JP3586138B2

JP3586138B2 - Electric medical device and electronic endoscope device

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Publication number: JP3586138B2
Application number: JP16592399A
Authority: JP
Inventors: 巧一仁井田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: JP2000350697A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気的医療装置及び電子内視鏡装置、更に詳しくは患者回路と二次回路との信号伝送部分に特徴のある電気的医療装置及び電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、電子内視鏡装置は、観察のため先端部にＣＣＤ等の固体撮像素子（以下、ＣＣＤ）を備えた体腔内に挿入する細長の挿入部を有するスコープと、ＣＣＤに結像された画像情報の出力信号を処理し観察画像として外部機器に出力するプロセッサ部と、体腔内の被写体の照明を行う光源部とからなる。
【０００３】
光源部により照明されたＣＣＤに結像された画像情報は、スコープ先端部に備えられたＣＣＤを駆動させるための電源や駆動パルスがスコープ内に設けられたケーブルを介してプロセッサ部から供給され、電気信号として出力される。そして、ＣＣＤの出力信号はスコープ先端部からケーブルを介してプロセッサ部に入力される。
【０００４】
ところで、スコープの細長の挿入部は観察のため患者体腔内に挿入される部分であり、電気回路の一部であるＣＣＤやケーブルも体腔内に挿入されるので、医療機器の電気的安全性から患者回路と呼ばれる患者に触れる可能性のある電気回路は、一次回路と呼ばれる商用電源や二次回路と呼ばれる接地された外装金属、信号入出力回路と一定以上耐電圧性能を保ち絶縁されている。
【０００５】
図５に一般的な電子内視鏡装置のプロセッサ部１００の構成を示すが、プロセッサ部１００では、患者回路で発生するＣＣＤ１０１の出力信号は、ＣＣＤ１０１の出力信号を処理しアナログ映像信号として出力する映像信号処理回路１０２に入力され、二次回路で外部機器出力回路１０３によりテレビモニタに代表される外部機器１０４へ出力される。
【０００６】
よって、患者回路と二次回路の絶縁構成は映像信号処理回路１０２内にＣＣＤ出力信号を絶縁伝送する絶縁回路１０５を構成して、患者回路と二次回路の絶縁構成を保っている。
【０００７】
しかし、プロセッサ部１００の電源回路がスイッチング電源であったり、電子内視鏡装置と電気メスが組み合わせて使用される場合では、スイッチング電源が発生する放射ノイズや伝導ノイズや電気メスの出力時の放射ノイズを外来ノイズとして影響を受けてしまう。
【０００８】
外来ノイズの影響を受けると患者回路にはコモンモードノイズが発生し、二次回路のグランドから見ると患者回路のグランドは電位が変動している状態となり、そういった状態で患者回路のアナログ映像信号を二次回路へ絶縁伝送すると、コモンモードノイズの含まれたアナログ映像信号はグランド電位の異なる二次回路ではノーマルモードのノイズが重畳されたアナログ映像信号となる。
【０００９】
一般的に、アナログ信号は、ノイズの重畳に弱くアナログ映像信号にノイズが重畳した場合、外部機器１０４へ出力された画像は著しくノイズに埋もれた画像となり観察に耐えられない画像となってしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記問題を解決するために、従来の電子内視鏡装置は、特開昭６４−７２７２４号公報に示すようなＣＣＤの出力信号をプリアンプを通した後に差動型の絶縁素子駆動手段を用いて患者回路から二次回路へ絶縁伝送する方法や、特開昭６３−３１８９２７号公報のようなＣＣＤの出力信号を処理しＡ／Ｄ変換した後に患者回路から二次回路へ絶縁伝送を行う方法を用いていた。
【００１１】
しかしながら、上記のどちらの方式も二次回路においても絶縁伝送後の信号の処理が必要なため、二次回路に信号処理回路が必要となる。さらに、患者回路と二次回路の同期をとる必要があり、同期回路、同期信号絶縁伝送手段が必要となる。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、患者回路と二次回路の絶縁を保ったまま、患者回路から二次回路へ伝送される電気信号へのノイズの混入を防止することのできる電気的医療装置及び電子内視鏡装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気的医療装置は、患者回路で得られた電気信号を次段の二次回路に電気的に絶縁して伝送する第１の絶縁伝送手段と、前記患者回路に重畳されるノイズを次段の前記二次回路に電気的に絶縁して伝送する第２の絶縁伝送手段と、前記二次回路に設けられ前記第２の絶縁伝送手段で得られた電気信号を基準電位とし前記第１の絶縁伝送手段で得られた電気信号を差動増幅する差動増幅回路とを備えて構成される。
【００１４】
本発明の電気的医療装置では、前記差動増幅回路が前記第２の絶縁伝送手段で得られた電気信号を基準電位とし前記第１の絶縁伝送手段で得られた電気信号を差動増幅することで、患者回路と二次回路の絶縁を保ったまま、患者回路から二次回路へ伝送される電気信号へのノイズの混入を防止することを可能とする。
【００１５】
また、本発明の電子内視鏡装置は、管腔内の部位を撮像する電子内視鏡と、前記電子内視鏡に照明光を供給する光源装置と、前記電子内視鏡からの撮像信号を信号処理する信号処理装置とを具備する電子内視鏡装置において、前記信号処理装置が、前記電子内視鏡からの撮像信号を入力し映像信号を生成する患者回路と、前記患者回路で生成された前記映像信号を次段の二次回路に電気的に絶縁して伝送する第１の絶縁伝送手段と、前記患者回路に重畳されるノイズを次段の前記二次回路に電気的に絶縁して伝送する第２の絶縁伝送手段と、前記二次回路に設けられ前記第２の絶縁伝送手段で得られたノイズ成分を基準電位とし、前記第１の絶縁伝送手段で得られた映像信号を差動増幅する差動増幅回路とを備えて構成される。
【００１６】
