(57)【要約】【課題】内視鏡先端部のサイズアップなしに先端の温度が所定温度以上にならないようにモニタリングすることが可能な内視鏡先端の冷却機構を有する内視鏡冷却装置を提供する。【解決手段】少なくとも１つ以上の電気的駆動機構１９を有する内視鏡先端部材８と、内視鏡先端部材８を冷却する冷却機構１４とを備える内視鏡冷却装置において、電気的駆動機構１９の電気配線によって、内視鏡先端部材８が所定の温度以上にならないようにモニタリングする内視鏡先端部材温度モニタリング機構を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の電気的駆動機構を有する内視鏡先端部材と、前記内視鏡先端部材を冷却する冷却機構とを備える内視鏡冷却装置において、
前記電気的駆動機構の持つ電気配線で構成され、前記内視鏡先端部材が所定の温度以上にならないようにモニタリングする内視鏡先端部材温度モニタリング機構を備え、
前記内視鏡先端部材の温度が所定温度以上になった時、照明駆動条件もしくは撮像素子駆動条件を変化させることを特徴とする内視鏡冷却装置。
【請求項２】
前記内視鏡先端部材温度モニタリング機構は、抵抗値に応じて温度をモニタリングすることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項３】
前記内視鏡先端部材温度モニタリング機構は、前記内視鏡先端部材内に導入されている少なくとも１つ以上の電気的駆動機構の電気配線を用いることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項４】
前記電気的駆動機構が、ＬＥＤであることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項５】
前記電気的駆動機構が、撮像素子または撮像素子駆動ドライバまたは照明であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項６】
前記冷却機構が水冷機構とチューブとから構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内視鏡冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡先端部を冷却する内視鏡冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡先端部材内には多数の部品が配置されており、そのいくつかの部品は、駆動させるための電力により発熱する。各部品から発せられた熱は内視鏡先端部材に伝熱し内視鏡先端部材は温度上昇する。これら発熱部材の冷却は、この伝熱状況を利用し、内視鏡先端部材を冷却することで内視鏡先端部材内に導入されている発熱部材を間接的に冷却している。
従来、特許文献１の図７に示されるように、内視鏡先端部材の伝熱状況の把握のために、内視鏡先端の金属部材に温度センサーを埋没させる構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、温度センサーを先端に備える従来の方法では、温度センサー導入のための加工や内視鏡先端のスペースを考えると、内視鏡のサイズアップなしには温度測定が難しいという問題が生じている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内視鏡先端部のサイズアップなしに先端の温度が所定温度以上にならないようにモニタリングすることが可能な内視鏡先端の冷却機構を有する内視鏡冷却装置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、本発明は、少なくとも１つ以上の電気的駆動機構を有する内視鏡先端部材と、内視鏡先端部材を冷却する冷却機構とを備える内視鏡冷却装置において、
電気的駆動機構の持つ電気配線で構成され、内視鏡先端部材が所定の温度以上にならないようにモニタリングする内視鏡先端部材温度モニタリング機構を備え、
内視鏡先端部材の温度が所定温度以上になった時、照明駆動条件もしくは撮像素子駆動条件を変化させることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様によれば、内視鏡先端部材温度モニタリング機構は、抵抗値に応じて温度をモニタリングすることが望ましい。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、内視鏡先端部材温度モニタリング機構は、内視鏡先端部材内に導入されている少なくとも１つ以上の電気的駆動機構の電気配線を用いることが望ましい。
