JP2024054583A - 内視鏡システム及びその作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、内視鏡の挿入部が挿入された患者の姿勢などに関わらず、精度良く内視鏡の挿入長を計測することができる内視鏡システム及びその作動方法を提供する。【解決手段】貼付型電極２０は、患者に貼り付けられる。内視鏡側電極２１は、内視鏡１２の挿入部１２ａに長手方向Ｘに沿って設けられる。プロセッサ２２は、貼付型電極２０と内視鏡側電極２１との間の静電容量の変化に基づいて、患者Ｐに挿入された挿入部１２ａの挿入長を計測する。【選択図】図２

Description

本発明は、患者に挿入された内視鏡の挿入部の挿入長を計測する内視鏡システム及びその作動方法に関する。

内視鏡システムにおいては、長手方向に延びた内視鏡の挿入部を患者の消化管に挿入し、患者の体内を撮像することによって、体内の状態をディスプレイ上で画像化している。内視鏡には、患者の体内のどの程度挿入されているかが分かるようにするために、挿入部に、一定の間隔毎に目盛りが設けられている。内視鏡を操作する医師は、挿入部の目盛りを目視確認して、現在の内視鏡の挿入長を把握している。また、特許文献１では、内視鏡に設けられた複数のタグを第１の検出装置で検出すること等によって、内視鏡の挿入深さを自動的に決定している。

特開２０１２－５８５７号公報

上記したように、医師が目視で挿入部の目盛りを確認する場合には、ディスプレイから視線をずらすことになるため、検査時間が伸びたり、また、病変を見逃す等の弊害が起こる可能性がある。また、特許文献１には、上記のように複数のタグを用いる挿入深さ決定方法以外に、患者を接地パッドに寝かせ、内視鏡挿入中に、内視鏡から一定の電流を供給することで、内視鏡と接地パッドの間に生じた静電容量の変化をモニタリングし、内視鏡の長さに対して位置付けすることが記載されている（［００２３］）。しかしながら、特許文献１の場合、横たわった患者と接地パッドとの接触状態によっては、挿入長が変化しないにも関わらず、静電容量の値が変化してしまうという課題がある。

本発明は、内視鏡の挿入部が挿入された患者の姿勢などに関わらず、精度良く内視鏡の挿入長を計測することができる内視鏡システム及びその作動方法を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡システムは、患者に貼り付けられる貼付型電極と、内視鏡の挿入部に長手方向に沿って設けられる内視鏡側電極と、貼付型電極と内視鏡側電極との間の静電容量の変化に基づいて、患者に挿入された挿入部の挿入長を計測するプロセッサとを備える。

内視鏡側電極は、互いに絶縁された第１内視鏡側電極と第２内視鏡側電極とを備えていることが好ましい。第１内視鏡側電極と第２内視鏡側電極とは、挿入部の幅方向に離間して設けられていることが好ましい。静電容量が大きくなるほど、挿入長が大きくなることが好ましい。貼付型電極は患者のおしり、お腹、ふともも、又は、脇腹のいずれかに貼り付けられることが好ましい。内視鏡によって撮像された患者の内視鏡画像と挿入長とを表示するディスプレイを備えることが好ましい。

プロセッサは、キャリブレーションモードにおいて、挿入部を挿入する患者の内視鏡挿入口から規定位置まで間に検出した静電容量の変化の傾きを取得し、静電容量の変化の傾きを用いて、静電容量と挿入長との関係を補正することが好ましい。キャリブレーションモードに切り替えるモード切替操作部が設けられることが好ましい。

本発明の内視鏡システムの作動方法は、プロセッサが、患者に貼り付けられる貼付型電極と内視鏡の挿入部に長手方向に沿って設けられる内視鏡側電極と間の静電容量の変化に基づいて、患者に挿入された挿入部の挿入長を計測する。

プロセッサは、キャリブレーションモードにおいて、挿入部を挿入する患者の内視鏡挿入口から規定位置まで間に検出した静電容量の変化の傾きを取得し、静電容量の変化の傾きを用いて、静電容量と挿入長との関係を補正することが好ましい。

本発明によれば、内視鏡の挿入部が挿入された患者の姿勢などに関わらず、精度良く内視鏡の挿入長を計測することができる。

内視鏡システムの概略図である。 挿入長の計測に用いられる貼付型電極及び内視鏡側電極を示す概略図である。 挿入部の非挿入時の場合の概略図である。 挿入部の挿入時の場合の概略図である。 静電容量と挿入長との関係を示すグラフである。 内視鏡画像及び挿入長を表示するディスプレイの画像図である。 第１内視鏡側電極及び第２内視鏡側電極を示す概略図である。 静電容量と挿入長のデフォルトの関係、及び、静電容量の変化の傾きに合わせてデフォルトの関係を補正したものを示すグラフである。 挿入長を計測する流れを示すフローチャートである。

