(57)【要約】【課題】超音波診断の信頼性をより向上する超音波探触子の保持装置を提供する。【解決手段】ホルダ１６は、底面にプローブ１２が貼着された下側ハウジング３４と、当該下側ハウジングに所定の間隙を介して対向配置された上側ハウジング３６と、に大別される。所定の支点位置における両ハウジング３４，３６の間には、支点部材として機能する球体４８が設けられ、当該支点位置から離間した調整位置には、当該調整位置における両ハウジング３４，３６の間隙量を可変調整する調整ツマミ５０ｘが設けられている。そして、調整ツマミ５０ｘの進退に伴い当該調整ツマミ配置位置における両ハウジング３４，３６の間隙量が変化すると、球体４８を中心として下側ハウジング３４が上側ハウジング３６に対して傾動し、プローブ１２の姿勢が調整される。【選択図】図５
2008154678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波送受波面を外部に露出した状態で超音波探触子を保持する第一ハウジングと、
所定の間隙を介して第一ハウジングに対向して設けられた第二ハウジングと、
所定の支点位置において第一ハウジングと第二ハウジングの間に設けられ、当該支点位置を傾動中心として第二ハウジングに対する第一ハウジングの傾動を許容する支点部材と、
前記支点位置から離間した位置に設定された調整位置における第一ハウジングと第二ハウジングとの間隙量を可変調整することで、第二ハウジングに対する第一ハウジングの傾動量を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波探触子の保持装置であって、
調整手段は、前記調整位置において第二ハウジングに螺合されるとともに、その先端が第一ハウジングに当接した雄ネジであることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の超音波探触子の保持装置であって、
前記支点部材の少なくとも一端は、断面扇形、または、頂点がハウジングに接触している断面角形であることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波探触子の保持装置であって、
前記調整手段は、前記支点位置からみて互いに異なる方向に複数設けられていることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波探触子の保持装置であって、
前記支持部材の少なくとも一端は、略球形または錘状であることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
【請求項６】
請求項４に記載の超音波探触子の保持装置であって、
前記支持部材は、球体であることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波探触子の保持装置であって、
前記支点位置は、前記第一ハウジングに保持された超音波探触子の真上位置にあることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
【請求項８】
請求項１から７に記載の超音波探触子の保持装置であって、さらに、
可撓性を備えたシート状部材である外側シートを、前記第一ハウジングに保持された超音波探触子の超音波送受波面を覆った状態で、前記第一ハウジングに着脱自在に装着する外側シート着脱手段と、
前記第一ハウジングに装着された外側シートと前記第一ハウジングとの間に形成される空間に接続され、当該空間に液体を入出させる水路と、
を備えることを特徴とする超音波探触子の保持装置。
【請求項９】
被検体の内部の診断部位に対して超音波を送受波して得られるエコー信号に基づいて、当該診断部位の状態を取得する超音波診断装置であって、
被検体の内部の診断部位に対して超音波を送受波する超音波探触子と、
当該超音波探触子を保持する保持装置と、
を有し、前記保持装置は、
超音波送受波面を外部に露出した状態で超音波探触子を保持する第一ハウジングと、
所定の間隙を介して第一ハウジングに対向して設けられた第二ハウジングと、
所定の支点位置において第一ハウジングと第二ハウジングの間に設けられ、当該支点位置を傾動中心として第二ハウジングに対する第一ハウジングの傾動を許容する支点部材と、
