JP2005305045A - 内視鏡 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本内視鏡3は操作部22付近で、送気送水管路60bが挿通されたチューブユニット19を着脱自在にして、送気送水により観察機能を確保できるようにすると共に、トラックボール69等の各種の操作手段を設けた操作部22内に、アンテナ部141を配置し無線通信を行えるようにした。
【選択図】 図9
Description
このように撮像素子を内蔵した内視鏡の場合には、挿入部の後端側に設けられた操作部から照明光を伝送するライトガイドと、撮像素子に接続された信号線とが挿通されたユニバーサルケーブルが延出される。
またユニバーサルケーブル内には、送気送水や吸引を行うための管路が挿通されている。
操作部からユニバーサルケーブルが延出された内視鏡においては、管路系が長くなるため、洗浄や滅菌に時間がかかる。
また、挿入部を体腔内に挿入して実際に内視鏡検査を行おうとした場合、送気送水や吸引の機能を有しないため、観察窓に体液等が付着して鮮明に観察できないような場合には、視野を確保することが簡単にできない。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、観察機能を確保でき、かつ無線通信ができる内視鏡を提供することを目的とする。
また、本発明は、操作性及び観察機能を確保でき、無線通信ができると共に、短時間に洗浄や滅菌を行うことができる内視鏡を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、操作性及び観察機能を確保でき、かつ安定した無線通信ができる内視鏡を提供することを目的とする。
前記操作部内に設けられたアンテナにより、前記撮像手段による画像データを含む情報を外部の内視鏡周辺装置に無線伝送する無線伝送手段と、
を具備したことを特徴とする。
上記構成により、送気送水等による観察機能等の低下を防止する管路を有し、かつ操作部内に無線伝送手段を設けて、良好な操作性を確保している。
図7は実施例1の内視鏡の詳細な構成を示し、図8は図7のC矢視により操作部に設けたトラックボール等を示し、図9は内視鏡内に設けられた構成要素における電気系の構成を示し、図10は電源発生部の構成を示し、図11は内視鏡システム制御装置の主要部の電気系の構成を示し、図12はAWSユニットの電気系の構成を示す。
図13は観察モニタのモニタ表示面の代表的な表示例とメニュー表示の具体例を示し、図14はAWSユニットの起動処理の動作内容を示し、図15は内視鏡の起動処理の動作内容を示し、図16は起動時に無線による接続の可否を決定する起動処理の内容を示し、図17は撮像制御処理の動作内容を示す。
図1に示すように本発明を備えた内視鏡システム1は、検査ベッド2に横たわる図示しない患者の体腔内に挿入して内視鏡検査を行う軟性の内視鏡(スコープともいう)3と、この内視鏡3が接続され、送気、送水及び吸引機能を備えた送気・送水・吸引ユニット(以下、AWSユニットと略記)4と、内視鏡3に内蔵された撮像素子に対する信号処理と、内視鏡3に設けられた各種操作手段に対する制御処理等を行う内視鏡システム制御装置5と、この内視鏡システム制御装置5により生成された映像信号を表示する液晶モニタ等による観察モニタ6とを有する。
また、この内視鏡システム1は、内視鏡システム制御装置5により生成された例えばデジタル映像信号をファイリング等する画像記録ユニット7と、AWSユニット4に接続され、内視鏡3の挿入部内に形状検出用コイル(以下、UPDコイルと略記)が内蔵された場合には、そのUPDコイルにより発生される電磁場の信号を受信する等して各UPDコイルの位置を検出して内視鏡3の挿入部の形状を表示するためのUPDコイルユニット8とを有する。
また、図1に示すように、AWSユニット4と内視鏡システム制御装置5とは無線で情報(データ)の送受信を行うようにしている。なた内視鏡3は、AWSユニット4及び内視鏡システム制御装置5と、無線で情報(データ)の送受信(双方向の伝送)をする。
また、AWSユニット4は、内視鏡システム制御装置5側から無線で送信されるデータをアンテナ部13で受け、データ受信部14により復調してデータ通信制御部11にそのデータを送る。本発明では、無線方式でデータを送信する場合には、例えばIEEE802.11gの規格により最大のデータ通信速度が54MbpsのワイヤレスLANを形成している。
図2(B)は、有線方式であり、具体例として、内視鏡3とAWSユニット4とでデータ送受信を行う場合として説明する。内視鏡3に内蔵したデータ通信制御部11により、データ送信部12′を経て電気コネクタ15から有線でAWSユニット4に送信する。 また、AWSユニット4から送信されるデータは電気コネクタ15及びデータ受信部14′を経てデータ通信制御部11にそのデータを送る。
また、図3は、本発明の内視鏡3の概略の構成を示する。この内視鏡3は、内視鏡本体18と、この内視鏡本体18に着脱自在に接続され、例えば使い捨てタイプ(ディスポーザブルパイプ)のチューブユニット19とからなる。チューブユニット19は、従来のユニバーサルケーブルより細径化されており、本実施例においては後述するように2つの送気送水管路60b、61bと電源線73a及び信号線73bのみから構成されている。 内視鏡本体18は、体腔内に挿入される軟性の挿入部21と、この挿入部21の後端に設けられた操作部22とを有し、この操作部22にはチューブユニット19の基端が着脱自在に接続される。
