JP4350767B2

JP4350767B2 - 医療装置

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Publication number: JP4350767B2
Application number: JP2007094203A
Authority: JP
Inventors: 俊弘北原
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2008246115A; EP1976359A2; US20080239245A1; CN101273906A; CN101273906B; EP1976359B1; CN201175344Y; EP1976359A3

Description

本発明は、複数の冷却ファンを備えた、特に、超音波内視鏡と併用される医療装置に関する。

近年では、体腔内に超音波を照射し、そのエコー信号から体内の状態を画像化して診断する超音波診断法が広く普及している。このような超音波診断法に用いられる医療装置には、例えば、体表から体内の状態を画像化できる超音波エコー装置、先端部に超音波を送受信する超音波振動部を備え、体腔内に挿入して体内の状態を画像化できる超音波内視鏡などがある。

超音波内視鏡は、エコー信号を画像化するための医療機器である超音波観測装置と接続される。この超音波観測装置は、接続されるモニタに超音波内視鏡が受信した体腔内の超音波画像を表示させる電気信号を出力する。

このような超音波観測装置は、周知の如く、箱状の外装筐体内に複数の電子部品、ＣＰＵなどが内蔵されている。これら電子部品、ＣＰＵなどは、外部からの電力を受けて駆動する際、電力による配線抵抗、駆動抵抗などによって、発熱体となって高温になる。そのため、超音波観測装置に限らず、多くの電子機器には、冷却ファンが設けられている。

このような冷却ファンが設けられた電子機器は、冷却効率を向上させるため、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１のロッカー型筐体の冷却装置は、複数のユニットに設けられた冷却ファンの干渉を抑制して、効率よく冷却する技術が開示されている。
特開２００６−１５６８７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷却装置は、ユニット単体での冷却効率ではなく、複数のユニットを重畳させた状態での冷却効率を向上させる技術である。また、１つのユニット内には、限られたスペース内に電子部品などの複数の発熱体を配列するため、これら発熱体の配置位置によっては、最適な冷却が行えないという問題がある。

さらに、医療現場では、限られた施術室スペースでの患者、及び術者に対する距離的な使用位置条件下に関係して、施術室内に配置する医療装置の位置が制約される場合がある。このような医療装置の使用条件下では、冷却ファンからの排気量が少ないほうが良く、できる限り、冷却ファンからの排気方向を患者、及び術者に向けないように配置しなければならない。

そこで、本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、内部の冷却効率が向上すると共に、患者、及び術者が受ける冷却ファンからの排気による不快感を低減する医療装置を実現することにある。

上記目的を達成すべく、本発明の医療装置は、第１の発熱部が設けられた第１の発熱領域と、該第１の発熱領域と重畳して配置され、第２の発熱部が設けられた第２の発熱領域と、上記第１の発熱領域を冷却する第１の冷却ファンと、該第１の冷却ファンの気流方向に対して、略直交する気流方向を有し、上記第２の発熱領域を冷却する第２の冷却ファンと、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、内部の冷却効率が向上すると共に、患者、及び術者が受ける冷却ファンからの排気による不快感を低減する医療装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、本実施の形態では、超音波医療装置である超音波内視鏡装置、特に超音波観測装置を例に挙げて説明する。

図１から図１１は、本発明の一実施の形態を示し、図１は超音波内視鏡の概略構成を説明する図、図２は超音波観測装置の正面図、図３は超音波観測装置の背面図、図４は超音波観測装置の右側面図、図５は超音波観測装置の左側面図、図６は超音波観測装置の下面図、図７は超音波観測装置の内部を示す斜視図、図８は各冷却ファンによる超音波観測装置内の気流を説明するための斜視図、図９は第１の領域を冷却する各冷却ファンによる超音波観測装置内の気流を説明するための部分断面図、図１０は第１変形を示し、右側面に遮蔽板が設けられた超音波観測装置の斜視図、図１１は第２変形例を示し、断面Ｌ字状の遮蔽板を右側面、或いは背面に設けられた超音波観測装置の斜視図である。

図１に示すように本実施形態の超音波医療装置である超音波内視鏡装置１は、超音波内視鏡２と、超音波観測装置３と、カメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと略記する）４と、光源装置５と、によって、主に構成されている。尚、超音波観測装置３、及びＣＣＵ４は、超音波内視鏡２によって画像化された超音波観察画像、及び内視鏡画像を表示するための、図示しないモニタと接続される。

超音波内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部８と、この挿入部８の基端に位置する操作部７と、この操作部７の側部から延出するユニバーサルコード１０とで主に構成されている。

ユニバーサルコード１０の基端部には、光源装置５に接続される内視鏡コネクタ９が設けられている。この内視鏡コネクタ９からは、ＣＣＵ４に電気コネクタ１２を介して着脱自在に接続される電気ケーブル１１、及び超音波観測装置３に超音波コネクタ部１４を介して着脱自在に接続される超音波ケーブル１３が延出している。

超音波内視鏡２の挿入部８は、先端側から順に硬質な樹脂部材で形成した先端硬性部２１、この先端硬性部２１の後端に位置する湾曲自在な湾曲部１９、この湾曲部１９の後端に位置して操作部７の先端部に至る細径、且つ長尺で可撓性を有する可撓管部１８を連設して構成されている。そして、先端硬性部２１の先端側には、超音波を送受する複数の電子走査型の超音波トランスデューサを配列した超音波振動子部２２が設けられている。

また、超音波内視鏡２の操作部７には、湾曲部１９を所望の方向に湾曲制御するアングルノブ１６、送気、送水、吸引操作などを行うための各種ボタン１５、体腔内に導入する処置具の入り口となる処置具挿入口１７等が設けられている。

また、超音波振動子部２２が設けられた先端硬性部２１の先端面には、図示しないが照明光学系を構成する照明用レンズカバー、観察光学系を構成する観察用レンズカバー、吸引口を兼ねる鉗子口、及び送気送水ノズルが配置されている。また、この先端硬性部２１は、観察用レンズカバーから導光される撮影光を集光して光電変換するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサである、図示しない撮像手段が内蔵されている。

次に、図２から図７を用いて、上述した超音波内視鏡２が接続される超音波観測装置３の構成について説明する。
図２に示すように、超音波観測装置３は、前面のフロントパネル５１に配設された電源スイッチ５２と、このフロントパネル５１に形成された装置側コネクタ配置面５５に並設された２つの異なるタイプの装置側超音波コネクタ部５３，５４と、を有している。

この装置側コネクタ配置面５５において、紙面に向かって見た左側に配置される、本実施の形態の第１の装置側超音波コネクタ部５３は、上述した超音波内視鏡２の超音波コネクタ部１４と対を構成する９６芯タイプのプラグコネクタである。

一方、装置側コネクタ配置面５５において、紙面に向かって見た右側に配置される、本実施の形態の第２の装置側超音波コネクタ部５４は、他の超音波内視鏡などの超音波医療機器の超音波コネクタと対を構成する２６０芯タイプのプラグコネクタである。

この超音波観測装置３の背面部３２には、複数の通信ケーブルなどが接続される接続端子類３１、電源ケーブルが接続される電源コネクタ３５、及び複数、本実施の形態では４つの第１の冷却ファン３３が設けられている。

複数の接続端子類３１は、背面部３２の上部側に夫々配設されている。また、電源コネクタ３５は、背面部３２の右下方に、４つの第１の冷却ファン３３は背面部３２の下部側に横一列に並設されている。

図４に示すように、超音波観測装置３の右側面部３６には、吸気口を構成する板状のフィルタ部３７と、持運びの際にユーザが把持するハンドル部３９と、が設けられている。
フィルタ部３７は、集塵フィルタ３８を挟むように、右側面部３６の上部側に形成された図示しない吸気用の開口部を覆うように、着脱自在に配設されている。また、このフィルタ部３７は、金属外装体である右側面部３６と対向する面にマグネットを有し、右側面部３６に対してマグネットの磁力により保持されている。すなわち、ユーザは、集塵フィルタ３８を交換、洗浄などするとき、フィルタ部３７を容易に右側面部３６に対して着脱することができる。

一方、超音波観測装置３の左側面部４１には、複数の長孔が並列された排気口群４２と、持運びの際にユーザが把持するハンドル部４３と、が設けられている。
排気口群４２は、左側面部４１の上方であって、上述したフィルタ部３７が吸着固定される右側面部３６に形成される吸気口（不図示）と略対向した位置に形成されている。

また、図６に示すように、超音波観測装置３の下面部４４には、複数の長孔が並設して構成された吸気口群４５が前面側のフロントパネル５１近傍に設けられている。

尚、超音波観測装置３は、上述したフロントパネル５１、背面部３２、両側面部３６，４１、下面部４４、及び上面部４６（図７参照）により、箱状の外形形状が形成されている。尚、超音波観測装置３は、両側面部３６，４１、及び上面部４６によって形成される略コの字状の外装カバー体５８が着脱自在であり、このカバー体を取り外すことで、製造、メンテナンスなどの際に内蔵物にアクセスできるようになっている。

また、図７に示すように、超音波観測装置３の内部には、図示しないが、電力を受けて発熱する発熱体となる電源ユニット、或いはコンデンサ、ＡＣ／ＤＣ変換、レギュレータ、ＣＰＵなどの電子部品が配列された基板が設置された２つの第１、及び第２の発熱領域６１，６２を有している。

具体的には、第１の発熱領域６１は、第１の発熱体を構成している、図示しない電源ユニット、及び電子部品が内蔵される下部側に位置する上部側が開口した略箱状の第１のパーツ設置フレーム部６３の内部領域である。

さらに、詳しく説明すると、第１の発熱領域６１は、第１のパーツ設置フレーム部６３の上部開口を塞ぐ板体６５によって、この第１のパーツ設置フレーム部６３の内部空間を略閉塞して形成された領域である。また、第１のパーツ設置フレーム部６３には、超音波観測装置３の背面部３２と対向する一面に、内部に形成された第１の発熱領域６１と連通するように、上述した４つの第１の冷却ファン３３が固定されている。

さらに、第１のパーツ設置フレーム部６３は、底面部が上述した超音波観測装置３の下面部４４を構成しており、上述した吸気口群４５が第１の発熱領域６１の下部側の開口部を構成している。尚、この第１の発熱領域６１は、４つの第１の冷却ファン３３、及び吸気口群４５を除いた部分が完全に密閉された状態が好ましい。

しかし、第１のパーツ設置フレーム部６３には、内部の電源ユニットに供給された電力、及び各種電子部品の通信信号を第２の発熱領域６２内に設けられる電子部品と授受するための通信ケーブルが挿通するための孔部が設けられている。そのため、本実施の形態では、第１の発熱領域６１は、４つの第１の冷却ファン３３、及び吸気口群４５を除いた部分が完全に密閉された状態ではない。尚、第１のパーツ設置フレーム部６３、或いは板体６５にコネクタを設け、このコネクタに第２の発熱領域６２内に設けられる電子部品が電気的に接続されたケーブルを接続するような構成として、第１の発熱領域６１を４つの第１の冷却ファン３３、及び吸気口群４５を除いた部分が完全に密閉する状態としても良い。

一方で、第２の発熱領域６２は、本実施の形態において、第１の発熱領域６１の上方に重畳し、図示しない第２の発熱体を構成する、主に伝送系の電子部品が配置される非密閉された略箱状の第２のパーツ設置フレーム部６４が内包される板体５６、フロントパネル５１、外装カバー体５８、及び背面部３２によって囲まれた領域である。

第２のパーツ設置フレーム部６４には、第１のパーツ設置フレーム部６３に設けられた４つの第１の冷却ファン３３の排気方向と略直交する方向に排気する３つの第２の冷却ファン７１が設けられている。これら３つの第２の冷却ファン７１は、外装カバー体５８の左側面部４１の排気口群４２に対向して配置されている。また、これら３つの第２の冷却ファン７１は、外装カバー体５８の左側面部４１の内面と対向する面が接触して、確実に排気口群４２から第２の発熱領域６２内の熱を排出するためのスポンジ７２が外周部に夫々設けられている。

次に、以上に説明したように構成された、本実施の形態の超音波観測装置３の作用について、図８、及び図９を用いて説明する。
図８に示すように、本実施の形態の超音波観測装置３には、背面部３２に設けられた、４つの第１の冷却ファン３３が第１の発熱領域６１内の熱を外部に吸引排気するため駆動され、２点鎖線で示す矢印ＣＡ１方向（図中のｙ軸方向）への気流が第１の発熱領域６１内で発生する。尚、この第１の発熱領域６１を冷却する排気流は、図９に示すように、４つの第１の冷却ファン３３の駆動によって、フロントパネル５１近傍の第１のパーツ設置フレーム部６３の下面部４４に形成された吸気口群４５から外部のエアーが第１の発熱領域６１の内部へ吸気され、背面部３２から矢印ＣＡ１方向への外部へ排気される排気経路となる。

