(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波モータを駆動することにより音響素子を走査して３次元画像を取得する超音波診断装置において、
少なくとも２種類の速度で前記超音波モータを駆動し、通常駆動時は前記２種類の速度のうちで遅い方の低速で駆動する速度制御手段を有し、
前記超音波診断装置の電源スイッチがオフになったとき、或いは、前記電源スイッチがオンの状態で前記３次元画像を表示するモニタのスクリーンセーバがオンになったときの少なくともいずれか一方において、前記超音波モータが所定時間以上低速で駆動した場合には、前記速度制御手段は前記超音波モータを高速で任意の設定時間駆動することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記電源スイッチがオフになったときに前記超音波モータが前記所定時間以上低速で駆動している場合には、前記超音波モータを高速で前記任意の設定時間駆動した後に前記超音波診断装置への電源供給をオフにする構成とした請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記電源スイッチがオフになったとき、或いは、前記電源スイッチがオンの状態のうち前記３次元画像を表示する前記モニタの前記スクリーンセーバがオンになったときに、前記超音波モータの少なくとも前記２種類の速度のうちの低速での駆動を前記所定時間行ったか否かを判断し、行った場合に前記超音波モータを少なくとも前記２種類の速度のうちの高速で駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記電源スイッチが一日の中で最初にオンになったときに前記超音波モータの少なくとも前記２種類の速度のうちの低速での駆動を前記所定時間行ったか否かを判断し、行った場合に前記超音波モータを少なくとも前記２種類の速度のうちの高速で駆動することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記超音波モータを前記２種類の速度のうちの高速で駆動する前に、前記超音波モータを高速で駆動することへの問い合わせをユーザに対して行い、
前記問い合わせに対して、ユーザが前記超音波モータを前記２種類の速度のうちの高速で駆動することをオンとした場合、前記超音波モータを前記２種類の速度のうちの高速で駆動することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記スクリーンセーバがオンになっている状態で前記超音波モータの前記２種類の速度のうちの高速で駆動しているときに前記スクリーンセーバを解除した場合、前記超音波モータが前記２種類の速度のうちの高速で駆動することを解除することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに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、超音波モータを駆動することにより音響素子を走査して３次元画像を取得する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波モータは下記の特許文献１に記載されているような構成が一般的である。以下、その構成について図７に示す概略断面図を参照しながら説明する。この例ではステータ５２とロータ５３がバネ５４によって加圧され密着するように構成されている。ステータ５２はロータ５３に接触する面が櫛歯状に形成され、その反対側の面に圧電セラミック５１が設けられている。このような構成において、圧電セラミック５１に超音波が印加されると圧電セラミック５１に進行波が発生し、この進行波が櫛歯状の面を介してロータ５３に伝達されてロータ５３が進行波の方向に回転（リニアモータの場合には直進）する。超音波モータの用途としては、カメラのズームレンズなどが一般的であるが、このような用途に用いられる場合には比較的高速（例えば４０ｒｐｍ）で回転駆動される。
【特許文献１】特開平２−２６１０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、３次元の超音波診断装置では一般に、超音波プローブ内において円弧状の音響素子を円弧方向と直交する方向に回動し、走査することにより、音響素子の円弧方向と、回動による走査方向と深度方向の３次元画像を取得する。また、近年では音響素子を回動する駆動手段としては超音波モータが用いられているが、このような用途に用いられる場合には比較的低速（例えば１０ｒｐｍ以下）で回転駆動される。
【０００４】
しかしながら、超音波モータを比較的低速で長時間駆動すると、ロータ５３に接触する側のステータ５２の櫛歯状の面に荒れが発生し、また、このステータ５２の細かい粒子がロータ５３の当接面に転写されて安定した動作が得られなくなり、寿命が短くなるという問題が発生する。また、この超音波モータを用いた超音波診断装置では、超音波モータの安定した動作が得られなくなることにより３次元画像を得ることができなくなる。
【０００５】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑み、超音波モータを少なくとも２種類の速度のうちの低速で駆動する場合に不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる超音波モータ駆動装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる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】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、超音波モータを駆動することにより音響素子を走査して３次元画像を取得する超音波診断装置において、少なくとも２種類の速度で前記超音波モータを駆動し、通常駆動時は前記２種類の速度のうちで遅い方の低速で駆動する速度制御手段を有し、前記超音波診断装置の電源スイッチがオフになったとき、或いは、前記電源スイッチがオンの状態で前記３次元画像を表示するモニタのスクリーンセーバがオンになったときの少なくともいずれか一方において、前記超音波モータが所定時間以上低速で駆動した場合には、前記速度制御手段は前記超音波モータを高速で任意の設定時間駆動することを特徴とする構成とした。