また、先端部24の後端には低力量で湾曲させることができる湾曲部27が設けてあり、操作部22に設けたアングル/リモコン操作子28を操作することにより、湾曲部27を湾曲することができる。このアングル/リモコン操作子28は、アングル操作(湾曲操作)と、送気送水、吸引等の操作、内視鏡システム制御装置5等に対する遠隔制御操作(具体的には、フリーズ指示操作、レリーズ指示操作)としてのリモコン操作等を行うことができるようにしている。また、挿入部21には硬度可変とする部分が形成され、挿入などをより円滑に行えるようにしている。
また、挿入部21内に、洗浄レベル検出部29を設けて、管路の洗浄レベル等を検出できるようにしても良い。
次に図4を参照して、内視鏡システム1のより具体的な構成を説明する。
また、検査ベッド2における患者が横たわる上面部分には、UPDコイルユニット8が埋め込まれている。このUPDコイルユニット8は、UPDケーブル34により、AWSユニット4に接続される。
後述するように内視鏡システム制御装置5には、内視鏡3からCCD25により撮像した画像データが送信されると共に、AWSユニット4側からUPDコイルユニット8を用いて検出した内視鏡3の挿入部形状(UPD画像)の画像データが送信され、従って内視鏡システム制御装置5は、これらの画像データに対応する映像信号を観察モニタ6に送り、その表示面に内視鏡画像と共にUPD画像も表示することもできるようにしている。
また、本実施例においては、検査ベッド2における長手方向の一方の端部及びその下部の位置には、収納用凹部が形成されており、この収納用凹部にトレー運搬用トロリ38を、スライド自在に収納できるようにしている。このトレー運搬用トロリ38の上部には、図7に示す内視鏡3が収納されるスコープトレー39が載置される。
そして、滅菌或いは消毒された内視鏡3を収納したスコープトレー39をトレー運搬用トロリ38により運搬でき、検査ベッド2の収納用凹部に収納できる。術者は、スコープトレー39から内視鏡3を引き出して内視鏡検査に使用できると共に、内視鏡検査の終了後には再びこのスコープトレー39に収納すれば良い。その後、トレー運搬用トロリ38により、使用後の内視鏡3を収納したスコープトレー39を運搬することにより、滅菌或いは消毒もスムーズに行うことができる。
この場合、AWSユニット4側のスコープコネクタ40のより具体的な外観形状を図5に示す。また、図6は、AWSユニット4側のスコープコネクタ40及び内視鏡3側のスコープコネクタ41の内部構造を接続状態で示している。
実際には図6に示すようにAWSユニット4の前面には、凹部形状のAWSアダプタ取り付け部が設けてあり、このAWSアダプタ取り付け部には、AWSアダプタ(管路接続アダプタ)42を取り付けることにより、スコープコネクタ40が形成され、このスコープコネクタ40に内視鏡3のスコープコネクタ41が接続される。
次に図7を参照して本発明の実施例1の内視鏡3の具体的な構成を説明する。
図3において、その概略を説明したように、本実施例の内視鏡3は、軟性の挿入部21及びその後端に設けられた操作部22を有する内視鏡本体18と、この内視鏡本体18における操作部22の基端(前端)付近に設けた(チューブユニット接続用)コネクタ部51に、その基端の総合コネクタ部52が着脱自在に接続される使い捨てタイプ(ディスポタイプと略記)のチューブユニット19とからなる。
挿入部21は、この挿入部21の先端に設けた硬質の先端部24と、その先端部24の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部27と、この湾曲部27の後端から操作部22までの細長の軟性部(蛇管部)53とからなり、この軟性部53における途中の複数箇所、具体的には2箇所には、電圧を印加することにより伸縮し、硬度も変化させることができる導電性高分子人工筋肉(EPAMと略記)と呼ばれる硬度可変用アクチュエータ54A、54Bとが設けてある。
挿入部21の先端部24に設けた照明窓の内側には、照明手段として例えば発光ダイオード(LEDと略記)56が取り付けられ、このLED56の照明光は、このLED56に一体的に取り付けられた照明レンズを介して前方に出射され、患部等の被写体を照明する。なお、このLED56は、白色光を発生するLEDでも良いし、赤(R),緑(G),青(B)の各波長域の光を発生するR用LED、G用LED及びB用LEDを用いて構成しても良い。照明手段を形成する発光素子としては、LED56に限定されるものでなく、LD(レーザダイオード)等を用いて形成することもできる。
LED56及びCCD25にそれぞれ一端が接続され、挿入部21内に挿通された信号線の他端は、例えば操作部22内部に設けられ、集中制御処理(集約制御処理)を行う制御回路57に接続されている。
また、挿入部21内には、その長手方向に沿って所定間隔でUPDコイル58が複数配置され、各UPDコイル58に接続された信号線は、操作部22内に設けたUPDコイル駆動ユニット59を介して制御回路57に接続されている。
