JP2012035060A - 内視鏡の送気システム - Google Patents

Abstract

【課題】エアポンプ及び炭酸ガスボンベなどの二系統の気体供給源を用いる際に、気体の切換を円滑に自動的に行う。
【解決手段】光源装置１２に光源ランプ４０と共にエアポンプ４１を設ける。回転数制御部４３を有するポンプ駆動回路４２により、エアポンプ４１を回転駆動し、加圧空気を供給する。ガス供給流量調節ユニット５１により内視鏡に炭酸ガスを供給し、炭酸ガスを用いた送気と送水とを行う。炭酸ガスボンベ５０の炭酸ガスの残量を検出し、炭酸ガスの検出圧力Ｐ１が一定値ＰＳ１未満となったときに、エアポンプ４１を回転させて加圧空気を供給する。エアポンプ４１の回転数を制御し、炭酸ガス供給時と同じ供給量で加圧空気を供給する。加圧空気への切り換えが自動で行われる。切り換え前後の供給量が同じになり、術者に違和感を与えることもない。
【選択図】図３

Description

本発明は、内視鏡の送気システムに関する。

医療用としての内視鏡は、挿入部の先端に、照明窓、観察窓、及び鉗子出口を有する。使用に際しては、挿入部が被検者の体腔内に挿入される。そして、照明窓から照明光を体腔内に照射し、観察窓から体腔内を観察する。患部等が発見されると、高周波処置具や鉗子等を鉗子チャンネルに挿通し、鉗子出口から出た鉗子等により患部が処置される。

このために、内視鏡システムは、内視鏡の他に、光源装置、プロセッサ及びモニタを有する。また、必要に応じて、高周波電源装置やＶＴＲ装置、プリンタ等が装着される。これら各種機器は、内視鏡自体と共にカートに設置される。カートは、各種機器が設置される複数段の棚を有し、移動自在に構成される。このカートによって、内視鏡システムは臨床現場に搬入され、内視鏡による検査や治療が行われる。

光源装置の光源からの照明光は、ライトガイドを介し照明窓から体腔内に照射される。観察窓に対面する位置で、挿入部先端内部には撮像ユニットが配置される。撮像ユニットは観察窓から体腔内を撮像する。撮像ユニットからの画像信号はユニバーサルコードを介しプロセッサに送られる。プロセッサでは、画像信号を処理してモニタに観察画像を表示する。

内視鏡による検査や治療を行う際には、術者（操作者）は内視鏡が接続された各種の機器を制御する。例えば、光源装置では、光源光量を調整して、モニタに表示される体腔内の映像を鮮明にする。また、高周波処置具を用いる際に、高周波電源の電圧や電流を適宜制御し、安全で効率的な処置を行う。

内視鏡は、加圧された液体及び気体の供給通路を有する。加圧液体は、観察窓の洗浄、体腔内壁の洗浄、薬液の散布、さらには臓器や組織に液体を流す灌流等の種々の目的で用いられる。加圧気体は、体腔内の膨張、洗浄後の観察窓の液滴除去等の目的で用いられる。これらの液体及び気体の加圧源としては、例えばエアポンプが用いられる。加圧気体を供給する場合には、エアポンプを駆動する。また、送液時の液体加圧用に、エアポンプから送液タンクに加圧空気を供給する。エアポンプは、通常、光源装置に内蔵される。また、送液タンクは光源装置に着脱自在に取り付けられる。エアポンプはＯＮ，ＯＦＦだけでなく、回転数が制御されて、加圧空気の圧力及び流量が可変になる。

近年では、エアポンプによる空気加圧に代えて、炭酸ガス（ＣＯ_２）を加圧気体源とすることも実用化されている。炭酸ガスは、空気よりも生体に吸収されやすく、安全性や患者の負担軽減等の観点から好ましい。炭酸ガスを加圧気体源とする場合には、炭酸ガスボンベを用いた炭酸ガス供給装置が用いられる。炭酸ガス供給装置は、内視鏡の送気通路に着脱可能に接続され、炭酸ガスボンベからの炭酸ガスが減圧されて供給される。

例えば、特許文献１では、加圧気体源としてのエアポンプの他に、炭酸ガスボンベを用いた送気システムが提案されている。この送気システムでは、炭酸ガスボンベからの炭酸ガスの他に、エアポンプからの加圧空気も供給可能である。

特開２００６−１４９６１号公報

しかしながら、特許文献１記載の内視鏡の送気システムでは、炭酸ガスの他に加圧空気も選択して供給することができるが、その切り換えは術者が行う。したがって、炭酸ガスが消費されるとボンベ残量警告がなされるものの、人手による切り換え操作が必要になる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ポンプによる加圧空気とボンベによるガスとを選択的に切り換えることができ、ボンベによるガス供給において、ボンベの残量が一定量以下となったときに、加圧空気に自動的に切り換え、連続的な送気を可能とする内視鏡の送気システム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、加圧空気を発生させるエアポンプ、前記加圧空気の供給流量を調節する加圧空気供給流量調節部を有し、ユニバーサルコードの給気配管が接続される管路接続部に前記加圧空気を供給する加圧空気供給装置と、ガスを供給するガスボンベ、前記ガスの供給流量を調節するガス供給流量調節ユニットを有し、前記管路接続部に前記ガスを供給するガス供給装置と、前記加圧空気供給装置及びガス供給装置を制御し、前記管路接続部に前記加圧空気及び前記ガスの一方を送り、切り換え前の前記加圧空気及び前記ガスの他方の供給流量設定値を用いて切り換え制御を行うガス切換制御部と、を有する。