上記構成により、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
【０００７】
また、本発明は上記目的を達成するために、前記電源スイッチがオフになったときに前記超音波モータが前記所定時間以上低速で駆動している場合には、前記超音波モータを高速で前記任意の設定時間駆動した後に前記超音波診断装置への電源供給をオフにする構成とした。
上記構成により、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
【０００８】
また、本発明は上記目的を達成するために、前記電源スイッチがオフになったとき、或いは、前記電源スイッチがオンの状態のうち前記３次元画像を表示する前記モニタの前記スクリーンセーバがオンになったときに、前記超音波モータの少なくとも前記２種類の速度のうちの低速での駆動を前記所定時間行ったか否かを判断し、行った場合に前記超音波モータを少なくとも前記２種類の速度のうちの高速で駆動する構成とした。
上記構成により、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
【０００９】
また、本発明は上記目的を達成するために、前記電源スイッチが一日の中で最初にオンになったときに前記超音波モータの少なくとも前記２種類の速度のうちの低速での駆動を前記所定時間行ったか否かを判断し、行った場合に前記超音波モータを少なくとも前記２種類の速度のうちの高速で駆動する構成とした。
上記構成により、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明は上記目的を達成するために、前記超音波モータを前記２種類の速度のうちの高速で駆動する前に、前記超音波モータを高速で駆動することへの問い合わせをユーザに対して行い、前記問い合わせに対してユーザが前記超音波モータを前記２種類の速度のうちの高速で駆動することをオンとした場合、前記超音波モータを前記２種類の速度のうちの高速で駆動する構成とした。
上記構成により、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
また、本発明は上記目的を達成するために、前記スクリーンセーバがオンになっている状態で前記超音波モータの前記２種類の速度のうちの高速で駆動しているときに前記スクリーンセーバを解除した場合、前記超音波モータが前記２種類の速度のうちの高速で駆動することを解除する構成とした。
上記構成により、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、超音波モータを少なくとも２種類の速度のうちの低速で駆動する場合に不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
また本発明の他の態様によれば、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１Ａは、本発明の実施の形態に係る超音波プローブ１を側面から見た内部構成を示し、図１Ｂは超音波プローブ１を正面から見た内部構成を示している。図１Ａ及び１Ｂにおいて、超音波プローブ１は図２に示す超音波診断装置本体１０とケーブルを介して着脱自在に接続されている。超音波プローブ１の先端のウインドウ５により外部と仕切られた内部には、円弧状の音響素子２が超音波モータ（Ｍ）３により円弧方向と直交する方向にカップリング液６内を往復回動可能に支持されている。超音波モータ３は駆動電力を図２に示す超音波診断装置本体１０から速度制御手段７を有する超音波モータ駆動装置４を介して供給されて駆動される。そして、図２に示すように音響素子２の出力が超音波診断装置本体１０に送られて画像処理部１１により音響素子２の円弧方向と、走査方向と深度方向の３次元画像に処理され、この３次元画像がモニタ１３に表示される。
【００１３】
ここで、図７に示すような超音波モータを比較的低速（例えば１０ｒｐｍ以下）で駆動すると、ロータ５３に接触する側のステータ５２の櫛歯状の面に荒れが発生し、また、このステータ５２の細かい粒子がロータ５３の当接面に転写されて安定した動作が得られなくなり、寿命が短くなるという問題が発生した。その理由は、ステータ５２に発生した進行波をロータ５３に伝達させるために、ロータ５３に接触する側のステータ５２の面を櫛歯状に形成してステータ５２とロータ５３を密着させるためであると思われる。
【００１４】
ところで、安定した動作が得られなくなった超音波モータを比較的高速（例えば４０ｒｐｍ）で回転させたところ、ステータ５２の櫛歯状の面やロータ５３の当接面の荒れが元に戻るように改善され、回転が正常になることが判明した。その理由は、高速回転により上述の当接面を研磨する作用が発生し荒れを低減させ、また細かい粒子が櫛歯の歯と歯の間の溝に排出されるからであると考えられる。そこで、本発明では、少なくとも２種類の速度を切り換えて超音波モータを駆動するため速度制御手段７を有し、超音波モータを運転するに際し、比較的低速の通常運転を所定時間行った場合には、比較的高速の運転（以下、トリートメント）を行うようにしている。なお、図１Ａ及び１Ｂにおいて速度制御手段７は超音波プローブ１内に設けたが、超音波診断装置本体１０内に設けてもよい。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
図３は一例として、図１Ａ及び１Ｂ、図２に示した超音波診断装置に適用した実施の形態を示し、超音波診断装置本体１０のメインシステム１４の動作を示すフローチャートである。ところで、ユーザが超音波診断中に装置側が勝手にトリートメントを行うと、診断に支障をきたす。そこで、第１の実施の形態では、ユーザが診断を行っていない場合としてユーザが電源ＳＷをオフにした場合に速度制御手段７が低速から高速に速度を切り換え制御し、トリートメントを行うようにしている。
【００１６】
