(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対し超音波を送受信する音響素子と、
揺動軸を中心に揺動可能であり、前記音響素子を保持する素子支持部と、
前記素子支持部を揺動させる駆動力を発生する駆動手段と、
前記駆動力を前記素子支持部に伝達する伝達手段と、
揺動する前記素子支持部の所定の基準位置に対する位置を示す位置情報を取得するエンコーダと、
前記音響素子を覆う音響窓と、
前記音響窓の内側で前記超音波を伝達させるために充填されたカップリング液とを備える超音波探触子であって、
前記超音波探触子の落下を検知する移動検知手段と、
検知された前記落下の速度又は加速度がそれぞれの所定値以上であるか否かを判断し、前記それぞれの所定値以上の速度又は加速度である場合に、前記駆動力の出力の停止をさせるための制御信号を出力する駆動制御手段と、
前記駆動力の出力が停止された場合に、前記音響素子が保持された前記素子支持部の面に対する垂直軸の方向が前記揺動軸の落下方向と平行にならないように前記素子支持部を揺動させてずらす位置変更手段とを、
備える超音波探触子。
【請求項２】
前記位置変更手段は加重手段である請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項３】
前記音響素子が保持された前記素子支持部の前記面に対する垂直軸の方向と、前記揺動軸の前記落下方向との間の角度が所定の範囲内である場合に、
前記駆動制御手段は、前記角度が前記所定の範囲内に入らないように前記素子支持部を揺動させた後に、前記駆動力の出力の停止をさせるための制御信号を出力する請求項１又は２に記載の超音波探触子。
【請求項４】
前記素子支持部が揺動してずらされた状態で前記素子支持部を固定保持する固定手段を備える請求項１から３のいずれか１つに記載の超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いて生体情報を得るために使用される超音波探触子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の機械式の３Ｄ超音波探触子（以下、単に超音波探触子とも言う）６０１は、図６に示すように、ウインドウ６０７内にカップリング液６０８が充填され、揺動軸６０５に素子ユニット６０４が取り付けられており、素子ユニット６０４を構成する素子ホルダ６０３には図６の紙面の奥行き方向に複数の振動子が配列された音響素子６０２が備えられている。また、超音波探触子６０１は、素子ユニット６０４を機械的に揺動させるための伝達機構６１０、素子ユニット６０４の位置情報を得るためのエンコーダ６１３、伝達機構６１０を駆動させるためのモータ６０９を有し、モータ６０９はドライバ６１１に接続され、ドライバ６１１はコントローラ６１２に接続されており、コントローラ６１２はエンコーダ６１３による位置情報を監視しながらドライバ６１１を制御し、素子ユニット６０４の揺動を行っている。このような超音波探触子６０１を用いて診断を行う場合、診断に必要な３Ｄ画像を取得するために素子ユニット６０４を揺動させる。また、素子ユニット６０４を揺動の中心位置に停止させるＢモードによって診断が行われることもある。このような超音波探触子が下記の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特公平７−３８８５１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の超音波探触子６０１を用いて診断しているとき、特にＢモードによる診断をしているときに超音波探触子６０１を誤って落下させた場合、音響素子６０２の素子面が下になって落下することがあり、音響素子６０２が直接衝撃を受けて破損してしまう可能性があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、超音波探触子を落下させた際に、音響素子を衝突面から退避させることによって直接衝撃を受けないようにして破損を防ぐことができる超音波探触子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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、被検体に対し超音波を送受信する音響素子と、揺動軸を中心に揺動可能であり、前記音響素子を保持する素子支持部と、前記素子支持部を揺動させる駆動力を発生する駆動手段と、前記駆動力を前記素子支持部に伝達する伝達手段と、揺動する前記素子支持部の所定の基準位置に対する位置を示す位置情報を取得するエンコーダと、前記音響素子を覆う音響窓と、前記音響窓の内側で前記超音波を伝達させるために充填されたカップリング液とを備える超音波探触子であって、前記超音波探触子の落下を検知する移動検知手段と、検知された前記落下の速度又は加速度がそれぞれの所定値以上であるか否かを判断し、前記それぞれの所定値以上の速度又は加速度である場合に、前記駆動力の出力の停止をさせるための制御信号を出力する駆動制御手段と、前記駆動力の出力が停止された場合に、前記音響素子が保持された前記素子支持部の面に対する垂直軸の方向が前記揺動軸の落下方向と平行にならないように前記素子支持部を揺動させてずらす位置変更手段とを備える超音波探触子が提供される。この構成により、超音波探触子を落下させた際に、音響素子を衝突面から退避させることによって直接衝撃を受けないようにして破損を防ぐことができる。
【０００６】
また、本発明の超音波探触子において、前記位置変更手段が加重手段であることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、加重による音響素子の衝突面からの退避を実現することができる。
【０００７】
また、本発明の超音波探触子において、前記音響素子が保持された前記素子支持部の前記面に対する垂直軸の方向と、前記揺動軸の前記落下方向との間の角度が所定の範囲内である場合に、前記駆動制御手段が、前記角度が前記所定の範囲内に入らないように前記素子支持部を揺動させた後に、前記駆動力の出力の停止をさせるための制御信号を出力することは、本発明の好ましい態様である。この構成により、加重手段などの重り作用で、加重手段などの位置が落下方向側に移動させられるため、音響素子を衝突面から退避させることができる。