前記支点位置から離間した位置に設定された調整位置における第一ハウジングと第二ハウジングとの間隙量を可変調整することで、第二ハウジングに対する第一ハウジングの傾動量を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を送受波する超音波探触子を保持する超音波探触子の保持装置、および、当該保持装置を備えた超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被検体の内部にある診断対象部位に対して超音波を送信し、その際、得られるエコー信号に基づいて、診断対象部位の状態を取得する超音波診断装置が広く知られている。かかる超音波診断装置では、超音波を送受波する超音波探触子を診断対象部位近傍の体表に当接または近接させて診断を行う。
【０００３】
ここで、適切な診断を行うためには、診断対象部位の一時的な状態だけでなく、その経時変化や、被検体に何らかの負荷を加えた前後での診断対象部位の変化状態を取得することが望ましい場合がある。かかる場合には、超音波探触子の位置を固定した状態で保持する必要がある。このとき、人の手で超音波探触子を所定位置で保持することは極めて困難であった。そのため、従来から、診断対象部位との相対位置関係を維持した状態で超音波探触子を保持するための装置が従来から多数提案されている（例えば、下記特許文献１，２，３など）。これらの技術によれば、超音波探触子を所定位置で保持することが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３７０８３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４３７８３号公報
【特許文献３】特開２００６−３２０５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１−３に記載の保持装置では、超音波探触子の姿勢を正確に調整することが困難という問題があった。すなわち、特許文献３に記載の保持装置では、保持装置に対する超音波探触子の姿勢は固定であり、超音波探触子を所望の姿勢に調整することができなかった。また、特許文献１，２には、超音波探触子の姿勢を調整するための機構が設けられているものの、当該姿勢調整の基準となる支点位置が超音波探触子から離れており、超音波探触子の姿勢を微調整することが困難であった。換言すれば、従来技術では、超音波探触子を適切な姿勢で保持することが困難であった。そして、この問題は、超音波診断の信頼性を低下させる要因の一つとなっていた。
【０００６】
そこで、本発明では、超音波診断の信頼性をより向上でき得る超音波探触子の保持装置、および、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】
本発明の超音波探触子の保持装置は、超音波送受波面を外部に露出した状態で超音波探触子を保持する第一ハウジングと、所定の間隙を介して第一ハウジングに対向して設けられた第二ハウジングと、所定の支点位置において第一ハウジングと第二ハウジングの間に設けられ、当該支点位置を傾動中心として第二ハウジングに対する第一ハウジングの傾動を許容する支点部材と、前記支点位置から離間した位置に設定された調整位置における第一ハウジングと第二ハウジングとの間隙量を可変調整することで、第二ハウジングに対する第一ハウジングの傾動量を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
好適な態様では、調整手段は、前記調整位置において第二ハウジングに螺合されるとともに、その先端が第一ハウジングに当接した雄ネジである。また、調整手段は、前記支点位置からみて互いに異なる方向に複数設けられていることが望ましい。
【０００９】
他の好適な態様では、前記支点部材の少なくとも一端は、断面扇形、または、頂点がハウジングに接触している断面角形である。ただし、前記調整手段が複数の場合には、支持部材の少なくとも一端は、略球形または錘状であることが望ましい。具体的には、支持部材は、球体であることが望ましい。なお、前記支点位置は、前記第一ハウジングに保持された超音波探触子の真上位置にあることが望ましい。
【００１０】
他の好適な態様では、さらに、可撓性を備えたシート状部材である外側シートを、前記第一ハウジングに保持された超音波探触子の超音波送受波面を覆った状態で、前記第一ハウジングに着脱自在に装着する外側シート着脱手段と、前記第一ハウジングに装着された外側シートと前記第一ハウジングとの間に形成される空間に接続され、当該空間に液体を入出させる水路と、を備える。
【００１１】
