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JP2003010177A - 超音波プローブおよび超音波診断装置 - Google Patents

超音波プローブおよび超音波診断装置

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Publication number
JP2003010177A
JP2003010177A JP2001189832A JP2001189832A JP2003010177A JP 2003010177 A JP2003010177 A JP 2003010177A JP 2001189832 A JP2001189832 A JP 2001189832A JP 2001189832 A JP2001189832 A JP 2001189832A JP 2003010177 A JP2003010177 A JP 2003010177A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
power
secondary battery
diagnostic apparatus
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001189832A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuhiro Nozaki
光弘 野崎
Shinichi Amamiya
慎一 雨宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
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Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority to JP2001189832A priority Critical patent/JP2003010177A/ja
Publication of JP2003010177A publication Critical patent/JP2003010177A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 露出した電気接点を持たない信頼性、安全性
が高いコードレスの超音波プローブを提供する。 【解決手段】 二次電池を電源として動作する超音波送
受信手段を内蔵するコードレス超音波プローブ１００
で、磁気コアに巻かれたコイルに外部より電磁誘導によ
り起電力を発生させ、発生した電力で内臓二次電池１１
４に充電を行う。また、プローブは二次電池の残量を表
示する表示手段も有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波プローブ
（ｐｒｏｂｅ）および超音波診断装置に関し、特に、超
音波診断装置本体とワイヤレス（ｗｉｒｅｌｅｓｓ）で
信号を授受する超音波プローブ、および、そのような超
音波プローブを使用する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断では、対象の内部に超音波を
送波してそのエコー（ｅｃｈｏ）を受信し、エコー受信
信号に基づいて、対象の断層像をはじめとする各種の診
断情報を生成する。超音波の送受信は超音波プローブを
通じて行われる。超音波プローブはケーブル（ｃａｂｌ
ｅ）によって超音波診断装置本体と接続され、このケー
ブルを通じて送波用の駆動信号が超音波診断装置本体か
ら供給され、また、エコー受信信号を超音波診断装置本
体に入力する。
【０００３】特開昭５１−１４４０９０号公報には、超
音波プローブと超音波診断装置本体の間の信号の授受を
無線通信によって行い、両者を接続するケーブルを不要
にしたものが記載されている。超音波プローブは内蔵の
電池を電源として動作する。
【０００４】超音波プローブの内蔵電池に外部から供給
される電力を充電するようにしたものが、特開昭６０−
１７６６３１号公報に記載されている。充電はプラグ
（ｐｌｕｇ）とコンセント（ｃｏｎｓｅｎｔ）による物
理的な接触を通じて行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように物理的な
接触を通じて内蔵電池の充電を行う超音波プローブは、
露出した電気接点を持つ。この部分で接触不良や漏電等
が生じてはならないので、超音波プローブには、例えば
汚れやすいところや濡れやすいところでは使用できない
等、使用上種々の制限が課せられる。
【０００６】そこで、本発明の課題は、露出した電気接
点を持たない超音波プローブおよびそのような超音波プ