【０００８】
また、本発明の超音波探触子において、前記素子支持部が揺動してずらされた状態で前記素子支持部を固定保持する固定手段を備えることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、音響素子を衝突位置から遠ざけた位置で固定でき、音響素子を衝突面から確実に退避させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の超音波探触子は、上記構成を有し、超音波探触子を落下させた際に、音響素子を衝突面から退避させることによって直接衝撃を受けないようにして破損を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子について図１を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の一例を示す概略図である。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子１は、音響素子２がカップリング液８を介してウインドウ７内の揺動軸５に取り付けられた素子ホルダ３に備えられており、音響素子２と素子ホルダ３を合わせたものを以下素子ユニット４と呼ぶ。素子ユニット４に取り付けられた重り（加重手段）５２により、重り５２が取り付けられた素子ユニット４の重心位置が素子ユニット４（音響素子２）の揺動範囲の中心軸６から離れた構成となっている。重り５２が取り付けられた素子ユニット４の重心位置と素子ユニット４（音響素子２）の揺動範囲の中心軸６との関係を図２に示す。図２に示すように、重り５２が取り付けられた素子ユニット４の重心位置と素子ユニット４（音響素子２）の揺動範囲の中心軸６とは一致せず離れている。
【００１１】
この構成により、超音波探触子１を使用者が誤って落下させてしまったときに、加速度センサ５１が作動し、モータ９への電力供給を停止させる。これにより素子ユニット４は揺動が自由な状態になり、素子ユニット４に備えられた重り５２により、素子ユニット４は中心軸６上に重心がないため、音響素子２の取り付けられた面が落下方向から退避させられ、衝突したときに音響素子２の面が直接衝撃を受けないようにするという効果を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子１は、素子ユニット４がカップリング液８を介してウインドウ７内に備えられ、素子ユニット４を揺動させるためのモータ９と、位置情報を検知するためのエンコーダ１３と、落下したことを検知するための加速度センサ５１を備えた構成を有している。この構成により、超音波探触子１を使用者が誤って落下させてしまったときに、落下したことを加速度センサ５１が検知し、不図示の超音波診断装置本体又は不図示のプローブに備えられたコントローラ１２が、音響素子２を直接衝撃を受けない位置に退避させる制御をすることにより、衝突したときに音響素子２の面が直接衝撃を受けないようにするという効果を得ることができる。
【００１３】
本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子を更に説明する。図１において、超音波探触子１は機械式の３Ｄ超音波探触子である。音響素子２は音響振動子が複数配列されたアレイ型の音響素子であり、図１の音響素子２の紙面の奥行き方向に不図示の音響振動子が複数配列されている。音響素子２は揺動軸５に取り付けられた素子ホルダ３に取り付けられ、音響素子２と素子ホルダ３とをあわせた素子ユニット４が形成されている。これらは、カップリング液８を介してウインドウ７内に備えられている。素子ユニット４を揺動するためのモータ９は伝達機構１０を介して素子ユニット４に機械的に接続されている。
【００１４】
モータ９には素子ユニット４の位置情報を得るためのエンコーダ１３が備えられ、揺動するための電力を供給するドライバ１１と電気的に接続されている。ドライバ１１はモータ９の回転を制御するコントローラ１２に接続され、落下を検知する加速度センサ（移動検出手段）５１はコントローラ１２に電気的に接続されている。また、音響素子２の中心軸６上に音響素子２の重心が位置しないように、素子ユニット４には、例えば音響素子２が取り付けられた位置から９０度回転した位置（素子ユニット４の側面の位置）に重り５２が取り付けられている構成になっている。
【００１５】
以上のように構成された超音波探触子における動作について図１を用いて説明する。超音波探触子１の使用者が、誤って超音波探触子１を落下させてしまった場合、超音波探触子１が落下を開始すると、加速度センサ５１が落下を開始したことと落下方向を検知し、加速度センサ５１からの信号によりコントローラ１２はドライバ１１に指令（指示信号）を出し、モータ９に供給している電力を停止させ、素子ユニット４を揺動が自由な状態（フリー状態）になるようにする。次に素子ユニット４は取り付けられた重り５２により、図３に示すように、重り５２が取り付けられた素子ユニット４の重心が、揺動範囲の中心軸６上にくるように素子ユニット４が揺動方向に回転する。それによって、音響素子２は衝突面から退避し破壊されることがない。
【００１６】
このように、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子によれば、加速度センサ５１を備え、落下したことを検知してモータ９への電力供給を停止させることにより、超音波探触子１を誤って落下させてしまったときに、素子ユニット４の揺動を自由な状態にし、図３に示すように、超音波探触子１の素子ユニット４の重心を、素子ユニット４に取り付けられた重り５２によって揺動範囲の中心軸６から離し、重り５２が衝突面の方向（落下方向）に向かって移動することで素子ユニット４が落下姿勢を変化させ音響素子２を退避させ、音響素子２が直接衝撃を受けないようにし、破壊されないという効果を得ることができる。
