JP5132250B2

JP5132250B2 - 内視鏡用制御装置

Info

Publication number: JP5132250B2
Application number: JP2007275606A
Authority: JP
Inventors: 晋川田; 進橋本; 康雄小松
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: EP2052670B1; DE602008006144D1; EP2052670A1; US8480565B2; JP2009100938A; US20090105540A1

Description

本発明は、内視鏡用制御装置に関し、特に、複数の患者回路を有する内視鏡用制御装置に関するものである。

内視鏡及び該内視鏡を制御するための内視鏡用制御装置等を有して構成される内視鏡システムは、医療分野及び工業分野等において従来広く用いられている。また、内視鏡システムは、例えば、医療分野においては、生体組織等に対して観察及び種々の処置を行う際に用いられている。

また、前述した内視鏡用制御装置に相当する装置として、例えば、複数のコネクタ受け部を具備することにより複数の種類の内視鏡を接続可能とした、特許文献１の電子内視鏡用プロセッサ装置が提案されている。

特許文献１の電子内視鏡用プロセッサ装置は、複数のコネクタ受け部に電気的に接続される回路同士が共通のＧＮＤ（基準電位点）に接続されているとともに、該回路同士が共通の電源制御回路を介して動作する、という構成を有している。
特開２００４−２３６７３８号公報

特許文献１に記載の電子内視鏡用プロセッサ装置のように、複数のコネクタ受け部に接続される内視鏡のうちいずれか１つを電気的に排他的な接続とするための構成を採用した場合、使用しない側のコネクタ受け部にはスコープが接続されないため、プロセッサ装置のフロントパネルに設けられた各コネクタ受け部のうち、少なくとも１つのコネクタ受け部が開口したままの状態になることがある。

使用しない側のコネクタ受け部に不意に体液などの液体が浸入し、あるいは、処置具などの金属製の器具が該コネクタ受け部に接触することにより、該コネクタ受け部内部における電気接点の短絡が生じると、該コネクタ受け部に接続される後段の回路に不具合が生じる可能性がある。特に、特許文献１に記載の電子内視鏡用プロセッサ装置においては、複数のスコープに夫々接続される回路系の間に絶縁されていない電流の経路が存在するため、前述した不具合がプロセッサ装置内部の回路全域に及んでしまう可能性がある。

そして、特許文献１に記載の電子内視鏡用プロセッサ装置においては、この不具合を防止するために、使用しない側のコネクタ受け部に蓋をする等の対策をユーザ側で講じる必要があることに応じ、例えば、スコープの付け替えを行う度に蓋の付け替えを併せて行わなければならないといった手間が生じ、結果的に過度な負担をユーザに強いてしまう、という課題が生じている。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、従来に比べてユーザの負担を軽減可能な内視鏡用制御装置を提供することを目的としている。

本発明における内視鏡用制御装置は、内視鏡を着脱可能な第１コネクタ受け部及び第２コネクタ受け部と、前記第１コネクタ受け部及び前記第２コネクタ受け部における前記内視鏡の接続状態を検知し、接続検知信号として出力する接続検知部と、前記第１コネクタ受け部の後段に電気的に接続され、かつ、第１の基準電位点に接続された第１患者回路と、前記第２コネクタ受け部の後段に電気的に接続され、かつ、前記第１の基準電位点と異なる第２の基準電位点に接続された第２患者回路と、を有し、前記第１の基準電位点及び前記第２の基準電位点の電位は、前記第１患者回路及び前記第２患者回路の後段の２次回路に接続される基準電位点の電位と各々異なる電位である。

本発明における内視鏡用制御装置によると、従来に比べてユーザの負担を軽減可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１から図４は、本発明の実施形態に係るものである。図１は、本発明の実施形態に係るプロセッサが用いられる内視鏡システムの構成の一例を示す図である。図２は、本実施形態のプロセッサが有する電源部の構成の一例を示す図である。図３は、図１のプロセッサに設けられたフロントパネルの具体的な構成の一例を示す図である。図４は、本実施形態のプロセッサが行う制御の一例を示すフローチャートである。

