(57)【要約】【課題】発熱部を冷却する冷却流体の外部への漏れを軽減すること。【解決手段】医療用観察装置５は、被検体内に挿入される挿入部が接続されるとともにユーザによって把持される把持部５１を備える。この医療用観察装置５は、把持部５１から延在した伝送ケーブル５２と、伝送ケーブル５２の端部に設けられ、医療用観察装置５外部の制御装置に対して着脱自在に接続されるコネクタ５３とを備える。挿入部内または把持部５１内には、駆動されることで発熱する発熱部が設けられている。伝送ケーブル５２には、制御装置と把持部５１との間での信号伝送を行う信号伝送路５２１と、冷却流体を流通する冷却流路５２２とが設けられている。冷却流体は、発熱部と熱的に接続する。冷却流路５２２は、医療用観察装置５内で冷却流体を循環させる環状の流路である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に挿入される挿入部が接続されるとともにユーザによって把持される把持部を備えた医療用観察装置であって、
前記把持部から延在した伝送ケーブルと、
前記伝送ケーブルの端部に設けられ、前記医療用観察装置外部の制御装置に対して着脱自在に接続するコネクタとを備え、
前記挿入部内または前記把持部内には、
駆動されることで発熱する発熱部が設けられ、
前記伝送ケーブルには、
前記制御装置と前記把持部との間での信号伝送を行う信号伝送路と、
冷却流体を流通する冷却流路とが設けられ、
前記冷却流体は、
前記発熱部と熱的に接続し、
前記冷却流路は、
前記医療用観察装置内で前記冷却流体を循環させる環状の流路である医療用観察装置。
【請求項２】
前記冷却流路は、
前記コネクタ内を通り、
前記コネクタ内には、
前記冷却流路上に位置し、前記冷却流体を循環させる循環器が設けられている請求項１に記載の医療用観察装置。
【請求項３】
前記把持部は、
前記挿入部が着脱自在に接続されるカメラヘッドであり、
前記発熱部は、
前記カメラヘッド内に設けられ、前記挿入部にて取り込まれた被写体像を撮像する撮像素子である請求項１に記載の医療用観察装置。
【請求項４】
前記冷却流路外への前記冷却流体の漏れを検知する検知部をさらに備える請求項１に記載の医療用観察装置。
【請求項５】
請求項１に記載の医療用観察装置と、
前記医療用観察装置が着脱自在に接続される制御装置とを備える医療用観察システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用観察装置及び医療用観察システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体内に挿入され、当該被検体内から反射された光（被写体像）を取り込む内視鏡と、当該内視鏡が着脱自在に接続され、当該内視鏡にて取り込まれた被写体像に応じた内視鏡画像を表示装置に表示させる制御装置とを備えた医療用観察システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の医療用観察システムでは、内視鏡は、取り込んだ被写体像を撮像する撮像ユニットと、当該撮像ユニットを冷却する冷却部とを備える。当該冷却部は、撮像ユニットの外周面に巻き付けられた冷媒還流用パイプを備え、当該冷媒還流用パイプ内の冷却流路に沿って冷却流体を流通させることで撮像ユニットを冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の医療用観察システムにおいて、冷却流路に沿って冷却流体を強制的に流通させるためには、ポンプ等の循環器が必要となる。そして、冷却流路に沿って冷却流体を強制的に流通させる構成（以下、強制冷却の構成と記載）としては、例えば、冷却流路を内視鏡と制御装置とに跨いで設けるとともに、当該制御装置内に循環器を設けた構成が考えられる。しかしながら、当該強制冷却の構成を採用した場合には、制御装置に対する内視鏡の着脱に応じて冷却流路が分断される構造であるため、冷却流体を外部に漏れても問題のないものを選択するか、弁を設ける等して外部に漏れない構造にする必要がある。また、仮に弁が故障した場合は当該着脱箇所から冷却流体が外部に漏れてしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、発熱部を冷却する冷却流体の外部への漏れを軽減することができる医療用観察装置及び医療用観察システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る医療用観察装置は、被検体内に挿入される挿入部が接続されるとともにユーザによって把持される把持部を備えた医療用観察装置であって、前記把持部から延在した伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルの端部に設けられ、前記医療用観察装置外部の制御装置に対して着脱自在に接続するコネクタとを備え、前記挿入部内または前記把持部内には、駆動されることで発熱する発熱部が設けられ、前記伝送ケーブルには、前記制御装置と前記把持部との間での信号伝送を行う信号伝送路と、冷却流体を流通する冷却流路とが設けられ、前記冷却流体は、前記発熱部と熱的に接続し、前記冷却流路は、前記医療用観察装置内で前記冷却流体を循環させる環状の流路である。