【００１７】
なお、図４に示すように、通常動作時は素子ユニット４の重心と揺動軸５の距離Ｌｉが近いほど、慣性力が小さく抑えられ、揺動のための駆動力、電力を低く抑えられる。このため、例えば取り付け位置がスライドするように構成された重り５２は、モータ９への電力供給が停止されると、素子ユニット４の揺動軸５から離れる方向に移動するようにし、素子ユニット４の重心が揺動範囲の中心軸６からより遠ざかる（ずれる）ことで重心位置をずらし、音響素子２が衝突面から退避できるようにしてもよい。
【００１８】
また、例えば音響素子２が保持された素子ユニット４の面（図３に示す音響素子２が保持された面３０）に対する垂直軸の方向と、揺動軸５の移動方向との間の角度が所定の範囲内であるとコントローラ１２が判断した場合に、この角度が所定の範囲内に入らないように素子ユニット４を揺動してずらした後に、コントローラ１２はドライバ１１に指令（制御信号）を出し、モータ９に供給している電力を停止させ、素子ユニット４を揺動が自由な状態（フリー状態）になるようにするようにしてもよい。また、いったん音響素子２を衝突面から遠ざけた位置で音響素子２を固定するようにしてもよい。このようにすることで、衝突したときに音響素子２の面が確実に直接衝撃を受けないようにすることができる。
【００１９】
＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態に係る超音波探触子について図５を用いて説明する。図５における超音波探触子５０１は機械式の３Ｄ超音波探触子である。音響素子５０２は音響振動子が複数配列されたアレイ型の音響素子であり、短軸方向の形状を図示している。素子ユニット５０４は揺動軸５０５に取り付けられた素子ホルダ５０３に取り付けられ、カップリング液５０８を介してウインドウ５０７内に備えられている。素子ユニット５０４を揺動するためのモータ５０９は伝達機構５１０を介して素子ユニット５０４に機械的に接続されている。モータ５０９には素子ユニット５０４の位置情報を得るためのエンコーダ５１３が備えられ、揺動するための電力を供給するドライバ５１１と電気的に接続されている。ドライバ５１１はモータ５０９の回転を制御するコントローラ５１２に接続され、落下を検知する加速度センサ５５１はコントローラ５１２に電気的に接続されている構成となっている。
【００２０】
以上のように構成された超音波探触子５０１の動作について図５を用いて説明する。超音波探触子５０１は、超音波診断装置本体又は超音波探触子５０１に設けられたコントローラ５１２からの指示により、ドライバ５１１を介してモータ５０９を制御し、素子ユニット５０４を揺動させている。この超音波探触子５０１を誤って落下させた場合、加速度センサ５５１が落下を開始したことと落下方向を検知し、加速度センサ５５１からの信号によりコントローラ５１２はドライバ５１１に指令（制御信号）を出し、モータ５０９を音響素子５０２が直接衝撃を受けない位置、例えば検出された落下方向に対して９０度傾いた方向の位置に音響素子５０２が移動するように制御して停止させる。これにより、音響素子５０２は衝突面の鉛直方向に対して必ず９０度傾いた方向の位置に退避する。そのため、衝突時に音響素子５０２は直接衝撃を受けずに破壊されない。
【００２１】
このように、本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子によれば、落下したことを検知する加速度センサ５５１を備え、エンコーダ５１３にて位置を検出し、衝突面から必ず音響素子５０２を退避させる制御を導入することにより、音響素子５０２が直接衝撃を受けずに破壊されないという効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明に係る超音波探触子は、超音波探触子を落下させた際に、音響素子を衝突面から退避させることによって直接衝撃を受けないようにして破損を防ぐことができるため、超音波を用いて生体情報を得るために使用される超音波探触子などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の一例を示す概略図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子における重りが取り付けられた素子ユニットの重心位置と音響素子の揺動範囲の中心軸との関係を示す図
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子における素子ユニットの重心と重りが取り付けられた素子ユニットの重心との関係を示す図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子における素子ユニットの重心と揺動軸との距離の違いによる慣性力の違いについて説明するための図
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子の一例を示す概略図
【図６】従来の超音波探触子の構成の一例を示す概略図
【符号の説明】
【００２４】
１、５０１  超音波探触子
２、５０２  音響素子
３、５０３  素子ホルダ
４、５０４  素子ユニット（素子支持部）
５、５０５  揺動軸
６、５０６  中心軸
７、５０７  ウインドウ（音響窓）
８、５０８  カップリング液
９、５０９  モータ（駆動手段）
１０、５１０  伝達機構（伝達手段）
１１、５１１  ドライバ
１２、５１２  コントローラ（駆動制御手段）
１３、５１３  エンコーダ
３０  音響素子が保持された面
５１、５５１  加速度センサ（移動検知手段）
５２  重り（位置変更手段、加重手段）
【図１】
0004718331.tif 000002
【図２】
0004718331.tif 000003
【図３】
0004718331.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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