利益を主張するものであり、この文献の内容はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。本出願は、２０１７年１月５日に出願された米国特許出願第１５／３９９４４０号、及び２０１７年１月５日に出願された米国特許出願第１５／３９９７３５号の一部継続出願であり、これらの文献の内容はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本明細書で説明する主題は、一般に医療機器に関し、具体的には、病状を診断するためのプローブに関する。
【背景技術】
【０００３】
プローブを利用する装置（例えば、自動経頭蓋ドップラー装置）には、位置合わせ中及び使用中にプローブが加える（例えば、人間に装着した時の快適性のための、又はプローブの有効性を保証するための）圧力に関する懸念がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動化の解決策では、高価で製造が困難な閉ループシステム及び関連する制御電子回路が必要になり得る。このシステムでは、表面に接している時のプローブの力及び圧力を制御することが必要になる。例えば、このシステムは、プローブを誘導するロボットであり、あらゆるトポグラフィ上に自らを位置付けるエンドエフェクタである。解決策によっては、プローブ内にばねを組み込んだものもあるが、プローブ内でばねが横方向に滑って変位することにより、力及び圧力の制御に対して効果的でないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般に、様々な実施形態は、ばね定数ｋで減衰する異なる動作系の受動的適応システムのためのシステム及び方法に関する。他の実施形態は、ゴム、空気袋（ａｉｒ  ｂｌａｄｄｅｒ）、磁石又はサスペンションシステムを含むことができる。
【０００６】
様々な実施形態によれば、プローブ本体と、プローブ本体に結合されたばね固定要素と、プローブ本体に結合された複数のコイルを含むばねと、を含む装置が提供される。いくつかの実施形態では、複数コイルのうちの端部コイルが、ばね固定要素を取り巻くように構成される。いくつかの実施形態では、ばね固定要素が、プローブ本体から外向きに延びるように適合される。いくつかの実施形態では、プローブ本体が、第１の端部から音響エネルギーを放出する。いくつかの実施形態では、プローブ本体が超音波プローブである。いくつかの実施形態では、プローブ本体が経頭蓋ドップラー（ＴＣＤ）プローブである。いくつかの実施形態では、プローブ本体がトランスデューサアレイである。いくつかの実施形態では、プローブ本体が超音波撮像プローブである。いくつかの実施形態では、プローブ本体がＮＩＲＳ（近赤外分光法）プローブである。いくつかの実施形態では、プローブ本体が熱撮像センサである。いくつかの実施形態では、プローブ本体がねじ部分を含む。いくつかの実施形態では、ねじ部分が、位置制御装置に接続するように構成される。いくつかの実施形態では、ねじ部分が、プローブを動かしてばねを加圧面に対して圧縮できるストッパに接続される。いくつかの実施形態では、ねじ部分が把持部に接続される。いくつかの実施形態では、ばね固定要素が、ねじ部分に隣接するシャフトの第２の端部の反対側におけるシャフトの第１の端部に存在する。いくつかの実施形態では、ばね固定要素が、複数コイルのうちの１つ又は２つ以上を収容又は保持するように適合される。いくつかの実施形態では、ばね固定要素が複数のフィンガを含む。いくつかの実施形態では、ばね固定要素がリングを含む。
【０００７】
様々な実施形態によれば、プローブ本体に結合された複数のコイルを含むばねを含むプローブ構造と、プローブ構造に取り付けられてばねを圧縮する加圧面と、を含む装置が提供される。いくつかの実施形態では、プローブ本体がねじ部分を含む。いくつかの実施形態では、加圧面が把持部に取り付けられる。いくつかの実施形態では、ねじ部分が把持部に接続される。いくつかの実施形態では、加圧面のばねとは反対の側にストッパが配置される。いくつかの実施形態では、加圧面が、プローブの動作中にばねに加わる圧力をもたらす。
【０００８】
様々な実施形態によれば、プローブ構造が提供される。いくつかの実施形態では、プローブ構造がプローブ本体を含む。いくつかの実施形態では、プローブ構造が、プローブ本体から外向きに延びるように適合された複数のフィンガをさらに含む。いくつかの実施形態では、プローブ構造が、プローブ本体に巻き付くように適合された複数のコイルと、複数のフィンガを取り巻くように構成された、複数のコイルのうちの端部コイルとを含むばねをさらに含む。
【０００９】
