JP7007117B2 - 医療機器 - Google Patents

Description

本発明は、医療機器に関し、特に、内視鏡に接続されるビデオプロセッサを含む医療機器に関する。

従来、医療用分野においては、細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、体腔内臓器などを観察することが出来る内視鏡が広く用いられている。このような内視鏡は、内視鏡挿入部先端などに内蔵された撮像部に電荷結合素子（ＣＣＤ）などの固体撮像素子が配設された電子内視鏡が知られている。

この電子内視鏡は、体腔内臓器などの観察画像をモニタに表示させるために、医療機器である外部装置のビデオプロセッサに接続される。このような電子内視鏡、ビデオプロセッサなどから構成される内視鏡システムは、例えば、特許文献１および特許文献２に、ＥＭＣ対策、ノイズ耐性を高めるなどの種々の技術が開示されている。

ところで、近年の電子内視鏡は、高画質な内視鏡用画像撮像する撮像部が搭載されている。そのため、電子内視鏡に接続されるビデオプロセッサには、撮像部からの撮像信号を高速処理する集積回路（ＩＣ）などの電気回路が設けられている。このように電子内視鏡に接続される電気回路は、患者の電気的安全性を確保するため、電源アースされる他の回路などから独立したフローティング回路としての所謂患者回路が構成されている。

また、処理速度の高速化に伴い、高周波電流が流れる患者回路の集積回路（ＩＣ）および回路パターンから強い電磁波、静電気などの不要輻射ノイズが放射されるため、患者回路基板のグランド接続を行い、発生する不要輻射ノイズを低減するためのシールド構造が必要としてＥＭＣ対策がなされている。

特開２０１４－５４３１８号公報 特開２０１５－１８８５２０号公報

しかしながら、従来の医療機器である内視鏡用のビデオプロセッサでは、筐体シャーシを除いた筐体外装などの遮蔽部材に患者回路を電気的にグランド接続することが構成上困難であり、不要輻射ノイズを低減するＥＭＣ対策の難易度を上げる要因となっている。

特に、従来の内視鏡用のビデオプロセッサでは、患者回路を電気的にグランド接続する箇所が不均一となり、これにより不要なノイズによって発生する電流の流れも不均一となり、ＥＭＣ対策の難易度が上げるという課題もあった。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みなされたものあり、簡易な構成で遮蔽部材を組み付ける際に患者回路と容易に電気的に接続でき、不要輻射ノイズを低減する医療機器を提供することを目的とする。

本発明の一態様における医療機器は、患者の観察または処置に用いられるデバイスと電気的に接続される患者回路基板が内蔵される患者回路ユニットと、前記患者回路ユニットを収容する導電性の筐体シャーシと、前記患者回路ユニットを外部と遮蔽する導電性の遮蔽部材と、コンデンサを備え、前記患者回路ユニットの近傍に設けられ、前記遮蔽部材が前記筐体シャーシの一部に組み付けられることによって前記遮蔽部材と接触する位置に配置され、組み付け後の前記遮蔽部材と前記患者回路ユニットとを前記コンデンサを介して交流的に接続する接続ユニットと、を具備する。

本発明によれば、簡易な構成で遮蔽部材を組み付ける際に患者回路と容易に電気的に接続でき、不要輻射ノイズを低減する医療機器を提供することができる。

医療機器である内視鏡用のビデオプロセッサの構成を示す側面斜視図 同、トップカバーがスライドした状態のビデオプロセッサを示す斜視図 同、患者回路ユニットおよび接続ユニットの構成を示す斜視図 同、接続ユニットの構成を示す分解斜視図 同、接続ユニットの構成を示す斜視図 同、上面視の接続ユニットの構成を示す平面図 同、接続ユニットの構成を示す横断面図 同、導電部材とトップカバーとが電気的に接続する前の状態の部分断面図 同、導電部材とトップカバーとが電気的に接続した状態の部分断面図 同、第１の変形例の接続ユニットの構成を示す斜視図 同、第２の変形例の接続ユニットおよびシャーシの構成を示す斜視図 同、第３の変形例の接続ユニットおよびシャーシの構成を示す斜視図 同、第４の変形例の接続ユニットおよびシャーシの構成を示す斜視図 同、第５の変形例のトップカバーの裏面側を示した斜視図

