(57)【要約】【課題】ユーザによる不慮の電源遮断が行われた場合でもデータの保存を確実にすること。【解決手段】医療用装置の各部に必要な電源を供給する電源供給部と、各部への電源供給の遮断を指示する操作があったときに、一部の処理回路（画像処理回路１６）に対する電源供給を当該処理回路での処理が完了するまで保持する保持手段（遅延回路１５）と、各部への電源供給の遮断を指示する操作があったときに、一部の回路素子（ＣＣＤ、ＬＥＤ）に対する電源供給を直ちに停止する停止手段（制御回路１８）と、を具備する。【選択図】        図４
2006340921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用装置の各部に必要な電源を供給する電源供給部と、
各部への電源供給の遮断を指示する操作があったときに、一部の処理回路に対する電源供給を当該処理回路での処理が完了するまで保持する保持手段と、
各部への電源供給の遮断を指示する操作があったときに、一部の回路素子に対する電源供給を直ちに停止する停止手段と、
を具備することを特徴とする医療用装置。
【請求項２】
前記一部の処理回路は画像処理回路であり、前記一部の回路素子は、撮像素子あるいは表示素子であることを特徴とする請求項１記載の医療用装置。
【請求項３】
各部に必要な電源を供給する電源供給部と、
ユーザが操作可能なメインスイッチと、
前記電源供給部に設けられ、前記メインスイッチと連動して動作する補助スイッチと、
前記メインスイッチと前記補助スイッチとの間に設けられた遅延回路と、
前記メインスイッチの後段に設けられた制御回路と、を具備し、
前記メインスイッチがオフ操作されたときに、前記制御回路により、一部の回路素子に対する電源供給を直ちに停止するとともに、前記遅延回路により当該オフ操作を示す信号を所定時間だけ遅延させ、遅延された信号に基づいて前記補助スイッチにより一部の処理回路に対する電源供給を遮断することを特徴とする医療用装置。
【請求項４】
前記遅延回路は、抵抗とコンデンサとから構成されるＣＲ回路を含み、該ＣＲ回路の時定数によって前記遅延時間が決定されることを特徴とする請求項３記載の医療用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医療用装置、特に、電子内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療用電子内視鏡装置では、撮像部である電子内視鏡スコープ（ＣＣＤ）からの画像データや患者情報等は、画像処理装置であるプロセッサ（ＯＳ搭載）により処理された後、内部メモリ（ＳＲＡＭ）に一時保存され、必要に応じて外部記憶媒体であるＰＣカードへ記録される。例えば、特開２００１−１７８６８５号公報は、このような医療用電子内視鏡装置の一例を示している。
【０００３】
しかし、例えば、ＰＣカードへの記録中に、ユーザにより不用意な電源遮断が行われた場合は各処理部への電源供給が停止され、データが保存されないで破壊されてしまう可能性がある。そこで、電源装置内又は電源出力側に並列に接続されているコンデンサの容量を大きくし、コンデンサに蓄えられたエネルギーによって、ある一定時間は出力電圧を保持できるようにしていた。しかし、コンデンサの容量を大きくすると、装置の大型化やコストアップにつながり、特に出力容量の大きな電源では、より大きな容量のコンデンサを必要としてしまい、低コスト・小型化が困難であった。また、コンデンサ自体の容量のばらつきにより、時間管理が難しいという欠点もあった。
【０００４】
一方、内視鏡先端部に搭載されたＣＣＤへの電源電圧は、安全性確保の観点から電源遮断と同時にシャットダウンする必要がある。また、電源遮断時には、プロセッサのフロントパネル上のＬＥＤ表示を即時に消灯させることにより、ユーザが使用感を損ねないようにする必要がある。
【特許文献１】特開２００１−１７８６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のことを考慮すると、電源遮断時のシャットダウン制御には以下の２つの機能
１．電源遮断時に、一定時間電圧出力を保持する機構
