図面 (/)

技術 超音波診断装置及び超音波診断システム

出願人 コニカミノルタ株式会社
発明者 數井健司佐塚友彦
出願日 2019年3月19日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-050757
公開日 2020年9月24日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-151048
状態 未査定
技術分野 超音波診断装置
主要キーワード ハンドキャリー 電源コネクター 演算処理器 電磁両立性 外部バッテリー 内部バッテリー 商用電源電力 ピックアップ回路
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年9月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

電源ラインとは別の通信ラインを設けることなく、電源電力供給元の情報を超音波診断装置通知することである。

解決手段

超音波診断装置10Aは、外部電源ユニット30Aから電源電力が供給される。超音波診断装置10Aは、外部のバッテリー33を有する外部電源ユニット30Aから供給され、バッテリー33の状態を示すバッテリー情報の信号が重畳された電源電力を平滑化する平滑回路13と、平滑化された電源電力を超音波診断装置10A内の各部に供給する電源部16と、外部電源ユニット30Aから供給された電源電力から、バッテリー情報の信号を取り出す信号ピックアップ回路19と、取り出された信号をバッテリー情報に変換するデコード部20と、変換されたバッテリー情報に応じた制御を行う制御部11Aと、を備える。

概要

背景

超音波診断は、超音波探触子体表又は体腔内から当てるという簡単な操作で心臓胎児の様子が超音波画像として得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査を行うことができる。このような超音波診断を行うために用いられる超音波診断装置が知られている。

超音波診断装置として、バッテリー電池)駆動する超音波診断装置が知られている。ここで、図6を参照して、従来の超音波診断システム1Cの構成を説明する。図6は、従来の超音波診断システム1Cの機能構成を示すブロック図である。

図6に示すように、超音波診断システム1Cは、超音波診断装置10Cと、外部電源ユニット30Cと、を有する。超音波診断装置10Cは、制御部11Cと、表示部12と、スイッチ14,15と、電源部16と、充放電制御部17と、バッテリー18と、を備える。超音波診断装置10Cにおいて、超音波探触子、操作部など、他の各部は、図示を省略している。外部電源ユニット30Cは、AC(Alternating Current)アダプター32と、ケーブル37と、を備える。ACアダプター32は、プラグ32aを有する。

超音波診断装置10Cは、例えば、持ち運びが可能な携帯式ハンドキャリータイプ)の超音波診断装置とする。プラグ32aが商用電源コンセントに接続されている場合に、ACアダプター32は、AC電源電力をDC(Direct Current)電圧電源電力に変換し、ケーブル37を介して超音波診断装置10Cに供給する。このとき、制御部11Cは、バッテリー18が満充電でなければ、充放電制御部17によりスイッチ14,15をオンする。DC電圧の電源電力は、電源部16でDC/DC変換されて超音波診断装置10Cの制御部11C、表示部12などの各部に供給されるとともに、バッテリー18に供給されてバッテリー18が充電される。

プラグ32aが商用電源のコンセントに接続されていない場合に、制御部11Cは、充放電制御部17により、スイッチ14をオフにし、スイッチ15をオンする。バッテリー18から放電されたDC電圧の電源電力は、電源部16でDC/DC変換されて超音波診断装置10Cの制御部11C、表示部12などの各部に供給される。

携帯式の超音波診断装置において、AC電源接続せずにバッテリーのみで長時間使用したいという要求が多くある。長時間とは、例えば一日AC電源に接続せずに使用できることであり、こまめに電源を切れば約4時間の稼働時間、こまめに切ることなく、フリーで使うためには約8時間分の稼働時間となる。

このため、商用電源に接続されたAC−DCコンバーター、内蔵された電池に加えて、カートに設置された外付けの電池(バッテリー)から電源電力が供給される超音波診断装置が知られている(特許文献1参照)。

概要

電源ラインとは別の通信ラインを設けることなく、電源電力の供給元の情報を超音波診断装置に通知することである。超音波診断装置10Aは、外部電源ユニット30Aから電源電力が供給される。超音波診断装置10Aは、外部のバッテリー33を有する外部電源ユニット30Aから供給され、バッテリー33の状態を示すバッテリー情報の信号が重畳された電源電力を平滑化する平滑回路13と、平滑化された電源電力を超音波診断装置10A内の各部に供給する電源部16と、外部電源ユニット30Aから供給された電源電力から、バッテリー情報の信号を取り出す信号ピックアップ回路19と、取り出された信号をバッテリー情報に変換するデコード部20と、変換されたバッテリー情報に応じた制御を行う制御部11Aと、を備える。

目的

本発明の課題は、電源ラインとは別の通信ラインを設けることなく、電源電力の供給元の情報を超音波診断装置に通知することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

外部電源部から電源電力が供給される超音波診断装置であって、外部バッテリーを有する前記外部電源部から供給され、当該外部バッテリーの状態を示すバッテリー情報の信号が重畳された電源電力を平滑化する平滑部と、前記平滑化された電源電力を前記超音波診断装置内の各部に供給する電源部と、前記外部電源部から供給された電源電力から、前記バッテリー情報の信号を取り出す信号取出部と、前記取り出された信号をバッテリー情報に変換する変換部と、前記変換されたバッテリー情報に応じた制御を行う第1の制御部と、を備える超音波診断装置。

請求項2

前記第1の制御部は、前記変換されたバッテリー情報に基づく出力情報を生成して出力部に出力させる請求項1に記載の超音波診断装置。

請求項3

前記バッテリー情報は、前記外部バッテリーの残容量情報を含み、前記第1の制御部は、前記変換された信号のバッテリー情報の残容量情報に応じて、低消費電力モードへの移行を行う請求項1又は2に記載の超音波診断装置。

