JP2004337356A - 医療機器システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線伝送方式における従来の欠点を克服して場所をとらず円滑な信号伝送を行うことができる医療機器システムを提供する。
【解決手段】患部を撮像して得られた映像信号を操作者の生体電流に重畳可能に送信する送信手段（出力電極２１）を有する第１の医療機器（内視鏡）１と、第１の医療機器（内視鏡）１の送信手段（出力電極２１）から送信された映像信号が重畳された生体電流を受信可能な受信手段（受信装置２６）を有する第２の医療機器（ビデオプロセッサ）２３とを具備する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は医療機器システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療機器システムでは、内視鏡からの映像信号を電波や赤外線などを使用して無線伝送することが行われている。無線伝送方式では、有線伝送方式のようなケーブルを手術室の床に引き回す等の煩わしさがないので術者は手術に集中できるという長所がある。特開２００１−４６３３４号は無線伝送方式の一例として、内視鏡からの映像信号を電波により受信装置へ伝送する技術を開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら電波を使用する方式は、電波法の規制により実用レベルの出力が得られずほとんど実用に供することができなかった。また、内視鏡手術には高周波電流を使用した処置具が併用されるため高周波の漏れ電流がノイズとなり鮮明な画像を得ることができないという不具合があった。
【０００４】
一方、赤外線を使用する方式は上記のような問題点はないが術者、助手等の身体が障害物となる場合があり、これが原因で信号伝送が途絶えるという不具合があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、無線伝送方式における従来の欠点を克服して場所をとらず円滑な信号伝送を行うことができる医療機器システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明は医療機器システムに関し、第１の医療機器に設けられ、電気信号を操作者の生体電流に重畳可能に送信する送信手段と、第２の医療機器に設けられ、前記電気信号が重畳された生体電流を受信可能な受信手段とを具備する。
【０００７】
また、第２の発明は医療機器システムに関し、患部を撮像するための撮像手段と、この撮像手段により撮像された映像信号を操作者の生体電流に重畳可能に送信する送信手段を有する内視鏡装置と、前記内視鏡装置の前記送信手段から送信された前記映像信号が重畳された生体電流を生体映像信号として受信して、前記生体映像信号から必要な周波数帯域の映像信号を取り出す受信手段を有するビデオプロセッサと、前記ビデオプロセッサの前記受信手段により取り出された映像信号を表示する表示装置とを具備する。
【０００８】
また、第３の発明は第２の発明に係る医療機器システムに関し、前記内視鏡装置は、前記撮像手段により撮像された映像信号を操作者の生体電流に重畳して送信する前にＦＭ変調するＦＭ変調部を有し、前記ビデオプロセッサの受信手段は、前記送信手段から送信されたＦＭ変調された映像信号を受信してＦＭ復調を行うＦＭ復調部を含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を詳細に説明する。本実施形態は、バッテリを電源として駆動され、照明光を患部に照射するビデオ内視鏡において、ビデオ内視鏡からの映像信号をモニタする医療機器システムに関している。
【００１０】
