(57)【要約】【課題】体腔内プローブの安全性を高める。【解決手段】経食道プローブ３０とそれが接続される装置本体４０を有する超音波診断装置。経食道プローブは、生体内に挿入され超音波を送受波するプローブヘッドと、それに連なる挿入管とを有する。生体内に挿入された挿入管の屈曲度合いはセンサ５０によって検出される。そして、過剰屈曲判別部５４においては、挿入管の屈曲度合いに基づいて、挿入管の過剰屈曲が判別される。過剰屈曲判別部５４において、過剰屈曲が判別された場合には、報知手段によってプローブの操作者に対して過剰屈曲の発生が報知される。報知手段としては、プローブ側表示部５２、警告音発生部６２、あるいは装置側表示部６８等が挙げられる。【選択図】図２
2008229267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内に挿入され超音波を送受波するプローブヘッドと、それに連なる挿入管と、を有する体腔内プローブと、
前記挿入管の屈曲度合いを検出するセンサ手段と、
前記挿入管の屈曲度合いに基づいて、前記挿入管の過剰屈曲を判別する過剰屈曲判別手段と、
前記過剰屈曲が判別された場合にそれを操作者に報知する報知手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記体腔内プローブは、
前記操作者によって操作される操作手段と、
前記挿入管に設けられ、前記操作手段によって屈曲する関節部と、
を有し、
前記関節部が前記操作手段による通常屈曲範囲を超えて屈曲した場合に、前記過剰屈曲が判別されることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記挿入管がＪ字形状になった場合に、前記過剰屈曲が判別されることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記センサ手段は、前記挿入管に設けられ、前記挿入管に加えられる応力を前記屈曲度合いとして検出する応力検出センサを有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記操作者によって操作される操作手段と、
前記挿入管に設けられ、前記操作手段によって屈曲する関節部と、
前記操作手段と前記関節部との間に設けられたワイヤと、
を有し、
前記センサ手段は、前記ワイヤの移動を前記屈曲度合いとして検出するワイヤセンサを有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記報知手段は、前記体腔内プローブに設けられ過剰屈曲レベルを表示する表示手段を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
生体内に挿入され超音波を送受波するプローブヘッドと、
前記プローブヘッドに連なる挿入管と、
前記挿入管の過剰屈曲を判別するために前記挿入管の屈曲度合いを検出するセンサ手段と、
を含むことを特徴とする体腔内プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断装置及び体腔内プローブに関し、特に、体腔内プローブの安全性を高めるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内プローブは、生体内に挿入して用いられる超音波プローブであり、例えば、経食道プローブ、経直腸プローブ、経尿道プローブ及び経膣プローブなどが知られている。それらの中で、経食道プローブは生体の食道壁を介して心臓の超音波画像を得るために使用されるものである。心臓の超音波診断を行う際には、超音波送受信用のプローブヘッドを先端に取り付けた挿入管が生体の口腔から奥に挿入される。体腔内に入れられた挿入管は口腔や食道の形状に応じて柔らかく湾曲することができるが、その湾曲の様子を体外から肉眼で見ることはできない。このような背景にあって、特許文献１に記載の超音波内視鏡プローブにおいては、体外から見えないプローブヘッドに連なる管の曲がり具合を検出する手段を備えることが示されている。しかし、管が過度に曲がる場合については何ら記載されていない。