２．電源遮断時に、即時に電圧出力を停止する機構
が必要であるが、特開２００１−１７８６８５号公報を含む従来技術では、このような機能を実現する技術が提案されていなかった。
【０００６】
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、上記２つの機能を実現することができる医療用装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、医療用装置であって、医療用装置の各部に必要な電源を供給する電源供給部と、各部への電源供給の遮断を指示する操作があったときに、一部の処理回路に対する電源供給を当該処理回路での処理が完了するまで保持する保持手段と、各部への電源供給の遮断を指示する操作があったときに、一部の回路素子に対する電源供給を直ちに停止する停止手段と、を具備する。
【０００８】
また、本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記一部の処理回路は画像処理回路であり、前記一部の回路素子は、撮像素子あるいは表示素子である。
【０００９】
また、本発明の第３の態様は、医療用装置であって、各部に必要な電源を供給する電源供給部と、ユーザが操作可能なメインスイッチと、前記電源供給部に設けられ、前記メインスイッチと連動して動作する補助スイッチと、前記メインスイッチと前記補助スイッチとの間に設けられた遅延回路と、前記メインスイッチの後段に設けられた制御回路と、を具備し、前記メインスイッチがオフ操作されたときに、前記制御回路により、一部の回路素子に対する電源供給を直ちに停止するとともに、前記遅延回路により当該オフ操作を示す信号を所定時間だけ遅延させ、遅延された信号に基づいて前記補助スイッチにより一部の処理回路に対する電源供給を遮断する。
【００１０】
また、本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記遅延回路は、抵抗とコンデンサとから構成されるＣＲ回路を含み、該ＣＲ回路の時定数によって前記遅延時間が決定される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ユーザによる不慮の電源遮断が行われた場合でもデータの保存が確実に行われる。また、安全性が確保できかつユーザの使用感を損ねることがない、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明が適用される電子内視鏡装置の外観図であり、撮像素子（ＣＣＤ）を有し、観察のために患者体腔内に挿入されるスコープ６と、患部を照射するための光源装置５と、撮像された画像信号を処理するプロセッサ４と、処理された画像信号を表示するモニタ３と、データや指示を入力するためのキーボード１と、を備えている。プロセッサ４、モニタ３、キーボード１、光源装置５は設置用ラック２に備え付けられている。スコープ６とプロセッサ４とはケーブルにより接続されている。図２は、図１に示すプロセッサを拡大して示す外観図である。
【００１３】
上記した構成において、スコープ６を患者体腔内に挿入した状態で、スコープ６の先端部に配置された撮像素子により撮像された画像信号はプロセッサ４に入力される。プロセッサ４において信号処理が行われた後、画像信号はモニタ３に表示されるかあるいは図示せぬ記録媒体に記録される。
【００１４】
ここでスコープ６は観察のために患者体腔内に挿入される為、スコープ内部の撮像素子やケーブル７及び、ケーブル７に接続されるプロセッサ４内部の回路は、患者に触れる可能性のある電気回路であると見なすことができる。そこで、このような電気回路は医療機器の電気的安全性の観点から「患者回路」と呼ばれている。患者回路は、一次回路と呼ばれる商用電源や、二次回路と呼ばれる接地された外装金属部、信号入出力回路とは一定以上の耐電圧性能を保つために絶縁されている。このことは、医療機器安全規格国際標準であるＩＥＣ６０６０１−１に規定されている。
【００１５】