内視鏡システム１は、図１に示すように、体腔内に挿入可能であるとともに、該体腔内の被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する内視鏡２と、内視鏡２の撮像対象となる被写体を照明するための照明光を発する光源装置３と、内視鏡２から出力される撮像信号に対して信号処理を施し、映像信号として出力するプロセッサ４と、プロセッサ４から出力される映像信号に応じた被写体の像を画像表示するモニタ５と、を要部として有している。

内視鏡２は、図１に示すように、体腔内に挿入可能な形状の挿入部２１と、挿入部２１の先端部に設けられた対物光学系２２及びＣＣＤ２３と、挿入部２１の基端部に設けられ、プロセッサ４に対して着脱自在なコネクタ２４と、を有して構成されている。また、内視鏡２の内部には、一端が光源装置３のライトガイド受け部３１に接続可能であるとともに、他端が挿入部２１の先端部に配置されたライトガイド６が挿通されている。このような構成により、光源装置３において発せられた照明光は、ライトガイド受け部３１に接続されたライトガイド６により伝送された後、挿入部２１の先端部から被写体へと出射される。

対物光学系２２は、挿入部２１の先端部における先端面に配置され、被写体の像を結像する。

ＣＣＤ２３は、対物光学系２２の結像位置に配置されており、対物光学系２２により結像された被写体の像を撮像し、撮像信号として出力する。

プロセッサ４は、図１に示すように、内視鏡２のコネクタ２４を着脱可能な第１コネクタ受け部４１Ａ及び第２コネクタ受け部４１Ｂと、第１接続検知部４２Ａと、第２接続検知部４２Ｂと、第１患者回路４３Ａと、第２患者回路４３Ｂと、絶縁回路４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ及び４４Ｄと、ＣＰＵ４５と、商用電力が入力される電源部４６と、２次回路４７と、を有して構成されている。

第１接続検知部４２Ａは、スイッチＰＷＲＥＮ１１がオンしている場合に動作するとともに、第１コネクタ受け部４１Ａへのコネクタ２４の接続状態を検知し、第１コネクタ受け部４１Ａにコネクタ２４が接続された際に第１接続検知信号を出力する。

第２接続検知部４２Ｂは、スイッチＰＷＲＥＮ２１がオンしている場合に動作するとともに、第２コネクタ受け部４１Ｂへのコネクタ２４の接続状態を検知し、第２コネクタ受け部４１Ｂにコネクタ２４が接続された際に第２接続検知信号を出力する。

そして、前記第１接続検知信号及び前記第２接続検知信号は、絶縁回路４４Ｄを経た後、ＣＰＵ４５に入力される。

第１患者回路４３Ａは、第１コネクタ受け部４１Ａの後段に電気的に接続された回路であり、ＣＣＤ駆動部４３１Ａと、アナログ信号処理部４３２Ａと、Ａ／Ｄコンバータ４３３Ａとを有して構成されている。また、第１患者回路４３Ａは、スイッチＰＷＲＥＮ１及びＳＹＮＣＥＮ１がオンしている場合に動作する。さらに、第１患者回路４３Ａの回路全体は、第１の基準電位点であるＧＮＤ１に接続されている。

ＣＣＤ駆動部４３１Ａは、第１コネクタ受け部４１Ａに接続された内視鏡２のＣＣＤ２３を駆動するための駆動信号を出力する。前記駆動信号は、スイッチＤＲＶＥＮ１がオンしている場合に、第１コネクタ受け部４１Ａ及びコネクタ２４を経た後、ＣＣＤ２３に入力される。

アナログ信号処理部４３２Ａは、第１コネクタ受け部４１Ａに接続された内視鏡２から出力される撮像信号に対し、増幅及びノイズ除去等の信号処理を施した後、該信号処理後の撮像信号をＡ／Ｄコンバータ４３３Ａへ出力する。

Ａ／Ｄコンバータ４３３Ａは、アナログ信号処理部４３２Ａから出力される撮像信号をデジタル信号に変換して出力する。そして、前記デジタル信号は、絶縁回路４４Ａを経た後、２次回路４７に入力される。