これにより、第１の発熱領域６１は、内部に設けられた第１の発熱体を構成する電子部品の熱により高熱となることなく、最適な温度に冷却される。その結果、これら電子部品は、正常に駆動する温度環境が維持される。

また、超音波観測装置３は、図７に戻って、左側面部４１の内面に対向配置された３つの第２の冷却ファン７１が第２の発熱領域６２内の熱を外部に吸引排気するため駆動され、２点鎖線で示す矢印ＣＡ２方向（図中のｚ軸方向）への気流が第２の発熱領域６２内で発生する。尚、この第２の発熱領域６２を冷却する排気流は、３つの第２の冷却ファン７１の駆動によって、右側面部３６のフィルタ部３７から外部のエアーが第２の発熱領域６２の内部へ吸気され、左側面部４１の排気口群４２から矢印ＣＡ２方向への外部へ排気される排気経路となる。

これにより、第２の発熱領域６２は、内部に設けられた第２の発熱体を構成する電子部品の熱により高熱となることなく、最適な温度に冷却される。その結果、これら電子部品は、正常に駆動する温度環境が維持される。

また、これらの各気流（矢印ＣＡ１、及び矢印ＣＡ２方向の気流）は、第１の発熱領域６１と第２の発熱領域６２を仕切る板体６５によって、区切られた排気経路が形成されるため、お互いが反作用となる気流の影響を受けることが防止される。その結果、本実施の形態の超音波観測装置３は、効率よく、第１、及び第２の発熱領域６１，６２を冷却することができる。尚、各冷却ファン３３，７１は、夫々が対応する発熱領域６１，６２の電子部品の熱量を冷却するのに必要な排気量が設定される。

さらに、本実施の形態の超音波観測装置３は、第１の発熱領域６１内の熱を排気する４つの第１の冷却ファン３３の排気方向（矢印ＣＡ１方向であるｙ軸方向）と、第２の発熱領域６２内の熱を排気する３つの第２の冷却ファン７１の排気方向（矢印ＣＡ２方向であるｚ軸方向）とが、異なる方向、ここでは略直交する方向となっている。つまり、各第１の冷却ファン３３，７１は、夫々の排気する熱が同一方向となっていない。

以上ことから、本実施の形態の超音波観測装置３は、各冷却ファン３３，７１の風量が低減されると共に、排気方向が異なるため、患者、及び術者に直接、或いは間接的に作用する熱風などによる不快感を与えることが防止される。

また、本実施の形態の超音波観測装置３は、図８に示したように、第１の冷却ファン３３が４つ背面部３２に設けられ、第２の冷却ファン７１が左側面部４１の内面側に設けられている。また、超音波観測装置３は、第１の発熱領域６１に連通する吸気口群４５が下面部４４のフロントパネル５１の近傍に設けられ、第２の発熱領域６２に連通する吸気口のフィルタ部３７が右側面部３６に設けられている。

これら各冷却ファン３３，７１、及び各吸気口（吸気口群４５，フィルタ部３７）の配置関係により、超音波観測装置３は、第１の発熱領域６１内において、左側面部４１側に最も発熱量の多い電子部品が設けられ、第２の発熱領域６２内において、背面部３２側に最も発熱量の多い電子部品が設けられている。すなわち、超音波観測装置３は、各発熱領域６１，６２に設けられた最も発熱量の多い電子部品を冷却排気する冷却ファン３３，７１の位置が各発熱領域６１，６２の吸気口に最も遠い位置となるように配置する。換言すると、超音波観測装置３は、高熱の排気側と吸引側とが最も遠い位置に設定されている。

これにより、各発熱領域６１，６２は、高温となって排気されたエアーが吸気口に還流することが防止される。そのため、超音波観測装置３は、最も高温な排気側と吸気側の配置とが考慮されることで内部の冷却効率が向上する。