請求項4

前記第1の制御部は、前記外部電源部から電源電力が供給された場合に、前記取り出された信号があるか否かを判別し、前記取り出された信号がある場合に、前記外部バッテリーによる電源電力の供給と判別し、前記取り出された信号がない場合に、前記外部電源部の交流電源による電源電力の供給と判別する請求項1から3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

請求項5

請求項1から4のいずれか一項に記載の超音波診断装置と、前記外部電源部と、を備え、前記外部電源部は、前記外部バッテリーから入力されるバッテリー情報から前記信号を生成する第2の制御部と、前記生成された信号を前記外部バッテリーから放電された電源電力に重畳する重畳部と、を備える超音波診断システム

請求項6

前記重畳部は、前記外部バッテリーから放電された電源電力に前記生成された信号を加算又は減算して重畳する請求項5に記載の超音波診断システム。

請求項7

前記第2の制御部は、周波数振幅パルス幅を制御して前記信号を生成する請求項5又は6に記載の超音波診断システム。

請求項8

前記第2の制御部は、前記バッテリー情報をコード化して前記信号を生成する請求項5から7のいずれか一項に記載の超音波診断システム。

請求項9

前記第2の制御部は、前記バッテリー情報を変調してアナログの前記信号を生成し、前記変換部は、前記取り出されたアナログの信号を復調してバッテリー情報に変換する請求項5から7のいずれか一項に記載の超音波診断システム。

請求項10

前記第2の制御部は、前記外部バッテリーの出力電力所定閾値以上になったか否かを判別し、所定閾値以上になった場合に、前記外部バッテリーから入力されるバッテリー情報から前記信号を生成する請求項5から9のいずれか一項に記載の超音波診断システム。

技術分野

0001

本発明は、超音波診断装置及び超音波診断システムに関する。

背景技術

0002

超音波診断は、超音波探触子体表又は体腔内から当てるという簡単な操作で心臓胎児の様子が超音波画像として得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査を行うことができる。このような超音波診断を行うために用いられる超音波診断装置が知られている。

0003

超音波診断装置として、バッテリー電池)駆動する超音波診断装置が知られている。ここで、図6を参照して、従来の超音波診断システム1Cの構成を説明する。図6は、従来の超音波診断システム1Cの機能構成を示すブロック図である。

0004

図6に示すように、超音波診断システム1Cは、超音波診断装置10Cと、外部電源ユニット30Cと、を有する。超音波診断装置10Cは、制御部11Cと、表示部12と、スイッチ14,15と、電源部16と、充放電制御部17と、バッテリー18と、を備える。超音波診断装置10Cにおいて、超音波探触子、操作部など、他の各部は、図示を省略している。外部電源ユニット30Cは、AC(Alternating Current)アダプター32と、ケーブル37と、を備える。ACアダプター32は、プラグ32aを有する。

0005

超音波診断装置10Cは、例えば、持ち運びが可能な携帯式ハンドキャリータイプ)の超音波診断装置とする。プラグ32aが商用電源コンセントに接続されている場合に、ACアダプター32は、AC電源電力をDC(Direct Current)電圧電源電力に変換し、ケーブル37を介して超音波診断装置10Cに供給する。このとき、制御部11Cは、バッテリー18が満充電でなければ、充放電制御部17によりスイッチ14,15をオンする。DC電圧の電源電力は、電源部16でDC/DC変換されて超音波診断装置10Cの制御部11C、表示部12などの各部に供給されるとともに、バッテリー18に供給されてバッテリー18が充電される。

0006

プラグ32aが商用電源のコンセントに接続されていない場合に、制御部11Cは、充放電制御部17により、スイッチ14をオフにし、スイッチ15をオンする。バッテリー18から放電されたDC電圧の電源電力は、電源部16でDC/DC変換されて超音波診断装置10Cの制御部11C、表示部12などの各部に供給される。

0007

携帯式の超音波診断装置において、AC電源接続せずにバッテリーのみで長時間使用したいという要求が多くある。長時間とは、例えば一日AC電源に接続せずに使用できることであり、こまめに電源を切れば約4時間の稼働時間、こまめに切ることなく、フリーで使うためには約8時間分の稼働時間となる。

0008

このため、商用電源に接続されたAC−DCコンバーター、内蔵された電池に加えて、カートに設置された外付けの電池(バッテリー)から電源電力が供給される超音波診断装置が知られている(特許文献1参照)。

先行技術

0009

特開2011−78498号公報

発明が解決しようとする課題

0010

長時間での稼働のためには、外付けのバッテリーのサイズ、質量も大きくなるため、超音波診断装置とは切り離された別ユニットとしての位置づけとなる。現状のエネルギー密度を考えると、従来の超音波診断装置のバッテリーは、連続稼働で1時間もしくはそれ以下程度だが、質量は、約500[g]であり、8時間稼働の場合、単純計算で容量が現状の8倍になることから、質量も8倍で約4[kg]となり、携帯式の超音波診断装置に組み込むには重すぎる質量となる。

0011

また、超音波診断装置に別ユニット(外付け)のバッテリーを接続する構成とする場合、超音波診断装置側では、DC電圧の電源電力の入力として取り扱うことになる。その場合、超音波診断装置は、AC電源(商用電源)からACアダプターを介してのDC電圧の電源電力の供給、又は長時間使用のための外付けのバッテリーに接続してのDC電圧の電源電力の供給となるため、超音波診断装置側では外付けのバッテリーに接続されているのか、ACアダプターに接続されているのかが分からない、という状態になる。