第２患者回路４３Ｂは、第２コネクタ受け部４１Ｂの後段に電気的に接続された回路であり、ＣＣＤ駆動部４３１Ｂと、アナログ信号処理部４３２Ｂと、Ａ／Ｄコンバータ４３３Ｂとを有して構成されている。また、第２患者回路４３Ｂは、スイッチＰＷＲＥＮ２及びＳＹＮＣＥＮ２がオンしている場合に動作する。さらに、第２患者回路４３Ｂの回路全体は、前述した第１の基準電位点と異なる第２の基準電位点であるＧＮＤ２に接続されている。すなわち、第１患者回路４３Ａ及び第２患者回路４３Ｂは、プロセッサ４の内部において、相互に電気的に独立した状態として設けられている。

ＣＣＤ駆動部４３１Ｂは、第２コネクタ受け部４１Ｂに接続された内視鏡２のＣＣＤ２３を駆動するための駆動信号を出力する。前記駆動信号は、スイッチＤＲＶＥＮ２がオンしている場合に、第２コネクタ受け部４１Ｂ及びコネクタ２４を経た後、ＣＣＤ２３に入力される。

アナログ信号処理部４３２Ｂは、第２コネクタ受け部４１Ｂに接続された内視鏡２から出力される撮像信号に対し、増幅及びノイズ除去等の信号処理を施した後、該信号処理後の撮像信号をＡ／Ｄコンバータ４３３Ｂへ出力する。

Ａ／Ｄコンバータ４３３Ｂは、アナログ信号処理部４３２Ｂから出力される撮像信号をデジタル信号に変換して出力する。そして、前記デジタル信号は、絶縁回路４４Ｂを経た後、２次回路４７に入力される。

絶縁回路４４Ａは、第１患者回路４３Ａと２次回路４７との間を電気的に絶縁状態にしつつ、Ａ／Ｄコンバータ４３３Ａからのデジタル信号を２次回路４７へ出力可能な構成を有している。

絶縁回路４４Ｂは、第２患者回路４３Ｂと２次回路４７との間を電気的に絶縁状態にしつつ、Ａ／Ｄコンバータ４３３Ｂからのデジタル信号を２次回路４７へ出力可能な構成を有している。

絶縁回路４４Ｃは、第１患者回路４３Ａと２次回路４７との間を電気的に絶縁状態にしつつ、２次回路４７からの同期信号を、第１患者回路４３Ａに接続されたスイッチＳＹＮＣＥＮ１へ出力可能な構成を有している。また、絶縁回路４４Ｃは、前述した構成に加え、第２患者回路４３Ｂと２次回路４７との間を電気的に絶縁状態にしつつ、２次回路４７からの同期信号を、第２患者回路４３Ｂに接続されたスイッチＳＹＮＣＥＮ２へ出力可能な構成を有している。

絶縁回路４４Ｄは、第１接続検知部４２Ａ、第２接続検知部４２Ｂ、第１患者回路４３Ａ及び第２患者回路４３Ｂの各部とＣＰＵ４５との間を電気的に絶縁状態にしつつ、該各部とＣＰＵ４５との間における各種信号のやりとりを仲介可能な構成を有している。

ＣＰＵ４５は、第１接続検知信号及び第２接続検知信号に基づき、第１患者回路４３Ａまたは第２患者回路４３Ｂのいずれか一方を動作させるための制御を行う。なお、ＣＰＵ４５が行う制御の内容については、後程詳述する。

電源部４６は、図２に示すように、第１接続検知部４２Ａ及び第１患者回路４３Ａが動作するために必要な電力を供給する第１電源回路４６１と、第２接続検知部４２Ｂ及び第２患者回路４３Ｂが動作するために必要な電力を供給する第２電源回路４６２と、ＣＰＵ４５及び２次回路４７の各部が動作するために必要な電力を供給する第３電源回路４６３と、を有して構成されている。