図１に示すように、内視鏡システム１０は、内視鏡１２、光源装置１３、プロセッサ装置１４、ディスプレイ１５及びユーザーインターフェース１６を備える。内視鏡１２は、コネクタ１７を介して、光源装置１３と光学的又は電気的に接続されている。プロセッサ装置１４と光源装置１３とは電気的に接続されており、プロセッサ装置１４は、光源装置１３を介して、内視鏡１２と電気的に接続されている。なお、光源装置１３とプロセッサ装置１４とが電気的に接続されていない場合には、光源装置１３とプロセッサ装置１４の両方にコネクタを設けられる。

内視鏡１２は、挿入部１２ａ、操作部１２ｂ、湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄを有している。挿入部１２ａは、被写体の体内に挿入される。操作部１２ｂは、挿入部１２ａの基端部分に設けられる。湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄは、挿入部１２ａの先端側に設けられる。湾曲部１２ｃは、操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより湾曲動作する。先端部１２ｄは、湾曲部１２ｃの湾曲動作によって所望の方向に向けられる。挿入部１２ａから先端部１２ｄにわたって、処置具などを挿通するための鉗子チャンネル（図示しない）を設けている。処置具は、鉗子口１２ｊから鉗子チャンネル内に挿入する。

内視鏡１２の内部には、被写体像を結像するための光学系、及び、被写体に照明光を照射するための光学系が設けられる。操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅ、モード切替スイッチ１２ｆ、静止画像取得指示スイッチ１２ｈ及びズーム操作部１２ｉが設けられる。モード切替スイッチ１２ｆは、観察モードの切り替え操作に用いる。静止画像取得指示スイッチ１２ｈは、被写体の静止画像の取得指示に用いる。ズーム操作部１２ｉは、観察対象の拡大又は縮小の操作に用いる。

光源装置１３は、照明光を発生する。プロセッサ装置１４は、内視鏡システム１０のシステム制御を行い、さらに、内視鏡１２から送信された画像信号に対して画像処理等を行うことによって内視鏡画像を生成等する。ディスプレイ１５は、プロセッサ装置１４から送信される内視鏡画像を表示する。ユーザーインターフェース１６は、キーボード、マウス、マイク、タブレット、及びタッチペン等を有し、機能設定等の入力操作を受け付ける。

内視鏡システム１０は、患者に対して挿入部１２ａがどの程度挿入されているかを示す挿入長を計測する機能を備えている。図２に示すように、内視鏡システム１０は、患者Ｐに貼り付けられる貼付型電極２０と、挿入部１２ａに長手方向Ｘに沿って設けられる内視鏡側電極２１と、貼付型電極と内視鏡側電極との間の静電容量の変化に基づいて、患者Ｐに挿入された挿入部１２ａの挿入長を計測するプロセッサ２２とを備えている。

貼付型電極２０は、人体に直接貼り付けられ、一定の力で剥がすことが可能なパット型の電極である。貼付型電極２０は、ケーブル２０ａによってコネクタ１７内のプロセッサ２２に電気的に接続されている。内視鏡側電極２１は、導電性の金属部（ラカン）で構成されている。内視鏡側電極２１は、挿入部１２ａの内部に長手方向Ｘ（挿入方向又は抜去方向）に沿って設けられており、コネクタ１７内のプロセッサ２２に電気的に接続されている。また、プロセッサ２２は、コネクタ１７の内部の基板に設けられており、接地されている（グランドされている）。

図３に示すように、挿入部１２ａが患者Ｐに挿入されていない非挿入時には、貼付型電極２０と内視鏡側電極２１との間は、絶縁されている。一方、図４に示すように、挿入部１２ａが患者Ｐにされている挿入時には、貼付型電極２０から内視鏡側電極２１に向かって、微弱な電流Ｉｘが流れる。挿入時においては、挿入部１２ａの挿入長に比例して、静電容量が変化する。この静電容量の変化は、プロセッサ２２で検出される。本実施形態に示すように、患者の皮膚に直接貼り付ける貼付型電極２０を用いて静電容量の変化を検出する場合には、挿入部１２ａまでの距離が一定であり。そのため、特許文献１の接地パッドのように、患者と接地パッドとの接触状態に応じて、挿入部１２ａまでの距離が変化する場合と比較して、静電容量の変化の検出精度が高くなっている。