【０００３】
また、特許文献２に記載の経食道プローブでは、マルチプレーン方式の超音波振動子の向きを検出するためにプローブヘッド内にＭＲ素子を用いている。この超音波プローブでは挿入管の屈曲検出を行なうことの記載はない。特許文献３に記載の経食道プローブでは、体腔内に挿入される挿入管の長さを検出しているものの、挿入管の曲がり具合を検出してはいない。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０１９３５号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４１９８号公報
【特許文献３】特開平９−２７６２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
体腔内プローブは、体腔内に挿入されて使用されるので、被検者への負担を軽減し、また安全性を高めることが求められる。つまり、正常な使用時に想定されている形態から外れた形態になってしまうことは好ましくない。よって、体腔内に挿入された段階で、過剰な屈曲が生じてしまう場合には、それを確実に検出し、プローブの操作者に報知させることが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、体腔内プローブの安全性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、生体内に挿入され超音波を送受波するプローブヘッドと、それに連なる挿入管と、を有する体腔内プローブと、前記挿入管の屈曲度合いを検出するセンサ手段と、前記挿入管の屈曲度合いに基づいて、前記挿入管の過剰屈曲を判別する過剰屈曲判別手段と、前記過剰屈曲が判別された場合にそれを操作者に報知する報知手段と、を有することを特徴とする。上記構成によれば、挿入管に生じる過剰屈曲を体腔内プローブの操作者に報知することができるので、体腔内プローブの安全性が高められる。
【０００８】
望ましくは、前記体腔内プローブは、前記操作者によって操作される操作手段と、前記挿入管に設けられ、前記操作手段によって屈曲する関節部と、を有し、前記関節部が前記操作手段による通常屈曲範囲を超えて屈曲した場合に、前記過剰屈曲が判別されることを特徴とする。上記構成によれば、操作手段によって屈曲する関節部において発生する過剰屈曲を検出することができる。
【０００９】
望ましくは、前記挿入管がＪ字形状になった場合に、前記過剰屈曲が判別されることを特徴とする。上記構成によれば、挿入管によって形成される全体的な形状に対して過剰屈曲を判別することができる。Ｊ字形状とは、挿入管の屈曲角度がおおよそ９０°を超えるような形状の状態をいう。
【００１０】
望ましくは、前記センサ手段は、前記挿入管に設けられ、前記挿入管に加えられる応力を前記屈曲度合いとして検出する応力検出センサを有することを特徴とする。上記構成によれば、挿入管に対して加えられる応力を応力検出センサによって、応力が作用する部分において検出することができる。
【００１１】
望ましくは、前記操作者によって操作される操作手段と、前記挿入管に設けられ、前記操作手段によって屈曲する関節部と、前記操作手段と前記関節部との間に設けられたワイヤと、を有し、前記センサ手段は、前記ワイヤの移動を前記屈曲度合いとして検出するワイヤセンサを有することを特徴とする。上記構成によれば、ワイヤの移動に応じて挿入管の屈曲度合いを検出できる。
【００１２】
望ましくは、前記報知手段は、前記体腔内プローブに設けられ過剰屈曲レベルを表示する表示手段を有することを特徴とする。上記構成によれば、プローブを操作している操作者は、挿入管の過剰屈曲度合いを表す情報を視覚的に認識できる。
【００１３】