本発明の電子内視鏡装置では、前記差動増幅回路が前記第２の絶縁伝送手段で得られたノイズ成分を基準電位とし前記第１の絶縁伝送手段で得られた映像信号を差動増幅することで、患者回路と二次回路の絶縁を保ったまま、患者回路から二次回路へ伝送される電気信号へのノイズの混入を防止することを可能とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、図２は図１のビデオプロセッサの構成を示すブロック図、図３は図２のビデオプロセッサ内の各信号波形を示す波形図である。
【００１９】
（構成）
図１に示すように、本実施の形態の電気的医療装置としての電子内視鏡装置１は、観察のため患者の体腔内に挿入される観察部位を撮像する電子内視鏡２と、電子内視鏡２からの映像信号の処理を行うビデオプロセッサ３と、患者体腔内の照明を行うための照明光を電子内視鏡２に供給する光源装置４とから構成され、ビデオプロセッサ３は外部機器５に映像信号を出力するようになっている。なお、電子内視鏡２、ビデオプロセッサ３、光源装置４はそれぞれ接続され組み合わせて使用される。
【００２０】
電子内視鏡２は、患者体腔内に挿入される細長の挿入部１１と、挿入部１１先端の湾曲を操作する操作部１２と、操作部１２から延出し先端にビデオプロセッサ３及び光源装置４に着脱自在に接続される接続コネクタ１３を備えたユニバーサルコード１４とから構成される。
【００２１】
なお、接続コネクタ１３は、ビデオプロセッサ３に設けられた信号コネクタ１５及び光源装置４に設けられた照明光出力コネクタ１６に着脱自在に接続され、信号コネクタ１５を介してビデオプロセッサ３と電子内視鏡２との間で入出力を行うと共に、照明光出力コネクタ１６を介して光源装置４からの照射光を電子内視鏡２に供給するようになっている。
【００２２】
挿入部１１の先端部内には観察部被写体の画像情報の光電変換を行うＣＣＤ１７が備えられ、電子内視鏡２内には被写体観察のための光源装置４が発する照明光を患者体腔内に導くライトガイド１８と、ＣＣＤ１７及びビデオプロセッサ３間の電気信号の伝送を行うケーブル１９が備えられている。
【００２３】
光源装置４は、主に照明光を発生するランプ２０と、ランプ２０に電源を供給するランプ電源回路２１とから構成される。
【００２４】
ビデオプロセッサ３は、それぞれ電気的に絶縁されている患者回路、一次回路、二次回路とから構成され、商用電源が入力される一次回路からそれぞれ絶縁された患者回路と二次回路に電源を供給する図示しない電源回路を有している。
【００２５】
詳細には、図２に示すように、ビデオプロセッサ３は、電子内視鏡２のＣＣＤ１７の駆動を行う図示しないＣＣＤ駆動回路を備えＣＣＤ１７の出力信号の処理を行いアナログコンポーネント信号の一つであるアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃを出力する映像信号処理回路３１と、患者回路３２から二次回路３３へアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃを絶縁して伝送する信号絶縁伝送手段としてのフォトカプラ３４、３５と、患者回路３２で発生するノイズをコンデンサＣにより交流結合した後、絶縁して二次回路３３へ伝送する基準電位絶縁伝送手段としての基準電位伝送フォトカプラ３６と、二次回路３３に伝送されたアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃと二次回路３３に伝送された患者回路３２の基準電位を入力する差動回路３７、３８と、差動回路３７、３８の出力するアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃを外部機器５に出力する外部機器出力回路３９とを備えて構成している。なお、本実施の形態では、図示しないがフォトカプラ３４、３５及び基準電位伝送フォトカプラ３６には付属回路も含まれる。
【００２６】
（作用）
光源装置４のランプ２０がランプ電源回路２１により点灯され、照明光が照明光出力コネクタ１６から電子内視鏡２のライトガイド１８により患者体腔内に導かれ観察部を照らす。照明光に照らされた被写体の像はＣＣＤ１７の撮像面に結像され光電変換される。ＣＣＤ１７は、ビデオプロセッサ３において、電源回路から電源が供給され、ＣＣＤ駆動回路からは駆動パルスが供給されている。よって、ＣＣＤ１７は駆動パルスと電源が供給されることにより、光電変換された映像信号が出力され、ケーブル１９を介してビデオプロセッサ３へ伝送される。
【００２７】
ビデオプロセッサ３に入力されたＣＣＤ１７の出力信号は、映像信号処理回路３１で相関二重サンプリング等のノイズ低減処理やゲインコントロール等の処理が行われ、最終的にアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃが出力される。出力されたアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃは、それぞれアナログ輝度信号Ｙ、アナログ色信号Ｃ別々にフォトカプラ３４、３５に入力され、患者回路３２から二次回路３３へ絶縁伝送される。
【００２８】
ここで、患者回路３２はグランドが接地されていない構成のためノイズに弱く、外部機器５への出力画像にノイズが混入するため、基準電位伝送フォトカプラ３６と差動回路３７、３８により出力画像に混入したノイズの不具合対策を行う。
【００２９】
すなわち、二次回路３３に伝送されたアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃのノイズは、主に患者回路３２に発生したコモンモードノイズが絶縁伝送時に取りきれずノーマルモードノイズに変換され重畳されたノイズであり、二次回路３３のグランド電位から見た患者回路３２のグランドの電位変動分がノイズとなって重畳されている。つまり、図３に示すように、患者回路３２で生成されたアナログ輝度信号Ｙ（図３の信号ａ）及びアナログ色信号Ｃ（図３の信号ｂ）は、患者回路３２から二次回路３３への絶縁伝送時に、患者回路３２のグランドの電位変動分が重畳されたアナログ輝度信号Ｙ（図３の信号ｃ）及びアナログ色信号Ｃ（図３の信号ｄ）となる。
【００３０】
そこで、患者回路３２のグランド（図３の信号ｅ）を基準電位伝送フォトカプラ３６に入力し、二次回路３３へ絶縁伝送することにより、二次回路３３で患者回路３２のグランドの電位変動分の信号（図３の信号ｆ）を得ることができる。
【００３１】