0012

外付けバッテリーとして、一般的に使用されてきたケースとしては、無停電電源UPS:Uninterruptible Power Supply)がある。UPSは、AC電源と超音波診断装置との間にバッテリー電源として設けられて活用され、停電時に安定して終了できるだけのバッテリー容量を持つことを意図している。UPSは、AC電源の状態通知を行う機能を持つものと持たないものとがある。通知を行う機能を持つ場合、通知の通信方式は、RS−232−C、USB(Universal Serial Bus)、LAN(Local Area Network)を用いることが一般的である。これは、PC(Personal Computer)などの場合OS(Operating System)が動作全体をコントロールしているが、OSとの親和性も影響し、新たなインタフェースを活用するより既存のインタフェースを利用する方が有利なことと、UPSの取り外しは、頻繁に行われないことによる。現在のUPSでは、USB又はLANが多く利用される。

0013

長時間使用のための外付けのバッテリーは、上記UPSの意図とは異なり、AC電源接続での使用ではなく、バッテリーを主電源として活用することで、AC電源が取れない環境、又はAC電源ケーブルを接続することの煩わしさからの解放が要求としてある。そのため、接続状態としては、UPSを接続する構成で、かつ停電時安定して終了するだけではなく、長時間使用を意図したバッテリーに対する需要が増えつつある。

0014

しかし、外付けのバッテリー(外部バッテリー)を使用する場合、超音波診断装置からみえるのはDC電源が外部から供給されている、という状態が分かるのみであり、超音波診断装置との接続がAC電源からの電源供給なのか、外部バッテリーからの電源供給なのかが分からない。このため、供給される電源電力が超音波診断装置の内蔵のバッテリー(内部バッテリー)を充電するために使用されることが起こりえるため、無駄に電力を消費してしまうような使い方をしてしまうおそれがある。

0015

また、外部バッテリーから電源供給されている場合、外部バッテリーの残量の状況が分からないため、突然外部バッテリーの残量がなくなり、内部バッテリーの残量のみで動ける使用可能時間がわかる、というような動き方をするため、計画的な使用ができないおそれがあった。

0016

また、UPSのように、超音波診断装置本体と外部バッテリーとの接続が、電源コネクター以外の、USB、LAN、RS−232−Cなどの通信方式のコネクター接続信号を用意しても、電源ケーブルとは別のケーブルを接続する必要性があり、さらに持ち運び可能な携帯式の外部バッテリーである場合、頻繁にケーブルの接続脱着をおこなうため、接続し忘れの可能性があり、使用する上で煩雑さが出てしまうおそれがあった。

0017

本発明の課題は、電源ラインとは別の通信ラインを設けることなく、電源電力の供給元の情報を超音波診断装置に通知することである。

課題を解決するための手段

0018

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明の超音波診断装置は、
外部電源部から電源電力が供給される超音波診断装置であって、
外部バッテリーを有する前記外部電源部から供給され、当該外部バッテリーの状態を示すバッテリー情報の信号が重畳された電源電力を平滑化する平滑部と、
前記平滑化された電源電力を前記超音波診断装置内の各部に供給する電源部と、
前記外部電源部から供給された電源電力から、前記バッテリー情報の信号を取り出す信号取出部と、
前記取り出された信号をバッテリー情報に変換する変換部と、
前記変換されたバッテリー情報に応じた制御を行う第1の制御部と、を備える。

0019

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記第1の制御部は、前記変換されたバッテリー情報に基づく出力情報を生成して出力部に出力させる。

0020

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の超音波診断装置において、
前記バッテリー情報は、前記外部バッテリーの残容量情報を含み、
前記第1の制御部は、前記変換された信号のバッテリー情報の残容量情報に応じて、低消費電力モードへの移行を行う。

0021

請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記第1の制御部は、前記外部電源部から電源電力が供給された場合に、前記取り出された信号があるか否かを判別し、前記取り出された信号がある場合に、前記外部バッテリーによる電源電力の供給と判別し、前記取り出された信号がない場合に、前記外部電源部の交流電源による電源電力の供給と判別する。

0022

請求項5に記載の発明の超音波診断システムは、
請求項1から4のいずれか一項に記載の超音波診断装置と、
前記外部電源部と、を備え、
前記外部電源部は、
前記外部バッテリーから入力されるバッテリー情報から前記信号を生成する第2の制御部と、
前記生成された信号を前記外部バッテリーから放電された電源電力に重畳する重畳部と、を備える。

0023

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の超音波診断システムにおいて、
前記重畳部は、前記外部バッテリーから放電された電源電力に前記生成された信号を加算又は減算して重畳する。

0024

請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載の超音波診断システムにおいて、
前記第2の制御部は、周波数振幅パルス幅を制御して前記信号を生成する。

0025

請求項8に記載の発明は、請求項5から7のいずれか一項に記載の超音波診断システムにおいて、
前記第2の制御部は、前記バッテリー情報をコード化して前記信号を生成する。

0026

請求項9に記載の発明は、請求項5から7のいずれか一項に記載の超音波診断システムにおいて、
前記第2の制御部は、前記バッテリー情報を変調してアナログの前記信号を生成し、
前記変換部は、前記取り出されたアナログの信号を復調してバッテリー情報に変換する。