図３は、上記した患者回路７１の概略ブロック図であり、ＣＣＤ５１で取得した画像信号を増幅する増幅回路７１−２と、ＣＣＤ５１を駆動するためのＣＣＤ駆動回路７１−３と、増幅回路７１−２で増幅された画像信号からノイズを除去して画素情報を抽出するための相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）７１−４と、ＣＤＳ７１−４からの画像信号をアナログからデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ７１−８と、患者回路７１と、接地された外装金属、信号入出力部分である２次回路１４０との間の絶縁をとる絶縁回路７１−９とを備えている。
【００１６】
一般に、患者回路７１は、電気回路の一部であるＣＣＤ５１を内蔵したスコープとともに、手術時に患者に触れる可能性のある電気回路であると考えることができる。そのため、医療機器の電気的安全性の観点から、患者回路７１は、ＡＣ商用電源などの１次回路と、接地された外装金属、信号入出力部分である２次回路との間で一定以上の耐圧性能を保って絶縁配置される。
【００１７】
図４は、プロセッサ４の概略ブロック図であり、特に、プロセッサ４内部の電源ユニット、２次回路、患者回路、スコープ等の外部接続機器の信号伝達経路を示すものである。図４は、前述した本発明が解決すべき課題を解決するための構成であり、プロセッサ４の内部、特に電源装置１００の構成を特徴とする。
【００１８】
このような電源装置１００は、ノイズフィルタ１１と、補助スイッチ１２と、電源スイッチとしてのメインスイッチ１４と、ＡＣ−ＤＣコンバータ１３と、遅延回路１５とを備える。２次回路１４０は画像処理回路１６と、内部メモリ（ＳＲＡＭ）１７と、制御回路（ＣＰＵ）１８とを備える。
【００１９】
上記した構成において、電源装置１００内部のＡＣ−ＤＣコンバータ１３は、ＡＣ商用電源１０に基づいて直流電圧を生成し、該直流電圧を後段の２次回路１４０及び患者回路７１に供給する。
【００２０】
電源供給先としての２次回路１４０の制御回路（ＣＰＵ）１８は、各動作の命令（制御信号）に基づいてスコープ６からの画像信号を処理（サンプリング等）したり外部の接続機器とのＩ／Ｏ通信制御を行う。
【００２１】
スコープ６から入力された画像信号は、患者回路７１の信号処理部１９においてアナログ信号からディジタル信号へ変換された後、２次回路１４０へ伝達される。その後、２次回路１４０の画像処理回路１６で画像情報に処理され、モニタやプリンタ等の周辺機器２０へ伝達される。同様に、当該画像情報はバックアップ用に内部メモリ１７へ保存され、必要に応じて外部記憶媒体であるＰＣカード２１へ保存される。
【００２２】
制御回路１８にはＯＳ（オペレーティングシステム）が搭載されており、スコープ６内部のＣＣＤによるデータ入力、患者回路７１及び２次回路１４０での処理、外部記憶媒体２１や周辺機器２０への出力、の一連の動作の制御を行っている。このときに扱われるデータの種類としては、スコープ６からの画像データ、スコープ６の種類に関する固有データ、患者情報データ、通信信号及び回路制御信号が挙げられる。
【００２３】
ここで、バックアップ用の内部メモリ１７へのデータの保存時や外部記憶媒体２１へのデータの記録時に、何らかの理由で電源装置１００からの電源供給が停止した場合、つまり、電源装置１００のメインスイッチ１４が不慮又は故意にＯＦＦされた場合には、各処理回路部は正常に動作することは出来ず、データは保存されずに破壊されてしまう。
【００２４】
同様に、制御回路１８にインストールされたＯＳが何らかの理由で強制終了してしまった場合には、正常に終了動作が行われず、データが破壊されてしまう。
【００２５】
そこで本発明では、特に画像処理装置であるプロセッサ４に搭載される電源装置１００において、ユーザによるメインスイッチ１４のＯＦＦ操作が発生した時点からある一定時間内は電源装置１００自体の動作を維持し、当該一定時間内にデータ保存動作を完了させるようにしたことを特徴とする。電源装置１００は当該一定時間が経過した後、自動的に動作を停止する。
【００２６】
さらに、患者回路７１を介してＣＣＤ５１へ供給する電源電圧や、フロントパネル上のＬＥＤを点灯するための電源電圧は、メインスイッチ１４のＯＦＦと同時に供給を停止できるように、メインスイッチ１４がＯＦＦのタイミングで２種類の判別信号（ＯＦＦ＿Ｐ，ＯＦＦ）を生成するようにしている。これらについては後述する。
