(57)【要約】【課題】超音波診断装置本体を持ち運び可能な形状及び大きさに構成した場合に、簡単な回路構成で、電源及び信号の切り替えを容易にできるようにする。【解決手段】超音波診断装置本体１０と台車２０との間を接続するコネクタを信号コネクタ１３、２３と電源コネクタ１４、２４に分離した構成とするとともに、台車２０側の第２の電源コネクタ２４と、第３の電源コネクタ１７を共通の接続構造として、超音波診断装置本体１０の第１の電源コネクタ１４を共用可能とする。また、台車電源安定信号を受信し、一方、台車接続可能信号を確認することで、本体Ｈと台車Ｄ間にあるバッファの接続信号（ＢＯＮＬ信号）を生成し、信号送信のロックを解除し信号ラインを接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を整流してＤＣ電源を生成する電源アダプタからＤＣ電源の供給を受ける超音波診断装置本体と、
前記超音波診断装置本体が接続されて、商用電源を整流したＤＣ電源を前記超音波診断装置本体に供給する機能拡張部とを有し、
前記超音波診断装置本体と前記機能拡張部との間を接続するコネクタを信号コネクタと電源コネクタとに分離した構成とするとともに、
前記超音波診断装置本体側の電源コネクタの接続構造を、前記機能拡張部側から給電されるときと、前記電源アダプタから給電されるときに共用可能な構造にした超音波診断システム。
【請求項２】
前記機能拡張部及び前記電源アダプタがそれぞれ、商用電源を絶縁する絶縁回路を独立して有することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項３】
前記機能拡張部が、移動可能な台車であ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システム。
【請求項４】
前記電源アダプタの有無、前記台車からの給電の有無、前記バッテリの接続と残量の有無から給電方法を切り替えることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断システム。
【請求項５】
前記信号コネクタを用いて、前記超音波診断装置本体と前記台車との間で信号のやり取りを行う際に、超音波診断装置本体と台車それぞれの電源安定状態を示す信号を用いてバッファの接続を可能と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システム。
【請求項６】
前記超音波診断システムに用いる請求項１から５のいずれか１つに記載の超音波診断装置本体。
【請求項７】
前記超音波診断システムに用いる請求項３から５のいずれか１つに記載の台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断システム、超音波診断装置本体及び台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療用の超音波診断装置の形状及び大きさは、例えば図１１及び下記の特許文献１に示されるように被検体を診察室内のみで診察可能なようなスタンドアローン型で構成され、このため、電源は商用電源からＡＣ電源のみを供給されるように構成されている。
【特許文献１】特開２００３−１６９７９８号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、ユーザからの要望によれば、超音波診断装置の形状及び大きさをノート型パーソナル・コンピュータのように持ち運び可能な形状及び大きさに構成して、被検体を診察室内で診察するときには台車に乗せて使用するとともに、診察後に診察室外などで使用するために台車から取り外して持ち運ぶ利用形態が望まれている。
【０００４】
しかしながら、超音波診断装置を持ち運び可能な形状及び大きさに構成した場合の電源構成は、自身のバッテリやＡＣアダプタからＤＣ電源の供給を受けたり、台車側からＤＣ電源の供給を受ける場合があり、またこの電源の切り替えに対応して、制御信号、超音波信号などをどのタイミングで交信するかという重大な問題があり、回路構成が複雑なうえ、操作上、手順を誤ると、トラブルが発生する可能性を内包しており、切り替え操作が困難であった。