他の本発明である超音波診断装置は、被検体の内部の診断部位に対して超音波を送受波して得られるエコー信号に基づいて、当該診断部位の状態を取得する超音波診断装置であって、被検体の内部の診断部位に対して超音波を送受波する超音波探触子と、当該超音波探触子を保持する保持装置と、を有し、前記保持装置は、超音波送受波面を外部に露出した状態で超音波探触子を保持する第一ハウジングと、所定の間隙を介して第一ハウジングに対向して設けられた第二ハウジングと、所定の支点位置において第一ハウジングと第二ハウジングの間に設けられ、当該支点位置を傾動中心として第二ハウジングに対する第一ハウジングの傾動を許容する支点部材と、前記支点位置から離間した位置に設定された調整位置における第一ハウジングと第二ハウジングとの間隙量を可変調整することで、第二ハウジングに対する第一ハウジングの傾動量を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超音波探触子の姿勢をより厳密に調整することができ、結果として、超音波診断の信頼性をより向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である超音波診断装置１０の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置１０は、骨折した骨の癒合診断に特に好適な構成となっている。ただし、適宜、プローブ１２の数や、受信されたエコー信号の処理内容等を変更することにより、他の用途にも適用でき得る。
【００１４】
この超音波診断装置１０は、二つのプローブ１２を備えている。各プローブ１２は、超音波を送受波する超音波探触子であり、九つの単振動子が３×３のアレイ状に配されている。各単振動子は、後述する送受信部２０からの指示に応じて超音波を送信するとともに、その反射波を受信する。受信された反射波は、プローブ１２と装置本体部１１とを接続するプローブケーブル１３を介して、エコー信号として送受信部２０へと出力される。
【００１５】
水袋１４は、音響インピーダンスが生体に近く、音響整合部材として機能する液体（例えば水など）が充填された袋である。この水袋は、超音波診断の際、プローブ１２と体表との間にある空気を除去するために、プローブ１２と体表との間に配される。そして、かかる水袋１４を配することにより、空気による超音波の減衰や反射が防止され、より効率的な超音波の送受が可能となる。
【００１６】
プローブ１２および水袋１４は、保持装置１９により所定の位置および姿勢で保持される。保持装置１９は、各プローブ１２を保持するホルダ１６と、二つのホルダ１６を保持する多関節アーム１８と、を備えている。ホルダ１６および多関節アーム１８の具体的構成については、後に詳説するが、本実施形態では、多関節アーム１８を調整してプローブ１２の位置および姿勢の粗調整を、ホルダ１６に設けられた姿勢調整機構を調整してプローブ１２の姿勢の微調整を行っている。
【００１７】
装置本体部１１は、送受信部２０や信号処理部２２、制御部２８、表示器３０などがユニット化されて構成されている。送受信部２０は、制御部２８からの指示に応じて、プローブ１２の単振動子に超音波の送信を指示する送信信号を供給する。また、プローブ１２から出力されるエコー信号を受信し、これに整相加算や、ゲイン調整、ダイナミックレンジ調整等の信号処理を施す。
【００１８】
信号処理部２２は、受信信号に対して必要な処理を実行する回路であり、表示モードに応じてＢモード形成用の信号処理、Ｍモード形成用の信号処理などが実行される。また、この信号処理部２２は、得られたエコー信号から骨表面部を抽出してトラッキングをする、いわゆるエコートラッキング処理を行う。具体的には、骨の特定ポイント、いわゆる、トラッキングポイントに対して超音波を送信して得られたエコー信号の振幅から、当該トラッキングポイントの位置を検出する。このエコートラッキング処理には、周知の技術、例えば、特開２００４−２９８２０５号公報に詳述される技術などが利用できる。本実施形態では、二つのプローブ１２を用いて、二つのトラッキングポイントの位置を検出している。
【００１９】
出力処理部２４は、エコー信号に対して送受波座標系から表示座標系への座標変換や補間処理などを実行し、超音波画像データを形成する。形成された超音波画像データは、表示器３０に出力される。また、出力処理部２４は、得られた二つのトラッキングポイントの位置に基づいて、骨の角度変化量や、二点のトラッキングポイントの相対位置変化量などを算出し、数値やグラフに変換して表示器に出力する。医師等の診断者は、この角度変化量や相対位置変化量に基づき、折骨の癒合度合いを診断する。制御部２８は、装置本体部１１全体を制御するものである。この制御部２８には、操作部２６を介してユーザからの指示が入力される。制御部２８は、このユーザからの指示に応じて装置本体部１１を構成する各部に制御信号を出力し、制御する。