【００２７】
以下に、図４を参照して電源装置１００の詳細を説明する。医療用電子内視鏡装置、特に画像処理装置であるプロセッサ４に搭載される電源装置１００は、ユーザが操作可能なメインスイッチ１４と、メインスイッチ１４に機械的、電気的若しくは磁気的に連動・同期して動作する補助スイッチ１２と、メインスイッチ１４のオフ操作が発生した時点に瞬時に制御回路であるＣＰＵ１８へメインスイッチ・オフ操作信号を発生させ、且つメインスイッチ１４のオフ操作が発生した時点からある一定時間遅延させて補助スイッチ１２へメインスイッチ１４オフの信号を伝達する遅延回路１５とを備えている。
【００２８】
上記の構成において、まず、電源装置１００の非動作状態からメインスイッチ１４がオン操作されると遅延回路１５が起動し、補助スイッチ１２及びＡＣ−ＤＣコンバータ１３が動作し、後段の各回路部へ電源供給が開始される。
【００２９】
次に、電源装置１００の動作状態からメインスイッチ１４がオフ操作されると、遅延回路１５は、メインスイッチ１４がオフされたことを検出し、瞬時に後段の制御回路（ＣＰＵ）１８や、患者回路７１内に設けられたＣＣＤ駆動回路７１−３へスイッチオフ信号（ＯＦＦ、ＯＦＦ＿Ｐ）を送り、画像データ等の保存やＯＳの終了動作が開始される。ここで、ＯＦＦは２次回路用判別信号であり、ＯＦＦ＿Ｐは患者回路用判別信号である。ＣＣＤ駆動回路７１−３へ出力されるＯＦＦ＿Ｐが、患者回路７１と同様に、２次回路１４０とは絶縁されている信号であることは言うまでもない。
【００３０】
また、遅延回路１５からある一定時間遅延させてスイッチオフ信号が補助スイッチ１２へ送られ、補助スイッチ１２はオフ状態へ移行し、商用電源１０からの供給がなくなったＡＣ−ＤＣコンバータ１３は動作が終了し、出力電圧（後段回路への電源供給）は停止される。
【００３１】
よって、制御回路１８での保存・終了が開始されてから補助スイッチ１２がオフ動作するまでの期間は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１３は動作し続けており、電源装置１００の出力電圧は保持されている。
【００３２】
ここで、出力電圧（電源供給）が停止されるタイミングは、電源装置１００内部の遅延回路１５が定める時間（出力保持期間：Ｔ）が経過したときのみに発生し、後段の制御回路１８の保存・終了状態は監視していない。つまり、遅延回路１５で定めた時間内に保存・終了動作を完了できるように、遅延回路１５の時間を設定している。
【００３３】
上記したメインスイッチ、補助スイッチと出力電圧との関係を図に示すと図５に示すようになる。
【００３４】
図６は上記した遅延回路１５の具体的な構成を示している。図６において、メインスイッチ１４がオンであるか又はオフかであるかを入力電圧にて検出し、トランジスタ８０をオン・オフすることで、オペアンプ８１，８２にて判定し、補助スイッチ１２であるリレーへの駆動電源供給をトランジスタ８３によって切り替える。
【００３５】
図６において、遅延時間を発生させる回路は、抵抗８４とコンデンサ８５から構成されるＣＲ回路の時定数によって、補助スイッチ１２のオフ・遅延時間を決定している。また、メインスイッチ１４がオフ操作された場合には、オペアンプ８２によって瞬時にＯＦＦ信号が送出され、ＣＰＵ１８でのデータ保存開始指示やＯＳの終了指示を行う。
【００３６】
図７は、電源装置１００の詳細な構成を示す図である。ＡＣ商用電源１０は、ヒューズ、ラインフィルタ５０を経由して、ユーザによるオン・オフ操作可能なメインスイッチ１４と、メインスイッチ１４に並列に接続される補助スイッチ１２に接続される。メインスイッチ１４と、ＡＣ電圧波形を全波整流するダイオードブリッジ５１との間には、メインスイッチ・オン時の突入電流を抑制する抵抗Ｒ１（５５）と、逆流防止用のダイオード５６が接続されている。さらに、メインスイッチ１４を経由して遅延回路１５が図示せぬ制御ＩＣの起動電圧として供給されるように接続される。
【００３７】
