JP6638058B2 - 内視鏡システム - Google Patents
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Description
(構成)
[内視鏡システム10]
図1は、本実施の形態による内視鏡システム10を示している。このような内視鏡システム10は、例えば検査室または手術室等に備えられる。内視鏡システム10は、観察対象物を撮像する内視鏡20と、内視鏡20によって撮像された画像の処理等を行う制御装置30と、内視鏡20によって撮像された画像を表示するモニタ40を有している。観察対象物は、例えば、患者の管腔などの管路部内の患部や病変部等である。
光源112から射出された1次光は、光ファイバ118,114によって導光され、光変換部材116によって所望の光学特性の照明光に変換され、外部に向けて射出される。光変換部材116は、例えば波長変換部材を有していてよい。波長変換部材は、例えば、1次光を吸収し、1次光の波長とは異なる波長を有する蛍光(照明光)を生成する蛍光体を有してもよい。または、光変換部材116は、1次光の波長を変換せずに、1次光を拡散する拡散部材を有していてもよい。拡散部材は、1次光の広がり角度よりも広い広がり角度を有しており、可干渉性が低い拡散光(照明光)を生成する。光変換部材は、波長変換部材と拡散部材両方を有していてもよい。
光源112は、例えば、レーザー光のような高いコヒーレンス性を有する1次光、例えば、青色のレーザー光を射出するレーザダイオードを有している。青色のレーザー光の中心波長は、例えば、445nmである。レーザー光の中心波長は、これに限定される必要はない。光源112は、レーザダイオードの前方に配置される図示しないレンズを有している。光源112は、光ファイバ118が接続される図示しないレセプタクルを有している。光源112は、レセプタクルを有している代わりに、ピグテイルを有していてもよい。
光コネクタ120は、例えば、制御装置30にユニバーサルコード26を介して内視鏡20がつながれている場合に、光源112に接続された光ファイバ118と光ファイバ114とを光学的に接続する部位である。または、光源112のピグテイルと光ファイバ114を光接続する部位である。光ファイバ114の先端には、フェルールと呼ばれる部材が固定されており、フェルールを押圧することによって、相手側の光ファイバ118の先端と光学的に接続され固定される。
光ファイバ114は、制御装置30から射出される青色レーザー光を、挿入部24の先端まで導光する機能を有している。本実施の形態における光ファイバ114は、例えばコア径50μm、開口数NA=0.2のマルチモード光ファイバである。他のコア径、開口数のマルチモード光ファイバが使用されてもよい。光ファイバ114は、例えばガラスまたはプラスチックによって形成されている。光ファイバ114の大部分は、光ファイバ114を保護する例えば樹脂製のカバー層(図示せず)によってカバーされている。
光変換部材116は、光源112からの1次光の光学特性を変える部材である。光変換部材116は、例えば波長変換部材を有している。波長変換部材は、例えば、光源112からの1次光を吸収して、1次光の波長とは異なる波長の光を生成する、つまり波長変換する蛍光体を有している。蛍光体は、例えば、YAG:Ceで示す粉末である。この蛍光体は、青色の波長域の1次光を吸収し、1次光を照明光である黄色の蛍光に波長変換する機能を有している。また、蛍光は指向性なく発せられるので、蛍光体は拡散機能も有している。粉末状の蛍光体は、分散された状態で封止部材の内部に収容されている。
故障原因検出手段200は、内視鏡20の構成部品の故障を直接的に引き起こす可能性がある第一の故障前状態を検出する故障直接原因検出手段210と、内視鏡20を通常動作している状態から第一の故障前状態に至る可能性があると予測される状態である第二の故障前状態を故障予測として検出する故障予測手段240を有している。
光源コントローラ150は、故障原因検出手段200の検出結果に基づいて光源112の光量を低減させたり光源112を停止させたりする。
図5は、図2に示された故障直接原因検出手段210の構成例を示している。図5に示されるように、故障直接原因検出手段210は、内視鏡20に加わった衝撃を検出する衝撃センサ212と、衝撃センサ212によって検出される衝撃を判断する衝撃判断回路214と、衝撃の判断のしきい値を記憶しているメモリ216を有している。衝撃センサ212は、操作部22の内部または挿入部24の先端内部に設置されている。