本発明は、生体内に挿入され超音波を送受波するプローブヘッドと、前記プローブヘッドに連なる挿入管と、前記挿入管の過剰屈曲を判別するために前記挿入管の屈曲度合いを検出するセンサ手段と、を含むことを特徴とする。上記構成によれば、体腔内プローブの安全性が高められる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、体腔内プローブの安全性を高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を説明する前に、まず、経食道プローブの挿入管に生じる過剰屈曲について述べる。図１１は、経食道プローブ２００のプローブヘッド２１６の近傍で発生する屈曲状態を表わす図である。食道１４の中に挿入された挿入管２０４は過度に折れ曲り、その全体形状はあたかも「Ｊ」の字に近い形状になっている。また、挿入管２０４の内部に収められている関節部２０２も大きく屈曲している。このような屈曲の発生は避けなければならないが、プローブヘッド２１６が喉の奥の複雑な形状の部分を通過することや、食道自体が食べ物を通すときに拡張する柔らかい組織であること等の理由から、この状態が発生する可能性がないとは言い切れない。もし仮にこのような状態になってしまった場合には、適切な処置によって復帰させることが求められる。望ましくは、このような強い屈曲の状態に至る前に、弱い屈曲の段階でプローブの操作者に対して必要な情報が提示されることが好ましい。
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る超音波診断装置１００の概略図である。超音波診断装置１００は、経食道プローブ３０と装置本体４０とからなる。経食道プローブ３０はコネクタボックス２８を介して、超音波診断装置の装置本体４０と接続されている。経食道プローブ３０は体内に挿入されるプローブヘッド１６、プローブヘッド１６と結合される挿入管１８、体外でプローブヘッド１６の生体に対する姿勢を操作する操作部２６等からなる。プローブヘッド１６は、その内部に超音波を送受信する超音波振動子２２を内蔵する。関節部２０はプローブヘッド１６の近傍の位置で挿入管１８の内部に収められる。挿入管１８は柔軟に屈曲する中空のフレキシブルチューブなどから構成される。操作部２６には、関節部２０を屈曲動作させて、プローブヘッド１６を食道壁に当接させるための操作ノブ３２が設けられる。操作ノブ３２は上下２段に構成され、プローブヘッド１６を上下方向に動かすための下段ノブ３６と左右方向に動かすための上段ノブ３４からなる。また、操作部２６には、ＬＥＤ３８が装備される。このＬＥＤ３８は、挿入管１８に弱い屈曲が発生した段階でその発生を操作者に視認させるために設けられている。
【００１７】
図２は、図１に示した超音波診断装置１００の機能ブロック図である。経食道プローブ３０は、前述した超音波振動子２２の他に、センサ５０と、ＬＥＤ３８に相当するプローブ側表示部５２を有する。図２には、心臓の画像を得るために形成される走査面２４が示してある。センサ５０は、操作部（図１参照）の内部に収められ、挿入管の屈曲の度合いを信号に変換して出力する。プローブ側表示部５２は、経食道プローブの操作者に挿入管の状態を視認させるための表示部である。
【００１８】
装置本体４０は、システム制御部５６、過剰屈曲判別部５４、送受信部６０等を有する。システム制御部５６は、ＣＰＵ及びＲＯＭ等から構成され、装置本体４０を全体的に制御するユニットである。システム制御部５６は、送受信部６０、画像形成部６４に対して制御信号を出力する。送受信部６０は、超音波振動子２２に対して送信信号群を出力し、その結果、超音波振動子２２にて取得される信号を受信信号群として入力する。送受信部６０は、入力される受信信号群の整相加算処理を行ってエコーデータを生成し、次段の画像形成部６４に出力する。画像形成部６４では、超音波画像を形成し、次段の表示処理部６６に対して出力する。
【００１９】
