JP5551844B1 - 内視鏡装置及び治療装置 - Google Patents

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Abstract

内視鏡装置１は、レーザ光源３１と、レーザ光源３１からの照明光を対象物に導く光ファイバ１４と、光ファイバ１４に密着された導線１８と、駆動信号を電通するために導線１８の先端に設けられ、駆動信号に基づいて光ファイバ１４の先端部を揺動させるアクチュエータ１５と、導線１８が切断されたことを検知し、検知信号を出力する検知回路２７と、検知信号に基づいて照明光の光量を制御するコントローラ２３とを有する。

Description

本発明は、内視鏡装置及び治療装置に関し、特に、光ファイバを駆動する駆動信号を送信する導線の切断を検知し、照明光の光量を制御する内視鏡装置及び治療装置に関する。
周知の如く、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を有した撮像装置により被検体像を光電変換して、モニタに取得画像を表示する電子内視鏡がある。近年、このような固体撮像素子の技術を用いず、被写体像を画像表示する装置として、走査型の内視鏡装置がある。この走査型の内視鏡装置は、光源からの光を導光する照明ファイバの先端を走査させ、被検体からの戻り光を照明ファイバの周囲に配置された光ファイババンドルで受光し、経時的に検出した光強度信号を用いて被写体像を画像化する。
例えば、特開２０１１−１９７０６号公報には、レーザ光源からのレーザ光をシングルモードの光ファイバを介して挿入部の先端部に伝送し、被写体を照射する走査型医療用プローブを用いた医療用観察システムが開示されている。
この特開２０１１−１９７０６号公報に開示されている医療用観察システムは、圧電素子等で形成されたアクチュエータの貫通孔に光ファイバを通して固定し、アクチュエータにＸＹ軸方向に設けられた複数の電極に駆動電圧を供給することで、光ファイバに所定の振動をさせて、レーザ光を走査させている。
一般的に、レーザ光は人に直視されることなどによって危害を及ぼす虞があるため、ＪＩＳ規格等において、レーザ光を出射する装置に対してレーザ光の光量における安全基準が定められている。そのため、特開２０１１−１９７０６号公報に開示されている医療用観察システムは、走査型医療用プローブが体内に挿入されているか否かを判定して、その判定結果に基づいて、レーザ光源から出射されるレーザ光の光量を制御し、レーザ光の光量を安全なレベルに制御している。
しかしながら、特開２０１１−１９７０６号公報に開示されている医療用観察システムにおいて、レーザ光源から対象物にレーザ光を送る光ファイバが折れた場合のレーザ光の光量の制御については開示されていない。そのため、この医療用観察システムでは、レーザ光源から対象物にレーザ光を送る光ファイバが折れた場合、折れた部分から漏れ出てくるレーザ光により走査型医療用プローブが損傷するという問題があった。
本発明は、レーザ光を送る光ファイバが折れた場合でも、折れた部分からレーザ光が漏れ出ることを防止することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の内視鏡装置は、レーザ光を発生するレーザ光源と、基端に入射された前記レーザ光を導光し、先端から被検体へ照射する導光部と、前記導光部の先端部に設けられ、前記導光部の先端部を揺動させる駆動部と、前記導光部に密着して設けられ、前記駆動部に接続される導電部と、前記導電部に導電され、前記駆動部を駆動する駆動信号を発生する発生部と、前記発生部が駆動信号を発生する際に前記導電部に流れる電流値を検知し、検知された前記電流値に基づき前記導電部が切断されたことを検知する検知部と、前記検知部における前記導電部が切断されたか否かの検知結果に基づいて前記照明光の光量を制御する光量制御部とを有する。
また、本発明の一態様の治療装置は、レーザ光を発生するレーザ光源と、基端に入射された前記レーザ光を導光し、先端から被検体へ照射する導光部と、前記導光部の先端部に設けられ、前記導光部の先端部を揺動させる駆動部と、前記導光部に密着して設けられ、前記駆動部に接続される導電部と、前記導電部に導電され、前記駆動部を駆動する駆動信号を発生する発生部と、前記発生部が駆動信号を発生する際に前記導電部に流れる電流値を検知し、検知された前記電流値に基づき前記導電部が切断されたことを検知する検知部と、前記検知部における前記導電部が切断されたか否かの検知結果に基づいて前記照明光の光量を制御する光量制御部とを有する。
