JP2010005005A - 内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】送気または送水に使用される流体通路上の圧力に関する情報に基づいて、送気または送水に関連する部材の異常判別に使用出来るデータを生成することが可能な内視鏡システムを提供する。
【解決手段】内視鏡システム１は、スコープ１０の先端部分から送気と送水の少なくとも一方を行うために使用されるポンプ３４を備える。ポンプ３４とスコープ１０の先端部分とを連通し、ポンプ３４から送気と送水の少なくとも一方に使用される流体が通過する流体通路１６の圧力に関する情報を検知する圧力センサ３５を備える。圧力センサ３５から出力される圧力に関する情報を２回以上取得し、圧力に関する情報を、情報取得日時、スコープ１０の識別情報と関連付けたデータ（第２データ）を生成する制御部３２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡システムに関し、特に送気または送水に関連する部材の異常判別を容易にするデータ生成が可能な内視鏡システムに関する。

内視鏡システムにおいて、ポンプを使って被観察体の近辺に流体を供給する送気または送水を行う装置が提案されている。

特許文献１は、ポンプとスコープの先端部分とを連通し、ポンプからの流体が通過する流体通路の圧力を検知する圧力センサを含む内視鏡システムを開示する。
特開平０４−１６１１３５号公報

しかし、特許文献１などの圧力センサで検知される流体通路上の圧力は、ポンプの出力制御に用いられるだけで、ポンプなど送気または送水に関連する部材の異常判別に用いることは出来ない。

したがって本発明の目的は、送気または送水に使用される流体通路上の圧力に関する情報に基づいて、送気または送水に関連する部材の異常判別に使用出来るデータを生成することが可能な内視鏡システムを提供することである。

本発明に係る内視鏡システムは、スコープの先端部分から送気と送水の少なくとも一方を行うために使用されるポンプと、ポンプとスコープの先端部分とを連通し、ポンプから送気と送水の少なくとも一方に使用される流体が通過する流体通路の圧力に関する情報を検知する圧力センサと、圧力センサから出力される圧力に関する情報を２回以上取得し、圧力に関する情報を、ポンプの使用状態に関する情報と関連付けたデータを生成する制御部とを備える。

流体通路の圧力を、２回以上取得することで、流体通路の圧力の推移を得ることが可能になる。圧力の推移に基づいて、送気または送水に関連する部材の異常判別を行うことが可能になる。また、データには、圧力に関する情報に、情報取得日時やスコープの識別情報が関連付けられているため、異常は発生した時刻や、使用されたスコープを特定することも可能になる。

好ましくは、使用状態に関する情報は、圧力に関する情報を取得した日時、及びスコープの識別情報を有する。

また、好ましくは、制御部は、データを、ネットワークを介して、内視鏡システムと別の外部機器に送信する。

外部機器に、データを送信することで、内視鏡システムが設置された場所に出向かずとも、外部機器に送信されたデータに基づいて、異常判別を行うことが可能になる。

さらに好ましくは、制御部と、外部機器の一方は、データに基づいて、送気と送水の少なくとも一方に関連する部材の異常判別を行う。

さらに好ましくは、圧力に関する情報と、使用状態に関する情報に基づく正常時に想定される圧力範囲との比較に基づいて、異常判別が行われる。

実際の圧力値（圧力に関する情報）が、正常時に想定される圧力範囲よりも高い場合には、スコープの先端に設けられたノズルの目詰まりなどが異常原因として考えることが出来る。一方、実際の圧力値が、正常時に想定される圧力範囲よりも低い場合には、ポンプの異常などが異常原因として考えることが出来る。また、実際の圧力値が、正常時に想定される圧力範囲内である場合には、送気または送水に関連する部材が正常に動作していると考えることが出来る。

また、好ましくは、データは、圧力に関する情報と、ポンプの出力レベルに基づいて算出される流体通路の流量が、圧力に関する情報に関連付けられた状態で含められる。

さらに好ましくは、データは、内視鏡システムに設けられたモニタに出力される。

これにより、流体通路の圧力や、流体通路に流れる流体の単位時間当たりの流量などを、内視鏡システムの使用者が、必要に応じて確認することが可能になる。

以上のように本発明によれば、送気または送水に使用される流体通路上の圧力に関する情報に基づいて、送気または送水に関連する部材の異常判別に使用出来るデータを生成することが可能な内視鏡システムを提供することができる。