また、本発明は、加圧空気供給流量調節部における供給流量設定値、及びガス供給流量調節ユニットにおける供給流量設定値を記憶する供給流量設定値記憶部を有し、ガス切換制御部は、切り換え前の前記供給流量設定値を前記供給流量設定値記憶部から読み出して切換える。なお、前記ガスは例えば炭酸ガスであり、初期設定時に前記ガス供給装置が優先的に用いられることが好ましい。

前記ガス供給流量調節ユニットは、第１及び第２の減圧弁を直列に接続した減圧機構と、前記第１の減圧弁の入口側に設けられる圧力計と、前記第２の減圧弁の出口側に設けられる流量制御弁と、前記供給流量設定値に基づき前記流量制御弁を制御するガス供給制御部とを有する。また、前記加圧空気供給流量調節部は、エアポンプの回転数を制御するポンプ駆動回路とを有する。

前記ガス供給制御部は、前記圧力計の圧力が第１の値ＰＳ１になったときに、前記ガス切換制御部にガス切換信号を送り、前記ガス切換制御部は、前記流量制御弁をＯＦＦにし、前記エアポンプを駆動して、炭酸ガスから加圧空気に切り換える。なお、ガス供給制御部は、前記圧力計の圧力が第２の値ＰＳ２（ＰＳ２＞ＰＳ１）になったときに、エアポンプをアイドリング回転させることが好ましく、この場合は切り換えを短時間で行うことができる。

炭酸ガス濃度を検出する濃度センサを有し、濃度センサの検出濃度が第１の値ＣＳ１になったときに、ガス切換制御部にガス切換信号を送り、ガス切換制御部は、流量制御弁をＯＦＦにし、エアポンプを駆動して、炭酸ガスから加圧空気に切り換えることが好ましい。この場合には環境雰囲気や体腔内の炭酸ガス濃度に基づき、炭酸ガスと加圧空気を切り換えられる。なお、ガス供給制御部は、濃度センサの検出濃度が第２の値ＣＳ２（ＣＳ２＜ＣＳ１）になったときに、エアポンプをアイドリング回転させることが好ましい。また、ガス供給制御部は、濃度センサの検出濃度が第３の値ＣＳ３（ＣＳ３＜ＣＳ２）になったときに、ガス切換制御部にガス切換信号を送り、エアポンプを停止させ、流量制御弁をＯＮにすることが好ましい。この場合には、炭酸ガス濃度が適正範囲内に戻ったときに自動的に加圧空気から炭酸ガスに切り換えられる。

前記内視鏡の挿入部先端の観察窓に対面して配置される撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットからの画像信号を受信し画像処理してモニタに表示するためのプロセッサを備え、プロセッサの制御部によりガス切換制御部を構成することが好ましい。この場合には、プロセッサの制御部を利用してソフトウェアによりガス切換制御部を構成することができ、新たな制御器の増設を不要として、構成が簡単になる。

また、管路接続部が接続される管路接続コネクタとの間にチャンバを形成し、前記チャンバに連通し、前記チャンバが一定圧力以上になったときに気体を逃すリリーフ弁を有することが好ましい。

本発明によれば、エアポンプとガスボンベのように２系統の気体供給源を有し、ガスボンベの気体の残量が減って所定の圧力で供給が不可能になる前に、自動的に加圧空気に切り換えられ、連続的な気体供給が自動的に行われる。しかも、切り換え前の圧力で、他の気体に自動的に切り換えられるため、術者に違和感を与えることなく、内視鏡による送気・送液操作を円滑に行うことができる。

本発明の内視鏡の送気システムを示す概略図である。 内視鏡関連機器をカートに収納した内視鏡システムを示す正面図である。 光源装置とプロセッサと炭酸ガス供給装置の構成を示すブロック図である。 光源装置の外観を示す斜視図である。 炭酸ガスボンベの残量変化に基づき送気を切り換える処理を示すフローチャートである。 第１圧力計の圧力変化としきい値との関係を示すグラフである。 炭酸ガス濃度の変化に基づき送気を切り換える処理を示すフローチャートである。 周囲の炭酸ガスの濃度変化としきい値との関係を示すグラフである。 炭酸ガスボンベを２個用いる別実施形態を示す概略図である。

図１に示すように、内視鏡システム１０は、内視鏡１１、光源装置１２，炭酸ガス供給装置１３、送液装置１４、プロセッサ１５、モニタ１６及びカート１７（図２参照）を有する。

図２に示すように、カート１７は各機器１２〜１６を保持し、移動自在に構成される。カート１７には、各機器１２〜１６の他に各種の内視鏡関連機器が必要に応じて設置される。なお、炭酸ガス供給装置１３や送液装置１４はカート１７とは別体で、外付けとされることもある。

