JP2012065850A - Endoscope cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡先端部を冷却する内視鏡冷却装置に関するものである。 The present invention relates to an endoscope cooling device that cools the distal end portion of an endoscope.
内視鏡先端部材内には多数の部品が配置されており、そのいくつかの部品は、駆動させるための電力により発熱する。各部品から発せられた熱は内視鏡先端部材に伝熱し内視鏡先端部材は温度上昇する。これら発熱部材の冷却は、この伝熱状況を利用し、内視鏡先端部材を冷却することで内視鏡先端部材内に導入されている発熱部材を間接的に冷却している。
従来、特許文献1の図7に示されるように、内視鏡先端部材の伝熱状況の把握のために、内視鏡先端の金属部材に温度センサーを埋没させる構成が提案されている。
Many parts are arranged in the endoscope distal end member, and some of the parts generate heat due to electric power for driving. The heat generated from each component is transferred to the endoscope tip member, and the temperature of the endoscope tip member rises. The heat generating members are cooled by indirectly cooling the heat generating members introduced into the endoscope front end member by using the heat transfer state and cooling the endoscope front end member.
Conventionally, as shown in FIG. 7 of
しかしながら、温度センサーを先端に備える従来の方法では、温度センサー導入のための加工や内視鏡先端のスペースを考えると、内視鏡のサイズアップなしには温度測定が難しいという問題が生じている。 However, in the conventional method including a temperature sensor at the tip, there is a problem that it is difficult to measure the temperature without increasing the size of the endoscope, considering the processing for introducing the temperature sensor and the space at the tip of the endoscope. .
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内視鏡先端部のサイズアップなしに先端の温度が所定温度以上にならないようにモニタリングすることが可能な内視鏡先端の冷却機構を有する内視鏡冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a cooling mechanism for an endoscope tip that can be monitored so that the temperature of the tip does not exceed a predetermined temperature without increasing the size of the tip of the endoscope. It is an object of the present invention to provide an endoscope cooling apparatus having the same.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、少なくとも1つ以上の電気的駆動機構を有する内視鏡先端部材と、内視鏡先端部材を冷却する冷却機構とを備える内視鏡冷却装置において、
電気的駆動機構の持つ電気配線で構成され、内視鏡先端部材が所定の温度以上にならないようにモニタリングする内視鏡先端部材温度モニタリング機構を備え、
内視鏡先端部材の温度が所定温度以上になった時、照明駆動条件もしくは撮像素子駆動条件を変化させることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes an endoscope tip member having at least one electrical drive mechanism and a cooling mechanism for cooling the endoscope tip member. In the endoscope cooling device,
Consists of electrical wiring with an electrical drive mechanism, equipped with an endoscope tip member temperature monitoring mechanism for monitoring the endoscope tip member so as not to exceed a predetermined temperature,
The illumination driving condition or the imaging element driving condition is changed when the temperature of the endoscope distal end member is equal to or higher than a predetermined temperature.
また、本発明の好ましい態様によれば、内視鏡先端部材温度モニタリング機構は、抵抗値に応じて温度をモニタリングすることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the endoscope tip member temperature monitoring mechanism monitors the temperature according to the resistance value.
また、本発明の好ましい態様によれば、内視鏡先端部材温度モニタリング機構は、内視鏡先端部材内に導入されている少なくとも1つ以上の電気的駆動機構の電気配線を用いることが望ましい。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the endoscope tip member temperature monitoring mechanism uses electrical wiring of at least one electric drive mechanism introduced into the endoscope tip member.
本発明の好ましい別の態様にあっては、電気的駆動機構が、LEDであることが望ましい。 In another preferable aspect of the present invention, it is desirable that the electric drive mechanism is an LED.
本発明の好ましい別の態様にあっては、電気的駆動機構が、撮像素子または撮像素子駆動ドライバまたは照明であることが望ましい。 In another preferable aspect of the present invention, it is desirable that the electric drive mechanism is an image sensor, an image sensor drive driver, or illumination.
本発明の好ましい別の態様にあっては、冷却機構が水冷機構とチューブとから構成されていることが望ましい。 In another preferable aspect of the present invention, it is desirable that the cooling mechanism includes a water cooling mechanism and a tube.
本発明にかかる内視鏡冷却装置は、内視鏡先端のサイズアップ無しに、内視鏡先端部材の温度のモニタリングおよび冷却ができるという効果を奏する。 The endoscope cooling device according to the present invention has an effect that the temperature of the endoscope tip member can be monitored and cooled without increasing the size of the endoscope tip.
