JP2007275212A - 内視鏡用光源装置及び内視鏡付き超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 ランプの管理を適切に行える内視鏡用光源装置及び内視鏡付き超音波診断装置を提供することにある。
【構成】 フレキシブルなライトガイドを介して被検体の体腔内壁面に光を照射し、得られた観察像を装置本体部で観察可能とする内視鏡用光源装置であって、前記ライトガイド５４に光を供給する第１のハロゲンランプ３１ａを着脱自在に支持し、該ランプに給電する第１のホルダ３４ａと、第２のハロゲンランプ３１ｂを着脱自在に支持する第２のホルダ３４ｂと、前記第１のホルダに接続して稼働給電中のハロゲンランプ３１ａに流れる電流を検出する第１の検出手段と、前記検出された電流が第１の所定閾値ＴＨａを下回ったことにより第１のアラーム信号ＡＬａを出力する第１の監視手段３７ａとを備えるものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は内視鏡用光源装置及び内視鏡付き超音波診断装置に関し、更に詳しくは、フレキシブルなライトガイドを介して被検体の体腔内壁面に光を照射し、得られた観察像を装置本体部で観察可能とする内視鏡用光源装置及び内視鏡付き超音波診断装置に関する。

内視鏡付き超音波診断装置では、内視鏡により体腔内壁面の状態を検査すると共に、超音波診断装置により体内組織の状態を検査することが行われる。内視鏡用光源装置は、装置本体部のハロゲンランプよりライトガイドを介して内視鏡挿入部に光を供給するものであるが、患者体内を観察中にランプが切れてしまうと、患部が見えないまま挿入部を操作することになるため、危険である。

この点、従来は、装置筐体内に予備のランプを設けておき、診察途中にランプが切れても、外部で速やかにランプ交換することで、突然のランプ切れに対処していた。

なお、内視鏡付き超音波診断装置に関する先行技術としては例えば特許文献１が知られている。
特開２００５−２７９２９９

しかし、予備ランプの管理を人手に頼る方法であると、予備ランプの補充を忘れていたり、又は予備ランプそのものが不良である場合もあり、このために診察を中止する必要があった。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、ランプの管理を適切に行える内視鏡用光源装置及び内視鏡付き超音波診断装置を提供することにある。

上記の課題は例えば図２の構成により解決される。即ち、本発明（１）の内視鏡用光源装置は、フレキシブルなライトガイドを介して被検体の体腔内壁面に光を照射し、得られた観察像を装置本体部で観察可能とする内視鏡用光源装置であって、前記ライトガイド５４に光を供給する第１のハロゲンランプ３１ａを着脱自在に支持し、該ランプに給電する第１のホルダ３４ａと、第２のハロゲンランプ３１ｂを着脱自在に支持する第２のホルダ３４ｂと、前記第１のホルダに接続して稼働給電中のハロゲンランプ３１ａに流れる電流を検出する第１の検出手段と、前記検出された電流が第１の所定閾値ＴＨａを下回ったことにより第１のアラーム信号ＡＬａを出力する第１の監視手段３７ａとを備えるものである。

一般に、ハロゲンランプでは、フィラメントの蒸発に伴いフィラメントが細くなるため、ランプに定格電圧を加えていてもフィラメントを電流が低下し、そのまま放置すると、やがて断線してしまう。本発明（１）では、稼働給電中のハロゲンランプ３１ａに流れる電流を検出して所定閾値ＴＨａと比較する構成により、ハロゲンランプ（フィラメント）の劣化を的確に検出でき、よって稼働中におけるランプ切れの事故を未然に防げる。

本発明（２）では、上記本発明（１）において、第２のホルダ３４ｂに接続して非稼働中のハロゲンランプ３１ｂに給電し、流れる電流を検出する第２の検出手段と、前記検出した電流が第２の所定閾値ＴＨｂを下回ったことにより第２のアラーム信号ＡＬｂを出力する第２の監視手段３７ｂとを更に備える。

本発明（２）では、予備のハロゲンランプ３１ｂにも給電して流れる電流を検出する構成により、予備ランプの補充忘れのみならず、予備ランプの不良や性能劣化も事前に検出でき、よって予備ランプの管理を適切に行える。従って、内視鏡装置を安全に運用できる。

本発明（３）では、上記本発明（２）において、第２の検出手段は、非稼働中のハロゲンランプ３１ｂに対して間欠的に給電するものである。従って、少ない電力で予備ランプを効率よく検査できるのみならず、予備ランプの試験による劣化も防止できる。