また、システム制御部５６には、過剰屈曲を判定するための屈曲角度についての数値データが保存される。その数値データは、挿入管の通常屈曲範囲と過剰屈曲範囲との判別するための閾値データとして用いられる。その閾値データは、固定値として予めシステム制御部５６上のＲＯＭに記憶される。具体例としては９０°以上の値（例えば１００°という値）が挙げられる。この閾値データとしては、１つの数値のみならず２つの数値を設定してもよい。第１閾値データと第２閾値データの２つの数値を設定する場合には、第２閾値データは、過剰屈曲範囲を２つの範囲に分割し詳細な角度設定を行うために利用される。すなわち、第２閾値データは、過剰屈曲であり屈曲度合いが小さい場合と、過剰屈曲であり屈曲度合いが大きい場合とを判別するために利用される。ちなみに、前述の閾値データは、ユーザによって設定される可変の値であってもよい。ユーザによって閾値データが設定される場合には、入力部５８から許容範囲内の閾値データが入力される。いずれにしても、システム制御部５６は第１閾値データのみ、あるいは第１閾値データと第２閾値データとを読み取り、それらの閾値データに基づく信号を過剰屈曲判別部５４に対して出力する。
【００２０】
過剰屈曲判別部５４は、センサ５０が出力する信号を受信し、前述の閾値データに対応する信号と比較する。その比較結果は、判別結果データとして、過剰屈曲判別部５４からシステム制御部５６に対して出力される。判別結果データを受信したシステム制御部５６は、複数のユニットに対して信号を出力する。つまり、システム制御部５６は、プローブ側表示部５２に対して発光駆動信号を出力し、警告音発生部６２に対して音響駆動信号を出力し、表示処理部６６に対して画像表示信号を出力する。
【００２１】
プローブ側表示部５２は、ＬＥＤなどから構成され、そこに入力される発光駆動信号に応じて、発光表示を行なう。警告音発生部６２は、ブザーあるいはスピーカ等の音響生成部品から構成され、そこに入力される音響駆動信号に応じて、警告音を発生する。表示処理部６６は、入力される画像表示信号に応じて、挿入管の屈曲状態を表す部分画像を形成する。表示処理部６６は、形成した部分画像と、画像形成部６４から出力される超音波画像とを画像合成し、装置側表示部６８に対して出力する。
【００２２】
図３は、操作部２６の外観を示す図である。操作部２６は、上段ノブ３４、下段ノブ３６、ＬＥＤ３８等を有する。操作部２６の内部には、上段ノブ３４と連動して回転するプーリ７０が設置されており、そのプーリ７０には１本のワイヤ７４が架けられる。ワイヤ７４の両端は、挿入管１８の内部を通じて関節部２０に固定されている。また、操作部２６の内部には、ワイヤ７４を牽引する場合あるいは牽引された場合の移動量を検出するための移動量検出センサ８０が装着されている。
【００２３】
下段ノブ３６の構成は、上述の上段ノブ３４に関する構成とほぼ同様である。すなわち、下段ノブ３６と連動して回転するプーリ７２、プーリ７２に架けられる１本のワイヤ７６、ワイヤ７６の両端が固定される関節部２０を有する。前述のワイヤ７４の移動量を検出する移動量検出センサ８０は、ワイヤ７６の移動量を検出する機能も備えている。
【００２４】
上段ノブ３４を回すと次のように動作する。上段ノブ３４の回転に伴って、それに連動するプーリ７０が回転し、ワイヤ７４が牽引される。ワイヤ７４が牽引されると、関節部２０に結ばれたワイヤ７４の一方に張力がかかり、他方が弛緩するので関節部２０は張力がかかる左右のいずれかの方向に曲げられる。また、プーリ７０の回転に伴って、ワイヤ７４が、ある移動量Ｌだけ片側のワイヤが引き込まれると、他方のワイヤが同じ移動量Ｌだけ送り出される。この時、移動量Ｌは移動量検出センサ８０において検出される。下段ノブ３６についても同様に、下段ノブ３６に連動してプーリ７２が回転し、その回転に伴ってワイヤ７６が変位する。その時のワイヤ７６の移動量は、ワイヤの移動量検出センサ８０において検出される。
【００２５】