様々な実施形態によれば、プローブ構造の製造方法が提供される。いくつかの実施形態では、方法が、プローブ本体を準備するステップを含む。いくつかの実施形態では、方法が、プローブ本体から外向きに延びるように適合された複数のフィンガを設けるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法が、プローブ本体に巻き付くように適合された複数のコイルと、複数のフィンガを取り巻くように構成された、複数のコイルのうちの端部コイルとを含むばねを取り付けるステップをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】様々な実施形態によるプローブ構造の斜視図である。
【図２】様々な実施形態によるプローブ本体の斜視図である。
【図３Ａ】様々な実施形態によるばねの側面図である。
【図３Ｂ】様々な実施形態によるプローブ構造の斜視断面図である。
【図３Ｃ】様々な実施形態によるプローブ構造の側面断面図である。
【図４Ａ】様々な実施形態によるプローブ本体のばね受け部の分離図である。
【図４Ｂ】様々な実施形態によるプローブ本体の上面図である。
【図５】様々な実施形態によるプローブ構造及びジンバルインターフェイスの分解図である。
【図６Ａ】様々な実施形態によるプローブ構造の斜視図である。
【図６Ｂ】様々な実施形態によるプローブ構造の斜視図である。
【図６Ｃ】様々な実施形態によるプローブ構造の斜視図である。
【図７】様々な実施形態によるプローブ構造の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付図面と共に後述する詳細な説明は、様々な構成の説明として意図するものであり、本明細書で説明する概念を実施できる唯一の構成を示すことを意図するものではない。詳細な説明は、様々な概念を完全に理解できるように具体的な詳細を含む。しかしながら、当業者には、これらの具体的な詳細を伴わずにこれらの概念を実施できることが明らかであろう。いくつかの例では、このような概念を曖昧にしないように、周知の構造及び構成要素についてはブロック図形式で示す。
【００１２】
いくつかの実施形態では、装置及びシステムが、以下に限定されるわけではないが、金属、硬質プラスチック、金属、アルミニウム、鋼、チタン、マグネシウム、各種合金、硬質プラスチック、複合物、炭素繊維、繊維ガラス、発泡フォーム、圧縮成型フォーム、ＳＬＡ製又はＦＤＭ製の材料、ＲＩＭ成型、ＡＢＳ、ＴＰＯ、ナイロン、ＰＶＣ又は繊維強化樹脂などから製造される。
【００１３】
図１は、様々な実施形態によるプローブ構造１００の斜視図である。図１を参照すると、いくつかの実施形態では、プローブ構造１００が、第１の端部１００ａと第２の端部１００ｂとを有する。いくつかの実施形態では、第１の端部１００ａが、限定するわけではないが、プローブ構造１００を制御する（例えば、プローブ構造１００のｚ軸圧力又は垂直整列（ｎｏｒｍａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）などを制御する）モータアセンブリなどのコントローラと相互連結する。いくつかの実施形態では、第２の端部１００ｂが、プローブ構造１００の作用面に接触する。例えば、いくつかの実施形態では、第２の端部１００ｂが、プローブ構造１００が作用できるように人間の皮膚に接触するように構成される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、このプローブ構造が、プローブ構造１００の第２の端部１００ｂが人間の頭部に接触して頭部に沿って整列するように構成され、プローブ構造１００の第１の端部１００ａがＴＣＤ装置に接続されて第２の端部１００ｂから超音波を放射するような経頭蓋ドップラー（ＴＣＤ）装置の一部である。他の実施形態では、プローブ構造１００が、以下に限定するわけではないが、赤外波、音波、近赤外分光法（ＮＩＲＳ）、トランスデューサ、ＴＣＤ及びｘ線などの他のタイプの波動を動作中に放射するように構成される。
【００１５】
いくつかの実施形態では、プローブ構造１００が、プローブ本体１０２と、ばね１０４と、複数のフィンガ１０６とすることができるばね固定要素とを含む。いくつかの実施形態では、ばね１０４が、プローブ本体１０２に巻き付き、又はプローブ本体１０２を取り巻く。いくつかの実施形態では、ばね１０４が、動作中にプローブ構造１００の制御及び安定性を高める。いくつかの実施形態では、フィンガ１０６がプローブ本体１０２から外向きに延びて、プローブ本体１０２から離れるばね１０４の動きを防ぐ。いくつかの実施形態では、フィンガ１０６が、ばね１０４の１又は２以上のコイルと相互連結する。
【００１６】
いくつかの実施形態では、プローブ本体１０２が、ＴＣＤプローブ、超音波プローブ、フェーズドアレイプローブ又はトランスデューサアレイを含むことができる。
【００１７】
