| 【発明の名称】 |
超音波診断装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】重山 貞夫
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| 【要約】 |
【課題】超音波の送受波により、骨などの診断を行なう装置において、探触子ユニット１６の生体接触面に自動的に媒体を供給する。
【解決手段】超音波の送受波を行なう探触子ユニット１６が後退すると、ピストン５２がシリンジ５０内へ送り込まれ、その結果、チューブ５４を介して所定量の媒体がカプラー１８の生体接触面へ送り出される。探触子ユニット１６が前進すると、揺動部３６が跳ね上げられる。その際に、バネ５３の作用により、ピストン５２が復帰し、その時点で媒体タンク５８からシリンジ５０内に媒体が送り込まれる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 超音波を利用して被検体内部の組織の性状を測定する超音波診断装置において、超音波振動子を有し、前記被検体に対して当接される少なくとも１つの探触子ユニットと、前記探触子ユニットを前記被検体に当接させ又はそこから離脱させるために前記探触子ユニットを進退させる駆動機構と、前記探触子ユニットの後退時に、前記探触子ユニットにおける生体当接面にカップリング媒体を供給する媒体供給手段と、を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記媒体供給手段は、前記カップリング媒体を収納した媒体タンクと、前記媒体タンクから前記先端当接面へ前記カップリング媒体を供給する供給管と、前記探触子ユニットの後退時に前記生体当接面に前記供給管の先端部を位置決めし、前記探触子ユニットの生体当接前に前記生体当接面から前記供給管の先端部を退避させる第１の連動機構と、を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】 請求項２記載の装置において、前記第１の連動機構は、前記探触子ユニットの進退運動を利用して前記供給管の先端部の位置決め及び退避を行わせることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】 請求項３記載の装置において、前記第１の連動機構は、前記供給管の先端部を懸下支持し、前記探触子ユニットの前進により前記供給管の先端部の跳ね上げさせる跳ね上げ機構と、前記探触子ユニットの先進状態で前記供給管の先端部の跳ね上げ状態を維持させる維持機構と、を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】 請求項４記載の装置において、前記維持機構は、実質的に前記探触子ユニットの上部壁によって構成されることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】 請求項１又は２記載の装置において、前記媒体供給手段は、前記カップリング媒体の供給力を発生するポンプと、前記探触子ユニットの後退運動を利用して前記ポンプを駆動する第２の連動機構と、を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】 請求項６記載の装置において、前記第２の連動機構は、前記探触子ユニットの後退時にその後部壁によって押され、それにより前記ポンプのピストンを前進駆動する運動伝達部材を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】 請求項１記載の装置において、前記探触子ユニットは前記被検体の両側に一対設けられ、前記媒体供給手段は前記一対の探触子ユニットのそれぞれに対応して一対設けられたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】 請求項１記載の装置において、前記超音波診断装置は、前記被検体に対し超音波を送受波して前記被検体内の骨の性状を測定する骨評価機能を有することを特徴とする超音波診断装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置に関し、特に探触子ユニットにおける生体当接面への自動的なカップリング媒体の供給機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波を利用して骨を診断する骨評価装置が知られている。かかる骨評価装置において、足置き上に足が載置され、その両側に設けられた一対の探触子ユニットで踵が挟まれる。その状態で、一対の超音波ユニット間で超音波の送受波が行われ、それにより計測される骨中の音速、減衰度合い等に基づいて骨評価値が演算される。