また本発明（４）の内視鏡用光源装置は、例えば図３に示す如く、フレキシブルなライトガイドを介して被検体の体腔内壁面に光を照射し、得られた観察像を装置本体部で観察可能とする内視鏡用光源装置であって、前記ライトガイド５４に光を供給する第１の発光ダイオードランプ３１ｃを着脱自在に支持し、該ランプに給電する第１のホルダ３４ａと、第２の発光ダイオードランプ３１ｄを着脱自在に支持する第２のホルダ３４ｂと、前記第１のホルダに接続して稼働給電中の発光ダイオードランプ３１ｃに流れる電流を検出する第１の検出手段と、前記検出された電流が第１の所定閾値ＴＨｃを下回ったことにより第１のアラーム信号ＡＬａを出力する第１の監視手段３７ａとを備えるものである。

一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）は白熱ランプに比べて極めて長寿命であるが、発光ダイオードが劣化してくると、アノード電流が減る傾向にある。本発明（４）では、稼働給電中の発光ダイオードランプ３１ｃに流れる電流を検出して所定閾値ＴＨｃと比較する構成により、発光ダイオードランプの劣化を的確に検出でき、よって稼働中におけるランプ切れの事故を未然に防げる。

本発明（５）では、上記本発明（４）において、第２のホルダ３４ｂに接続して非稼働中の発光ダイオードランプ３１ｄに給電し、流れる電流を検出する第２の検出手段と、前記検出した電流が第２の所定閾値ＴＨｄを下回ったことにより第２のアラーム信号ＡＬｂを出力する第２の監視手段３７ｂとを更に備えるものである。

本発明（５）では、予備の発光ダイオードランプ３１ｄにも給電して流れる電流を検出する構成により、予備ランプの補充忘れのみならず、予備ランプの不良や性能劣化も事前に検出でき、よって予備ランプの管理を適切に行える。従って、内視鏡装置を安全に運用できる。

本発明（６）では、上記本発明（５）において、第２の検出手段は、非稼働中の発光ダイオードランプ３１ｄに対して間欠的に給電するものである。従って、少ない電力で予備の発光ダイオードランプを効率よく検査できるのみならず、該ランプの試験による劣化も防止できる。

本発明（７）の超音波診断装置は、超音波振動子を駆動し、受信されたエコー信号を画像化して表示部に表示させる超音波診断部と、フレキシブルなライトガイドを介して被検体の体腔内壁面に光を照射し、得られた観察像を装置本体部で観察可能とする内視鏡部とを具備する内視鏡付き超音波診断装置であって、前記ライトガイドに光を供給するための本発明（１）〜（３）記載の内視鏡用光源装置を備えるものである。

本発明（８）の超音波診断装置は、超音波振動子を駆動し、受信されたエコー信号を画像化して表示部に表示させる超音波診断部と、フレキシブルなライトガイドを介して被検体の体腔内壁面に光を照射し、得られた観察像を装置本体部で観察可能とする内視鏡部とを具備する内視鏡付き超音波診断装置であって、前記ライトガイドに光を供給するための本発明（４）〜（６）記載の内視鏡用光源装置を備えるものである。

以上述べた如く本発明によれば、光源ランプの劣化状態及び補給状態を的確に管理できるため、医療用診断装置の信頼性向上に寄与するところが大きい。

以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。

図１は実施の形態による内視鏡付き超音波診断装置のブロック図である。図において、１０は超音波診断装置の本体部、２０は各種診断モードに従う超音波信号の送受信を行う送受信部、２２は超音波駆動信号の送信部（Ｔ），２１は超音波エコー信号の受信部、５０はプローブ先端の挿入部、５１は超音波トランスデューサ、２３はＢモード表示、Ｍモード表示、ドプラモード表示等に基づく各種超音波受信信号の処理を行う信号処理部、２４は超音波診断信号の画像メモリ、２５は超音波診断画像の表示制御部、２６は表示部（ＤＳＰ）、１３は本装置の主制御・処理を行うＣＰＵ、１４はＣＰＵ１３が使用するＲＡＭ，ＲＯＭ等からなる主メモリ（ＭＭ）、１５はハードディスク装置等からなる二次記憶装置（ＤＳＫ）、１６はＣＰＵの共通バス、１７はキーボードや、インジケータや各種操作ボタン等を備えるコンソール（ＣＳＬ）である。

