(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に超音波を送波し、その反射波を受波して超音波受信信号を出力する超音波プローブと、
前記超音波プローブにより得られた超音波受信信号を処理し、超音波診断画像を作成する画像処理手段と、
前記画像処理手段により作成された超音波診断画像を表示する表示手段と、
前記超音波プローブが所定時間のあいだ未使用状態であるか否かを、前記超音波プローブに加わる風速を検出する風速検出器により検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じて作動し、前記超音波プローブの劣化又は前記表示手段の劣化を防止する防止手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
被検体に超音波を送波し、その反射波を受波して超音波受信信号を出力する超音波プローブと、
前記超音波プローブにより得られた超音波受信信号を処理し、超音波診断画像を作成する画像処理手段と、
前記画像処理手段により作成された超音波診断画像を表示する表示手段と、
前記超音波プローブを被検体に当接させた際に生じる圧力を検出することにより、前記超音波プローブが未使用状態であるか否かを検知する検知手段と、
前記未使用状態が所定時間のあいだ続いたか否かを検知するタイマー手段と、
前記タイマー手段の検知結果に応じて作動し、前記超音波プローブの劣化又は前記表示手段の劣化を防止する防止手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に超音波を送波し、音響インピーダンスの違いによって生じる反射波を受波することにより超音波受信信号を収集する超音波プローブを有し、この超音波プローブにより得られた超音波受信信号を信号処理して被検体の超音波診断画像を得る超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られているこの種の超音波診断装置のなかには検査中に超音波診断画像の静止画像を表示し、この静止画像を保存若しくは記録するためのフリーズ機能を有するものがある。このフリーズ機能は超音波診断装置本体のパネル上に設けられたフリーズボタンを押すことにより作動し、検査により現時点において得られている超音波診断画像の動画像表示を一時的に停止させ、モニター上にその静止画像を表示させる機能である。
【０００３】
このフリーズ機能は単に静止画像を得る機能のみならず次のような機能も有している。すなわち超音波診断装置から超音波プローブへの電気信号の供給を停止することにより、超音波振動子の機械的振動を停止させるとともに超音波プローブ内の種々の電気部品への電力供給を停止させる機能を有しており、これにより電気信号を供給している場合に生じる超音波プローブの発熱を防止できる。したがって超音波プローブの劣化が防止されるという効果が得られる。
【０００４】
例えば、検査が終了した後の次の検査までの待ち時間のあいだに超音波プローブが空中に放置され、未使用状態のまま電力が供給される状態が継続するような場合、フリーズ機能を利用すれば良い。
【０００５】
ちなみに上記のような超音波プローブの空中放置状態は、プローブを被検体に当接させ検査のために使用している状態に比べ、超音波の送信音響パワーの殆どがプローブ内部において吸収されることになるため発熱量が多くなり、その分劣化も早まる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、超音波診断装置を用いる検査が終了し、次の検査までの装置の待機時間が長くなるような状況において、装置保守のためにフリーズ機能を作動させることまで医師等の操作者は気が回らない場合が多いというのが実情である。特に大病院等では患者数が多く繁忙であるため、超音波診断装置はひとたび電源が投入されると、一日中そのまま使用されることが多く、このような場合にあっては、上述したような超音波プローブの発熱による劣化がより顕著になるという問題点がある。
【０００７】
ところで、上記したように検査が終了した後の次の検査までの待ち時間のあいだに超音波プローブが空中に放置され、未使用状態のまま電力が供給される状態が継続するような場合は、同一の超音波診断画像が長時間表示されることになる。