【０００７】
また、本発明に係る医療用観察装置では、上記発明において、前記冷却流路は、前記コネクタ内を通り、前記コネクタ内には、前記冷却流路上に位置し、前記冷却流体を循環させる循環器が設けられている。
【０００８】
また、本発明に係る医療用観察装置では、上記発明において、前記把持部は、前記挿入部が着脱自在に接続されるカメラヘッドであり、前記発熱部は、前記カメラヘッド内に設けられ、前記挿入部にて取り込まれた被写体像を撮像する撮像素子である。
【０００９】
また、本発明に係る医療用観察装置では、上記発明において、前記冷却流路外への前記冷却流体の漏れを検知する検知部をさらに備える。
【００１０】
また、本発明に係る医療用観察システムは、上述した医療用観察装置と、前記医療用観察装置が着脱自在に接続される制御装置とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る医療用観察装置及び医療用観察システムによれば、発熱部を冷却する冷却流体の外部への漏れを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る医療用観察システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、医療用観察装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、カメラヘッド内の構成示す図である。
【図４】図４は、実施の形態２に係るコネクタ内の構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１，２の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１４】
（実施の形態１）
〔医療用観察システムの概略構成〕
図１は、本実施の形態１に係る医療用観察システム１の概略構成を示す図である。
医療用観察システム１は、医療分野において用いられ、生体内等の被検体を観察するシステムである。この医療用観察システム１は、図１に示すように、挿入部２と、光源装置３と、ライトガイド４と、医療用観察装置５と、表示装置６と、第１伝送ケーブル７と、制御装置８と、第２伝送ケーブル９とを備える。
本実施の形態１では、挿入部２は、硬性内視鏡で構成されている。すなわち、挿入部２は、全体が硬質、または一部が軟質で他の部分が硬質である細長形状を有し、生体内に挿入される。この挿入部２内には、１または複数のレンズを用いて構成され、生体内からの光（被写体像）を集光する光学系が設けられている。
【００１５】
光源装置３は、ライトガイド４の一端が接続され、制御装置８による制御の下、当該ライトガイド４の一端に生体内を照明するための光を供給する。
なお、本実施の形態では、光源装置３は、制御装置８とは別体で構成されているが、これに限らず、当該制御装置９内部に設けられた構成を採用しても構わない。
ライトガイド４は、一端が光源装置３に着脱自在に接続するとともに、他端が挿入部２に着脱自在に接続する。そして、ライトガイド４は、光源装置３から供給された光を一端から他端に伝達し、挿入部２に供給する。挿入部２に供給された光は、当該挿入部２の先端から出射され、生体内に照射される。生体内に照射された光（被写体像）は、挿入部２内の光学系により集光される。
【００１６】
医療用観察装置５は、挿入部２の基端（接眼部２１（図１））が着脱自在に接続されるとともに、制御装置８に着脱自在に接続する。そして、医療用観察装置５は、挿入部２にて集光された被写体像を撮像し、当該撮像による画像信号（ＲＡＷ信号）を制御装置８に出力する。本実施の形態１では、当該画像信号は、４Ｋ以上の画像信号である。
なお、医療用観察装置５の詳細な構成については、後述する。
【００１７】
表示装置６は、液晶または有機ＥＬ（Electro  Luminescence）等を用いた表示ディスプレイで構成され、制御装置８による制御の下、当該制御装置８からの映像信号に基づく画像を表示する。