ダイオードブリッジ５１とＤＣ−ＤＣコンバータ１３との間には、高調波抑制対策のために力率補正を容易に実現させるためのアクティブコンバータとしての力率補正回路（ＰＦＣ回路：Power Factor Correction回路）５２が設けられている。図ではＰＦＣ回路５２は制御ＩＣ５４と、トランジスタ５８と、ダイオード５９と、コンデンサ６０とから構成される。ＰＦＣ回路５２を設けた時の利点としては、商用電源１００の電圧が１００Ｖ系、２００Ｖ系共通に使用可能となり、世界各地の電源環境に対応できることである。
【００３８】
ＰＦＣ回路５２によって交流電圧から変換された直流電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３で所望の電圧に変換された後、各回路部へ電源供給される。
【００３９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、１次巻線と２次巻線を有するスイッチングトランスを有しており、電気的絶縁を行っている。スイッチング方式には、一般にフライバック方式、フォワード方式等が構成されている。ここでは、特にスイッチング損失を低減し、高効率化を図るためのソフトスイッチング方式を構成している。
【００４０】
なお、図６と図７に示す駆動電源Ｖccは同一のものである。また、図６に示す、リレーの駆動電源切替えスイッチであるトランジスタ８３は、図７に示すスイッチ５３に対応するものである。
【００４１】
上記した構成において、まず、メインスイッチ１４がユーザによりオン操作されると、商用電源１０からの入力電圧によって遅延回路１５と、図示せぬＰＦＣ回路部制御ＩＣが起動し、ダイオードブリッジ５１を経由したＡＣ電圧はＰＦＣ回路５２で直流電圧に変換された後、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３に供給されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は起動されて所望の出力電圧を出力する。
【００４２】
ここで、遅延回路１５が起動されたときには図７のＳＷ３（５３）はオン状態となっており、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３からの補助電源Ｖccは補助スイッチ１２であるリレーへ電源が供給され、リレーはオン状態に移行する。
【００４３】
補助スイッチ１２であるリレーがオン状態に移行すると、突入電流抑制用の抵抗５５が直列に接続されているメインスイッチ１４の経路に対して、インピーダンスの低いリレーを経由した経路でＡＣ電源はダイオードブリッジ５１以降へ供給され、電源動作状態が継続される。
【００４４】
次に、電源動作状態から、ユーザによってメインスイッチ１４がオフ操作された場合、図６のトランジスタ８０はオフになり、それに伴い、オペアンプ８１の反転入力端子電圧が非反転入力端子電圧より高くなり、オペアンプ８１の出力信号はマイナス（負）となり、コンデンサ８５に充電されていた電荷は抵抗８４との時定数に従って放電され、一定時間後にトランジスタ８３がオフに切り替わる。
【００４５】
また、オペアンプ８２は、メインスイッチ１４がオフ操作されてから、瞬時にＣＰＵ１８へスイッチオフ信号を送出し、トランジスタ８３がオフに切り替わる間に、ＣＰＵ１８でのデータ保存・ＯＳ終了を行う。
【００４６】
トランジスタ８３がオフに切り替わると、図７のＳＷ３（５３）がオフとなり、補助スイッチ１２のリレーへの駆動電源供給は遮断され、商用電源１０からの供給は停止される。更に、ＰＦＣ回路５２の制御ＩＣ５４も停止することから、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３も停止し、結果として、電源装置１００の出力電圧が停止され、後段の各回路部への電源供給が停止する。
【００４７】
なお、上記実施形態の変形例として、遅延回路が、スイッチングトランスの１次側では無く、アイソレーション部を経由して２次側に位置するようにしてもよい。また、商用電源ではなく、ＤＣ電源を入力としてもよい。
【００４８】