このため画面の一部に焼き付きが生じモニターが劣化するという問題点もある。したがって本発明は、超音波診断装置の超音波プローブ又はモニターの劣化防止を図った超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の超音波診断装置は、被検体に超音波を送波し、その反射波を受波して超音波受信信号を出力する超音波プローブと、前記超音波プローブにより得られた超音波受信信号を処理し、超音波診断画像を作成する画像処理手段と、前記画像処理手段により作成された超音波診断画像を表示する表示手段と、前記超音波プローブが所定時間のあいだ未使用状態であるか否かを、前記超音波プローブに加わる風速を検出する風速検出器により検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じて作動し、前記超音波プローブの劣化又は前記表示手段の劣化を防止する防止手段と、を具備する超音波診断装置である。
（２）本発明の超音波診断装置は、被検体に超音波を送波し、その反射波を受波して超音波受信信号を出力する超音波プローブと、前記超音波プローブにより得られた超音波受信信号を処理し、超音波診断画像を作成する画像処理手段と、前記画像処理手段により作成された超音波診断画像を表示する表示手段と、前記超音波プローブを被検体に当接させた際に生じる圧力を検出することにより、前記超音波プローブが未使用状態であるか否かを検知する検知手段と、前記未使用状態が所定時間のあいだ続いたか否かを検知するタイマー手段と、前記タイマー手段の検知結果に応じて作動し、前記超音波プローブの劣化又は前記表示手段の劣化を防止する防止手段と、を具備する超音波診断装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図、図２は本実施形態の動作を示すフローチャート、図３は本実施形態の外観図である。本実施形態の超音波診断装置は大別して超音波診断装置本体１と超音波プローブ２とにより構成される。
【００１０】
図１に示すように、超音波診断装置本体１は、送受信回路１０、遅延回路１１、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１２、ディジタル・スキャン・コンバータ（ＤＳＣ）１３、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１４、切替器１５、モニター１６、タイマー１７、検知回路１８、スクリーンセーバー回路１９から構成されている。なお、この超音波診断装置本体１は、図３に示すように未使用時おいて超音波プローブ２を保持するための超音波プローブホルダ４を備えている。
【００１１】
超音波プローブ２は、超音波振動子２０、加速度センサー２１から構成されている。送受信回路１０および超音波振動子２０、検知回路１８および加速度センサー２１は図示しない導中管内に配設されたケーブルを介して互いに接続されている。超音波振動子２０は超音波プローブ２の先端部分に設けられ、図示しない被検体に対し超音波を送波し、その反射波を受波するものであり、例えば圧電振動子から成る。また加速度センサー２１は超音波プローブ２に加わる加速度を検出し、これに応じた変位信号を出力する。加速度センサー２１の具体的な構成例としては、圧電セラミックス素子と三角柱振動子で構成される圧電振動ジャイロ等によってコリオリ力を検出し、プローブの回転運動等の速度を検出する方法が挙げられる。
【００１２】
図４はこのような超音波プローブ２の構成を示す外観図である。操作者は超音波プローブ２のケース２３を手で保持し、矢印ＡあるいはＢといった任意の方向に指向させ、被検体の表面に当接させて診断を行なう。超音波プローブ２のケース２３内部には加速度センサー２１が設けられる。この加速度センサー２１からの出力信号はケーブル２２を介して超音波診断装置本体１の検知回路１８に送られる。なお同図において超音波振動子２０は図示省略されている。
【００１３】
図１に説明を戻す。超音波診断装置本体１の送受信回路１０は、被検体に対する超音波の送波に係る超音波送信電気信号を超音波振動子２０に送り、被検体からの反射波に係る超音波受信電気信号を超音波振動子２０から受け取る。送受信回路１０はこの超音波受信電気信号をアナログ信号として遅延回路１１に出力する。
【００１４】
遅延回路１１は、送受信回路１０から出力された超音波受信電気信号に対し、個々のチャネルからの信号に所定の遅延量を与えてＡ／Ｄ変換器１２に出力する。超音波の送信又は受信における種々の遅延制御によれば、超音波ビームを集束させ、センサとしての指向性を与えることが可能となる。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換器１２は遅延回路１１から出力されたアナログの超音波受信電気信号をディジタル信号に変換したのちＤＳＣ１３に出力する。ＤＳＣ１３はＡ／Ｄ変換器１２から出力されたディジタルの超音波受信電気信号を用い、超音波スキャンをＴＶスキャンに変換する。これにより得られたＴＶスキャン信号は切替器１５を介してモニター１６に供給され、これにより超音波診断画像が表示される。