ここでは、医療機器である内視鏡用のビデオプロセッサの一態様を例に挙げて説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

また、以下の構成説明におけるビデオプロセッサは、内視鏡と接続される医療機器として例に挙げて説明するが、これに限定されることなく、種々の医療機器に適用できる技術である。

以下、本発明の一態様の医療機器である内視鏡用のビデオプロセッサについて、図面に基づいて説明する。
図１は、内視鏡用のビデオプロセッサを示す斜視図、図２はトップカバーがスライドした状態のビデオプロセッサを示す斜視図、図３は患者回路ユニットおよび接続ユニットの構成を示す斜視図、図４は接続ユニットの構成を示す分解斜視図、図５は接続ユニットの構成を示す斜視図、図６は上面視の接続ユニットの構成を示す平面図、図７は接続ユニットの構成を示す横断面図、図８は導電部材とトップカバーとが電気的に接続する前の状態の部分断面図、図９は導電部材とトップカバーとが電気的に接続した状態の部分断面図である。

図１に示す、医療機器であって内視鏡画像処理装置であるビデオプロセッサ（照明光源内蔵型ビデオプロセッサまたはカメラコントロールユニットとも言う）１は、フロントパネル２に、内視鏡の内視鏡コネクタ（不図示）が接続されるレセプタクル部であるコネクタ部３、操作および状態表示のためのパネル部４と、電源スイッチ５と、が設けられている。

このビデオプロセッサ１は、外装筐体である金属などから形成された導電性のトップカバー６によって、両側部および上面部が覆われている。即ち、トップカバー６は、断面コの字状をした導電性を有するカバー体である。

ここでのビデオプロセッサ１内には、ここでは図示しない、各種電気的回路基板およびハロゲンランプ、キセノンランプ、ＬＥＤなどの照明用光源が内蔵されている。なお、ビデオプロセッサ１は、光源装置を兼ねていない構成とした、内視鏡画像処理のみを行うものであってもよい。

内視鏡コネクタ（不図示）が接続されるコネクタ部３には、複数の電気接点が配設されており、内視鏡コネクタに設けられた複数の電気接点との接続により、内視鏡との電気的な各種駆動構成への通電が行われる。

ビデオプロセッサ１は、図２に示すように、金属などから形成された導電性を有する筐体シャーシ７にトップカバー６をスライドしながら組み付け固定する構成となっている。なお、筐体シャーシ７の一部として、トップカバー６に近接する位置に、略中央部分の前後方向に強度補強のための金属などから形成された導電性を有するシャーシ８が接続されている。

なお、ビデオプロセッサ１には、各種回路基板、照明用の光源などの他、ＦＰＧＡなどによって構成された集積回路（ＩＣなど）、回路パターンなどを有した患者回路基板を内蔵する患者回路ユニット１０が設けられている。ここでの患者回路ユニット１０は、フロントパネル２のパネル部４の後方直近であって、筐体シャーシ７の上部側に配設されている。

この患者回路ユニット１０は、主に内視鏡に設けられる撮像部への電力供給や内視鏡の制御などを行う。なお、患者回路ユニット１０内に設けられた患者回路基板は、電源グランドと接続される他の回路基板とは異なる独立したフローティング回路となっている。

この患者回路ユニット１０の近傍には、患者回路ユニット１０と電気的に接続される接続ユニット２０が設けられている。なお、たとえば、接続ユニット２０は、図３に示すように、患者回路ユニット１０の導電性箱体のシールドケース１１の側部近傍に設けられている。