以下、本実施形態における内視鏡システムの構成について、図を用いて説明する。本実施形態に係る内視鏡システム１は、スコープ１０、プロセッサ３０、及びモニタ５０を備える（図１参照）。スコープ１０は、対物光学系１３、ＣＣＤなどの撮像素子を含む撮像部１４、画像制御部１５、及びポンプ３４とスコープ１０の先端部分とを連通する流体通路１６を有する。プロセッサ３０は、映像信号処理部３１、制御部３２、操作部３３、ポンプ３４、圧力センサ３５、メモリ３６、及び通信部３８を有する。制御部３２は、プロセッサ３０の各部を制御する第１ＣＰＵ３２ａ、ポンプ３４の動作制御を行う第２ＣＰＵ３２ｂ、ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）３２ｃ、及びＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３２ｄを有する（図２参照）。

プロセッサ３０などに設けられた光源部（不図示）から出射された光は、光ファイバーケーブル（不図示）を介して、スコープ１０の先端部から被観察体に向けて照射される。被観察体からの反射光などは対物光学系１３を介して撮像部１４の撮像素子に入射され、撮像素子の受光面に被観察体の光学像が結像される。撮像素子では入射した被観察体の光学像が光電変換され、該光学像に基づいた画像信号が出力される。画像信号は、画像制御部１５でＹＣ分離など前段の画像処理が施され、映像信号制御回路３１でモニタ５０に表示可能な画像（ビデオ信号）を生成する後段の画像処理が施される。なお、前段、後段の画像処理をプロセッサ３０側で行う形態であってもよい。

プロセッサ３０には、モニタ５０が接続される。モニタ５０は、プロセッサ３０で画像処理された、所定のビデオ信号の規格に準拠した画像を表示する表示手段である。プロセッサ３０には、モニタ５０の他に、プロセッサ３０で画像処理された画像データ等を記録する外部記憶装置や、画像を出力（プリントアウト）するプリンタなどが接続されてもよい。

また、プロセッサ３０とインターネット経由などでネットワーク接続されたＰＣ７０が設けられる。ＰＣ７０は、内視鏡システム１の修理などを行うサービス作業者の事務所などに設置されたコンピュータであり、後述するように、流体通路１６の圧力状態に基づいて、送気または送水に関連する部材の異常判別を行う。プロセッサ３０の通信部３８は、ネットワーク接続を行うための端子（例えばＬＡＮ端子）であるが、ネットワーク接続を行う形態は無線ＬＡＮによるものなど他の形態であってもよい。また、ネットワーク接続を行う手段はインターネットに限らず、イントラネットなど別の手段であってもよい。

操作部３３は、ポンプ３４からの送気または送水の指示、及び送気または送水の出力レベルの設定、及び通信部３８を介したＰＣ７０との通信状態のオンオフ切り換えを行うために使用される。

操作部３３を介して使用者により送気または送水の指示が行われると、制御部３２は、使用者により設定された出力レベルで送気または送水を行うようにポンプ３４を制御する。出力レベルは、例えば３段階に分けられた出力レベル（第１〜第３出力レベルＬｖ１〜Ｌｖ３）が選択可能な状態にされ、各レベルに応じて送気または送水における流量が設定される。

送気または送水の指示が行われると、操作部３３を介して設定された出力レベルに関する信号が第１ＣＰＵ３２ａから第２ＣＰＵ３２ｂに出力され、出力レベルに対応する送気または送水量に関する制御信号が第２ＣＰＵ３２ｂから出力され、該制御信号がＤＡＣ３２ｃでアナログ信号に変換され、制御信号に対応する電圧がポンプ３４に印加される。ポンプ３４は、印加された電圧に対応した流量で、流体の汲み上げを行う。ポンプ３４により汲み上げられた流体は、流体通路１６を通過し、スコープ１０の先端部から被観察体の近辺に出射されることにより、送気又は送水が行われる。