アングル用アクチュエータ27a及び硬度可変用アクチュエータ54A、54Bに用いられるEPAMは、例えば板形状の両面に電極を取り付け、電圧を印加することにより、厚み方向に収縮させ、長手方向に伸長させることができる。なお、このEPAMは、例えば印加する電圧による電界強度Eの略2乗に比例して歪み量を可変することができる。 アングル用アクチュエータ27aとして利用する場合には、ワイヤ形状等に形成して一方を伸長させ、反対側を収縮させることにより、通常のワイヤによる機能と同様に湾曲部27を湾曲させることができる。また、この伸長或いは収縮により、その硬度を可変させることができ、硬度可変用アクチュエータ54A、54Bではその機能を利用してその部分の硬度を可変可能にしている。
そして、送気送水管路60aは、チューブユニット19内に挿通された送気送水管路60bに接続され、吸引管路61aは、チューブユニット19内に挿通された吸引管路61bに接続されると共に、チューブコネクタ52a内で分岐して外部に開口し、鉗子等の処置具を挿入可能とする処置具挿入口(鉗子口と略記)62と連通する。この鉗子口62は、鉗子栓62aにより、使用しない場合には閉塞される。
これら送気送水管路60b及び吸引管路61bの手元側の後端は、スコープコネクタ41において、送気送水口金63及び吸引口金64となる。
さらに操作部22におけるこれらスコープスイッチSW1,SW2,SW3が設けられた位置と反対側の上面として傾斜して形成された斜面部Saには、把持部68を把持した手で操作可能とする位置にアングル操作(湾曲操作)や切り換えて他のリモコン操作の設定等を行う防水構造のトラックボール69が設けてある。
また、図7におけるC矢視を図8に示す。図8に示すように、この斜面部Saにおけるトラックボール69の両側には、2つのスコープスイッチSW4,SW5が操作部22の長手方向の両側となる左右方向に左右対称となる位置に設けてある。スコープスイッチSW4,SW5は、通常は、送気送水スイッチと吸引スイッチの機能が割り付けられる。
このように操作部22には、トラックボール69等の各種の操作手段が、その長手方向の中心軸に関して左右対称に設けられているので、術者が操作部22の把持部68を把持して操作する場合、左手で把持する場合と右手で把持して操作する場合のいずれにおいても同じように良好な操作性を確保できるようにしている。
このトラックボール69及びスコープスイッチSW4,SW5も制御回路57に接続されている。トラックボール69及びスコープスイッチSW1〜SW5は、図3のアングル/リモコン操作子28に該当する。
そして、ユーザは、このスコープコネクタ41をAWSユニット4に接続することにより、図6及び図12に示すように電源線73aは、AWSユニット4の電気コネクタ43を介して電源ユニット75に接続される。なお、送受信ユニット77は、無線による電波の送受信を行うアンテナと接続される。
また、本実施例の内視鏡3は、内視鏡本体18をチューブユニット19と接点レスで着脱自在に接続する構成にしていることが特徴の1つになっている。
図9は、内視鏡本体18の操作部22内に配置された制御回路57等と、挿入部21の各部に配置された主要構成要素における電気系の構成を示す。
図9における左側の下部に示す挿入部21の先端部24には、CCD25とLED56とが配置され、図面中その上に記載された湾曲部27にはアングル用アクチュエータ(本実施例では具体的にはEPAM)27a及びエンコーダ27cが配置されている。
また、挿入部21の軟性部53の上に記載された操作部22の表面には、トラックボール69、送気送水SW(SW4)、吸引SW(SW5)、スコープSW(SW1〜3)が配置される。なお、後述するようにトラックボール69は、アングル操作と他の機能の選択設定等に利用される。
図9の左側に示したこれらは、信号線を介してその右側に示した操作部22に設けた制御回路57(なお、UPDコイル駆動ユニット59は操作部22内)と接続され、制御回路57は、それらの機能の駆動制御や信号処理等を行う。
また、この状態保持メモリ82或いは少なくともプログラム保持メモリ82aは、例えば不揮発性で電気的に書き換え可能なフラッシュメモリ或いはEEPROM等で構成され、状態管理部81を介してプログラムデータの変更を簡単に行えるようにしている。
また、この状態保持メモリ82に、以下のように各内視鏡3に固有な機種情報や使用状況に対応した個体情報を書き込んで保持し、その情報を有効利用できるようにしても良い。
またこれらの情報は、内視鏡システム制御装置5や図示しない洗浄装置など外部からの編集も可能としている。
このようにすることにより、状態保持メモリ82を従来のスコープIDの機能を兼ねることで共有して利用することで、スコープIDに持たす情報(データ)を有効に活用できる。
また、この状態保持メモリ82を有しているので、別途スコープIDを設ける必要がないし、既存のスコープIDよりも高機能化でき、より詳細に適切な設定、調整、管理、処理等を行うことが可能となる。
また、この状態管理部81は、照明を制御する照明制御部84を介して、この照明制御部84により制御されるLED駆動部85を制御する。このLED駆動部85は、照明手段となるLED56を発光させるLED駆動信号をLED56に印加する。
このLED56の発光により、照明された患部等の被写体は、観察窓に取り付けられた図示しない対物レンズにより、その結像位置に配置されたCCD25の撮像面に結像され、このCCD25により光電変換される。
上記ADC87の出力信号は、明るさ検出部89に送られ、明るさ検出部89により検出された画像の明るさの情報は、状態管理部81に送られる。状態管理部81は、この情報により、照明制御部84を介してLED56による照明光量を適正な明るさとなるように調光制御を行う。
