JP2006271697A - 電子内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 実際の使用に即した、使い勝手のよい電子内視鏡を提供する。
【解決手段】 電子内視鏡装置の電子内視鏡のバッテリ３８に、ＥＥＰＲＯＭ４４を内蔵させる。ＥＥＰＲＯＭ４４には、バッテリ３８の残量を算出する際に必要な充電時間や充電回数、操作部１４の第１〜第３スイッチに機能を割り当てるためのカスタマイズ情報が記憶される。複数台の電子内視鏡に複数個のバッテリを使用する可能性のある処置室などの実際の現場に適用することができる。術者毎に第１〜第３スイッチの機能の詳細な設定を行うことができ、術者は自分専用のバッテリ３８を携帯し、電子内視鏡の使用時にバッテリ３８を付け替えるだけで、被観察体や自分の好みに合った操作性で電子内視鏡を操作することが可能となる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、バッテリ駆動型の電子内視鏡に関する。

従来から、医療分野において、電子内視鏡を利用した医療診断が盛んに行われている。電子内視鏡の体腔内に挿入される挿入部先端には、ＣＣＤなどの撮像素子が内蔵されており、このＣＣＤにより取得した撮像信号に対して、プロセッサ装置で信号処理を施すことで、モニタで体腔内の画像（内視鏡画像）を観察することができる。

上記のような電子内視鏡には、バッテリを搭載し、このバッテリから電力が供給される、いわゆるバッテリ駆動型の電子内視鏡がある。バッテリ駆動型の電子内視鏡には、バッテリを充電する充電回路と、バッテリの充電回数をカウントするカウント手段と、バッテリの残量を検出する電圧検出部とを備え、バッテリに設けたＬＥＤや液晶パネルで、充電回路のカウント数や残量の検出結果を表示するものが提案されている（特許文献１参照）。

ところで、電子内視鏡には、静止画像を取得・記録するフリーズ信号をプロセッサ装置に送信するためのフリーズスイッチや、内視鏡画像をＶＴＲとして記録する際に操作されるＶＴＲスイッチなどの種々の操作スイッチが設けられている。実際の内視鏡診断にあたっては、術者はこれらの操作スイッチを片手で操作しながら、モニタに表示される内視鏡画像を観察する。

ここで、電子内視鏡は、実際には病院内の専用の処置室に複数台纏めて設置され、複数の術者によって使用されることが多く、その用途も被観察体や術者によって様々である。したがって、従来のように操作スイッチの機能が固定されていると、用途や術者によっては、使い勝手が悪い場合があった。

上記問題を解決するために、複数のスイッチ取り付け部に配置され、且つ相互に交換可能な操作スイッチを設けた電子内視鏡が提案されている（特許文献２参照）。また、操作スイッチの機能を任意に設定・変更するためのロータリースイッチを設けた電子内視鏡が提案されている（特許文献３参照）。
特開２００１−１６６２２２号公報 特開２００３−２７５１６２号公報 特開２００３−２７５１７４号公報

特許文献１に記載の技術では、１台の電子内視鏡について１個のバッテリを使用することを想定しているため、複数台の電子内視鏡に複数個のバッテリを使用する可能性のある処置室などの実際の現場に適用することができない。

一方、特許文献２に記載の技術では、操作スイッチを取り外して付け替える手間が掛かる。また、付け替えているときに操作スイッチを誤って無くしてしまうおそれがあった。さらに、特許文献３に記載の技術では、ロータリースイッチを設けるスペースが必要となり、装置が大型化するという問題があった。そのうえ、設定・変更することができる操作スイッチと機能の組み合わせに限りがあった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、実際の使用に即した、使い勝手のよい電子内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、体腔内の被観察体像を撮影する撮像素子が配され、バッテリから電力が供給される電子内視鏡であって、前記バッテリに、データの書き換えが可能な記憶手段を内蔵させたことを特徴とする。

なお、前記記憶手段には、前記バッテリの充電時間が記憶されることが好ましい。また、前記記憶手段には、前記バッテリの充電回数が記憶されることが好ましい。

さらに、前記記憶手段には、各種操作を実行させるための複数の操作部材に任意の機能を割り当てるための、各術者に対して個別に設定されたカスタマイズ情報が記憶されることが好ましい。