ローブを備えた超音波診断装置を実現することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
するためのひとつの観点での発明は、二次電池と、前記
二次電池を電源として動作する超音波送受信手段と、前
記二次電池を電源として動作し前記超音波送受信手段に
関わる信号を外部とワイヤレスに通信する通信手段と、
電磁誘導により電力を受電する受電手段と、前記受電手
段が受電した電力を前記二次電池に充電する充電手段
と、を具備することを特徴とする超音波プローブであ
る。
【０００８】（２）上記の課題を解決するための他の観
点での発明は、超音波プローブおよび超音波診断装置本
体からなる超音波診断装置であって、前記超音波プロー
ブは、二次電池と、前記二次電池を電源として動作する
超音波送受信手段と、前記二次電池を電源として動作し
前記超音波送受信手段に関わる信号を前記超音波診断装
置本体とワイヤレスに通信する通信手段と、電磁誘導に
より電力を受電する受電手段と、前記受電手段が受電し
た電力を前記二次電池に充電する充電手段と、を具備
し、前記超音波診断装置本体は、前記超音波送受信手段
に関わる信号を前記超音波プローブとワイヤレスに通信
する通信手段と、前記通信を介して前記超音波送受信手
段を制御する制御手段と、前記通信を介して受信した前
記超音波送受信手段の超音波受信信号に基づいて診断情
報を生成する情報生成手段と、を具備することを特徴と
する超音波診断装置である。
【０００９】（１）および（２）に記載の各観点での発
明では、超音波プローブに内蔵した二次電池に電磁誘導
を利用して電力を充電するので、電気接続用の接点を持
つ必要がない。
【００１０】前記受電手段は、電磁誘導により起電力を
生じるコイルを具備することが、電力を効果的に受電す
る点で好ましい。前記コイルは、磁気コアに巻かれてい
ることが、電力を効率よく受電する点で好ましい。
【００１１】前記超音波プローブは、前記二次電池の電
力の残量を表示する表示手段を具備することが、超音波
プローブの稼働継続性の予想を容易にする点で好まし
い。前記超音波診断装置本体は、電磁誘導により電力を
給電する給電手段を具備することが、本来的に対をなす
もの同士の間で給電を行う点で好ましい。
【００１２】前記超音波診断装置本体は、前記超音波プ
ローブを収容しその状態で前記給電手段により給電を行
う収容手段を具備することが、二次電池の充電を超音波
プローブの収容を兼ねて行う点で好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に超音波診断装置のブ
ロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施
の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の
超音波診断装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１４】図１に示すように、本装置は、プローブ１
００および本体２００からなる。プローブ１００は、本
発明における超音波プローブの実施の形態の一例であ
る。本体２００は、本発明における超音波診断装置本体
の実施の形態の一例である。
【００１５】プローブ１００は、また、本発明の超音波
プローブの実施の形態の一例である。本プローブの構成
によって、本発明の超音波プローブに関する実施の形態
の一例が示される。
【００１６】プローブ１００はトランスデューサアレイ
（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ａｒｒａｙ）１０２を有す
る。トランスデューサアレイ１０２は、複数の超音波ト
ランスデューサをアレイ状に配置したものである。個々
の超音波トランスデューサは例えばＰＺＴ（チタン（Ｔ
ｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛）セラミックス（ｃｅｒａ
ｍｉｃｓ）等の圧電材料によって構成される。なお、プ
ローブ１００の用途によっては、トランスデューサアレ
イ１０２に相当する部分を単一の超音波トランスデュー
サとしてもよい。
【００１７】トランスデューサアレイ１０２は送受信部
１０４に接続されている。送受信部１０４は、トランス
デューサアレイ１０２に駆動信号を与えて超音波を送波
させる。送受信部１０４は、また、トランスデューサア
レイ１０２が受波したエコー信号を受信する。トランス
デューサアレイ１０２および送受信部１０４からなる部
分は、本発明における超音波送受信手段の実施の形態の
一例である。
【００１８】送受信部１０４は通信部１０６に接続され
ている。送受信部１０４は通信部１０６を通じて与えら
れる本体２００からの制御信号に基づいて超音波の送受