図１は第１実施形態に係る第１の医療機器としてのビデオ内視鏡の外観斜視図である。図２は第１実施形態に係るビデオ内視鏡の断面図である。図１及び図２に示すように、内視鏡１は、細長の挿入部２と、この挿入部２の基端側の端部に形成された操作部３とを備えた内視鏡本体１Ａと、この内視鏡本体１Ａの操作部３側部に着脱自在に接続される後述の略Ｔ字形状でランプとバッテリを配設した水密構造のバッテリ型光源４とで構成されている。
【００１１】
前記挿入部２は先端に設けられた先端部５とこの先端部５の後部に設けられた湾曲自在の湾曲部６とこの湾曲部６の後部に設けられた長尺で可撓性を有する軟性部７とからなる。前記操作部３の挿入部２側には内視鏡１を把持するための把持部３ａが設けられている。この把持部３ａの上側には吸引装置を操作するための吸引ボタン８やその吸引ボタン８の近傍に画像静止用としてのレリーズスイッチ９が操作部３の長手方向の中心軸に対して直交して設けられ、左手で内視鏡１の把持部３ａを把持した際に人差し指で容易に操作できる位置に配置されている。吸引ボタン８を適宜操作することによって吸引チャンネル、吸引口金を介して体腔内の体液などを吸引することが出来る。吸引ボタンやレリーズスイッチ９の右隣面の操作部３の外面上には湾曲部６を湾曲操作する湾曲操作レバー１０が設けられており、この湾曲操作レバー１０を回動操作することによって湾曲部６が湾曲動作するようになっている。操作部３の頂上面には電源スイッチ１１が円筒部１２を介して設けられている。この電源スイッチ１１はバッテリ型光源４のランプをオン・オフするためのものであり、内視鏡１の把持部３ａを把持して内視鏡１を操作する際に容易には押下操作出来ないように、且つ吸引ボタン８及びレリーズスイッチ９を操作する容易性より困難な位置として内視鏡本体１Ａの長手方向の中心軸上であって、操作部３の頂上面に円筒部１２を介して配置している。
【００１２】
前記バッテリ型光源４はランプ１３の光をレンズ１４で集光されてライトガイドファイバ１５の光入射端面に供給され、導光される。このライトガイドファイバ１５の後端側から導光された照明光を挿入部２の先端部５の照明窓に固定された配光レンズ１６から出射される。照明された患部などの被写体像は照明窓に隣接して先端面に設けられた観察窓に取付けた対物レンズ１７によりその結像位置に結像される。
【００１３】
この結像位置には、撮像手段であるＣＣＤ等の固体撮像素子１８が配設され、被写体像は光電変換されて電気信号（映像信号）になり、この固体撮像素子１８の裏面に配置されたＦＭ変調回路１９で変調され、その信号が増幅回路２０により増幅される。
【００１４】
そして増幅された映像信号は送信手段としての出力電極２１に供給される。
【００１５】
出力電極２１は術者（操作者）が把持部３ａを把持したとき術者の手指が位置するところに設けられている。
【００１６】
出力電極２１の出力レベルは身体が触れたときに電波法で規制される微弱電力（５００μＶ／Ｍ）以下となるように設定されている。
【００１７】
一方、前記ライトガイドファイバ１５の基端側は操作部３内の図示しないライトガイド口金に固定され、バッテリ型光源４からの照明光を導光している。バッテリ型光源４はランプ１３とバッテリ（以下、電源）２２とを配設したランプ部と、バッテリとを有してなり、内視鏡本体１Ａの側部に略Ｔ字形状で着脱自在に取付けられている。このバッテリ型光源４は電源スイッチ１１とランプ１３及び電源２２とで直列回路を構成している。この直列回路は内視鏡本体１Ａの操作部３の側部とバッテリ型光源４との接続部に接点で接続されている。従って、この電源１１を押下操作してオフすると、ランプ１３は消灯し、電源２２の消耗がなくなり、多くの患者の診断または内視鏡の操作時間を延長することが出来る。
【００１８】
図３は内視鏡１からの映像信号が入力される第２の医療機器としてのビデオプロセッサ２３を示すものである。ビデオプロセッサ２３の外面には図１で説明した増幅回路２０で増幅された映像信号が供給される入力電極２４が設けられている。入力電極２４には図４に示すケーブル１０１を取り付けるネジ孔２５が設けられている。
【００１９】