圧力センサ３５は、流体通路１６の圧力を検知するセンサで、圧力に関する情報（例えば圧力センサ３５が出力する電圧値）を制御部３２に出力する。制御部３２は、第１時間ｔ１（例えば０．１秒）ごとに圧力センサ３５からの出力値（電圧値）を抽出（サンプリング）する。圧力センサ３５からの出力値は、ＡＤＣ３２ｄでデジタル信号に変換され、第２ＣＰＵ３２ｂのＲＡＭに一時記録される。具体的には、圧力センサ３５からの出力値または出力値に対応する圧力が、使用者により設定された送気または送水の出力レベル、圧力と出力レベルから算出される単位時間当たりの流量、及び圧力に関する情報を取得した日時（情報取得日時）と関連付けられる。関連付けられたデータは、第１データとして、第２ＣＰＵ３２ｂのＲＡＭに一時記録される。

また、ポンプ３４を駆動して送気または送水が行われたことを特定する情報（フラグ）も、圧力センサ３５からの出力値または出力値に対応する圧力と関連付けられて第１データに納められるのが望ましい。若しくは、ポンプ３４を駆動して送気または送水が行われる期間だけ、圧力センサ３５からの出力値を抽出する形態であってもよい。このような形態を採用するのは、ポンプ３４などの異常で流体通路１６の圧力が低い状態であるのか、送気及び送水を行っていたために圧力が低い状態であるのかを容易に判別するためである。

第２ＣＰＵ３２ｂは、第２時間ｔ２（ｔ２＞ｔ１、例えば数十秒）ごとに、一時記録した情報を第１ＣＰＵ３２ａに出力する。第１ＣＰＵ３２ａは、第１データにスコープ１０の機種名やシリアルナンバーなどを含むスコープ１０の識別情報、及びプロセッサ３０の機種名やシリアルナンバーなどを含むプロセッサ３０の識別情報を関連付けた状態で、第２データとしてメモリ３６に記録する。なお、第２データは、内視鏡システム１とネットワーク接続されたＰＣ７０で解読できるように汎用性のあるフォーマット、例えばＣＳＶ（Ｃｏｍｍａ Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ｖａｌｕｅｓ）形式で生成されるのが望ましい。

また、メモリ３６に記録した第２データに含まれる情報は、操作部３３を介した使用者の指示に基づいて、モニタ５０に表示される。これにより、流体通路１６の圧力や、流体通路１６に流れる流体の単位時間当たりの流量などを、内視鏡システム１の使用者が、必要に応じて確認することが可能になる。

第２ＣＰＵ３２ｂから第１ＣＰＵ３２ａへの第１データの出力を第２時間ｔ２ごとにしたのは、映像信号処理部３１などプロセッサ３０の各部を制御する第１ＣＰＵ３２ａの処理回数を減らして負荷を軽減するためである。第２時間ｔ２は、第２ＣＰＵ３２ｂのＲＡＭに第１データの一時記録が開始されてから、抽出された圧力情報が一定量を超え、第１データの大きさが、第２ＣＰＵ３２ｂのＲＡＭにおいて設定された第１データを格納する領域の容量を越える可能性が生ずるまでにかかる時間が設定される。

メモリ３６に記録された第２データは、第１ＣＰＵ３２ａ、及び通信部３８を介して、ネットワーク通信が可能な状態で内視鏡システム１から離れた場所に備えられたＰＣ７０に送信される。ＰＣ７０は、第２データに基づいて、送気または送水に関連する部材の異常判別を行うソフトウエアがインストールされており、第２データを受信後に該異常判別を行う。なお、第２データのＰＣ７０への送信は、メモリ３６を介さずに、第２データが生成された時点で直接送信する形態であってもよい。

なお、本実施形態では、異常判別は、ＰＣ７０にインストールされたソフトウエアによって自動的に行われる形態を説明したが、ＰＣ７０の使用者が第２データを閲覧して、異常判別を行う形態であってもよい。