図４は、図３に示すワイヤの移動量検出センサ８０の拡大図である。移動量検出センサ８０には、２本のワイヤ７４，７６が通じている。図では、便宜上、１本のワイヤ７４をワイヤ７４Ａとワイヤ７４Ｂとに分けて示している。もう１本のワイヤ７６についても同様である。
【００２６】
これより、移動量検出センサ８０の内部に、ＭＲ素子モジュールを使用する場合の構成例について説明する。つまり、移動量検出センサ８０には、２セット分のＭＲ素子モジュール８２，８４が装着されている。各ＭＲ素子モジュール８２，８４が磁気検出可能な範囲には、それぞれにワイヤ７４あるいはワイヤ７６が配置される。各ワイヤ７４，７６には複数の永久磁石８６が一定の間隔でとびとびに取り付けてある。各永久磁石８６はワイヤに埋め込んでもよい。複数の永久磁石８６の設置間隔は一定であるが、図において、ＭＲ素子モジュール８２，８４の直下の位置には、幅の広い永久磁石８８が設けられる。この幅広の永久磁石８８は、ワイヤの基準位置を検出する基準点マーカとなる。ＭＲ素子モジュール８２は、ＭＲ−Ａ素子８２ＡとＭＲ−Ｂ素子８２Ｂの２個からなる。
【００２７】
移動量検出センサ８０の動作について示す。ワイヤ７４Ａが左右いずれかの方向に移動すると、ＭＲ素子モジュール８２の下で間隔を明けて装着された永久磁石の列が移動する。ワイヤ７４Ａの移動に伴って２つのＭＲ素子（ＭＲ−Ａ素子８２Ａ、ＭＲ−Ｂ素子８２Ｂ）から位相の異なるＯＮ／ＯＦＦのパルス信号列が出力される。ワイヤ７６Ａについても同様に、２つＭＲ素子（ＭＲ−Ａ素子８４Ａ、ＭＲ−Ｂ素子８４Ｂ）から位相の異なるＯＮ／ＯＦＦのパルス信号列が出力される。検出された２つのパルス信号列は、装置本体４０の過剰屈曲判別部５４に送られる。過剰屈曲判別部５４においては、２つの信号列の位相を比較して、ワイヤ７４Ａの移動方向を検出する。同時に、パルス信号列のＯＮ／ＯＦＦの数からワイヤ７４Ａの移動量も検出される。もう一方のワイヤ７６Ａについても同様に、移動量と移動方向が検出される。このように、２つのＭＲ素子モジュール８２，８４を用いた構成例においては、ワイヤ７４Ａ，７６Ａの移動量と移動方向をそれぞれに検出することにより、挿入管１８がどの程度の角度で屈曲しているかを検出することができる。更には、上下左右のいずれの方向に屈曲しているのかを検出できる。
【００２８】
図５は、図４で示したＭＲ素子モジュール８２を用いた位置検出の方式を詳述した図である。ワイヤ７４Ａの移動に伴って、２つのＭＲ素子（ＭＲ−Ａ素子８２Ａ、ＭＲ−Ｂ素子８２Ｂ）からは、それぞれにパルス信号列８３，８５が出力される。ＭＲ−Ａ素子８２Ａから出力されるパルス信号列８３と、ＭＲ−Ａ素子８２Ａから出力されるパルス信号列８５とは、ワイヤの移動方向に応じて位相が異なっている。ここではＭＲ素子が埋め込まれている永久磁石８６に接近もしくは接している時に信号レベルがＨｉｇｈになるものとする。２つのパルス信号列の時間的な変化を検出することにより移動方向が判断される。この検出方式としては、例えばロータリーエンコーダ等に適用されている位相差パルスエンコーダー方式等を採用することができる。また、プローブヘッド１６と関節部２０とが直線状態にある時には、幅の広い永久磁石８８が、２つのＭＲ素子（ＭＲ−Ａ素子８２Ａ、ＭＲ−Ｂ素子８２Ｂ）の直下に配置されるように構成されている。よって、２つのＭＲ素子の出力が両方ともＨｉｇｈレベルになった場合に、プローブヘッド１６と関節部２０とが直線状態にあることを認識することができる。
【００２９】
図６は、プローブヘッド１６に外部から加えられる外力によって、挿入管１８が曲げられていく様子を表した図である。外力は、例えば、プローブヘッド１６が喉の奥の一部分に引っ掛かるような状況によって発生することが想定される。外力が加わることで挿入管１８の形状は連続的に変化し屈曲していくが、その連続的な変化の中で特に４つの場面に注目して４つの形状１５０，１５２，１５４，１５６を例示している。なお、図ではＸＹ平面上においてＹ軸の正方向だけの屈曲を図示しているが、実際には挿入管の屈曲は、Ｙ軸負方向にも、その他の方向にも立体的な空間内において発生する。