また、状態管理部81は、アングル制御部91を介してアクチュエータ駆動部92を制御し、このアクチュエータ駆動部92によりアングル用アクチュエータ(EPAM)27aを駆動する管理をする。なお、このアングル用アクチュエータ(EPAM)27aの駆動量はエンコーダ27cにより検出され、駆動量が指示値に対応する値に一致するように制御される。
また、この状態管理部81には、操作部22に設けられたトラックボール69等からの操作量に対応する操作信号がトラックボール変位検出部95を介して入力される。
また、送気送水SW、吸引SW、スコープSWによるON等のスイッチ押しの操作は、スイッチ押し検出部96により検出され、その検出された情報は状態管理部81に入力される。EPAMは、外力による変形により起電力を発生する特性があり、駆動するEPAMの反対側に配置したEPAMをエンコーダとして用いても良い。
また、制御回路57は、電源伝送受信部97及び電源発生部98とを有する。電源伝送受信部97は、具体的には操作部22においては接点レス伝送部72aである。そして、電源発生部98に伝送された交流電源は、この電源発生部98において、直流電源に変換される。電源発生部98により生成された直流電源は、制御回路57内部の各部に、その動作に必要な電力を供給する。
無線回路用電源発生部157a、制御回路用電源発生部157b、駆動回路用電源発生部157cは、それぞれノイズフィルタ158a、158b、158cと、DC−DCコンバータ159a、159b、159cとにより構成されている。そして、DC−DCコンバータ159a、159b、159cによりそれぞれ生成されたDC電源は、それぞれ無線回路用電源供給線、制御回路用電源供給線、駆動回路用電源供給線を介してそれぞれ無線関連回路系、制御関連回路系、駆動関連回路系の3つのブロックに供給される。
図11は内視鏡システム制御装置5における図6の送受信ユニット101及び画像処理ユニット116の内部構成を示す。
この内視鏡システム制御装置5は、例えば無線方式の送受信ユニット101を有する。 内視鏡3やAWSユニット4から無線により送信される画像信号等のデータは、アンテナ部13により取り込まれて、データ受信部14に送られ、増幅された後、復調処理される。このデータ受信部14は、データ通信制御部11によりその動作が制御され、受信されたデータはバッファメモリ102に順次蓄積される。
このバッファメモリ102の画像データは、画像データの処理を行う画像処理部103に送られる。この画像処理部103には、バッファメモリ102からの画像データの他に、キーボード104のキー入力により文字情報を発生する文字生成部105からの文字情報も入力され、画像データに文字情報をスーパインポーズ等することができる。
また、画像メモリ制御部106は、画像メモリ107に一時格納された画像データを読み出されてデジタルエンコーダ108に送り、デジタルエンコーダ108は画像データを所定の映像方式にエンコードし、D/Aコンバータ(DACと略記)109に出力する。このDAC109は、デジタルの映像信号をアナログの映像信号に変換する。このアナログの映像信号は、さらにラインドライバ110を経て映像出力端から観察モニタ6に出力され、観察モニタ6には映像信号に対応する画像が表示される。
また、画像メモリ107に一時格納された画像データは、読み出されてDVデータ生成部111にも入力され、このDVデータ生成部111によりDVデータが生成され、DVデータ出力端からDVデータが出力される。
また、DVデータ入力端とに入力されたDVデータは、画像データ抽出部115により画像データが抽出(デコード)され、画像メモリ制御部106に入力される。
画像メモリ制御部106は、映像入力端或いはDVデータ入力端から入力される映像信号(画像データ)に対しても、画像メモリ107に一時記憶したり、記録メディア118に記録したり、或いは映像出力端から観察モニタ6に出力したりする。
本実施例においては、内視鏡3のCCD25により撮像された画像データとUPDユニット76により生成されたUPD画像データとが無線で内視鏡システム制御装置5に入力され、内視鏡システム制御装置5は、これらの画像データを所定の映像信号に変換して観察モニタ6に出力する。なお、内視鏡システム制御装置5は、UPD画像データの代わりにUPDコイル位置データを受信し、画像処理部103内でUPD画像データを生成しても良い。
AWSユニット4には、内視鏡3から無線で送信されるUPDコイル58で検出されたUPD画像データが送受信ユニット77を介してUPDユニット76に入力される。
また、内視鏡3の操作部22に設けた送気送水スイッチや吸引スイッチが操作された場合にも、その指示信号が送受信ユニット77を介してAWS制御ユニット66に入力される。そしてAWS制御ユニット66内の送気送水制御部122は、操作された情報に対応してポンプ65及び電磁弁ユニット124の動作を制御する。
上記電源伝送出力部127は、データ通信制御部11と接続された電力伝送制御部128により、電力伝送出力が制御される。