図１に示すように、内視鏡１１は、本体操作部２０、挿入部２１、ユニバーサルコード２２を有する。挿入部２１は、本体操作部２０に連結して設けられ、被検者の体腔内に挿入される。挿入部２１の先端部は、照明窓２３、観察窓２４、鉗子出口２５ａ、送気送水ノズル２６を有する。鉗子出口２５ａは、挿入部２１内を挿通する鉗子挿通チャンネル２５の一端であり、他端は本体操作部２０に鉗子入口２５ｂとして開口する。鉗子挿通チャンネル２５の途中には吸引路３２の一端が接続され、吸引路３２の他端が吸引バルブ３１に接続される。

送気送水ノズル２６は、観察窓２４の近くに配置される。送気送水ノズル２６は挿入部２１内で流体通路２７に連通する。流体通路２７は、挿入部２１の途中で送気路２８と送水路２９とに分離されて、本体操作部２０の送気送水バルブ３０に接続される。この送気送水バルブ３０のボタンを例えば全押し操作することにより、液体が送られて、ノズル２６から観察窓２４に向けて液体が噴射される。これにより、観察窓２４が洗浄される。また、送気送水ノズル２６のボタンを例えば半押し操作することにより、気体が送られて、ノズル２６から観察窓２４に向けて気体が噴射される。これにより、観察窓２４に付着した液滴が飛ばされる。

送気送水バルブ３０には、給気配管３３及び給液配管３４が接続される。また、吸引バルブ３１には吸引配管３５が接続される。これら給気配管３３、給液配管３４、吸引配管３５は、ユニバーサルコード２２に延在される。ユニバーサルコード２２の先端にはコネクタ部３６が設けられる。コネクタ部３６は、光源接続部３６ａ、管路接続部３６ｂ、コード接続部３６ｃを有する。光源接続部３６ａは、光源装置１２に口金１２ｂを介して着脱可能に接続される。また、管路接続部３６ｂは、管路接続コネクタ４５及び多重管路４４を介して送液タンク１４ａに接続される。さらに、コード接続部３６ｃは接続コード４８を介してプロセッサ１５に接続される。

送液装置１４は送液タンク１４ａと多重管路４４とから構成される。多重管路４４の一端は送液タンク１４ａに接続され、他端は光源装置１２のコネクタ部３６に管路接続コネクタ４５を介して接続される。

給気配管３３は、コネクタ部３６内で分岐する。一方の分岐配管３３ａは光源接続部３６ａに延在され、エアポンプ４１に接続される。他方の分岐配管３３ｂは管路接続部３６ｂに開口する。管路接続部３６ｂには、多重管路４４の管路接続コネクタ４５が着脱可能に接続される。そして、管路接続コネクタ４５が管路接続部３６ｂに接続すると、その内部にチャンバ４６が形成される。分岐配管３３ｂはこのチャンバ４６に開口している。管路接続コネクタ４５にはリリーフ弁４７が取り付けられる。リリーフ弁４７は、エアポンプ４１の連続運転により送液タンク１４ａ及びチャンバ４６内の圧力が一定値を超えたときにリリーフして、送液タンク１４ａ及びチャンバ４６内を一定圧力に保持する。なお、リリーフ弁は、管路接続コネクタ４５の他にコネクタ部３６や送液装置１４に取り付けてもよい。

多重管路４４は内管４４ａと外管４４ｂの二重管から形成される。そして、内管４４ａの他端は送液装置１４の底面近くに開口する。これにより、内管４４ａの開口が常に液中に挿入される。外管４４ｂの他端は送液タンク１４ａの液面上方に位置するように、送液タンク１４ａの上部に接続される。内管４４ａは、管路接続コネクタ４５が管路接続部３６ｂに接続されると、給液配管３４と連通し、外管４４ｂはチャンバ４６に連通する。チャンバ４６内に炭酸ガスまたは加圧空気が導入されると、これら炭酸ガスまたは加圧空気によって送液タンク１４ａ内の液面が加圧され、送気送水バルブ３０の送液操作によって、液を送気送水バルブ３０に送ることができる。

内視鏡１１の先端内部で、観察窓２４に対面する位置には、撮像ユニット３９が配置される。この撮像ユニット３９により観察窓２４を介して、体腔内が撮像される。この画像信号は信号コード３９ａ及び接続コード４８によりプロセッサ１５に送られる。信号コード３９ａは挿入部２１、本体操作部２０、ユニバーサルコード２２内を通り、コネクタ部３６のコード接続部３６ｃに達する。コード接続部３６ｃには接続コード４８が接続され、信号コード３９ａと接続コード４８が電気的に接続される。この接続コード４８はプロセッサ１５に接続される。プロセッサ１５は、画像信号に対して所定の信号処理を行い、モニタ１６に内視鏡画像を表示する。

光源装置１２は、加圧空気供給装置１８、光源ランプ（照明光源）４０、光源制御部６０、エアポンプ４１、回転数制御部４３、ポンプ駆動回路４２、全体制御部６１、操作パネル１２ａを有する。光源接続部３６ａが光源装置１２に接続されると、光源接続部３６ａから突出するライトガイド３７の入射端が光源ランプ４０に対面し、ライトガイド３７に照明光が入射される。ライトガイド３７の出射端は挿入部２１の先端の照明窓２３に位置しており、照明窓２３から体腔内に照明光が照射される。