プロセッサ２２は、検出した静電容量に基づいて、挿入長を計測する。静電容量と挿入長との関係は、図５に示すように、静電容量が大きくなるほど、挿入長が大きくなる関係となっている。プロセッサ２２では、静電容量と挿入長との関係を用いて、挿入長を計測する。計測された挿入長は、プロセッサ装置１４に送信され、図６に示すように、内視鏡１２によって撮像された患者Ｐの内視鏡画像とともにディスプレイ１５に表示される。これにより、医師は、ディスプレイ１５から視線を外すことなく、挿入長を把握することができる。なお、静電容量と挿入長との関係は、ＬＵＴ（Look Up Table）などのデータ形式で、コネクタ１７の内部に設けられたメモリ（図示しない）に記憶されている。

なお、内視鏡側電極２１は、互いに絶縁された第１内視鏡側電極２１ａと第２内視鏡側電極２１ｂとを備えていることが好ましい。これら２本の第１内視鏡側電極２１ａと第２内視鏡側電極２１ｂとは、図７に示すように、挿入部１２ａの幅方向Ｙに離間して設けられていることが好ましい。以上のように、内視鏡側電極２１を、第１内視鏡側電極２１ａと第２内視鏡側電極２１ｂとに分離することで、貼付型電極２０と挿入部１２ａとの距離、及び、人体インピーダンスのばらつき等による静電容量の変換の影響を抑えることができる。これにより、静電容量の検出精度を高めることができる。なお、図７では、第１内視鏡側電極２１ａと第２内視鏡側電極２１ｂは、長手方向Ｘに沿って直線状に配置されているが、らせん状に配置してもよい。

また、貼付型電極２０は、おしり、お腹、ふともも、又は、脇腹のいずれかに貼り付けられることが好ましい。貼付型電極２０と挿入部１２ａとの距離は、プロセッサ２２で静電容量を検出可能な距離であることを考慮すると、おしり、お腹、ふともも、又は、脇腹が、貼付型電極２０の貼付位置として好ましい。一方、例えば、内視鏡１２が下部内視鏡の場合には、頭など挿入部１２ａからの距離が遠すぎる部位は、貼付型電極２０の貼付位置として好ましくない（ただし、静電容量が検出できる場合もある）。

また、内視鏡システム１０では、患者毎に、体脂肪や筋肉量などによりインピーダンス成分の違いがあることを考慮し、患者のインピーダンス成分のばらつきを補正するためのキャリブレーションモードを備えている。具体的には、プロセッサ２２は、キャリブレーションモードにおいて、挿入部１２ａを挿入する患者の内視鏡挿入口から規定位置までの間に検出した静電容量の変化の傾きを取得し、静電容量の変化の傾きを用いて、静電容量と挿入長との関係を補正する。

具体的には、内視鏡１２が上部内視鏡の場合は、内視鏡挿入口は口であり、内視鏡１２が下部内視鏡の場合は、内視鏡挿入口は肛門である。内視鏡挿入口から少なくとも１５ｃｍくらいまでの長さであれば、内視鏡１２を操作する医師の目線は、挿入部１２ａにある。そのため、内視鏡挿入口から１５ｃｍを超えた時点で、キャリブレーションモードを実行することが好ましい。なお、挿入部１２ａには、挿入長の目安となる目盛が設けられており、１番目の目盛りが先端部１２ｄから１５ｃｍの位置に設けられている。したがって、１番目の目盛りまで挿入部１２ａを挿入した時点で、キャリブレーションモードを実行することが好ましい。キャリブレーションモードの実行は、モード切替スイッチ１２ｆ（モード切替操作部）を操作することにより行われる。

キャリブレーションモードを実行開始までの間において、プロセッサ２２は、一定時間毎に、静電容量を記憶する。そして、キャリブレーションモードが実行されると、プロセッサ２２は、記憶しておいた静電容量に基づいて、静電容量の変化の傾きを取得し、静電容量の変化の傾きを用いて、静電容量と挿入長の関係を補正する。具体的には、図８に示すように、プロセッサ２２には、静電容量の変化の傾きが規定範囲内の場合に用いる静電容量と挿入長との関係が、デフォルトの関係ＤＲとして予め記憶されている。