一実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す図である。 挿入部１０の先端部１２の構成について説明するための断面図である。 挿入部１０の先端部１２の構成について説明するための斜視図である。 光ファイバ１４の折れを検知する検知処理の流れの例を示すフローチャートである。 本実施の形態の変形例に係る内視鏡装置の構成を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
まず、図１を用いて、一実施の形態の内視鏡装置の全体構成について説明する。
図１は、一実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す図である。
図１に示すように、内視鏡装置１は、照明光を走査させながら被検体に照射し、被検体からの戻り光を得る走査型の内視鏡２と、この内視鏡２に接続される本体装置３と、本体装置３で得られる被検体像を表示するモニタ４とを有して構成されている。この内視鏡装置１は、内視鏡２により体腔内の病変部位の観察しつつ、図示しない処置具を用いて病変部位の治療を行なう治療装置である。
内視鏡２は、所定の可撓性を備えたチューブ体を主体として構成され、生体内に挿通される細長な挿入部１０を有する。挿入部１０の基端側は、コネクタ１１が設けられており、内視鏡２は、このコネクタ１１を介して、本体装置３と着脱自在に構成されている。また、挿入部１０の先端側には、先端部１２が設けられている。
先端部１２の先端面１２ａには、照明レンズ１３ａ及び１３ｂにより構成される先端光学系１３が設けられている。また、挿入部１０の内部には、基端側から先端側へ挿通され、後述する光源ユニット２４からの光を導光し、生体に照明光を照射する光学素子としての光ファイバ１４と、光ファイバ１４の先端側に設けられ、後述するドライバユニット２５からの駆動信号に基づき、光ファイバ１４の先端を所望の方向に走査させるアクチュエータ１５とが設けられている。このような構成により、光ファイバ１４によって導光された光源ユニット２４からの照明光が被写体に照射される。
また、挿入部１０の内部には、挿入部１０の内周に沿って基端側から先端側へ挿通され、被検体からの戻り光を受光する受光部としての検出ファイバ１６が設けられている。検出ファイバ１６の先端面は、先端部１２の先端面１２ａの先端光学系１３の周囲に配置される。この検出ファイバ１６は、少なくとも２本以上のファイババンドルであってもよい。内視鏡２が本体装置３に接続された際に、検出ファイバ１６は後述する分波器３６に接続される。
また、挿入部１０の内部には、内視鏡２に関する各種情報を記憶したメモリ１７が設けられている。メモリ１７は、内視鏡２が本体装置３に接続された際に、図示しない信号線を介して、後述するコントローラ２３に接続され、内視鏡２に関する各種情報がコントローラ２３によって読み出される。
光ファイバ１４には、コネクタ１１から先端部１２のアクチュエータ１５にかけて、例えば線状の金属で構成された複数の導線１８が蒸着されている。複数の導線１８の先端にはアクチュエータ１５が設けられている。そして、これらの複数の導線１８は、コネクタ１１が本体装置３に装着された際に、本体装置３のアンプ３５に接続される。これらの複数の導線１８は、アクチュエータ１５を駆動するための駆動信号を導電する導電部を構成する。
本体装置３は、電源２１と、メモリ２２と、コントローラ２３と、光源ユニット２４と、ドライバユニット２５と、検出ユニット２６と、検知回路２７と、電流プローブ２８とを有して構成されている。
光源ユニット２４は、レーザ光源３１を有して構成されている。また、ドライバユニット２５は、信号発生器３３と、デジタルアナログ（以下、Ｄ／Ａという）変換器３４ａ及び３４ｂと、アンプ３５とを有して構成されている。
検出ユニット２６は、分波器３６と、検出器３７ａ〜３７ｃと、アナログデジタル（以下、Ａ／Ｄという）変換器３８ａ〜３８ｃとを有して構成されている。
電源２１は、図示しない電源スイッチ等の操作に応じて、コントローラ２３への電源の供給を制御する。メモリ２２には、本体装置３全体の制御を行うための制御プログラム等が記憶されている。