図４に示すように、光源装置１２の前面部には操作パネル１２ａが設けられる。操作パネル１２ａには、光量調整部６２、送気量調整部６３、電源スイッチ６４、及びポンプスイッチ６５が設けられる。光量調整部６２は、操作ボタン（または操作ツマミ）を有し、押下操作または回転操作により光量の増減を指示することができる。操作ツマミによる光量増減指示信号は全体制御部６１（図３参照）に送られる。全体制御部６１では、光量増減指示信号に基づき光源制御部６０を制御し、光源ランプ４０の光源光量を連続的に変化させる。従って、術者は、モニタ１６に表示される内視鏡画像を目視した状態で、光源ランプ４０の光量を調整することにより、モニタ１６に表示される内視鏡画像の明るさを調整し、最適な照明環境下で体腔内を観察することができる。

図３に示すように、本発明の内視鏡の送気システムは、炭酸ガス供給装置１３、加圧空気供給装置１８、ガス切換制御部１９を有する。

加圧空気供給装置１８は、エアポンプ４１、加圧空気供給流量調節ユニット３８を有する。エアポンプ４１はモータにより回転駆動され、加圧空気を発生させる。加圧空気供給流量調節ユニット３８は、モータの回転数制御部４３を有するポンプ駆動回路４２から構成される。回転数制御部４３は、エアポンプ４１に接続されたモータ（不図示）の回転数を制御し、エアポンプ４１の吐出流量を例えば、流量Ｈ，流量Ｍ，流量Ｌの３段階に切り換える。なお、エアポンプ４１の吐出流量は無段階に調整が可能であるが、大流量（流量Ｈ）、中流量（流量Ｍ）、小流量（流量Ｌ）の３段階の切り換えで、実用的に問題はない。従って、本実施形態では、流量Ｈ，流量Ｍ，流量Ｌの３段階に切り換えている。

全体制御部６１は、操作パネル１２ａからの各種操作指令の入力信号に基づき、加圧空気供給流量調節ユニット３８及び光源制御部６０を制御する。操作パネル１２ａは、光量調整部６２、送気量調整部６３、電源スイッチ６４、ポンプスイッチ６５を有する。操作パネル１２ａからの入力指令によって、光量を連続的に変化させたり、送気量を段階的に変化させたりすることができる。

炭酸ガス供給装置１３は、炭酸ガスボンベ５０、炭酸ガス供給流量調節ユニット５１、逆止弁７５を有する。炭酸ガスボンベ５０及び炭酸ガス供給流量調節ユニット５１はガス供給管５２ａにより接続される。逆止弁７５は、ガス供給管５２ｂを介して、管路接続コネクタ４５（図１参照）に接続される。

ガス切換制御部１９は、プロセッサ１５の制御部７１内に構成され、炭酸ガス供給装置１３、加圧空気供給装置１８を制御し、管路接続部３６ｂ（図１参照）に加圧空気及び炭酸ガスのいずれか一方を送る。このガス切換制御部１９によるガスの切り換え時には、切り換え前に管路接続部３６ｂに供給されていた加圧空気及び炭酸ガスの他方の供給流量設定値を用いる。このため、ガス切換制御部１９はメモリ（供給流量設定値記憶部）１９ａを有する。メモリ１９ａは、加圧空気供給流量調節ユニット３８及びガス供給流量調節ユニット５１における現在の供給流量設定値を記憶する。そして、炭酸ガスと加圧空気とを切り換えて供給する際に、メモリ１９ａから切り換え前の供給流量設定値を読み出して用いる。このように、プロセッサ１５の制御部７１を用いて、ソフトウェアによりガス切換制御部１９を構成することにより、新たに制御器を増設する必要がなく、構成が簡単になる。

図３に示すように、ガス供給流量調節ユニット５１は、減圧機構５３、流量制御弁５４、圧力計５５ａ，５５ｂ、ガス供給制御部５６、及び操作パネル１３ａを有する。ガスボンベ５０側から順に、減圧機構５３、流量制御弁５４、逆止弁７５が直列に接続され、ガスボンベ５０からの炭酸ガスがガス供給管５２ｂを介し管路接続コネクタ４５に送られる。

減圧機構５３は、直列に配置した２個のレギュレータ（減圧弁）５３ａ，５３ｂから構成される。レギュレータ５３ａ，５３ｂは、ガスボンベ５０からの炭酸ガスの圧力を二段階に減圧し、人体に対して安全な圧力にする。例えば、第１レギュレータ５３ａでは、炭酸ガスボンベ５０内の炭酸ガスの圧力を１０ＭＰａから０．３ＭＰａに減圧する。また、第２レギュレータ５３ａでは、炭酸ガスの圧力を０．３ＭＰａから０．０５ＭＰａに減圧する。

各レギュレータ５３ａ，５３ｂの入口側には圧力計５５ａ，５５ｂが設けられる。これら圧力計５５ａ，５５ｂは、１段目のレギュレータ５３ａの前後の圧力を計測する。各圧力計５５ａ，５５ｂからの圧力信号はガス供給制御部５６に送られる。

ガス供給制御部５６は、２つの圧力計５５ａ，５５ｂからの圧力信号に基づいて炭酸ガスボンベ５０からの出力圧の変化を検出し、流量制御弁５４の制御と、残量表示と警告表示とを行う。まず、圧力計５５ａ，５５ｂからの検出圧力により、供給流量と、ガスボンベ５０の炭酸ガス残量とを検出する。そして、検出した炭酸ガス残量を残量表示部５７に表示する。また、ガス残量が所定のレベル以下になると、警告表示部５８により警告を表示するとともに、警報を発生する。さらに、炭酸ガスの出力圧力が所定のレベル以下になると、流量制御弁５４を制御して、炭酸ガスの供給を停止し、エアポンプ４１から加圧空気を供給する。