【００３０】
形状１５０は、標準の直線形状を示しており、プローブヘッド１６の中心軸９０と、関節部２０が直線である場合の中心軸９２と、が一致する状態である（関節部２０が直線形状の場合の中心軸９２を、以下、基準軸９２とする）。この直線形状は、挿入管１８の通常屈曲範囲にある。特に過剰屈曲を判別するための基準位置に相当する。
【００３１】
形状１５２は、基準軸９２に対して中心軸９０が軽微に屈曲している状態を示す（例えば角度約６０°）。この状態も、まだ通常屈曲範囲の範囲内にある。過剰屈曲判別部５４では、２つのＭＲ素子モジュール８２，８４が出力するパルス信号列に基づいて検出された屈曲角と、屈曲に関する第１閾値データとが比較される。その比較の結果、過剰屈曲であるかどうかが判別され、過剰屈曲には該当せず通常屈曲の範囲内にあることが判別される。図では通常屈曲の範囲を符号１６０で示している。
【００３２】
形状１５４は、基準軸９２に対する中心軸９０の角度が第１閾値データに一致する程度の屈曲状態を示す形状である（例えば角度約１００°）。この状態に達すると、過剰屈曲判別部５４では過剰屈曲との判別がなされる。つまり、この形状１５４の状態は、過剰屈曲の範囲にあり、特に弱過剰屈曲になる位置にある。更には、この状態はＪ字形状の一態様となる。過剰屈曲と判別されることから、操作部２６の上のＬＥＤ３８が点灯する。あるいは装置本体４０においては警告音が発せられ、装置側表示部６８には所定の表示が行なわれる。もちろん、本超音波診断装置に備えられている報知手段（ＬＥＤ３８の点灯、警告音の発生、装置側表示部６８での所定の表示）の中の、少なくとも一つの報知機能が動作すればよい。プローブの操作者は、例えばＬＥＤ３８が点灯することを視認して、過剰屈曲の発生を認識し、過剰屈曲の発生を回避するために、ＬＥＤ３８が消灯するように経食道プローブを操作する。図では過剰屈曲範囲を符号１６２で示し、弱過剰屈曲の範囲を１６４で示している。
【００３３】
形状１５６は、基準軸９２に対する中心軸９０の角度が第２閾値データに一致する程度の屈曲状態を示す形状である（例えば角度約１３０°）。この状態に達すると、過剰屈曲判別部５４では過剰屈曲の判別と同時に強過剰屈曲に該当する判別結果も示される。図では強過剰屈曲の範囲を１６６で示している。この形状１５６の状態は、弱過剰屈曲の状態よりも過度の屈曲であることから、特別な動作が行なわれてもよい。例えば、ＬＥＤ３８の発光強度の強化、警告音の音量の増大などを行ってもよい。あるいは、ＬＥＤ３８の点滅発光を行い、その点滅速度を屈曲角に応じて変化させてもよい。
【００３４】
このように、本発明の実施形態に係る超音波診断装置は、経食道プローブ３０の挿入管の屈曲度合いに基づいて、通常屈曲と過剰屈曲を判別することができる。特に、過剰屈曲については、弱過剰屈曲と強過剰屈曲とを区分して検出することもできるので、強過剰屈曲になることを未然に防止するために、弱過剰屈曲になった段階で事前に判別を行なうことができる。
【００３５】
次に、移動量検出センサ８０の他の構成例としてフォトセンサを用いる例を示す。移動量検出センサ８０としてフォトセンサを用いる場合も、図４に示したＭＲ素子を用いた信号検出の構成とほぼ同様の構成が適用される。すなわち、移動量検出センサとしては、２セット分のＭＲ素子モジュールの代わりに、２セット分のフォトセンサモジュールが装着される。また、ワイヤに付けられる永久磁石の代わりに、ワイヤの表面に帯状に取り付けられた光学マーカが装着される。各フォトセンサモジュールは、２個のフォトセンサからなる。このように、ＭＲ素子によって磁気的にワイヤの移動量を検出する代わりに、フォトセンサによって光学的に移動量を求めてもよい。
【００３６】