0027

請求項10に記載の発明は、請求項5から9のいずれか一項に記載の超音波診断システムにおいて、
前記第2の制御部は、前記外部バッテリーの出力電力所定閾値以上になったか否かを判別し、所定閾値以上になった場合に、前記外部バッテリーから入力されるバッテリー情報から前記信号を生成する。

発明の効果

0028

本発明によれば、電源ラインとは別の通信ラインを設けることなく、電源電力の供給元の情報を超音波診断装置に通知できる。

図面の簡単な説明

0029

本発明の実施の形態の超音波診断システムの機能構成を示すブロック図である。
(a)は、電源電力に信号を重畳しない場合の超音波診断システム及び電源電力の波形を示す図である。(b)は、電源電力に信号を重畳する場合の超音波診断システム及び電源電力の波形を示す図である。
別の電源電力の波形を示す図である。
電源制御処理を示すフローチャートである。
電源電力に信号を重畳する場合の変形例の超音波診断システム及び電源電力の波形を示す図である。
従来の超音波診断システムの機能構成を示すブロック図である。

実施例

0030

添付図面を参照して本発明に係る実施の形態及び変形例を順に詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

0031

(実施の形態)
図1から図4を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。まず、図1を参照して、本実施の形態の超音波診断システム1Aの構成を説明する。図1は、本実施の形態の超音波診断システム1Aの機能構成を示すブロック図である。

0032

図1に示すように、超音波診断システム1Aは、持ち運び可能な携帯式の超音波診断装置10Aと、外部電源ユニット30Aと、を有する。超音波診断装置10Aは、第1の制御部としての制御部11Aと、出力部としての表示部12と、平滑部としての平滑回路13と、スイッチ14,15と、電源部16と、充放電制御部17と、バッテリー18と、信号取出部としての信号ピックアップ回路19と、変換部としてのデコード部20と、を備える。超音波診断装置10Aにおいて、超音波を送受信する超音波探触子、超音波探触子用の駆動信号を生成する送信部、超音波探触子から受信信号を受信する受信部、受信信号から超音波画像データを生成する画像生成部、生成された超音波画像データを表示部12に表示する表示制御部、超音波画像データなどを記憶する記憶部、医師技師などの使用者操作入力を受ける操作部など、他の各部は、図示を省略している。

0033

外部電源ユニット30Aは、第2の制御部としての制御部31Aと、ACアダプター32と、外部バッテリーとしてのバッテリー33と、スイッチ34,35と、重畳部としてのミックス回路36と、ケーブル37と、を有する。ACアダプター32は、プラグ32aを有する。

0034

制御部11Aは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)を備え、ROMに記憶されているシステムプログラムなどの各種処理プログラム読み出してRAMに展開し、展開したプログラムに従って超音波診断装置10Aの各部を制御する。ROMは、半導体などの不揮発メモリーなどにより構成され、超音波診断装置10Aに対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、ガンマテーブルなどの各種データなどを記憶する。これらのプログラムは、コンピューター読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、CPUは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。RAMは、揮発性の記憶部であり、CPUにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。

0035

表示部12は、LCD(Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode-Ray Tube)ディスプレイ有機EL(Electronic Luminescence)ディスプレイ、無機ELティスプレイ及びプラズマディスプレイなどの表示装置が適用可能である。表示部12は、制御部11Aの制御に従って、表示制御部(図示略)から入力された表示用画像信号に従って表示画面上に超音波画像などの表示を行う。

0036

平滑回路13は、フィルターなどで構成され、外部電源ユニット30Aから入力された電源電力の電圧を平滑化する回路である。外部電源ユニット30Aから入力された電源電力は、DC成分にバッテリー33のバッテリー情報の信号成分が重畳された電源電力となる。平滑回路13は、外部電源ユニット30Aから入力された電源電力の電圧を平滑化することで信号成分を除去後、ノイズを抑制した電源電力として後段に出力する。

0037

スイッチ14は、平滑回路13と電源部16との間に設けられ、平滑回路13と電源部16との間を流れる電流のオン/オフを切り替え開閉器である。スイッチ15は、バッテリー18とスイッチ14及び電源部16との間に設けられ、バッテリー18と平滑回路13又は電源部16との間を流れる電流のオン/オフを切り替える開閉器である。なお、開閉器には、FET(Field Effect Transistor)などの半導体によるスイッチも含む。

0038

電源部16は、平滑回路13又はバッテリー18から入力された電源電力をDC/DC変換して超音波診断装置10Aの各部へ分配して供給する。電源部16は、電源電力供給を行う電源である。電源部16は、レギュレーターDC−DCコンバーター、シリーズレギュレーター)によって構成することができる。レギュレーターは、ディスクリート部品で構成された回路でもよいし、IC(IntegratedCircuit)や回路モジュールで構成されてもよい。

0039

充放電制御部17は、平滑回路13から電源電力が入力され、制御部11Aの制御に従い、入力された電源電力及びバッテリー18のバッテリー情報に応じて、スイッチ14,15のスイッチングを行って、バッテリー18の充放電を制御する回路である。充放電制御部17は、制御の複雑さに応じて様々な構成をとることができ、デジタル回路マイコンなどの小規模なCPU、電源制御専用のICなどで実現することができる。充放電制御部17は、SM(System Management)−Busなどにより、制御部11A及びバッテリー18に接続されている。

0040

バッテリー18は、リチウムイオン電池などの充放電可能な2次電池により構成された、超音波診断装置10Aの内蔵バッテリーであり、RSOC(Relative State Of Charge:バッテリーの相対残容量)や、Fault関連の情報などをバッテリー情報として充放電制御部17に出力する機能を有する。RSOCは、バッテリーの満充電容量に対する残容量の比率であり、0〜100%で表される。Fault関連の情報は、バッテリー18が熱を持ちすぎていることを示す情報や、放電電流が流れ過ぎていることを示す情報などの異常状態を示す情報である。