操作パネル１３ａは、残量表示部５７、警告表示部５８、及び弁制御スイッチ７３を有し、ガス供給制御部５６に接続される。弁制御スイッチ７３は、術者の操作により、流量制御弁５４をＯＮ、ＯＦＦする指示信号を入力する。この指示信号はガス供給制御部５６に送られて、この信号に基づき流量制御弁５４がＯＮ、ＯＦＦされる。

流量制御弁５４は電磁比例弁からなり、減圧機構５３を経た炭酸ガスの流量を調整する。流量制御弁５４はガス供給制御部５６により制御され、エアポンプ４１の吐出流量と同じように大流量（流量Ｈ）、中流量（流量Ｍ）、小流量（流量Ｌ）の３段階に切り換えられる。流量制御弁５４の出口流量は、ガス供給制御部５６によりエアポンプ４１の吐出流量と同じにされる。

ガス供給流量調節ユニット５１と加圧空気供給装置１８とはプロセッサ１５のガス切換制御部１９により、選択的に駆動される。したがって、加圧空気と炭酸ガスとは同時に供給されることはなく、選択的に供給される。しかも、加圧空気、炭酸ガスのいずれも供給流量を個別に調整することができる。

以上のように、エアポンプ４１の駆動による加圧空気と、炭酸ガスボンベ５０から供給される炭酸ガスというように２系統の気体供給系を有する。そして、ガス切換制御部１９によってガス供給制御部５６または光源装置１２の全体制御部６１のいずれかが選択され、加圧空気または炭酸ガスの一方が使用される。本実施形態では、被検者の負担軽減の観点から、炭酸ガスの供給を優先し、加圧空気は補助的に使用する。

このため、初期設定では、炭酸ガスが供給されるように、ガス切換制御部１９がガス供給制御部５６を駆動し、炭酸ガスを優先的に供給する。そして、例えば、炭酸ガスボンベ５０内の炭酸ガスの残量が供給不能な状態となったとき、故障等によって炭酸ガスの供給が不能になったとき、術者の選択に応じて加圧空気の供給を選択したときに、炭酸ガスボンベ５０からガス供給管５２ｂへの炭酸ガスの供給を停止する。また、炭酸ガスの供給の停止とともに、エアポンプ４１が駆動されて、加圧空気が供給される。なお、術者の操作による場合には、炭酸ガス供給装置１３の弁制御スイッチ７３によるＯＦＦ操作及び光源装置１２のポンプスイッチ６５のＯＮ操作によって、炭酸ガスから加圧空気に切り換わる。

送気量調整部６３は、操作ボタン（または操作ツマミ）を有し、押下操作または回転操作により送気量を３段階に切り換える。送気量調整部６３から入力される送気量指示信号は全体制御部６１を介してポンプ駆動回路４２と、さらにプロセッサ１５のガス切換制御部１９を介してガス供給制御部５６に送られる。このため、ガス切換制御部１９は、メモリ１９ａを有する。メモリ１９ａには、送気量指示値（Ｈ、Ｍ、Ｌのいずれか）が記憶される。新たな値が設定されると、この新たな値に更新される。そして、この更新した値となるように、回転数制御部４３または流量制御弁５４が制御される。

ガス供給制御部５６は、プロセッサ１５のガス切換制御部１９を介して光源装置１２と接続される。プロセッサ１５は信号処置回路７０及び制御部７１を有する。制御部７１は、例えばアイリス制御を行うために光源装置１２の全体制御部６１と電気的に接続される。また、炭酸ガス供給装置１３のガス供給制御部５６は、このプロセッサ１５の制御部７１を介して全体制御部６１に電気的に接続される。なお、ガス供給制御部５６は、プロセッサ１５を介さず、全体制御部６１と直接接続してもよい。

使用に際しては、図１に示すように、ユニバーサルコード２２のコネクタ部３６の光源接続部３６ａを光源装置１２の口金１２ｂに接続する。また、管路接続部３６ｂに管路接続コネクタ４５を介して多重管路４４を接続する。この状態で、光源装置１２の操作パネル２ａに設けた電源スイッチ６４をＯＮすると、各機器が稼働状態になる。ここで、ガス切換制御部１９は、ガス供給制御部５６を制御して炭酸ガスボンベ５０からの炭酸ガスを優先的に送液装置１４及び給気配管３３に供給する。

挿入部２１を体腔内に挿入して、体腔の内部を膨らませる場合や、観察窓２４を洗浄する場合等で、術者が本体操作部２０の送気送水バルブ３０を操作すると、体腔内に供給されるのは炭酸ガスとなる。そして、操作パネル１２ａの送気量調整部６３を術者が操作することにより、送気流量を流量Ｈ，流量Ｍまたは流量Ｌのいずれかに切り換えることができる。なお、内視鏡システム１０の立ち上げ時には、流量Ｈとなるように送気流量が初期設定されている。従って、送気量調整部６３が操作されるのは、送気流量を下げるときや、下げた後に上げるときである。