【００１６】
タイマー１７は、検知回路１８によりセット又はリセットされ、操作者により所定の実行時間（カウント時間）をセット可能となっている。タイマー１７はセットされた実行時間が経過するとタイムアウトし、タイムアウト信号を検知回路１８に通知する。なお、このタイマー１７は図１において超音波診断装置本体１に含まれるものとして示されているが、超音波プローブ２に設けても良い。
【００１７】
検知回路１８はタイマー１７からのタイムアウト信号の有無および加速度センサー２１からの変位信号の有無に基づくことにより、超音波プローブ１が所定時間のあいだ未使用状態であるか否かを検知する検知手段として設けられている。なお、未使用状態とは超音波診断装置の電源がＯＮされているにもかかわらず、超音波プローブ２が検査のために使用されていない状態をいう。
【００１８】
また検知回路１８は上記プローブ１の静止状態の検知に応じて、送受信回路１０に対し超音波送信電気信号の送信を停止させるための指令信号を出力すると共に、モニター１６の表示画面がＤ／Ａ変換器１４により供給される超音波診断画像の表示から、スクリーンセーバー回路１９により供給されるスクリーンセーバーの表示に切り替わるように切替器１５を制御する。すなわちこのスクリーンセーバー回路１９は検知回路１８の検知結果に応じて作動し、モニター１６が同一の表示画面を長時間表示し続けることにより発生する画面の焼き付きを防止する手段として設けられている。
【００１９】
以上のように構成された本実施形態の動作を図２のフローチャートに従って説明する。
まずステップＳ１において超音波診断装置がＯＮされる。これにより超音波診断装置本体１の送受信回路１０から超音波送信電気信号が超音波プローブ２の超音波振動子２０に送られて超音波振動子２０が駆動され、超音波が送波（ファイア）される。
【００２０】
一方、被検体に向けて送波された超音波の反射波が超音波振動子２０により受波され、これにより得られた超音波受信信号が送受信回路１０に対し出力される。
【００２１】
上述した遅延回路１１、Ａ／Ｄ変換器１２、ＤＳＣ１３、Ｄ／Ａ変換器１４らにより超音波受信信号に対し種々の信号処理が行われ、これによりほぼリアルタイムで超音波診断画像が得られる。得られた超音波診断画像は切替器１５を介してモニター１６上に表示される。
【００２２】
ここで、ステップＳ２においてタイマー１７の時間計測（カウント）が開始される。
そして、ステップＳ３において加速度センサー２１からの変位信号の監視が行われ、超音波プローブ２の微妙な動きが検知される。すなわち操作者が長時間プローブ２を使用していない場合、加速度センサー２１からの信号には変位量が含まれず、操作者が検査を開始する等でプローブ２を手に取るもしくは持ち上げるなどの動作をした場合、加速度センサー２１からの信号に変位が発生し、超音波診断装置本体１の検知回路１８にその情報が送り込まれる。
【００２３】
なお、タイマーカウントの開始後に加速度センサー２１からの信号に変位が生じた場合（変位あり）、ステップＳ２に移行してタイマーがリセットされた後、その時点から再度カウントが開始される。
【００２４】
タイマーカウント開始から一定時間（実行時間はユーザーが設定できるようになっている）が経過しても加速度センサー２１からの信号に変化が現れない場合（変位なし）は、ステップＳ５に示すように超音波プローブ２に対する超音波送信電気信号の送信停止が指令され（ファイア停止）、切替器１５が切り替わることにより現時点までモニター１６上に表示されていた超音波診断画像の表示が解除されるとともにスクリーンセーバー画面がモニター１６上に表示される（スクリーンセーバー起動）。
【００２５】
スクリーンセーバー画面の表示は、モニター画面の焼き付きを防止できる点のみならず、発熱等による劣化防止のために超音波プローブ２のファイアを停止中である旨を操作者に知らせることが可能となる点からも有効である。
【００２６】
しかる後、ステップＳ６において加速度センサー２１からの出力は継続して監視される。ここで信号に変位が生じた場合、ステップＳ７において超音波プローブ２への超音波送信電気信号の供給が再開され、モニター１６上のスクリーンセーバーが解除されて超音波診断画像表示に復帰する。そしてステップＳ２に移行し、再度タイマーのカウントが開始される。
【００２７】