【０００５】
本発明は上記の利用形態に鑑み、超音波診断装置本体を持ち運び可能な形状及び大きさに構成した場合に、簡単な回路構成で、電源及び信号の切り替えを容易にできる超音波診断システム、超音波診断装置本体及び台車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】
本発明の超音波診断システムは上記目的を達成するために、商用電源を整流してＤＣ電源を生成する電源アダプタからＤＣ電源の供給を受ける超音波診断装置本体と、
前記超音波診断装置本体が接続されて、商用電源を整流したＤＣ電源を前記超音波診断装置本体に供給する機能拡張部とを有し、
前記超音波診断装置本体と前記機能拡張部との間を接続するコネクタを信号コネクタと電源コネクタとに分離した構成とするとともに、
前記超音波診断装置本体側の電源コネクタの接続構造を、前記機能拡張部側から給電されるときと、前記電源アダプタから給電されるときに共用可能な構造にした。
この構成により、超音波診断装置本体を持ち運び可能な形状及び大きさに構成した場合に電源コネクタを簡略化することができる。
また、前記機能拡張部及び前記電源アダプタがそれぞれ、商用電源を絶縁する絶縁回路を独立して有する構成とした。
この構成により、超音波診断装置本体が電源アダプタを介して商用電源から給電されているときにも、本体を商用電源から絶縁することができる。
また、前記機能拡張部が、移動可能な台車であることを特徴とする。
また、前記電源アダプタの有無、前記台車からの給電の有無、前記バッテリの接続と残量の有無から給電方法を切り替えることを特徴とする。
また、前記信号コネクタを用いて、前記超音波診断装置本体と前記台車との間で信号のやり取りを行う際に、超音波診断装置本体と台車それぞれの電源安定状態を示す信号を用いてバッファの接続を可能とすることを特徴とする。
また、本発明は、前記超音波診断システムに用いる超音波診断装置本体である。
また、本発明は、前記超音波診断システムに用いる台車である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、超音波診断装置本体を持ち運び可能な形状及び大きさに構成した場合に、簡単な回路構成で、電源及び信号の切り替えを容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
＜第１の実施の形態＞
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１は本発明に係る超音波診断システムの第１の実施の形態を示すブロック図である。図１における超音波診断システムは概略的には、ノート型パーソナル・コンピュータのような形状及び大きさで構成された超音波診断装置本体（図中、本体と記す）１０と、超音波診断装置本体１０を置くための機能拡張部（電源を内臓している。本実施の形態においては、移動可能な台車２０で説明する。）により構成される。図１（ａ）は超音波診断装置本体１０と台車２０を接続した状態を示し、図１（ｂ）は超音波診断装置本体１０と台車２０を切り離した状態を示す。台車２０と本体１０を接続状態で使用する場所は、例えば病院の診察室である。また、本体１０のみを単独で使用する場所は、入院患者のベッドサイド、往診時などが考えられ、最軽量状態で持ち運び、使用できることが望ましい。
【０００９】
本体１０は主要回路部１１と、バッテリ１２と、主要回路部１１及び台車２０の間を信号ラインＬ１を介して接続するための信号コネクタ１３と、電源コネクタ１４と、電源切替スイッチＳＷを有する。信号コネクタ１３は信号ラインＬ１のコネクタＬ１１に接続され、電源コネクタ１４は電源ラインＬ２のコネクタＬ２１に接続される。また、電源コネクタ１４には、図１（ａ）に示すように台車２０側から電源ラインＬ２を介してＤＣ電源の供給を受けるか、又は図１（ｂ）に示すようにＡＣアダプタ１５（及び電源コネクタ１７）からＤＣ電源を供給される。ＡＣアダプタ１５はプラグ１６からの商用電源を整流して本体１０に必要なＤＣ電源を生成する。