本実施例を備えた内視鏡システム1では、電源を投入した場合には観察モニタ6には、例えば図13(A)のように各種の画像が表示される。この場合、患者情報等を表示する情報表示領域Rj、内視鏡画像の表示領域Ri、UPD画像の表示領域Ru、フリーズ画像の表示領域Rf、及びアングル形状の表示領域Raの他にメニュー表示領域Rmが設けてあり、メニュー表示領域Rmには、メニューが表示される。なお、アングル形状の表示領域Raは、アングル用アクチュエータ27aのアングル操作量をエンコーダ27cにより検出し、その場合のアングル形状を表示する。
そして、ユーザは、トラックボール69等の操作により選択枠をスコープスイッチの項目に移動選択すると、そのスコープスイッチの項目の枠が太く表示されて選択されていることを示す表示となり、さらにトラックボール69を押して決定操作を行うことにより、図13(C)に示すように5つのスコープスイッチSW1からSW5に割り当てる機能を選択設定することができる。
内視鏡検査を実施する前準備として、まず内視鏡本体18の操作部22のコネクタ部51にディスポタイプのチューブユニット19側の総合コネクタ部52を接続する。この場合、接点レス伝送部72aを形成する図示しないトランスは、互いに絶縁かつ防水状態で電磁的的に接続されることになる。この接続により、内視鏡3の準備は完了する。
次に、チューブユニット19のスコープコネクタ41をAWSユニット4のコネクタ43に接続する。この部分はワンタッチ接続により、各種管路、電源線接続が一度の接続動作で完了する。従来の内視鏡システムのように各種管路の接続や、電気コネクタの接続などをその都度それぞれ行う必要はない。
次にAWSユニット4及び内視鏡システム制御装置5の電源をオンする。すると、AWSユニット4内の各部が動作状態になり電源ユニット75は、電源線73aを介して内視鏡3側に電源を供給できる状態になる。
この場合のAWSユニット4及び内視鏡3の起動時の動作を図14及び図15を参照して説明する。
その後、ステップS2において、監視タイマをONにした後、ステップS3に示すように電源伝送出力部127の状態を電力供給する状態、つまり電力供給をONにする。電源伝送出力部127が電力供給する状態となることにより、この電力がチューブユニット19内の電源線73aを介し、さらに接点レス伝送部72aを経て、操作部22の制御回路57内の電源発生部98に交流の電力が供給されるようになる。
その後、ステップS4に示すように電力伝送制御部128は、内視鏡3側からの起動メッセージを受信待ちする状態となる。そして、電力伝送制御部128は、起動メッセージを受信しない場合には、ステップS5に示すように監視タイマの時間切れかの判断を行い、時間切れでない場合には、ステップS4に戻り、時間切れの場合には最初のステップS1に戻る。
一方、内視鏡3の制御回路57には、電源発生部98に交流の電力が供給されることにより、制御回路57内の動作に必要な電力が供給され、起動処理を開始する。そして、図13に示す状態管理部81は、最初のステップS11において電源発生部98の電源電圧が安定化するのを待つ。
そして、電源電圧が安定化した場合には次のステップS12において、状態管理部81は、制御回路57各部のシステム初期化を行う。このシステム初期化の後、ステップS13に示すように状態管理部81は、起動メッセージを送受信ユニット83を介してAWSユニット4の送受信ユニット77に無線で送信する。その起動メッセージは、さらに電力伝送制御部128に送信される。
また、内視鏡3、AWSユニット4及び内視鏡システム制御装置5は、上記ステップS13,S2の起動メッセージ発行、起動メッセージ受信の処理において、図16に示すような無線方式による接続初期化の処理を行い、通信相手を決定する。
また、通信相手の機器として決定した後は、定期的に実効通信レートをモニタし、その都度、その実効通信レートの確保に必要かつ最小に近い通信チャンネル数をダイナミックに変更することで、放射電磁波や消費電力を低減することができるようにしている。
AWSユニット4(のCPU)は、内視鏡3からの起動メッセージを受信した場合、ステップS31に示すようにその起動メッセージに含まれる内視鏡3のID情報により接続して対応すべき接続対応機器かの判断を行う。
上記ステップS31において、AWSユニット4は、接続対応機器でないと判断した場合には、ステップS38に移り、起動メッセージを受信するバッファをクリアしてこの起動メッセージ処理を終了する。
一方、AWSユニット4は、ステップS31の判断処理において、接続対応機器であると判断した場合には、ステップS32に進み、未使用チャンネル数が最大使用チャンネル数Nより大きいか否かの判断を行う。
一方、AWSユニット4は、未使用チャンネル数が最大使用チャンネル数N以上と判断した場合には、ステップS33に進む。本実施例では、AWSユニット4は、通常の条件下では、内視鏡3と内視鏡システム制御装置5とに常時接続できるように未使用チャンネル数として大きな値を確保している。従って、通常は、ステップS32の判断結果によりステップS33に進むことになる。
ステップS33において、AWSユニット4は、最小通信レートを最小実効レート×Nに設定する処理を行う。つまり、AWSユニット4は、その時点での実効通信レートの情報を取り込み、その実効通信レートが変動している場合にはその最小となる実効通信レート、つまり最小実効通信レートのN倍を最小通信レートに設定する。
一方、AWSユニット4は、最小通信レートが要求通信レート以上になると判断した場合には、通信を行えると判断して次のステップS35に進む。