以上説明したような動作によると、操作者による操作が止まった後、設定された実行時間になるとモニター１６上にスクリーンセーバーの画面が出現し、同時に、超音波プローブ２への電気信号の供給が停止される。しかる後に操作者がプローブ２を動かすと（持ち上げる等）、モニター１６上のスクリーンセーバーが解除され、それと同時に超音波プローブ２への超音波送信電気信号の供給が再び開始される。
【００２８】
すなわち本実施形態によれば、超音波診断装置を用いる検査が終了し、次の検査までの装置の待機時間が長くなるような状況にあっても、超音波プローブ２が所定時間のあいだ未使用状態であるか否かが、加速度センサー２１および検知回路１８によって検知される。そしてこの検知結果に応じて、超音波プローブ２に対する超音波送信電気信号の供給が停止されると共にスクリーンセーバーが起動される。このため、超音波プローブ２の発熱による劣化が抑えられると共に、同一の超音波診断画像が長時間表示されることによる画面の焼き付きも抑えられる。したがって、超音波プローブ２の性能劣化及びモニター１６の性能劣化を防止できる。
【００２９】
ここで、本実施形態の変形例について説明する。
（変形例１）
加速度センサー２１の代わりに、図５に示すように風速センサー（エアフローセンサー）２５あるいは白金薄膜温度センサー（プラチナホットフィルム素子）等を超音波プローブ２のプローブケース２３の内部に配置し、エアー通過用スリット２４を介して流入する風量を検出するように構成しても良い。あるいは、上記風速センサー２５等のをプローブケース２３の表面に配置しても良い。
【００３０】
風速センサー２５により検出された風量に基づくことにより上記加速度センサー２１と同様に超音波プローブ２が所定時間のあいだ未使用状態であるか否かを検知できる。
【００３１】
（変形例２）
加速度センサー２１の代わりに、図６に示すように、圧力センサー（もしくは感熱センサー）２６をプローブケース２３のグリップ部Ｇに配置し、圧力センサー（もしくは感熱センサー）２７をプローブレンズ２８の周辺部に配置して構成しても良い。そして、圧力センサー２６により、操作者がプローブケース２３のグリップ部Ｇを握った際に生ずる圧力を検出し、圧力センサー２７により、超音波プローブ２を被検体に当接させた際に生じる圧力を検出する。なお上記圧力センサー２６および２７は少なくとも一方が設けられていれば良い。
【００３２】
上記いずれかの圧力を検出することにより上記加速度センサー２１と同様に超音波プローブ２が所定時間のあいだ未使用状態であるか否かを検知できる。
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態においては、超音波プローブが所定時間のあいだ未使用状態であるか否かを検知する検知手段として、超音波プローブに加速度センサーが設けられる構成について説明した。第２実施形態においては、この加速度センサーは設けられず、その代わりに、超音波プローブを保持する保持手段と、この保持手段が超音波プローブを保持しているか否かを検知する保持検知手段とが超音波診断装置本体に設けられて構成される。
【００３３】
図７はこのような本発明の第２実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。図７において、超音波診断装置本体５は、圧力センサー４１が設けられたプローブホルダ４を有している。この圧力センサー４１からの信号出力端子は検知回路１８に接続されている。超音波診断装置本体５のその他の構成については第１実施形態と同様であり、同一の参照数字が付してある。また図７において、超音波プローブ６は超音波振動子２０から構成される。
【００３４】
図８はこのように構成された第２実施形態の動作を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１において超音波診断装置の電源がＯＮされる。続いて、ステップＳ２において、プローブホルダー４の圧力センサー４１からの検知信号の有無が監視される。
【００３５】
圧力センサー４１（又は衝撃センサー）は、図９に示すように、超音波診断装置本体５のプローブホルダー４の内部に設けられる。この圧力センサー４１は、超音波プローブ６が開口部Ｈからプローブホルダー４の内部に挿入され、プローブ６の重さによる圧力が加わると、超音波診断装置本体５の検知回路１８に検知信号を出力する。これによりプローブホルダー４が超音波プローブ６を保持していることを検知でき、したがって超音波プローブ６の未使用状態を検知できる。
【００３６】
ステップＳ２においては、検知信号無し（プローブ使用状態）の場合はステップＳ５を実行した後、再度ステップＳ２に戻って監視を継続する。また、検知信号有り（プローブ未使用状態）の場合は、ステップＳ３に移行する。