図6は、図2に示された故障予測手段240の構成例を示している。図6に示されるように、故障予測手段240は、内視鏡20が受けている加速度を検出する加速度センサ242と、加速度センサ242によって検出される加速度に基づいて内視鏡20の落下を検出する落下検出回路244と、落下検出の判断のしきい値を記憶しているメモリ246を有している。
図7は、本実施の形態の内視鏡システム10の内視鏡20が落下後、床に衝突した場合の対応処理の全体のフローを示している。
故障直接原因検出手段210の情報に基づいて光源コントローラ150が光源112の光量を低減させるため、レーザー光が予想外の高いレベルで漏れ出ることを防止する事ができるという効果を得る事ができる。
(構成)
本変形例は、故障予測手段240の別の構成例に向けられている。
図8は、本変形例による故障予測手段240の構成例を示している。図8に示されるように、故障予測手段240は、内視鏡20の速度を検出する速度センサ252と、速度センサ252によって検出される速度に基づいて内視鏡20の移動を検出する移動検出回路254と、移動検出の判断のしきい値を記憶しているメモリ256を有している。
故障予測手段240の情報に基づいて、例えば、故障が予想される速度での移動の情報に基づいて、光源コントローラ150が光源112の光量を低減させるため、レーザー光が予想外の高いレベルで漏れ出ることを防止する事ができるという効果を得る事ができる。
(構成)
本変形例は、故障予測手段240の別の構成例に向けられている。
図9は、本変形例による故障予測手段240の構成例を示している。図9に示されるように、故障予測手段240は、内視鏡20の操作部22が手に握られていることを検出する接触センサ262と、接触センサ262の出力に基づいて操作部22が手から離れていることを検出する手離れ検出回路264と、手離れ検出の判断のしきい値を記憶しているメモリ266を有している。
(構成)
図10は、本実施の形態による内視鏡システム10の機能ブロックを示している。図10において、図2に示された部材と同一の参照符号で示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、相違部分に重点をおいて説明する。つまり、以下の説明で触れない部分は、第一の実施の形態と同様である。
故障検出手段300は、照明系110を構成する各部材に故障が発生したかしていないかを判定し、その判定結果を光源コントローラ150に出力する。故障検出手段300は、故障原因検出手段200による故障前状態の検出に応じて始動する。
光源コントローラ150は、故障原因検出手段200と故障検出手段300の検出結果に基づいて光源112の光量を低減させたり光源112を停止させたりする。
図11は、図10に示された故障検出手段300の構成例を示している。図11に示されるように、故障検出手段300は、光ファイバ114に設けられた光カプラ302と、光カプラ302に接続された光ファイバ304と、光ファイバ304と光学的に接続された光検出器306と、光検出器306によって検出される光量を判断する光量判断回路308と、光量の判断のしきい値を記憶しているメモリ310を有している。
図7は、本実施の形態の内視鏡システム10の内視鏡20が落下後、床に衝突した場合の対応処理の全体のフローを示している。
故障直接原因検出手段210の情報に基づいて光源コントローラ150が光源112の光量を低減させるため、レーザー光が予想外の高いレベルで漏れ出ることを防止する事ができるという効果を得る事ができる。
(構成)
図13は、本実施の形態による内視鏡システム10の機能ブロックを示している。図13において、図2および図10に示された部材と同一の参照符号で示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、相違部分に重点をおいて説明する。つまり、以下の説明で触れない部分は、第一および第二の実施の形態と同様である。
故障予測手段240は、内視鏡20の挿入部24の先端部に設けられた軌道変位検出器である角速度センサ272と、角速度センサ272によって検出される角速度に基づいて内視鏡20の挿入部24の先端部の円運動を検出する円運動検出回路274と、円運動検出の判断のしきい値を記憶しているメモリ276を有している。
故障検出手段300は、光ファイバ114と光変換部材116の周辺に設けられた複数の熱検出器である温度センサ322と、温度センサ322によって検出される温度に基づいて光ファイバ114および/または光変換部材116の発熱を判断する発熱判断回路324と、発熱検出の判断のしきい値を記憶しているメモリ326を有している。