図２は、様々な実施形態によるプローブ本体１０２の斜視図である。図１及び図２を参照すると、いくつかの実施形態では、プローブ本体１０２が、ねじ部分１０２ａとシャフト１０２ｂとを含む。いくつかの実施形態では、ねじ部分１０２ａが、プローブ本体１０２の長さの一部に沿って複数のねじ山を含む。いくつかの実施形態では、ねじ部分１０２ａがプローブ本体１０２の端部に（例えば、プローブ構造１００の第１の端部１００ａに対応するプローブ本体１０２の部分に）位置する。いくつかの実施形態では、複数のねじ山が、プローブ本体１０２の周囲で円周方向に延びる。いくつかの実施形態では、ねじ部分１０２ａが、装置（例えば、ＴＣＤ装置）の他の構成部品と相互連結して接続するように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、ねじ部分１０２ａがジンバル部品と相互連結する。或いは、他の実施形態では、ねじ部分１０２ａが、あらゆるトポグラフィ上に自らを位置付けるエンドエフェクタ、或いは人間の操作者がシステム全体を位置付けるような把持部である、プローブを誘導するロボットと相互連結する。
【００１８】
いくつかの実施形態では、ねじ部分１０２ａが、プローブ構造１００と相互連結してプローブ構造１００を位置制御装置などの別個の装置に確実に接続するのに適したあらゆる数のねじ山を含む。例えば、いくつかの実施形態では、プローブ本体１０２が、５又は６回転のねじ山を含む。他の実施形態では、プローブ本体１０２が、６つよりも多くの又は５つよりも少ないねじ山を含む。また、いくつかの実施形態では、ねじ部分１０２ａの隣接するねじ山同士が、限定するわけではないが１／１６インチなどの一定の距離だけオフセットされる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、シャフト１０２ｂが、ねじ部分１０２ａから複数のフィンガ１０６まで延びる。従って、いくつかの実施形態では、ばね１０４が、フィンガ１０６からシャフト１０２ｂに沿ってねじ部分１０２ａを覆って延びる。いくつかの実施形態では、シャフト１０２ｂの長さがばね１０４の長さに一致する（例えば、シャフト１０２ｂの長さは、少なくともばね１０４の長さと同程度である）。いくつかの実施形態では、シャフト１０２ｂが円筒形である。他の実施形態では、シャフト１０２ｂが、限定するわけではないが、矩形又は多角形などの他のいずれかの好適な形状である。
【００２０】
いくつかの実施形態では、複数のフィンガ１０６が、シャフト１０２ｂから外向きに延びる。いくつかの実施形態では、フィンガ１０６が、ねじ部分１０２ａに隣接するシャフト１０２ｂの端部とは反対側のシャフト１０２ｂの端部に位置する。換言すれば、いくつかの実施形態では、複数のフィンガ１０６が、プローブ構造１００の第２の端部１００ｂに近接して位置する。いくつかの実施形態では、複数のフィンガ１０６が、ばね１０４の１又は２以上のコイルがフィンガ１０６に巻き付く（例えば、コイルの少なくとも完全な１回転がフィンガ１０６に巻き付く）ようにコイルを収容又は保持するように適合される。いくつかの実施形態では、複数のフィンガ１０６の各々が、シャフト１０２ｂの周囲で互いに均等に離間する。さらに、いくつかの実施形態では、フィンガ１０６の各々が、シャフト１０２ｂから互いに実質的に同様又は同一の長さだけ突出する。
【００２１】
いくつかの実施形態では、フィンガ１０６が、ばね１０４の１又は２以上のコイルを拘束して保持できるようにシャフト１０２ｂから一定の長さだけ突出する。換言すれば、いくつかの実施形態では、フィンガ１０６が、ばね１０４の１又は２以上のコイルがフィンガ１０６に巻き付いた時に、コイルがフィンガ１０６によってしっかりと保持されるようにフィンガとコイルとの間に空間が最小限しか又は全く存在しないような長さだけ突出する。例えば、いくつかの実施形態では、複数のフィンガ１０６の各々が、プローブ本体１０２から約０．１１インチの長さだけ突出する。いくつかの実施形態では、フィンガ１０６を取り巻くコイルが、フィンガ１０６の各々に接触する。いくつかの実施形態では、フィンガ１０６の数が、ばね１０４がプローブ本体１０２上に位置した時にばね１０４を適所に保持してばね１０４の横方向の動き又は変位を防ぐのに適したあらゆる数である。いくつかの実施形態では、フィンガ１０６の数が３又は４以上である。
【００２２】
いくつかの実施形態では、プローブ本体１０２、ねじ部分１０２ａ、シャフト１０２ｂ及び／又はフィンガ１０６が、以下に限定するわけではないが、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、アセタール、ポリアセタール、ポリホルムアルデヒド、又はこれらの組み合わせなどを含むプラスチックなどの、波動、電磁エネルギー又は音波（例えば、超音波）の伝達を可能にするのに適したあらゆる剛性材料で形成される。いくつかの実施形態では、プローブ本体１０２、ねじ部分１０２ａ、シャフト１０２ｂ及び／又はフィンガ１０６が、水性液体に耐えることができる材料（例えば、超音波ゲル）で形成される。いくつかの実施形態では、ねじ部分１０２ａ、シャフト１０２ｂ及び複数のフィンガ１０６が同じ材料で形成される。他の実施形態では、ねじ部分１０２ａ、シャフト１０２ｂ及び複数のフィンガ１０６が異なる材料で形成され、或いはこれらの要素のうちの２つの要素が、第３の要素を形成する材料とは異なる同じ材料で形成される（例えば、ねじ部分１０２ａ及びシャフト１０２ｂが同じ材料で形成され、フィンガが、ねじ部分１０２ａ及びシャフト１０２ｂとは異なる材料で形成される）。