キャリブレーションモードの実行により取得した静電容量の変化の傾きが規定範囲内の場合であれば、補正せずに、デフォルトの関係を用いて、挿入長の計測を行う。一方、静電容量の変化の傾きが規定範囲外の場合であれば、規定の補正式を用いて、デフォルトの関係ＤＲを補正する。例えば、傾きが規定範囲外で小さい場合には、小さい傾きに合わせて、デフォルトの関係ＤＲについて傾きを小さくした関係ＤＲｘとなるように補正される。

次に、挿入長を計測する一連の流れについて、図９のフローチャートに沿って説明する。貼付型電極２０を患者Ｐに貼り付け、内視鏡の挿入部１２ａを内視鏡挿入口から挿入する。これに従って、プロセッサ２２は、貼付型電極２０と挿入部１２ａに長手方向に沿って設けられる内視鏡側電極２１との間の静電容量を検出する。プロセッサ２２は、静電容量の変化に基づいて、挿入部１２ａの挿入長を計測する。計測された挿入長と内視鏡画像がディスプレイ１５に表示される。

そして、挿入部１２ａが規定位置にまで挿入された時点で、キャリブレーションモードを実行する。キャリブレーションモードでは、プロセッサ２２が、内視鏡挿入口から規定位置までの間に検出した静電容量の変化の傾きを取得する。そして、プロセッサ２２が、静電容量の変化の傾きを用いて、静電容量と挿入長との関係を補正する。そして、プロセッサ２２は、静電容量を検出する毎に、補正後の静電容量と挿入長との関係を用いて、挿入長を計測する。計測された挿入長は、ディスプレイ１５に表示される。以上の処理等は、診断が終了するまでの間、行われる。

１０ 内視鏡システム
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｅ アングルノブ
１２ｆ モード切替スイッチ
１２ｈ 静止画像取得指示スイッチ
１２ｉ ズーム操作部
１２ｊ 鉗子口
１３ 光源装置
１４ プロセッサ装置
１５ ディスプレイ
１６ ユーザーインターフェース
１７ コネクタ
２０ 貼付型電極
２０ａ ケーブル
２１ 内視鏡側電極
２１ａ 第１内視鏡側電極
２１ｂ 第２内視鏡側電極
２２ プロセッサ
ＤＲ デフォルトの関係
ＤＲｘ 関係
Ｐ 患者
Ｘ 長手方向
Ｙ 幅方向

Claims (10)

1. 患者に貼り付けられる貼付型電極と、
   内視鏡の挿入部に長手方向に沿って設けられる内視鏡側電極と、
   前記貼付型電極と前記内視鏡側電極との間の静電容量の変化に基づいて、前記患者に挿入された前記挿入部の挿入長を計測するプロセッサとを備える内視鏡システム。
2. 前記内視鏡側電極は、互いに絶縁された第１内視鏡側電極と第２内視鏡側電極とを備えている請求項１記載の内視鏡システム。
3. 前記第１内視鏡側電極と前記第２内視鏡側電極とは、前記挿入部の幅方向に離間して設けられている請求項２記載の内視鏡システム。
4. 前記静電容量が大きくなるほど、前記挿入長が大きくなる請求項１記載の内視鏡システム。
5. 前記貼付型電極は前記患者のおしり、お腹、ふともも、又は、脇腹のいずれかに貼り付けられる請求項１記載の内視鏡システム。
6. 前記内視鏡によって撮像された前記患者の内視鏡画像と前記挿入長とを表示するディスプレイを備える請求項１記載の内視鏡システム。
7. 前記プロセッサは、
   キャリブレーションモードにおいて、前記挿入部を挿入する前記患者の内視鏡挿入口から規定位置まで間に検出した静電容量の変化の傾きを取得し、前記静電容量の変化の傾きを用いて、前記静電容量と前記挿入長との関係を補正する請求項１記載の内視鏡システム。
8. 前記キャリブレーションモードに切り替えるモード切替操作部が設けられる請求項７記載の内視鏡システム。
9. プロセッサが、
   患者に貼り付けられる貼付型電極と内視鏡の挿入部に長手方向に沿って設けられる内視鏡側電極と間の静電容量の変化に基づいて、前記患者に挿入された前記挿入部の挿入長を計測する内視鏡システムの作動方法。
10. 前記プロセッサは、
    キャリブレーションモードにおいて、前記挿入部を挿入する前記患者の内視鏡挿入口から規定位置まで間に検出した静電容量の変化の傾きを取得し、前記静電容量の変化の傾きを用いて、前記静電容量と前記挿入長との関係を補正する請求項９記載の内視鏡システムの作動方法。
    
    
    

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