図14は、図13に示された内視鏡システム10の内視鏡20の挿入部24の先端が円運動した場合の対応処理の全体のフローを示している。本フローは、内視鏡の動作・使用中に定期的に実施すると良い。
故障予測手段240による内視鏡20の挿入部24の先端部の円運動の検出の情報に基づいて、光源コントローラ150が光源112の光量を低減させるため、レーザー光が予想外の高いレベルで漏れ出ることを防止する事ができるという効果を得る事ができる。
(構成)
図15は、本実施の形態による内視鏡システム10の機能ブロックを示している。図15において、図2および図10に示された部材と同一の参照符号で示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、相違部分に重点をおいて説明する。つまり、以下の説明で触れない部分は、第一および第二の実施の形態と同様である。
故障直接原因検出手段210は、内視鏡20に設けられた変形検出器であるひずみゲージ222と、ひずみゲージ222によって検出されるひずみに基づいての変形を検出する変形検出回路224と、変形検出の判断のしきい値を記憶しているメモリ226を有している。
故障検出手段300は、内視鏡20すなわち操作部22と挿入部24の内部において光ファイバ114に並走している電気配線332と、電気配線332の断線を検出する断線検出回路334を有している。電気配線332は、光ファイバ114に比べて強度的に非常に弱く、光ファイバ114が折れたり損傷したりした場合に確実に断線する。電気配線は、断線を検出しやすくするため、単線であるが望ましい。断線検出回路334は、電気配線332の例えば両端の間の通電の有無を調べ、通電がなかった場合、光ファイバ114に故障があると判断する。
図16は、図13に示された内視鏡システム10の内視鏡20が第一の故障前状態に至った場合の対応処理の全体のフローを示している。
故障直接原因検出手段210による内視鏡20の変形の検出の情報に基づいて、光源コントローラ150が光源112を停止させるため、レーザー光が予想外の高いレベルで漏れ出ることを防止する事ができるという効果を得る事ができる。照明光の生成に影響なく故障検出ができる。また、故障解析時の分解検討により、損傷の個所を電気配線の断線で判断できるため視覚的に故障部位の確認がしやすくなるという効果を得る事ができる。
本実施の形態のひずみゲージ222を有する故障直接原因検出手段210は、第一の実施の形態の衝撃センサ212を有する故障直接原因検出手段210に代えて適用されもよい。また、本実施の形態のひずみ断線検出回路334を有する故障検出手段300は、第二の実施の形態の光カプラ302と光検出器306を有する故障検出手段300や第三の実施の形態の温度センサ322を有する故障検出手段300に代えて適用されもよい。
(構成)
図17は、本実施の形態による内視鏡システム10の機能ブロックを示している。図13において、図2および図10に示された部材と同一の参照符号で示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、相違部分に重点をおいて説明する。つまり、以下の説明で触れない部分は、第一および第二の実施の形態と同様である。
故障予測手段240は、第一の実施の形態と第三の実施の形態で説明された故障予測手段240が適用されてよい。
故障検出手段300は、第四の実施の形態で説明された故障検出手段300と同様である。
図18は、図17に示された内視鏡システム10の内視鏡20が第二の故障前状態に至った場合の対応処理の全体のフローを示している。
故障予測手段240による内視鏡20の故障予測の情報に基づいて、内視鏡20が床などの障害物に衝突する前に、光源コントローラ150が光源112を停止させるため、内視鏡のレーザー安全性を確保する事ができるという効果を得る事ができる。
Claims (19)
- 操作部と挿入部と導光部材を有する内視鏡と、
前記導光部材によって導光される光を発する光源と、
前記内視鏡の故障の原因となる故障前状態を検出する故障原因検出手段と、
前記故障原因検出手段の検出結果に基づいて前記光源の出力を制御する光源コントローラとを備え、
前記故障原因検出手段は、前記内視鏡の故障を直接的に引き起こす第一の故障前状態に前記内視鏡が至ると予測される第二の故障前状態を検出する故障予測手段を有しており、
前記光源コントローラは、前記故障予測手段の検出結果に基づいて前記光源の出力を維持または低減する、内視鏡システム。 - 前記故障原因検出手段は、前記内視鏡の故障を直接的に引き起こす第一の故障前状態を検出する故障直接原因検出手段を有しており、