その電位変動分はアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃに重畳されているノイズであるので、患者回路３２から絶縁伝送されノイズが重畳したアナログ輝度信号Ｙ（図３の信号ｃ）及びアナログ色信号Ｃ（図３の信号ｄ）をそれぞれ差動回路３７、３８の＋端子に入力すると共に、患者回路３２のグランドの電位変動分の信号（図３の信号ｆ）を差動回路３７、３８の−端子に入力することで、差動回路３７、３８よりノイズを除去したアナログ輝度信号Ｙ（図３の信号ｇ）及びアナログ色信号Ｃ（図３の信号ｈ）を得ることができる。
【００３２】
よって、患者回路３２から絶縁伝送されたアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃそれぞれ入力される差動回路３７、３８に入力することで、アナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃに重畳されるノイズを削除できる。
【００３３】
このノイズを除去したアナログ輝度信号Ｙ（図３の信号ｇ）及びアナログ色信号Ｃ（図３の信号ｈ）は、外部機器５に直接出力できるフォーマットなので二次回路３３で信号処理を必要とせず患者回路３２と二次回路３３で同期をとる必要がない。よって、差動回路３７、３８から出力されたアナログ輝度信号Ｙ（図３の信号ｇ）及びアナログ色信号Ｃ（図３の信号ｈ）は、外部機器出力回路３９に入力され外部機器５の画像出力となる。
【００３４】
なお、図３に示したアナログ輝度信号Ｙ（図３の信号ａ、ｃ、ｇ）、アナログ色信号Ｃ（図３の信号ｂ、ｄ、ｈ）及び患者回路３２のグランド（図３の信号ｅ、ｆ）の各信号は、図２に示す信号ａ〜ｈに対応している。
【００３５】
（効果）
このように本実施の形態では、患者回路３２と二次回路３３が絶縁が保つと共に、外部機器５への出力画像にノイズが混入することを確実に防止することができ、かつ、二次回路３３に信号処理回路を設ける必要がなく、患者回路３２と二次回路３３との同期をとることを必要としないので、回路構成を簡単にすることができる。
【００３６】
なお、本実施の形態の絶縁伝送する信号は、アナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃに限らず、アナログコンポジット信号やアナログ原色ＲＧＢ信号でも適用可能である。
【００３７】
また、ノイズを絶縁伝送し差動回路３７、３８で削除を行うことが重要なので、フォトカプラ３４、３５、基準電位伝送フォトカプラ３６及びその付属回路には同一のノイズを重畳させる必要があり、同種類のフォトカプラ、同構成の付属回路を使用することが理想的であり、回路基板の配置も近傍に設け、同形状の配線が理想的である。
【００３８】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態に係るビデオプロセッサの構成を示すブロック図である。
【００３９】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００４０】
（構成）
図４に示すように、本実施の形態のビデオプロセッサ３ａでは、患者回路３２と二次回路３３を交流的に結合させる容量結合用コンデンサ５１を追加している。また、第１の実施の形態のフォトカプラ３４、３５の代わりの信号絶縁伝送手段として、トランジスタ３４ａ及びコンデンサ３４ｂで構成してアナログ輝度信号Ｙを絶縁伝送し、トランジスタ３５ａ及びコンデンサ３５ｂで構成してアナログ色信号Ｃを絶縁伝送するように構成している。さらに、第１の実施の形態の基準電位伝送フォトカプラ３６の代わりの基準電位絶縁伝送手段として、トランジスタ３６ａ及び基準電位伝送コンデンサ３６ｂで構成して患者回路３２のグランドの電位変動分を絶縁伝送するように構成している。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００４１】
（作用）
ビデオプロセッサ３ａに入力されたＣＣＤ１７の出力信号は、第１の実施の形態と同様に、患者回路３２において、映像信号処理回路３１で相関二重サンプリング等のノイズ低減処理やゲインコントロール等の処理が行われ、最終的にアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃが出力される。
【００４２】
映像信号処理回路３１より出力されたアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃは、トランジスタ３４ａ、３５ａを介してコンデンサ３４ｂ、３５ｂに入力され、容量結合用コンデンサ５１を通って患者回路３２に戻ることで患者回路３２から二次回路３３へ絶縁伝送される。
【００４３】
同様に、患者回路３２で発生するノイズをコンデンサＣにより交流結合した後、基準電位伝送用トランジスタ３６ａを介して基準電位伝送コンデンサ３６ｂに入力し、容量結合用コンデンサ５１を通って患者回路３２に戻ることで患者回路３２から二次回路３３へ絶縁伝送することにより、二次回路３３で患者回路３２のグランドの電位変動分の信号を得る。
【００４４】
患者回路３２から絶縁伝送されノイズが重畳したアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃをそれぞれ差動回路３７、３８の＋端子に入力すると共に、患者回路３２のグランドの電位変動分の信号を差動回路３７、３８の−端子に入力することで、差動回路３７、３８よりノイズを除去したアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃを得ることができる。
【００４５】
よって、患者回路３２から絶縁伝送されたアナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃそれぞれ入力される差動回路３７、３８に入力することで、アナログ輝度信号Ｙ及びアナログ色信号Ｃに重畳されるノイズを削除できる。
【００４６】
なお、図３に示したアナログ輝度信号Ｙ（図３の信号ａ、ｃ、ｇ）、アナログ色信号Ｃ（図３の信号ｂ、ｄ、ｈ）及び患者回路３２のグランド（図３の信号ｅ、ｆ）の各信号は、図４に示す信号ａ〜ｈに対応している。その他の作用は第１の実施の形態と同じである。
【００４７】
（効果）
従って、本実施の形態のように、患者回路３２と二次回路３３を交流的に結合させる容量結合用コンデンサ５１を追加し、フォトカプラ３４、３５の代わりの信号絶縁伝送手段をトランジスタ３４ａ、３５ａ及びコンデンサ３４ｂ、３５ｂで構成し、基準電位絶縁伝送手段をトランジスタ３６ａ及びコンデンサ３６ｂで構成しても、第１の実施の形態と同様な作用・効果を得ることができる。
【００４８】