0041

信号ピックアップ回路19は、外部電源ユニット30Aから入力された電源電力から、DC成分を除去し、DC再生し、バッテリー33のバッテリー情報の信号成分を増幅して必要な振幅にしてから信号として取り出す回路である。

0042

デコード部20は、信号ピックアップ回路19から入力された信号を、制御部31Aのエンコードに対応するデコード方式でデコードし、バッテリー33のバッテリー情報として制御部11Aに出力する。

0043

制御部31Aは、外部電源ユニット30Aの各部を制御する制御部であり、バッテリー33から出力されるバッテリー情報をエンコードするエンコーダーとしての機能、スイッチ34,35をオン/オフする機能などを有する。制御部31Aは、マイコンなどのCPU、電源制御専用のICなどで実現することができる。

0044

ACアダプター32は、交流商用電源電力直流のDC電圧の電源電力に変換するアダプターであり、商用電源のコンセントに接続されるプラグ32aを有する。バッテリー33は、リチウムイオン電池などの充放電可能な2次電池により構成された、超音波診断装置10Aの外部バッテリーであり、RSOCや、Fault関連の情報、バッテリー33の出力電力を把握するため電力情報などをバッテリー情報として制御部31Aに出力する。また、バッテリー33の容量は、バッテリー18の容量よりも大きく、比較的長時間の電源電力の出力が可能であるものとする。

0045

スイッチ34は、ACアダプター32とミックス回路36との間に設けられ、ACアダプター32とミックス回路36との間に流れる電流のオン/オフを切り替える開閉器である。スイッチ35は、バッテリー33とスイッチ34及びミックス回路36との間に設けられ、バッテリー33とACアダプター32又はミックス回路36との間に流れる電流のオン/オフを切り替える開閉器である。なお、開閉器には、FETなどの半導体によるスイッチも含む。

0046

ミックス回路36は、ACアダプター32(スイッチ34)又はバッテリー33(スイッチ35)から入力された電源電力のDC電圧に、制御部31Aから入力された信号の電圧を加算して重畳する回路部である。なお、ミックス回路36は、入力された電源電力のDC電圧から、入力された信号の電圧を減算して重畳する構成としてもよい。

0047

ミックス回路36に入力される、ACアダプター32又はバッテリー33からの電源ラインは、数[A]程度の電流が流れているケースもある。このため、制御部31Aは、バッテリー33のバッテリー情報をエンコードして生成する信号のパルス電圧(振幅)を誤動作しない範囲で小さめにし、信号の間隔は大きめにとることで無駄に電力を消費しないようにする。また、エンコードして生成する信号のパルス電圧について、EMC(ElectroMagnetic Compatibility:電磁両立性)上でも問題にならない周波数、エネルギーにして輻射などを抑える必要もある。

0048

ケーブル37は、一端がミックス回路36に電気的に接続され、他端が超音波診断装置10Aの差込口に電気的に接続される1本の電源ケーブルである。

0049

超音波診断システム1Aが備える各部について、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能は、集積回路などのハードウェア回路として実現することができる。集積回路とは、例えばLSI(Large Scale Integration)であり、LSIは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し、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。また、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能をソフトウェアにより実行するようにしてもよい。この場合、このソフトウェアは一つ又はそれ以上のROMなどの記憶媒体光ディスク、又はハードディスクなどに記憶されており、このソフトウェアが演算処理器により実行される。

0050

つぎに、図2図4を参照して、超音波診断システム1Aの動作を説明する。図2(a)は、電源電力に信号を重畳しない場合の超音波診断システム1A及び電源電力の波形を示す図である。図2(b)は、電源電力に信号を重畳する場合の超音波診断システム1A及び電源電力の波形を示す図である。図3は、別の電源電力の波形を示す図である。図4は、電源制御処理を示すフローチャートである。

0051

まず、図2(a)〜図3を参照して、外部電源ユニット30A側の動作を説明する。あらかじめ、超音波診断システム1Aにおいて、外部電源ユニット30Aがケーブル37を介して超音波診断装置10Aに接続されているものとする。この接続がされた場合に、使用される電源は、超音波診断装置10Aの内部電源としてのバッテリー18よりも、外部電源としてのACアダプター32又はバッテリー33が優先され、バッテリー33よりもACアダプター32が優先されるものとする。

0052

図2(a)に示すように、ACアダプター32のプラグ32aが商用電源のコンセントに接続されている場合を説明する。制御部31Aは、ACアダプター32による電源供給のため、スイッチ34をオンする。また、制御部31Aは、バッテリー33のバッテリー情報を参照し、バッテリー情報のRSOCが100%でなく(満充電でなく)かつFault関連の情報が異常状態を示さない場合に、スイッチ35をオンする。ACアダプター32は、AC電源による一定のDC電圧の電源電力を出力する。ACアダプター32から出力された一定のDC電圧の電源電力は、ミックス回路36に入力されるとともに、バッテリー33に供給されてバッテリー33が充電される。ただし、バッテリー33は、放電していなく充電されているため、制御部31Aは、バッテリー情報に対応する信号を生成しない。ミックス回路36は、図2(a)に示す波形のように、時間に対する電圧の値が一定のDC電圧の電源電力を出力する。