本発明の電子内視鏡によれば、バッテリに、データの書き換えが可能な記憶手段を内蔵させたので、バッテリの充電時間や充電回数、操作部材に割り当てる機能が設定されたカスタマイズ情報などの有用な情報を記憶手段に記憶することができる。したがって、実際の使用に即した、使い勝手のよい電子内視鏡を提供することができる。

図１において、電子内視鏡装置２は、電子内視鏡１０、およびプロセッサ装置１１から構成される。この電子内視鏡装置２は、電子内視鏡１０とプロセッサ装置１１との信号の遣り取りを電波１２にて行う、いわゆるワイヤレス電子内視鏡装置である。

電子内視鏡１０は、体腔内に挿入される挿入部１３と、挿入部１３の基端部分に連設された操作部１４とを備えている。挿入部１３の先端に連設された先端部１３ａには、体腔内の被観察体像の像光を取り込むための対物レンズ１５と、体腔内の被観察体像を撮影する撮像素子としてのＣＣＤ１６、および照射レンズ１７と体腔内照明用のＬＥＤ光源（ＬＥＤ）１８（ともに図２参照）が内蔵されている。ＣＣＤ１６により取得された体腔内の画像は、プロセッサ装置１１に接続されたモニタ１９に内視鏡画像として表示される。

先端部１３ａの後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部２０が設けられている。この湾曲部２０は、操作部１４に設けられたアングルノブ１４ａが操作されて、挿入部１３内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作し、先端部１３ａが体腔内の所望の方向に向けられるようになっている。

操作部１４の下方には、水が貯留される貯水タンク２１と、エアーが貯留されるエアーボンベ２２とが内蔵されたカートリッジ２３が着脱自在に取り付けられている。これら貯水タンク２１、エアーボンベ２２に貯留された水、エアーは、操作部１４の送水／送気ボタン１４ｂの操作に連動して、電子内視鏡１０内部に配設された送水パイプ、送気パイプを通って、先端部１３ａに形成された洗浄ノズル（図示せず）から対物レンズ１５に向けて噴射される。これにより、対物レンズ１５表面に付着した汚物などの除去や、体腔内への送気を行うことが可能となっている。ここで、カートリッジ２３は、電子内視鏡１０を使用する際に操作者の手の付け根が当接する位置に取り付けられており、電子内視鏡１０の操作性を安定化させる役割も果たしている。なお、符号２４は、処置具が挿通される鉗子口である。

操作部１４には、上述のアングルノブ１４ａ、送水／送気ボタン１４ｂの他に、プロセッサ装置１１にフリーズ信号を送信するためのフリーズスイッチや、内視鏡画像をＶＴＲとして記録する際に操作されるＶＴＲスイッチなどからなる第１〜第３スイッチ１４ｃ〜１４ｅが配されている。操作部１４に配されたこれらのスイッチ１４ｃ〜１４ｅは、後述する機能割り当て回路５０（図４参照）によって、その機能が割り当てられる。

図２において、ＣＰＵ３０は、電子内視鏡１０の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ３０には、前述の操作部１４の第１〜第３スイッチ１４ｃ〜１４ｅと、電子内視鏡１０の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶されたＲＯＭ３１とが接続されている。ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３１から必要なプログラムやデータを読み出すとともに、第１〜第３スイッチ１４ｃ〜１４ｅから入力される操作入力信号に応じて、電子内視鏡１０の動作制御を行う。

ＬＥＤ１８には、駆動部３２が接続されている。駆動部３２は、ＣＰＵ３０の制御の下に、ＬＥＤ１８をオン／オフ駆動させる。ＬＥＤ１８から発せられた光は、照射レンズ１７を介して体腔内の被観察体に照射される。なお、先端部１３ａではなく操作部１４の内部にＬＥＤ１８を配し、ライトガイドで先端部１３ａに導光する構成としてもよい。

ＣＣＤ１６は、対物レンズ１５から入射した体腔内の被観察体像の像光を撮像面に結像させ、各画素からこれに応じた撮像信号を出力する。ＡＦＥ３３は、ＣＣＤ１６から入力された撮像信号に対して、相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換を施して、撮像信号をデジタルの画像信号に変換する。