具体的には、第２データにおける圧力（実圧力値）と、使用されるスコープ、プロセッサの組み合わせにおいて正常動作時に想定される流体通路１６の圧力範囲（想定圧力範囲、図３参照）とを比較して、異常判別を行う。送気または送水が行われた状態において、実圧力値が想定圧力範囲よりも高い状態が第３時間ｔ３以上続く場合には、流体通路１６の先端部に設けられたノズルの異常（目詰まり）などが考えられる。この場合は、内視鏡システム１の使用者がノズルの清掃を行うことなどにより解決出来る可能性が高い。送気または送水が行われた状態において、実圧力値が想定圧力範囲より低い状態が第３時間ｔ３以上続く場合には、ポンプ３４の故障、流体通路１６の配管異常、及びポンプ３４に備えられた送水ボトル（不図示）の不備（装着不具合）などが考えられる。この場合は、内視鏡システム１のサービス作業者などによる修理が必要な可能性が高い。また、それ以外の場合、すなわち、送気または送水が行われた状態において、実圧力値が想定圧力範囲内で推移する場合には、送気または送水が正常に行われていると判断される。

異常が発生していると判断された場合には、ＰＣ７０から内視鏡システム１に異常発生情報を送信し、モニタ５０でかかる異常を示す警告表示を行う。警告は、モニタ５０に表示するだけでなく、音声出力による案内や、ポンプ３４の動作を表示するＬＥＤなどの発光色や発光パターンを変えて行う形態であってもよい。

次に、ＰＣ７０において送気または送水に関連する部材の異常判別を行う手順について、図４のフローチャートを用いて説明する。図４において、ステップＳ１１からステップＳ１３までは内視鏡システム１で行われる処理、ステップＳ１４以降はＰＣ７０で行われる処理である。ステップＳ１１で、内視鏡システム１の使用者が操作部３３を操作することにより、内視鏡システム１は通信部３８を介してＰＣ７０と通信可能な状態になる。なお、第２データを生成しメモリ３６に記録する処理は、内視鏡システム１の電源がオン状態にされることにより、開始される。第２データを生成してメモリ３６に記録する手順の詳細は、図５のフローチャートを用いて後述する。

ステップＳ１２で、内視鏡システム１の使用者が操作部３３を操作して、送気または送水指示が行われ、制御部３２は、ポンプ３４を介して送気または送水を行う。異常発生条件を特定しやすくするため、使用者は、ポンプ３４の出力レベルなど、送気または送水を行う条件を何種類か変えて、送気または送水の操作を行うのが望ましい。ステップＳ１３で、第１ＣＰＵ３２ａは、メモリ３６に記録された第２データを読み出しし、通信部３８を介して、ＰＣ７０に送信する。

ステップＳ１４で、ＰＣ７０は、送気または送水に関連する部材の異常判別を行うため、送信された第２データにおける実圧力値が送気または送水が行われた状態において想定圧力範囲よりも大きい状態が第３時間ｔ３以上続いたか否かを判断する。かかる状態が一定時間（第３時間ｔ３以上）だけ続くことを条件としたのは、正常時にも起こりうる瞬間的な圧力の変動による誤判断を避けるためである。

かかる条件を満たさない場合は（Ｓ１４：Ｎｏ）、ステップＳ１６に進められる。かかる条件を満たす場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１５で、ＰＣ７０は、ノズルの目詰まりなど、内視鏡システム１の使用者によるノズルの清掃などで解決出来る異常であると判断する。そして、ＰＣ７０は、かかる旨の情報を、通信部３８を介して第１ＣＰＵ３２ａに送信する。第１ＣＰＵ３２ａは、ノズルの目詰まりなどの異常発生、及び解決方法を示す警告をモニタ５０に表示する。これにより、内視鏡システム１の使用者が、内視鏡システム１の異常状態を把握することが可能になる。また、ＰＣ７０のモニタ（不図示）などでサービス作業者に対しても上述の警告表示を行う。これにより、サービス作業者も、内視鏡システム１の異常状態を把握することが可能になる。その後、異常判別を終了する。