なお、絶縁伝送により発生するノイズを差動回路３７、３８で削除することが重要なので、コンデンサ３４ｂ、３５ｂと基準電位伝送コンデンサ３６ｂは同種類、同容量が理想的である。
【００４９】
［付記］
（付記項１）一次回路、二次回路と絶縁された患者回路に設けられた固体撮像素子の出力信号を映像信号に処理を行い前記二次回路へ伝送した後、外部機器に映像信号を出力する電子内視鏡装置において、
前記固体撮像素子の出力信号を処理し少なくとも一つ以上のアナログ映像信号を出力する映像信号処理回路と、
前記アナログ映像信号を前記患者回路から前記二次回路へ伝送する前記アナログ映像信号と同数の第１のフォトカプラと、
前記患者回路に重畳されるノイズを二次回路へ伝送する第２のフォトカプラと、
前記患者回路から前記二次回路へ伝送された前記アナログ映像信号と前記患者回路から前記二次回路へ伝送された前記ノイズを基準電位として入力する前記アナログ映像信号と同数の差動回路と
を備え、
前記差動回路から前記アナログ映像信号が外部へ出力される
ことを特徴とする電子内視鏡装置。
【００５０】
（付記項２）固体撮像素子の出力信号を処理し少なくとも一つ以上のアナログ映像信号を出力する映像信号処理回路と、
前記アナログ映像信号を出力する映像信号処理回路と、
患者回路、二次回路間を容量結合させる第１のコンデンサと、
前記アナログ映像信号を前記患者回路から前記二次回路へ伝送する前記アナログ映像信号と同数の第２のコンデンサと、
前記患者回路に重畳されるノイズを前記患者回路から前記二次回路へ伝送する第３のコンデンサと、
前記患者回路から前記二次回路へ伝送された前記アナログ映像信号と前記患者回路から前記二次回路へ伝送された前記ノイズを基準電位として入力する前記アナログ映像信号と同数の差動回路と
を備え、
前記差動回路から前記アナログ映像信号が外部へ出力される
ことを特徴とする電子内視鏡装置。
【００５１】
（付記項３）一次回路、二次回路と絶縁された患者回路に設けられた固体撮像素子の出力信号を映像信号に処理を行い前記二次回路へ伝送した後、外部機器に映像信号を出力する電子内視鏡装置において、
前記固体撮像素子の出力信号を処理し少なくとも一つ以上のアナログ映像信号を出力する映像信号処理回路と、
前記アナログ映像信号を前記患者回路から前記二次回路へ電気的に絶縁して伝送する前記アナログ映像信号と同数の信号絶縁伝送手段と、
前記患者回路に重畳されるノイズを二次回路へ電気的に絶縁して伝送する基準電位絶縁伝送手段と、
前記患者回路から前記二次回路へ伝送された前記アナログ映像信号と前記患者回路から前記二次回路へ伝送された前記ノイズを基準電位として入力する前記アナログ映像信号と同数の差動回路と
を備え、
前記差動回路から前記アナログ映像信号が外部へ出力される
ことを特徴とする電子内視鏡装置。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電気的医療装置によれば、差動増幅回路が第２の絶縁伝送手段で得られた電気信号を基準電位とし第１の絶縁伝送手段で得られた電気信号を差動増幅するので、患者回路と二次回路の絶縁を保ったまま、患者回路から二次回路へ伝送される電気信号へのノイズの混入を防止することができるという効果がある。
【００５３】
また、本発明の電子内視鏡装置によれば、差動増幅回路が第２の絶縁伝送手段で得られたノイズ成分を基準とし前記第１の絶縁伝送手段で得られた映像信号を差動増幅するので、患者回路と二次回路の絶縁を保ったまま、患者回路から二次回路へ伝送される電気信号へのノイズの混入を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る電子内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図２】図１のビデオプロセッサの構成を示すブロック図
【図３】図２のビデオプロセッサ内の各信号波形を示す波形図
【図４】第２の実施の形態に係るビデオプロセッサの構成を示すブロック図
【図５】従来の電子内視鏡装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１…電子内視鏡装置
２…電子内視鏡
３…ビデオプロセッサ
４…光源装置
５…外部機器
１１…挿入部
１２…操作部
１３…接続コネクタ
１４…ユニバーサルコード
１５…信号コネクタ
１６…照明光出力コネクタ
１７…ＣＣＤ
１８…ライトガイド
１９…ケーブル
２０…ランプ
２１…ランプ電源回路
３１…映像信号処理回路
３２…患者回路
３３…二次回路
３４、３５…フォトカプラ
３６…基準電位伝送フォトカプラ
３７、３８…差動回路
３９…外部機器出力回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric medical device and an electronic endoscope device, and more particularly to an electric medical device and an electronic endoscope device characterized in a signal transmission portion between a patient circuit and a secondary circuit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Generally, an electronic endoscope apparatus includes a scope having an elongated insertion portion inserted into a body cavity having a solid-state imaging device (hereinafter, referred to as a CCD) such as a CCD at a distal end for observation, and an image formed on the CCD. A processor for processing the output signal of the image information and outputting it to an external device as an observation image, and a light source for illuminating a subject in a body cavity.