【００１０】
台車２０は回路部２１と、電源部２２と、回路部２１及び本体１０の主要回路部１１の間を信号ラインＬ１を介して接続するための信号コネクタ２３と、電源部２２からＤＣ電源を電源ラインＬ２を介して本体１０側の電源コネクタ１４に供給するための電源コネクタ２４を有する。信号コネクタ２３は信号ラインＬ１のコネクタＬ１２に接続され、電源コネクタ２４は電源ラインＬ２のコネクタＬ２２に接続される。電源部２２はプラグ２６からの商用電源を絶縁回路部２２ａにおいて絶縁するとともに整流して本体１０側及び台車２０側に必要なＤＣ電源を生成する。
【００１１】
本体１０側の主要回路部１１は、１本以上のプローブを実装でき、超音波診断装置の基本機能であるＢモード表示ができ、また、ユーザが操作できる入力装置を含む。台車２０側の回路部２１は、例えば２本以上のプローブの選択回路と、Ｂモード以外のドプラモード、カラーモード、ＥＣＧモードなどのオプション機能を実現する回路で構成される。その他、ＶＴＲなどの映像、音響の外部入出力回路、ＤＶＤやメモリカードなどの外部記憶装置出力回路などでもよい。
【００１２】
図１（ａ）に示すように本体１０と台車２０を接続して使用する場合には、システム全体の電源を台車２０側の電源部２２から供給できることによって、商用電源は一口で使用可能であり、また、本体１０と台車２０に対し、電源部２２内の絶縁回路部２２ａで構成が可能である。
【００１３】
ここで、信号コネクタ１３、２３として、本体１０に供給する電源に同じコネクタを使用すると、電源の電流容量に見合った必要端子数が多く必要となり、また、コネクタの挿抜が困難である上、コネクタの面積が大きくなるほか、端子間の電流バランスを保つことも困難である。また、本体１０と台車２０の接続の際に誤って金属片が挟まった場合、電源、グランド間での通電だけでなく、電源と信号間の通電が発生し、電源部２２に過電流保護機能を装備しても、電源と信号間での通電では、過電流保護が機能しないことも多く、火花の発生のほか電源部だけでなく他の回路部が破壊されることも考えられる。そこで、超音波信号や制御信号などを接続する信号コネクタ１３、２３と電源コネクタ１４、２４を分離、独立させている。電流容量の大きい電源コネクタ１４、２４は、高速、低電圧の信号と分離して、リード、カバーなどが電源専用のコネクタを使用することが望ましく、小型で安全である。また、信号コネクタ１３、２３を通すべき信号は、制御信号、超音波信号などの信号が主である。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように本体１０を台車２０から切り離して、コンパクトな本体１０内部の主要回路部１１のみを使用する場合、通常は、バッテリ１２で動作する。また、バッテリ１２を充電する際や、バッテリ１２の残量不足の際に、携帯できる電源としてＡＣアダプタ１５を用意する。このとき、本体１０側の電源コネクタ１４の接続構造を、ＡＣアダプタ１５のコネクタ１７に接続するときと、電源ラインＬ２を介して台車２０のコネクタ２４に接続するときに共用する構成とすると、本体１０側にＡＣアダプタ１５用のコネクタを別途用意する必要がなく、本体１０が小型、軽量、安価となる。また、往診などにおけるバッテリ駆動時に、バッテリ駆動時間に不安がある場合にもＡＣアダプタ１５があれば使用可能である。また、ＡＣアダプタ１５でバッテリ１２を充電することも可能である。
なお、機能拡張部として、本実施の形態においては、移動可能な台車２０で説明したが、コネクタを介して接続可能な箱状・ブロック状の回路などでもよい。
【００１５】
＜変形例＞
図２は本発明に係る超音波診断システムの第１の実施の形態の変形例を示すブロック図である。ここで、図１（ｂ）に示すように本体１０がＡＣアダプタ１５を介して商用電源から給電されているとともに、本体１０側のプローブで被検体を診察している状態では、本体１０を商用電源から絶縁する必要がある。そこで、図２に示すように、台車２０の電源部２２側の絶縁回路部２２ａと同じ構成の絶縁回路部１５ａをＡＣアダプタ１５側にも設ける。
【００１６】
