JP5297937B2 - Medical observation system - Google Patents
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Description
この発明は、患者の体腔内を撮像する医療用観察システムに関連し、詳しくは、送気ガスの過度な供給による患者の負担を生じさせないように好適に構成された医療用観察システムに関する。 The present invention relates to a medical observation system that images a body cavity of a patient, and more particularly, to a medical observation system that is suitably configured so as not to cause a burden on a patient due to excessive supply of air supply gas.
術者が患者の体腔内を診断する際に使用する医療機器として、ファイバスコープや電子スコープが一般的に知られている。例えば、電子スコープを使用する術者は、電子スコープの挿入部を体腔内に挿入して、挿入部先端に備えられた挿入先端部を被写体近傍に導く。術者は、電子スコープやビデオプロセッサの操作部を必要に応じて操作して、光源装置から放射された照明光によって被写体を照明する。術者は、照明された被写体の反射光像を挿入先端部に搭載されたCCD(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子により撮像する。術者は、撮像された被写体の映像をモニタを通じて観察し診断や施術等を行う。 A fiberscope and an electronic scope are generally known as medical devices used when an operator diagnoses a body cavity of a patient. For example, an operator who uses an electronic scope inserts the insertion portion of the electronic scope into a body cavity and guides the insertion distal end portion provided at the distal end of the insertion portion to the vicinity of the subject. The surgeon operates the operation unit of the electronic scope or the video processor as necessary, and illuminates the subject with the illumination light emitted from the light source device. The surgeon images the reflected light image of the illuminated subject with a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) mounted on the insertion tip. The surgeon observes the captured image of the subject through a monitor and performs diagnosis and treatment.
ところで、この種の医療用観察システムの観察対象である胃や腸は、通常、萎んでおり、撮影視野が確保し難く、スコープによる観察に適した状態にない。そこで、医療用観察システムには、観察視野を確保するため、スコープの挿入先端部から気体を送出して胃や腸を膨らませる送気機能が実装されている。送気機能を実装した医療用観察システムの具体的構成例は、特許文献1に記載されている。 By the way, the stomach and intestine, which are the observation targets of this type of medical observation system, are usually deflated, it is difficult to secure a field of view for imaging, and are not in a state suitable for observation by a scope. Therefore, in order to ensure an observation visual field, the medical observation system is equipped with an air supply function for sending gas from the insertion tip of the scope to inflate the stomach and intestine. A specific configuration example of a medical observation system with an air supply function is described in Patent Document 1.
特許文献1に記載の医療用観察システムは、送気ガスが胃内に過度に供給されたときの胃壁の拡張による患者の負担を生じさせないため、胃内の圧力をセンサで検知して送気又は吸引を自動的に行い、胃内の圧力を適正な値に維持するように構成されている。 The medical observation system described in Patent Document 1 does not cause a burden on the patient due to the expansion of the stomach wall when the gas supply gas is excessively supplied into the stomach. Alternatively, suction is automatically performed and the pressure in the stomach is maintained at an appropriate value.
しかし、特許文献1に記載の医療用観察システムにおいては、減圧時に、胃壁等に付着した付着物が術者の意に反して吸引される不都合が指摘される。また、減圧時に、吸引ポンプによる吸引力が強すぎて胃が急激に萎むことがあり、円滑な診断が一時的に妨げられる不都合も指摘される。すなわち、特許文献1に記載の医療用観察システムは、送気ガスの過度な供給による患者の負担を生じさせない代わりに上記不都合を存するため、好適な構成とはいえない。 However, in the medical observation system described in Patent Document 1, it is pointed out that the adhering matter adhering to the stomach wall or the like is sucked against the surgeon's will during decompression. In addition, it is pointed out that when the pressure is reduced, the suction force of the suction pump is too strong, and the stomach may be sharply deflated, and smooth diagnosis is temporarily hindered. That is, the medical observation system described in Patent Document 1 is not a preferable configuration because it has the above disadvantages instead of causing a burden on the patient due to excessive supply of air supply gas.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、送気ガスの過度な供給による患者の負担を生じさせないように好適に構成された医療用観察システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a medical observation system that is suitably configured so as not to cause a burden on the patient due to excessive supply of air-feeding gas. That is.