更に、この超音波診断装置には内視鏡に係る構成が付加されている。図において、３０は照明部、５４は複数の光ファイバ束からなるフレキシブルなライトガイド、５２はプローブ先端の照明窓、５３は反射イメージの観察窓、５５は観察イメージを伝送するイメージガイド、１１はＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより構成されたカメラ、１２は観察映像の画像処理部である。なお、装置本体部１０とプローブ挿入部５０との間には医師が内視鏡を遠隔操作するための操作部が存在するが、ここでは図を省略している。係る構成により、内視鏡で体腔内壁面の状態を検査すると共に、超音波診断装置により体内組織の状態を検査する。

図２は第１の実施の形態による照明部を説明する図で、図２（Ａ）は光源にハロゲンランプを使用した場合の回路図を示している。ハロゲンランプでは、タングステンフィラメントを２０００°Ｃ以上に熱することにより熱放射に伴う光を発光する。管球には微量のハロゲン属元素（Ｉ，Ｂｒ，ＣＩ，Ｆ）からなるガスが封入されており、高温で蒸発したタングステン原子は、ハロゲン元素と結合してハロゲン化タングステンとなり、管球内を浮遊するが、再度高温のフィラメントに近づくとハロゲン原子が分離され、フィラメントに戻る。このハロゲンサイクルにより、管壁の黒化が抑制され、かつフィラメントの摩耗が軽減され、ランプの超寿命化が達成されている。

図において、３１は例えば１２Ｖ直流点灯式のハロゲンランプであり、現用ランプ３１ａと予備ランプ３１ｂを備える。３２はタングステンによるフィラメント、３３はランプの口金である。現用ランプ３１ａには集光レンズ５６を挟んでライトガイド５４が近接」しており、ランプ３１ａで発生した光は集光レンズ５６を介してライトガイド５４に集光される。３４はランプの口金３３と螺合してランプ３１を支持し、かつランプに給電するためのソケット（ホルダ）であり、現用ランプ用のソケット３４ａと、予備ランプ用のソケット３４ｂとを備える。

ＤＣ電源３５はランプ３１の安定化された定格電圧Ｖ１（＝１２Ｖ）と、これよりも低いランプ試験用の電圧Ｖ２とを生成する。定格電圧Ｖ１はスイッチ３５ａを介して現用ソケット３４ａに供給され、試験用電圧Ｖ２はスイッチ３５ｂを介して予備ソケット３４ｂに供給される。この状態で、ユーザは、通常、現用及び予備のランプ３１ａ，３１ｂをソケットに装填しておく。

ランプ制御部３６は、ＣＰＵ１３の制御下で動作しており、本装置による診察の使用時には現用のスイッチ３５ａをＯＮにする。これにより、現用ランプ３１ａが点灯し、フィラメント３２ａを流れる電流が小さな抵抗値のシャント抵抗Ｒａを介してアース側に流れ、この時、フィラメント電流に比例した電圧Ｖａが発生する。比較器（ＣＭＰ）３７ａはシャント抵抗Ｒａの端子電圧Ｖａと所定閾値ＴＨａとを比較しており、電圧Ｖａが閾値ＴＨａを下回るとアラーム信号ＡＬａを発生する。

コンソール１７には現用ランプ３１ａの動作状態を表すインジケータが設けられており、ランプ制御部３６は、現用ランプ３１ａが正常ならば「緑」、ランプ不良や未装填、あるいはフィラメント３２ａが切れている場合には「赤」を点灯する。

また、ランプ制御部３６は、本装置の使用時には予備スイッチ３５ｂもＯＮにする。この場合も、予備ランプ３１ｂに電流が流れるが、印加電圧Ｖ２が十分に低いため、別段の光は発生しない。この場合も、フィラメント３２ｂを流れる電流がシャント抵抗Ｒｂを介してアース側に流れ、この時、フィラメント電流に比例した電圧Ｖｂが発生する。比較器（ＣＭＰ）３７ｂは抵抗Ｒｂの端子電圧Ｖｂと所定閾値ＴＨｂとを比較しており、電圧Ｖｂが閾値ＴＨｂを下回るとアラーム信号ＡＬｂを発生する。かくして、アラーム信号ＡＬｂは予備ランプ３１ｂが不良又は劣化した場合に発生するが、予備ランプ３１ｂが装填されていない場合にも発生する。従って、ユーザは予備ランプの管理を確実に行える。

図２（Ｂ）はランプ３１に流れるフィラメント電流の経時特性を示している。横軸は時間ｔ、縦軸はシャント抵抗の端子電圧Ｖである。現用ランプ３１ａは定格電圧Ｖ１で駆動されるため、フィラメント３２ａの蒸発も相対的に早く、端子電圧Ｖａ（即ち、フィラメント電流に比例）は比較的早く低下しており、やがて、閾値ＴＨａを下回る時点（公称１０００時間程度）で寿命と判定される。