[0003]
Image information formed on the CCD illuminated by the light source unit is supplied from the processor unit via a cable provided in the scope with a power supply and a driving pulse for driving the CCD provided at the distal end of the scope, It is output as an electric signal. Then, the output signal of the CCD is input from the distal end of the scope to the processor through a cable.
[0004]
By the way, the elongated insertion part of the scope is the part that is inserted into the patient's body cavity for observation, and the CCD and cable, which are part of the electric circuit, are also inserted into the body cavity. An electric circuit called a patient circuit, which may touch a patient, is insulated from a commercial power source called a primary circuit, a grounded outer metal called a secondary circuit, and a signal input / output circuit while maintaining a withstand voltage of a certain level or more.
[0005]
FIG. 5 shows a configuration of a processor unit 100 of a general electronic endoscope apparatus. In the processor unit 100, an output signal of the CCD 101 generated in a patient circuit processes an output signal of the CCD 101 and outputs an analog video signal. The signal is input to the video signal processing circuit 102, and is output to the external device 104 typified by a television monitor by the external device output circuit 103 as a secondary circuit.
[0006]
Therefore, as for the insulation configuration between the patient circuit and the secondary circuit, an insulation circuit 105 that insulates and transmits the CCD output signal is configured in the video signal processing circuit 102 to maintain the insulation configuration between the patient circuit and the secondary circuit.
[0007]
However, when the power supply circuit of the processor unit 100 is a switching power supply or when the electronic endoscope device and the electric knife are used in combination, the switching power supply generates radiation noise, conduction noise, and radiation at the time of output of the electric knife. Noise is affected as extraneous noise.
[0008]
Under the influence of external noise, common mode noise is generated in the patient circuit, and when viewed from the secondary circuit ground, the potential of the patient circuit ground is fluctuating. When insulated and transmitted to the secondary circuit, the analog video signal containing common mode noise becomes an analog video signal on which normal mode noise is superimposed in the secondary circuit having a different ground potential.
[0009]
Generally, when an analog signal is weak to noise superimposition and noise is superimposed on an analog video signal, an image output to the external device 104 becomes an image that is remarkably buried in noise and becomes an image that cannot withstand observation.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the above-mentioned problem, a conventional electronic endoscope apparatus includes a differential type insulating element driving unit after passing a CCD output signal through a preamplifier as disclosed in JP-A-64-72724. A method of insulated transmission from a patient circuit to a secondary circuit by using the method described in JP-A-63-318927. Method was used.
[0011]
However, in either of the above methods, the signal processing after insulation transmission is required in the secondary circuit, so that a signal processing circuit is required in the secondary circuit. Furthermore, it is necessary to synchronize the patient circuit and the secondary circuit, and a synchronous circuit and a synchronous signal isolation transmission means are required.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to prevent noise from being mixed into an electric signal transmitted from a patient circuit to a secondary circuit while maintaining insulation between the patient circuit and the secondary circuit. It is an object of the present invention to provide an electric medical device and an electronic endoscope device that can be used.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The electrical medical device of the present invention includes a first insulated transmission unit that electrically insulates and transmits an electric signal obtained in a patient circuit to a secondary circuit in a next stage, and a noise superimposed on the patient circuit. A second insulated transmission means for electrically insulated transmission to the secondary circuit of the next stage, and an electric signal provided in the secondary circuit and obtained by the second insulated transmission means as a reference potential and And a differential amplifier circuit for differentially amplifying the electric signal obtained by the insulated transmission means.
[0014]
In the electric medical device according to the present invention, the differential amplifier circuit differentially amplifies the electric signal obtained by the first insulated transmission unit using the electric signal obtained by the second insulated transmission unit as a reference potential. This makes it possible to prevent noise from being mixed into the electric signal transmitted from the patient circuit to the secondary circuit while maintaining insulation between the patient circuit and the secondary circuit.
[0015]
Further, an electronic endoscope apparatus of the present invention includes an electronic endoscope for imaging a part in a lumen, a light source apparatus for supplying illumination light to the electronic endoscope, and an imaging signal from the electronic endoscope. An electronic endoscope apparatus comprising: a signal processing apparatus that performs signal processing on the patient circuit, wherein the signal processing apparatus receives an imaging signal from the electronic endoscope and generates a video signal, and a signal circuit generated by the patient circuit. First insulating transmission means for electrically insulating the transmitted video signal to the next-stage secondary circuit, and electrically insulating noise superimposed on the patient circuit to the next-stage secondary circuit And a video signal obtained by the first insulated transmission means, using a noise component provided in the secondary circuit and obtained by the second insulated transmission means as a reference potential. And a differential amplifier circuit that differentially amplifies the signal.
[0016]
In the electronic endoscope apparatus according to the present invention, the differential amplifier circuit differentially amplifies the video signal obtained by the first insulated transmission unit using the noise component obtained by the second insulated transmission unit as a reference potential. By doing so, it is possible to prevent noise from being mixed into the electric signal transmitted from the patient circuit to the secondary circuit while maintaining the insulation between the patient circuit and the secondary circuit.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
(First Embodiment)
1 to 3 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic endoscope apparatus, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a video processor of FIG. FIG. 3 is a waveform diagram showing signal waveforms in the video processor of FIG.