【００２３】
いくつかの実施形態では、プローブ本体１０２を、限定するわけではないが、オーバモールドなどのあらゆる好適な製造方法によって形成することができる。特定の実施形態では、プローブ本体１０２、ねじ部分１０２ａ、シャフト１０２ｂ及び／又はフィンガ１０６が機械加工される。他の実施形態では、プローブ本体１０２、ねじ部分１０２ａ、シャフト１０２ｂ及び／又はフィンガ１０６が射出成型される。いくつかの実施形態では、プローブ本体１０２、ねじ部分１０２ａ、シャフト１０２ｂ及び／又はフィンガ１０６が、ひけマーク、ショートショット及びフローマークを防ぐように均一な厚みで設計される。
【００２４】
図３Ａは、様々な実施形態によるばねの側面図である。図１〜図３Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、ばね１０４が複数のコイルを含む。いくつかの実施形態では、ばね１０４が螺旋形状であり、プローブ本体１０２を（例えば、ねじ部分１０２ａの一部又は全長、シャフト１０２ｂ及び／又はフィンガ１０６の周囲を）取り囲む。いくつかの実施形態では、ばね１０４が、限定するわけではないが、鋼、青銅、チタン又はプラスチックなどの、あらゆる好適な硬質の圧縮性材料で形成される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、ばね１０４が、第１の端部コイル１０４ａと、第２の端部コイル１０４ｂと、複数の中間コイル１０４ｃとを含む。いくつかの実施形態では、第１の端部コイル１０４ａがプローブ構造１００の第１の端部１００ａに位置し、第２の端部コイル１０４ｂがプローブ構造１００の第２の端部１００ｂに位置する。いくつかの実施形態では、第１の端部コイル１０４ａ及び／又は第２の端部コイル１０４ｂの各々が、ばね１０４の少なくとも完全な１回転を有するコイルである。いくつかの実施形態では、複数の中間コイル１０４ｃが、第１の端部コイル１０４ａと第２の端部コイル１０４ｂとの間に位置する。いくつかの実施形態では、第１の端部コイル１０４ａと第２の端部コイル１０４ｂとが互いに実質的に平行である。
【００２６】
いくつかの実施形態では、第１の端部コイル１０４ａ及び／又は第２の端部コイル１０４ｂの各々によって、第１の端部コイル１０４ａ又は第２の端部コイル１０４ｂの直径に沿って広がる水平面が定められる。例えば、いくつかの実施形態では、第１の端部コイル１０４ａ及び第２の端部コイル１０４ｂの各々が別個の平行な水平面を定める。いくつかの実施形態では、第１の端部コイル１０４ａ及び／又は第２の端部コイル１０４ｂが、シャフト１０２ｂの長さ（例えば、プローブ構造１００の第１の端部１００ａから第２の端部１００ｂまで延びるシャフト１０２ｂの長さ）に対して実質的に垂直に配向される（例えば、それぞれの水平面に沿って配向される）。いくつかの実施形態では、中間コイル１０４ｃが水平面に対して傾斜し又は角度を有するのに対し、第１の端部コイル１０４ａ及び第２の端部コイル１０４ｂは実質的に平坦であり又は水平面に平行である。いくつかの実施形態では、第１の端部コイル１０４ａ及び／又は第２の端部コイル１０４ｂが、シャフト１０２ｂの長さに対して完全に垂直にならないようにわずかな角度又はピッチ（例えば、０．１インチピッチ）を有する。
【００２７】
従って、いくつかの実施形態では、第２の端部コイル１０４ｂが、それぞれのフィンガ１０６の外面に巻き付くことによって複数のフィンガ１０６に接触する。いくつかの実施形態では、第２の端部コイル１０４ｂがフィンガ１０６を取り巻いた時にフィンガ１０６の各々にしっかりと接触するように、第２の端部コイル１０４ｂの直径が、複数のフィンガ１０６によって形成される直径に一致する。例えば、いくつかの実施形態では、第２の端部コイル１０４ｂの内面がフィンガ１０６の各々に接触した時に、ばね１０４の横方向の動きがフィンガ１０６によって制限又は実質的に制限される。
【００２８】
他の実施形態では、第２の端部コイル１０ｂがフィンガ１０６を取り巻いた時にフィンガ１０６のうちの１つ又は２つ以上に接触せず又は緩く接触するように、第２の端部コイル１０４ｂの直径が、複数のフィンガ１０６によって形成される直径よりもわずかに大きい。例えば、いくつかの実施形態では、第２の端部コイル１０４ｂの内面がフィンガ１０６に接触した時に、ばね１０４が依然としてわずかに横方向に動くことができる。しかしながら、このような実施形態では、ばね１０４がわずかに横方向に変位することはできるが、ばね１０４が実質的に適所に留まるように依然として横方向の動きは実質的に制限される。従って、ばね１０４は、プローブ構造１００内の中心に留まったまま歪む（例えば、縮む）ことができる。
【００２９】