以下に、本発明にかかる内視鏡冷却装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an endoscope cooling apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施例)
図1は、本発明にかかる内視鏡冷却装置を有する内視鏡システムの構成を示す図である。
図1に示すように、内視鏡システム5は、被検体の体内を観察する観察装置である。内視鏡1は被検体の体内に入り、体内画像の取得や生細胞取得、治療を行なう手段を持つ装置である。光源装置2、ビデオプロセッサ3、モニター4は内視鏡1と電気的、機械的に繋がり、各役割を果たす。光源装置2は内視鏡1の光を駆動させる装置である。ビデオプロセッサ3は内視鏡1から送られる画像の処理や各回路の同期や処理を行なう。モニター4は内視鏡1の画像を出力する。ここで、光源装置2、ビデオプロセッサ3、モニター4をまとめて内視鏡システム5と呼ぶこととする。
(Example)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an endoscope system having an endoscope cooling device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the
図2、図3、図4を用いて内視鏡先端の構成について説明する。図2は内視鏡長手方向の断面図、図3は内視鏡径方向の断面図、図4は冷却機構の構成を示す図である。
図2において、内視鏡1の先端には画像を取得するための撮像素子6が導入されており、撮像素子電力供給線7によって撮像素子駆動ドライバ16に電力が供給される。撮像素子駆動ドライバ16は撮像素子6の駆動条件を制御する機構である。撮像素子電力供給線7は図1の内視鏡システム5から撮像素子6までを結んでいる。同様にして、照明部18(LED等)が、図1の内視鏡システム5から結ばれる電気配線により、制御される。
The configuration of the endoscope tip will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. 2 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the endoscope, FIG. 3 is a cross-sectional view in the endoscope radial direction, and FIG. 4 is a view showing the configuration of the cooling mechanism.
In FIG. 2, an
撮像素子6は内視鏡先端部材8内に導入されている。内視鏡先端部材8には内視鏡1の先端に配置され、送気、送水管や照明用ファイバー、治療機器用の導入口など、多数の部品が配置されている。図3に示す鉗子孔17や照明部18がそのような役割を持つものである。鉗子孔17は治療機器が導入される孔である。また、照明部18は、例えば照明用ファイバーが接続される。
The
内視鏡先端部材8の前面には観察対象を観察するための観察窓9が配置される。内視鏡先端部材8は内視鏡1内の硬性部10に配置される。硬性部10とは、湾曲コマ12よりも内視鏡1の先端側に位置する部分を指し、柔軟性を持たない部分である。湾曲コマ12よりも後方側は、湾曲コマ12により柔軟性を持つようになっており、この部分を軟性部11と呼ぶ。
内視鏡1には様々な種類があり、軟性部11を持たず硬性部10だけで構成されているものや、撮像素子6が内視鏡先端部材8内に実装されず、内視鏡1の後方に配置されるものもある。
An observation window 9 for observing an observation target is disposed on the front surface of the endoscope
There are various types of the
内視鏡先端部材8の一端には冷却機構13が装着されている。図4を用いて冷却機構13について説明する。冷却機構13は、水冷機構14、チューブ15から構成される。水冷機構14は内部に流路が作成されており、内部を水などの液体が通ることで熱交換が行われる構成である。この時、水冷機構14内を流れる液体は水でなくても構わない。しかし、冷却の効率を考慮し液冷である必要があるため、空気などの流体は適さない。水冷機構14に水を循環させるためにチューブ15が接続されている。水は図示しないポンプによって移動される。
ポンプは内視鏡1の送気、送水に使用されているポンプを分岐して使用するか、小型のポンプを別途接続して用いる。このポンプは、内視鏡システム5内に導入されるため、サイズの制約はそれほど厳しくはない。
A
As the pump, a pump used for air supply and water supply of the
ポンプによって水は、内視鏡システム5→チューブ15→水冷機構14→チューブ15→内視鏡システム5、の順で循環される。水冷機構14は内視鏡先端部材8と熱的に結合されていることから、内視鏡先端部材8の持つ熱を移動することになる。水冷機構14と内視鏡先端部材8の結合は、例えば接着剤などで行われる。
Water is circulated in the order of the
内視鏡先端部材8内には上記したように多数の部品が配置されており、そのいくつかの部品は、駆動させるための電力により発熱する。各部品から発せられた熱は内視鏡先端部材8に伝熱し内視鏡先端部材8は温度上昇する。これら発熱部材の冷却は、この伝熱状況を利用し、間接的に行う。すなわち、内視鏡先端部材8を冷却することで、内視鏡先端部材8内の発熱部材を冷却することが可能となる。
As described above, a number of parts are arranged in the endoscope
次に図2、図5、図6、図7、図8を用いて、実施例の内視鏡先端部材8の温度モニタリングの方法について説明する。
上記したように内視鏡先端部材8内に発熱部材はいくつか存在する。このような電気的に駆動し発熱する部材を電気的駆動機構19と呼ぶことにする。電気的駆動機構19は撮像素子6や撮像素子駆動ドライバ16だけでなく、LED18等でも構わない。