このように要求される最小通信レート(最小通信速度)を確保できる場合にのみ無線による通信(接続)を行うようにすることにより、内視鏡検査を開始後の最中において、通信条件が多少変動した場合においても通信を行う状態を維持できるようにしている。
このステップS35において、AWSユニット4は、ステップS33,S34の条件を考慮して初期使用チャンネル数の決定を行う。その後、次のステップS36においてAWSユニット4は、未使用チャンネル数及び接続情報の更新を行う。
上述したように本実施例においては、無線によるデータの送受信を行う相手とするか否かを決定する場合、ID情報の他に、所定の通信レートが確保できるか否かの判断を行い、所定の通信レート、つまり最小通信レート(最小通信速度)が確保できる場合にのみ無線で送受信を行う接続相手とするようにしている。このようにして無線による送受信を安定して行うことができるようになる。
なお、図16の説明では、AWSユニット4側が各ステップの処理を行う例で説明したが、内視鏡3側が行うようにしても良い。例えば図14のステップS4において、AWSユニット4は、内視鏡3側からの起動メッセージの受信待ちとなるが、ここでAWSユニット4から内視鏡3側に起動メッセージを送信し、内視鏡3側で起動メッセージ受信の処理を行い、この受信の処理の際に図16の処理を行うようにしても良い。この場合には、内視鏡3の状態管理部81(を構成するCPU)が、図16の各ステップの処理を行うことになる。
なお、上述の説明においては、起動メッセージの際に3つの情報を含むと説明したが、さらに以下の情報を付加しても良い。
つまり、(d)メーカID(対応機器の判別をより高速で行うことができるように製造元の識別番号)と、(e)起動時刻(起動メッセージの送信機器が起動した時刻で、これを優先順位の決定に用いる)との情報を含むようにしても良い。
なお、実際にはAWSユニット4は、さらに内視鏡システム制御装置5に対しても同様の処理を行う。また、内視鏡3も、このAWSユニット4との間において起動メッセージ処理を行うと共に、内視鏡システム制御装置5との間においても同様の処理を行うことになる。
これらの処理により、内視鏡3はCCD25による撮像等の動作を開始し、撮像された信号は、内視鏡システム制御装置5に無線で送信され、観察モニタ6には図13(A)に示すような内視鏡画像が表示される。
また、AWSユニット4によるUPD画像も、内視鏡システム制御装置5に無線で送信され、観察モニタ6には図13(A)に示すようにUPD画像が表示されるようになる。 次に内視鏡3による代表的な処理動作として、図17による撮像制御処理の動作内容を説明する。
取得された画像データは、ステップS22に示すように順次送信される。画像メモリ88から読み出された画像データは、送受信ユニット83からAWSユニット4に有線で送信され、このAWSユニット4の送受信ユニット77から無線で内視鏡システム制御装置5側に送信され、内視鏡システム制御装置5の内部で映像信号に変換されて観察モニタ6に表示されるようになる。
この明るさ検出部89の検出データは、例えば状態管理部81に入力され、指定の明るさか否かの判断が行われる(ステップS24)。そして、指定の明るさの場合には、撮像処理を終了し、次の撮像処理に移る。
従って状態管理部81は、調整結果の情報により、照明制御部84により可能な明るさ調整範囲内かの判断を行う。そして、照明制御部84による明るさ調整で行えた場合には、ステップS27の処理を行わないで、この撮像処理制御を終了する。一方、照明制御部84による明るさ調整範囲から外れた場合には、ステップS27に示すように状態管理部81は、CCD駆動部86に対してCCDゲイン調整の信号を出力し、CCD25のゲインを調整することにより撮像データの明るさ調整を行う。そして、この撮像処理を終了する。
また、本実施例では、内視鏡3に送気送水管路60aと吸引管路61aも設けてあるので、観察窓が体液の付着により視野の一部が遮られるような場合においても送気や送水を行うことにより、所定の視野を確保できる。つまり、本実施例によれば、観察機能も確保できる。これに対して、従来例においては、無線方式のものは、送気送水管路60aを有しないため、観察機能を十分に確保することが困難になる。
また、本実施例によれば、内視鏡3を操作部22において内視鏡本体18と、チューブユニット19とに分離可能にして、チューブユニット19側を使い捨てタイプにすることにより、内視鏡本体18の洗浄、滅菌等を容易に行うことができる。
また、この場合、チューブユニット19に対応するユニバーサルケーブルが一体的に形成された従来例の場合には、操作部22からユニバーサルケーブルが屈曲されるようにして連設されているが、本実施例では操作部22のコネクタ部51において、若干屈曲した程度の管路コネクタ部51aとなり、その他の部分は、ほぼ直線状に延びる送気送水管路60aと吸引管路61aとなっているので、管路内の洗浄や滅菌及び乾燥等の処理を容易かつ短時間に行うことができる。従って、内視鏡検査を行うことができる状態に短時間に設定できる。
また、本実施例においては、操作部22にアングル操作手段、送気送水操作手段、吸引操作手段、硬度可変手段、フリーズ操作手段、レリーズ操作手段等の多数の操作手段を設けると共に、これらの操作手段を操作部22内に設けた制御回路57により集約的(集中的)に制御する構成にしている。また、この制御回路57は、撮像を行うための照明光を出射する発光手段及び撮像を行う撮像手段も上記操作手段と共に集約的に制御する構成にしている。