従って、いくつかの実施形態では、フィンガ１０６及びばね１０４が、プローブ構造１００を利用する装置のプローブセンタリング機構としての機能を果たす。換言すれば、いくつかの実施形態では、ばね１０４及びフィンガ１０６が、横方向の表面移動中（例えば、ユーザの皮膚に沿ったプローブ構造１００の移動中）に、いくつかの実施形態ではプローブ構造１００の走査面に対して垂直なデフォルト位置にプローブ構造を整列させて維持するように機能する。従って、いくつかの実施形態では、ばね１０４が、超音波信号の有効性を最適化できるようにプローブ構造１００を位置付けて整列させる加圧要素としての役割を果たす。
【００３０】
また、図３Ａには加圧面３０２も示す。いくつかの実施形態では、加圧面３０２が第１の端部コイル１０４ａの近くに位置して第１の端部コイル１０４ａに接触する。いくつかの実施形態では、加圧面３０２が、プローブ構造１００に取り付けられてばね１０４を圧縮する構造を表す。例えば、いくつかの実施形態では、加圧面３０２が、プローブ構造１００の配置及び力制御中にばね１０４を圧縮又は減圧する。いくつかの実施形態では、加圧面３０２が、ＴＣＤ装置の動作中にばね１０４に圧力を加える。いくつかの実施形態では、加圧面３０２が、内部にプローブを収容できるほど十分に深い。いくつかの実施形態では、加圧面３０２が、あらゆるトポグラフィ上に自らを位置付けるロボット式エンドエフェクタである。いくつかの実施形態では、加圧面３０２内のプローブ受け部を、プローブ本体の回転を制御するように正方形又は多角形などの円形以外の形状とすることができる。
【００３１】
図３Ｂは、様々な実施形態によるプローブ構造１００の斜視断面図である。図３Ｃは、様々な実施形態によるプローブ構造１００の側面断面図である。図１〜図３Ｃを参照すると、いくつかの実施形態では、プローブ構造１００がばね受け部４００を含む。いくつかの実施形態では、第２の端部コイル１０４ｂの内面が、複数のフィンガ１０６に巻き付いて接触する。いくつかの実施形態では、第２の端部コイル１０４ｂが、フィンガ１０６に巻き付く複数の端部コイルを含む。いくつかの実施形態では、複数の端部コイルの、例えば形状、直径又は傾斜角（例えば、ピッチ）などが互いに実質的に類似する。
【００３２】
いくつかの実施形態では、加圧面３０２も複数のフィンガ３０６を含む。いくつかの実施形態では、フィンガ１０６に対応する上記の説明がフィンガ３０６にも当てはまる。いくつかの実施形態では、第１の端部コイル１０４ａがフィンガ３０６に接触してこれらを取り巻く。いくつかの実施形態では、第１の端部コイル１０４ａが上述した第２の端部コイル１０４ｂに対応し、第１の端部コイル１０４ａに関する開示が第２の端部コイル１０４ｂにも当てはまる。従って、いくつかの実施形態では、ばね１０４が適所に固定されるように、フィンガ３０６が第１の端部コイル１０４ａに接触してその横方向の動き又は変位を制限するように適合される。いくつかの実施形態では、プローブ構造１００が、プローブ構造１００内におけるばね１０４の固定を向上できるようにフィンガ１０６及びフィンガ３０６を両方とも含む。他の実施形態では、プローブ構造１００が、フィンガ１０６又はフィンガ３０６の一方を含む。いくつかの実施形態では、加圧面３０２が、内部にプローブを収容できるほど十分に深い。いくつかの実施形態では、加圧面３０２内のプローブ受け部を、プローブ本体の回転を制御するように正方形又は多角形などの円形以外の形状とすることができる。
【００３３】
図４Ａは、様々な実施形態によるプローブ本体１０２のばね受け部４００の分離図である。図１〜図４Ａを参照すると、ばね受け部４００は、複数のフィンガ１０６の各々と保持リップ４０２とを含む。いくつかの実施形態では、保持リップ４０２が、プローブ本体１０２の全周囲に延びる連続する隆起部である。他の実施形態では、保持リップ４０２が連続せず、プローブ本体１０２の周囲の離散的位置に配置される。例えば、いくつかの実施形態では、保持リップ４０２が、複数のフィンガ１０６のそれぞれと整列する複数の離散的保持リップを含む。
【００３４】
いくつかの実施形態では、保持リップ４０２と複数のフィンガ１０６の各々とが整列又は重複する位置に保持空洞４０４が存在する。いくつかの実施形態では、保持空洞４０４が、第２の端部コイル１０４ｂを収容して保持するように適合される。従って、いくつかの実施形態では、第２の端部コイル１０４ｂが、実質的に平坦又は水平であることに起因して、（例えば、フィンガ１０６の外面、保持リップ４０２の内面及び保持空洞４０４の上面に接触することによって）保持空洞４０４の内面と実質的に同じ高さに着座することができる。従って、第２の端部コイル１０４ｂ及びばね受け部４００は、第２の端部コイル１０４ｂの最大表面積がばね受け部４００の表面に接触するように設計される。
【００３５】