Next, a method for monitoring the temperature of the endoscope
As described above, there are several heat generating members in the endoscope
実施例は、内視鏡先端部材温度モニタリング機構27が電気的駆動機構19として、撮像素子駆動ドライバ16を利用した場合で説明する。なお内視鏡先端部材温度モニタリング機構27は、内視鏡先端部材8内に導入されている電気的機構であれば撮像素子6や撮像素子駆動ドライバ16だけでなく、LED18等でなくても構わない。
The embodiment will be described in the case where the endoscope tip member
電気的駆動機構19は内視鏡先端部材8内に導入されており、電気的な駆動により発熱する部材を示し、上記した冷却機構13により間接的に冷却される部材になる。この電気的駆動機構19は温度上昇に応じて電気的な抵抗値が変化する。この温度に応じた抵抗値の上昇分は抵抗の材料によって決定される定数になる。ここではこの定数を温度特性αとする。抵抗値の温度特性αと抵抗値とが分かれば、その時の電気的駆動機構19の温度を予測することが可能となる。
The
実施例では、電気的駆動機構19として撮像素子駆動ドライバ16を適用した場合の抵抗値の測定について説明する。図5において、撮像素子駆動ドライバ16は撮像素子電力供給線7と電気的に結合されている。撮像素子電力供給線7は内視鏡システム5内から延在され、電力を撮像素子駆動ドライバ16に供給する。電力は電圧発生機29で発生され、電圧調整部20で撮像素子6の駆動状態にあわせて所定の電圧値に調整され、供給される。撮像素子駆動ドライバ16に供給される電流値は、電流測定機構28で測定される。撮像素子駆動ドライバ16を駆動すると、温度上昇により撮像素子駆動ドライバ16内部の電気的な抵抗値が上昇する。そのため、温度上昇による抵抗値上昇分を考慮しないと撮像素子駆動ドライバ16に供給される電力値は低下することになる。
In the embodiment, measurement of the resistance value when the image pickup
図6において、電圧調整部20と電流測定機構28とで電力値はモニタリングされ、所定電力で一定になるように電圧値が調整される。所定電圧は電圧メモリ26にあらかじめ格納されている。駆動開始と同時に電圧メモリ26ではV0の値を電圧調整部20に渡し、電圧発生機29で発生させる。
In FIG. 6, the power value is monitored by the
また、この際に電圧値と電力値とが既知であるためオームの法則より抵抗値が算出できる。電圧値を電圧調整部20から、電流値を電流測定機構28から抵抗値算出部23に送り抵抗値を算出する。算出された抵抗値は抵抗値メモリ22に送られ蓄積される。上記した抵抗値の温度特性αと抵抗値メモリ22に蓄えられる抵抗値の変化分より温度が算出される。図7は、温度算出を説明する図である。
At this time, since the voltage value and the power value are known, the resistance value can be calculated from Ohm's law. The resistance value is calculated by sending the voltage value from the
温度はTn=T0+(Rn−R0)/αで表され、この時T0は初期温度を表す。この場合T0は被験者の体温と同じである。
上記式で表されるように温度Tnを算出するには抵抗値RnとR0が分かっていれば良いためR1〜R(n−1)は抵抗値メモリ22から削除しても構わない。
The temperature is represented by Tn = T0 + (Rn−R0) / α, where T0 represents the initial temperature. In this case, T0 is the same as the body temperature of the subject.
Since the resistance values Rn and R0 need only be known in order to calculate the temperature Tn as expressed by the above equation, R1 to R (n−1) may be deleted from the
温度算出部23は、上記温度算出を行う場所で、抵抗値メモリ22より抵抗値RnおよびR0の値を受け温度算出する。その後、その算出温度を温度比較部24に送る。温度比較部24ではあらかじめ蓄えられている温度メモリ25の温度値と温度算出部23より送られてくる温度値との比較を行う。
The
次に図8のフローチャートを用いて温度モニタリング後の内視鏡システム1内の動作を説明する。ステップS801において、内視鏡1を駆動させると、電圧メモリ26内でV=V0の条件にて電圧調整部20は電圧発生機29を駆動させる。その後は上記の方法で温度を算出する。
Next, the operation in the
ステップS802において、温度比較部24にて、温度算出部23の出力温度と温度メモリ25の温度とを比較する。温度算出部23の出力温度が、温度メモリ25の温度より低いとき、ステップS802へもどり、電圧V0での駆動を継続し、抵抗値の格納、温度算出を続ける。
In step S <b> 802, the
ステップS803において、電圧Vと電圧V1とを比較する。
温度算出部23の出力温度が、温度メモリ25の温度より高いとき、ステップS805において、電圧メモリ26は、電圧V0よりも低電圧のV1の条件にて電圧を発生させるよう電圧調整部20に命令を出す。すなわち、撮像素子駆動ドライバ16の温度が所定の温度より高くなったとして、低い電圧V1での駆動を行い、温度上昇を抑制する。
In step S803, the voltage V and the voltage V1 are compared.