一方、予備ランプ３１ｂは定格よりも十分に低い電圧Ｖ２で駆動されるため、フィラメント３２ｂの蒸発も殆ど発生せず、端子電圧Ｖｂは十分に緩やかに低下している。即ち、予備ランプ３１ｂへの通電はランプ寿命を縮める原因とはならない。この場合も、端子電圧Ｖｂが所定閾値ＴＨｂを下回ると、ランプ不良又は劣化、又はランプ不装填である。

コンソール１７には予備ランプ３１ｂの状態を表すインジケータが設けられており、ランプ制御部３６は、予備ランプ３１ｂが正常ならば「緑」、ランプ不良や未装填、あるいはフィラメント３２ｂが切れている場合には「赤」を点灯する。

好ましくは、ランプ制御部３６は、予備スイッチ３５ｂを間欠的にＯＮにする。例えば、本装置の電源投入時に１回ＯＮにし、その後は定期的にＯＮにする。こうすれば、予備ランプ３１ｂに通電する時間が実質的に低下するため、予備ランプ３１ｂの長寿命化に繋がる。

また好ましくは、ランプ制御部３６は、本装置の電源投入時に現用ランプ３１ａを１回ＯＮにする。こうすれば、現用ランプ３１ａの状態を事前にチェックできるため、装置使用中における突然のランプ切れを未然に防ぎ、予備球への早めの交換をうながすことが可
能となる。

図３は第２の実施の形態による照明部を説明する図で、図３（Ａ）は光源に発光ダイオードランプ（ＬＥＤ）を使用した場合の回路図を示している。一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）は極めて長寿命であるが、素子が劣化してくると、アノード電流が減る傾向にあるため、上記ハロゲンランプに対するものと同様の方法で管理できる。一例の発光ダイオードランプ３１は単一の発光ダイオード素子で構成しても良いが、本実施の形態では高輝度を得るために、例えば４つの発光ダイオード素子３２ｃをアレイ状に配列し、電気的に束ねたものを使用している。

ＤＣ電源３５は現用の発光ダイオードランプ３１ｃを構成する各ダイード素子３２ｃに共通の定格電圧Ｖ１を発生する。図２のＶ１とは同一でも異なっても良い。負荷抵抗Ｒｃは各ダイオード素子３２ｃに定格電流を流すことの可能な抵抗値を有する。現用ランプ３１ｃの劣化は、各ダイオ−ド素子３２ｃが一様に劣化した場合のみならず、何れか一つのダイオード素子３２ｃが開放にされた場合もその影響が負荷抵抗Ｒｃを流れるトータルの電流値に影響を与えるため、ランプ３１ｃの異常を適正に検出できる。

予備の発光ダイオードランプ３１ｄと、これに印加するテスト用電圧Ｖ２と、負荷抵抗Ｒｄの抵抗値についても上記現用ランプ３１ｃで述べたものと同様で良い。即ち、Ｖ２＝Ｖ１、Ｒｃ＝Ｒｄで良い。但し、この例のランプ制御部３６は予備スイッチ３５ｂを間欠的に駆動することにより、各ダイオード素子３２ｄのテスト駆動による特性劣化を回避している。なお、印加電圧Ｖ２を低くし、及び又は負荷抵抗Ｒｄの抵抗値を大きくすることで、各ダイオード素子３２ｄに流れる電流を小さくしても良い。

図３（Ｂ）は発光ダイオードランプ３１ｃ／３１ｄに流れるアノード電流（順方向電流）の経時特性を示している。横軸は時間ｔ、縦軸は負荷抵抗Ｒｃ／Ｒｄの端子電圧Ｖである。現用ランプ３１ｃは定格電圧Ｖ１で駆動されるため、各ダイオード素子３２ｃの劣化も相対的に早く、負荷抵抗Ｒｃの端子電圧Ｖｃ（即ち、アノード電流）は比較的早く低下しており、やがて、閾値ＴＨｃを下回る時点ｔｃで寿命と判定される。

一方、予備ランプ３１ｄには、好ましくは定格よりも低い電圧Ｖ２で駆動されるため、各ダイオード素子３２ｄの劣化も少なく、よって端子電圧Ｖｄは十分に緩やかに低下しており、ランプ寿命を縮める原因とはならない。端子電圧Ｖｄが所定閾値ＴＨｄを下回ると、ランプ不良又は不存在、又はランプ劣化と判定される。