このケーブル１０１は一端に雄ネジ部を有する端子電極２９に信号線３０が取付けられた構成になっている。この信号線３０の一端は術者の手指に接触巻きつけられることができるようになっている。上記端子電極２９を入力電極２４のネジ孔２５に螺着した後、術者が一方の手指で内視鏡１を把持すると出力電極２１に触れ、術者の他方の手指はケーブル１０１を介して入力電極２４に触れたことになる。このような手順により、内視鏡１からの映像信号は術者の生体電流に重畳された形態でビデオプロセッサ２３の入力電極２４に入力されることになる。
【００２０】
ビデオプロセッサ２３内部には入力電極２４に入力された信号のうち必要な周波数帯のみを取り出すための選択回路２７と、映像信号のＦＭ復調回路２８とが設けられている。上記した入力電極２４、ＦＭ復調回路２８、選択回路２７は受信手段である受信装置２６を構成する。
【００２１】
術者が前記出力電極２１と入力電極２４とをタッチすると、内視鏡１からの映像信号が術者の人体を介してビデオプロセッサ２３側に送信される。これは、人体はそのほとんどが塩分を含んだ水からなる導電体であり両手間の直流抵抗は５００ｋΩから２．３ＭΩの値であるため映像信号を送信する送信ケーブルの役割を十分に果たすことができるからである。
【００２２】
入力電極２４は不潔域にあるので術者の手指が直接触れることができない。従って前記ケーブル１０１を使用しないときは、オートクレーブ等で滅菌した金属板を入力電極２４上に接続し、術者はこの金属板に触れることで映像信号を入力することができる。
【００２３】
受信装置２６の復調回路２８からの信号は、輝度信号処理回路３１によって輝度信号成分Ｙが取り出され、この輝度信号Ｙはエンコーダ３２に入力されるとともに、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３９に入力される。このＬＰＦ３９は輝度信号成分Ｙから狭帯域の輝度信号Ｙ_Ｌを取り出して各減算回路３６，３７に入力する。
【００２４】
一方、前記受信装置２６の出力は色信号復調回路３３にも入力され、この色信号復調回路３３によってＲ（赤色信号）とＢ（青色信号）の色信号が取り出されるようになっている。前記各色信号Ｒ、Ｂは、各々可変利得増幅回路３４，３５によって振幅を変更された後、それぞれ減算回路３６，３７に入力される。
【００２５】
各減算回路３６，３７では色信号Ｒ、Ｂから前記狭帯域の輝度信号Ｙ_Ｌ が減算されて色差信号Ｒ−Ｙ_Ｌ 、Ｂ−Ｙ_Ｌ が生成されるようになっている。前記色差信号Ｒ−Ｙ_Ｌ 、Ｂ−Ｙ_Ｌ は前記エンコーダ３２に入力され、このエンコーダ３２によって輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ_Ｌ 、Ｂ−Ｙ_Ｌ の３つの信号及び同期信号から、例えばＮＴＳＣ方式の複合映像信号が生成され、図示しないモニタに出力されるようになっている。
【００２６】
前記可変利得増幅回路３４，３５は、ＣＰＵ４０から出力される５〜７ビット程度のデジタルデータＤ_Ｒ 、Ｄ_Ｂ の値に比例して利得が変化する増幅回路になっている。
【００２７】
そして、ホワイトバランスが調整されている状態では無彩色の被写体を撮像した時に色差信号Ｒ−Ｙ_Ｌ 、Ｂ−Ｙ_Ｌ が殆ど０になるように前記可変利得増幅回路３４，３５の利得が設定されるようになっている。また、前記色差信号Ｒ−Ｙ_Ｌ 、Ｂ−Ｙ_Ｌ は、それぞれコンパレータ４１，４２の各非反転入力端に印加されるようになっている。この各コンパレータ４１，４２の反転入力端は設置されている。前記コンパレータ４１，４２の出力は前記ＣＰＵ４０に入力されるようになっている。このＣＰＵ４０は前記コンパレータ４１の出力が論理０（ローレベル）の時は前記デジタルデータＤ_Ｒ の値を１だけ増加させ、前記コンパレータ４１の出力が論理１（ハイレベル）の時は前記デジタルデータＤ_Ｒ の値を保持するようになっている。同様に、前記ＣＰＵ４０はコンパレータ４２の出力が論理０の時は前記デジタルデータＤ_Ｂ の値を１だけ増加させ、前記コンパレータ４２の出力が論理１の時はデジタルデータＤ_Ｂ の値を保持するようになっている。