前記光源コントローラは、前記故障直接原因検出手段の検出結果に基づいて前記光源の出力を維持または低減する、請求項1に記載の内視鏡システム。 - 前記内視鏡システムは、前記内視鏡の故障を検出する故障検出手段をさらに備えており、
前記光源コントローラは、前記故障検出手段の検出結果に基づいて前記光源の出力を停止または復帰させる、請求項2に記載の内視鏡システム。 - 前記故障検出手段は、前記故障原因検出手段による前記故障前状態の検出に応じて始動する、請求項3に記載の内視鏡システム。
- 前記光源コントローラは、前記故障原因検出手段による前記故障前状態の検出に応じて前記光源の光量を低減させるか前記光源を停止させる、請求項3に記載の内視鏡システム。
- 前記光源コントローラは、前記故障検出手段による故障の検出に応じて前記光源を停止させる、請求項3に記載の内視鏡システム。
- 前記光源の光量を低減させたか前記光源を停止させた後に前記故障検出手段が故障を検出しないときには、前記光源コントローラは、前記光源の光量を低減前または停止前の光量に戻す、請求項3に記載の内視鏡システム。
- 前記故障直接原因検出手段は、前記内視鏡が受ける衝撃を検出する衝撃センサを有しており、
前記故障直接原因検出手段は、前記衝撃センサの検出結果に基づいて、前記内視鏡が所定値以上の衝撃を受けた状態を前記第一の故障前状態として検出する、請求項2に記載の内視鏡システム。 - 前記故障直接原因検出手段は、前記内視鏡の変形を検出する変形検出器を有しており、 前記故障直接原因検出手段は、前記変形検出器の検出結果に基づいて、前記内視鏡の変形が所定値以上である状態を前記第一の故障前状態として検出する、請求項2に記載の内視鏡システム。
- 前記故障予測手段は、前記内視鏡が受けている加速度を検出する加速度センサを有しており、
前記故障予測手段は、前記加速度センサによって検出される加速度に基づいて、前記内視鏡の落下を前記第二の故障前状態として検出する、請求項1に記載の内視鏡システム。 - 前記故障予測手段は、前記内視鏡の速度を検出する速度センサを有しており、
前記故障予測手段は、前記速度センサによって検出される速度に基づいて、前記内視鏡が所定値以上の速度で移動している状態を前記第二の故障前状態として検出する、請求項1に記載の内視鏡システム。 - 前記故障予測手段は、前記挿入部の円運動を検出する軌道変位検出器を有しており、
前記故障予測手段は、前記軌道変位検出器の検出結果に基づいて、前記挿入部が円運動している状態を前記第二の故障前状態として検出する、請求項1に記載の内視鏡システム。 - 前記故障予測手段は、前記操作部が手で握られていることを検出する接触センサを有しており、
前記故障予測手段は、前記接触センサの検出結果に基づいて、所定時間よりも長く前記操作部が手で握られていない状態を前記第二の故障前状態として検出する、請求項1に記載の内視鏡システム。 - 前記導光部材によって導光された光を別の光に変換する前記挿入部に搭載された光変換部材をさらに備えており、
前記故障検出手段は、前記導光部材によって導光され前記光変換部材によって反射された光を検出する光検出器または前記導光部材および/または前記光変換部材からの発熱を検出する熱検出器を有している、請求項3から7までのいずれかひとつに記載の内視鏡システム。 - 前記故障検出手段は、前記導光部材に並走して設けられた電気配線と、前記電気配線の断線を検出する断線検出回路を有している、請求項3から7までのいずれかひとつに記載の内視鏡システム。
- 前記故障直接原因検出手段は、前記故障直接原因検出手段の前記衝撃センサが検出した衝撃の大きさに基づいて、前記第一の故障前状態の検出のしきい値を変更する、請求項8に記載の内視鏡システム。
- 前記故障直接原因検出手段の検出結果の情報を蓄積しておく記録部をさらに備えており、
前記故障直接原因検出手段は、前記記録部に蓄積された履歴情報に基づいて、前記第一の故障前状態の検出のしきい値を変更する、請求項8または9に記載の内視鏡システム。 - 前記光源は、前記内視鏡の内部に配置されており、
前記内視鏡は、画像信号を無線で送信する送信機と、前記内視鏡を駆動する電源を有している、請求項1に記載の内視鏡システム。 - 前記内視鏡システムは、前記内視鏡を制御する制御装置をさらに備えており、
前記故障原因検出手段は、前記操作部、前記挿入部、前記光源と前記導光部材を接続するコネクタ、前記制御装置の少なくともいずれか1つに配置されている、請求項1に記載の内視鏡システム。
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