次に、センサ手段の他の構成例を示す。図７は経食道プローブの挿入管の内部構造を示す斜視図である。挿入管１１０の屈曲度合いを、挿入管１１０の内部に発生する応力として検出するための構成例である。図７には、ピエゾ抵抗素子を用いる場合の斜視図が示されている。挿入管１１０の内部にはプローブヘッドを上下に動かすためのワイヤ１０２Ａ，１０２Ｂと、左右に動かすためのワイヤ１０４Ａ，１０４Ｂとが配置される。挿入管１１０の中心軸１０８を矢印１１２の位置から見た場合に、ワイヤ１０２Ａは１２時の方向に配置される。その他の３本のワイヤ１０４Ａ，１０２Ｂ，１０４Ｂは中心軸１０８を中心にして角度が９０°ずつ異なる位置に配置される。それぞれのワイヤ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂは、ピエゾ抵抗素子を用いて作られる。あるいは、ベンドセンサといわれる折り曲げ検出用の圧電センサをそれぞれのワイヤの表面に取り付けてもよい。あるいは、外力が加わると抵抗値が変化するインクをワイヤの表面に塗布する態様であってもよい。ピエゾ抵抗素子を用いれば、ピエゾ抵抗素子の伸縮が抵抗値の変化として検出される。各ピエゾ抵抗素子には信号ケーブルが取り付けられ、それらの信号ケーブルを伝わる信号は、過剰屈曲判別部５４まで伝達される。抵抗値の変化は過剰屈曲判別部５４において屈曲角度に換算される。
【００３７】
例えば、プローブの挿入管１１０が上向きに曲がると、中心軸１０８の上方に配置されるワイヤ１０２Ａにおいてはワイヤ１０２Ａを圧縮する応力が作用し、下方に配置されるワイヤ１０２Ｂにおいてはワイヤ１０２Ｂを伸長する応力が作用する。つまり、各ピエゾ抵抗素子に働く応力は、挿入管の内部においてピエゾ抵抗素子がどの位置に配置されているかに応じて異なる。各ピエゾ抵抗素子は、挿入管の内部で互いに異なる位置に配置されているので、挿入管の屈曲方向あるいは屈曲度合いに応じて異なる抵抗値となる。各々の抵抗値の変化に応じた検出信号を出力することによって、４つの抵抗測定値が得られる。これらの抵抗値を電気的な信号として検出し、それらの信号は過剰屈曲判別部５４に入力される。４つの信号を比較し、総合的な評価判断を行なうことで挿入管の屈曲度合い、更には挿入管の屈曲方向が検出される。
【００３８】
次に、センサ手段の他の構成例を示す。図８は、他の経食道プローブの挿入管の内部構造を示す断面図である。挿入管の断面方向から見た場合に、４つのピエゾ抵抗素子１２４Ａ，１２４Ｂ，１２４Ｃ，１２４Ｄの各断面は、ワイヤ１１８Ａ，１１８Ｂ，１２０Ａ，１２０Ｂの各断面で形成される円周上に配置される。図の例では、各ピエゾ抵抗素子と各ワイヤとが交互に、中心角にして４５度ずつ異なるような間隔で配置されている。この第４の構成例の場合には、挿入管の内壁面に、４つの細長いフィルム状の細長いピエゾ抵抗素子が貼り付けられている。ピエゾ抵抗素子の代わりにベンドセンサ等を貼り付けてもよい。それら４つのピエゾ抵抗素子１２４Ａ，１２４Ｂ，１２４Ｃ，１２４Ｄは、中心軸１１６に平行に貼り付けられ、ワイヤ１１８Ａ，１１８Ｂ，１２０Ａ，１２０Ｂに対して並列に設置される。４つのピエゾ抵抗素子には信号ケーブルが取り付けられる。それらの信号ケーブルを伝わる信号は、過剰屈曲判別部５４まで伝達される。挿入管が屈曲した場合に屈曲度合いが検出されるまでの動作は、図７に示した挿入管１１０の屈曲度合いが検出されるまでの動作とほぼ同様である。
【００３９】
図９は、報知手段の他の実施形態を示している。図９に示す操作部１０６は、プローブ側表示部として３つのＬＥＤを備えている。これらのＬＥＤは互いに異なる発光色であって、緑色のＬＥＤ１４０，黄色のＬＥＤ１４２，赤色のＬＥＤ１４４である。
【００４０】