【００２０】
次に、この超音波診断装置に用いられる保持装置１９について詳説する。図２は、保持装置１９全体の概略斜視図である。既述したとおり、プローブ１２を保持する保持装置１９は、各プローブ１２を保持するホルダ１６と、当該ホルダ１６の位置および姿勢を粗調整する多関節アーム１８と、に大別される。
【００２１】
多関節アーム１８は、複数の関節（図示例では三関節）１８ａ，１８ｂ，１８ｃを備えており、各関節１８ａ,１８ｂ,１８ｃの角度を可変することにより、その先端の位置および姿勢を調整できるようになっている。また、各関節１８ａ，１８ｂ，１８ｃにはロック機構が設けられており、所望の角度で固定することができるようになっている。なお、各関節１８ａ，１８ｂ，１８ｃやロック機構の具体的構成は、従来の周知技術を用いることができるため、ここでの詳説は省略する。多関節アーム１８の基端は、固定部材（例えば床面やベッドのフレーム）などに固定される。また、多関節アーム１８の先端には、連結アーム３２を介して二つのホルダ１６が接続されている。
【００２２】
連結アーム３２は、二つのホルダ１６を、その相対位置関係を維持しつつ、多関節アーム１８に接続するアーム部材である。この連結アーム３２の両端にはホルダ１６が、略中央には多関節アーム１８が、それぞれ螺合により接続されている。
【００２３】
ホルダ１６は、プローブ１２を保持する部材であるが、本実施形態のホルダ１６は、保持しているプローブ１２の姿勢を微調整する姿勢微調整機構としても機能する。図３は、このホルダ１６を上側からみた斜視図である。また、図４は、ホルダ１６を下側からみた斜視図であり、図５はホルダ１６の断面図である。
【００２４】
ホルダ１６は、底面にプローブ１２が貼着された下側ハウジング３４と、当該下側ハウジング３４に対向して設けられた上側ハウジング３６と、に大別される。
【００２５】
上側ハウジング３６は、略矩形のブロック体であり、その上面には、操作者が把持する取っ手３８が突出形成されている。また、上側ハウジング３６の上面には、連結アーム３２に接続される支持軸４０も突出形成されている。この支持軸４０の上側には、連結アーム３２と螺合接続するための雌ネジ４０ａが形成されており、当該雌ネジ４０ａを介して上側ハウジング３６は、連結アーム３２、ひいては、多関節アーム１８に接続される。
【００２６】
下側ハウジング３４は、上側ハウジング３６とほぼ同幅であって、上側ハウジング３６に比して若干奥行きが大きい略矩形のブロック体である。したがって、両ハウジング３４，３６を、その先端面をあわせて配置した場合、後端側において下側ハウジング３４の上面の一部が外部に露出する。この下側ハウジング３４の上面うち外部に露出した部分には、後述する水袋１４への水路、および、プローブケーブル１３が挿通されるケーブル孔４２が形成されている。
【００２７】
下側ハウジング３４の底面には、プローブ１２を収容する収容凹部４４が形成されている。プローブ１２は、超音波送受波面を下向きにした状態で、換言すれば、超音波送受波面を外部に露出した状態で当該収容凹部４４に接着剤等で貼着される。このとき、収容凹部４４の深さとプローブ１２の厚みは、ほぼ同じであるため、下側ハウジング３４の底面とプローブ１２の超音波送受波面は、ほぼ同一平面に並ぶことになる。収容凹部４４に貼着されたプローブ１２のケーブル１３は、既述のケーブル孔４２に挿通され、下側ハウジング３４の上面から引き出される。また、収容凹部４４のうち余った空間は、下側ハウジング３４に対して着脱自在のスペーサ部材４６により埋められる。
【００２８】
ここで、既述したとおり、このホルダ１６は、プローブ１２の姿勢の微調整機構としても機能する。この微調整機構としての機能を実現するために、本実施形態では、上側ハウジング３６に対して下側ハウジング３４を傾動可能とし、その傾同量を調整することでプローブ１２の姿勢を微調整している。そして、上側ハウジング３６に対する下側ハウジング３４の傾動量を調整可能とするために、本実施形態では、両ハウジング３４，３６の間に配された球体４８と、両ハウジング３４，３６の間の間隙量を可変調整する調整ツマミ５０ｘ，５０ｙ、および、両ハウジング３４，３６を互いに引き合う方向に付勢する付勢部材６０を設けている。