コントローラ２３は、電源２１から電源が供給されると、メモリ２２から制御プログラムを読み出し、光源ユニット２４、ドライバユニット２５の制御を行うとともに、検出ユニット２６で検出された被写体からの戻り光の光強度の解析を行い、得られた被写体像をモニタ４に表示させる制御を行う。また、コントローラ２３は、後述するが、検知回路２７からの検知信号に基づき、光源ユニット２４のレーザ光源３１からのレーザ光の出射を停止するように制御する。
光源ユニット２４のレーザ光源３１は、コントローラ２３の制御に基づき、所定の波長帯域のレーザ光（照明光）を光ファイバ１４に出射する。この光ファイバ１４は、レーザ光源３１からのレーザ光（照明光）を対象物に導く導光部を構成する。
ドライバユニット２５の信号発生器３３は、コントローラ２３の制御に基づき、光ファイバ１４の先端を所望の方向、例えば、螺旋状に走査（スキャン駆動）させるための駆動信号を出力する。具体的には、信号発生器３３は、光ファイバ１４の先端を挿入部１０の挿入軸に対して左右方向（Ｘ軸方向）に駆動させる駆動信号をＤ／Ａ変換器３４ａ及び検知回路２７に出力し、挿入部１０の挿入軸に対して上下方向（Ｙ軸方向）に駆動させる駆動信号をＤ／Ａ変換器３４ｂ及び検知回路２７に出力する。
Ｄ／Ａ変換器３４ａ及び３４ｂは、それぞれ入力された駆動信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アンプ３５に出力する。アンプ３５は、入力された駆動信号を増幅してアクチュエータ１５に出力する。アンプ３５から出力された駆動信号は、光ファイバ１４に蒸着されている複数の導線１８を介してアクチュエータ１５に供給される。
複数の導線１８には、それぞれ電流プローブ２８が配置されており、電流プローブ２８は、それぞれ導線１８の電流値を検出して、検知回路２７に出力する。複数の導線１８は、光ファイバ１４に蒸着されているため、光ファイバ１４が折れた場合、複数の導線１８、あるいは、複数の導線１８のいずれかが断線して、電流プローブ２８からの電流値の全て、あるいは、いずれかが０となり、検知回路２７に入力される。また、検知回路２７には、信号発生器３３からの駆動信号も入力される。
検知部としての検知回路２７は、信号発生器３３からの駆動信号の電圧に基づいて、電流プローブ２８から入力される所定期間の電流値を検知することで、光ファイバ１４の折れによる導線１８の切断を検知する。すなわち、検知回路２７は、信号発生器３３からの駆動信号の電圧が発生しているにもかかわらず、電流プローブ２８からの電流値が０の場合、光ファイバ１４が折れたことにより導線１８が断線していると検知する。
なお、検知回路２７は、所定期間の電流値を検知することに限定されるものではなく、例えば、信号発生器３３からの駆動信号の電圧が最大値における電流値を検知することで、光ファイバ１４の折れによる導線１８の切断を検知するようにしてもよい。検知回路２７は、複数の導線１８、あるいは、複数の導線１８のいずれかが断線したことを検知すると、検知信号をコントローラ２３に出力する。
光量制御部としてのコントローラ２３は、検知回路２７からの検知信号に基づいてレーザ光の光量を制御、より具体的には、レーザ光の出力を停止するようにレーザ光源３１を制御する。また、コントローラ２３は、レーザ光源３１からレーザ光が出射される前に、検知回路２７から検知信号が入力された場合、モニタ４にエラーメッセージを表示する。
駆動部としてのアクチュエータ１５は、アンプ３５からの駆動信号に基づいて、光ファイバ１４の先端（自由端）を揺動させ、螺旋状に走査させる。これにより、光源ユニット２４から光ファイバ１４に出射された光は、被検体に対して螺旋状に順次照射される。
検出ファイバ１６は、被検体の表面領域で反射された戻り光を受光し、受光した戻り光を分波器３６に導光する。
分波器３６は、例えば、ダイクロイックミラー等であり、所定の波長帯域で戻り光を分波する。具体的には、分波器３６は、検出ファイバ１６により導光された戻り光を、Ｒ，Ｇ，Ｂの波長帯域の戻り光に分波し、それぞれ検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃに出力する。