0053

一定のDC電圧の電源電力は、平滑回路13及び信号ピックアップ回路19に入力される。平滑回路13は、入力されたDC電圧の電源電力を平滑化して電源部16へ出力する。信号ピックアップ回路19は、バッテリー33のバッテリー情報がないため、入力されたDC電圧の電源電力からバッテリー情報の信号が取り出されず、デコード部20を介してバッテリー情報の信号が制御部11Aに出力されない。

0054

また、超音波診断システム1Aにおいて、ACアダプター32のプラグ32aが商用電源のコンセントに接続され、バッテリー33のバッテリー情報のRSOCが100%であり(満充電であり)又はFault関連の情報が異常状態を示す場合に、制御部31Aは、スイッチ34をオンし、スイッチ35をオフする。ACアダプター32から出力された一定のDC電圧の電源電力は、ミックス回路36に入力される。ただし、バッテリー33がミックス回路36に未接続のため、制御部31Aは、バッテリー33のバッテリー情報に対応する信号を生成しない。このため、ミックス回路36は、図2(a)に示す波形のように、時間に対する電圧の値が一定のDC電圧の電源電力を出力する。

0055

図2(b)に示すように、ACアダプター32のプラグ32aが商用電源のコンセントに接続されなく、バッテリー33の残容量がある(RSOC>0%)場合を説明する。制御部31Aは、バッテリー33からACアダプター32への逆流防止のため、スイッチ34をオフする。また、制御部31Aは、スイッチ35をオンする。バッテリー33から放電された一定のDC電圧の電源電力は、ミックス回路36に入力される。制御部31Aは、バッテリー33のバッテリー情報の電力情報に応じて、バッテリー33の出力電力値所定値以上になった場合に、バッテリー33から出力されたバッテリー情報をエンコードして信号を生成しミックス回路36に出力する。

0056

このとき、ミックス回路36は、例えば、図2(b)に示す波形のように、時間に対する電圧の値が一定のDC電圧に、バッテリー33のバッテリー情報に対応する一定振幅の信号を重畳(加算)した電源電力を出力する。

0057

超音波診断装置10Aは、超音波診断装置10Aに入力される電源電力に電圧信号が重畳されていると、消費電力も高くなる。このため、バッテリー33の出力電力値が所定値以上になった場合に電源電力に信号を重畳させ、通信頻度、信号量を低下することで、超音波診断装置10Aの消費電力も低下するとともに、バッテリー33が超音波診断装置10Aに接続(電源電力の放電)されたことを、重畳する信号により超音波診断装置10A側で認識するまでの時間を短縮する。

0058

また、あらかじめ定義された信号に従って送受信プロトコルを決めておき、制御部31Aが、当該送受信プロトコルに応じてバッテリー情報をエンコードして信号を生成することで、バッテリー情報を伝達可能となる。制御部31Aは、バッテリー33のバッテリー情報をエンコードし、周波数、振幅、パルス幅などを制御して信号を生成する。例えば、一度に送信する信号量に応じてパルス数を決める。例えば、パルス1発だと、バッテリー33からの電源電力でRSOCが10%以下、2発だとバッテリー33からの電源電力でRSOCが10%以上50%以下というようにする。制御部31Aが、バッテリー33のバッテリー情報を、所定周期、例えば10分に1回送信すると決めておけば、超音波診断装置10A側もそれに応じて対応可能である。

0059

バッテリー情報の信号が重畳された電源電力は、平滑回路13及び信号ピックアップ回路19に入力される。平滑回路13は、入力されたDC電圧の電源電力を平滑化して電源部16へ出力する。信号ピックアップ回路19は、入力されたDC電圧の電源電力からバッテリー情報の信号をピックアップする。デコード部20は、信号ピックアップ回路19で取り出された信号をデコードして制御部11Aに出力する。

0060

また、制御部31Aは、エンコードにより、図3に示すように、UNREG(Unregulated:一定電圧ではない電源の)電圧として、DC電圧レベル複数段階に変えた信号を生成する構成としてもよい。

0061

また、制御部31Aは、エンコードにより、CAN(Controller Area Network)信号、8b10bなど、他の通信方式でコード化した信号を生成する構成としてもよい。CAN信号は、自動車内部の通信などで採用されている通信のバス規格の信号である。8b10bは、8ビットデータを10ビットデータに変換して転送する方法であり、信号線クロック信号を埋め込んでおり、同一配線でデータとクロックとを転送する。本方式は、イーサネット登録商標)(LAN)、PCIe(Peripheral Component Interconnect express)、SATA(Serial Advanced Technology Attachment)、USB3.0(SS(Super Speed))にも採用されている。これらのコード方式は、物理層及び転送レートはそれぞれの規格化されたインタフェースとは異なるが、信号伝送の方式として適用することで、通信プロトコルが既存のまま活用できるとともに、大容量の通信が必要な時に活用できる。

0062

ついで、図4を参照して、超音波診断装置10A側の動作として、制御部11Aで実行される電圧制御処理を説明する。まず、制御部11Aは、充放電制御部17に入力される電源電力の有無に応じて、外部電源ユニット30Aからの電源電力の入力があるか否かを判別する(ステップS11)。外部電源電力の入力がある場合(ステップS11;YES)、制御部11Aは、デコード部20からのデコード後のバッテリー情報の信号の有無に応じて、電源電力にバッテリー33のバッテリー情報が含まれるか否かを判別する(ステップS12)。