【００２９】
両ハウジング３４，３６の間に配される球体４８は、剛性材料からなり、当該球体４８の配置位置における両ハウジング間の間隙量を一定量に規制する支点部材として機能する。この球体４８は、上側ハウジング３６の上面および下側ハウジング３４の底面に形成された不完全球形凹部に収容されており、その脱落が防止されている。なお、不完全球形凹部は、球体４８の半径に比して十分に浅いため、当該球体４８の配置位置において両ハウジング間には必ず一定の間隙が形成されるようになっている。ここで、下側ハウジング３４は、球体４８に球面接触しており、球体４８に対して滑動自在となっている。そして、下側ハウジング３４が球体４８に対して滑動することにより、上側ハウジング３６に対する下側ハウジング３４の傾動が実現されている。
【００３０】
なお、後に詳説するように、この球体４８は、プローブの姿勢調整時における支点として機能する。そして、この支点として機能する球体４８の中心点は、作用点であるプローブ１２に極力近いことが望ましい。そこで、本実施形態では、下側ハウジング３４の上面のうち球体４８の配置位置周辺に凹部５０を、上側ハウジング３６の底面のうち球体４８の配置位置周辺に凸部５２を、それぞれ、形成し、球体４８をプローブ１２に近接させている。
【００３１】
球体４８からみて互いに異なる二方向、具体的には、図３におけるＸ軸方向およびＹ軸方向には、両ハウジング間の間隙量を可変調整するＸ軸調整ツマミ５０ｘおよびＹ軸調整ツマミ５０ｙが設けられている。各調整ツマミ５０ｘ，５０ｙは、当該調整ツマミ配置位置における両ハウジング間の間隙量を可変調整することで、上側ハウジング３６に対する下側ハウジング３４の傾動量を調整する調整手段として機能する。各調整ツマミ５０ｘ，５０ｙは、上側ハウジング３６に螺合し、貫通する雄ネジである。この調整ツマミ５０ｘ，５０ｙの先端は、略半球状になっており、下側ハウジング３４の上面に点接触している。なお、下側ハウジング３４の対応位置には、当該調整ツマミ５０ｘ，５０ｙの先端を収容するための凹部５４が形成されている。また、この調整ツマミ５０ｘ，５０ｙは、調整ツマミ５０ｘ，５０ｙから球体までの距離Ｄ１が、少なくとも球体４８からプローブ１２までの距離Ｄ２より大きくなるような位置に設けられる。
【００３２】
上側ハウジング３６および下側ハウジング３４は、互いに引き合う方向に付勢する付勢部材６０で接続されている。付勢部材６０の種類は特に限定されないが、本実施形態では、弾性を備えた金属ワイヤ６２を付勢部材６０として用いている。この金属ワイヤ６２の両端は上側ハウジング３６の側面に形成された上側係止ボルト６４の上側に、金属ワイヤ６２の略中央は下側ハウジング３４の側面に形成された下側係止ボルト６６の下側に、それぞれ、引っ掛けられる。この場合、金属ワイヤ６２は、弾性復元力により、上側係止ボルト６４を下方向に、下側係止ボルト６６を上方向に、それぞれ付勢する。そして、この付勢力により、上側ハウジング３６および下側ハウジング３４が互いに引き合うことになり、両ハウジング３４，３６の離散や、ガタツキが防止される。
【００３３】
なお、ここで説明した付勢部材６０の構成は一例であり、当然、他の弾性体、例えば、圧縮コイルバネ等を付勢部材６０として用いてもよい。また、図８に図示するように、金属ワイヤ６２に代えて、ゴム製リング６８を付勢部材として用いてもよい。すなわち、上側ハウジング３６の側面に二つの上側係止ボルト６４を、下側ハウジング３４の側面に二つの下側係止ボルト６６を設けておき、この合計四つの係止ボルト６４，６６にゴム製リング６８を取り付けるようにしてもよい。
【００３４】
次に、このホルダ１６でのプローブ１２の姿勢調整の様子について説明する。図６は、ホルダ１６での姿勢調整の様子を示す図である。
【００３５】
図６（ａ）は、下側ハウジング３４の底面がＸ軸に対して略平行、換言すれば、プローブ１２がＸ軸に対して略平行となっている状態を示している。この状態から、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘの突き出し量Ｈが減少する方向に、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘを回すと、図６（ｂ）に図示する状態となる。この場合、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘの配置位置における両ハウジング３４，３６の間隙量が減少し、下側ハウジング３４は、球体４８の中心点（支点）を中心として矢印Ａ方向に傾動する。この下側ハウジング３４の傾動に伴い、当該下側ハウジング３４に保持されたプローブ１２も支点を中心として矢印Ａ方向に傾動し、その姿勢が変更される。逆に、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘの突き出し量Ｈが増加する方向に、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘを回すと、図６（ｃ）に図示する状態となる。この場合、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘの配置位置における両ハウジング３４，３６の間隙量は増加し、下側ハウジング３４は、球体４８の中心点（支点）を中心として矢印Ｂ方向に傾動する。この下側ハウジング３４の傾動に伴い、当該下側ハウジング３４に保持されたプローブ１２も支点を中心として矢印Ｂ方向に傾動し、その姿勢が変更される。つまり、本実施形態では、Ｘ軸調整ツマミを５０ｘ回して、その突き出し量Ｈを調整することで、Ｘ軸に対するプローブ１２の傾動量が調整される。同様に、Ｙ軸調整ツマミ５０ｙを回して、その突き出し量を調整すれば、Ｙ軸に対するプローブ１２の傾動量が調整される。そして、このＸ軸およびＹ軸の両方に対する傾動量を適宜、調整することにより、プローブ１２を所望の姿勢に調整することができる。
【００３６】
ここで、プローブ１２の姿勢をより厳密に調整するためには、操作量（調整ツマミ回動量）に対する作用量（プローブ姿勢変更量）が小さいことが望ましい。そこで、本実施形態では、操作量に対する作用量を小さくするために、球体４８をプローブの真上位置に配するとともに、調整ツマミ５０ｘ，５０ｙを球体から離間（Ｄ１＜Ｄ２）した位置に設けている。換言すれば、このホルダ１６を、プローブ１２を作用点、球体４８を支点、調整ツマミ５０ｘ，５０ｙの先端位置を力点としたテコに類似した機構と見た場合において、力点−支点間距離（Ｄ１）に対する支点−作用点間距離（Ｄ２）の比が小さくなるような構成となっている。その結果、操作量に対する作用量が小さくなり、より厳密にプローブ１２の姿勢を調整することができる。また、本実施形態では、力点である調整ツマミ５０ｘ，５０ｙの先端を進退させるために、ネジ機構を用いている。ネジ機構という操作量（ネジ回動量）に対して作用量（ネジ先端の進退量）が小さい機構で、力点位置を進退させることにより、ホルダ１６全体としての操作量に対する作用量を、さらに小さくすることができ、より厳密にプローブ１２の姿勢を調整することができる。また、狭ピッチのネジ機構を用いれば、より微細な姿勢調整が可能となる。換言すれば、必要とされる姿勢調整精度に応じてネジ機構のピッチを調整すれば、所望の姿勢調整精度が得られることになる。
【００３７】
ところで、このホルダ１６は、既述したとおり、プローブ１２だけでなく、水袋１４も保持する。水袋１４は、内部に音響整合部材として機能する液体（例えば水など）が充填された袋であり、超音波診断の際、プローブ１２と体表との間にある空気を除去するために、プローブ１２と体表との間に配される。従来、この水袋１４としては、所定容量の液体が封入されて、事前に密封された既成の袋部材が用いられている。しかし、事前密封された水袋１４の場合、封入された液体容量が常に一定であり、プローブ１２と体表との距離を調整することが困難になるという問題があった。もちろん、液体が封入された袋の形状を変更することで、プローブ１２と体表との距離をある程度、調整することは可能であるが、この場合、水袋１４の形状の変形に伴い、当該水袋１４が体表に与える圧力分布が変化してしまった。そして、圧力分布が変化することで、診断対象である折骨等への負荷条件が変化し、適切な超音波診断を行うことができなかった。
【００３８】
そこで、本実施形態では、水袋１４を特殊な構成とし、液体容量を調整可能としている。以下、この水袋１４の構成、および、その保持に関して詳説する。
【００３９】
図７は、ホルダ１６で水袋１４を保持した状態を示す図である。本実施形態において、水袋１４は、下側ハウジング３４に装着された内側シート７０、および、外側シート７２から構成される。内側シート７０および外側シート７２は、いずれも、樹脂等の可撓性材料からなるシート状部材である。
【００４０】