なお、第１電源回路４６１、第２電源回路４６２及び第３電源回路４６３は、電源部４６の内部において、相互に電気的に独立した状態として設けられているものとする。

２次回路４７は、図１に示すように、タイミングジェネレータ４７１と、セレクタ４７２と、デジタル信号処理部４７３と、マスク画像及び文字情報等を生成及び出力するマスク生成部４７４と、画像合成部４７５と、Ｄ／Ａコンバータ４７６と、を有して構成されている。なお、本実施形態の２次回路４７の回路全体は、第１患者回路４３Ａに接続される第１の基準電位点ＧＮＤ１の電位、及び、第２患者回路４３Ｂに接続される第２の基準電位点ＧＮＤ２の電位のいずれとも異なる電位の基準電位点に接続されているものとする。

タイミングジェネレータ４７１は、ＣＰＵ４５の制御に基づき、第１患者回路４３Ａ及び第２患者回路４３Ｂのうち、動作させる一方の患者回路の動作タイミングに係る同期信号を生成及び出力する。

セレクタ４７２は、ＣＰＵ４５の制御に基づき、第１患者回路４３Ａが動作している場合には、絶縁回路４４Ａを経て入力されるデジタル信号をデジタル信号処理部４７３へ出力する。また、セレクタ４７２は、ＣＰＵ４５の制御に基づき、第２患者回路４３Ｂが動作している場合には、絶縁回路４４Ｂを経て入力されるデジタル信号をデジタル信号処理部４７３へ出力する。

デジタル信号処理部４７３は、セレクタ４７２から出力されるデジタル信号に対し、γ補正及び画像強調等の画像処理を施した後、該画像処理後のデジタル信号を画像合成部４７５へ出力する。

画像合成部４７５は、デジタル信号処理部４７３から出力されるデジタル信号と、マスク生成部４７４から出力されるマスク画像及び文字情報とを合成し、デジタル合成画像信号としてＤ／Ａコンバータ４７６へ出力する。

Ｄ／Ａコンバータ４７６は、画像合成部４７５から出力されるデジタル合成画像信号をアナログの映像信号に変換してモニタ５へ出力する。これにより、内視鏡２により撮像された被写体の像に対してマスク画像及び文字情報が重畳された画像がモニタ５に表示される。

なお、内視鏡システム１における第１コネクタ受け部４１Ａ及び第２コネクタ受け部４１Ｂは、プロセッサ４のフロントパネル上に、例えば図３に示すような状態として配置されているものとする。

また、本実施形態における第１コネクタ受け部４１Ａ及び第２コネクタ受け部４１Ｂは、メス型に形成され、かつ、人体により直接触れることができない位置に接続用の端子が配置されるものであっても良い。

次に、本実施形態の内視鏡システム１の作用について説明を行う。

内視鏡システム１が有するプロセッサ４のＣＰＵ４５は、主電源がオンされたことを検知すると、初期設定として、ＰＷＲＥＮ１、ＰＷＲＥＮ１１、ＳＹＮＣＥＮ１、ＤＲＶＥＮ１、ＰＷＲＥＮ２、ＰＷＲＥＮ２１、ＳＹＮＣＥＮ２及びＤＲＶＥＮ２の各スイッチをオフするための制御を行う（図４のステップＳ１）。

その後、ＣＰＵ４５は、前記各スイッチのうち、スイッチＰＷＲＥＮ１１及びＰＷＲＥＮ２１をオンすることにより、第１接続検知部４２Ａ及び第２接続検知部４２Ｂを動作させる（図４のステップＳ２）。これにより、第１コネクタ受け部４１Ａ及び第２コネクタ受け部４１Ｂのうち、内視鏡２が接続された一方のコネクタ受け部に対応する接続検知信号が出力される。

ＣＰＵ４５は、入力される接続検知信号が第１接続検知信号及び第２接続検知信号のいずれであるかを識別する。これにより、ＣＰＵ４５は、入力される接続検知信号が第１接続検知信号である場合には、第１コネクタ受け部４１Ａに内視鏡２が接続されたと判定し、また、入力される接続検知信号が第２接続検知信号である場合には、第２コネクタ受け部４１Ｂに内視鏡２が接続されたと判定する。