検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃは、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの波長帯域の戻り光の光強度を検出する。検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃで検出された光強度の信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器３８、３８ｂ及び３８ｃに出力される。
Ａ／Ｄ変換器３８ａ〜３８ｃは、それぞれ検出器３７ａ〜３７ｃから出力された光強度の信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、コントローラ２３に出力する。
コントローラ２３は、Ａ／Ｄ変換器３８ａ〜３８ｃからのデジタル信号に所定の画像処理を施して被写体像を生成し、モニタ４に表示する。
ここで、図２及び図３を用いて、挿入部１０の先端部１２の詳細な構成について説明する。
図２は、挿入部１０の先端部１２の構成について説明するための断面図であり、図３は、挿入部１０の先端部１２の構成について説明するための斜視図である。
図２及び図３に示すように、挿入部１０の先端部１２には、光ファイバ１４と、アクチュエータ１５との間に接合部材としてのフェルール４１が配置されている。フェルール４１は、光通信の分野で用いられる部材であり、材質はジルコニア（セラミック）、ニッケル等が用いられ、光ファイバ１４の外径（例えば、１２５μｍ）に対して高精度（例えば、±１μｍ）での中心孔加工が容易に実現できる。そして、フェルール４１の略中心には、光ファイバ１４の径に基づいた貫通孔が設けられ、中心孔加工が施され、光ファイバ１４が接着剤等により固定される。
フェルール４１は、四角柱の形状であり、アクチュエータ１５は、四角柱のフェルール４１の各側面にそれぞれに配置される。また、アクチュエータ１５、フェルール４１及び光ファイバ１４は、先端部１２において、固定部材４３により、先端部１２の略中央に固定されている。
光ファイバ１４には、複数の導線１８が蒸着されている。これらの導線１８は、それぞれフェルール４１の各側面に配置されたアクチュエータ１５に接続されている。これにより、ドライバユニット２５からの駆動信号が導線１８を介してアクチュエータ１５に供給されることになる。アクチュエータ１５は、例えば、圧電素子（ピエゾ素子）であり、ドライバユニット２５からの駆動信号に応じて伸縮する。これにより、光ファイバ１４の先端を螺旋状に走査させ、レーザ光が被写体に照射される。
次に、このように構成された内視鏡装置１の動作について説明する。
図４は、光ファイバ１４の折れを検知する検知処理の流れの例を示すフローチャートである。
まず、ドライバユニット２５の信号発生器３３からの駆動信号に基づき、光ファイバ１４のスキャン駆動が開始される（ステップＳ１）。次に、アクチュエータ１５の駆動信号の電流が検知され（ステップＳ２）、検知された電流値に異常があるか否かが判定される（ステップＳ３）。検知された電流値に異常があると判定された場合、ＹＥＳとなり、エラーメッセージが表示部４に表示され（ステップＳ４）、後述するステップＳ９の処理に進む。一方、検知された電流値に異常がないと判定された場合、ＮＯとなり、レーザ光源３１からのレーザ光が光ファイバ１４に出射される（ステップＳ５）。
次に、アクチュエータ１５の駆動信号の電流が検知され（ステップＳ６）、検知された電流値に異常があるか否かが判定される（ステップＳ７）。電流値に異常がないと判定された場合、ＮＯとなり、ステップＳ６に戻り、同様の処理を繰り返す。一方、電流値に異常があると判定された場合、ＹＥＳとなり、レーザ光源３１からのレーザ光の出射が停止される（ステップＳ８）。最後に、光ファイバ１４のスキャン駆動が停止され（ステップＳ９）、処理を終了する。
以上の処理により、内視鏡装置１は、光ファイバ１４が折れた場合、検知回路２７からの検知信号が入力されたコントローラ２３の制御により、レーザ光源３１から出射されるレーザ光を直ちに停止することができるため、光ファイバ１４の折れた部分からレーザ光が漏れることがなくなり、内視鏡２を損傷することがなくなる。
よって、本実施の形態の内視鏡装置によれば、レーザ光を送る光ファイバが折れた場合でも、折れた部分からレーザ光が漏れ出ることを防止することができる。
また、内視鏡装置１は、駆動信号をアクチュエータ１５に送信する導線１８を用いて光ファイバ１４の折れを検知するようにしている。そのため、内視鏡装置１は、光ファイバ１４の折れを検知するための信号線を新たに設ける必要がなく、従来に比べ挿入部１０が太径化することがない。