When the output temperature of the
電圧V1での駆動を継続し、抵抗値の格納、温度算出を続け、温度比較部24にて温度算出部23の出力温度と温度メモリ25の温度とを比較する。 The driving with the voltage V1 is continued, the resistance value is stored, and the temperature calculation is continued.
温度算出部23の出力温度が、温度メモリ25の温度より高いとき、ステップS804において、電圧メモリ26は、電圧V1よりも低い電圧V2の条件にて電圧を発生させるよう電圧調整部20に命令を出す。すなわち、撮像素子駆動ドライバ16の温度が所定の温度より高くなったとして、低い電圧V2での駆動を行い、温度上昇を抑制する。
このようにして、撮像素子駆動ドライバ16の抵抗値に基づいて撮像素子駆動ドライバ16の温度を算出し、供給する電力を制御することができる。内視鏡先端部材8の温度が所定温度以上にならないようにモニタリングし、所定温度以上の場合には撮像素子6の駆動条件を変更することができる。
When the output temperature of the
In this manner, the temperature of the image
以上のように、実施例によれば、内視鏡先端部材8内に新たに温度センサーを備えることなく、既に内視鏡先端部材8内にある駆動系の電気配線を用いる構成で内視鏡先端部材8の温度を制御することが可能になる。したがって、内視鏡先端のサイズアップなしに先端の温度が所定温度以上にならないようにモニタリングすることが可能な内視鏡先端の冷却機構を有する内視鏡装置を提供することができる。
また、実施例では撮像素子駆動ドライバ16の電気配線を用いたが、複数の電気的駆動機構19を用いて複数の抵抗値情報を得ることもできる。例えば、CCDやLEDの複数のラインの測定を行う場合である。その場合には、より正確な温度モニタリングが可能となる。
As described above, according to the embodiment, the
In the embodiment, the electrical wiring of the image
以上のように、本発明にかかる内視鏡冷却装置は、内視鏡先端部に電気駆動機構と冷却機構を有する内視鏡に有用であり、特に、内視鏡先端のサイズアップなしに冷却が望まれる内視鏡に適している。 As described above, the endoscope cooling device according to the present invention is useful for an endoscope having an electric drive mechanism and a cooling mechanism at the endoscope distal end portion, and in particular, cooling without increasing the size of the endoscope distal end. It is suitable for endoscopes that are desired.
1 内視鏡
2 光源装置
3 ビデオプロセッサ
4 モニター
5 内視鏡システム
6 撮像素子
7 撮像素子電力供給線
8 内視鏡先端部材
9 観察窓
10 硬性部
11 軟性部
12 湾曲コマ
13、14 水冷機構
15 チューブ
16 撮像素子駆動ドライバ
17 鉗子孔
18 照明部
19 電気的駆動機構
20 電圧調整部
21 抵抗値算出部
22 抵抗値メモリ
23 温度算出部
24 温度比較部
25 温度メモリ
26 電圧メモリ
27 内視鏡先端部材温度モニタリング機構
28 電流測定機構
29 電圧発生機
1 Endoscope
2 Light source device
3 Video processor
4 Monitor
5
7 Imaging Element
10
12 Curved top
13, 14
16 Image sensor driver
17 Forceps hole
18
21 Resistance calculation unit
22 Resistance memory
23 Temperature calculator
24 Temperature comparison part
25 Temperature memory
26 Voltage memory
27 Endoscope member temperature monitoring mechanism
28
Claims (6)
前記電気的駆動機構の持つ電気配線で構成され、前記内視鏡先端部材が所定の温度以上にならないようにモニタリングする内視鏡先端部材温度モニタリング機構を備え、
前記内視鏡先端部材の温度が所定温度以上になった時、照明駆動条件もしくは撮像素子駆動条件を変化させることを特徴とする内視鏡冷却装置。 An endoscope cooling device comprising: an endoscope tip member having at least one electric drive mechanism; and a cooling mechanism for cooling the endoscope tip member.
It is composed of electrical wiring that the electrical drive mechanism has, and includes an endoscope tip member temperature monitoring mechanism that monitors the endoscope tip member so as not to exceed a predetermined temperature,
An endoscope cooling apparatus, wherein an illumination driving condition or an imaging element driving condition is changed when a temperature of the endoscope tip member becomes a predetermined temperature or more.
The endoscope cooling apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the cooling mechanism includes a water cooling mechanism and a tube.
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-
2010
- 2010-09-24 JP JP2010213188A patent/JP2012065850A/en not_active Withdrawn
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