そして、ＣＰＵ４５は、第２コネクタ受け部４１Ｂに内視鏡２が接続されたと判定した場合（図４のステップＳ３）、スイッチＰＷＲＥＮ２をオンするための制御（図４のステップＳ４）、セレクタ４７２において第２患者回路４３Ｂ側を選択させるための制御（図４のステップＳ５）、スイッチＳＹＮＣＥＮ２をオンするための制御（図４のステップＳ６）、及び、スイッチＤＲＶＥＮ２をオンするための制御（図４のステップＳ７）を順次行った後、さらに、スイッチＰＷＲＥＮ１１をオフするための制御を行う（図４のステップＳ８）。

すなわち、ＣＰＵ４５は、図４のステップＳ８の制御を行うことにより、第２コネクタ受け部４１Ｂに内視鏡２が接続されている期間（第２接続検知信号が自身に入力されている期間）において、第１コネクタ受け部４１Ａに対応する第１接続検知部４２Ａへの電力の供給を停止する。

また、図４のステップＳ１からステップＳ３を経た後、さらに図４のステップＳ４からステップＳ８に至るまでの制御が行われることにより、内視鏡２が接続されている側のコネクタ受け部４１Ｂに対応する第２接続検知部４２Ｂ及び第２患者回路４３Ｂに電力が供給されるとともに、内視鏡２が接続されていない側のコネクタ受け部４１Ａに対応する第１接続検知部４２Ａ及び第１患者回路４３Ａへの電力の供給が停止される。

一方、ＣＰＵ４５は、第１コネクタ受け部４１Ａに内視鏡２が接続されたと判定した場合（図４のステップＳ３）、スイッチＰＷＲＥＮ１をオンするための制御（図４のステップＳ９）、セレクタ４７２において第１患者回路４３Ａ側を選択させるための制御（図４のステップＳ１０）、スイッチＳＹＮＣＥＮ１をオンするための制御（図４のステップＳ１１）、及び、スイッチＤＲＶＥＮ１をオンするための制御（図４のステップＳ１２）を順次行った後、さらに、スイッチＰＷＲＥＮ２１をオフするための制御を行う（図４のステップＳ１３）。

すなわち、ＣＰＵ４５は、図４のステップＳ１３の制御を行うことにより、第１コネクタ受け部４１Ａに内視鏡２が接続されている期間（第１接続検知信号が自身に入力されている期間）において、第２コネクタ受け部４１Ｂに対応する第２接続検知部４２Ｂへの電力の供給を停止する。

また、図４のステップＳ１からステップＳ３を経た後、さらに図４のステップＳ９からステップＳ１３に至るまでの制御が行われることにより、内視鏡２が接続されている側のコネクタ受け部４１Ａに対応する第１接続検知部４２Ａ及び第１患者回路４３Ａに電力が供給されるとともに、内視鏡２が接続されていない側のコネクタ受け部４１Ｂに対応する第２接続検知部４２Ｂ及び第２患者回路４３Ｂへの電力の供給が停止される。

以上に述べたように、本実施形態のプロセッサ４は、各コネクタ受け部における内視鏡２の接続状態に応じ、電気的に独立した患者回路同士が排他的に動作する、という構成及び作用を有している。

ＣＰＵ４５は、前述した、図４のステップＳ８またはステップＳ１３の制御を行った後、例えば自身への接続検知信号の入力が停止したか否かに基づき、内視鏡２が第１コネクタ受け部４１Ａまたは第２コネクタ受け部４１Ｂから抜去されたか否かを判定する（図４のステップＳ１４）。そして、ＣＰＵ４５は、内視鏡２が第１コネクタ受け部４１Ａまたは第２コネクタ受け部４１Ｂから抜去されない限りにおいては、図４のステップＳ８またはステップＳ１３の制御を行った後の状態を維持しつつ、一連の制御を終了する。また、ＣＰＵ４５は、内視鏡２が第１コネクタ受け部４１Ａまたは第２コネクタ受け部４１Ｂから抜去されたことを検知した場合、前述した図４のステップＳ１からの一連の制御を繰り返し行う。すなわち、ＣＰＵ４５は、内視鏡２が第１コネクタ受け部４１Ａまたは第２コネクタ受け部４１Ｂから抜去されたことを契機として、第１接続検知部４２Ａ及び第２接続検知部４２Ｂ双方への電力の供給を復帰させている。これにより、ユーザは、例えば内視鏡２のコネクタ２４を第１コネクタ受け部４１Ａから第２コネクタ受け部４１Ｂへ付け替える作業を、スムーズに行うことができる。