変調部３４は、ＡＦＥ３３から出力されたデジタルの画像信号に対して、例えばデジタル直交変調を施してＲＦ信号を生成する。送信部３５は、アンテナ３６を介して、変調部３４で生成されたＲＦ信号を、第１または第２の周波数帯域（例えば、１．２ＧＨｚまたは２．４ＧＨｚ）をもつ電波１２としてプロセッサ装置１１に送信する。

コネクタ３７には、例えば、定格電圧１．２Ｖのニッケル−水素電池が２個直列接続されたバッテリ３８が接続されている。バッテリ３８の電力は、ＣＰＵ３０により制御される電力供給部３９から、電子内視鏡１０の各部に供給される。なお、図１には示していないが、操作部１４の後部には、バッテリ３８を収納するバッテリ収納室が設けられており、コネクタ３７はその内部に配されている。

図３において、バッテリ３８の充電器４０には、充放電制御回路４１、およびタイマー４２が設けられている。また、バッテリ３８には、書き込み制御回路４３、およびＥＥＰＲＯＭ４４が設けられている。充放電制御回路４１は、バッテリ３８が充電器４０に接続されて充電される際に、メモリー効果の防止を目的として、バッテリ３８に残った電力を放電させるとともに、電力をバッテリ３８に蓄えさせる。

充放電制御回路４１は、１回のフル充電完了時に、その旨を表す信号を書き込み制御回路４３に送信する。書き込み制御回路４３は、充放電制御回路４１からの信号を受けて、ＥＥＰＲＯＭ４４に記憶されたバッテリ３８の充電回数に１を加算する。なお。バッテリ３８の充電途中に停電があって充電が途絶えた場合などには、充放電制御回路４１は信号を送信せず、したがってＥＥＰＲＯＭ４４に記憶されたバッテリ３８の充電回数も元のままとなる。

タイマー４２は、充放電制御回路４１によるバッテリ３８の充電時間を計時し、書き込み制御回路４３にその計時結果を送信する。書き込み制御回路４３は、タイマー４２からの計時結果、すなわちバッテリ３８の充電時間をＥＥＰＲＯＭ４４に書き込む。

書き込み制御回路４３は、ＲＯＭライターなどの外部機器から入力されるカスタマイズ情報をＥＥＰＲＯＭ４４に書き込む。カスタマイズ情報は、操作部１４に配された第１〜第３スイッチ１４ｃ〜１４ｅの機能が、各術者に対して個別に設定されたもので、機能割り当て回路５０で機能を割り当てる際に参照される。

図４において、ＣＰＵ３０には、機能割り当て回路５０、および残量算出回路５１が設けられている。機能割り当て回路５０は、例えば、第１〜第３スイッチ１４ｃ〜１４ｅからＣＰＵ３０への操作入力信号の入力経路を変更する複数のスイッチング素子からなり、バッテリ３８のＥＥＰＲＯＭ４４から入力されるカスタマイズ情報を元に、第１〜第３スイッチ１４ｃ〜１４ｅへの機能の割り当てを行う。

残量算出回路５１は、図５に示すバッテリ３８の放電電圧と放電時間との関係と、バッテリ３８のＥＥＰＲＯＭ４４から入力されるバッテリ３８の充電時間および充電回数とを元に、バッテリ３８の残量を算出する。ここで、図５に示すバッテリ３８の放電電圧と放電時間との関係は、使用開始から時間経過とともに徐々に放電電圧が下がっていき、ある時間を境に急激に放電電圧が落ち込む特性となっており、図中一点鎖線の矢印で示すように、充電回数が多くなるに連れて放電電圧が落ち込む時間が早くなる。