ステップＳ１６で、ＰＣ７０は、第２データにおける実圧力値が送気または送水が行われた状態において、想定圧力範囲よりも小さい状態が第３時間ｔ３以上続いたか否かを判断する。かかる条件を満たさない場合は、ステップＳ１８に進められる。かかる条件を満たす場合には、ステップＳ１７で、ＰＣ７０は、ポンプ３４の故障など、サービス作業者による修理が必要であると判断する。そして、ＰＣ７０は、かかる旨の情報を、通信部３８を介して第１ＣＰＵ３２ａに送信する。第１ＣＰＵ３２ａは、ポンプ３４の故障などの異常発生、及び修理が必要であることを示す警告をモニタ５０に表示する。これにより、内視鏡システム１の使用者が、内視鏡システム１の異常状態を把握することが可能になる。また、ＰＣ７０のモニタ（不図示）などでサービス作業者に対しても上述の警告表示を行う。これにより、サービス業者も、内視鏡システム１の異常状態を把握することが可能になる。その後、異常判別を終了する。

ステップＳ１８で、ＰＣ７０は、送気または送水に関連する部材に異常は見られないと判断し、かかる旨の情報を通信部３８を介して第１ＣＰＵ３２ａに送信する。第１ＣＰＵ３２ａは、送気または送水に関連する部材が正常に動作していることをモニタ５０に表示する。これにより、内視鏡システム１の使用者が、送気または送水に関連する部材の正常状態を把握することが可能になる。また、ＰＣ７０のモニタ（不図示）などでサービス作業者に対しても上述の正常である旨の表示を行う。これにより、サービス作業者も、内視鏡システム１における送気または送水に関連する部材の正常状態を把握することが可能になる。その後、異常判別を終了する。

次に、第２データを生成しメモリ３６に記録する手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。内視鏡システム１の電源がオン状態にされると、圧力センサ３５は、流体通路１６の圧力検知を開始する。なお、第２データを生成してメモリ３６に記録する処理は、異常判別のための送気または送水を行う期間の前後、すなわち使用者が操作部３３を使って指示した期間だけ行う形態であってもよい。

開始後、ステップＳ３１で、第２ＣＰＵ３２ｂは、経過時間ｔを初期化し、経過時間ｔの計測を開始する（ｔ＝０）。ステップＳ３２で、第２ＣＰＵ３２ｂは、ＡＤＣ３２ｄを介して、圧力センサ３５で検知された圧力に関する情報を第１時間ｔ１ごとに抽出する。抽出した圧力情報（圧力センサ３５からの出力値または出力値に対応する圧力）に、送気または送水の出力レベル、図３のグラフを用いて圧力と出力レベルから算出される流体通路１６における単位時間当たりの流量、及び情報取得日時を関連付けた第１データを生成し、第２ＣＰＵ３２ｂのＲＡＭに一時記録する。

ステップＳ３３で、経過時間ｔが第２時間ｔ２以上になったか否か、すなわち圧力情報の抽出回数が一定回数を超え、第２ＣＰＵ３２ｂのＲＡＭにおける第１データを格納する領域の空き容量を不足している可能性があるか否かが判断される。経過時間ｔが第２時間ｔ２以上になっていない場合（Ｓ３３：Ｎｏ）には、ステップＳ３２に戻される。経過時間ｔが第２時間ｔ２以上になった場合（Ｓ３３：Ｙｅｓ）には、ステップＳ３４で、第１データが、第２ＣＰＵ３２ｂのＲＡＭから第１ＣＰＵ３２ａに送信される。ステップＳ３５で、第１ＣＰＵ３２ａは、第１データに、スコープ１０の識別情報、及びプロセッサ３０の識別情報を関連付けた第２データを生成し、メモリ３６に記録する。

このとき、既にメモリ３６に記録されていた既存第２データは消去する形態であってもよいが、既存第２データに新しい圧力情報などを書き加えて新たな第２データとする形態であってもよい。この場合、第２データの大きさが、メモリ３６における第２データを格納する領域の容量を越えないように、第２データにおける情報取得日時の古いデータを順次消去しながら、第２データが生成される。