内側シート７０は、下側ハウジング３４の底面（ひいてはプローブ１２の超音波送受波面）に密着しつつ、当該底面を覆うように配される。この内側シート７０の周縁は、ゴム製リング８６の緊縛力で、下側ハウジング３４の側面に固定される。下側ハウジング３４の側面の下端近傍には、この固定用のゴム製リング８６のずり落ち等を防止するための第一溝９０（図５参照）が形成されている。この内側シート７０は、当該水袋１４に充填される液体７４とプローブ１２との間に介在し、プローブ１２への液体進入を防止するために設けられる。
【００４１】
外側シート７２は、下側ハウジング３４の底面に対して、ある程度の余裕をもって、当該底面を覆うように配される。この外側シート７２の周縁もゴム製リング８８の緊縛力で下側ハウジング３４の側面に固定される。下側ハウジング３４の側面には、この固定用ゴム製リング８８のずり落ちを防止するための第二溝９２が形成されている。なお、この第二溝９２は、第一溝９０に比して、高い位置に形成されている。そして、第二溝９２と第一溝９０との間には、後述する水路口８２が形成されている。
【００４２】
ホルダ１６には、この外側シート７２および内側シート７０で構成される水袋１４に液体７４を導入または水袋１４から液体７４を導出するための水路８４が形成されている。水路８４は、下側ハウジング３４の側面に形成された水路口８２から、下側ハウジング３４の上面に突出形成されたパイプ８０まで延びている。ここで、水路口８２は、既述したとおり、外側シート７２固定のために第二溝９２より下側、かつ、内側シート７０固定のための第一溝９０より上側に形成されている。したがって、パイプ８０を介して注入された液体７４は、水路８４を通過し、水路口８２から流出し、外側シート７２および内側シート７０で構成される水袋１４へと放出される。その結果、水袋１４の内部に所望の容量の液体７４を注入することができる。また、過剰に注入された液体７４は、水袋１４の形状を変形させ、その内部体積を変化させれば、自動的に、水路口８２および水路８４を介して、パイプ８０先端から外側に放出される。したがって、本実施形態によれば、水袋１４の液体容量を極めて簡易に調整することができる。そして、これにより、水袋１４が体表に与える圧力の分布を大きく変動させることなく、プローブ１２と体表との距離を調整することができ、信頼性のより高い超音波診断が可能となる。
【００４３】
なお、本実施形態では、プローブ１２の防水を図るために、内側シート７０を設けているが、プローブ１２そのものに防水処理が施されているには、この内側シート７０は省略されてもよい。また、内側シート７０および外側シート７２を着脱自在にホルダ１６に装着できるのであれば、ゴム製リング８６，８８による緊縛力以外の手段、例えば、嵌合や防水粘着テープ等の手段で装着するようにしてもよい。
【００４４】
次に、この超音波診断装置１０を用いて折骨の癒合診断を行う場合の流れについて説明する。折骨の癒合診断を行う場合は、まず、ホルダ１６の底面にプローブ１２を貼着しておく。続いて、ホルダ１６に内側シート７０、外側シート７２を順に装着し、水袋１４を構成する。水袋１４が構成されれば、パイプ８０から液体７４を注入し、水袋１４に液体７４を充填する。このとき、注入する液体量は、所望量より若干多いことが望ましい。
【００４５】
ホルダ１６に、プローブ１２および水袋１４が装着できれば、当該ホルダ１６を連結アーム３２を介して多関節アーム１８に接続する。そして、多関節アーム１８の関節角度を調整して、プローブ１２の位置および姿勢を粗調整する。すなわち、水袋１４を介してプローブ１２が体表に対向する位置まで当該プローブ１２を移動させる。水袋１４が体表に当接した際には、体表の形状に合わせて当該水袋１４の形状も変形する。そして、この形状変形に伴い水袋１４の体積が変化し、不要な液体７４は水路８４やパイプ８０を介して外部に放出される。その結果、水袋１４の液体容量が、自動的に適切な量に調整される。なお、パイプ８０にはホース等を接続しておき、当該パイプ８０から放出された液体が直接被検体にかからないようにしておくことが望ましい。
【００４６】
プローブ１２の位置および姿勢の粗調整が完了すれば、当該プローブ１２からの超音波の送受を開始する。そして、ユーザは、この超音波送受の状態（エコー信号の強度等）を監視しつつ、プローブ１２の姿勢の微調整を行う。すなわち、ホルダ１６に設けられたＸ軸調整ツマミ５０ｘやＹ軸調整ツマミ５０ｙを回動させて、超音波送受の状態が良好となるように、プローブ１２をＸ軸方向およびＹ軸方向に傾動させる。このとき、操作量に対する作用量が小さいため、厳密なプローブ１２の姿勢調整が可能となる。
【００４７】