特に本実施例においては、操作部22内に集約的な制御を行う制御回路57を設けることにより、この制御回路57からCCD25により撮像して得た画像データと、操作手段による各種信号を効率良く伝送することができる。
また、チューブユニット19内に挿通されるものを削減できるので、チューブユニット19を細径化及び屈曲し易くでき、ユーザが操作する場合における操作性を向上することができる。
図18に示す本実施例の内視鏡3Bは、図7に示した実施例1の内視鏡3において、操作部22における把持部68の上下両端を囲むように突出させたフック70を設けている。このフック70は、把持部68の上下両端から突出して、略U字形状に連結している。 このようにフック70を設けることにより、術者が把持部68を仮に不十分に把持した状態においても、フック70の内側に人差し指等が挿入されているので、内視鏡3がその重量により下方に落下しようとした場合には、フック70が人差し指等により規制されて、内視鏡3の落下を有効に防止できる機能、つまり把持部68を把持する機能を補助或いは増大する機能を持つ。
また、本実施例では、挿入部21の長手方向における途中の適宜箇所に、送気送水管路60aと吸引管路61aにおける内部の流体の透明度を検出する透明度センサ143を設けており、この透明度センサ143の検出信号は、制御回路57に送られる。
なお、本実施例においては、実施例1におけるUPDコイル58を配置していない構成にしている。その他は実施例1と同様の構成である。
本実施例によれば、アンテナ部141をフック70の内部を通すように設けていることにより、実施例1におけるアンテナ部141を操作部22の上端付近に配置した場合よりも、長く形成でき、電波を受信する機能を高めることができる。また、フック70を、そのフック70による本来の機能の他にもアンテナ部141の機能を向上できるように有効利用している。
また、やはりアンテナ部141をこのフック70′内側に設けている。
この変形例は、図18(A)の内視鏡3Bの場合とほほ同様の効果を有する。
図19に示すように本実施例の内視鏡3Cは、図7の内視鏡3の場合と同様に操作部22の内部にアンテナ部141を設け、このアンテナ部141により信号データの送受信を行うようにすると共に、さらに電源線71aも設けないで、操作部22にバッテリ151と、これに接続された充電回路152及び非接触充電用コイル153とを設けている。 従って、本実施例における操作部22のコネクタ部51は送気送水コネクタ及び吸引コネクタからなる管路コネクタ部51aのみが形成されている。
このため、本実施例の内視鏡本体18に着脱自在に接続されるチューブユニット19は、電源線73aが設けてないで、送気送水管路60b及び吸引管路61bの管路チューブのみが挿通された構造になっている。つまり、本実施例では、チューブユニット19は、実質的には管路系のみが挿通されたチューブユニット(ケーブルユニット)のみからなる。
つまり、操作部22の外表面側に配置される非接触給電用コイルに交流電力を供給することにより、操作部22内部の非接触充電用コイル153に対して、交流電力を電磁結合により非接触で伝達できる。この交流電力は、さらに充電回路152によりバッテリ151を充電する直流電圧に変換され、バッテリ151に供給され、バッテリ151は充電される。
本実施例によれば、チューブユニット19が管路系のみからなり、より使い捨てタイプに適した構成となる。また、リサイクル(再利用)する場合にも、チューブユニット19内に電線がないので、リサイクルし易くなる。
その他の作用及び効果は、実施例1或いは実施例2で説明した場合と、ほぼ同様となる。
次に図20及び図21を参照して他の内視鏡システムの場合を説明する。本内視鏡システムは例えば、実施例1の内視鏡システム1において、内視鏡3を把持した術者が把持部68付近に設けられたトラックボール69等を操作して各種の操作を行うことができると共に、さらに一緒に手術等を行う他の術者においても、送気送水や吸引等の操作を行えるように、図20に示す操作リモコン207を設けた構成にしている。
この操作リモコン207は、例えば図18の内視鏡3Bにおける把持部68部分と同じ外形をしている。つまり、略円筒形状の把持部217には、その中心線C上となる長手方向にスイッチSW1〜SW3が設けられ、これらのスイッチSW1〜SW3の両端を覆うように略U字形状のフック218が設けられている。
また、把持部217の上端面は傾斜面Saにしてあり、この傾斜面SaにおけるスイッチSW1〜SW3とは反対側の位置にトラックボール219が設けられ、このトラックボール219の両側にはスイッチSW4、SW5が設けてある。これらトラックボール219、スイッチSW1〜SW5の操作により内視鏡3側での操作と同様の操作を行えるようにしている。
また、この操作リモコン207の底部に設けた電源伝送受信部210には、接続ケーブル208の一端に設けた電源給電用コイル208aが着脱自在に接続される。そして、この接続ケーブル208の他端が接続されるAWSユニット4から交流電源を電源伝送受信部210に供給できるようにしている。
図21は操作リモコン207の電気系の構成を示す。
操作リモコン207の内部の制御回路257内には、各部の制御状態を管理するCPU等により構成される状態管理部281を有し、この状態管理部281は、各部の状態を保持(記憶)する状態保持メモリ282と接続されると共に、無線方式の送受信ユニット283と接続されている。この送受信ユニット283は、内視鏡3の送受信ユニット83及びAWSユニット4の送受信ユニット77と送受信を行う。