なお、上記各実施の形態では観察像の転送に光ファイバからなるイメージガイド５４を使用したが、これに限らない。プローブ挿入部内にＣＣＤを設け、本体部との間を信号線で接続するように構成しても良い。

また、上記現用ランプ３１ａの劣化検出に係る回路（比較器３７ａ，シャント抵抗Ｒａ等）を省略しても良い。この場合は、現用ランプ３１ａの球切れを事前に予知できないが、仮に切れても、予備ランプ３１ｂが無かったり、特性劣化していたりするのを未然に防止できるため、有用である。また、回路が簡単となり、コストダウンに繋がる。

また、上記本発明に好適なる実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組み合わせの様々な変更が行えることは言うまでも無い。

実施の形態による内視鏡付き超音波診断装置のブロック図である。 第１の実施の形態による照明部を説明する図である。 第２の実施の形態による照明部を説明する図である。

符号の説明

３１ａ，３１ｂ ハロゲンランプ
３１ｃ，３１ｄ 発光ダイオードランプ
３３ 口金
３４ ソケット（ホルダ）
３７ 比較器（ＣＭＰ）
５０ プローブ挿入部
５１ 超音波トランスデューサ
５４ ライトガイド

Claims (8)

1. フレキシブルなライトガイドを介して被検体の体腔内壁面に光を照射し、得られた観察像を装置本体部で観察可能とする内視鏡用光源装置であって、
   前記ライトガイドに光を供給する第１のハロゲンランプを着脱自在に支持し、該ランプに給電する第１のホルダと、
   第２のハロゲンランプを着脱自在に支持する第２のホルダと、
   前記第１のホルダに接続して稼働給電中のハロゲンランプに流れる電流を検出する第１の検出手段と、
   前記検出された電流が第１の所定閾値を下回ったことにより第１のアラーム信号を出力する第１の監視手段とを備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 第２のホルダに接続して非稼働中のハロゲンランプに給電し、流れる電流を検出する第２の検出手段と、
   前記検出した電流が第２の所定閾値を下回ったことにより第２のアラーム信号を出力する第２の監視手段とを更に備えることを特徴とする請求項１記載の内視鏡用光源装置。
3. 第２の検出手段は、非稼働中のハロゲンランプに対して間欠的に給電することを特徴とする請求項２記載の内視鏡用光源装置。
4. フレキシブルなライトガイドを介して被検体の体腔内壁面に光を照射し、得られた観察像を装置本体部で観察可能とする内視鏡用光源装置であって、
   前記ライトガイドに光を供給する第１の発光ダイオードランプを着脱自在に支持し、該ランプに給電する第１のホルダと、
   第２の発光ダイオードランプを着脱自在に支持する第２のホルダと、
   前記第１のホルダに接続して稼働給電中の発光ダイオードランプに流れる電流を検出する第１の検出手段と、
   前記検出された電流が第１の所定閾値を下回ったことにより第１のアラーム信号を出力する第１の監視手段とを備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。
5. 第２のホルダに接続して非稼働中の発光ダイオードランプに給電し、流れる電流を検出する第２の検出手段と、
   前記検出した電流が第２の所定閾値を下回ったことにより第２のアラーム信号を出力する第２の監視手段とを更に備えることを特徴とする請求項４記載の内視鏡用光源装置。
6. 第２の検出手段は、非稼働中の発光ダイオードランプに対して間欠的に給電することを特徴とする請求項５記載の内視鏡用光源装置。
7. 超音波振動子を駆動し、受信されたエコー信号を画像化して表示部に表示させる超音波診断部と、フレキシブルなライトガイドを介して被検体の体腔内壁面に光を照射し、得られた観察像を装置本体部で観察可能とする内視鏡部とを具備する内視鏡付き超音波診断装置であって、
   前記ライトガイドに光を供給するための請求項１乃至３の何れか一つに記載の内視鏡用光源装置を備えることを特徴とする内視鏡付き超音波診断装置。
8. 超音波振動子を駆動し、受信されたエコー信号を画像化して表示部に表示させる超音波診断部と、フレキシブルなライトガイドを介して被検体の体腔内壁面に光を照射し、得られた観察像を装置本体部で観察可能とする内視鏡部とを具備する内視鏡付き超音波診断装置であって、
   前記ライトガイドに光を供給するための請求項４乃至６の何れか一つに記載の内視鏡用光源装置を備えることを特徴とする内視鏡付き超音波診断装置。

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