残量算出回路５１でバッテリ３８の残量を算出する方法としては、例えば、図５のバッテリ３８の放電電圧と放電時間との関係を、データテーブル、または演算式として予めＲＯＭ３１に記憶しておき、バッテリ３８が使用限界となる放電時間をＶ_th、そのときの放電時間をｔ_th（バッテリ３８をフル充電したときの使用限界時間、Ｖ_th、ｔ_thはともに予め設定された値で、使用限界時間ｔ_thは、充電回数が多くなるに連れて短くなる。Ｖ_th、ｔ_thは、実際には使用限界の少し手前の値が設定されている。）、バッテリ３８の使用開始時の電圧をＶ_s、そのときの放電時間をｔ_sとして、ＥＥＰＲＯＭ４４から入力される充電時間からＶ_s、ｔ_sを、充電回数から放電時間ｔ_thをそれぞれ求め、バッテリ３８の使用可能時間ｔ_c（以下、単に使用可能時間ｔ_cという。）を、ｔ_th−ｔ_sを演算することにより算出する。

次いで、タイマーで内視鏡画像の撮影時間ｔ_timerを計時し、算出した使用可能時間ｔ_cから、内視鏡画像の撮影時間ｔ_timerを減算して、バッテリ３８の残量を算出する。そして、算出したバッテリ３８の残量を、例えば、操作部１４の近傍に設けられたＬＥＤや液晶モニタなどからなる残量表示部（図示せず）に表示する。なお、バッテリ３８の充電回数を表示してもよい。また、バッテリ３８の放電電圧を測定し、この測定結果も併せてバッテリ３８の残量を算出するように構成してもよい。

図６において、ＣＰＵ６０は、プロセッサ装置１１の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ６０には、プロセッサ装置１１の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶されたＲＯＭ６１と、キーボードやマウスからなる操作部６２とが接続されている。ＣＰＵ６０は、このＲＯＭ６１から必要なプログラムやデータを読み出すとともに、操作部６２からの操作入力信号に応じて、プロセッサ装置１１の動作制御を行う。

アンテナ６３は、電子内視鏡１０からの電波１２を受信する。受信部６４は、アンテナ６３で受信された電波１２、すなわちＲＦ信号を増幅する。復調部６５は、ＲＦ信号に対して、例えばデジタル直交検波を施して、ＲＦ信号を電子内視鏡１０で変調される前の画像信号に復調する。

同期分離部６６は、ＣＰＵ６０の制御の下に、復調部６５で復調された画像信号から、振幅分離によって同期信号を分離し、 続いて周波数分離により水平同期信号と垂直同期信号とを分離する。ビデオ信号処理部６７は、画像信号からデジタルのビデオ信号を生成する。画像処理部６８は、ビデオ信号処理部６７で生成されたビデオ信号に対して、マスク生成やキャラクタ情報付加などの各種画像処理を施す。バッファ６９は、画像処理部６８で各種画像処理が施され、モニタ１９に内視鏡画像として表示されるビデオ信号を一旦格納する。

上記のように構成された電子内視鏡装置２で体腔内を観察する際には、挿入部１３を体腔内に挿入して、ＬＥＤ光源１８をオンして体腔内を照明しながら、ＣＣＤ１６による内視鏡画像をモニタ１９で観察する。

このとき、対物レンズ１５から入射した体腔内の被観察体像の像光は、ＣＣＤ１６の撮像面に結像され、ＣＣＤ１６から撮像信号が出力される。ＣＣＤ１６から出力された撮像信号は、ＡＦＥ３３で相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換が施され、デジタルの画像信号に変換される。

ＡＦＥ３３から出力されたデジタルの画像信号は、変調部３４でデジタル直交変調が施され、ＲＦ信号が生成される。ＲＦ信号は、送信部３５で増幅され、アンテナ３６から電波１２として送信される。

一方、プロセッサ装置１１では、電子内視鏡１０のアンテナ３６から送信された電波１２がアンテナ６３で受信されると、この電波１２、すなわちＲＦ信号が受信部６４で増幅される。復調部６５では、受信部６４で増幅されたＲＦ信号にデジタル直交検波が施され、電子内視鏡１０で変調される前の画像信号が復調される。

復調部６５で復調された画像信号は、ＣＰＵ６０の制御の下に、同期分離部６６で同期分離が施され、ビデオ信号処理部６７でデジタルのビデオ信号として出力される。ビデオ信号処理部６７で出力されたビデオ信号は、画像処理部６８で各種画像処理が施され、バッファ６９に一旦格納されて、モニタ１９に内視鏡画像として表示される。以上のようにして、電子内視鏡１０とプロセッサ装置１１との間で、電波１２により信号が送受信される。