調整ツマミ５０ｘ，５０ｙでの調整の結果、プローブ１２が所望の姿勢に調整できれば、折骨の癒合診断のための超音波の送受を開始する。具体的には、折骨に対して所定の荷重を与えた状態で超音波を送受し、その際、得られるエコー信号に基づいて、荷重付加の前後での、当該折骨の表面位置の変化量を取得する。そして、得られた表面位置の変化量に基づいて、折骨の撓み量等を算出する。医師等のユーザは、この算出された撓み量等に基づいて、当該折骨の癒合度合いを診断する。このとき、プローブ１２の姿勢が従来に比して厳密に微調整されているため、得られる撓み量等の精度も従来に比して向上される。その結果、従来に比べて、信頼性のより高い超音波診断が可能となる。
【００４８】
以上の説明から明らかなとおり、本実施形態によれば、プローブ１２の姿勢をより厳密に調整することができるため、超音波診断の信頼性をより向上できる。また、水袋１４の液体容量が調整可能となっているため、プローブ１２と体表との距離を調整することができ、超音波診断の信頼性をより向上できる。
【００４９】
なお、本実施形態では、プローブ１２の姿勢調整のための支点部材として球体４８を用いているが、支点部材の設置位置を傾動中心として上側ハウジング３６に対する下側ハウジング３４の傾動を許容できるのであれば、他の部材を支点部材として用いてもよい。また、支点部材は、上側ハウジング３６および下側ハウジング３４と別体である必要はなく、いずれか一方のハウジングと一体化されていてもよい。例えば、図９（ａ）に図示するように、上側ハウジング３６の底面から下側ハウジングに向かって先端半球形の突出部９６を設け、当該突出部９６を支点部材として用いてもよい。また、図９（ｂ）に図示するように、下側ハウジング３４の上面に上側ハウジング３６に向かって伸びる先端錘形状の突出部９８を設け、当該突出部９８を支点部材として用いてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、Ｘ軸調整ツマミ５０ｘおよびＹ軸調整ツマミ５０ｙを設け、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の二軸方向へのプローブ１２の傾動を可能としているが、いずれか一方の調整ツマミ５０ｘ，５０ｙを省略してもよい。調整ツマミ５０を単一とした場合、下側ハウジング３４は、一軸方向にのみ傾動することになる。この場合、支点部材は、ハウジング３４，３６に対して点接触または球面接触する形状である必要なく、線接触または円弧面接触できうる形状であれば十分である。すなわち、調整ツマミ５０が単一の場合、支点部材は、その一端が、断面扇形または頂点がハウジングに接触している断面角形（具体的には円柱や角柱形状等）であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態である超音波診断装置の概略ブロック図である。
【図２】保持装置の斜視図である。
【図３】ホルダを上側からみた斜視図である。
【図４】ホルダを下側からみた斜視図である。
【図５】ホルダの断面図である。
【図６】プローブの姿勢調整の様子を示す図である。
【図７】ホルダで水袋を保持した状態を示す図である。
【図８】ホルダの他の構成例を示す図である。
【図９】ホルダの他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  超音波診断装置、１１  装置本体部、１２  プローブ、１４  水袋、１６  ホルダ、１８  多関節アーム、１９  保持装置、２０  送受信部、２２  信号処理部、２４  出力処理部、２６  操作部、２８  制御部、３０  表示器、３２  連結アーム、３４  下側ハウジング、３６  上側ハウジング、４４  収容凹部、４８  球体、５０  調整ツマミ、６０  付勢部材、７０  内側シート、７２  外側シート、７４  液体、８４  水路、８６，８８  ゴム製リング、９０  第一溝、９２  第二溝。
【図１】
2008154678.tif 000003
【図２】
2008154678.tif 000004
【図３】
2008154678.tif 000005
【図４】
2008154678.tif 000006
【図５】
2008154678.tif 000007
【図６】
2008154678.tif 000008
【図７】
2008154678.tif 000009
【図８】
2008154678.tif 000010
【図９】
2008154678.tif 000011