いくつかの実施形態では、フィンガ１０６の各々と保持リップ４０２との間の保持空洞４０４が、第２の端部コイル１０４ｂに対応して十分に収容できるほど広いが、第２の端部コイル１０４ｂの横方向の動きを十分に制限できるほど狭い。例えば、いくつかの実施形態では、保持空洞４０４が約０．０５インチの幅を有する。いくつかの実施形態では、保持空洞４０４が、（例えば、ばね１０４が保持空洞４０４から滑り出ることができないように）ばね１０４を保持するのに適した深さを有する。例えば、いくつかの実施形態では、保持空洞４０４が約０．１３インチの深さを有する。
【００３６】
従って、フィンガ１０６及び保持リップ４０２を含むばね受け部４００は、ばね１０４がばね受け部４００内に配置された時にばね１０４を保持することができる。
【００３７】
図４Ｂは、様々な実施形態によるプローブ本体１０２の上面図である。図１〜図４Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、プローブ本体１０２が、プローブ本体１０２から延びる複数のフィンガ１０６を含む。いくつかの実施形態では、保持リップ４０２が複数のフィンガ１０６を取り囲んで、各フィンガ１０６の位置に対応する各位置に保持空洞４０４を提供する。
【００３８】
図５は、様々な実施形態によるプローブ構造１００及びジンバルインターフェイス５００の分解図である。図１〜図５を参照すると、いくつかの実施形態では、ジンバルインターフェイス５００が、プローブ構造１００をジンバルに接続するように適合される。いくつかの実施形態では、ジンバルが、プローブ構造１００の動き及び位置を制御するための装置である。いくつかの実施形態では、ジンバルインターフェイス５００が、複数のフィンガ５０２と保持リップ５０４とを含む。いくつかの実施形態では、複数のフィンガ１０６及び３０６に関する上記の説明がフィンガ５０２にも当てはまる。同様に、いくつかの実施形態では、保持リップ４０２に関する上記の説明が保持リップ５０４にも当てはまる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、ジンバルインターフェイス５００が、第１の端部コイル１０４ａを介してプローブ構造１００に接続するように適合される。いくつかの実施形態では、第１の端部コイル１０４ａがフィンガ５０２によって固定されるように、複数のフィンガ５０２が第１の端部コイル１０４ａの内周面に接触する。また、いくつかの実施形態では、保持リップ５０４が、第１の端部コイル１０４ａとジンバルインターフェイス５００との間の相互接続部にさらなる安定性をもたらす。従って、いくつかの実施形態では、ジンバルがジンバルインターフェイス５００を介してプローブ構造１００に結合されるように、プローブ構造１００がジンバルインターフェイス５００の第１の面又は表面においてジンバルインターフェイス５００に結合され、ジンバルがジンバルインターフェイスの第２の面又は表面においてジンバルインターフェイス５００に結合される。いくつかの実施形態では、ジンバルインターフェイス５００の第１の面又は表面が、ジンバルインターフェイスの第２の面又は表面の反対側である。
【００４０】
図６Ａは、様々な実施形態によるプローブ構造６００の斜視図である。図６Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、プローブ構造６００が、第１の端部６００ａと第２の端部６００ｂとを有する。いくつかの実施形態では、第１の端部６００ａが、限定するわけではないが、プローブ構造１００を制御する（例えば、プローブ構造１００のｚ軸圧力又は垂直整列などを制御する）モータアセンブリなどのコントローラと相互連結する。いくつかの実施形態では、第２の端部６００ｂが、プローブ構造６００の作用面に接触する。例えば、いくつかの実施形態では、第２の端部６００ｂが、プローブ構造６００が作用できるように人間の皮膚に接触するように構成される。
【００４１】
いくつかの実施形態では、このプローブ構造が、プローブ構造６００の第２の端部６００ｂが人間の頭部に接触して頭部に沿って整列するように構成され、プローブ構造６００の第１の端部６００ａがＴＣＤ装置に接続されて第２の端部６００ｂから超音波を放射するような経頭蓋ドップラー（ＴＣＤ）装置の一部である。他の実施形態では、プローブ構造６００が、以下に限定するわけではないが、赤外波、音波及びｘ線などの他のタイプの波動を動作中に放射するように構成される。
【００４２】
いくつかの実施形態では、プローブ構造６００が、プローブ本体６０２とばね６０４とを含む。いくつかの実施形態では、ばね６０４が、プローブ本体６０２に巻き付き、又はプローブ本体６０２を取り巻く。いくつかの実施形態では、ばね６０４が、動作中にプローブ構造６００の制御及び安定性を高める。いくつかの実施形態では、プローブ本体６０２が、ＴＣＤプローブ、超音波プローブ又はフェーズドアレイプローブを含むことができる。
【００４３】