次に、メインスイッチ１４がＯＦＦされたことを判別する２種類の判別信号（ＯＦＦ，ＯＦＦ＿Ｐ）を用いたその他の制御に関して図８を参照して説明する。
【００４９】
まず、患者回路７１と２次回路１４０は電気的に絶縁されているため、ＯＦＦ信号とＯＦＦ＿Ｐ信号は個別に出力する必要がある。患者回路７１では、ＯＦＦ＿Ｐ信号を受けて、メインスイッチ１４のＯＦＦ動作と同時に、ＣＣＤに供給する電源電圧を電流制限回路等の制御により即時に停止することができる。すなわち図８において、メインスイッチ１４は時間ｔ１でＯＮした後、ｔ２でＯＦＦするが、該ＯＦＦ動作と同時に患者回路用判別信号（ＯＦＦ＿Ｐ）がＬレベルになる。
【００５０】
また、２次回路１４０においては、ＯＦＦ信号により即時にフロントパネルのＬＥＤを消灯する。すなわち図８において、メインスイッチ１４は時間ｔ１でＯＮした後、ｔ２でＯＦＦするが、該ＯＦＦ動作と同時に２次回路用判別信号（ＯＦＦ）がＬレベルになる。これにより、使用者に対して電源ＯＦＦ時の不自然な感覚を与えなくて済む。
【００５１】
また、２次回路用内部電源出力と患者回路用内部電源出力とはメインスイッチ１４のＯＦＦ動作と同時にＬレベルにならず、所定の遅延時間ｔ＝１．５秒遅れて約７０％のレベルに低下し（時間ｔ３）、その後、Ｌレベルになる。このような内部電源電圧の停止遅延制御を行うことにより、ＰＣカードなどに画像の電子記録を実行しているときにメインスイッチ１４がＯＦＦされても、画像処理回路では正常に記録動作を完了させることができ、その後シャットダウン処理を実行することができるため、検査画像の消失を回避することができる。また、このような電源シャットダウンの遅延制御により、電源が供給されたままでのスコープ抜去を防止することが可能となり、安全性を高めることができる。
【００５２】
また、ＯＦＦ＿Ｐ信号は、患者回路７１に対するメインスイッチ１４ＯＦＦの判別信号であり、この判別信号をもとにＣＣＤへ供給電圧や駆動パルスを実施するが、電気的に大地に対して絶縁されている信号であるため、電気メスなどの高周波ノイズの影響を受けやすい。このため、電気メス使用時に画像が消失してしまうなどの問題を発生させないために、図９に示すような構成による安定化を図っている。図９に示す構成は、トランス１０１、抵抗１０２、コンデンサ１０３からなる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明が適用される電子内視鏡装置の外観図である。
【図２】図１に示すプロセッサを拡大して示す外観図である。
【図３】上記した患者回路の概略ブロック図である。
【図４】プロセッサ４の概略ブロック図である。
【図５】メインスイッチ、補助スイッチと出力電圧との関係を示す図である。
【図６】遅延回路１５の具体的な構成を示す図である。
【図７】電源装置１００の詳細な構成を示す図である。
【図８】メインスイッチがＯＦＦされたことを判別する信号（ＯＦＦ，ＯＦＦ＿Ｐ）を用いたその他の制御について説明するための図である。
【図９】高周波ノイズの影響を防止するための構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  キーボード
２  設置用ラック
３  モニタ
４  プロセッサ
５  光源装置
６  スコープ
７  ケーブル
１０  商用電源
１１  ノイズフィルタ
１２  補助スイッチ
１３  ＡＣ−ＤＣコンバータ
１４  メインスイッチ
１５  遅延回路（１次回路）
１６  画像処理回路
１７  内部メモリ
１８  制御回路（ＣＰＵ）
１９  信号処理部
２０  周辺機器
２１  外部記憶装置
７１  患者回路
１００  電源装置
１４０  ２次回路
【図１】
2006340921.tif 000003
【図２】
2006340921.tif 000004
【図３】
2006340921.tif 000005
【図４】
2006340921.tif 000006
【図５】
2006340921.tif 000007
【図６】
2006340921.tif 000008
【図７】
2006340921.tif 000009
【図８】
2006340921.tif 000010
【図９】
2006340921.tif 000011