具体的には、接続ユニット２０は、図４および図５に示すように、板状の２つの第１、第２の電極板２１，２２と、コンデンサ２３と、絶縁部材である絶縁ブロック２４と、弾性を有する導電性板体をクランク状に加工した導電部材２５と、を有して構成されている。また導電部材２５は電極板２２と一体化して形成されていてもよい。

第１の電極板２１は、患者回路側電極として構成され、患者回路ユニット１０のシールドケース１１に設けられた板状の接続縁部１２に、例えばボルトと座付ナットから構成された固定部３１によって、患者回路ユニット１０と電気的に導通された状態で固定される。また、接続縁部１２は患者回路ユニット１０に直接接続固定しても良い。

第２の電極板２２は、導電部材側電極として構成され、導電部材２５に、例えばボルトと座付ナットから構成された固定部３２によって、導電部材２５と電気的に導通された状態で固定される。

これら第１、第２の電極板２１，２２は、それぞれに孔部３３，３４が形成されており、これら孔部３３，３４に挿通されるビス３５，３６が絶縁ブロック２４のネジ孔２４ａに螺着されて絶縁ブロック２４にも固定される。

絶縁ブロック２４は、第１、第２の電極板２１，２２の間に介装される凸部２８が上面から突起形成されている。即ち、絶縁ブロック２４の凸部２８は、第１、第２の電極板２１，２２が絶縁ブロック２４に固定された状態において、これら第１、第２の電極板２１，２２間の放電を遮蔽する絶縁壁部を構成している。

そして、第１、第２の電極板２１，２２は、端子部３７，３８が設けられており、これら端子部３７，３８の孔にコンデンサ２３のリード線４１，４２が挿通されて半田付される。なお、コンデンサ２３は、絶縁ブロック２４の上面に載置されて保持された状態で設けられる。

コンデンサ２３は、リード線４１，４２が物理的なストレスに弱く変形し易いため、電極板２１，２２が絶縁ブロック２４の上面に固定されることで、振動などの外力によりリード線４１，４２が破断、変形などすることを防止することができるようになっている。さらに、絶縁ブロック２４はコンデンサ２３の下方、または、上方または、側方に設けられていてもよい。

なお、コンデンサ２３のリード線４１，４２が変形して、第１、第２の電極板２１，２２の距離が近づくことで、第１、第２の電極板２１，２２間の放電を防止する沿面空間距離を確保できなくなることも防止することができる。

以上のように構成された接続ユニット２０は、第１、第２の電極板２１，２２の間に絶縁ブロック２４の凸部２８が設けられることで、図６に示す、上方から見た平面視において、患者回路ユニット１０とトップカバー６とを電気的にアイソレーション可能な接続ユニット必要な沿面距離Ｌ１，Ｌ２が常に保たれる。

さらに、接続ユニット２０は、第１、第２の電極板２１，２２の間の凸部２８によって、図７に示す、横断面方向において、接続ユニット２０からの電磁波、静電気などが第１の電極板２１から第２の電極板２２に放電しないための必要な沿面距離Ｌ３が常に保たれる。

なお、絶縁ブロック２４の凸部２８は、第１の電極板２１から第２の電極板２２に放電しないための必要な沿面距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を確保するために、高さＨと幅Ｄ（図７参照）の長さ寸法が規定されている。

以上のように構成されたビデオプロセッサ１は、図２に示したように、筐体シャーシ７にトップカバー６をスライドしながら組み付け固定される。このとき、図８および図９に示すように、トップカバー６の裏面９が接続ユニット２０の導電部材２５のクランク状に折れ曲げられた最上面となる筐体接触面２９に接触する。

なお、接続ユニット２０の導電部材２５は、筐体接触面２９がトップカバー６の裏面９と確実に接触するように、弾性変形により可動してトップカバー６のスライド方向に合わせて倒れ込みトップカバー６の裏面９に向けて付勢するように上方側への長さ寸法が規定されている。