これらのＬＥＤは、システム制御部５６（図２参照）から出力される発光駆動信号に基づいて発光する。挿入管の屈曲度合いが通常屈曲範囲であれば、緑色のＬＥＤ１４０が点灯する。過剰な屈曲範囲に達していれば、緑色のＬＥＤ１４０が消灯し、黄色のＬＥＤ１４２が点灯する。更に挿入管の屈曲が進めば、黄色のＬＥＤ１４２が消灯し、赤色のＬＥＤ１４４が点灯する。つまり、黄色のＬＥＤ１４２の点灯は、挿入管が弱過剰屈曲の状態にあることを意味し、赤色のＬＥＤ１４４の点灯は、挿入管が強過剰屈曲の状態にあることを意味する。このような態様であれば、挿入管の過剰屈曲を黄色と赤色の２段階の発光状態で区別して表示できるので、過剰屈曲のレベルが判別可能になる。なお、過剰屈曲レベルをより詳細に表示するために、屈曲状態をレベルメータとして表示する態様としてもよい。つまり、黄色あるいは赤色以外の他の発光色のＬＥＤを追加してもよいし、複数の発光素子を備えたＬＥＤモジュールを使用してもよい。
【００４１】
図１０は、装置側表示部６８に表示される画像を模式的に表わしたものである。図１０に示す画面枠１３２は、挿入管の過剰屈曲を操作者に報知するための報知手段の一つの実施形態を示している。画面枠１３２の中央には、超音波画像１２６が表示されている。このセクタ形状の超音波画像１２６は、走査面２４（図２参照）に対応するものである。画面上には、センサ５０によって検出された信号に基づく屈曲角の数値表示１３８がある。画面枠１３２の左上にはプローブヘッドを示す図形１３６が模式的に示されている。この図形１３６は表示処理部６６（図２参照）にて形成される。図形１３６はセンサ５０が出力する信号に基づいてその形状を変化させる。すなわち、図形１３６のその屈曲の度合いは、実際の挿入管の屈曲度合いに対応してリアルタイムに連続的な変化として表示される。
【００４２】
挿入管が過度に屈曲され、過剰屈曲判別部５４において挿入管の屈曲過剰が判定されると、図１０に示す画面枠１３２には屈曲過剰が生じていることが視覚的に表示される。その表示の態様は例えば屈曲過剰の文字を画面上に表示するようにしてもよいし、プローブ先端部を示す図形１３６だけを赤く点滅させてもよいし、画面枠１３２の画面全体を赤く点滅、あるいはハイライト表示させてもよい。
【００４３】
なお、図１０においては２次元平面内での一方向だけの屈曲の様子を表示している。別の表示態様としては先端部を正面方向から見た模式図と、側面方向から見た模式図を２つ並べて表示して、２方向への屈曲状態を画面上で分離して表示してもよい。あるいは、２方向への屈曲検出値を合成することで３次元空間内に配置されたプローブ先端部を奥行きのある立体的な表示としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波診断装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る超音波診断装置の機能ブロック図である。
【図３】経食道プローブの操作部の外観図である。
【図４】操作部の内部にあるワイヤの移動量検出センサの拡大図である。
【図５】ワイヤの移動とパルス信号列との関係を示した図である。
【図６】挿入管が徐々に大きく屈曲していく状態を示す図である。
【図７】経食道プローブの挿入管の内部構造を示す斜視図である。
【図８】他の経食道プローブの挿入管の内部構造を示す断面図である。
【図９】他の経食道プローブの操作部の外観図である。
【図１０】装置側表示部に表示される画像を模式的に示す図である。
【図１１】経食道プローブの挿入管に発生する過剰屈曲の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１４  食道、１６  プローブヘッド、１８  挿入管、２０  関節部、２２  超音波振動子、２４  走査面、２６  操作部、２８  コネクタボックス、３０  経食道プローブ、３２  操作ノブ、３４  上段ノブ、３６  下段ノブ、４０  装置本体、５０  センサ、５２  プローブ側表示部、５４  過剰屈曲判別部、５６  システム制御部、５８  入力部、６０  送受信部、６２  警告音発生部、６４  画像形成部、６６  表示処理部、６８  装置側表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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