[0019]
(Constitution)
As shown in FIG. 1, an electronic endoscope device 1 as an electric medical device according to the present embodiment includes an electronic endoscope 2 that images a site to be inserted into a body cavity of a patient for observation, and an electronic endoscope 2. The video processor 3 includes a video processor 3 that processes a video signal from the endoscope 2 and a light source device 4 that supplies illumination light for illuminating a patient's body cavity to the electronic endoscope 2. A video signal is output to the device 5. In addition, the electronic endoscope 2, the video processor 3, and the light source device 4 are connected and used in combination.
[0020]
The electronic endoscope 2 includes an elongated insertion section 11 inserted into a patient's body cavity, an operation section 12 for operating the bending of the distal end of the insertion section 11, a video processor 3 and a light source device 4 extending from the operation section 12 to the distal end. And a universal cord 14 having a connection connector 13 which is detachably connected to the main body.
[0021]
The connection connector 13 is detachably connected to a signal connector 15 provided on the video processor 3 and an illumination light output connector 16 provided on the light source device 4, and is connected to the video processor 3 via the signal connector 15. Input and output are performed with the mirror 2, and irradiation light from the light source device 4 is supplied to the electronic endoscope 2 via the illumination light output connector 16.
[0022]
A CCD 17 for photoelectrically converting the image information of the observation subject is provided in the distal end of the insertion unit 11, and the illumination light emitted by the light source device 4 for observing the subject is guided into the patient's body cavity in the electronic endoscope 2. A light guide 18 and a cable 19 for transmitting electric signals between the CCD 17 and the video processor 3 are provided.
[0023]
The light source device 4 mainly includes a lamp 20 that generates illumination light, and a lamp power supply circuit 21 that supplies power to the lamp 20.
[0024]
The video processor 3 includes a patient circuit, a primary circuit, and a secondary circuit that are electrically insulated from each other, and supplies power to the patient circuit and the secondary circuit that are insulated from the primary circuit to which commercial power is input. (Not shown).
[0025]
More specifically, as shown in FIG. 2, the video processor 3 includes a CCD driving circuit (not shown) for driving the CCD 17 of the electronic endoscope 2, processes an output signal of the CCD 17, and is one of analog component signals. A video signal processing circuit 31 that outputs an analog luminance signal Y and an analog color signal C; and a photo as a signal insulation transmission unit that insulates and transmits the analog luminance signal Y and the analog color signal C from the patient circuit 32 to the secondary circuit 33. A coupler 34, 35, a reference potential transmission photocoupler 36 as reference potential insulation transmission means for transmitting noise to the secondary circuit 33 after AC coupling noise generated in the patient circuit 32 by a capacitor C, and a secondary circuit The analog luminance signal Y and analog color signal C transmitted to the secondary circuit 33 and the reference potential of the patient circuit 32 transmitted to the secondary circuit 33 are input. A differential circuit 37 and 38, are constituted by an external device output circuit 39 for outputting an output analog luminance signal Y and the analog color signal C of the differential circuits 37 and 38 to the external device 5. In the present embodiment, although not shown, the photocouplers 34 and 35 and the reference potential transmission photocoupler 36 also include additional circuits.
[0026]
(Action)
The lamp 20 of the light source device 4 is turned on by the lamp power supply circuit 21, and illumination light is guided from the illumination light output connector 16 into the patient's body cavity by the light guide 18 of the electronic endoscope 2 to illuminate the observation unit. The image of the subject illuminated by the illumination light is formed on the imaging surface of the CCD 17 and is photoelectrically converted. In the video processor 3, the CCD 17 is supplied with power from a power supply circuit, and is supplied with drive pulses from a CCD drive circuit. Therefore, when the CCD 17 is supplied with a driving pulse and power, the photoelectrically converted video signal is output and transmitted to the video processor 3 via the cable 19.
[0027]
An output signal of the CCD 17 input to the video processor 3 is subjected to noise reduction processing such as correlated double sampling and processing such as gain control in a video signal processing circuit 31, and finally an analog luminance signal Y and an analog color signal C Is output. The output analog luminance signal Y and analog color signal C are separately input to the photocouplers 34 and 35 separately from the analog luminance signal Y and the analog color signal C, and are insulated from the patient circuit 32 to the secondary circuit 33.
[0028]
Here, since the patient circuit 32 has a configuration in which the ground is not grounded, the patient circuit 32 is susceptible to noise, and the noise is mixed in the output image to the external device 5. Take countermeasures for noise that has entered the system.
[0029]
That is, the noise of the analog luminance signal Y and the analog chrominance signal C transmitted to the secondary circuit 33 is mainly superimposed on the common mode noise generated in the patient circuit 32 because the common mode noise cannot be completely removed during the insulation transmission. This is noise, and the fluctuation in the ground potential of the patient circuit 32 as viewed from the ground potential of the secondary circuit 33 is superimposed as noise. That is, as shown in FIG. 3, the analog luminance signal Y (signal a in FIG. 3) and the analog color signal C (signal b in FIG. 3) generated by the patient circuit 32 are transmitted from the patient circuit 32 to the secondary circuit 33. During the insulated transmission, the analog luminance signal Y (signal c in FIG. 3) and the analog chrominance signal C (signal d in FIG. 3) on which the fluctuation in the potential of the ground of the patient circuit 32 are superimposed.
[0030]
Therefore, the ground (signal e in FIG. 3) of the patient circuit 32 is input to the reference potential transmission photocoupler 36, and is insulated and transmitted to the secondary circuit 33. (Signal f in FIG. 3) can be obtained.
[0031]
Since the potential fluctuation is noise superimposed on the analog luminance signal Y and the analog color signal C, the analog luminance signal Y (signal c in FIG. 3) insulated from the patient circuit 32 and superimposed with the noise and the analog color signal C (signal d in FIG. 3) is input to the + terminals of the differential circuits 37 and 38, respectively, and a signal corresponding to the potential fluctuation of the ground of the patient circuit 32 (signal f in FIG. 3) is input to the differential circuits 37 and 38. By inputting to the negative terminal, an analog luminance signal Y (signal g in FIG. 3) and an analog color signal C (signal h in FIG. 3) from which noise has been removed by the differential circuits 37 and 38 can be obtained.