【０００９】
本発明の好ましい別の態様にあっては、電気的駆動機構が、ＬＥＤであることが望ましい。
【００１０】
本発明の好ましい別の態様にあっては、電気的駆動機構が、撮像素子または撮像素子駆動ドライバまたは照明であることが望ましい。
【００１１】
本発明の好ましい別の態様にあっては、冷却機構が水冷機構とチューブとから構成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる内視鏡冷却装置は、内視鏡先端のサイズアップ無しに、内視鏡先端部材の温度のモニタリングおよび冷却ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】内視鏡システムの構成を示す図である。
【図２】内視鏡長手方向の断面図である。
【図３】内視鏡径方向の断面図である。
【図４】内視鏡の冷却機構の構成を示す図である。
【図５】電気的駆動機構の構成を示すブロック図である。
【図６】温度モニタリング機構の構成を示すブロック図である。
【図７】抵抗値と温度の関係を説明する図である。
【図８】温度モニタリング後の内視鏡内の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる内視鏡冷却装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施例）
図１は、本発明にかかる内視鏡冷却装置を有する内視鏡システムの構成を示す図である。
図１に示すように、内視鏡システム５は、被検体の体内を観察する観察装置である。内視鏡１は被検体の体内に入り、体内画像の取得や生細胞取得、治療を行なう手段を持つ装置である。光源装置２、ビデオプロセッサ３、モニター４は内視鏡１と電気的、機械的に繋がり、各役割を果たす。光源装置２は内視鏡１の光を駆動させる装置である。ビデオプロセッサ３は内視鏡１から送られる画像の処理や各回路の同期や処理を行なう。モニター４は内視鏡１の画像を出力する。ここで、光源装置２、ビデオプロセッサ３、モニター４をまとめて内視鏡システム５と呼ぶこととする。
【００１６】
図２、図３、図４を用いて内視鏡先端の構成について説明する。図２は内視鏡長手方向の断面図、図３は内視鏡径方向の断面図、図４は冷却機構の構成を示す図である。
図２において、内視鏡１の先端には画像を取得するための撮像素子６が導入されており、撮像素子電力供給線７によって撮像素子駆動ドライバ１６に電力が供給される。撮像素子駆動ドライバ１６は撮像素子６の駆動条件を制御する機構である。撮像素子電力供給線７は図１の内視鏡システム５から撮像素子６までを結んでいる。同様にして、照明部１８（ＬＥＤ等）が、図１の内視鏡システム５から結ばれる電気配線により、制御される。
【００１７】
撮像素子６は内視鏡先端部材８内に導入されている。内視鏡先端部材８には内視鏡１の先端に配置され、送気、送水管や照明用ファイバー、治療機器用の導入口など、多数の部品が配置されている。図３に示す鉗子孔１７や照明部１８がそのような役割を持つものである。鉗子孔１７は治療機器が導入される孔である。また、照明部１８は、例えば照明用ファイバーが接続される。
【００１８】
内視鏡先端部材８の前面には観察対象を観察するための観察窓９が配置される。内視鏡先端部材８は内視鏡１内の硬性部１０に配置される。硬性部１０とは、湾曲コマ１２よりも内視鏡１の先端側に位置する部分を指し、柔軟性を持たない部分である。湾曲コマ１２よりも後方側は、湾曲コマ１２により柔軟性を持つようになっており、この部分を軟性部１１と呼ぶ。
内視鏡１には様々な種類があり、軟性部１１を持たず硬性部１０だけで構成されているものや、撮像素子６が内視鏡先端部材８内に実装されず、内視鏡１の後方に配置されるものもある。
【００１９】
内視鏡先端部材８の一端には冷却機構１３が装着されている。図４を用いて冷却機構１３について説明する。冷却機構１３は、水冷機構１４、チューブ１５から構成される。水冷機構１４は内部に流路が作成されており、内部を水などの液体が通ることで熱交換が行われる構成である。この時、水冷機構１４内を流れる液体は水でなくても構わない。しかし、冷却の効率を考慮し液冷である必要があるため、空気などの流体は適さない。水冷機構１４に水を循環させるためにチューブ１５が接続されている。水は図示しないポンプによって移動される。