図５、図６に示すように、炭酸ガスが供給されて炭酸ガスボンベ５０内の炭酸ガスが消費されると、内部の圧力が低下し、炭酸ガスが供給不能となる。この供給不能を事前に検出するために、第１圧力計５５ａの圧力Ｐ１を一定時間、例えば３秒毎に検出する（ＳＴ１）。そして検出圧力Ｐ１が第２しきい値ＰＳ２（例えば０．４〜０．５Ｐａの範囲内の一定値、例えば０．４５Ｐａ）以上の場合にはＳＴ１に戻り、圧力Ｐ１を３秒毎に検出する。また、検出圧力Ｐ１が第２しきい値ＰＳ２未満となったとき（ＳＴ２）、エアポンプ４１をアイドリング回転する（ＳＴ３）。エアポンプ４１がアイドリング回転状態では微量の送気となり、加圧空気が給気配管３３や送液タンク１４ａに送り出されることはない。

第１圧力計５５ａの圧力Ｐ１を一定時間、例えば３秒毎に検出し（ＳＴ４）、検出圧力Ｐ１が第１しきい値ＰＳ１（ＰＳ１＜ＰＳ２）以上の場合には、ＳＴ４に戻る。そして、第１圧力計の検出圧力Ｐ１が、第１しきい値ＰＳ１未満となったときに（ＳＴ５）、流量制御弁５４をＯＦＦにする（ＳＴ６）。次に、プロセッサ１５のメモリ１９ａから、現在の供給量を読み込み（ＳＴ７）、これをエアポンプ４１の新たな流量として、回転数制御部４３に設定し、この回転数でエアポンプ４１を回転させ、送気を開始する（ＳＴ８）。したがって、炭酸ガス供給装置１３と同じ供給量で加圧空気が、給気配管３３や送液タンク１４ａに送られる。このように、切り換わる前の炭酸ガスの供給流量と同じ流量で加圧空気が供給されるので、操作の連続性が確保されるとともに、送気や送水の流量変化による違和感も生じることがない。例えば炭酸ガスの供給流量が流量Ｌであり、その後にエアポンプ４１に切り換わったときに、エアポンプ４１の吐出流量は流量Ｌになる。このため、流量Ｈで加圧空気が供給されるという事態が発生することがなくなり、安全で円滑なガス切換処理が行える。

第１しきい値ＰＳ１は、炭酸ガスボンベ５０の残量が少なくなり、送気用のガスとして供給不能になる状態を事前に検出するための値であり、用いる送気用のガス圧力を基準にして決定される。

第１圧力計５５ａにより圧力Ｐ１は継続して３秒毎に検出される（ＳＴ９）。第１圧力計５５ａの検出圧力Ｐ１が第３しきい値ＰＳ３（ＰＳ３＞ＰＳ２）未満の場合には、ＳＴ９に戻り、圧力Ｐ１が継続して検出される（ＳＴ９）。そして、空となった炭酸ガスボンベ５０が取り外され、新たな炭酸ガスボンベ５０が装着されると、第１圧力計５５ａの検出圧力Ｐ１が第３しきい値ＰＳ３以上となり（ＳＴ１０）、エアポンプ４１がＯＦＦにされる（ＳＴ１１）。次に、メモリ１９ａから現在の供給流量設定値が読み出され（ＳＴ１２）、流量制御弁５４がＯＮになる（ＳＴ１３）。そして、供給流量設定値となるように流量制御弁５４がガス供給制御部５６によって制御される。したがって、新たな炭酸ガスが供給され、その供給流量も加圧空気の供給時と同じであり変化することはない。

また、術者の操作により意図的に炭酸ガスを供給している状態から、エアポンプ４１による加圧空気の供給状態に切り換えることができる。この場合には、炭酸ガス供給装置１３の弁制御スイッチ７３を押下しＯＦＦにする。次に、光源装置１２のポンプスイッチ６５をＯＦＦからＯＮにする。

以上のように、術者は内視鏡１１の操作を行っている際に、炭酸ガスの残量を気にすることなく、操作が行えるため、操作性が向上する。また、自動切り換えの他に、光源装置１２の操作パネル１２ａを操作することによって、送気量の調整や切り換えを行うことができる。しかも、炭酸ガスと加圧空気というように２種類の送気を行えるようになっているにも拘わらず、炭酸ガスによる送気が優先され、加圧空気の供給は、補助的に、または選択的に切り換えられる。さらに炭酸ガスと加圧空気との間での手動による切り換え操作は、光源ランプ４０の光量を調整する光量調整部６２と共に、光源装置１２の操作パネル１２ａで行うことができ、操作が容易に行える。

次に、残量減による自動切り換えや、術者の意図的な切り換えに代えて、炭酸ガスの供給を停止し、加圧空気を供給する状態に自動的に切り換える場合について説明する。例えば内視鏡１１により検査及び治療を行っている周囲の炭酸ガス濃度が所定値以上の高濃度になったときに自動切り換えがなれさる。この場合には、図３に示すように、雰囲気の炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度センサ７６を設けて、プロセッサ１５のガス切換制御部１９に接続する。そして、図７，図８に示すように、濃度センサ７６で炭酸ガスが一定濃度を超えたときに、炭酸ガスから加圧空気に切り換える。この切り換えも、切り換え前の炭酸ガスの供給量と切り換え後の加圧空気の供給量とが同じになるように、メモリ１９ａから切り換え前の供給量を読み出して、これに基づき新たな加圧空気の切り換えを行う。なお、このような自動切り換えに代えて、または自動切り換えの前に、術者に警告を発して、術者が加圧空気の供給状態に切り換えるか否かの判断をさせてもよい。