第１伝送ケーブル７は、一端が表示装置６に着脱自在に接続し、他端が制御装置８に着脱自在に接続する。そして、第１伝送ケーブル７は、制御装置８にて処理された映像信号を表示装置６に伝送する。
【００１８】
制御装置８は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）等で構成され、光源装置３、医療用観察装置５、及び表示装置６の動作を統括的に制御する。
具体的に、制御装置８は、医療用観察装置５から取得した画像信号に対して所定の処理を施すことで映像信号を生成し、第１伝送ケーブル７を介して当該映像信号を表示装置６に出力する。そして、表示装置６は、当該映像信号に基づく画像を表示する。また、制御装置８は、光源装置３や医療用観察装置５に対して制御信号等を出力する。
第２伝送ケーブル９は、一端が光源装置３に着脱自在に接続し、他端が制御装置８に着脱自在に接続する。そして、第２伝送ケーブル９は、制御装置８からの制御信号等を光源装置３に伝送する。
【００１９】
〔医療用観察装置の構成〕
図２は、医療用観察装置５の構成を示す図である。図３は、カメラヘッド５１内の構成を示す図である。
医療用観察装置５は、図１ないし図３に示すように、カメラヘッド５１と、第３伝送ケーブル５２（図１，図２）と、コネクタ５３（図１，図２）とを備える。
カメラヘッド５１は、挿入部２の接眼部２１が着脱自在に接続されるとともに術者等のユーザによって把持される部分であり、本発明に係る把持部に相当する。このカメラヘッド５１は、レンズユニット（図示略）と、撮像素子５１１（図３）と、信号処理部（図示略）と、通信部（図示略）とを備える。
【００２０】
レンズユニットは、１または複数のレンズを用いて構成され、挿入部２にて集光された被写体像を撮像素子５１１の撮像面に結像する。
撮像素子５１１は、レンズユニットが結像した被写体像を受光して電気信号（アナログ信号）に変換するＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）またはＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等で構成されている。
信号処理部は、撮像素子５１１から出力される電気信号に対して信号処理を行い通信部へ伝達する。
通信部は、第３伝送ケーブル５２を介して、信号処理部から出力される画像信号を制御装置８に送信する。この通信部は、例えば、第３伝送ケーブル５２を介して、制御装置８との間で、１Ｇｂｐｓ以上の伝送レートで画像信号の通信を行う高速シリアルインターフェースで構成されている。
【００２１】
ここで、撮像素子５１１は、本発明に係る発熱部に相当する。そして、撮像素子５１１には、図３に示すように、ヒートシンク５１２が直接、熱的に接続されている。
ヒートシンク５１２は、図３に示すように、受熱ブロック５１３と、複数のフィン５１４とを備える。
受熱ブロック５１３は、高い熱伝導性を有する金属材料等で構成された板体であり、撮像素子５１１に対して直接、熱的に接続する。そして、受熱ブロック５１３は、撮像素子５１１にて生じた熱を受熱する。
複数のフィン５１４は、高い熱伝導性を有する金属材料等でそれぞれ構成された薄い平板形状をそれぞれ有する。そして、複数のフィン５１４は、互いに平行となる姿勢で受熱ブロック５１３からそれぞれ突出している。すなわち、撮像素子５１１から受熱ブロック５１３に受熱された熱は、複数のフィン５１４にそれぞれ伝達される。
【００２２】
コネクタ５３は、制御装置８と機械的に接続する部分であり、第３伝送ケーブル５２の先端に設けられている。
第３伝送ケーブル５２は、カメラヘッド５１から延在した部分であり、本発明に係る伝送ケーブルに相当する。この第３伝送ケーブル５２は、コネクタ５３を介して制御装置８に着脱自在に接続する。そして、第３伝送ケーブル５２には、図２に示すように、信号伝送路５２１と、冷却流路５２２とが設けられている。
【００２３】
信号伝送路５２１は、制御装置８とカメラヘッド５１との間での信号伝送を行う信号伝送路である。より具体的に、信号伝送路５２１は、カメラヘッド５１から出力される画像信号を制御装置８に伝送するとともに、制御装置８から出力される制御信号、同期信号、クロック、及び電力等をカメラヘッド５１にそれぞれ伝送する信号伝送路である。なお、図２では、説明の便宜上、信号伝送路５２１として１本の信号伝送路のみを図示しているが、実際には、複数の信号伝送路が設けられている。
なお、信号伝送路５２１を介したカメラヘッド５１から制御装置８への画像信号の伝送は、当該画像信号を光信号で伝送してもよく、あるいは、電気信号で伝送しても構わない。信号伝送路５２１を介した制御装置８からカメラヘッド５１への制御信号、同期信号、クロックの伝送も同様である。