また、操作リモコン7の外表面207aに把持した手により操作可能な位置に配置された送気送水スイッチSW4、吸引スイッチSW5及びファンクションスイッチSW1〜SW3は、スイッチ押し検出部285と接続され、このスイッチ押し検出部285は、各スイッチを押した場合のON/OFFを検出し、その検出信号を状態管理部281に出力する。
本システムによれば、内視鏡3を把持する術者以外の術者も湾曲操作(アングル操作)や流体制御操作を行うことができ、複数の術者で手術等を行う場合、円滑に行い易くなる。
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。また、各実施例を変更した変形例も本発明に属する。例えば、チューブユニット19の接続部を、把持部68或いは操作部22より挿入部21の基端(後端)側にずらす等して変形した構成も基本的に本発明に属する。
1.請求項1において、前記内視鏡は、前記操作部を含むその周辺部に接点レス構造の接続部を有し、前記接続部には接点レス構造を一端に設けたチューブユニットが着脱自在に接続される。
2.付記1において、前記チューブユニット内には、前記送気送水管路と着脱自在に接続される送気送水チューブが挿通される。
3.付記1において、前記チューブユニット内には、前記操作部内の前記撮像手段に電源を供給する電源線が挿通される。
4.請求項1において、起動時に、前記無線伝送手段により無線で情報を伝送する場合、所定の伝送速度を確保可能か否かの判断を行い、所定の伝送速度を確保できないと判断した場合には、無線伝送手段による情報の伝送を禁止する判断手段を設けた。
実際の通信レートから最小通信レートを算出する第2のステップと、
前記最小通信レートが要求される通信レート以上か否かを判断する第3のステップと、 前記最小通信レートが要求される通信レート以上の場合には通信に使用するチャンネル数を決定して通信を行う第4のステップと、
からなる内視鏡と内視鏡周辺装置間における無線による接続の初期化方法。
6.付記5において、定期的に実際の通信レートをモニタし、モニタにより得られる実際の通信レートに応じて通信に用いるチャンネル数を変更する。
前記内視鏡、送気送水制御装置、画像処理装置間で相互に情報を無線伝送する無線伝送手段を設けたことを特徴とする内視鏡システム。
9.付記8において、前記送気送水制御装置又は画像処理装置は、前記情報を無線伝送する場合、所定の伝送速度を確保可能か否かの判断を行い、所定の伝送速度を確保可能な場合にのみ無線伝送を行う。
10.付記8において、前記送気送水制御装置又は画像処理装置は、定期的に実際の通信レートをモニタし、モニタにより得られる実際の通信レートに応じて通信に用いるチャンネル数を変更する。
2…検査ベッド
3…内視鏡
4…AWSユニット
5…内視鏡制御システム
6…観察モニタ
7…画像記録ユニット
8…UPDコイルユニット
11…データ通信制御部
13…アンテナ部
18…内視鏡本体
19…チューブユニット
21…挿入部
22…操作部
25…CCD
27…湾曲部
27a…アングル用アクチュエータ
40、41…スコープコネクタ
42…AWSアダプタ
43…電気コネクタ
44…送気コネクタ
45…ピンチバルブ
51…コネクタ部
52…総合コネクタ部
53…軟性部
54A.54B…硬度可変用アクチュエータ
56…LED
57…制御回路
58…UPDコイル
59…UPDコイル駆動ユニット
60a、60b…送気送水管路
61a、61b…吸引管路
66…AWS制御ユニット
68…把持部
69…トラックボール
71a、73a…電源線
72a…接点レス伝送部
75…電源ユニット
76…UPDユニット
77、83…送受信ユニット
81…状態管理部
82…状態保持メモリ
91…アングル制御部
92…アクチュエータ駆動部
93…硬度可変制御部
95…トラックボール変位検出部
141…アンテナ部
代理人 弁理士 伊藤 進
Claims (4)
- 送気送水用管路が設けられた細長の挿入部と、前記挿入部の後端に設けられた操作部とを有すると共に、撮像手段を内蔵した内視鏡において、
前記操作部内に設けられたアンテナと、
前記アンテナにより、前記撮像手段による画像データを含む情報を外部の内視鏡周辺装置に無線伝送する無線伝送手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡。 - 前記アンテナを前記操作部の後端周辺部に設けた把持部におけるその後端から把持機能を増大するために突出させた突出部内に設けたことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
- 前記無線伝送手段により無線で情報を伝送する場合、所定の伝送速度を確保可能か否かの判断手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
- 前記内視鏡は、前記内視鏡の外表面に電気接点が露出しない接点レス構造にしたことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
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