以上に説明したように、本実施の形態の医療機器であるビデオプロセッサ１は、患者回路ユニット１０と外装筐体であるトップカバー６とが接続ユニット２０と電気的に接続される。

また、接続ユニット２０が、患者回路ユニット１０とトップカバー６とを交流的に接続することで不要輻射ノイズとなる電流を患者回路ユニット１０からトップカバー６へ流し、さらに直流はカットされるため、トップカバー６から患者回路ユニット１０への静電気の混入も防止可能である。

そのため、患者回路ユニット１０は、遮蔽部材であるトップカバー６と電気的に導通されて（導通できない）、内部に設けられた高周波電流が流れる患者回路基板などから発生する電磁波、静電気などの不要輻射ノイズが低減され、ＥＭＣ対策が施される構成となる。

また、ビデオプロセッサ１は、トップカバー６の組み付け時に同時に患者回路ユニット１０を容易にグランド接続する（グランド接続して同電位にできない）ことができる構成となる。

以上から、医療機器であるビデオプロセッサ１は、簡易な構成で筐体外装である遮蔽部材のトップカバー６を組み付ける際に患者回路ユニット１０と容易に電気的に接続でき、不要輻射ノイズを低減することができる構成となる。

（第１の変形例）
図１０は、第１の変形例の接続ユニットの構成を示す斜視図である。
図１０に示すように、接続ユニット２０は、導電部材２５の筐体接触面２９上にスポンジなどの弾力性部材に導電布が覆われた導通部材である導電性ガスケット（ソフトガスケット）４５を張り付けてもよい。

このように、医療機器であるビデオプロセッサ１は、筐体接触面２９上に弾力性のある導電性ガスケット４５を設けることで、導電部材２５と遮蔽部材であるトップカバー６との電気的接触がより確実となり、患者回路ユニット１０のトップカバー６へのグランド接続をより確実に行える構成とすることができる。

なお、導電性ガスケット４５は、弾力性により潰されるように可動してトップカバー６の裏面９と確実に接触するようになっている。

（第２の変形例）
図１１は、第２の変形例の接続ユニットおよびシャーシの構成を示す斜視図である。
図１１に示すように、接続ユニット２０とシャーシ８とを電気的に接続して、シャーシ８の上面に導通部材である複数の導電性ガスケット４６を張り付けてもよい。

接続ユニット２０の導電部材２５がビス５２によって電気線であるグランド線５１の一端が電気的に接続され、このグランド線５１の他端がビス５３によってシャーシ８と電気的に接続される。

ここでは、シャーシ８の凹部８ａが形成されており、この凹部８ａにグランド線５１を留めるビス５３が螺着された構成となっている。

このように、医療機器であるビデオプロセッサ１は、電気的に接続されたシャーシ８上に複数の導電性ガスケット４５を設けることで、導電部材２５と遮蔽部材であるトップカバー６との電気的接触に加え、シャーシ８上の複数の導電性ガスケット４６が潰されることでトップカバー６に向けて付勢して電気的に導通し、患者回路ユニット１０のトップカバー６への交流的接続をより確実に行える構成とすることができる。

（第３の変形例）
図１２は、第３の変形例の接続ユニットおよびシャーシの構成を示す斜視図である。
接続ユニット２０の導電部材２５とシャーシ８との電気的な導通は、第２の変形例に記載のグランド線５１を用いず、図１２に示すように、導電部材２５をビス４７によって直接的にシャーシ８と接続してもよい。

この構成では、接続ユニット２０の導電部材２５をシャーシ８上の複数の導電性ガスケット４６を介してトップカバー６に導通させるものである。

（第４の変形例）
図１３は、第４の変形例の接続ユニットおよびシャーシの構成を示す斜視図である。
シャーシ８上の複数の導電性ガスケット４６に変えて、図１３に示すように、金属などから形成された導電性の弾性を有する導通部材である複数の板バネ４９としてもよい。