【０００３】探触子ユニットは、超音波振動子を含み、その前面には例えば液体バックのようなカップリング部材が配置される。そのカップリング部材によって超音波振動子と生体との間における音響インピーダンス整合が図られる。しかし、生体とカップリング部材との間に僅かでも空気層が介在すると、超音波がそこで減衰、反射されてしまう。そこで、従来においては、カップリング部材の生体当接面にゼリー状の超音波診断用結合剤であるカップリング媒体を手作業で塗布することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その塗布作業は煩雑であり、特に集団検診において各測定の都度塗布作業を行うのは非常に煩雑である。また、手作業によるとカップリング媒体を多く塗りすぎたり逆に少なすぎたりする。前者の場合、その媒体がたれ落ちたり、また経済的でないという問題がある。後者の場合、本来の目的を十分に達成できないという問題もある。また、測定の再現性を考慮すると、常に一定量の塗布が行われるのが望ましい。なお、上記問題は、通常の超音波探触子を生体に当接させて超音波診断を行う場合にも生じるものである。
【０００５】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、カップリング媒体の塗布を確実かつ簡単に行えるようにすることにある。
【０００６】本発明の他の目的は、カップリング媒体の自動塗布をきるだけ簡易な構成でかつ低コストに行うことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、超音波を利用して被検体内部の組織の性状を測定する超音波診断装置において、超音波振動子を有し、前記被検体に対して当接される少なくとも１つの探触子ユニットと、前記探触子ユニットを前記被検体に当接させ又はそこから離脱させるために前記探触子ユニットを進退させる駆動機構と、前記探触子ユニットの後退時に、前記探触子ユニットにおける生体当接面にカップリング媒体を供給する媒体供給手段と、を含むことを特徴とする。
【０００８】上記構成によれば、探触子ユニットの退避状態において、その生体当接面に対して媒体供給手段によりカップリング媒体が自動的に供給される。よって、人為的にカップリング媒体を塗布する煩雑さを解消でき、また供給量を一定量に制御すれば測定の再現性を良好にできる。
【０００９】本発明の好適な態様では、前記媒体供給手段は、前記カップリング媒体を収納した媒体タンクと、前記媒体タンクから前記先端当接面へ前記カップリング媒体を供給する供給管と、前記探触子ユニットの後退時に前記生体当接面に前記供給管の先端部を位置決めし、前記探触子ユニットの生体当接に先立って前記生体当接面から前記供給管の先端部を退避させる第１の連動機構と、を有する。
【００１０】探触子ユニットの生体接触面の前方に（被検体側に）固定的に媒体供給口を設けると、生体接触面を生体に接触させる場合に媒体供給口が生体に接触したり適正な接触が妨げられたりする問題が生じるが、探触子ユニットの退避時にのみ供給管の先端部を位置決めすればそのような問題を生じない。
【００１１】本発明の好適な態様では、前記第１の連動機構は、前記探触子ユニットの進退運動を利用して前記供給管の先端部の位置決め及び退避を行わせる。かかる構成によれば、探触子ユニットの機械的な駆動力の一部を流用して供給管先端部の位置決めを行うことができ、装置構成を簡略化してコストを低減できる。また、探触子ユニットとカップリング媒体の供給とを完全に連動させることができる。
【００１２】本発明の好適な態様では、前記第１の連動機構は、前記供給管の先端部を懸下支持し、前記探触子ユニットの前進により前記供給管の先端部の跳ね上げさせる跳ね上げ機構と、前記探触子ユニットの先進状態で前記供給管の先端部の跳ね上げ状態を維持させる維持機構と、を有する。望ましくは、前記維持機構は、実質的に前記探触子ユニットの上部壁によって構成される。すなわち、探触子ユニットの前進時にはその上部壁によって供給管先端部が支持されて、その跳ね上げ状態が維持され、探触子ユニットの後退時にはその支持が解除されて供給管先端部が探触子ユニットの前方へ位置決めされる。
【００１３】本発明の好適な態様では、前記媒体供給手段は、前記カップリング媒体の供給力を発生するポンプと、前記探触子ユニットの後退運動を利用して前記ポンプを駆動する第２の連動機構と、を含む。望ましくは、前記第２の連動機構は、前記探触子ユニットの後退時にその後部壁によって押され、それにより前記ポンプのピストンを前進駆動する運動伝達部材を有する。この構成によれば、探触子ユニットの後退駆動力の一部をポンプ駆動力として利用してカップリング媒体の供給を行えるので、適切なタイミングでカップリング媒体を供給できるとともに、装置構成を簡略化して装置のコストを低減できる。
【００１４】本発明の好適な態様では、前記探触子ユニットは前記被検体の両側に一対設けられ、前記媒体供給手段は前記一対の探触子ユニットのそれぞれに対応して一対設けらる。本発明の好適な態様では、前記超音波診断装置は、前記被検体に対し超音波を送受波して前記被検体内の骨の性状を測定する骨評価機能を有する。
【００１５】最終測定終了後に探触子ユニットが後退駆動される場合には所定のスイッチの操作によりカップリング媒体の供給が停止されるようにしてもよく、更に次の測定に先立って所定のスィツチの操作によりカップリング媒体の供給が行われるようにしてもよい。その構成によれば、カップリング媒体の無駄を防止でき、同時に測定終了時にふき取るべきカップリング媒体の量を少なくできる。