図３は超音波診断装置本体１０の起動処理を示す。図３において、超音波診断装置本体１０と台車２０が共に起動されると（ステップＳ１）、超音波診断装置本体１０が台車２０の接続状態をＢＯＮＬ信号で確認する（ステップＳ２）。ここで、ＢＯＮＬ信号は台車２０とのバッファ１８（図６〜図８参照）のロック信号（接続信号）であり、本体１０の電源が正常動作中でかつ台車Ｄの電源が正常動作中である場合に生成（アサート）される（ＢＯＮＬ＝０）。超音波診断装置本体１０は、ステップＳ２においてＢＯＮＬ＝０の場合には台車２０との接続状態として動作し（ステップＳ３）、他方、ＢＯＮＬ＝１の場合には本体単独状態として動作する（ステップＳ４）。続くステップＳ５ではシステム終了信号を読み取ったか否かをチェックし、読み取っていない場合にはステップＳ２に戻り、他方、システム終了信号を読み取った場合にはステップＳ６に進む。ステップＳ６ではスタンバイのための前処理を実行し、続くステップＳ７においてスタンバイ状態に移行し、次いでこの処理を終了する。
【００１７】
図４は超音波診断装置本体１０と台車２０が接続されたときの動作を説明するためのシーケンス図である。超音波診断装置本体１０と台車２０が接続状態のときには、超音波診断装置本体１０は台車２０から、台車２０の電源が正常に動作している信号（台車電源安定信号：ＤＰＷＲＧＤＬ）を受信し、また一方、本体１０において、本体１０が台車２０との安定な接続状態にある信号（台車接続可能信号：ＤＥＣＢＯＮＬ）を発信することで、本体１０と台車２０間にあるバッファの接続信号（ＢＯＮＬ信号）が生成（アサート）される。これにより、図６などに示すバッファ１８からの信号送信のロックが解除され信号が流れることで本体ドッキングポートと台車ドッキングポートを介する信号ラインが接続される。
【００１８】
図５は超音波診断装置本体１０と台車２０が切断されたときの動作を説明するためのシーケンス図である。超音波診断装置本体１０は台車２０から、台車２０の電源が正常に動作している信号ＤＰＷＲＧＤＬを受信しないので、接続信号であるＢＯＮＬ信号をネゲートする。これにより、本体ドッキングポートと台車ドッキングポートを介する信号ラインが切断される。
【００１９】
図６、図７、図８は、上記、図４、図５に示した超音波診断装置本体１０と台車２０との接続、切断の状態に関して、信号コネクタ１３、２３及びバッファ１８に着目して説明したものである。図６は信号コネクタ（本体側）１３、信号コネクタ（台車側）２３がまだ接続されていない状態、あるいは、これらのコネクタ１３、２３を切断した状態であり、バッファ接続信号（ＢＯＮＬ）がまだ出力されていない。図７は信号コネクタ（本体側）１３と、信号コネクタ（台車側）２３とを接続した直後で、台車電源安定信号（ＤＰＷＲＧＤＬ）が本体１０側に伝達されたが、本体１０側で台車接続信号（ＤＥＣＢＯＮＬ）がまだ確認できていない状態であり、主要回路部１１からバッファ接続信号（ＢＯＮＬ）がまだ出力されていないため、バッファ１８はまだロック状態である。図８は信号コネクタ（本体側）１３、信号コネクタ（台車側）２３が接続され、台車電源安定信号（ＤＰＷＲＧＤＬ）が本体１０側に伝達され、本体１０側で台車接続信号（ＤＥＣＢＯＮＬ）も確認できたことからバッファ接続信号（ＢＯＮＬ）が出力され、バッファ１８のロックが解除され、信号ラインが繋がった状態を示す。
【００２０】
図９は第２の実施の形態の超音波診断システムにおける本体Ｈの電源供給システムを示す。本体Ｈの電源は、本体Ｈ側のバッテリＨ９、又は本体ＡＣアダプタＨ１０（及び商用電源）、又は台車ＡＣアダプタＤ９（及び商用電源）から供給される。
【００２１】
第２の実施の形態では、本体Ｈ側の電源供給及びバッテリＨ９の充電を図１に示すように行う。まず、本体Ｈから見て、本体ＡＣアダプタＨ１０に電源供給があるか否かをチェックし（ステップＳ１１）、有る場合には台車Ｄに接続されているか否かをチェックする（ステップＳ１２）。そして、台車Ｄに接続されている場合にはバッテリＨ９があるか否かをチェックし（ステップＳ１３）、ある場合には台車ＡＣアダプタＤ９から電源供給を受けるとともにバッテリＨ９を充電し（ステップＳ１４）、他方、ない場合には台車ＡＣアダプタＤ９から電源供給を受けるが、バッテリＨ９を充電しない（ステップＳ１５）。