ポンプは内視鏡１の送気、送水に使用されているポンプを分岐して使用するか、小型のポンプを別途接続して用いる。このポンプは、内視鏡システム５内に導入されるため、サイズの制約はそれほど厳しくはない。
【００２０】
ポンプによって水は、内視鏡システム５→チューブ１５→水冷機構１４→チューブ１５→内視鏡システム５、の順で循環される。水冷機構１４は内視鏡先端部材８と熱的に結合されていることから、内視鏡先端部材８の持つ熱を移動することになる。水冷機構１４と内視鏡先端部材８の結合は、例えば接着剤などで行われる。
【００２１】
内視鏡先端部材８内には上記したように多数の部品が配置されており、そのいくつかの部品は、駆動させるための電力により発熱する。各部品から発せられた熱は内視鏡先端部材８に伝熱し内視鏡先端部材８は温度上昇する。これら発熱部材の冷却は、この伝熱状況を利用し、間接的に行う。すなわち、内視鏡先端部材８を冷却することで、内視鏡先端部材８内の発熱部材を冷却することが可能となる。
【００２２】
次に図２、図５、図６、図７、図８を用いて、実施例の内視鏡先端部材８の温度モニタリングの方法について説明する。
上記したように内視鏡先端部材８内に発熱部材はいくつか存在する。このような電気的に駆動し発熱する部材を電気的駆動機構１９と呼ぶことにする。電気的駆動機構１９は撮像素子６や撮像素子駆動ドライバ１６だけでなく、ＬＥＤ１８等でも構わない。
【００２３】
実施例は、内視鏡先端部材温度モニタリング機構２７が電気的駆動機構１９として、撮像素子駆動ドライバ１６を利用した場合で説明する。なお内視鏡先端部材温度モニタリング機構２７は、内視鏡先端部材８内に導入されている電気的機構であれば撮像素子６や撮像素子駆動ドライバ１６だけでなく、ＬＥＤ１８等でなくても構わない。
【００２４】
電気的駆動機構１９は内視鏡先端部材８内に導入されており、電気的な駆動により発熱する部材を示し、上記した冷却機構１３により間接的に冷却される部材になる。この電気的駆動機構１９は温度上昇に応じて電気的な抵抗値が変化する。この温度に応じた抵抗値の上昇分は抵抗の材料によって決定される定数になる。ここではこの定数を温度特性αとする。抵抗値の温度特性αと抵抗値とが分かれば、その時の電気的駆動機構１９の温度を予測することが可能となる。
【００２５】
実施例では、電気的駆動機構１９として撮像素子駆動ドライバ１６を適用した場合の抵抗値の測定について説明する。図５において、撮像素子駆動ドライバ１６は撮像素子電力供給線７と電気的に結合されている。撮像素子電力供給線７は内視鏡システム５内から延在され、電力を撮像素子駆動ドライバ１６に供給する。電力は電圧発生機２９で発生され、電圧調整部２０で撮像素子６の駆動状態にあわせて所定の電圧値に調整され、供給される。撮像素子駆動ドライバ１６に供給される電流値は、電流測定機構２８で測定される。撮像素子駆動ドライバ１６を駆動すると、温度上昇により撮像素子駆動ドライバ１６内部の電気的な抵抗値が上昇する。そのため、温度上昇による抵抗値上昇分を考慮しないと撮像素子駆動ドライバ１６に供給される電力値は低下することになる。
【００２６】
図６において、電圧調整部２０と電流測定機構２８とで電力値はモニタリングされ、所定電力で一定になるように電圧値が調整される。所定電圧は電圧メモリ２６にあらかじめ格納されている。駆動開始と同時に電圧メモリ２６ではＶ０の値を電圧調整部２０に渡し、電圧発生機２９で発生させる。
【００２７】
また、この際に電圧値と電力値とが既知であるためオームの法則より抵抗値が算出できる。電圧値を電圧調整部２０から、電流値を電流測定機構２８から抵抗値算出部２３に送り抵抗値を算出する。算出された抵抗値は抵抗値メモリ２２に送られ蓄積される。上記した抵抗値の温度特性αと抵抗値メモリ２２に蓄えられる抵抗値の変化分より温度が算出される。図７は、温度算出を説明する図である。
【００２８】
温度はＴｎ＝Ｔ０＋（Ｒｎ−Ｒ０）／αで表され、この時Ｔ０は初期温度を表す。この場合Ｔ０は被験者の体温と同じである。
上記式で表されるように温度Ｔｎを算出するには抵抗値ＲｎとＲ０が分かっていれば良いためＲ１〜Ｒ（ｎ−１）は抵抗値メモリ２２から削除しても構わない。