図６Ｂは、様々な実施形態によるプローブ本体６０２の斜視図である。図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、プローブ本体６０２が、ねじ部分６０２ａとシャフト６０２ｂとを含む。いくつかの実施形態では、ねじ部分６０２ａが、プローブ本体６０２の長さの一部に沿って複数のねじ山を含む。いくつかの実施形態では、ねじ部分６０２ａがプローブ本体６０２の端部に（例えば、プローブ構造６００の第１の端部６００ａに対応するプローブ本体６０２の部分に）位置する。いくつかの実施形態では、複数のねじ山が、プローブ本体６０２の周囲で円周方向に延びる。いくつかの実施形態では、ねじ部分６０２ａが、装置（例えば、ＴＣＤ装置）の他の構成部品と相互連結して接続するように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、ねじ部分６０２ａが、ジンバル部品と相互連結する。
【００４４】
いくつかの実施形態では、ねじ部分６０２ａが、プローブ構造６００と相互連結してプローブ構造６００を別個の装置に確実に接続するのに適したあらゆる数のねじ山を含む。例えば、いくつかの実施形態では、プローブ本体６０２が、５又は６回転のねじ山を含む。他の実施形態では、プローブ本体６０２が、６つよりも多くの又は５つよりも少ないねじ山を含む。また、いくつかの実施形態では、ねじ部分６０２ａの隣接するねじ山同士が、限定するわけではないが１／１６インチなどの一定の距離だけオフセットされる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、プローブ本体６０２、ねじ部分６０２ａ及びシャフト６０２ｂが、以下に限定するわけではないが、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、アセタール、ポリアセタール、ポリホルムアルデヒド、又はこれらの組み合わせなどを含むプラスチックなどの、波動、電磁エネルギー又は音波（例えば、超音波）の伝達を可能にするのに適したあらゆる剛性材料で形成される。いくつかの実施形態では、プローブ本体６０２、ねじ部分６０２ａ及びシャフト６０２ｂが、水性液体に耐えることができる材料（例えば、超音波ゲル）で形成される。いくつかの実施形態では、ねじ部分６０２ａ、シャフト６０２ｂ及び複数のフィンガ６０６が同じ材料で形成される。他の実施形態では、ねじ部分６０２ａ及びシャフト６０２ｂが異なる材料で形成され、或いはこれらの要素のうちの２つの要素が、第３の要素を形成する材料とは異なる同じ材料で形成される（例えば、ねじ部分６０２ａ及びシャフト６０２ｂが同じ材料で形成され、フィンガが、ねじ部分６０２ａ及びシャフト６０２ｂとは異なる材料で形成される）。
【００４６】
いくつかの実施形態では、プローブ本体６０２を、限定するわけではないが、オーバモールドなどのあらゆる好適な製造方法によって形成することができる。特定の実施形態では、プローブ本体６０２、ねじ部分６０２ａ及びシャフト１０２ｂが機械加工される。他の実施形態では、プローブ本体６０２、ねじ部分６０２ａ及びシャフト６０２ｂが射出成型される。いくつかの実施形態では、プローブ本体１０２、ねじ部分６０２ａ及びシャフト６０２ｂが、ひけマーク、ショートショット及びフローマークを防ぐように均一な厚みで設計される。
【００４７】
図６Ｃは、様々な実施形態によるプローブ本体６０２の一部の斜視図である。図６Ｃには、ばね６０４の動きがプローブ本体６０２の周囲で動かないように固定して保持するプローブ本体６０２の周囲のリング６３０とすることができるばね固定要素を示す。ばね６０４は、リング６３０に巻き付くと、プローブ本体６０２の周囲で動かないように制限される。
【００４８】
図７は、様々な実施形態によるプローブ構造６００の側面断面図である。図６Ａ，図６Ｂ及び図７を参照すると、いくつかの実施形態では、プローブ構造６００がばね受け部６４０を含む。いくつかの実施形態では、第２の端部コイル６０４ｂの内面が、ばね受け部６４０に巻き付いて接触する。いくつかの実施形態では、第２の端部コイル６０４ｂが、ばね受け部６４０に巻き付く複数の端部コイルを含む。いくつかの実施形態では、複数の端部コイルの、例えば形状、直径又は傾斜角（例えば、ピッチ）などが互いに実質的に類似する。
【００４９】
また、図７には加圧面６３２も示す。いくつかの実施形態では、加圧面６３２が第１の端部コイル１０４ａの近くに位置して第１の端部コイル６０４ａに接触する。いくつかの実施形態では、加圧面６３２が、プローブ構造６００に取り付けられてばね６０４を圧縮する構造を表す。例えば、いくつかの実施形態では、加圧面６３２が、プローブ構造６００の配置及び力制御中にばね６０４を圧縮又は減圧する。いくつかの実施形態では、加圧面６３２が、ＴＣＤ装置の動作中にばね６０４に加わる圧力を表す。いくつかの実施形態では、第１の端部コイル６０４ａが上述した第２の端部コイル６０４ｂに対応し、第１の端部コイル６０４ａに関する開示が第２の端部コイル６０４ｂにも当てはまる。また、いくつかの実施形態では、加圧面６３２を把持部６５０に取り付け、又は把持部６５０の一部とすることができる。いくつかの実施形態では、把持部６５０が、ユーザの指６６０と人間工学的に適合するように設計されて窪み６６２を含む。