【００２２】
また、ステップＳ１２において台車Ｄに接続されていない場合にはバッテリＨ９があるか否かをチェックし（ステップＳ１６）、ある場合には本体ＡＣアダプタＨ１０から電源供給を受けるとともにバッテリＨ９を充電し（ステップＳ１７）、他方、ない場合には本体ＡＣアダプタＨ１０から電源供給を受けるが、バッテリＨ９を充電しない（ステップＳ１８）。また、ステップＳ１１において本体ＡＣアダプタＨ１０に電源供給がない場合にはバッテリＨ９があるか否かをチェックし（ステップＳ１９）、ない場合には起動せずに終了する（ステップＳ２０）。また、ステップＳ１９においてバッテリＨ９がある場合にはバッテリＨ９の残量が所定値以上か否かをチェックすることにより十分か否かをチェックし（ステップＳ２１）、十分な場合にはバッテリＨ９から電源供給を受け（ステップＳ２２）、他方、十分でない場合には起動せずに終了する（ステップＳ２０）。
【００２３】
なお、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又はすべてを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブ ル・プロセッサーを利用してもよい。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適用などが可能性としてあり得る。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、超音波診断装置本体を持ち運び可能な形状及び大きさに構成した場合に電源コネクタを簡略化することができるという効果を有し、台車に載置される超音波診断装置本体を含む超音波診断システムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る超音波診断システムの第１の実施形態を示すブロック図
【図２】本発明に係る超音波診断システムの第１の実施形態の変形例を示すブロック図
【図３】本発明に係る超音波診断システムの起動処理を説明するためのフローチャート
【図４】図１の超音波診断装置本体と台車が接続状態のときの動作を説明するためのシーケンス図
【図５】図１の超音波診断装置本体と台車が切断されているときの動作を説明するためのシーケンス図
【図６】図１の超音波診断装置本体と台車が未接続又は切断されているときのバッファの説明図
【図７】図１の超音波診断装置本体と台車が接続され、台車電源安定信号のみＯＫ状態でのバッファの説明図
【図８】図１の超音波診断装置本体と台車が接続状態でのバッファの説明図
【図９】第２の実施の形態の超音波診断システムにおける電源供給システムを示す構成図
【図１０】図９の超音波診断システムにおける電源供給処理を説明するためのフローチャート
【図１１】従来の超音波診断装置を示す外観図
【符号の説明】
【００２６】
１０  超音波診断装置本体(本体)
１１  主要回路部
１２  バッテリ
１３、２３  信号コネクタ
１４、２４  電源コネクタ
１５  ＡＣアダプタ
１５ａ、２２ａ  絶縁回路部
１６、２６  プラグ
１７  電源コネクタ
１８  バッファ
２０  台車
２１  回路部
２２  電源部
Ｄ  台車
Ｄ９  ＡＣアダプタ
Ｈ  超音波診断装置本体
Ｈ９  バッテリ
Ｈ１０  ＡＣアダプタ
Ｌ１  信号ライン
Ｌ２  電源ライン
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２  コネクタ
ＳＷ  電源切替スイッチ
【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】
2009219640.tif 000009
【図８】
2009219640.tif 000010
【図９】
2009219640.tif 000011
【図１０】
2009219640.tif 000012
【図１１】
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