【００２４】
冷却流路５２２は、高い熱伝導性を有する金属材料等で構成されたパイプ等によって形成され、冷却流体を流通する流路である。本実施の形態１では、冷却流路５２２は、図２に示すように、コネクタ５３内〜第３伝送ケーブル５２内〜カメラヘッド５１内を辿り、再度、第３伝送ケーブル５２を辿って、コネクタ５３内に戻る環状の流路で構成されている。すなわち、冷却流路５２２は、医療用観察装置５内で冷却流体を循環させる環状の流路で構成されている。
そして、冷却流路５２２は、カメラヘッド５１内において、図３に示すように、複数のフィン５１４の表裏をそれぞれ貫通する。すなわち、冷却流体は、複数のフィン５１４を介して撮像素子５１１に対して熱的に接続する。
【００２５】
また、コネクタ５３内において、冷却流路５２２上には、図２に示すように、循環器５３１が設けられている。当該循環器５３１は、コネクタ５３を介して制御装置８と電気的に接続し、当該制御装置８による制御の下、冷却流体が特定の流量で流通するように当該冷却流体を冷却流路５２２に沿って循環させる。当該循環器５３１としては、ポンプ等を例示することができる。また、冷却流体としては、気体でもよく、あるいは、液体でも構わない。
【００２６】
そして、循環器５３１によって循環される冷却流体は、複数のフィン５１４を介して熱を受熱し、第３伝送ケーブル５２内を流通する際に当該受熱した熱を放熱する。そして、冷却流体は、再度、複数のフィン５１４に向けて流通する。以上のように冷却流体が冷却流路５２２に沿って循環することにより、撮像素子５１１が冷却される。
【００２７】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態１に係る医療用観察装置５では、撮像素子５１１を冷却する冷却流体が流通する冷却流路５２２は、当該医療用観察装置５内で冷却流体を循環させる環状の流路で構成されている。すなわち、冷却流路５２２は、医療用観察装置５と制御装置８等の他の装置とに跨って設けられておらず、当該他の装置に対する医療用観察装置５の着脱に応じて分断されることがない。
したがって、本実施の形態１に係る医療用観察装置５によれば、冷却流体を冷却流路５２２に常時、留めることができ、当該冷却流体の外部への漏れを軽減することができる。
【００２８】
また、本実施の形態１に係る医療用観察装置５では、冷却流路５２２は、コネクタ５３内〜第３伝送ケーブル５２内〜カメラヘッド５１内を辿り、再度、第３伝送ケーブル５２を辿って、コネクタ５３内に戻る環状の流路で構成されている。
このため、比較的に長く延在した第３伝送ケーブル５２内を流通する際に冷却流体の熱を放熱することができる。すなわち、冷却流体の熱を放熱する放熱装置を別途、設ける必要がなく、撮像素子５１１を効率的に冷却することができる。
【００２９】
また、本実施の形態１に係る医療用観察装置５では、コネクタ５３内には、冷却流路５２２上に位置し、冷却流体を循環させる循環器５３１が設けられている。
このため、冷却流路５２２を形成するパイプ等と循環器５３１とを接続する接続箇所をコネクタ５３内に設けることができる。したがって、医療用観察装置５外部への冷却流体の漏れを軽減することができる。
【００３０】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図４は、本実施の形態２に係るコネクタ５３内の構成を示す図である。なお、図４では、説明の便宜上、信号伝送路５２１の図示を省略している。
本実施の形態２では、上述した実施の形態１に対して、コネクタ５３内に検知部５３２を設けた点が異なるのみである。
【００３１】
検知部５３２は、コネクタ５３を介して制御装置８と電気的に接続し、当該制御装置８による制御の下、冷却流路５２２外への冷却流体の漏れを検知する。本実施の形態２では、検知部５３２は、冷却流路５２２上に設けられ、例えば冷却流体の流量を計測する流量計等によって構成されている。そして、検知部５３２は、計測した流量に応じた信号を出力し、その信号はコネクタ５３内部あるいは制御装置８にて処理される。検知部５３２にて計測された流量が特定の流量を下回っている場合に、冷却流路５２２外への冷却流体の漏れがあると判定する。その場合、循環器５３１の動作を停止する等の処理を行う。また、制御装置８は、例えば、医療用観察システム１の使用を停止する旨の情報を表示装置６に表示させる。
【００３２】
以上説明した本実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態２に係るコネクタ５３内には、冷却流路５２２外への冷却流体の漏れを検知する検知部５３２が設けられている。