ステップＳ３６で、第２ＣＰＵ３２ｂのＲＡＭに一時記録された第１データが消去されて、ステップＳ３１に戻される。ステップＳ３１〜Ｓ３６を繰り返すことにより、第２時間ｔ２ごとに、新しい圧力情報を含む第２データが更新される。

本実施形態では、ポンプ３４を使った送気または送水に使用される流体通路１６の圧力情報が情報取得日時等のポンプ３４の使用状態に関する情報と関連付けた状態で記録されるため、圧力推移に基づいて、送気または送水に関連する部材の異常判別を行うことが可能になる。第２データの内容は、内視鏡システム１内だけでなく、内視鏡システム１から送信されたデータを受信出来る装置（例えばＰＣ７０）でも確認出来るため、内視鏡システム１が設置された場所までサービス作業者が出向いて異常判別を行う手間を省くことが出来る。また、圧力推移から、異常が発生する過程を確認することも可能になる。

また、ＰＣ７０に想定圧力範囲を予め記録しておき、送気または送水に関連する部材の異常判別をＰＣ７０で行う形態を説明したが、送気または送水に関連する部材の異常判別は、内視鏡システム１において行われても良い。この場合、メモリ３６などに想定圧力範囲を記録しておき、プロセッサ３０の制御部３２が、第２データにおける圧力情報（実圧力値）と、メモリ３６などに記録された想定圧力範囲とを比較し、異常判別を行う。

また、第１ＣＰＵ３２ａで生成された第２データは、プロセッサ３０に接続されたプリンタ（不図示）に出力（プリントアウト）されてもよい。この場合、プリントアウトされた情報に含まれる実圧力値を、想定圧力範囲と比較することにより、送気または送水に関連する部材の異常判別を行うことも可能である。

本実施形態における内視鏡システムの構成図である。 制御部の詳細と、その周辺部分を示す構成図である。 送気または送水に関連する部材が正常に動作した場合の、流体通路の圧力と単位時間当たりの流量との関係を、ポンプの出力レベルごとに示すグラフである。 ＰＣにおいて送気または送水に関連する部材の異常判別を行う手順を示すフローチャートである。 第２データを生成しメモリに記録する手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内視鏡システム
１０ スコープ
１３ 対物光学系
１４ 撮像部
１５ 画像制御部
１６ 流体通路
３０ プロセッサ
３１ 映像信号処理部
３２ 制御部
３２ａ、３２ｂ 第１、第２ＣＰＵ
３２ｃ ＤＡＣ
３２ｄ ＡＤＣ
３３ 操作部
３４ ポンプ
３５ 圧力センサ
３６ メモリ
３８ 通信部
５０ モニタ
７０ ＰＣ

Claims (7)

1. スコープの先端部分から送気と送水の少なくとも一方を行うために使用されるポンプと、
   前記ポンプと前記スコープの先端部分とを連通し、前記ポンプから前記送気と送水の少なくとも一方に使用される流体が通過する流体通路の圧力に関する情報を検知する圧力センサと、
   前記圧力センサから出力される前記圧力に関する情報を２回以上取得し、前記圧力に関する情報を、前記ポンプの使用状態に関する情報と関連付けたデータを生成する制御部とを備えることを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記使用状態に関する情報は、前記圧力に関する情報を取得した日時、及び前記スコープの識別情報を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記制御部は、前記データを、ネットワークを介して、前記内視鏡システムと別の外部機器に送信することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
4. 前記制御部と、前記外部機器の一方は、前記データに基づいて、前記送気と送水の少なくとも一方に関連する部材の異常判別を行うことを特徴とする請求項１から３に記載の内視鏡システム。
5. 前記圧力に関する情報と、前記使用状態に関する情報に基づく正常時に想定される圧力範囲との比較に基づいて、前記異常判別が行われることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡システム。
6. 前記データは、前記圧力に関する情報と、前記ポンプの出力レベルに基づいて算出される前記流体通路の流量が、前記圧力に関する情報に関連付けられた状態で含められることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
7. 前記データは、前記内視鏡システムに設けられたモニタに出力されることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡システム。

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