信を行う。送受信部１０４はまたエコー受信信号を通信
部１０６を通じて本体２００に入力する。
【００１９】通信部１０６はワイヤレス（ｗｉｒｅｌｅ
ｓｓ）通信を行うものであり、例えば電波を利用して、
本体２００との間で超音波送受信用の制御信号やエコー
受信信号に関する通信を行う。電波のほかには光を利用
して通信を行うようにしてもよい。光は可視光または不
可視光のいずれでもよい。通信部１０６は、本発明にお
ける通信手段の実施の形態の一例である。
【００２０】送受信部１０４および通信部１０６を動作
させる電力は、電源供給部１１２から供給される。電源
供給部１１２は、二次電池１１４に蓄えられている電力
をそれぞれの需要先に適した形態の電力に変換して供給
する。二次電池１１４は、本発明における二次電池の実
施の形態の一例である。
【００２１】二次電池１１４は充電部１１６によって充
電される。充電部１１６は受電部１１８が受電した電力
を二次電池１１４に充電する。受電部１１８は電磁誘導
によって給電された電力を受電する。充電部１１６は、
本発明における充電手段の実施の形態の一例である。受
電部１１８は、本発明における受電手段の実施の形態の
一例である。
【００２２】図２に、受電部１１８の構成の一例を模式
的に示す。同図に示すように、受電部１１８はコイル３
０２を有する。コイル３０２は磁気コア（ｍａｇｎｅｔ
ｉｃｃｏｒｅ）３０４に巻回されている。時間的に変化
する磁束が破線で示すように磁気コア３０４を通ってコ
イル３０２と鎖交するとき、コイル３０２に誘起電圧が
生じるので、電磁誘導による電力を受電することができ
る。
【００２３】なお、基本的にはコイル３０２だけがあれ
ば良く、磁気コア３０４は必須のものではない。ただ
し、磁気コア３０４を用いたほうが、受電の効率を高め
る点で好ましい。コイル３０２は、本発明におけるコイ
ルの実施の形態の一例である。磁気コア３０４は、本発
明における磁気コアの実施の形態の一例である。
【００２４】二次電池１１４には電流センサ（ｓｅｎｓ
ｏｒ）１２０が直列に接続されている。電流センサ１２
０は電流の量および方向を検出する。電流センサ１２０
の検出信号は残量計算部１２２に入力される。残量計算
部１２２は、二次電池１１４に流入する電流を時間積算
して充電量を求め、二次電池１１４から流出する電流を
時間積算して放電量を求め、両者の差から二次電池１１
４における電力の残量を求める。電力の残量は表示部１
２４によって表示される。残量計算部１２２および表示
部１２４を動作させる電力も電源供給部１１２から供給
される。残量計算部１２２および表示部１２４からなる
部分は、本発明における表示手段の実施の形態の一例で
ある。
【００２５】以上の、トランスデューサアレイ１０２な
いし表示部１２４が単一のケース（ｃａｓｅ）内に密封
して収容されている。通信部１０６のアンテナ（ａｎｔ
ｅｎｎａ）もケース内に収容される。ケースは非磁性か
つ非導電性の材料で構成される。ケースは、トランスデ
ューサアレイ１０２の前面に相当する部分に開口を有
し、この開口を通して超音波送受信が行われる。なお、
開口は音響レンズ（ｌｅｎｓ）等によって封じられてい
る。ケースはまた表示部１２４の前面に相当する部分に
表示窓を有し、表示部１２４の表示面が外部から観察可
能になっている。なお、表示窓は透明板によって封じら
れている。
【００２６】このようなプローブ１００は、電気接点が
外部に露出していないので、接触不良や漏電等に煩わさ
れることなく汚れやすいところや濡れやすいところ等で
も使用可能となる。
【００２７】本体２００は通信部２０２を有する。通信
部２０２はプローブ１００の通信部１０６との間で、超
音波送受信用の制御信号やエコー受信信号に関するワイ
ヤレス通信を行う。通信部２０２は、本発明における通
信手段の実施の形態の一例である。
【００２８】通信部２０２は診断情報生成部２０４に接
続されている。診断情報生成部２０４は、通信部２０２
を通じてエコー受信信号を入力し、このエコー受信信号
に基づいて診断情報を生成する。診断情報生成部２０４
は、本発明における情報生成手段の実施の形態の一例で
ある。
【００２９】診断情報としては、例えば、Ｂモード（ｍ
ｏｄｅ）画像、カラードップラ（ｃｏｌｏｒ Ｄｏｐｐ
ｌｅｒ）画像、ドップラスペクトラム（Ｄｏｐｐｌｅｒ
ｓｐｅｃｔｒｕｍ）画像等が生成される。Ｂモード画
像は診断対象の断層像を表す。カラードップラ画像は、
診断対象における血流等の速度分布像を表す。ドップラ
スペクトラム画像はドップラ信号のスペクトラムを表
す。このような診断情報が、診断情報生成部２０４に接
続された表示部２０６で表示される。
【００３０】診断情報生成部２０４および表示部２０６
は制御部２０８によって制御される。制御部２０８は、
また、超音波送受信用の制御信号を通信部２０２を通じ