また、図１０に示すように、第１の冷却ファン３３からの排気を遮蔽する、実線で示す単なる板体である遮蔽板７５をフィルタ部３７の近傍の右側面部３６の背面部３２側に設けたり、この遮蔽板７５を破線で示す第１の冷却ファン３３の近傍の右側面部３６に設けたり、背面部３２に設けたりしても良い。また、上記遮蔽板７５は、フィルタ部３７と一体的に構成しても良い。

さらに、図１１に示すように、第１の冷却ファン３３からの排気を遮蔽する、実線で示すＬ字状の遮蔽板７６をフィルタ部３７の近傍の右側面部３６の背面部４１側に設けたり、この遮蔽板７６を破線で示す右側面部３６近傍の背面部４１に設けたりしても良い。

このように、超音波観測装置３は、遮蔽版７５，７６を設けることで、排気が吸気側に還流することを容易に防止することができる。

尚、図１０、及び図１１では、第１の冷却ファン３３の排気がフィルタ部３７へ還流しないようにするための遮蔽版７５，７６を図示しているが、勿論、この遮蔽板７５，７６の構成は、第２の冷却ファン７１側にも適用することができる。

さらに、本実施の形態では、超音波内視鏡装置１を例に挙げたが、上述した実施の形態は、勿論、その他の医療装置にも適用することができる。

以上の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態、及び変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の一実施の形態に係る、超音波内視鏡の概略構成を説明する図同、超音波観測装置の正面図同、超音波観測装置の背面図同、超音波観測装置の右側面図同、超音波観測装置の左側面図同、超音波観測装置の下面図同、超音波観測装置の内部を示す斜視図同、各冷却ファンによる超音波観測装置内の気流を説明するための斜視図、同、第１の領域を冷却する各冷却ファンによる超音波観測装置内の気流を説明するための部分断面図同、第１変形を示し、右側面に遮蔽板が設けられた超音波観測装置の斜視図同、第２変形例を示し、断面Ｌ字状の遮蔽板を右側面、或いは背面に設けられた超音波観測装置の斜視図

符号の説明

１・・・超音波内視鏡装置
２・・・超音波内視鏡
３・・・超音波観測装置
４・・・カメラコントロールユニット
５・・・光源装置
３２・・・背面部
３１・・・接続端子類
３５・・・電源コネクタ
３３・・・第１の冷却ファン
３６・・・右側面部
３７・・・フィルタ部
３９・・・ハンドル部
４１・・・左側面部
４２・・・排気口群
４４・・・下面部
４５・・・吸気口群
４６・・・上面部
５１・・・フロントパネル
５３・・・装置側超音波コネクタ部
５４・・・装置側超音波コネクタ部
５６・・・板体
５８・・・外装カバー体
６１・・・第１の発熱領域
６２・・・第２の発熱領域
６３・・・第１のパーツ設置フレーム部
６４・・・第２のパーツ設置フレーム部
６５・・・板体
７１・・・第２の冷却ファン

Claims

第１の発熱部が設けられた第１の発熱領域と、
該第１の発熱領域と重畳して配置され、第２の発熱部が設けられた第２の発熱領域と、
上記第１の発熱領域を冷却する第１の冷却ファンと、
該第１の冷却ファンの気流方向に対して、略直交する気流方向を有し、上記第２の発熱領域を冷却する第２の冷却ファンと、
を具備することを特徴とする医療装置。
上記第１の発熱領域と上記第２の発熱領域との間には、上記第１の冷却ファンと上記第２の冷却ファンとの気流を遮蔽する板体が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
上記第１の冷却ファンの排気部と上記第２の冷却ファンの吸気側との間には、該第１の冷却ファンによる排気を上記第２の冷却ファンが吸気しないように、遮蔽板が設けられていることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の医療装置。
上記遮蔽板は、上記第１の冷却ファン、或いは上記第２の冷却ファンの排気部側に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の医療装置。
上記第１の冷却ファンを複数有し、
該複数の第１の冷却ファンが上記第２の冷却ファンとの重畳方向に対して、直交する方向に並設されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の医療装置。
上記第２の冷却ファンを複数有し、
該複数の第２の冷却ファンが上記第１の冷却ファンとの重畳方向に対して、直交する方向に並設されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の医療装置。