0063

バッテリー情報が含まれる場合(ステップS12;YES)、制御部11Aは、電源電力がバッテリー33から供給されている外部バッテリー駆動であり、外部バッテリー駆動であることを示し、入力されたバッテリー33のバッテリー情報を示す表示情報を生成して表示部12に表示するとともに、充放電制御部17により、入力されるバッテリー18のバッテリー情報に応じて、スイッチ14,15をオン/オフ制御して電源制御を行い(ステップS13)、ステップS11に移行する。

0064

ステップS13の表示情報は、例えば、バッテリー33のバッテリー情報のうちの、RSOCを示す文字や図形などの情報と、Faultに関連する情報に対応する警告情報とを含む。また、ステップS13において、バッテリー33からバッテリー18に充電するのは無駄であるとして、制御部11Aは、充放電制御部17により、スイッチ14をオンし、スイッチ15をオフする制御を行う。

0065

なお、ステップS13において、バッテリー18のバッテリー情報のRSOCが100%でなく(満充電でなく)、Faultに関連する情報が異常状態を示さない場合に、制御部11Aは、充放電制御部17により、スイッチ14,15をオンして、平滑回路13、電源部16を介して、超音波診断装置10Aの各部へ電源電力を供給させるとともに、バッテリー18を充電する構成としてもよい。この構成では、ステップS13において、バッテリー18のバッテリー情報のRSOCが100%であり(満充電)、又はFaultに関連する情報が異常状態を示す場合に、制御部11Aは、充放電制御部17により、スイッチ14をオンし、スイッチ15をオフして、平滑回路13、電源部16を介して、各部へ電源電力を供給させる。

0066

バッテリー情報が含まれない場合(ステップS12;NO)、電源電力がACアダプター32から供給されているAC駆動であり、制御部11Aは、AC駆動であることを示し、バッテリー18のバッテリー情報を示す表示情報を生成して表示部12に表示するとともに、充放電制御部17により、入力されるバッテリー18のバッテリー情報に応じて、スイッチ14,15をオン/オフ制御して電源制御を行い(ステップS14)、ステップS11に移行する。

0067

ステップS14において、バッテリー18のバッテリー情報のRSOCが100%でなく(満充電でなく)、Faultに関連する情報が異常状態を示さない場合に、制御部11Aは、充放電制御部17により、スイッチ14,15をオンして、平滑回路13、電源部16を介して、超音波診断装置10Aの各部へ電源電力を供給させるとともに、バッテリー18を充電する。また、ステップS13において、バッテリー18のバッテリー情報のRSOCが100%であり(満充電)、又はFaultに関連する情報が異常状態を示す場合に、制御部11Aは、充放電制御部17により、スイッチ14をオンし、スイッチ15をオフして、平滑回路13、電源部16を介して、各部へ電源電力を供給させる。

0068

外部電源電力の入力がない場合(ステップS11;NO)、制御部11Aは、電源電力がバッテリー18から供給される内部バッテリー駆動であり、内部バッテリー駆動であることを示し、バッテリー18のバッテリー情報を示す表示情報を生成して表示部12に表示するとともに、充放電制御部17により、入力されるバッテリー18のバッテリー情報に応じて、スイッチ14,15をオン/オフ制御して電源制御を行い(ステップS15)、ステップS11に移行する。

0069

ステップS15の表示情報は、例えば、バッテリー18のバッテリー情報のうちの、RSOCを示す文字や図形などの情報と、Faultに関連する情報に対応する警告情報とを含む。また、ステップS15において、バッテリー18のバッテリー情報のFaultに関連する情報が異常状態を示さない場合に、制御部11Aは、充放電制御部17により、スイッチ14をオフし、スイッチ15をオンして、各部へ電源電力を供給させる。ステップS15において、バッテリー18のバッテリー情報のFaultに関連する情報が異常状態を示す場合に、例えば、制御部11Aは、充放電制御部17により、スイッチ14をオフし、スイッチ15もオフして、各部への電源電力の供給を停止する。

0070

なお、バッテリー18のRSOCが少なくなってきたら(例えば所定値よりも低くなったら)、制御部11Aが、消費電力の低減のための動作をすることも可能である。例えば、必要に応じて、制御部11Aが、RSOCに基づいて、低消費電力モードとして、待機電源モードであるスタンバイへの移行や、現在の状態の情報を記憶部へ一時的に保存するレジュームなどへの移行を活用して、消費電力の低減を図る。

0071

以上、本実施の形態によれば、超音波診断装置10Aは、外部電源ユニット30Aから電源電力が供給される。超音波診断装置10Aは、外部のバッテリー33を有する外部電源ユニット30Aから供給され、バッテリー33の状態を示すバッテリー情報の信号が重畳された電源電力を平滑化する平滑回路13と、平滑化された電源電力を超音波診断装置10A内の各部に供給する電源部16と、外部電源ユニット30Aから供給された電源電力から、バッテリー33のバッテリー情報の信号を取り出す信号ピックアップ回路19と、取り出された信号をバッテリー情報にデコードするデコード部20と、デコードされたバッテリー情報に応じた制御を行う制御部11Aと、を備える。

0072

このため、電源ラインとしてのケーブル37とは別の通信ラインを設けることなく、電源電力の供給元のバッテリー33のバッテリー情報を超音波診断装置10Aに通知でき、超音波診断装置10A側でバッテリー33のバッテリー情報を認識できる。

0073

また、制御部11Aは、デコードされたバッテリー情報に基づく表示情報を生成して表示部12に表示させる。このため、バッテリー33のバッテリー情報を通知するので、使用者がバッテリー情報及びこれに基づく使用可能時間などを認識でき、必要な措置をとることができる。