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る医療用観察システムは、スコープの先端部から体腔内に空気を送出する送気手段と、スコープの先端部近傍の圧力を検知する圧力検知手段と、該検知された圧力が所定の閾値に達したときに送気手段が送出する気体を冷却する気体冷却手段とを有することを特徴としたシステムである。 A medical observation system according to an aspect of the present invention that solves the above problems includes an air supply unit that sends air from the distal end of a scope into a body cavity, and a pressure detection unit that detects a pressure near the distal end of the scope. And a gas cooling means for cooling the gas sent out by the air supply means when the detected pressure reaches a predetermined threshold value.
すなわち、本発明に係る医療用観察システムによれば、体腔内の過度の圧力上昇を避けるべく、冷却した空気を体腔内に供給することによって体腔内の圧力を低下させ、体腔内の圧力を適正範囲に収めることができる。このため、送気ガスの過度な供給による患者の負担が有効に避けられる。また、減圧手段として吸引を用いないため、胃壁等に付着した付着物が術者の意に反して吸引される不都合や、吸引による胃の急激な萎みが生じることがなく円滑な診断が一時的に妨げられる不都合が発生しない。 That is, according to the medical observation system according to the present invention, in order to avoid an excessive increase in pressure in the body cavity, the pressure in the body cavity is reduced by supplying cooled air into the body cavity, and the pressure in the body cavity is adjusted appropriately. Can be in range. For this reason, the burden on the patient due to excessive supply of the air supply gas is effectively avoided. In addition, since suction is not used as the decompression means, a smooth diagnosis can be made without any inconvenience that the adhering matter adhering to the stomach wall or the like is sucked against the surgeon's will or rapid stomach deflation due to suction. There is no inconvenience that is hindered.
本発明に係る医療用観察システムは、所定の患者情報を入力する入力手段と、該入力された患者情報に基づいて、気体冷却手段が参照する所定の閾値を計算する閾値計算手段とを更に有する構成としてもよい。ここで、閾値計算手段は、使用するスコープの種別も加味して所定の閾値を計算する構成としてもよい。 The medical observation system according to the present invention further includes input means for inputting predetermined patient information, and threshold calculation means for calculating a predetermined threshold referred to by the gas cooling means based on the input patient information. It is good also as a structure. Here, the threshold value calculation means may be configured to calculate a predetermined threshold value in consideration of the type of scope to be used.
本発明に係る医療用観察システムは、スコープの先端部近傍の温度を検知する温度検知手段を更に有する構成としてもよい。気体冷却手段は、検知された圧力が所定の閾値に達していないとき、送気手段が送出する気体を検知された温度に応じた温度に冷却する構成としてもよい。 The medical observation system according to the present invention may further include a temperature detection unit that detects the temperature near the distal end of the scope. The gas cooling means may be configured to cool the gas delivered by the air feeding means to a temperature corresponding to the detected temperature when the detected pressure has not reached a predetermined threshold value.
本発明によれば、送気ガスの過度な供給による患者の負担を生じさせないように好適に構成された医療用観察システムが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the medical observation system suitably comprised so that the burden of the patient by the excessive supply of insufflation gas may not be produced is provided.
以下、添付された各図面を参照しつつ、本発明の実施形態の医療用観察システムについて説明する。 Hereinafter, a medical observation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態の医療用観察システム1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、医療用観察システム1は、被写体を撮像する電子スコープ100を有している。電子スコープ100は、図示省略されたコネクタ部を介してプロセッサ200と電気的にかつ光学的に接続されている。プロセッサ200は、電子スコープ100によって撮像された画像の信号を処理する信号処理装置と、自然光の届かない体腔内を電子スコープ100を介して照明する光源装置とを一体に備えた装置である。別の実施の形態では、信号処理装置と光源装置を別体で構成してもよい。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a medical observation system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the medical observation system 1 includes an