てプローブ１００に入力する。制御部２０８は、本発明
における制御手段の実施の形態の一例である。制御部２
０８には操作部２１０が接続されている。操作部２１０
は使用者によって操作され、制御部２０８に適宜の指令
や情報を入力するようになっている。
【００３１】本体２００はさらに給電部２２２を有す
る。給電部２２２は、プローブ１００の受電部１１８に
電磁誘導によって電力を供給するためのものである。給
電部２２２は給電駆動部２２４によって駆動される。給
電駆動部２２４は本体２００の外部の商用交流電源に３
００に接続されている。給電駆動部２２４は商用交流電
源３００から与えられる電力を給電部２２２に入力す
る。給電部２２２および給電駆動部２２４からなる部分
は、本発明における給電手段の実施の形態の一例であ
る。
【００３２】図３に、給電部２２２の構成の一例を模式
的に示す。同図に示すように、給電部２２２はコイル５
０２を有する。コイル５０２は磁気コア５０４に巻回さ
れている。
【００３３】コイル５０２には給電駆動部２２４によっ
て交流電流を流す。これによって、時間的に変化する磁
束が破線で示すように磁気コア５０４に生じるので、こ
の磁束と鎖交するコイルに誘起電圧が生じさせることが
できる。すなわち、電磁誘導により電力を給電すること
ができる。
【００３４】なお、基本的にはコイル５０２だけがあれ
ば良く、磁気コア５０４は必須のものではない。ただ
し、磁気コア５０４を用いたほうが、給電の効率を高め
る点で好ましい。
【００３５】給電部２２２から受電部１１８への給電
は、両者をごく接近させた状態で行われる。そのような
給電は、例えば、図４に略図で示すように、プローブ１
００を本体２００のプローブ受け２３０に挿入すること
によって可能になる。プローブ受け２３０は、本発明に
おける収容手段の実施の形態の一例である。
【００３６】プローブ受け２３０の底板の裏側に給電部
２２２を配置されている。なお、底板は非磁性かつ非導
電性の材料でできている。このようなプローブ受け２３
０に、プローブ１００を受電部１１８がある側を下にし
てプローブ受け２３０に挿入することにより、給電部２
２２と受電部１１８がきわめて接近した状態となり、交
流の磁束を媒介とした電磁誘導による給電が効果的に行
われる。
【００３７】給電部２２２および給電駆動部２２４から
なる部分は、給電専用の機器として本体２００とは別体
に構成してもよい。そのような機器をプローブ１００の
保管場所等に設置し、プローブ１００の不使用時に保管
を兼ねて給電を行う。なお、給電は保管時に限らず必要
に応じて随時行ってよいのはもちろんである。
【００３８】超音波診断を行うときは、プローブ１００
をプローブ受け２３０から取り出し診断対象に当接して
使用する。プローブ１００は、本体２００とは物理的に
完全に分離しているので、取り扱いの自由度が極めて高
い。
【００３９】使用の過程で、表示部１２４に示される表
示に基づいて随時二次電池１１４の電力の残量を確認
し、必要に応じて適宜に上記の給電手段を使用して電力
を補充する。
【００４０】プローブ１００は本体２００から完全分離
が可能なので、必要に応じて診断対象の内部に留置する
ことも可能である。その場合、二次電池１１４への電力
の補充は、プローブ１００を適宜に体内から取り出して
行う。あるいは、比較的体表に近い場合は体外から電磁
誘導によって給電を行う。
【００４１】必要に応じて、紛失や盗難等への対策とし
てプローブ１００と本体２００を適宜の索条で連結する
ようにしてもよい。このようにしても、取り扱いの不自
由さは最小限にとどまり実質的に問題はない。
【００４２】あるいは、図５に示すように、給電専用の
機器をプローブ１００を収容可能なケース状の給電器４
００として構成し、プローブ１００を給電器４００に収
容したままで使用可能にしてもよい。給電器４００の電
源コード（ｃｏｄｅ）４０２のプラグ４０４を商用交流
電源のコンセントに差し込んだ状態でこれを使用するこ
とにより、商用交流源から常時給電を受けながら超音波
診断を行うことができる。
【００４３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、露出した電気接点を持たない超音波プローブおよ
びそのような超音波プローブを備えた超音波診断装置を
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
【図２】受電部の一例の略図である。
【図３】給電部の一例の略図である。
【図４】プローブへの給電状態の一例を示す略図であ
る。
【図５】プローブへの給電状態の他の例を示す略図であ
る。
【符号の説明】