【００３７】
ステップＳ３においては、超音波診断装置本体５のタイマー１７により時間計測（カウント）が開始される。しかる後もステップＳ４において圧力センサー４１からの検知信号の有無が監視される。
【００３８】
長時間プローブが使用されずに、プローブホルダー４内に収納されている場合、圧力センサー４１からは検知信号が出力され続ける。そしてステップＳ３におけるタイマーカウント開始から一定時間（実行時間はユーザーが設定できるようになっている）が経過しても依然として検知信号が出力され続ける場合、ステップＳ６にてタイマーカウントを停止してステップＳ７に移行する。ステップＳ７においては超音波プローブ６に対する超音波送信電気信号の供給が停止され、これまでモニター１６上に表示されていた超音波診断画像の表示が解除されると共にスクリーンセーバー画面がモニター１６上に表示される。
【００３９】
しかる後もステップＳ８において圧力センサー４１からの出力は監視され続ける。ここで圧力センサー４１からの検知信号がなくなった場合は、ステップＳ５に移行し、停止していた超音波プローブ６への超音波送信電気信号の供給を再開させ、同時にモニター１６上のスクリーンセーバーを解除し、超音波診断画像の表示に復帰させる。続いてステップＳ２に移行し、引き続き圧力センサー４１からの検知信号の監視が行われる。
【００４０】
ところで第２実施形態の変形例としては、上記圧力センサー（もしくは衝撃センサー）４１の代わりに、図１０に示すように光電スイッチ（反射型の光センサー）４２をプローブホルダー４の内部に設けて構成しても良い。この場合も上記圧力センサー４１と同様に超音波プローブ６が開口部Ｈからプローブホルダー４の内部に挿入されたことを検知できる。なお、上記光電スイッチ４２の他に、マイクロフォトセンサー若しくは赤外線センサーにより検知するように構成しても良い。
【００４１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、種々変形して実施可能である。例えば第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて構成しても良い。この場合は、超音波プローブに設けられた加速度センサーおよびプローブホルダーに設けられた圧力センサーの両者によりプローブの未使用状態が検知可能となる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、画面の焼き付きによるモニターの劣化、発熱による超音波プローブの劣化を防ぐことができ、これらの長寿命化を図ることができる。
さらに、モニターの劣化が防止されることにより、モニター自身が有する性能をできる限り維持することが可能となるため、超音波診断時においてモニターに出力される超音波診断画像の画質劣化が直接的に防止されることになる。
【００４３】
また、超音波プローブの劣化が防止されることにより、超音波プローブの経時的な感度低下が緩和されプローブ自信の性能を可能な限り維持することができるため、やはり超音波画質の劣化が防止されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態１の動作を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１実施形態の超音波診断装置の外観図。
【図４】本発明の第１実施形態の超音波プローブの構成を示す外観図。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例１を示す図。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例２を示す図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第２実施形態の動作を示すフローチャート。
【図９】本発明の第２実施形態のプローブホルダーの外観図。
【図１０】本発明の第２実施形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
１…超音波診断装置本体
２…超音波プローブ
１０…送受信回路
１１…遅延回路
１２…Ａ／Ｄ変換器
１３…ＤＳＣ
１４…Ｄ／Ａ変換器
１５…切替器
１６…モニター
１７…タイマー
１８…検知回路
１９…スクリーンセーバー回路
２０…超音波振動子
２１…加速度センサー
【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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