（変形例）
次に、上述した実施の形態の変形例について説明する。
図５は、本実施の形態の変形例に係る内視鏡装置の構成を示す図である。なお、図５において、図１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図５に示すように、内視鏡装置１ａは、図１の内視鏡装置１の光源ユニット２４に代わり、光源ユニット２４ａを用いて構成されている。この光源ユニット２４ａは、レーザ光源３１と、シャッタ３２とを有して構成されている。
シャッタ３２には、検知回路２７からの検知信号が入力される。また、光量制御部としてのシャッタ３２は、レーザ光源３１の出射光路上に配置されており、検知回路２７からの検知信号に基づき、レーザ光源３１からのレーザ光の光量を制御し、光ファイバ１４に出射する。より具体的には、シャッタ３２は、検知回路２７から導線１８が断線したことを示す検知信号が入力されると、レーザ光源３１からのレーザ光が光ファイバ１４に出力されないように、レーザ光源３１からのレーザ光の光量を制御する。その他の構成は、上述した実施の形態と同様である。
以上の構成により、内視鏡装置１ａは、光ファイバ１４が折れた場合、検知回路２７からの検知信号が入力されたシャッタ３２の制御により、レーザ光源３１から出射されるレーザ光が光ファイバ１４に出射されないようにできるため、光ファイバ１４の折れた部分からレーザ光が漏れることがなくなり、内視鏡２を損傷することがなくなる。
よって、変形例の内視鏡装置によれば、上述した実施の形態と同様に、レーザ光を送る光ファイバが折れた場合でも、折れた部分からレーザ光が漏れ出ることを防止することができる。
本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
本出願は、２０１２年１０月１１日に日本国に出願された特願２０１２−２２６２２６号公報を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (6)

  1. レーザ光を発生するレーザ光源と、
    基端に入射された前記レーザ光を導光し、先端から被検体へ照射する導光部と、
    前記導光部の先端部に設けられ、前記導光部の先端部を揺動させる駆動部と、
    前記導光部に密着して設けられ、前記駆動部に接続される導電部と、
    前記導電部に導電され、前記駆動部を駆動する駆動信号を発生する発生部と、
    前記発生部が駆動信号を発生する際に前記導電部に流れる電流値を検知し、検知された前記電流値に基づき前記導電部が切断されたことを検知する検知部と、
    前記検知部における前記導電部が切断されたか否かの検知結果に基づいて前記照明光の光量を制御する光量制御部と、
    を有することを特徴とする内視鏡装置。
  2. 前記検知部は、前記駆動信号の電圧に基づいて所定期間の電流値を検知することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
  3. 前記検知部は、前記駆動信号の電圧が最大値における前記電流値を検知することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
  4. レーザ光を発生するレーザ光源と、
    基端に入射された前記レーザ光を導光し、先端から被検体へ照射する導光部と、
    前記導光部の先端部に設けられ、前記導光部の先端部を揺動させる駆動部と、
    前記導光部に密着して設けられ、前記駆動部に接続される導電部と、
    前記導電部に導電され、前記駆動部を駆動する駆動信号を発生する発生部と、
    前記発生部が駆動信号を発生する際に前記導電部に流れる電流値を検知し、検知された前記電流値に基づき前記導電部が切断されたことを検知する検知部と、
    前記検知部における前記導電部が切断されたか否かの検知結果に基づいて前記照明光の光量を制御する光量制御部と、
    を有することを特徴とする治療装置。
  5. 前記検知部は、前記駆動信号の電圧に基づいて所定期間の電流値を検知することを特徴とする請求項４に記載の治療装置。
  6. 前記検知部は、前記駆動信号の電圧が最大値における前記電流値を検知することを特徴とする請求項５に記載の治療装置。
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