バッテリ３８のＥＥＰＲＯＭ４４には、書き込み制御回路４３によって、充電器４０のタイマー４２によるバッテリ３８の充電時間、充放電制御回路４１からの信号により加算されるバッテリ３８の充電回数、およびカスタマイズ情報が記憶される。ＥＥＰＲＯＭ４４に書き込まれたバッテリ３８の充電時間、充電回数、およびカスタマイズ情報は、バッテリ３８を装着して電子内視鏡１０の電源を投入した際に、コネクタ３７を介してＣＰＵ３０に送信される。

ＣＰＵ３０の機能割り当て回路５０では、バッテリ３８のＥＥＰＲＯＭ４４から入力されるカスタマイズ情報を元に、操作部１４の第１〜第３スイッチ１４ｃ〜１４ｅへの機能の割り当てが行われる。また、残量算出回路５１では、バッテリ３８の放電電圧と放電時間との関係と、ＥＥＰＲＯＭ４４から入力されるバッテリ３８の充電時間および充電回数とを元に、バッテリ３８の残量が算出され、これが残量表示部に表示される。

以上詳細に説明したように、本発明を適用した電子内視鏡装置２は、バッテリ３８にＥＥＰＲＯＭ４４を内蔵させ、バッテリ３８の残量を算出する際に必要な充電時間や充電回数を記憶させるようにしたので、複数台の電子内視鏡に複数個のバッテリを使用する可能性のある処置室などの実際の現場に適用することができる。

また、操作部１４の第１〜第３スイッチ１４ｃ〜１４ｅに機能を割り当てるためのカスタマイズ情報を記憶させるようにしたので、術者毎に機能の詳細な設定を行うことができる。そのうえ、術者は自分専用のバッテリ３８を携帯し、電子内視鏡１０の使用時にバッテリ３８を付け替えるだけで、被観察体や自分の好みに合った操作性で電子内視鏡１０を操作することが可能となる。

なお、ＥＥＰＲＯＭ４４に記憶させるデータとしては、上記実施形態で挙げたバッテリ３８の充電時間、充電回数、およびカスタマイズ情報に限らず、例えば、術者の氏名や所属などを記憶させてもよい。

上記実施形態では、いわゆるワイヤレス電子内視鏡装置２を例示して説明したが、バッテリ駆動型の電子内視鏡であればよく、信号ケーブルを介して電子内視鏡とプロセッサ装置とが接続された従来の電子内視鏡装置に適用することも可能である。

電子内視鏡装置の構成を示す概略図である。 電子内視鏡の内部構成を示すブロック図である。 バッテリの内部構成を示すブロック図である。 電子内視鏡のＣＰＵの内部構成を示すブロック図である。 バッテリの放電電圧と放電時間との関係を示すグラフである。 プロセッサ装置の内部構成を示すブロック図である。

符号の説明

２ 電子内視鏡装置
１０ 電子内視鏡
１１ プロセッサ装置
１２ 電波
１４ 操作部
１４ｃ〜１４ｅ 第１〜第３スイッチ
１６ ＣＣＤ
１９ モニタ
３０ ＣＰＵ
３８ バッテリ
４１ 充放電制御回路
４２ タイマー
４３ 書き込み制御回路
４４ ＥＥＰＲＯＭ
５０ 機能割り当て回路
５１ 残量算出回路
６０ ＣＰＵ

Claims (4)

1. 体腔内の被観察体像を撮影する撮像素子が配され、バッテリから電力が供給される電子内視鏡であって、
   前記バッテリに、データの書き換えが可能な記憶手段を内蔵させたことを特徴とする電子内視鏡。
2. 前記記憶手段には、前記バッテリの充電時間が記憶されることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
3. 前記記憶手段には、前記バッテリの充電回数が記憶されることを特徴とする請求項１または２に記載の電子内視鏡。
4. 前記記憶手段には、各種操作を実行させるための複数の操作部材に任意の機能を割り当てるための、各術者に対して個別に設定されたカスタマイズ情報が記憶されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子内視鏡。
   

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