いくつかの実施形態では、プローブ本体６０２を加圧面６３２内に保持するように、ねじ部分６０２ａにナットなどのストッパ６７０が取り付けられる。当然ながら、ストッパ６７０は、ストッパ６７０が加圧面６３２から抜け出すのを防ぐボルト、ピン、フランジ、又は当業者に周知の他の構成部品とすることもできる。いくつかの実施形態では、ストッパ６７０にねじ部分６０２ａが接続されることにより、プローブ本体６０２が動いてばね６０４を加圧面６３２に対して圧縮できるようになる。ストッパ６７０は、加圧面６３２のばね６０４とは反対の側に位置する。操作者は、この構成を通じて把持部６５０及びプローブ本体６０２を動かしてばね６０４の圧縮及び減圧を行いながら、第２の端部６００ｂが表面に接触し続けるようにプローブ本体を表面に沿って移動させることができる。
【００５０】
上記で使用した「取り付けられた（ａｔｔａｃｈｅｄ）」、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」及び「固定された（ｓｅｃｕｒｅｄ）」などを含む用語は、同義的に使用するものである。また、実施形態によっては、第２の要素に「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」（又は「取り付けられた（ａｔｔａｃｈｅｄ）」、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「締結された（ｆａｓｔｅｎｅｄ）」など）第１の要素を含むように説明したものもあるが、第１の要素は、第２の要素に直接結合することも、或いは第３の要素を介して第２の要素に間接的に結合することもできる。
【００５１】
上記の説明は、本明細書で説明した様々な態様をあらゆる当業者が実施できるように行ったものである。当業者には、これらの態様の様々な修正が容易に明らかになると思われ、また本明細書で定めた一般的原理は、他の態様に適用することもできる。従って、特許請求の範囲は、本明細書に示した態様に限定されるものではなく、特許請求の範囲の文言に一致する完全な範囲が認められるものであり、単数形の要素についての言及は、特にそのように記載していない限り「唯一の」を意味するものではなく、むしろ「１又は２以上」を意味するように意図される。別途明示していない限り、「いくつかの（ｓｏｍｅ）」という用語は、１又は２以上を意味する。上記の説明全体を通じて説明した様々な態様の要素の、当業者に周知の又は後で知られるようになる全ての構造的及び機能的同等物は、引用によって本明細書に明確に組み入れられ、特許請求の範囲に含まれるように意図される。さらに、本明細書に開示した内容は、これらが特許請求の範囲に明示されているかどうかに関わらず、一般に公開されることを意図するものではない。請求項の要素については、この要素が「〜のための手段」という表現を用いて明確に示されていない限りミーンズプラスファンクションとして解釈すべきではない。
【００５２】
開示したプロセスにおけるステップの特定の順序又は階層は、例示的な方法の一例であると理解されたい。設計嗜好に基づいて、プロセスにおけるステップの特定の順序又は階層は、上記の説明の範囲を超えない状態で再構成することができると理解されたい。付随する方法の請求項は、様々なステップの要素をサンプル順で提示したものであり、提示する特定の順序又は階層に限定する意図はない。
【００５３】
開示した実装についての上記の説明は、開示した主題をあらゆる当業者が実施又は利用できるように行ったものである。当業者には、これらの実装の様々な修正が容易に明らかになると思われ、また本明細書で定めた一般的原理は、上記の説明の趣旨又は範囲から逸脱することなく他の実装にも適用することができる。従って、上記の説明は、本明細書に示した実装に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示した原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を許容すべきものである。
【符号の説明】
【００５４】
１００  プローブ構造
１０２  プローブ本体
１０４  ばね
１０４ａ  第１の端部コイル
１０４ｂ  第２の端部コイル
１０６  フィンガ
５００  ジンバルインターフェイス
５０２  フィンガ
５０４  保持リップ
【図１】
2019514500.tif 000003
【図２】
2019514500.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019514500.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2019514500.tif 000009
【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【国際調査報告】
2019514500.tif 000015