プロセッサ200は、システム電源202及びランプ電源イグナイタ204を有している。システム電源202は、商用電源からの電圧を変換して昇圧し又は降圧し、プロセッサ200の各回路に又は電子スコープ100に電源として供給する。ランプ電源イグナイタ204は、商用電源から電圧が供給されると、パルス電圧を発生させてランプハウス206に支持されたランプ208を始動させる。
The
プロセッサ200は、医療用観察システム1を構成する各要素を制御するコントロール回路220を有している。コントロール回路220は、プロセッサ200の電源投入後、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスを医療用観察システム1内の各種回路に出力する。なお、図1では、図面を複雑化させる一部の結線(例えばシステム電源202とプロセッサ200の各回路との結線)は、便宜上図示省略する。
The
ランプ208は、ランプ電源イグナイタ204による始動後、白色光を放射する。ランプ208には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ208から放射された照明光は、集光レンズ210によって集光されてLCB(light carrying bundle)102の入射端に入射する。
The
LCB102の入射端に入射した照明光は、LCB102の内部を全反射を繰り返すことによって伝播する。LCB102を伝播した照明光は、電子スコープ100の先端に配されたLCB102の射出端から射出する。LCB102の射出端から射出した照明光は、配光レンズ104を介して被写体を照明する。被写体からの反射光は、対物レンズ106に入射して、対物レンズ106のパワーにより固体撮像素子108の受光面上で光学像を結ぶ。
Illumination light incident on the incident end of the LCB 102 propagates by repeating total reflection inside the LCB 102. The illumination light that has propagated through the LCB 102 is emitted from the exit end of the LCB 102 disposed at the tip of the
固体撮像素子108は、例えばベイヤ型画素配置を有する単板式カラーCCDであり、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、R、G、Bの各色に応じた画像信号に変換する。変換された画像信号は、プリアンプ110によって増幅されてドライバ信号処理回路112に入力する。
The solid-state image sensor 108 is, for example, a single-plate color CCD having a Bayer-type pixel arrangement, accumulates an optical image formed by each pixel on the light receiving surface as charges according to the amount of light, and each color of R, G, B Is converted into an image signal corresponding to. The converted image signal is amplified by the
ドライバ信号処理回路112は、コントロール回路220のクロックパルスに基づき、固体撮像素子108をプロセッサ200側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。メモリ114には、電子スコープ100固有の情報(例えば固体撮像素子108の画素数や感度、対応可能なレート、或いは型番など)が格納されている。ドライバ信号処理回路112は、メモリ114にアクセスして電子スコープ100固有の情報を読み出す。
Based on the clock pulse of the
ドライバ信号処理回路112は、読み出された固有情報をコントロール回路220に、画像信号を信号処理回路222に、それぞれ出力する。ドライバ信号処理回路112とコントロール回路220又は信号処理回路222との間には、フォトカップラなどを使用した絶縁回路(不図示)が配置されている。すなわち、電子スコープ100とプロセッサ200は、電気的に絶縁されている。
The driver
コントロール回路220は、ドライバ信号処理回路112からの上記固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。コントロール回路220は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ200に接続中の電子スコープに適した処理がされるようにプロセッサ200内の各種回路の動作やタイミングを制御する。また、コントロール回路220は、電子スコープの型番と、該型番の電子スコープに適した制御情報とを対応付けたテーブルを有した構成としてもよい。この場合、コントロール回路220は、対応テーブルの制御情報を参照して、プロセッサ200に接続中の電子スコープに適した処理がされるようにプロセッサ200内の各種回路の動作やタイミングを制御する。
The
信号処理回路222は、ドライバ信号処理回路112からの画像信号に、クランプ、ニー、γ補正、補間処理、AGC(Auto Gain Control)、A/D変換等の所定の信号処理を施す。信号処理回路222は、所定の処理後の画像信号をフレームメモリ224にフレーム単位でバッファリングする。フレームメモリ224は、バッファリングした画像信号を後処理回路226に所定のタイミングで掃き出す。後処理回路226は、フレームメモリ224からの画像信号をNTSC(National Television System Committee)やPAL(Phase Alternating Line)等の所定の規格に準拠した映像信号に変換して、モニタ300に順次出力する。これにより、被写体のカラー画像がモニタ300に表示される。
The
医療用観察システム1は、術者による診断等を補助すべく、空気やCO2等の送気ガス(本実施形態では空気)を胃や腸に供給する送気機能を有している。以下においては、送気機能を実現するための構成及び処理について具体的に説明する。 The medical observation system 1 has an air supply function for supplying an air supply gas such as air or CO 2 (air in the present embodiment) to the stomach or intestine in order to assist diagnosis by the operator. Below, the structure and process for implement | achieving an air_supply function are demonstrated concretely.