以上に述べたように、本実施形態のプロセッサ４は、各患者回路が電気的に独立するように設けられているとともに、該各患者回路に対応する電源回路についても各々が電気的に独立するように設けられている。さらに、本実施形態のプロセッサ４は、内視鏡が接続されていないコネクタ受け部に対応する患者回路への電力の供給を停止し、かつ、内視鏡が接続されているコネクタ受け部に対応する患者回路のみへ電力を供給する。

このような構成及び作用により、本実施形態のプロセッサ４は、患者回路へ体液等の異物の侵入をユーザに過度に意識させることがなくなり、その結果、従来に比べてユーザの負担を軽減することができる。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。

本発明の実施形態に係るプロセッサが用いられる内視鏡システムの構成の一例を示す図。本実施形態のプロセッサが有する電源部の構成の一例を示す図。図１のプロセッサに設けられたフロントパネルの具体的な構成の一例を示す図。本実施形態のプロセッサが行う制御の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１内視鏡システム
２内視鏡
３光源装置
４プロセッサ
５モニタ
６ライトガイド
４１Ａ第１コネクタ受け部
４１Ｂ第２コネクタ受け部
４２Ａ第１接続検知部
４２Ｂ第２接続検知部
４３Ａ第１患者回路
４３Ｂ第２患者回路
４６電源部
４６１第１電源回路
４６２第２電源回路
４６３第３電源回路

Claims

内視鏡を着脱可能な第１コネクタ受け部及び第２コネクタ受け部と、
前記第１コネクタ受け部及び前記第２コネクタ受け部における前記内視鏡の接続状態を検知し、接続検知信号として出力する接続検知部と、
前記第１コネクタ受け部の後段に電気的に接続され、かつ、第１の基準電位点に接続された第１患者回路と、
前記第２コネクタ受け部の後段に電気的に接続され、かつ、前記第１の基準電位点と異なる第２の基準電位点に接続された第２患者回路と、
を有し、
前記第１の基準電位点及び前記第２の基準電位点の電位は、前記第１患者回路及び前記第２患者回路の後段の２次回路に接続される基準電位点の電位と各々異なる電位である
ことを特徴とする内視鏡用制御装置。
前記接続検知信号に基づき、前記第１患者回路または前記第２患者回路のうち、前記内視鏡が接続されていない一方のコネクタ受け部に対応する一方の患者回路への電力の供給を停止するための制御を行う制御部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用制御装置。
前記接続検知部は、前記第１コネクタ受け部における前記内視鏡の接続状態を検知するための第１接続検知部と、前記第２コネクタ受け部における前記内視鏡の接続状態を検知するための第２接続検知部と、を有して構成され、
前記制御部は、前記接続検知信号に基づき、前記一方のコネクタ受け部と異なる他方のコネクタ受け部に前記内視鏡が接続されている期間において、前記一方のコネクタ受け部に対応する一方の接続検知部への電力の供給を停止するための制御をさらに行うことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用制御装置。
前記第１患者回路及び前記第１接続検知部が動作するために必要な電力を供給する第１電源回路と、前記第２患者回路及び前記第２接続検知部が動作するために必要な電力を供給する第２電源回路と、をさらに有し、
前記第１電源回路及び前記第２電源回路は、相互に電気的に独立した状態として設けられていることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡用制御装置。
前記制御部の制御に基づき、前記第１患者回路または前記第２患者回路のうち、前記内視鏡が接続された前記他方のコネクタ受け部に対応する他方の患者回路を前記２次回路に接続するセレクタをさらに有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の内視鏡用制御装置。
前記制御部は、前記内視鏡に設けられた撮像素子を駆動するための駆動信号のうち、前記一方のコネクタ受け部側に出力される一方の駆動信号の供給を停止させるための制御をさらに行うことを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一に記載の内視鏡用制御装置。