図７に示すように、先ず、炭酸ガス濃度センサ７６により周囲の炭酸ガス濃度を例えば３秒毎に検出する（ＳＴ２１）。濃度センサ７６の検出濃度Ｃ１が第２のしきい値ＣＳ２（ＣＳ２＜ＣＳ１）以下の場合にはＳＴ２１に戻る（ＳＴ２２）。検出濃度Ｃ１が第２しきい値ＣＳ２を超えたときに（ＳＴ２２）、エアポンプ４１をアイドリング回転させる（ＳＴ２３）。

濃度センサ７６により検出濃度Ｃ１を一定時間、例えば３秒毎に検出し（ＳＴ２４）、検出濃度Ｃ１と第１しきい値ＣＳ１とを比較する（ＳＴ２５）。ＳＴ２５で、検出濃度Ｃ１が第１しきい値ＣＳ１以下の場合には、ＳＴ２４に戻る。そして、ＳＴ２５で検出濃度Ｃ１が第１のしきい値ＣＳ１を超えたときに（ＳＴ２５）、ガス切換制御部１９は、流量制御弁５４をＯＦＦにする（ＳＴ２６）。次に、プロセッサ１５のメモリ１９ａから、現在の供給量を読み込み（ＳＴ２７）、これをエアポンプ４１の新たな流量として、回転数制御部４３に設定し、この回転数でエアポンプ４１を回転させ、送気を開始する（ＳＴ２８）。したがって、炭酸ガス供給装置１３と同じ供給量で加圧空気が、給気配管３３や送液タンク１４ａに送られる。このように、切り換わる前の炭酸ガスの供給流量と同じ流量で加圧空気が供給されるので、操作の連続性が確保され、送気や送水の流量変化による違和感も生じることがない。

継続して、炭酸ガス濃度センサ７６により炭酸ガス濃度Ｃ１の検出が行われ（ＳＴ２９）、検出濃度Ｃ１と第３しきい値ＣＳ３とが比較される（ＳＴ３０）。検出濃度Ｃ１が第３しきい値ＣＳ３を超えているときには、ＳＴ２９に戻る。また、検出濃度Ｃ１が第３しきい値ＣＳ３以下になったときに（ＳＴ３０）、エアポンプ４１を停止させ（ＳＴ３１）、流量制御弁５４をＯＮにする（ＳＴ３３）。流量制御弁５４は、メモリ１９ａからの設定値に基づき供給流量になるように制御される（ＳＴ３２）ので、切り換え前の供給流量で炭酸ガスが供給される。第３のしきい値ＣＳ３（ＣＳ３＜ＣＳ２）は、炭酸ガスを使用しても良い状態になったか否かを判定する値であり、例えば第２しきい値ＣＳ２の半分の値が用いられるが、この値に限定されるものではなく、適宜変更してよい。なお、図８のＣＳ０は、内視鏡システムが使用される環境の雰囲気の炭酸ガス使用前の定常時の炭酸ガス濃度である。

術者の周辺の炭酸ガス濃度センサによる炭酸ガス濃度に代えて、またはこれに加えて、体腔内の炭酸ガス濃度に基づき炭酸ガスと加圧空気を切り換えてもよい。この場合には、鉗子出口近くで鉗子挿通チャンネル内に臨むように炭酸ガス濃度センサを設ける。さらには、被検者の状態をモニタリングする装置から、被検者の血中炭酸ガス濃度をオンラインで取得し、これに基づき、上記と同じように炭酸ガス濃度が一定値を超えた場合に、炭酸ガスから加圧空気に切り換えてもよい。なお、炭酸ガス濃度センサは鉗子挿通チャンネル以外の他の部位に取り付けてもよい。

上記実施形態では、炭酸ガスボンベ５０が１本の場合を例にとって説明しているが、図９に示すように、２本の炭酸ガスボンベ５０Ａ，５０Ｂを切り換え弁８０に接続してもよい。これにより、一方の炭酸ガスボンベの残量が少なくなったときに、他方の炭酸ガスボンベに切り換えることにより、炭酸ガスを連続的に供給することができる。なお、炭酸ガスボンベの切り換えは、手動により切り換える他に、炭酸ガス残量検出部で一定値以下の残量になったときに、自動的に切り換え弁を切り換えてもよい。

上記実施形態では、濃度センサによる炭酸ガス濃度信号に基づく炭酸ガスと加圧空気との切り換え操作を、炭酸ガスボンベの残量に基づく切り換え操作と並行して行っているが、これらの切り換えは、内視鏡の送気システムにおいてそれぞれは単独で用いてもよい。

炭酸ガス供給装置１３及び加圧空気供給装置１８における流量の調整は、３段階の切り換えの他に、それ以外の複数段階でもよく、さらには無段階で連続的に行ってもよい。この場合にも、メモリ１９ａに切換前の供給流量設定値を記憶しておき、この供給流量設定値に基づき炭酸ガス供給装置と加圧空気供給装置との供給流量設定値を同じにすることで、違和感無く、炭酸ガスと加圧空気とを切り換えることができる。