図2は、本実施形態の医療用観察システム1において実行される体腔内圧力調節処理を示すフローチャートである。なお、図2の体腔内圧力調節処理は、電子スコープ100の挿入先端部が観察対象の部位近傍に配置されていることを前提に説明する。本明細書中の説明並びに図面において、体腔内圧力調節処理の各処理ステップは「S」と省略して記す。
FIG. 2 is a flowchart showing the body cavity pressure adjustment process executed in the medical observation system 1 of the present embodiment. The body cavity pressure adjustment process in FIG. 2 will be described on the assumption that the insertion tip of the
図1に示されるように、プロセッサ200は、操作パネル228を有している。術者は、操作パネル228を操作して、例えば患者の年齢、体型、性別等の所定の患者情報を入力する。コントロール回路220は、患者情報の入力を契機に、図2の体腔内圧力調節処理を実行開始する。図2の体腔内圧力調節処理は、操作パネル228による所定の操作がされるまで、又は医療用観察システム1が停止するまで、継続的に実行される。なお、患者情報は、図示省略されたキーボードによって入力することもできる。
As shown in FIG. 1, the
図2のS1の処理では、コントロール回路220は、例えば所定の関数を使用して、入力された患者情報を適正圧力算出用の中間データに変換する。コントロール回路220は、変換された中間データを用いて適正圧力算出用データベース230にアクセスする。適正圧力算出用データベース230には、過去の症例や臨床試験等を通じて経験的に求められた体腔内の適正圧力の上限値(以下、「適正圧力上限値」と記す。)が中間データに対応付けて格納されている。図2のS2の処理では、コントロール回路220は、中間データに対応する体腔内の適正圧力上限値を適正圧力算出用データベース230から読み出す。
In the process of S1 in FIG. 2, the
なお、体腔内の適正圧力上限値は、体腔内の部位(例えば胃や腸)毎に異なる。そして、電子スコープは、一般に、体腔内の特定の部位(例えば胃や腸)を診断等する用途に特化して設計されている。そこで、本実施形態では、コントロール回路220は、例えばメモリ114に格納されている電子スコープ100の型番(種別)を読み取り、上記対応テーブルを参照することによって、電子スコープ100の挿入先端部が配される部位を特定するように構成されてもよい。この場合、コントロール回路220は、特定された観察対象の部位の情報も加味して中間データを生成し、適正圧力算出用データベース230にアクセスして、患者及び観察対象の部位に適した適正圧力上限値を読み出す。
In addition, the appropriate pressure upper limit value in the body cavity is different for each part (for example, stomach or intestine) in the body cavity. In general, the electronic scope is designed specifically for use in diagnosing a specific part (for example, stomach or intestine) in a body cavity. Therefore, in the present embodiment, the
ここで、図1に示されるように、電子スコープ100の挿入先端部には、圧力センサ116及び温度センサ118が設けられている。コントロール回路220は、図2の体腔内圧力調節処理の実行中、圧力センサ116及び温度センサ118の出力を監視して、挿入先端部が位置する付近の体腔内の圧力及び温度を検知している。
Here, as shown in FIG. 1, a
図1に示されるように、プロセッサ200は、内蔵ポンプ232を有している。内蔵ポンプ232は、例えば大気中の空気をガスタンク234に供給する。内蔵ポンプ232の出力は、システム電源202から供給されるDC電圧の値によって決まる。ガスタンク234内部の温度は、冷却コントローラ236によって制御された電子冷却装置238により冷却される。具体的には、図2のS3の処理において、コントロール回路220は、ガスタンク234内部の温度が所定の温度(ここでは、温度センサ118によって検知された体腔内の温度)になるように冷却コントローラ236を制御して電子冷却装置238を動作させる。なお、電子冷却装置238は、例えば空冷式であっても水冷式であってもよい。また、電子冷却装置238は、コンプレッサやペルティエ素子等の冷却装置であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
ガスタンク234は、内蔵ポンプ232の出力によってガスタンク234内部が加圧され、その加圧圧力に応じて、内部の気体を送気口240を介して送気パイプ242の一端に送り出すように構成されている。送気パイプ242の他端は、連結口120を介して電子スコープ100に設けられた送気チャンネル122に連結されている。ガスタンク234から送出された気体は、送気パイプ242、送気チャンネル122を通って送気口124から体腔内に供給され続ける。
The
体腔内の圧力は、供給送気量に応じて上昇する。図2のS4の処理では、コントロール回路220は、圧力センサ116によって検知された体腔内の圧力がS2の処理で読み出された適正圧力上限値に達したか否かを判定する。コントロール回路220は、検知圧力が適正圧力上限値に達していない場合(S4:NO)、S3及びS4の処理を繰り返し実行する。コントロール回路220は、検知圧力が適正圧力上限値に達した場合には(S4:YES)、ガスタンク234内部の温度が所定温度低下するように、冷却コントローラ236を制御して電子冷却装置238を動作させる(S5)。これにより、所定温度冷却されたガスタンク234内部の気体が送気パイプ242、送気チャンネル122を介して体腔内に供給されて、該体腔内の圧力が低下する。コントロール回路220は、検知圧力が適正圧力上限値より所定値低い値に低下するまで(S6:NO)、S5及びS6の処理を継続的に行う。コントロール回路220は、検知圧力が適正圧力上限値より所定値低い値に低下すると(S6:YES)、S3の処理に復帰する。
The pressure in the body cavity increases according to the supplied air supply amount. In the process of S4 in FIG. 2, the