図３において、まず超音波診断装置本体１０の電源ＳＷ（不図示）をオンにし（ステップＳ１）、超音波診断が行える状態になり、さらに３ＤモードＳＷ（不図示）をオンにすると（ステップＳ２でＹ）、３Ｄモードの超音波診断が開始して超音波モータ３をオンとし、タイマーをスタートする（ステップＳ３）。次いで３ＤモードＳＷがオフになったか否かを判断し（ステップＳ４）、オフでなければ３Ｄモード超音波診断を継続し（ステップＳ４→Ｓ３）、他方、３ＤモードＳＷがオフになると（ステップＳ４→Ｓ５）、タイマーはオフになり、３Ｄモードでの超音波診断を行った時間を記録する。このタイマーは、３Ｄモードでの超音波診断を行った累積時間を記録するようになっており、３Ｄモードでの超音波診断が終了し、次に超音波診断装置の電源ＳＷをオフにすると（ステップＳ５）、タイマーの記録した累積時間が所定時間（例えば９０分）を経過していた場合にのみ、トリートメントを実行し（ステップＳ６→Ｓ７）、タイマーをリセットし（ステップＳ８）、超音波診断装置への電源供給をオフにする（ステップＳ９）。タイマーの記録した累積時間が所定時間を経過していなかった場合は（ステップＳ６→Ｓ９）、トリートメントを行わず超音波診断装置への電源供給をオフにする（ステップＳ９）。
上記構成により、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
【００１７】
＜第２の実施の形態＞
次に図４を参照して第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、ユーザが診断を行っていない場合としてモニタ１３のスクリーンセーバ機能が動作した場合にトリートメントを行うようにしている。図４において、まず、超音波診断装置本体１０の電源ＳＷ（不図示）がオンになり（ステップＳ１）、さらに３ＤモードＳＷ（不図示）がオンになると（ステップＳ２でＹ）、３Ｄモードの超音波診断を開始して超音波モータ３をオン、タイマーをスタートする（ステップＳ３）。次いでスクリーンセーバがオンになったか否かを判断し（ステップＳ４ａ）、オンでなければ３Ｄモードでの診断を継続し（ステップＳ４ａ→Ｓ３）、他方、スクリーンセーバがオンになるとタイマーが所定時間経過したかどうかを判断する（ステップＳ４ａ→Ｓ６）。そして、所定時間経過していればトリートメントを実行し（ステップＳ７）タイマーのリセット（ステップ８）を行い、次いでステップＳ４ａに戻る。この所定時間は実験に基づき決めても、ユーザが診断作業に影響しない範囲で設定入力手段を設けて任意に設定できるようにしてもよい。
上記構成により、一日の途中であってもユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。なお、トリートメント終了までの時間、あるいは警告表示を、数字あるいはインジケータで表示するようにしてもよい。スクリーンセーバが解除した場合、トリートメントを強制解除するようにしてもよく、あるいはトリートメント終了までの時間表示で、ユーザに待機をうながしてもよい。
【００１８】
＜第３の実施の形態＞
次に図５を参照して第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、ユーザが１日の最初に電源ＳＷをオンにした直後にトリートメントを行うようにしている。図５において、まず、超音波診断装置本体１０の電源ＳＷ（不図示）がオンになると（ステップＳ１１でＹ）、前回の電源ＳＷのオフが今日か否か、すなわち昨日以前か否かを判断する（ステップＳ１２）。そして、前回の電源ＳＷのオフが昨日以前であれば、前回トリートメントを行ったか否かを判断し（ステップＳ１２→Ｓ１３）、行っていなければトリートメントを実行する（ステップＳ１３→Ｓ１４）。なお、ステップＳ１３の判断ステップは省略して、ユーザが１日の最初に電源ＳＷをオンすれば無条件でトリートメントを行うようにしてもよい。
上記構成により、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
【００１９】
＜第４の実施の形態＞
次に図６を参照して第４の実施の形態について説明する。超音波診断装置側がトリートメント（高速回転）を行うと、トリートメント終了までは診断を行うことができない。そこで、第４の実施の形態では、トリートメントタイムになるとあらかじめユーザに対してトリートメントの要否を、例えばトリートメントを「する」、「しない」を表示（プローブ本体に表示部（ランプ）などを設けても、本体表示部に表示してもよい）して問い合わせ（ステップＳ２１→Ｓ２２）、ユーザが「する」を選択した場合にのみトリートメントを行う（ステップＳ２３）。
上記構成により、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
【００２０】
＜第５の実施の形態＞
ところで、超音波診断装置では、超音波診断装置本体１０に対して複数の超音波プローブ１が接続可能であり、ユーザはその内の１つを選択して使用することが一般的である。そこで、不使用中の超音波プローブ１に対してトリートメントを行うようにしてもよい。
上記構成により、ユーザの診断作業に影響を与えることなく超音波モータの不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明によれば、超音波モータを少なくとも２種類の速度のうちの低速で駆動する場合に不安定な動作を防止し、長寿命化を図ることができるので、本発明は超音波モータを駆動する超音波診断装置などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】本発明に係る超音波プローブを側面から見た内部構成図
【図１Ｂ】本発明に係る超音波プローブを正面から見た内部構成図
【図２】本発明に係る超音波診断装置を示すブロック図
【図３】第１の実施の形態の超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャート
【図４】第２の実施の形態の超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャート
【図５】第３の実施の形態の超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャート
【図６】第４の実施の形態の超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャート
【図７】超音波モータの動作原理の一例として回転式のものを示す説明図
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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