１００ プローブ １０２ トランスデューサアレイ １０４ 送受信部 １０６ 通信部 １１２ 電源供給部 １１４ 二次電池 １１６ 充電部 １１８ 受電部 １２０ 電流センサ １２２ 残量計算部 １２４ 表示部 ２００ 本体 ２０２ 通信部 ２０４ 診断情報生成部 ２０６ 表示部 ２０８ 制御部 ２１０ 操作部 ２２２ 給電部 ２２４ 給電駆動部 ３００ 商用交流電源 ３０２，５０２ コイル ３０４，５０４ 磁気コア ２３０ プローブ受け ４００ 給電器 ４０２ 電源コード ４０４ プラグ
フロントページの続き (72)発明者 野崎 光弘 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 (72)発明者 雨宮 慎一 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Ｆターム(参考） 4C301 EE19 EE20 GA20 JA04 LL20 5D019 EE01 5G003 AA01 BA01 DA04 EA05 GB08 5H030 AA06 AS00 BB01 BB21 DD18 DD20 FF42 FF68

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二次電池と、 前記二次電池を電源として動作する超音波送受信手段
    と、 前記二次電池を電源として動作し前記超音波送受信手段
    に関わる信号を外部とワイヤレスに通信する通信手段
    と、 電磁誘導により電力を受電する受電手段と、 前記受電手段が受電した電力を前記二次電池に充電する
    充電手段と、を具備することを特徴とする超音波プロー
    ブ。
  2. 【請求項２】 前記受電手段は、電磁誘導により起電力
    を生じるコイル、を具備することを特徴とする請求項１
    に記載の超音波プローブ。
  3. 【請求項３】 前記コイルは、磁気コアに巻かれてい
    る、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波プロー
    ブ。
  4. 【請求項４】 前記二次電池の電力の残量を表示する表
    示手段、を具備することを特徴とする請求項１ないし請
    求項３にうちのいずれか１つに記載の超音波プローブ。
  5. 【請求項５】 超音波プローブおよび超音波診断装置本
    体からなる超音波診断装置であって、 前記超音波プローブは、 二次電池と、 前記二次電池を電源として動作する超音波送受信手段
    と、 前記二次電池を電源として動作し前記超音波送受信手段
    に関わる信号を前記超音波診断装置本体とワイヤレスに
    通信する通信手段と、 電磁誘導により電力を受電する受電手段と、 前記受電手段が受電した電力を前記二次電池に充電する
    充電手段と、を具備し、 前記超音波診断装置本体は、 前記超音波送受信手段に関わる信号を前記超音波プロー
    ブとワイヤレスに通信する通信手段と、 前記通信を介して前記超音波送受信手段を制御する制御
    手段と、 前記通信を介して受信した前記超音波送受信手段の超音
    波受信信号に基づいて診断情報を生成する情報生成手段
    と、を具備することを特徴とする超音波診断装置。
  6. 【請求項６】 前記受電手段は、 電磁誘導により起電力を生じるコイル、を具備すること
    を特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
  7. 【請求項７】 前記コイルは、磁気コアに巻かれてい
    る、ことを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装
    置。
  8. 【請求項８】 前記超音波プローブは、 前記二次電池の電力の残量を表示する表示手段、を具備
    することを特徴とする請求項５ないし請求項７にうちの
    いずれか１つに記載の超音波診断装置。
  9. 【請求項９】 前記超音波診断装置本体は、 電磁誘導により電力を給電する給電手段、を具備するこ
    とを特徴とする請求項５ないし請求項８にうちのいずれ
    か１つに記載の超音波診断装置。
  10. 【請求項１０】 前記超音波診断装置本体は、 前記超音波プローブを収容しその状態で前記給電手段に
    より給電を行う収容手段、を具備することを特徴とする
    請求項９に記載の超音波診断装置。
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JP2006255102A (ja) * 2005-03-16 2006-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波探触子および超音波診断装置
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