【００２９】
温度算出部２３は、上記温度算出を行う場所で、抵抗値メモリ２２より抵抗値ＲｎおよびＲ０の値を受け温度算出する。その後、その算出温度を温度比較部２４に送る。温度比較部２４ではあらかじめ蓄えられている温度メモリ２５の温度値と温度算出部２３より送られてくる温度値との比較を行う。
【００３０】
次に図８のフローチャートを用いて温度モニタリング後の内視鏡システム１内の動作を説明する。ステップＳ８０１において、内視鏡１を駆動させると、電圧メモリ２６内でＶ＝Ｖ０の条件にて電圧調整部２０は電圧発生機２９を駆動させる。その後は上記の方法で温度を算出する。
【００３１】
ステップＳ８０２において、温度比較部２４にて、温度算出部２３の出力温度と温度メモリ２５の温度とを比較する。温度算出部２３の出力温度が、温度メモリ２５の温度より低いとき、ステップＳ８０２へもどり、電圧Ｖ０での駆動を継続し、抵抗値の格納、温度算出を続ける。
【００３２】
ステップＳ８０３において、電圧Ｖと電圧Ｖ１とを比較する。
温度算出部２３の出力温度が、温度メモリ２５の温度より高いとき、ステップＳ８０５において、電圧メモリ２６は、電圧Ｖ０よりも低電圧のＶ１の条件にて電圧を発生させるよう電圧調整部２０に命令を出す。すなわち、撮像素子駆動ドライバ１６の温度が所定の温度より高くなったとして、低い電圧Ｖ１での駆動を行い、温度上昇を抑制する。
【００３３】
電圧Ｖ１での駆動を継続し、抵抗値の格納、温度算出を続け、温度比較部２４にて温度算出部２３の出力温度と温度メモリ２５の温度とを比較する。
【００３４】
温度算出部２３の出力温度が、温度メモリ２５の温度より高いとき、ステップＳ８０４において、電圧メモリ２６は、電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖ２の条件にて電圧を発生させるよう電圧調整部２０に命令を出す。すなわち、撮像素子駆動ドライバ１６の温度が所定の温度より高くなったとして、低い電圧Ｖ２での駆動を行い、温度上昇を抑制する。
このようにして、撮像素子駆動ドライバ１６の抵抗値に基づいて撮像素子駆動ドライバ１６の温度を算出し、供給する電力を制御することができる。内視鏡先端部材８の温度が所定温度以上にならないようにモニタリングし、所定温度以上の場合には撮像素子６の駆動条件を変更することができる。
【００３５】
以上のように、実施例によれば、内視鏡先端部材８内に新たに温度センサーを備えることなく、既に内視鏡先端部材８内にある駆動系の電気配線を用いる構成で内視鏡先端部材８の温度を制御することが可能になる。したがって、内視鏡先端のサイズアップなしに先端の温度が所定温度以上にならないようにモニタリングすることが可能な内視鏡先端の冷却機構を有する内視鏡装置を提供することができる。
また、実施例では撮像素子駆動ドライバ１６の電気配線を用いたが、複数の電気的駆動機構１９を用いて複数の抵抗値情報を得ることもできる。例えば、ＣＣＤやＬＥＤの複数のラインの測定を行う場合である。その場合には、より正確な温度モニタリングが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかる内視鏡冷却装置は、内視鏡先端部に電気駆動機構と冷却機構を有する内視鏡に有用であり、特に、内視鏡先端のサイズアップなしに冷却が望まれる内視鏡に適している。
【符号の説明】
【００３７】
１  内視鏡  
２  光源装置  
３  ビデオプロセッサ  
４  モニター  
５  内視鏡システム
６  撮像素子  
７  撮像素子電力供給線
８  内視鏡先端部材
９  観察窓  
１０  硬性部
１１  軟性部  
１２  湾曲コマ  
１３、１４  水冷機構
１５  チューブ  
１６  撮像素子駆動ドライバ  
１７  鉗子孔  
１８  照明部
１９  電気的駆動機構
２０  電圧調整部  
２１  抵抗値算出部  
２２  抵抗値メモリ  
２３  温度算出部  
２４  温度比較部  
２５  温度メモリ  
２６  電圧メモリ  
２７  内視鏡先端部材温度モニタリング機構  
２８  電流測定機構
２９  電圧発生機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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