上記実施形態では、加圧空気と炭酸ガスとの切り換えを例にとって説明したが、ガスボンベにより供給する気体は炭酸ガスに限らず、例えばヘリウムガスなどの他の気体であってもよい。

１０ 内視鏡システム
１１ 内視鏡
１２ 光源装置
１２ａ 操作パネル
１３ 炭酸ガス供給装置
１４ 送液装置
１５ プロセッサ
１７ カート
１８ 加圧空気供給装置
１９ ガス切換制御部
１９ａ メモリ（供給流量設定値記憶部）
２０ 本体操作部
２１ 挿入部
２２ ユニバーサルコード
３８ 加圧空気供給流量調節部
４０ 光源ランプ
４１ エアポンプ
４２ ポンプ駆動回路
４３ 回転数制御手段
４４ 多重管路
５０，５０Ａ，５０Ｂ 炭酸ガスボンベ
５１ 炭酸ガス供給流量調節ユニット
５６ ガス供給制御部
６０ 光源制御部
６１ 全体制御部
６２ 光量調整部
６３ 送気量調整部

Claims (12)

1. 被検者の体内に挿入される挿入部、前記挿入部に連続する本体操作部、前記本体操作部に接続されるユニバーサルコードを有する内視鏡に対して、前記ユニバーサルコードの給気配管が接続される管路接続部から送気する内視鏡の送気システムにおいて、
   加圧空気を発生させるエアポンプ、前記加圧空気の供給流量を調節する加圧空気供給流量調節部を有し、前記管路接続部に前記加圧空気を供給する加圧空気供給装置と、
   ガスを供給するガスボンベ、前記ガスの供給流量を調節するガス供給流量調節ユニットを有し、前記管路接続部に前記ガスを供給するガス供給装置と、
   前記加圧空気供給装置及びガス供給装置を制御し、前記管路接続部に前記加圧空気及び前記ガスの一方を送り、切り換え前の前記加圧空気及び前記ガスの他方の供給流量設定値を用いて切り換え制御を行うガス切換制御部とを有することを特徴とする内視鏡の送気システム。
2. 前記加圧空気供給流量調節部における供給流量設定値、及び前記ガス供給流量調節ユニットにおける供給流量設定値を記憶する供給流量設定値記憶部を有し、
   前記ガス切換制御部は、切り換え前の前記供給流量設定値を前記供給流量設定値記憶部から読み出して切換えることを特徴とする請求項１記載の内視鏡の送気システム。
3. 前記ガスは炭酸ガスであり、初期設定時に前記ガス供給装置を優先的に用いることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡の送気システム。
4. 前記ガス供給流量調節ユニットは、第１及び第２の減圧弁を直列に接続した減圧機構と、前記第１の減圧弁の入口側に設けられる圧力計と、前記第２の減圧弁の出口側に設けられる流量制御弁と、前記供給流量設定値に基づき前記流量制御弁を制御するガス供給制御部とを有することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の内視鏡の送気システム。
5. 前記加圧空気供給流量調節部は、前記エアポンプの回転数を制御するポンプ駆動回路を有することを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の内視鏡の送気システム。
6. 前記ガス供給制御部は、前記圧力計の圧力が第１の値ＰＳ１になったときに、前記ガス切換制御部にガス切換信号を送り、前記ガス切換制御部は、前記流量制御弁をＯＦＦにし、前記エアポンプを駆動して、炭酸ガスから加圧空気に切り換えることを特徴とする請求項４記載の内視鏡の送気システム。
7. 前記ガス供給制御部は、前記圧力計の圧力が第２の値ＰＳ２（ＰＳ２＞ＰＳ１）になったときに、前記エアポンプをアイドリング回転させることを特徴とする請求項６記載の内視鏡の送気システム。
8. 炭酸ガス濃度を検出する濃度センサを有し、前記濃度センサの検出濃度が第１の値ＣＳ１になったときに、前記ガス切換制御部にガス切換信号を送り、前記ガス切換制御部は、前記流量制御弁をＯＦＦにし、前記エアポンプを駆動して、炭酸ガスから加圧空気に切り換えることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の内視鏡の送気システム。
9. 前記ガス供給制御部は、前記濃度センサの検出濃度が第２の値ＣＳ２（ＣＳ２＜ＣＳ１）になったときに、前記エアポンプをアイドリング回転させることを特徴とする請求項８記載の内視鏡の送気システム。
10. 前記ガス供給制御部は、前記濃度センサの検出濃度が第３の値ＣＳ３（ＣＳ３＜ＣＳ２）になったときに、前記ガス切換制御部にガス切換信号を送り、前記エアポンプを停止させ、前記流量制御弁をＯＮにすることを特徴とする請求項９記載の内視鏡の送気システム。
11. 前記挿入部先端の観察窓に対面して配置される撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットからの画像信号を受信し、前記撮像信号を画像処理してモニタに表示するためのプロセッサを備え、
    前記プロセッサの制御部により前記ガス切換制御部を構成することを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の内視鏡の送気システム。
12. 前記管路接続部が接続される管路接続コネクタとの間にチャンバを形成し、前記チャンバに連通し、前記チャンバが一定圧力以上になったときに気体を逃すリリーフ弁を有することを特徴とする請求項１から１１いずれか１項記載の内視鏡の送気システム。

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