すなわち、図2の体腔内圧力調節処理によれば、体腔内の過度の圧力上昇を避けるべく、冷却した空気を体腔内に供給することによって体腔内の圧力を低下させ、体腔内の圧力を適正範囲に収めることができる。このため、送気ガスの過度な供給による患者の負担が有効に避けられる。また、減圧手段として吸引を用いないため、胃壁等に付着した付着物が術者の意に反して吸引される不都合や、吸引による胃の急激な萎みが生じることがなく円滑な診断が一時的に妨げられる不都合が発生しない。 That is, according to the body cavity pressure adjustment process of FIG. 2, in order to avoid an excessive pressure rise in the body cavity, the pressure in the body cavity is lowered by supplying cooled air into the body cavity, and the pressure in the body cavity is adjusted appropriately. Can be in range. For this reason, the burden on the patient due to excessive supply of the air supply gas is effectively avoided. In addition, since suction is not used as the decompression means, a smooth diagnosis can be made without any inconvenience that the adhering matter adhering to the stomach wall or the like is sucked against the surgeon's will or rapid stomach deflation due to suction. There is no inconvenience that is hindered.
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えばコントロール回路220は、図2のS5の処理の代替として、システム電源202による内蔵ポンプ232への供給電圧を一定値下げる処理を行ってもよい。これにより、内蔵ポンプ232の出力が低下して体腔内への供給送気量が減ぜられ、図2のS5の処理と同じく体腔内の圧力を低下させる効果が得られる。
The above is the description of the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the
別の実施形態では、例えば図2のS3の処理は実行しなくてもよい。この場合、温度センサ118が不要になり、医療用観察システム1の構成を簡素化できるメリットがある。
In another embodiment, for example, the process of S3 in FIG. 2 may not be executed. In this case, there is an advantage that the
1 医療用観察システム
100 電子スコープ
116 圧力センサ
118 温度センサ
122 送気チャンネル
124 送気口
200 プロセッサ
230 適正圧力算出用データベース
232 内蔵ポンプ
234 ガスタンク
236 冷却コントローラ
238 電子冷却装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記先端部近傍の圧力を検知する圧力検知手段と、
前記検知された圧力が所定の閾値に達したときに前記送気手段が送出する気体を冷却する気体冷却手段と、
を有することを特徴とする医療用観察システム。 An air supply means for sending air into the body cavity from the distal end of the scope;
Pressure detecting means for detecting the pressure near the tip, and
A gas cooling means for cooling the gas delivered by the air feeding means when the detected pressure reaches a predetermined threshold;
A medical observation system characterized by comprising:
前記入力された患者情報に基づいて前記所定の閾値を計算する閾値計算手段と、
を更に有することを特徴とする、請求項1に記載の医療用観察システム。 Input means for inputting predetermined patient information;
Threshold calculation means for calculating the predetermined threshold based on the inputted patient information;
The medical observation system according to claim 1, further comprising:
前記気体冷却手段は、前記検知された圧力が所定の閾値に達していないとき、前記送気手段が送出する気体を前記検知された温度に応じた温度に冷却することを特徴とする、請求項1から請求項3の何れか一項に記載の医療用観察システム。 Further comprising a temperature detecting means for detecting the temperature in the vicinity of the tip,
The gas cooling means cools the gas delivered by the air feeding means to a temperature corresponding to the detected temperature when the detected pressure does not reach a predetermined threshold value. The medical observation system according to any one of claims 1 to 3.
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