0074

また、バッテリー情報は、バッテリー33の残容量情報を含む。制御部11Aは、デコードされた信号のバッテリー情報のRSOCに応じて、スタンバイや、レジュームなどの低消費電力モードへの移行を行う。このため、RSOCに応じて、超音波診断装置10Aの省電力を図ることができる。

0075

また、制御部11Aは、外部電源ユニット30Aから電源電力が供給された場合に、取り出された(デコードされた)信号があるか否かを判別し、取り出された信号がある場合に、バッテリー33による電源電力の供給と判別し、取り出された信号がない場合に、外部電源ユニット30AのACアダプター32のAC電源による電源電力の供給と判別する。このため、電源電力に重畳された信号が来ないことをもってバッテリー33からの接続がないことを認識でき、制御部11Aが電源電力の供給元(ACアダプター32又はバッテリー33)に応じた表示情報の表示制御や電源制御を行うことができる。

0076

また、超音波診断システム1Aは、超音波診断装置10Aと、外部電源ユニット30Aと、を備える。外部電源ユニット30Aは、バッテリー33から入力されるバッテリー情報から信号を生成する制御部31Aと、生成された信号をバッテリー33から放電された電源電力に重畳するミックス回路36と、を備える。このため、電源ラインとしてのケーブル37とは別の通信ラインを設けることなく、電源電力の供給元のバッテリー33のバッテリー情報を超音波診断装置10Aに通知できる。

0077

また、ミックス回路36は、バッテリー33から放電された電源電力に、生成された信号を加算又は減算して重畳する。このため、信号を電源電力に容易に重畳できる。

0078

また、制御部31Aは、周波数、振幅、パルス幅を制御して信号を生成する。このため、信号を適切に生成できる。

0079

また、制御部31Aは、バッテリー情報をコード化して信号を生成する。このため、情報量の多い信号を容易に生成できる。

0080

また、制御部31Aは、バッテリー33の出力電力が所定閾値以上になったか否かを判別し、所定閾値以上になった場合に、バッテリー33から入力されるバッテリー情報から信号を生成する。このため、バッテリー33と超音波診断装置10Aとの間で常に情報を流すのではなく、バッテリー33の電源電力の放電を電力消費で判断し、そこから通信を開始することで、情報を常に流すことによる無駄な電力を低下して超音波診断装置10Aの消費電力を低下できるとともに、情報通信によるノイズなどのリスク下げることができる。さらに、バッテリー33が超音波診断装置10Aに接続(電源電力の放電)されたことを、重畳する信号により超音波診断装置10A側で認識するまでの時間を短縮できる。

0081

(変形例)
図5を参照して、上記実施の形態の変形例を説明する。図5は、電源電力に信号を重畳する場合の超音波診断システム1B及び電源電力の波形を示す図である。

0082

図5に示すように、本変形例では、上記実施の形態の超音波診断システム1Aに代えて、超音波診断システム1Bを用いる。超音波診断システム1Bは、超音波診断装置10Bと、外部電源ユニット30Bとを備える。超音波診断装置10Bは、上記実施の形態の超音波診断装置10Aの制御部31Aを、制御部31Bに代えた構成を有する。外部電源ユニット30Bは、上記実施の形態のデコード部20を、変換部としての復調部21に代えた構成を有する。

0083

制御部31Bは、外部電源ユニット30Bの各部を制御する制御部であり、バッテリー33から出力されるバッテリー情報を変調するモジュレーター(変調部)としての機能、スイッチ34,35をオン/オフする機能などを有する。制御部31Bは、マイコンなどのCPU、電源制御専用のICなどで実現することができる。バッテリー33のバッテリー情報の変調方式は、例えばアナログ信号を用いる変調方式として、FM(Frequency Modulation)変調、AM(Amplitude Modulation)変調などが適用できる。これにより、アナログ信号としての伝送となり、混入する周波数を制限し、超音波診断システム1Bの回路へのノイズの影響を抑制する。

0084

復調部21は、信号ピックアップ回路19から入力された信号を、制御部31Bの変調方式に対応する復調方式で復調し、バッテリー33のバッテリー情報として制御部11Aに出力する。

0085

以上、本変形例によれば、制御部31Bは、バッテリー33のバッテリー情報を変調してアナログの信号を生成する。復調部21は、電源電力から取り出されたアナログの信号を復調してバッテリー情報に変換する。このため、信号を適切に生成できるとともに、アナログ信号としての伝送となり、混入する周波数を制限し、超音波診断システム1Bの回路へのノイズの影響を抑制できる。

0086

なお、上記実施の形態及び変形例における記述は、本発明に係る好適な超音波診断装置及び超音波診断システムの一例であり、これに限定されるものではない。

0087

例えば、上記実施の形態及び変形例では、制御部11Aが、バッテリー33のバッテリー情報に基づく表示情報を生成して表示部12に表示する構成としたが、これに限定されるものではない。超音波診断装置10A,10Bが、出力部として、アンプスピーカーなどの音声出力部を備え、制御部11Aが、バッテリー33のバッテリー情報に基づく音声情報を生成して音声出力部に音声出力させる構成としてもよい。

0088

また、以上の実施の形態及び変形例における超音波診断システム1A,1Bを構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

0089

1A,1B,1C超音波診断システム
10A,10B,10C超音波診断装置
11A,11C,31A,31B 制御部
12 表示部
13平滑回路
14,15,34,35 スイッチ
17充放電制御部
18,33バッテリー
19 信号ピックアップ回路
20デコード部
21復調部
30A,30B,30C外部電源ユニット
32ACアダプター
32aプラグ
36ミックス回路
37 ケーブル

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