（第５の変形例）
図１４は、第５の変形例のトップカバーの裏面側を示した斜視図である。
シャーシ８上に複数の導電性ガスケット４６に設けなくとも、図１４に示すように、シャーシ８の位置に合わせて、導通部材である複数の導電性ガスケット４６をトップカバー６の裏面９に設けてもよい。なお、ここでの複数の導電性ガスケット４６を第４の変形例に例示した複数の板バネ４９に変えてもよい。

また、第２の変形例から第５の変形例の構成において、複数の導電性ガスケット４６または複数の板バネ４９は、患者回路ユニット１０に内蔵される患者回路基板のサイズ、アンテナ長によって配置が決められており、患者回路基板から発生する高周波ノイズの共振を防ぐ間隔および位置に設けられるものである。

さらに、第２の変形例から第５の変形例の構成において、複数の導電性ガスケット４６または複数の板バネ４９を例示したが、これに限定されることなく、導電性ゴム、導電性スプリングなどの弾性を有する導電部材を用いてもよい。

以上に記載した各実施の形態および変形例の構成は、それぞれを組み合わせたものとしてもよく、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、上記各実施の形態には、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ものである。

例えば、各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、述べられている課題が解決でき、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ものである。

１…ビデオプロセッサ
２…フロントパネル
３…コネクタ部
４…パネル部
５…電源スイッチ
６…トップカバー
７…筐体シャーシ
８…シャーシ
８ａ…凹部
９…裏面
１０…患者回路ユニット
１１…シールドケース
１２…接続縁部
２０…接続ユニット
２１…第１の電極板
２２…第２の電極板
２３…コンデンサ
２４…絶縁ブロック
２４ａ…ネジ孔
２５…導電部材
２８…凸部
２９…筐体接触面
３１，３２…固定部
３３，３４…孔部
３５，３６…ビス
３７，３８…端子部
４１，４２…リード線
４５，４６…導電性ガスケット
４７，５２，５３…ビス
４９…板バネ
５１…グランド線
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…沿面距離

Claims (7)

1. 患者の観察または処置に用いられるデバイスと電気的に接続される患者回路基板が内蔵される患者回路ユニットと、
   前記患者回路ユニットを収容する導電性の筐体シャーシと、
   前記患者回路ユニットを外部と遮蔽する導電性の遮蔽部材と、
   コンデンサを備え、前記患者回路ユニットの近傍に設けられ、前記遮蔽部材が前記筐体シャーシの一部に組み付けられることによって前記遮蔽部材と接触する位置に配置され、組み付け後の前記遮蔽部材と前記患者回路ユニットとを前記コンデンサを介して交流的に接続する接続ユニットと、
   を具備することを特徴とする医療機器。
2. 前記接続ユニットは、前記遮蔽部材に向けて付勢して接触するように弾性を有した部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
3. 前記接続ユニットは、
   前記コンデンサの一方のリード線が接続され、前記患者回路ユニットと電気的に接続される第１の電極と、
   前記コンデンサの他方のリード線が接続され、前記接続ユニットの導電部材と電気的に接続される第２の電極と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載の医療機器。
4. さらに、前記第１の電極と前記第２の電極の間に介装して放電を防止する沿面距離が規定された凸部を有する絶縁部材を有することを特徴とする請求項３に記載の医療機器。
5. 前記接続ユニットは、
   一端に前記遮蔽部材が組みつけられるシャーシを有し、かつ他端が前記患者回路ユニットと電気的に接続され、
   前記シャーシに前記遮蔽部材が組み付けられる際に前記遮蔽部材と接触して電気的に導通する複数の導電部材が前記シャーシに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
6. 前記複数の導電部材は、前記遮蔽部材に向けて付勢して接触するように弾性を有していることを特徴とする請求項５に記載の医療機器。
7. 内視鏡の内視鏡コネクタが接続されるコネクタ部を有する請求項１に記載の医療機器。

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