このため、検知部５３２にて冷却流路５２２外への冷却流体の漏れがあることが検知された場合には、循環器５３１の動作を停止することができる。したがって、医療用観察装置５外部への冷却流体の漏れをさらに軽減することができる。
【００３３】
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１，２によってのみ限定されるべきものではない。
図５は、本実施の形態１，２の変形例を示す図である。具体的に、図５は、図３に対応した図である。
上述した実施の形態１，２では、冷却流体は、ヒートシンク５１２を介して撮像素子５１１に対して熱的に接続していたが、これに限らず、図５に示すように撮像素子５１１に対して熱的に接続しても構わない。
【００３４】
具体的に、カメラヘッド５１は、図５に示すように、気密部５１５と、充填部５１６とを備える。なお、図５では、説明の便宜上、気密部５１５と充填部５１６との境界を破線によって表現している。
気密部５１５は、高い熱伝導性を有する金属材料等で構成され、撮像素子５１１を内部に気密に収納するケースであり、撮像素子５１１と熱的に接続する。
充填部５１６は、高い熱伝導性を有する金属材料等で構成され、気密部５１５と直接、熱的に接続する。そして、充填部５１６内には、冷却流体が充填されている。なお、図５では、説明の便宜上、冷却流体を斜め線によって表現している。そして、充填部５１６は、冷却流路５２２の一部を構成する。すなわち、冷却流体は、充填部５１６及び気密部５１５を介して撮像素子５１１に対して熱的に接続する。
【００３５】
上述した実施の形態１，２では、循環器５３１にて冷却流路５２２に沿って冷却流体を強制的に流通させる強制冷却の構成を採用していたが、これに限らず、循環器５３１を設けずに、冷却流路５２２に沿って冷却流体を自然対流させても構わない。また、循環器５３１を医療用観察装置５外部に設けた構成を採用しても構わない。この際、例えば、冷却流体として磁性流体を採用し、循環器５３１として医療用観察装置５外部若しくはケーブル内から当該磁性流体に磁界を印加する構成を採用する。そして、当該磁性流体は、当該磁界の印加に応じて、冷却流路５２２に沿って流通する。
【００３６】
上述した実施の形態１，２では、本発明に係る発熱部として、撮像素子５１１を採用していたが、これに限らない。カメラヘッド５１内に設けられた撮像素子５１１以外の構成や、挿入部２内に設けられた構成を本発明に係る発熱部として採用しても構わない。
上述した実施の形態２では、コネクタ５３内に検知部５３２を設けていたが、これに限らない。冷却流路５２２上や、冷却流路５２２に近接した位置であれば、その他の位置に本発明に係る検知部を設けても構わない。
上述した実施の形態１，２では、硬性内視鏡を用いた医療用観察システム１に本発明に係る医療用観察装置を搭載していたが、これに限らず、軟性内視鏡を用いた医療用観察システムに本発明に係る医療用観察装置を搭載しても構わない。
上述した実施の形態１，２では、制御装置８による制御の下、冷却流体が特定の流量で流通するように当該冷却流体を冷却流路５２２に沿って循環させていたが、これに限らない。例えば、カメラヘッド５１やコネクタ５３に制御回路を設け、当該制御回路による制御の下、冷却流体が特定の流量で流通するように当該冷却流体を冷却流路５２２に沿って循環させても構わない。
上述した実施の形態１，２において、さらにカメラヘッド５１内で撮像素子５１１を固定するためのアダプタに金属等の熱伝導率の高い材質を用いることで、撮像素子５１１で発生した熱を効率的に気密部５１５に伝える構成としてもよい。例えば、アダプタとして、レンズユニット内のレンズの周囲、及び撮像素子５１１の周囲にアルミ等の金属を配置してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  医療用観察システム
２  挿入部
３  光源装置
４  ライトガイド
５  医療用観察装置
６  表示装置
７  第１伝送ケーブル
８  制御装置
９  第２伝送ケーブル
２１  接眼部
５１  カメラヘッド
５２  第３伝送ケーブル
５３  コネクタ
５１１  撮像素子
５１２  ヒートシンク
５１３  受熱ブロック
５１４  フィン
５１５  気密部
５１６  充填部
５２１  信号伝送路
５２２  冷却流路
５３１  循環器
５３２  検知部
【図１】
2020124447.tif 000003
【図２】
2020124447.tif 000004
【図３】
2020124447.tif 000005
【図４】
2020124447.tif 000006
【図５】
2020124447.tif 000007