[0032]
Therefore, the noise superimposed on the analog luminance signal Y and the analog color signal C is input to the differential circuits 37 and 38 which are respectively input from the patient circuit 32 and the analog luminance signal Y and the analog color signal C which are insulated and transmitted. Can be deleted.
[0033]
Since the analog luminance signal Y (signal g in FIG. 3) and the analog chrominance signal C (signal h in FIG. 3) from which the noise has been removed can be directly output to the external device 5, the secondary circuit 33 does not require signal processing. There is no need to synchronize between the patient circuit 32 and the secondary circuit 33. Therefore, the analog luminance signal Y (the signal g in FIG. 3) and the analog chrominance signal C (the signal h in FIG. 3) output from the differential circuits 37 and 38 are input to the external device output circuit 39 and are output from the image of the external device 5. Output.
[0034]
The analog luminance signal Y (signals a, c, and g in FIG. 3), the analog color signal C (signals b, d, and h in FIG. 3) and the ground of the patient circuit 32 (signal e in FIG. 3) shown in FIG. , F) correspond to the signals a to h shown in FIG.
[0035]
(effect)
As described above, in the present embodiment, the insulation between the patient circuit 32 and the secondary circuit 33 is maintained, and it is possible to reliably prevent noise from being mixed in the output image to the external device 5 and to reduce Since there is no need to provide a signal processing circuit in 33 and it is not necessary to synchronize the patient circuit 32 and the secondary circuit 33, the circuit configuration can be simplified.
[0036]
The signal to be insulated and transmitted according to the present embodiment is not limited to the analog luminance signal Y and the analog chrominance signal C, but can be applied to an analog composite signal and an analog primary color RGB signal.
[0037]
Also, since it is important to insulate and transmit noise and to remove it by the differential circuits 37 and 38, it is necessary to superimpose the same noise on the photocouplers 34 and 35, the reference potential transmission photocoupler 36 and its attached circuits, Ideally, photocouplers of the same type and accessory circuits of the same configuration should be used, and the layout of the circuit board is also provided nearby, and wiring of the same shape is ideal.
[0038]
(Second embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a video processor according to the second embodiment of the present invention.
[0039]
Since the second embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0040]
(Constitution)
As shown in FIG. 4, in the video processor 3a of the present embodiment, a capacitance coupling capacitor 51 for coupling the patient circuit 32 and the secondary circuit 33 in an AC manner is added. Also, as a signal insulation transmission means instead of the photocouplers 34 and 35 of the first embodiment, the analog luminance signal Y is insulated and transmitted by using a transistor 34a and a capacitor 34b, and is configured by a transistor 35a and a capacitor 35b. The analog color signal C is configured to be insulated and transmitted. Further, as a reference potential insulated transmission means instead of the reference potential transmission photocoupler 36 of the first embodiment, a transistor 36a and a reference potential transmission capacitor 36b are used to insulate and transmit a ground potential variation of the patient circuit 32. It is configured as follows. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0041]
(Action)
The output signal of the CCD 17 input to the video processor 3a is subjected to noise reduction processing such as correlated double sampling and processing such as gain control in the video signal processing circuit 31 in the patient circuit 32, as in the first embodiment. Then, the analog luminance signal Y and the analog color signal C are finally output.
[0042]
The analog luminance signal Y and the analog chrominance signal C output from the video signal processing circuit 31 are input to the capacitors 34b and 35b via the transistors 34a and 35a, and return to the patient circuit 32 through the capacitive coupling capacitor 51. It is insulated from the patient circuit 32 to the secondary circuit 33.
[0043]
Similarly, after noise generated in the patient circuit 32 is AC-coupled by the capacitor C, the noise is input to the reference potential transmission capacitor 36b via the reference potential transmission transistor 36a, and returns to the patient circuit 32 through the capacitance coupling capacitor 51. In this way, the signal is insulated from the patient circuit 32 to the secondary circuit 33, so that the secondary circuit 33 obtains a signal corresponding to a change in the ground potential of the patient circuit 32.
[0044]
The analog luminance signal Y and the analog chrominance signal C, which are insulated from the patient circuit 32 and are superimposed with noise, are input to the + terminals of the differential circuits 37 and 38, respectively, and the signal corresponding to the ground potential fluctuation of the patient circuit 32 is differentially transmitted. The analog luminance signal Y and the analog chrominance signal C from which noise has been removed from the differential circuits 37 and 38 can be obtained by inputting to the minus terminals of the circuits 37 and 38.
[0045]
Therefore, the noise superimposed on the analog luminance signal Y and the analog color signal C is input to the differential circuits 37 and 38 which are respectively input from the patient circuit 32 and the analog luminance signal Y and the analog color signal C which are insulated and transmitted. Can be deleted.
[0046]
The analog luminance signal Y (signals a, c, and g in FIG. 3), the analog color signal C (signals b, d, and h in FIG. 3) and the ground of the patient circuit 32 (signal e in FIG. 3) shown in FIG. , F) correspond to the signals a to h shown in FIG. Other operations are the same as those of the first embodiment.
[0047]
(effect)
Therefore, as in the present embodiment, a capacitive coupling capacitor 51 for coupling the patient circuit 32 and the secondary circuit 33 in an alternating manner is added, and the signal insulating transmission means instead of the photocouplers 34 and 35 is replaced by the transistors 34a and 35a. The same operation and effect as in the first embodiment can be obtained even if the reference potential insulating transmission means is constituted by the transistor 36a and the capacitor 36b.