【００２８】
また、ＣＰＵ４２にはホワイトバランスセット用スイッチ４４が接続され、ＣＰＵ４０はホワイトバランスセット用スイッチ４４をオンにするとホワイトバランス調整動作を始めるようになっている。また、前記ＣＰＵ４０にはこのＣＰＵ４０を動作させるためのプログラムが記憶されたＲＯＭ４５と作業用エリアとしてのＲＡＭ４６とホワイトバランス調整後前記データＤ_Ｒ 、Ｄ_Ｂ の値が書き込まれるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ：電気的消去及びプログラム可能な読み出し専用メモリ）４７とがバスラインを介して接続されている。前記ＥＥＰＲＯＭ４７は一般のＲＯＭと同様に電源を切っても記憶内容が消去しないメモリでありながら、その記憶内容を電気信号によって書き換えることが出来るものである。
【００２９】
ホワイトバランス調整を行う場合は使用者が白い被写体を撮像しながらホワイトバランスセット用スイッチ４４を一度オンにする。ＣＰＵ４０はホワイトバランスセット用スイッチ４４がオンされたことを検知し、データＤ_Ｒ を最小値にし、Ｒ用の可変利得増幅回路３４の利得を最小にする。すると、可変利得増幅回路３４のＲ信号出力は最小になるので減算器３６から出力される色差信号Ｒ−Ｙ_Ｌ はマイナス側になる。従って、前記色差信号Ｒ−Ｙ_Ｌ が入力されるコンパレータ４１の出力は論理０になる。このコンパレータ４１の出力はＣＰＵ４０に入力される。このＣＰＵ４０は前記コンパレータ４１の出力が論理０なので前記データＤ_Ｒ の値を１だけ増加させる。すると、色差信号Ｒ−Ｙ_Ｌは増加してそれまでより少しプラス寄りになる。前記コンパレータ４１の出力が論理０である間は以上の動作を繰り返していくが、前記色差信号Ｒ−Ｙ_Ｌ がマイナスからプラスに転ずるとコンパレータ４１の出力が論理１になり、この時点でＣＰＵ４０はデータＤ_Ｒ の増加を停止しその値に保持する。ＣＰＵ４０は以上と同様な動作を色差信号Ｂ−Ｙ_Ｌ についても行う。その結果、色差信号Ｒ−Ｙ_Ｌ 、Ｂ−Ｙ_Ｌ は共に殆どゼロに近い状態、即ちホワイトバランスが取れた状態になる。
【００３０】
図５は内視鏡の変形例を示す図である。ここでは、前記バッテリ型光源４を内視鏡１に取り付け患部を照射するのではなく、ユニバーサルコード４８にライトガイドファイバ束を内蔵し外部光源からの光束を患部に照射できるようにしたことを特徴とする。
【００３１】
このユニバーサルコード４８には通常映像信号をビデオプロセッサ２３に送信するケーブルが内蔵されているがこの実施形態のものは第１実施形態と同様に把持部３ａに出力電極２１が設けられ、この出力電極２１から手指を介しビデオプロセッサ２３に送信できるようになっているのでユニバーサルコード４８の外形が細くなり、術者が内視鏡１を容易に操作することができるという効果を有するものである。
【００３２】
図６は、術者が処置（手術）をするとき手術用ゴム手袋をはめて内視鏡１を操作すると、術者の身体はゴム手袋で絶縁され映像信号を送信することができなくなることを解決するための実施形態を示すものである。
【００３３】
ゴム手袋４９は絶縁性ゴムで形成されている。このゴム手袋４９は術者がこれを手指に嵌め、内視鏡１の把持部３ａを把持したときに出力電極２１／入力電極２４に接する部位を導電性ゴム５０で形成したものである。このことにより術者の手指は導電性ゴム５０を介して出力電極２１／入力電極２４と導通がとれるので映像信号をビデオプロセッサ２３に送信することができる。
【００３４】
尚、図４のケーブル１０１と図６のゴム手袋４９の組み合わせは術者が内視鏡１を操作するのに一番やりやすい組み合わせをすることができるよう選択できる。
【００３５】
以下に本発明の第２実施形態を説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る医療機器システムの構成を示す図である。高周波焼灼装置２００は、読み取り手段２０６と、特性比較部２０４と、特性測定装置２０５と、操作パネル２０２と、制御部２０３と、表示部２０１とを備えている。高周波焼灼装置２００はケーブル２５０を介して処置具３００に接続されている。処置具３００の本体部３０２には処置具３００の特性情報が記憶されたＩＣチップ３０１が取付けられている。処置具３００の把持部３０３において、術者が把持部３０３を把持したときに術者の手指に接触する位置には、ＩＣチップ３０１と接続する送信手段としての端子Ａ（３０４）が取付けられている。
【００３６】
このような構成において、術者は一方の手で処置具３００の把持部３０３を把持し、他方の手指で高周波焼灼装置２００の端子Ｂ（２０７）に接触すると、ＩＣチップ３０１に記憶された処置具３００の特性情報は、端子Ａ（３０４）→人体４００→受信手段としての端子Ｂ（２０７）を経由し、術者の生体電流と重畳された形態で高周波焼灼装置２００に入力される。読み取り手段２０６はこの特性情報を読み取って特性比較部２０４に送る。特性比較部２０４は、読み取られた特性情報と、特性測定装置２０５に予め記憶された特性情報とを比較して比較結果を制御部２０３に入力する。制御部２０３は比較結果に基づいて処置具３００を駆動するための駆動エネルギを発生してケーブル２５０を介して処置具３００側に送る。
【００３７】
上記した第１実施形態では、内視鏡１が送信手段を有する第１の医療機器に相当し、ビデオプロセッサ２３が受信手段を有する第２の医療機器に相当している。また、第２の実施形態では、処置具３００が送信手段を有する第１の医療機器に相当し、高周波焼灼装置２００が受信手段を有する第２の医療機器に相当している。これに対して、内視鏡に設けられるＣＣＤや各種センサの駆動信号を生成して出力するビデオプロセッサ２３や高周波焼灼装置２００側を第１の医療機器とし、ＣＣＤや各種センサが設けられていて、前記駆動信号を受信する内視鏡１や処置具３００側を第２の医療機器とすることも可能である。すなわち、本発明の医療機器を用いて術者の生体電流を重畳させる電気信号は第１実施形態で説明したような映像信号や第２実施形態で説明したようなＩＣチップの特性情報に限らず、例えば内視鏡先端部に設けられた各種センサからの電気信号も重畳することが可能である。
【００３８】
上記した第１、第２実施形態によれば、無線伝送方式における従来の欠点を克服して場所をとらず円滑な信号伝送を行うことができる。また、本実施形態の信号伝送では内視鏡装置の消費電力を小さくできるので、特にバッテリ式内視鏡に有効な信号伝送装置を提供できる。
【００３９】
（付記）
１．先端に固体撮像素子を有する内視鏡からの映像信号を操作者の生体電流に重畳可能に送信する送信手段と、
ビデオプロセッサに設けられ、前記映像信号が重畳された生体電流を受信可能な受信手段と、
前記ビデオプロセッサからのビデオ信号を表示する表示装置と
を具備することを特徴とする医療機器システム。
【００４０】
２．前記内視鏡からの映像信号はＦＭ変調が施された後に送信され、前記受信手段側でＦＭ復調されることを特徴とする１．記載の医療機器システム。
【００４１】
３．患部を撮像するための撮像手段と、この撮像手段により撮像された映像信号を操作者の生体電流に重畳可能に送信する送信手段を有する内視鏡装置と、
前記内視鏡装置の前記送信手段から送信された前記映像信号が重畳された生体電流を生体映像信号として受信して、前記生体映像信号から必要な周波数帯域の映像信号を取り出す受信手段を有するビデオプロセッサと、
前記ビデオプロセッサの前記受信手段により取り出された映像信号を表示する表示装置と、
を具備することを特徴とする医療機器システム。
【００４２】
４．前記内視鏡装置は、前記撮像手段により撮像された映像信号を操作者の生体電流に重畳して送信する前にＦＭ変調するＦＭ変調部を有し、前記ビデオプロセッサの受信手段は、前記送信手段から送信されたＦＭ変調された映像信号を受信してＦＭ復調を行うＦＭ復調部を含む３．に記載の医療機器システム。
【００４３】
５．前記内視鏡装置は、その操作部に着脱自在に接続され、患部を照射するための照明光を発生するバッテリ型光源を含むことを特徴とする３．又は４．に記載の医療機器システム。
【００４４】
６．前記内視鏡装置は、ユニバーサルコードを介して外部光源からの照射光を取り入れて患部を照射することを特徴とする３．又は４．に記載の医療機器システム。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、無線伝送方式における従来の欠点を克服して場所をとらず円滑な信号伝送を行うことができる医療機器システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るビデオ内視鏡の外観斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るビデオ内視鏡の断面図である。
【図３】内視鏡１からの映像信号が入力されるビデオプロセッサ２３の構成を示す図である。
【図４】ケーブル１０の概略構成を示す図である。
【図５】内視鏡の変形例を示す図である。
【図６】絶縁性ゴムのゴム手袋４９に導電性ゴム５０を形成したようすを示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る医療機器システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１…内視鏡、１Ａ…内視鏡本体、２…挿入部、３…操作部、３ａ…把持部、４…バッテリ型光源、５…先端部、６…湾曲部、７…軟性部、８…吸引ボタン、９…レリーズスイッチ、１０…湾曲操作レバー、１１…電源スイッチ、１２…円筒部、１３…ランプ、１４…レンズ、１５…ライトガイドファイバ、１６…配光レンズ、１７…対物レンズ、１８…固体撮像素子、１９…ＦＭ変調回路、２０…増幅回路、２１…出力電極、２２…電源、２３…ビデオプロセッサ、２４…入力電極、２５…ネジ孔、２６…受信装置、２７…選択回路、２８…ＦＭ復調回路、２９…端子電極、３０…信号線、３１…輝度信号処理回路、３２…エンコーダ、３３…色信号復調回路、３４…可変利得増幅回路、３５…可変利得増幅回路、３６…減算回路、３７…減算回路、３９…ローパスフィルタ、４０…ＣＰＵ、４１…コンパレータ、４２…コンパレータ、４４…ホワイトバランスセット用スイッチ、４５…ＲＯＭ、４６…ＲＡＭ、４７…ＥＥＰＲＯＭ、４８…ユニバーサルコード、４９…ゴム手袋、５０…導電性ゴム、１０１…ケーブル。

Claims (3)

1. 第１の医療機器に設けられ、電気信号を操作者の生体電流に重畳可能に送信する送信手段と、
   第２の医療機器に設けられ、前記電気信号が重畳された生体電流を受信可能な受信手段と
   を具備することを特徴とする医療機器システム。
2. 患部を撮像するための撮像手段と、この撮像手段により撮像された映像信号を操作者の生体電流に重畳可能に送信する送信手段を有する内視鏡装置と、
   前記内視鏡装置の前記送信手段から送信された前記映像信号が重畳された生体電流を生体映像信号として受信して、前記生体映像信号から必要な周波数帯域の映像信号を取り出す受信手段を有するビデオプロセッサと、
   前記ビデオプロセッサの前記受信手段により取り出された映像信号を表示する表示装置と、
   を具備することを特徴とする医療機器システム。
3. 前記内視鏡装置は、前記撮像手段により撮像された映像信号を操作者の生体電流に重畳して送信する前にＦＭ変調するＦＭ変調部を有し、前記ビデオプロセッサの受信手段は、前記送信手段から送信されたＦＭ変調された映像信号を受信してＦＭ復調を行うＦＭ復調部を含む請求項２記載の医療機器システム。

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