【００１６】なお、生体接触面に付着したカップリング媒体を自動的に洗い流す機構や生体に対して付着したカップリング媒体を自動的にふき取るあるいは吸い取る機構を設けてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示す概念図である。この超音波診断装置は、人体の骨の診断を行なう骨評価装置である。図１において、被検体としての踵が載置される足置き（図示せず）の両側には、左側アセンブリ１０及び右側アセンブリ１２が設けられている。それらのアセンブリは測定ユニットを構成するものであり、それぞれ対称の構造を有している。以下の説明では、左側アセンブリ１０を代表して説明する。
【００１９】探触子ユニット１６は超音波の送受波を行なう超音波振動子を内蔵している。その超音波放射面（または超音波受波面）側にはカプラー１８が設けられている。カプラー１８は、ドーム状の弾性部材とその内部に収容されたカップリング液とで構成され、探触子ユニット１６を被検体に接触した際に、両者間における音響的な整合を図る機能を有する。しかしながら、カプラー１８と生体との間における密着性が低下すると、超音波の良好な伝搬を行えない。そこで、本実施形態においては、後述する媒体供給機構３０及び供給アーム３２が設けられている。これらについては後に詳述する。
【００２０】探触子ユニット１６は支持部材２０によって支持されており、その支持部材２０は送りネジ２２に係合している。送りネジ２２は、中央から左右にかけて溝の方向が逆相に設定されており、その送りネジ２２に連結されたハンドル２８を回転させると当該送りネジ２２が回転し、その結果、探触子ユニット１６が前後動する。ここで、ハンドル２８を一方方向に回転させれば、左側アセンブリ１０及び右側アセンブリ１２の探触子ユニット１６が互いに近づく方向に運動し、ハンドル２８を他方方向に回転させれば、それらの探触子ユニット１６が互いに離れる方向に運動する。送りネジ２２はその両端部においてネジ受け２４，２６によって支持されている。ちなみに、送りネジ２２とハンドル２８との間には、トルクリミッターが設けられているが図示省略されている。そのトルクリミッターはハンドル２８から一定のトルク以上の回転力が与えられた場合に送りネジ２２への回転力への回転力の伝達を切る機構である。そのトルクリミッターは探触子ユニット１６の前進時において、被検体と接触する際に機能し、また、探触子ユニット１６の後退時において後述する媒体の供給時にも機能する。
【００２１】媒体供給機構３０は、カップリング用の媒体をカプラー１８の前面すなわち生体接触面に供給するための機構である。媒体供給機構３０は支持部材３８によって支持されている。媒体供給機構３０から供給される媒体は、供給アーム３２を介して上述したようにカプラー１８の前方へ送り出されている。図１においてはカプラー１８に塗布された媒体が符号１００で示されている。供給アーム３２は大別して水平アーム３４とその先端において揺動自在に支持された揺動部３６とで構成される。探触子ユニット１６が被検体側へ前進すると、揺動部３６は上方に跳ね上げられ、一方、探触子ユニット１６が後退すると、跳ね上げられた揺動部３６が下方へ垂れ下がり、揺動部３６の先端がカプラー１８の被検体接触面へ位置決めされる。その状態で媒体供給機構３０によって媒体１００が供給される。以上のような構成及び動作は右側アセンブリ１２においても同様である。
【００２２】したがって、ハンドル２８を一方方向に回転させれば、足置き台に置かれた被検体としての足を一対の探触子ユニット１６によって挟むことができ、その状態で２つの探触子ユニット１６を利用して超音波の送受波が行われる。超音波は、骨を通過する際に散乱・減衰し、そのような骨による作用を受信信号に基づいて解析すれば、骨の評価を行うことができる。超音波の送受波後、ハンドル２８を他方方向へ回転させれば、一対の探触子ユニットがそれぞれ後退し、その後退状態において供給アーム３２における揺動部３６がカプラー１８の前方に垂れ下がる。そして、その状態で、カプラー１８への媒体１００の塗布が行われる。そして、次の被検体に対する測定が繰り返し実行される。
【００２３】以上のように、媒体１００を探触子ユニット１６の進退運動に連動させて供給することができ、常に超音波の送受波を良好な状態において行うことができ、ここで、一回の媒体の供給量は一定に制御されるため、測定再現性も良好にできる。測定中においては、揺動部３６が上方に跳ね上げられ、それは探触子ユニット１６の被検体への当接妨げるものではない。
【００２４】ちなみに、最後の測定が完了し、探触子ユニット１６を後退させた場合においては、その場合に限り媒体１００が供給されないように制御することもできる。そして、次の測定に先だって媒体１００が供給されるように制御してもよい。その場合には、媒体の供給を止めるスイッチを設け、そのスイッチの操作によって媒体の供給を停止させ、またそのスイッチの解除によって媒体の供給が行われるようにすればよい。なお、カップリング用の媒体は、生体に対して安全でかつカプラー１８と生体との間におけるインピーダンス整合を図る物質である。
【００２５】図２には、左側アセンブリ１０の詳細な構成が示されている。媒体供給機構３０内には、媒体を供給するためのポンプが設けられている。そのポンプはシリンジ５０及びピストン５２で構成される。シリンジ５０内には媒体タンク５８から供給される媒体１００が注入され、その媒体１００がピストン５２によってチューブ５４を介してカプラー１８の生体接触面へ供給される。媒体タンク５８とシリンジ５０との間にはチューブ５６が設けられ。そのチューブ５６を介してシリンジ５０内への媒体の供給が行われている。チューブ５４には逆止弁６０が設けられており、その逆止弁６０によってシリンジ５０からカプラー１８方向への媒体の流れのみが許容されている。これと同様に、チューブ５６には逆止弁６２が設けられており、媒体タンク５８からシリンジ５０への媒体の流れのみが供給されている。したがって、ピストン５２を前後動させても、チューブ５４及びチューブ５６において媒体が逆流することはない。
【００２６】本実施形態においては、ピストン５２が探触子ユニット１６の後退運動に連動して駆動されている。すなわち、ピストン５２の基端には、当接部材５２Ａが設けられ、その当接部材５２Ａは探触子ユニット１６の後部壁１６Ａに当接する。探触子ユニット１６が後退すれば、その後部壁１６Ａによって当接部材５２Ａが後退方向に押し込まれ、その結果ピストン５２がシリンジ５０内において内部方向に押し込まれる。そして、シリンジ５０内からチューブ５４を介して媒体１００がカプラー１８の前方へ送り出される。
【００２７】バネ５３はピストン５２を復帰させるための復帰バネであり、探触子ユニット１６が前進した場合においては、そのバネ５３の作用によってピストン５２がシリンジ５０の内部方向から外側へ押し出される。その作用に連動して媒体タンク５８から媒体１００がシリンジ５０内に送り込まれることになる。ちなみに、そのような場合においても逆止弁６０の作用によって媒体１００の送り出しは阻止される。
【００２８】上述したように、トルクリミッターによって探触子ユニットの後退運動が規制されており、一定の後退力が働いた時点でトルクリミッターが機能し、その時点で探触子ユニット１６の後退運動は停止する。その結果、ピストン５２の押し込み量も常に一定量に制御され、このためカプラー１８の前方に送り出される媒体の供給量を一定量に制御することが可能である。このような制御により測定条件を常に一定にでき、測定の再現性を向上できる。
【００２９】チューブ５４は、水平アーム３４内から揺動部３６を通ってカプラー１８の前方に導かれている。チューブ５４はフレキシブルなチューブであって、揺動部３６の揺動運動を妨げるものではない。揺動部３６はその基端側に設けられた回転軸３５によって回転自在に支持されている。ちなみに、揺動部３６が完全に垂れ下がる以前において不必要に媒体が供給されないようにするため、逆止弁６０とともに一定の圧力値以上で媒体の供給を許容する弁を設けてもよい。
【００３０】図２において符号１６’は探触子ユニット１６の前進状態を示しており、そのような前進状態ではカプラー１８’が被検体である足１０２に接触する。その場合において、揺動部３６は探触子ユニット１６の上部壁１６Ｂによって上方に跳ね上げられ、かつその上部壁１６Ｂによってその跳ね上げ状態が維持される。それが符号３６’で示されている。
【００３１】図３には、供給アーム３２の部分的な断面図が示されている。水平アーム３４の先端には回転軸３５が設けられ、その回転軸３５によって揺動部３６の基端側が揺動自在に支持されている。図３に示す例では、水平アーム３４及び揺動部３６に跨ってバネ６４が設けられている。このバネ６４の作用により揺動部３６には常にその垂れ下がり方向へ付勢力が及ぼされている。このようなバネ６４により、例えばチューブ５４が一定の剛性を有し、揺動部３６の下方への垂れ下がりが円滑に行えないような場合においても、バネ６４の作用によって揺動部３６の揺動運動を積極的に行わせることができる。その結果、揺動部３６の先端を常にカプラー１８の生体接触面に位置決めすることができる。
【００３２】チューブ５４の先端部５４Ａは、図３に示されるように、カプラー１８側に向けて斜めに切り取られており、その結果、その先端部５４から吐出される媒体はカプラー１８側へ円滑に導かれる。
【００３３】図３に示した例では、バネ６４によって揺動部３６へ付勢力を働かせていたが、もちろん他の構成によって同様の作用を得てもよい。例えば屈曲したチューブ５４を利用し、そのチューブの復元力を利用して揺動部３６の揺動運動を行わせてもよい。
【００３４】以上説明した実施形態によれば、探触子ユニット１６の後退運動に連動させてポンプを駆動でき、そして所定量の媒体をカプラー１８へ導くことが可能である。したがって、媒体の供給に当たって特別な駆動源を設ける必要がないという利点がある。さらに、探触子ユニット１６が前進した状態では、揺動部３６が跳ね上げられ、それは生体に対する探触子ユニット１６の当接の妨げとはならないので、適正な測定を実行することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、カップリング媒体の塗布を確実かつ簡単に行なうことができる。また、そのようなカップリング媒体の自動塗布を簡易な構成で実現できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００２９７９１
【氏名又は名称】アロカ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 研二 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２６７１２３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７６９９６ |
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