[0048]
Since it is important to eliminate noise generated by the insulated transmission by the differential circuits 37 and 38, the capacitors 34b and 35b and the reference potential transmission capacitor 36b are ideally of the same type and the same capacitance.
[0049]
[Appendix]
(Additional Item 1) After the output signal of the solid-state imaging device provided in the patient circuit insulated from the primary circuit and the secondary circuit is processed into a video signal and transmitted to the secondary circuit, the video signal is output to an external device. Electronic endoscope device,
A video signal processing circuit that processes an output signal of the solid-state imaging device and outputs at least one or more analog video signals,
The same number of first photocouplers as the analog video signal transmitting the analog video signal from the patient circuit to the secondary circuit;
A second photocoupler for transmitting noise superimposed on the patient circuit to a secondary circuit;
The analog video signal transmitted from the patient circuit to the secondary circuit and the noise transmitted from the patient circuit to the secondary circuit as a reference potential are provided with the same number of differential circuits as the analog video signal. ,
An electronic endoscope apparatus wherein the analog video signal is output from the differential circuit to the outside.
[0050]
(Additional Item 2) A video signal processing circuit that processes an output signal of the solid-state imaging device and outputs at least one or more analog video signals.
A video signal processing circuit that outputs the analog video signal,
A first capacitor for capacitively coupling between the patient circuit and the secondary circuit;
The same number of second capacitors as the analog video signal transmitting the analog video signal from the patient circuit to the secondary circuit;
A third capacitor for transmitting noise superimposed on the patient circuit from the patient circuit to the secondary circuit;
The analog video signal transmitted from the patient circuit to the secondary circuit and the noise transmitted from the patient circuit to the secondary circuit as a reference potential are provided with the same number of differential circuits as the analog video signal. ,
An electronic endoscope apparatus wherein the analog video signal is output from the differential circuit to the outside.
[0051]
(Additional Item 3) After processing the output signal of the solid-state imaging device provided in the patient circuit insulated from the primary circuit and the secondary circuit into a video signal and transmitting the processed signal to the secondary circuit, the video signal is output to an external device. Electronic endoscope device,
A video signal processing circuit that processes an output signal of the solid-state imaging device and outputs at least one or more analog video signals,
The analog video signal is electrically insulated from the patient circuit to the secondary circuit, and the same number of signal isolation transmission means as the analog video signal for transmission,
Reference potential insulating transmission means for electrically insulating and transmitting noise superimposed on the patient circuit to a secondary circuit,
The analog video signal transmitted from the patient circuit to the secondary circuit and the noise transmitted from the patient circuit to the secondary circuit as a reference potential are provided with the same number of differential circuits as the analog video signal. ,
An electronic endoscope apparatus wherein the analog video signal is output from the differential circuit to the outside.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the electric medical apparatus of the present invention, the differential amplifier circuit uses the electric signal obtained by the second insulated transmission unit as a reference potential and converts the electric signal obtained by the first insulated transmission unit into a signal. Since differential amplification is performed, it is possible to prevent noise from being mixed into an electric signal transmitted from the patient circuit to the secondary circuit while maintaining insulation between the patient circuit and the secondary circuit.
[0053]
Further, according to the electronic endoscope apparatus of the present invention, the differential amplifying circuit differentiates the video signal obtained by the first insulated transmission means based on the noise component obtained by the second insulated transmission means. Since the amplification is performed, it is possible to prevent noise from being mixed into the electric signal transmitted from the patient circuit to the secondary circuit while maintaining insulation between the patient circuit and the secondary circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic endoscope apparatus according to a first embodiment; FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a video processor of FIG. 1; FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a video processor according to a second embodiment. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional electronic endoscope apparatus.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic endoscope device 2 ... Electronic endoscope 3 ... Video processor 4 ... Light source device 5 ... External equipment 11 ... Insertion part 12 ... Operation part 13 ... Connector 14 ... Universal cord 15 ... Signal connector 16 ... Illumination light output Connector 17: CCD
18 Light guide 19 Cable 20 Lamp 21 Lamp power supply circuit 31 Image signal processing circuit 32 Patient circuit 33 Secondary circuits 34 and 35 Photocoupler 36 Reference potential transmission photocouplers 37 and 38 Differential circuit 39 ... External device output circuit

Claims

First insulated transmission means for electrically insulating and transmitting the electric signal obtained in the patient circuit to a secondary circuit in the next stage;
A second insulated transmission unit that electrically insulates and transmits noise superimposed on the patient circuit to the next-stage secondary circuit,
A differential amplifier circuit provided in the secondary circuit and differentially amplifying the electric signal obtained by the first insulated transmission means using the electric signal obtained by the second insulated transmission means as a reference potential. An electrical medical device comprising:

The electric medical device according to claim 1, wherein the electric signal obtained by the first insulated transmission means of the patient circuit is an analog video signal of an electronic endoscope.

An electronic device comprising: an electronic endoscope for imaging a part in a lumen; a light source device for supplying illumination light to the electronic endoscope; and a signal processing device for signal-processing an image signal from the electronic endoscope. In an endoscope device,
The signal processing device,
A patient circuit that receives an imaging signal from the electronic endoscope and generates a video signal;
A first insulated transmission unit that electrically insulates and transmits the video signal generated by the patient circuit to a next-stage secondary circuit,
A second insulated transmission unit that electrically insulates and transmits noise superimposed on the patient circuit to the next-stage secondary circuit,
A differential amplifier circuit, which is provided in the secondary circuit and uses the noise component obtained by the second insulated transmission unit as a reference potential and differentially amplifies the video signal obtained by the first insulated transmission unit. An electronic endoscope device comprising: