電子内視鏡及び電子内視鏡システム
【課題】動作不良や故障を引き起こし得る電子内視鏡の劣化を未然に検出することが可能になる。
【解決手段】本発明の実施形態に係る電子内視鏡は、電子内視鏡に設けられた第一基板および定形部材と、定形部材の変形を検出するひずみセンサと、第一基板上に設けられ、ひずみセンサの検出値に基づき、定形部材の変形量が所定範囲を超えたときに、警報信号を発生する警報信号発生部とを備える。
【解決手段】本発明の実施形態に係る電子内視鏡は、電子内視鏡に設けられた第一基板および定形部材と、定形部材の変形を検出するひずみセンサと、第一基板上に設けられ、ひずみセンサの検出値に基づき、定形部材の変形量が所定範囲を超えたときに、警報信号を発生する警報信号発生部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作不良や故障の原因となる、内部の部材の劣化を検出することが可能な電子内視鏡及び電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内を観察するために電子内視鏡が広く使用されている。電子内視鏡は繰り返し使用されるものであるため、電子内視鏡の構成部材の劣化を検出する必要がある。
【０００３】
構成部材、特に内部部材の劣化の例として、滅菌処理に伴うものがある。電子内視鏡を介した感染を防止するために、オートクレーブ滅菌に対応した電子内視鏡が知られている。しかし、オートクレーブ滅菌においては、電子内視鏡が高温、高圧且つ高湿度の環境に曝されるため、内視鏡の内部部材が劣化（変質や変形・内部ひずみの発生等）しやすい。
【０００４】
特許文献１には、オートクレーブ滅菌による劣化を受けやすい回路基板を、気密性の高い封止構造で封止する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４４３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるような気密性の高い封止構造を採用しても、オートクレーブ滅菌処理において電子内視鏡が曝される高温・高圧の蒸気から回路基板を完全に遮蔽することができず、回路基板や内部部品の劣化を完全に防ぐことはできなかった。また、オートクレーブ滅菌以外の要因（例えば機械的衝撃）による部品の劣化についても、有効な対策が講じられていなかった。電子内視鏡の正常な動作を確保するため、このような劣化による変形やひずみが一定の範囲を超えた場合には、その電子内視鏡の使用を止めることが好ましい。そこで、本発明は電子内視鏡の内部部品の劣化の検出が可能な電子内視鏡及び電子内視鏡システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態に係る電子内視鏡は、電子内視鏡に設けられた第一基板および定形部材と、定形部材の変形を検出するひずみセンサと、第一基板上に設けられ、ひずみセンサの検出値に基づき、定形部材の変形量が所定範囲を超えたときに、警報信号を発生する警報信号発生部とを備えている。
【０００８】
上記の構成によれば、動作不良や故障を引き起こし得る電子内視鏡の劣化を未然に検出して、ユーザに使用の中止を警告することが可能になる。これにより、常に良好な状態で電子内視鏡を使用することが可能になる。
【０００９】
ひずみセンサの信号を処理するセンサ信号処理回路が第一基板上に設けられていてもよい。また、警報信号を外部機器に出力する警報信号出力部を更に備えていてもよい。
【００１０】
報知器として使用可能な表示装置やブザーはプロセッサ等の外部機器に設けられていることが多いため、上記構成により電子内視鏡に報知器を設ける必要がなくなり、コンパクトな電子内視鏡が実現可能となる。
【００１１】
また、警報信号に基づいて警報を視覚的、聴覚的又は触覚的に報知する報知部を更に備えていてもよい。この構成により、警報の報知機能を備えていない既存のプロセッサを使用する場合にも、警報の報知が可能となる。
【００１２】
少なくとも第一基板は、水蒸気が通過しないように密閉する気密パッケージにより被覆されていることが望ましい。このように警報出力部を備える第一基板を気密に封止することにより、第一基板の劣化により警報出力に失敗する可能性が減り、電子内視鏡の劣化をより確実に検出することが可能になる。
【００１３】
また、上記の場合、第一基板のみが気密パッケージにより被覆されていることが望ましい。典型的には、気密パッケージは、気密パッケージ内の空間を満たす充填剤を有する。
【００１４】
この構成により、他の部材を気密パッケージにより被覆するために必要なスペースを削減することができ、オートクレーブ滅菌に対応した小型の電子内視鏡が実現される。また、第一基板のみを気密に封止することにより、第一基板の劣化の進行を定形部材よりも格段に遅くすることができるため、第一基板が先に劣化して定形部材の劣化検出に失敗することが防止され、劣化検出がより確実となる。
【００１５】
定形部材は少なくとも電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が設けられた第二基板であることが望ましい。
【００１６】
電子内視鏡を高温高湿の蒸気に曝すオートクレーブ滅菌処理においては、樹脂を含む回路基板等の部材が最も劣化し易い。特に、回路基板の劣化は電子内視鏡の動作不良の直接的な原因となり得るため、回路基板の劣化をモニタすることが動作不良を防止する上で特に有効である。また、板状の回路基板は、高温高湿度環境下で劣化すると、大きく反る変形を起こすため、回路基板のひずみを検出することにより、電子内視鏡の劣化を確実に検出することができる。
【００１７】
また、第一基板及び第二基板を水密に収容する基板収容部を更に備えることが望ましい。各基板を基板収容部内に水密に収容する構成により、オートクレーブ滅菌処理による各基板の劣化を緩和することができ、また基板間の配線も容易となる。
【００１８】
また、少なくとも電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が設けられた第二基板を更に備え、定形部材は第二基板を支持する基板支持部であってもよい。
【００１９】
基板支持部の大きな変形は、これに支持される第二基板にひずみを与えて劣化を促進する。そのため、基板支持部の大きな変形を検出する構成は、第二基板の劣化による電子内視鏡の動作不良や故障を未然に防ぐのに有効である。
【００２０】
典型的には、定型部材は、操作部に配置されたアングルノブである。この場合、ひずみセンサは、アングルノブにトルクゲージとして取り付けられてもよい。
【００２１】
アングルノブに過剰なトルクが加わると、アングルノブが操作するワイヤが劣化して、断線や弛みにより電子内視鏡の挿入部を適切に操作できなくなる可能性が高くなる。上記構成によりアングルノブに過剰なトルクが加わったことが検出可能になり、未然に電子内視鏡の使用を中止することが可能になる。
【００２２】
定形部材は、電子内視鏡の挿入部を操作するための機構を支持する支持プレートであってもよい。この場合、典型的には、ひずみセンサは支持プレートに取り付けられる。
【００２３】
支持プレートの変形は挿入部の滑らかな操作に影響を与える。上記構成によれば、挿入部の操作性が低下して必要な操作が不能になる前に、電子内視鏡の使用を中止することが可能になる。
【００２４】
定形部材の変形量が所定範囲を超えたときに電子内視鏡を使用不能にする使用不能化手段を更に備えていてもよい。
【００２５】
本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムは、電子内視鏡及びこれと接続可能な外部機器を備えている。電子内視鏡は、定形部材と、定形部材の変形を検出するひずみセンサと、ひずみセンサを外部機器と接続する第一接続部とを備え、外部機器は、第一接続部と接続可能な第二接続部と、ひずみセンサが検出した変形が所定範囲を超えたときに警報信号を発生する警報信号発生部とを備えている。
【００２６】
定形部材の一つは次に掲げる定形部材（Ａ）から（Ｄ）、（Ａ）少なくとも電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が実装された基板、（Ｂ）制御回路が実装された基板を支持する基板支持部、（Ｃ）電子内視鏡の操作部に設けられた、電子内視鏡の挿入部を操作するためのアングルノブ、（Ｄ）電子内視鏡の操作部に設けられた電子内視鏡の挿入部を操作するための機構を支持する支持プレート、の何れかであることが望ましい。
【００２７】
電子内視鏡は、電子内視鏡の使用可否を示すフラグを記憶するメモリを更に備え、警報発生部は、ひずみセンサが検出した変形が所定範囲を超えたときに、フラグの設定を使用可能から使用不可に書き換えるフラグ書換部を備えている。
【００２８】
この構成により、オートクレーブ滅菌処理時に所定範囲を超える変形が検出された内視鏡を自動的に使用不可の状態に設定し、誤って使用されてしまうことを回避することができる。
【００２９】
典型的には、外部機器は、電子内視鏡をオートクレーブ滅菌するオートクレーブ装置、あるいは電子内視鏡が撮像した画像データを処理するプロセッサである。また、典型的には、警報信号に基づいて警報を視覚的、聴覚的又は触覚的に報知する報知部を更に備える。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の実施形態によれば、動作不良や故障を引き起こし得る電子内視鏡の劣化を未然に検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子内視鏡装置の外観図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電子内視鏡の接続部の概略内部構造を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電子内視鏡オートクレーブシステムの外観図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電子内視鏡オートクレーブシステムの概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電子内視鏡の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子内視鏡装置１の外観図である。電子内視鏡装置１は、電子内視鏡１００、プロセッサ２００及びモニタ（不図示）を備えている。
【００３４】
本発明の実施形態に係る電子内視鏡１００は、挿入部１１０、操作部１２０及び接続部１３０を備えている。電子内視鏡１００は、可撓性を有するケーブル状の挿入部１１０を被検者の体腔内に挿入して、挿入部１１０の先端１１２に内蔵されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ（不図示）により体腔内の観察部位を撮影するユニットである。電子内視鏡１００は接続部１３０を介してプロセッサ２００と着脱自在に接続される。
【００３５】
図２は、接続部１３０の内部構造の概略を示す図である。接続部１３０には各種の回路基板を収容する基板収容部１３１が設けられている。基板収容部１３１は、ステンレス鋼から形成されており、リブ１３１ａ及び１３１ｂを有している。リブ１３１ａの上面には、回路基板１３２が螺子で固定されている。回路基板１３２は、プリント基板上にＣＣＤ駆動回路や、ＣＣＤイメージセンサから出力される画像信号を処理する信号処理回路及び制御回路が実装されたものであり、通信線１３４を介して先端部１１２に内蔵されたＣＣＤイメージセンサと接続されている。なお、プリント基板は、基材にエポキシ等の樹脂を含むため、高温・高湿度環境において劣化しやすい。また、プリント基板が高温・高湿度環境で劣化すると、劣化の程度に応じた反りが生じる。このため、回路基板１３２には、プリント基板の変形（反り）を検出するひずみゲージ１３３が取り付けられている。ユーザは、ひずみゲージ１３３によってプリント基板の反りを検出することで、プリント基板の劣化の程度を知ることができる。
【００３６】
また、基板収容部１３１には、リブ１３１ｂによって囲まれた凹部１３５が形成されている。凹部１３５は、センサ信号処理回路１３６ａが実装されたプリント基板（センサ信号処理基板１３６）を収容し、封止板１３７により塞がれている。封止板１３７は、リブ１３１ｂの上面に螺子で固定されている。また、凹部１３５の内部（センサ信号処理基板１３６の周囲）の空間は、水蒸気透過性の低い充填剤で充填されている。充填剤はオートクレーブ滅菌の蒸気を遮断してセンサ信号処理基板１３６の劣化を効果的に防ぐ。
【００３７】
センサ信号処理回路１３６ａには、ひずみゲージ１３３のリード線１３３ａが接続されている。センサ信号処理回路１３６ａは、ひずみゲージ１３３の抵抗値の変化を検出して、回路基板１３２の変形量を示す信号（変形信号）に変換する。また、センサ信号処理回路１３６ａは、警報発生部としての機能を持つ。詳しくは、センサ信号処理回路１３６ａは、回路基板１３２の変形量が、異常動作や故障が発生する可能性の低い所定範囲内であるか否かを判定し、回路基板１３２の変形量が所定範囲を超える場合は電子内視鏡１００の使用を中止すべき状態にあることを警報する警報信号を生成する。警報信号は信号線接続プラグ１３９を介して、プロセッサ２００へ出力される。警報信号には、警報内容に関する情報（例えば所定範囲を超える変形が検出された回路基板を特定する情報）が含まれている。また、センサ信号処理回路１３６ａは、回路基板１３２に実装される回路とは電気的に独立しており、内蔵電池１３６ｂにより駆動する。そのため、センサ信号処理回路１３６ａは、他の回路が正常に動作しない場合でも、回路基板１３２の変形を示す信号を出力可能であるため、故障解析に使用することができる。
【００３８】
図１に示すプロセッサ２００は、電子内視鏡１００のセンサ信号処理回路１３６ａから受信した警報信号を処理する警報信号処理部２１０を備えている。警報信号処理部２１０は、プロセッサ２００がセンサ信号処理回路１３６ａから警報信号を受信すると、警報信号に含まれる情報を、警報信号の取得時刻と共に、ハードディスクドライブ（不図示）に記録する。次に、警報信号処理部２１０は、プロセッサ２００に設けられた報知器２１２により、警報を報知する。例えば、ランプやブザー等の各種報知器を使用して、視覚的又は聴覚的に警報を報知することができる。また、各種出力装置は、単独で用いても良いし、例えば警報メッセージをプロセッサ２００に設けられたスピーカーから音声出力すると共にモニタに表示するといった、出力態様を複数種組み合わせた構成でもよい。
【００３９】
上記に説明した第１実施形態の構成によれば、例えば電子内視鏡１００のオートクレーブ滅菌処理中に回路基板１３２の変形が所定範囲を超えた場合、滅菌処理後に電子内視鏡１００をプロセッサ２００に接続してプロセッサ２００を起動すると、直ちに警報が報知される。そのため、動作不良や故障が発生する可能性が低くない程度にまで劣化した電子内視鏡１００の使用が有効に防止される。
【００４０】
また、第１実施形態では、回路基板１３２の変形を確実に検出できるようにするために、センサ信号処理基板１３６の周囲の空間を水蒸気透過性の低い充填剤により充填して、センサ信号処理基板１３６を気密に被覆（気密パッケージ）している。一方、他の基板（回路基板１３２）については、基板収容部１３１により水密に覆われているが、気密パッケージは施されていない。
【００４１】
各回路基板に同じ基板材料を使用している場合、気密パッケージで被覆されたセンサ信号処理基板１３６は、気密パッケージで被覆されていない回路基板１３２よりも格段に劣化が遅いため、気密パッケージが施されていない回路基板１３２の劣化を、確実に検出することができる。なお、気密パッケージを施すと回路基板の収容に必要なスペースが大幅に増大するため、第１実施形態においては、気密パッケージを施す回路基板を、上述のように、他に比べて動作不良や故障を防ぐ必要性の高い一部のものに限定している。この構成により、全ての基板に気密パッケージを施す構成よりも、基板の収容に必要なスペースを削減することができ、オートクレーブ滅菌に対応した小型の電子内視鏡が実現する。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、第１実施形態と同一又は対応する構成要素に対して同一又は類似の参照符号を使用し、詳細な説明は省略する。図３は本発明の第２実施形態に係る電子内視鏡オートクレーブシステム２の外観図である。電子内視鏡オートクレーブシステム２は、電子内視鏡１００Ａ及びオートクレーブ装置３００が連携動作するシステムである。図４は電子内視鏡オートクレーブシステム２の概略構成を示す図である。なお、第２実施形態の電子内視鏡１００Ａは、第１実施形態の電子内視鏡１００とは基板収容部１３１内に収容される回路基板の構成が異なる。
【００４３】
オートクレーブ滅菌処理は、滅菌する電子内視鏡１００Ａをオートクレーブ室３１０内に配置して、オートクレーブ室３１０内の温度、湿度及び気圧を所定の条件に制御した状態を一定時間維持することで行われる。
【００４４】
図４に示されるように、オートクレーブ装置３００の下部には、密閉扉３０６によって開閉自在に密閉されたオートクレーブ室３１０が設けられ、上部には制御基板３３０が配置された制御室３２０が設けられている。また、オートクレーブ装置３００の正面上部には、制御基板３３０と接続された操作盤３０２及び表示器３０４が設けられている（図３）。制御基板３３０には、オートクレーブ装置３００の各部を制御して滅菌処理を実行する制御回路（不図示）の他、センサ信号処理回路３３２及び警報発生部３３４が実装されている。すなわち、第２実施形態においては、第１実施形態のセンサ信号処理基板１３６に相当する機能が実装された制御基板３３０は、電子内視鏡１００Ａではなく、オートクレーブ装置３００に設けられている。
【００４５】
センサ信号処理回路３３２及び警報発生部３３４は、連通口３０８を介して、ケーブル３６０により、電子内視鏡１００Ａと接続される。すなわち、ケーブル３６０の先端に設けられたソケット３６１が電子内視鏡１００Ａの接続部１３０に設けられた信号線接続プラグ１３９に接続される。
【００４６】
第２実施形態の電子内視鏡１００Ａにおいても、接続部１３０には各種の回路基板を収容する基板収容部１３１が設けられている。また、基板収容部１３１の内部にはリブ１３１ａが形成されている。リブ１３１ａの上面には、回路基板１３２が螺子で固定されている。回路基板１３２は、プリント基板上にＣＣＤ駆動回路や、ＣＣＤイメージセンサから出力される画像信号を処理する信号処理回路及び制御回路が実装されたものであり、通信線１３４を介してＣＣＤイメージセンサと接続されている。また、回路基板１３２には、プリント基板の変形（反り）を検出するひずみゲージ１３３が取り付けられている。ひずみゲージ１３３から延びるリード線１３３ａは、信号線接続プラグ１３９の端子１３９ａに接続されている。また、回路基板１３２の制御回路は各種設定情報を記録するメモリ１３８を備えている。制御回路のデータバスは通信線１３８ａを介して信号線接続プラグ１３９の端子１３９ｂと接続されている。信号線接続プラグ１３９にソケット３６１を接続すると、ひずみゲージ１３３のリード線１３３ａはセンサ信号処理回路３３２に接続され、回路基板１３２上の制御回路のデータバスは、通信線１３８ａを介して警報発生部３３４に接続される。
【００４７】
センサ信号処理回路３３２は、ひずみゲージ１３３の抵抗値の変化を検出し、回路基板１３２の変形量を示す変形信号に変換して警報発生部３３４へ渡す。警報発生部３３４は、センサ信号処理回路３３２から変形信号を受け取ると、回路基板１３２の変形量が、異常動作や故障が発生する可能性の低い所定範囲内であるか否かを判定する。回路基板１３２の変形量が所定範囲を超える場合は、警報発生部３３４は警報信号を発生する。次いで、発生した警報信号に基づいて、例えば「この内視鏡は使用不可」という警報メッセージを表示器３０４に表示させることで、警報を報知する。音声や光により警告を報知してもよい。この警報により、ユーザは電子内視鏡１００Ａを使用する前に検査や修理が必要であることが分かる。
【００４８】
更に、警報発生部３３４は通信線１３８ａを介して電子内視鏡１００Ａの回路基板１３２上のメモリ１３８にアクセスして、メモリ１３８が保持する電子内視鏡１００Ａの使用可否を設定するフラグ（デフォルトで「使用可」の設定）を「使用不可」の設定に書き換える。なお、オートクレーブ滅菌処理後に電子内視鏡１００Ａをプロセッサ２００に接続すると、プロセッサ２００は起動時にこのフラグを読み取る。フラグが「使用不可」に設定されている場合は、プロセッサ２００は内視鏡操作や内視鏡画像表示を無効にして、プロセッサ２００の表示部に「使用不可」と表示する。従って、フラグを「使用不可」に設定にすると、電子内視鏡１００Ａを使用することができなくなる。これにより、使用に適さない電子内視鏡１００Ａをユーザが誤って使用してしまうことが確実に防止される。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図５は本発明の第３実施形態に係る電子内視鏡１００Ｂの概略構成を示す図である。電子内視鏡１００Ｂは、第１実施形態の電子内視鏡１００にひずみゲージ１５１、１５２及び１５３を追加したものである。ひずみゲージ１５１、１５２及び１５３は、図示しないもののひずみゲージ１３３と同様にそれぞれセンサ信号処理回路１３６ａに接続されている。従って本実施形態のセンサ信号処理回路１３６ａは各ひずみゲージ１３３、１５１、１５２、１５３が検出した変形量が所定範囲を超えた場合に警報を発生する。なお、この所定範囲は、各ひずみゲージが取り付けられる内部部材や位置に応じて設定されている。
【００５０】
ひずみゲージ１５１は、回路基板１３２を支持する基板収容部１３１のリブ１３１ａの上面に取り付けられている。基板収容部１３１は、ステンレス鋼から形成されているため、オートクレーブ滅菌により変形を起こす可能性は少ないが、例えば電子内視鏡１００Ｂを誤って落下させたときに変形が生じやすい箇所である。基板収容部１３１が所定の範囲を超えて変形した場合には、回路基板１３２や他の各部も損傷を受けて正常に動作しなくなっている可能性があり、そのまま継続して電子内視鏡１００Ｂを使用すべきではない。従って、リブ１３１ａの所定範囲を超える変形が検出された場合には、回路基板１３２の変形が検出された場合と同様にセンサ信号処理回路１３６ａの警報発生部が警報信号を生成する。なお、本実施形態では、ひずみゲージ１５１はリブ１３１ａにおいて最も変形しやすい２つの互いに平行に形成された部分に取り付けられているが、ひずみゲージ１５１を取り付ける位置や数量は任意である。また、互いに直交する３方向（あるいは回路基板と平行な互いに直交する２方向）のひずみをそれぞれ検出する複数のひずみゲージ１５１を取り付けてもよい。この場合、どの方向に生じた歪みも確実に検出することができる。更に、この場合には、各ひずみゲージ１５１により検出した変形量をベクトル合成して、合成変形量が所定範囲を超えているか否かに応じて警報信号を生成する構成にしてもよい。
【００５１】
ひずみゲージ１５２は、挿入部１１０を湾曲させる操作を行うための操作部１２０の内部機構を支持する支持プレート（親板）１２３に取り付けられている。支持プレート１２３の変形は、操作部１２０による挿入部１１０のスムーズな操作に影響を与える。支持プレート１２３の変形が所定範囲を超えた場合は、挿入部１１０を正常に操作することができない可能性があるため、そのまま継続して電子内視鏡１００Ｂを使用すべきではない。従って、支持プレート１２３が所定範囲を超えて変形した場合には、回路基板１３２が変形した場合と同様にセンサ信号処理回路１３６ａの警報発生部が警報信号を生成する。
【００５２】
ひずみゲージ１５３は、アングルノブ１２１に加わるトルクを検出するトルクゲージとして機能するように取り付けられている。アングルノブ１２１は、ワイヤ１２２を介して挿入部１１０を湾曲させる操作に使用される。アングルノブ１２１に所定範囲を超えるトルクが加えられた場合は、ワイヤ１２２が劣化して断線や弛みが生じ、挿入部１１０を正常に操作できなくなる可能性があるため、そのまま継続して電子内視鏡１００Ｂを使用すべきではない。従って、アングルノブ１２１に所定範囲を超えるトルク（一時的な弾性変形）が加わった場合には、回路基板１３２が変形した場合と同様にセンサ信号処理回路１３６ａの警報発生部が警報信号を生成する。
【００５３】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態の構成は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。
【００５４】
上記の第１及び第３実施形態では、センサ信号処理回路１３６ａが電子内視鏡内に設けられているが、別の実施形態ではセンサ信号処理回路（又は警報発生部のみ）をプロセッサ内に設けた構成としてもよい。また、上記の第２実施形態では、センサ信号処理回路３３２及び警報発生部３３４がオートクレーブ装置３００内に設けられているが、別の実施形態ではセンサ信号処理回路及び警報発生部を電子内視鏡内に設けてもよい。この場合、電子内視鏡が警報信号をオートクレーブ装置へ出力し、警報信号の受信に応じて警報を報知する報知器をオートクレーブ装置に設けた構成としても良い。また、電子内視鏡に報知器を設けてもよい。この場合、報知器は、上記の実施形態と同様に視覚的又は聴覚的に警報を報知するものであってもよく、また振動モータにより電子内視鏡を振動させることで触覚的に警報を報知するものであってもよい。
【００５５】
上記の第２実施形態では、電子内視鏡１００Ａの使用可否を設定するフラグを記憶するメモリ１３８が実装された基板は気密パッケージを施されていないが、フラグ情報を確実に保護するためにメモリ１３８が実装された基板に気密パッケージを施してもよい。
【００５６】
また、別の実施形態においては、警報発生部に替えて又は加えて、電子内視鏡を使用不能にする使用不能化手段を設けてもよい。使用不能化手段としては、例えば画像信号の出力を停止する手段、操作部１２０をロックして操作不能にする手段、電源ラインを遮断する手段、制御回路に異常電圧を印加して回路を破壊する手段などを使用することができる。また、この場合には、電子内視鏡が使用中か否かを判断する手段を更に設けて、電子内視鏡が使用中であると判断された場合には使用不能化手段を機能させない構成とすることが望ましい。例えば、電子内視鏡がプロセッサとの接続を検出（又は電子内視鏡装置が起動）してから所定時間（例えば１分間）が経過した場合や、プロセッサの接続検出後にユーザ操作を検出した場合に、電子内視鏡が使用中と判断することができる。
【００５７】
上記の各実施形態のひずみゲージは、プリント基板等の各部材の表面に専用の接着剤により貼り付けられたものであるが、プリント基板等の樹脂成型品の部材の中に埋め込むことによりひずみゲージを各部材に取り付けてもよい。また、上記実施形態では、最も広く使用されている抵抗型のひずみゲージが使用されているが、圧電式や光学式等の別の方式のひずみゲージや変位センサを使用してもよい。
【００５８】
また、上記の第１及び第３実施形態ではセンサ信号処理基板１３６が凹部１３５内に直接収容されて凹部１３５全体が蒸気透過性の低い充填剤で充填されているが、別の実施形態では充填剤のモールド型を兼ねる例えば樹脂製のケースを使用し、ケース内にセンサ信号処理基板１３６を収容して充填剤でケース内を充填させたものを凹部１３５内に配置してもよい。また、例えばモールド型を使用して充填剤を被覆したセンサ信号処理基板１３６のみを基板収容部１３１に収容してもよい。
【００５９】
また、本発明は、オートクレーブ対応の電子内視鏡への適用が特に有効であるが、オートクレーブ非対応の一般的な電子内視鏡に適用しても例えば経時劣化に起因する電子内視鏡の不具合検出のように上記実施形態と同様の効果が奏される。
【符号の説明】
【００６０】
１ 電子内視鏡装置
１００，１００Ａ，１００Ｂ 電子内視鏡
１１０ 挿入部
１２０ 操作部
１２１ アングルノブ
１３０ 接続部
１３１ 基板収容部
１３１ａ，１３１ｂ リブ
１３２ 回路基板
１３３ ひずみゲージ
１３６ センサ信号処理基板
１３３，１５１，１５２，１５３ ひずみゲージ
２００ プロセッサ
２１０ 警報信号処理部
２１２ 報知器
３００ オートクレーブ装置
３３２ センサ信号処理回路
３３４ 警報発生部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作不良や故障の原因となる、内部の部材の劣化を検出することが可能な電子内視鏡及び電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内を観察するために電子内視鏡が広く使用されている。電子内視鏡は繰り返し使用されるものであるため、電子内視鏡の構成部材の劣化を検出する必要がある。
【０００３】
構成部材、特に内部部材の劣化の例として、滅菌処理に伴うものがある。電子内視鏡を介した感染を防止するために、オートクレーブ滅菌に対応した電子内視鏡が知られている。しかし、オートクレーブ滅菌においては、電子内視鏡が高温、高圧且つ高湿度の環境に曝されるため、内視鏡の内部部材が劣化（変質や変形・内部ひずみの発生等）しやすい。
【０００４】
特許文献１には、オートクレーブ滅菌による劣化を受けやすい回路基板を、気密性の高い封止構造で封止する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４４３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるような気密性の高い封止構造を採用しても、オートクレーブ滅菌処理において電子内視鏡が曝される高温・高圧の蒸気から回路基板を完全に遮蔽することができず、回路基板や内部部品の劣化を完全に防ぐことはできなかった。また、オートクレーブ滅菌以外の要因（例えば機械的衝撃）による部品の劣化についても、有効な対策が講じられていなかった。電子内視鏡の正常な動作を確保するため、このような劣化による変形やひずみが一定の範囲を超えた場合には、その電子内視鏡の使用を止めることが好ましい。そこで、本発明は電子内視鏡の内部部品の劣化の検出が可能な電子内視鏡及び電子内視鏡システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態に係る電子内視鏡は、電子内視鏡に設けられた第一基板および定形部材と、定形部材の変形を検出するひずみセンサと、第一基板上に設けられ、ひずみセンサの検出値に基づき、定形部材の変形量が所定範囲を超えたときに、警報信号を発生する警報信号発生部とを備えている。
【０００８】
上記の構成によれば、動作不良や故障を引き起こし得る電子内視鏡の劣化を未然に検出して、ユーザに使用の中止を警告することが可能になる。これにより、常に良好な状態で電子内視鏡を使用することが可能になる。
【０００９】
ひずみセンサの信号を処理するセンサ信号処理回路が第一基板上に設けられていてもよい。また、警報信号を外部機器に出力する警報信号出力部を更に備えていてもよい。
【００１０】
報知器として使用可能な表示装置やブザーはプロセッサ等の外部機器に設けられていることが多いため、上記構成により電子内視鏡に報知器を設ける必要がなくなり、コンパクトな電子内視鏡が実現可能となる。
【００１１】
また、警報信号に基づいて警報を視覚的、聴覚的又は触覚的に報知する報知部を更に備えていてもよい。この構成により、警報の報知機能を備えていない既存のプロセッサを使用する場合にも、警報の報知が可能となる。
【００１２】
少なくとも第一基板は、水蒸気が通過しないように密閉する気密パッケージにより被覆されていることが望ましい。このように警報出力部を備える第一基板を気密に封止することにより、第一基板の劣化により警報出力に失敗する可能性が減り、電子内視鏡の劣化をより確実に検出することが可能になる。
【００１３】
また、上記の場合、第一基板のみが気密パッケージにより被覆されていることが望ましい。典型的には、気密パッケージは、気密パッケージ内の空間を満たす充填剤を有する。
【００１４】
この構成により、他の部材を気密パッケージにより被覆するために必要なスペースを削減することができ、オートクレーブ滅菌に対応した小型の電子内視鏡が実現される。また、第一基板のみを気密に封止することにより、第一基板の劣化の進行を定形部材よりも格段に遅くすることができるため、第一基板が先に劣化して定形部材の劣化検出に失敗することが防止され、劣化検出がより確実となる。
【００１５】
定形部材は少なくとも電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が設けられた第二基板であることが望ましい。
【００１６】
電子内視鏡を高温高湿の蒸気に曝すオートクレーブ滅菌処理においては、樹脂を含む回路基板等の部材が最も劣化し易い。特に、回路基板の劣化は電子内視鏡の動作不良の直接的な原因となり得るため、回路基板の劣化をモニタすることが動作不良を防止する上で特に有効である。また、板状の回路基板は、高温高湿度環境下で劣化すると、大きく反る変形を起こすため、回路基板のひずみを検出することにより、電子内視鏡の劣化を確実に検出することができる。
【００１７】
また、第一基板及び第二基板を水密に収容する基板収容部を更に備えることが望ましい。各基板を基板収容部内に水密に収容する構成により、オートクレーブ滅菌処理による各基板の劣化を緩和することができ、また基板間の配線も容易となる。
【００１８】
また、少なくとも電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が設けられた第二基板を更に備え、定形部材は第二基板を支持する基板支持部であってもよい。
【００１９】
基板支持部の大きな変形は、これに支持される第二基板にひずみを与えて劣化を促進する。そのため、基板支持部の大きな変形を検出する構成は、第二基板の劣化による電子内視鏡の動作不良や故障を未然に防ぐのに有効である。
【００２０】
典型的には、定型部材は、操作部に配置されたアングルノブである。この場合、ひずみセンサは、アングルノブにトルクゲージとして取り付けられてもよい。
【００２１】
アングルノブに過剰なトルクが加わると、アングルノブが操作するワイヤが劣化して、断線や弛みにより電子内視鏡の挿入部を適切に操作できなくなる可能性が高くなる。上記構成によりアングルノブに過剰なトルクが加わったことが検出可能になり、未然に電子内視鏡の使用を中止することが可能になる。
【００２２】
定形部材は、電子内視鏡の挿入部を操作するための機構を支持する支持プレートであってもよい。この場合、典型的には、ひずみセンサは支持プレートに取り付けられる。
【００２３】
支持プレートの変形は挿入部の滑らかな操作に影響を与える。上記構成によれば、挿入部の操作性が低下して必要な操作が不能になる前に、電子内視鏡の使用を中止することが可能になる。
【００２４】
定形部材の変形量が所定範囲を超えたときに電子内視鏡を使用不能にする使用不能化手段を更に備えていてもよい。
【００２５】
本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムは、電子内視鏡及びこれと接続可能な外部機器を備えている。電子内視鏡は、定形部材と、定形部材の変形を検出するひずみセンサと、ひずみセンサを外部機器と接続する第一接続部とを備え、外部機器は、第一接続部と接続可能な第二接続部と、ひずみセンサが検出した変形が所定範囲を超えたときに警報信号を発生する警報信号発生部とを備えている。
【００２６】
定形部材の一つは次に掲げる定形部材（Ａ）から（Ｄ）、（Ａ）少なくとも電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が実装された基板、（Ｂ）制御回路が実装された基板を支持する基板支持部、（Ｃ）電子内視鏡の操作部に設けられた、電子内視鏡の挿入部を操作するためのアングルノブ、（Ｄ）電子内視鏡の操作部に設けられた電子内視鏡の挿入部を操作するための機構を支持する支持プレート、の何れかであることが望ましい。
【００２７】
電子内視鏡は、電子内視鏡の使用可否を示すフラグを記憶するメモリを更に備え、警報発生部は、ひずみセンサが検出した変形が所定範囲を超えたときに、フラグの設定を使用可能から使用不可に書き換えるフラグ書換部を備えている。
【００２８】
この構成により、オートクレーブ滅菌処理時に所定範囲を超える変形が検出された内視鏡を自動的に使用不可の状態に設定し、誤って使用されてしまうことを回避することができる。
【００２９】
典型的には、外部機器は、電子内視鏡をオートクレーブ滅菌するオートクレーブ装置、あるいは電子内視鏡が撮像した画像データを処理するプロセッサである。また、典型的には、警報信号に基づいて警報を視覚的、聴覚的又は触覚的に報知する報知部を更に備える。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の実施形態によれば、動作不良や故障を引き起こし得る電子内視鏡の劣化を未然に検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子内視鏡装置の外観図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電子内視鏡の接続部の概略内部構造を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電子内視鏡オートクレーブシステムの外観図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電子内視鏡オートクレーブシステムの概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電子内視鏡の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子内視鏡装置１の外観図である。電子内視鏡装置１は、電子内視鏡１００、プロセッサ２００及びモニタ（不図示）を備えている。
【００３４】
本発明の実施形態に係る電子内視鏡１００は、挿入部１１０、操作部１２０及び接続部１３０を備えている。電子内視鏡１００は、可撓性を有するケーブル状の挿入部１１０を被検者の体腔内に挿入して、挿入部１１０の先端１１２に内蔵されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ（不図示）により体腔内の観察部位を撮影するユニットである。電子内視鏡１００は接続部１３０を介してプロセッサ２００と着脱自在に接続される。
【００３５】
図２は、接続部１３０の内部構造の概略を示す図である。接続部１３０には各種の回路基板を収容する基板収容部１３１が設けられている。基板収容部１３１は、ステンレス鋼から形成されており、リブ１３１ａ及び１３１ｂを有している。リブ１３１ａの上面には、回路基板１３２が螺子で固定されている。回路基板１３２は、プリント基板上にＣＣＤ駆動回路や、ＣＣＤイメージセンサから出力される画像信号を処理する信号処理回路及び制御回路が実装されたものであり、通信線１３４を介して先端部１１２に内蔵されたＣＣＤイメージセンサと接続されている。なお、プリント基板は、基材にエポキシ等の樹脂を含むため、高温・高湿度環境において劣化しやすい。また、プリント基板が高温・高湿度環境で劣化すると、劣化の程度に応じた反りが生じる。このため、回路基板１３２には、プリント基板の変形（反り）を検出するひずみゲージ１３３が取り付けられている。ユーザは、ひずみゲージ１３３によってプリント基板の反りを検出することで、プリント基板の劣化の程度を知ることができる。
【００３６】
また、基板収容部１３１には、リブ１３１ｂによって囲まれた凹部１３５が形成されている。凹部１３５は、センサ信号処理回路１３６ａが実装されたプリント基板（センサ信号処理基板１３６）を収容し、封止板１３７により塞がれている。封止板１３７は、リブ１３１ｂの上面に螺子で固定されている。また、凹部１３５の内部（センサ信号処理基板１３６の周囲）の空間は、水蒸気透過性の低い充填剤で充填されている。充填剤はオートクレーブ滅菌の蒸気を遮断してセンサ信号処理基板１３６の劣化を効果的に防ぐ。
【００３７】
センサ信号処理回路１３６ａには、ひずみゲージ１３３のリード線１３３ａが接続されている。センサ信号処理回路１３６ａは、ひずみゲージ１３３の抵抗値の変化を検出して、回路基板１３２の変形量を示す信号（変形信号）に変換する。また、センサ信号処理回路１３６ａは、警報発生部としての機能を持つ。詳しくは、センサ信号処理回路１３６ａは、回路基板１３２の変形量が、異常動作や故障が発生する可能性の低い所定範囲内であるか否かを判定し、回路基板１３２の変形量が所定範囲を超える場合は電子内視鏡１００の使用を中止すべき状態にあることを警報する警報信号を生成する。警報信号は信号線接続プラグ１３９を介して、プロセッサ２００へ出力される。警報信号には、警報内容に関する情報（例えば所定範囲を超える変形が検出された回路基板を特定する情報）が含まれている。また、センサ信号処理回路１３６ａは、回路基板１３２に実装される回路とは電気的に独立しており、内蔵電池１３６ｂにより駆動する。そのため、センサ信号処理回路１３６ａは、他の回路が正常に動作しない場合でも、回路基板１３２の変形を示す信号を出力可能であるため、故障解析に使用することができる。
【００３８】
図１に示すプロセッサ２００は、電子内視鏡１００のセンサ信号処理回路１３６ａから受信した警報信号を処理する警報信号処理部２１０を備えている。警報信号処理部２１０は、プロセッサ２００がセンサ信号処理回路１３６ａから警報信号を受信すると、警報信号に含まれる情報を、警報信号の取得時刻と共に、ハードディスクドライブ（不図示）に記録する。次に、警報信号処理部２１０は、プロセッサ２００に設けられた報知器２１２により、警報を報知する。例えば、ランプやブザー等の各種報知器を使用して、視覚的又は聴覚的に警報を報知することができる。また、各種出力装置は、単独で用いても良いし、例えば警報メッセージをプロセッサ２００に設けられたスピーカーから音声出力すると共にモニタに表示するといった、出力態様を複数種組み合わせた構成でもよい。
【００３９】
上記に説明した第１実施形態の構成によれば、例えば電子内視鏡１００のオートクレーブ滅菌処理中に回路基板１３２の変形が所定範囲を超えた場合、滅菌処理後に電子内視鏡１００をプロセッサ２００に接続してプロセッサ２００を起動すると、直ちに警報が報知される。そのため、動作不良や故障が発生する可能性が低くない程度にまで劣化した電子内視鏡１００の使用が有効に防止される。
【００４０】
また、第１実施形態では、回路基板１３２の変形を確実に検出できるようにするために、センサ信号処理基板１３６の周囲の空間を水蒸気透過性の低い充填剤により充填して、センサ信号処理基板１３６を気密に被覆（気密パッケージ）している。一方、他の基板（回路基板１３２）については、基板収容部１３１により水密に覆われているが、気密パッケージは施されていない。
【００４１】
各回路基板に同じ基板材料を使用している場合、気密パッケージで被覆されたセンサ信号処理基板１３６は、気密パッケージで被覆されていない回路基板１３２よりも格段に劣化が遅いため、気密パッケージが施されていない回路基板１３２の劣化を、確実に検出することができる。なお、気密パッケージを施すと回路基板の収容に必要なスペースが大幅に増大するため、第１実施形態においては、気密パッケージを施す回路基板を、上述のように、他に比べて動作不良や故障を防ぐ必要性の高い一部のものに限定している。この構成により、全ての基板に気密パッケージを施す構成よりも、基板の収容に必要なスペースを削減することができ、オートクレーブ滅菌に対応した小型の電子内視鏡が実現する。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、第１実施形態と同一又は対応する構成要素に対して同一又は類似の参照符号を使用し、詳細な説明は省略する。図３は本発明の第２実施形態に係る電子内視鏡オートクレーブシステム２の外観図である。電子内視鏡オートクレーブシステム２は、電子内視鏡１００Ａ及びオートクレーブ装置３００が連携動作するシステムである。図４は電子内視鏡オートクレーブシステム２の概略構成を示す図である。なお、第２実施形態の電子内視鏡１００Ａは、第１実施形態の電子内視鏡１００とは基板収容部１３１内に収容される回路基板の構成が異なる。
【００４３】
オートクレーブ滅菌処理は、滅菌する電子内視鏡１００Ａをオートクレーブ室３１０内に配置して、オートクレーブ室３１０内の温度、湿度及び気圧を所定の条件に制御した状態を一定時間維持することで行われる。
【００４４】
図４に示されるように、オートクレーブ装置３００の下部には、密閉扉３０６によって開閉自在に密閉されたオートクレーブ室３１０が設けられ、上部には制御基板３３０が配置された制御室３２０が設けられている。また、オートクレーブ装置３００の正面上部には、制御基板３３０と接続された操作盤３０２及び表示器３０４が設けられている（図３）。制御基板３３０には、オートクレーブ装置３００の各部を制御して滅菌処理を実行する制御回路（不図示）の他、センサ信号処理回路３３２及び警報発生部３３４が実装されている。すなわち、第２実施形態においては、第１実施形態のセンサ信号処理基板１３６に相当する機能が実装された制御基板３３０は、電子内視鏡１００Ａではなく、オートクレーブ装置３００に設けられている。
【００４５】
センサ信号処理回路３３２及び警報発生部３３４は、連通口３０８を介して、ケーブル３６０により、電子内視鏡１００Ａと接続される。すなわち、ケーブル３６０の先端に設けられたソケット３６１が電子内視鏡１００Ａの接続部１３０に設けられた信号線接続プラグ１３９に接続される。
【００４６】
第２実施形態の電子内視鏡１００Ａにおいても、接続部１３０には各種の回路基板を収容する基板収容部１３１が設けられている。また、基板収容部１３１の内部にはリブ１３１ａが形成されている。リブ１３１ａの上面には、回路基板１３２が螺子で固定されている。回路基板１３２は、プリント基板上にＣＣＤ駆動回路や、ＣＣＤイメージセンサから出力される画像信号を処理する信号処理回路及び制御回路が実装されたものであり、通信線１３４を介してＣＣＤイメージセンサと接続されている。また、回路基板１３２には、プリント基板の変形（反り）を検出するひずみゲージ１３３が取り付けられている。ひずみゲージ１３３から延びるリード線１３３ａは、信号線接続プラグ１３９の端子１３９ａに接続されている。また、回路基板１３２の制御回路は各種設定情報を記録するメモリ１３８を備えている。制御回路のデータバスは通信線１３８ａを介して信号線接続プラグ１３９の端子１３９ｂと接続されている。信号線接続プラグ１３９にソケット３６１を接続すると、ひずみゲージ１３３のリード線１３３ａはセンサ信号処理回路３３２に接続され、回路基板１３２上の制御回路のデータバスは、通信線１３８ａを介して警報発生部３３４に接続される。
【００４７】
センサ信号処理回路３３２は、ひずみゲージ１３３の抵抗値の変化を検出し、回路基板１３２の変形量を示す変形信号に変換して警報発生部３３４へ渡す。警報発生部３３４は、センサ信号処理回路３３２から変形信号を受け取ると、回路基板１３２の変形量が、異常動作や故障が発生する可能性の低い所定範囲内であるか否かを判定する。回路基板１３２の変形量が所定範囲を超える場合は、警報発生部３３４は警報信号を発生する。次いで、発生した警報信号に基づいて、例えば「この内視鏡は使用不可」という警報メッセージを表示器３０４に表示させることで、警報を報知する。音声や光により警告を報知してもよい。この警報により、ユーザは電子内視鏡１００Ａを使用する前に検査や修理が必要であることが分かる。
【００４８】
更に、警報発生部３３４は通信線１３８ａを介して電子内視鏡１００Ａの回路基板１３２上のメモリ１３８にアクセスして、メモリ１３８が保持する電子内視鏡１００Ａの使用可否を設定するフラグ（デフォルトで「使用可」の設定）を「使用不可」の設定に書き換える。なお、オートクレーブ滅菌処理後に電子内視鏡１００Ａをプロセッサ２００に接続すると、プロセッサ２００は起動時にこのフラグを読み取る。フラグが「使用不可」に設定されている場合は、プロセッサ２００は内視鏡操作や内視鏡画像表示を無効にして、プロセッサ２００の表示部に「使用不可」と表示する。従って、フラグを「使用不可」に設定にすると、電子内視鏡１００Ａを使用することができなくなる。これにより、使用に適さない電子内視鏡１００Ａをユーザが誤って使用してしまうことが確実に防止される。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図５は本発明の第３実施形態に係る電子内視鏡１００Ｂの概略構成を示す図である。電子内視鏡１００Ｂは、第１実施形態の電子内視鏡１００にひずみゲージ１５１、１５２及び１５３を追加したものである。ひずみゲージ１５１、１５２及び１５３は、図示しないもののひずみゲージ１３３と同様にそれぞれセンサ信号処理回路１３６ａに接続されている。従って本実施形態のセンサ信号処理回路１３６ａは各ひずみゲージ１３３、１５１、１５２、１５３が検出した変形量が所定範囲を超えた場合に警報を発生する。なお、この所定範囲は、各ひずみゲージが取り付けられる内部部材や位置に応じて設定されている。
【００５０】
ひずみゲージ１５１は、回路基板１３２を支持する基板収容部１３１のリブ１３１ａの上面に取り付けられている。基板収容部１３１は、ステンレス鋼から形成されているため、オートクレーブ滅菌により変形を起こす可能性は少ないが、例えば電子内視鏡１００Ｂを誤って落下させたときに変形が生じやすい箇所である。基板収容部１３１が所定の範囲を超えて変形した場合には、回路基板１３２や他の各部も損傷を受けて正常に動作しなくなっている可能性があり、そのまま継続して電子内視鏡１００Ｂを使用すべきではない。従って、リブ１３１ａの所定範囲を超える変形が検出された場合には、回路基板１３２の変形が検出された場合と同様にセンサ信号処理回路１３６ａの警報発生部が警報信号を生成する。なお、本実施形態では、ひずみゲージ１５１はリブ１３１ａにおいて最も変形しやすい２つの互いに平行に形成された部分に取り付けられているが、ひずみゲージ１５１を取り付ける位置や数量は任意である。また、互いに直交する３方向（あるいは回路基板と平行な互いに直交する２方向）のひずみをそれぞれ検出する複数のひずみゲージ１５１を取り付けてもよい。この場合、どの方向に生じた歪みも確実に検出することができる。更に、この場合には、各ひずみゲージ１５１により検出した変形量をベクトル合成して、合成変形量が所定範囲を超えているか否かに応じて警報信号を生成する構成にしてもよい。
【００５１】
ひずみゲージ１５２は、挿入部１１０を湾曲させる操作を行うための操作部１２０の内部機構を支持する支持プレート（親板）１２３に取り付けられている。支持プレート１２３の変形は、操作部１２０による挿入部１１０のスムーズな操作に影響を与える。支持プレート１２３の変形が所定範囲を超えた場合は、挿入部１１０を正常に操作することができない可能性があるため、そのまま継続して電子内視鏡１００Ｂを使用すべきではない。従って、支持プレート１２３が所定範囲を超えて変形した場合には、回路基板１３２が変形した場合と同様にセンサ信号処理回路１３６ａの警報発生部が警報信号を生成する。
【００５２】
ひずみゲージ１５３は、アングルノブ１２１に加わるトルクを検出するトルクゲージとして機能するように取り付けられている。アングルノブ１２１は、ワイヤ１２２を介して挿入部１１０を湾曲させる操作に使用される。アングルノブ１２１に所定範囲を超えるトルクが加えられた場合は、ワイヤ１２２が劣化して断線や弛みが生じ、挿入部１１０を正常に操作できなくなる可能性があるため、そのまま継続して電子内視鏡１００Ｂを使用すべきではない。従って、アングルノブ１２１に所定範囲を超えるトルク（一時的な弾性変形）が加わった場合には、回路基板１３２が変形した場合と同様にセンサ信号処理回路１３６ａの警報発生部が警報信号を生成する。
【００５３】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態の構成は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。
【００５４】
上記の第１及び第３実施形態では、センサ信号処理回路１３６ａが電子内視鏡内に設けられているが、別の実施形態ではセンサ信号処理回路（又は警報発生部のみ）をプロセッサ内に設けた構成としてもよい。また、上記の第２実施形態では、センサ信号処理回路３３２及び警報発生部３３４がオートクレーブ装置３００内に設けられているが、別の実施形態ではセンサ信号処理回路及び警報発生部を電子内視鏡内に設けてもよい。この場合、電子内視鏡が警報信号をオートクレーブ装置へ出力し、警報信号の受信に応じて警報を報知する報知器をオートクレーブ装置に設けた構成としても良い。また、電子内視鏡に報知器を設けてもよい。この場合、報知器は、上記の実施形態と同様に視覚的又は聴覚的に警報を報知するものであってもよく、また振動モータにより電子内視鏡を振動させることで触覚的に警報を報知するものであってもよい。
【００５５】
上記の第２実施形態では、電子内視鏡１００Ａの使用可否を設定するフラグを記憶するメモリ１３８が実装された基板は気密パッケージを施されていないが、フラグ情報を確実に保護するためにメモリ１３８が実装された基板に気密パッケージを施してもよい。
【００５６】
また、別の実施形態においては、警報発生部に替えて又は加えて、電子内視鏡を使用不能にする使用不能化手段を設けてもよい。使用不能化手段としては、例えば画像信号の出力を停止する手段、操作部１２０をロックして操作不能にする手段、電源ラインを遮断する手段、制御回路に異常電圧を印加して回路を破壊する手段などを使用することができる。また、この場合には、電子内視鏡が使用中か否かを判断する手段を更に設けて、電子内視鏡が使用中であると判断された場合には使用不能化手段を機能させない構成とすることが望ましい。例えば、電子内視鏡がプロセッサとの接続を検出（又は電子内視鏡装置が起動）してから所定時間（例えば１分間）が経過した場合や、プロセッサの接続検出後にユーザ操作を検出した場合に、電子内視鏡が使用中と判断することができる。
【００５７】
上記の各実施形態のひずみゲージは、プリント基板等の各部材の表面に専用の接着剤により貼り付けられたものであるが、プリント基板等の樹脂成型品の部材の中に埋め込むことによりひずみゲージを各部材に取り付けてもよい。また、上記実施形態では、最も広く使用されている抵抗型のひずみゲージが使用されているが、圧電式や光学式等の別の方式のひずみゲージや変位センサを使用してもよい。
【００５８】
また、上記の第１及び第３実施形態ではセンサ信号処理基板１３６が凹部１３５内に直接収容されて凹部１３５全体が蒸気透過性の低い充填剤で充填されているが、別の実施形態では充填剤のモールド型を兼ねる例えば樹脂製のケースを使用し、ケース内にセンサ信号処理基板１３６を収容して充填剤でケース内を充填させたものを凹部１３５内に配置してもよい。また、例えばモールド型を使用して充填剤を被覆したセンサ信号処理基板１３６のみを基板収容部１３１に収容してもよい。
【００５９】
また、本発明は、オートクレーブ対応の電子内視鏡への適用が特に有効であるが、オートクレーブ非対応の一般的な電子内視鏡に適用しても例えば経時劣化に起因する電子内視鏡の不具合検出のように上記実施形態と同様の効果が奏される。
【符号の説明】
【００６０】
１ 電子内視鏡装置
１００，１００Ａ，１００Ｂ 電子内視鏡
１１０ 挿入部
１２０ 操作部
１２１ アングルノブ
１３０ 接続部
１３１ 基板収容部
１３１ａ，１３１ｂ リブ
１３２ 回路基板
１３３ ひずみゲージ
１３６ センサ信号処理基板
１３３，１５１，１５２，１５３ ひずみゲージ
２００ プロセッサ
２１０ 警報信号処理部
２１２ 報知器
３００ オートクレーブ装置
３３２ センサ信号処理回路
３３４ 警報発生部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子内視鏡に設けられた第一基板および定形部材と、
前記定形部材の変形を検出するひずみセンサと、
前記第一基板上に設けられ、前記ひずみセンサの検出値に基づき、前記定形部材の変形量が所定範囲を超えたときに、警報信号を発生する警報信号発生部と、を備えた電子内視鏡。
【請求項２】
前記ひずみセンサの信号を処理するセンサ信号処理回路が前記第一基板上に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項３】
前記警報信号を外部機器に出力する警報信号出力部を更に備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項４】
前記警報信号に基づいて警報を視覚的、聴覚的又は触覚的に報知する報知部を更に備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項５】
少なくとも前記第一基板は、水蒸気が通過しないように密閉する気密パッケージにより被覆されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項６】
前記第一基板のみが前記気密パッケージにより被覆されていることを特徴とする請求項５記載の電子内視鏡。
【請求項７】
前記気密パッケージは、該気密パッケージ内の空間を満たす充填剤を有する
ことを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項８】
前記定形部材は少なくとも前記電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が設けられた第二基板である
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項９】
前記第一基板及び前記第二基板を水密に収容する基板収容部を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡。
【請求項１０】
少なくとも前記電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が設けられた第二基板を更に備え、
前記定形部材は前記第二基板を支持する基板支持部である
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項１１】
前記定型部材は、操作部に配置されたアングルノブであり、
前記ひずみセンサは、前記アングルノブにトルクゲージとして取り付けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項１２】
前記定形部材は、前記電子内視鏡の挿入部を操作するための機構を支持する支持プレートであり、
前記ひずみセンサは、前記支持プレートに取り付けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項１３】
前記定形部材の変形量が所定範囲を超えたときに前記電子内視鏡を使用不能にする使用不能化手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項１４】
電子内視鏡及びこれと接続可能な外部機器を備えた電子内視鏡システムであって、
前記電子内視鏡は、
定形部材と、
前記定形部材の変形を検出するひずみセンサと、
前記ひずみセンサを前記外部機器と接続する第一接続部と、を備え、
前記外部機器は、
前記第一接続部と接続可能な第二接続部と、
前記ひずみセンサが検出した変形が所定範囲を超えたときに警報信号を発生する警報信号発生部と、を備えた電子内視鏡システム。
【請求項１５】
前記定形部材の一つは次に掲げる定形部材（Ａ）から（Ｄ）、
（Ａ）少なくとも前記電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が実装された基板
（Ｂ）前記制御回路が実装された基板を支持する基板支持部
（Ｃ）前記電子内視鏡の操作部に設けられた、前記電子内視鏡の挿入部を操作するためのアングルノブ
（Ｄ）前記電子内視鏡の操作部に設けられた、前記電子内視鏡の挿入部を操作するための機構を支持する支持プレート
の何れかであることを特徴とする請求項１４に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１６】
前記外部機器は、前記電子内視鏡をオートクレーブ滅菌するオートクレーブ装置である
ことを特徴とする請求項１４又は請求項１５のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１７】
前記電子内視鏡は、該電子内視鏡の使用可否を示すフラグを記憶するメモリを更に備え、
前記警報発生部は、前記ひずみセンサが検出した変形が前記所定範囲を超えたときに、前記フラグの設定を使用可能から使用不可に書き換えるフラグ書換部を備える
ことを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１８】
前記外部機器は、前記電子内視鏡が撮像した画像データを処理するプロセッサである
ことを特徴とする請求項１４又は請求項１５のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１９】
前記警報信号に基づいて前記警報を視覚的、聴覚的又は触覚的に報知する報知部を更に備える
ことを特徴とする請求項１４から請求項１８のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１】
電子内視鏡に設けられた第一基板および定形部材と、
前記定形部材の変形を検出するひずみセンサと、
前記第一基板上に設けられ、前記ひずみセンサの検出値に基づき、前記定形部材の変形量が所定範囲を超えたときに、警報信号を発生する警報信号発生部と、を備えた電子内視鏡。
【請求項２】
前記ひずみセンサの信号を処理するセンサ信号処理回路が前記第一基板上に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項３】
前記警報信号を外部機器に出力する警報信号出力部を更に備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項４】
前記警報信号に基づいて警報を視覚的、聴覚的又は触覚的に報知する報知部を更に備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項５】
少なくとも前記第一基板は、水蒸気が通過しないように密閉する気密パッケージにより被覆されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項６】
前記第一基板のみが前記気密パッケージにより被覆されていることを特徴とする請求項５記載の電子内視鏡。
【請求項７】
前記気密パッケージは、該気密パッケージ内の空間を満たす充填剤を有する
ことを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項８】
前記定形部材は少なくとも前記電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が設けられた第二基板である
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項９】
前記第一基板及び前記第二基板を水密に収容する基板収容部を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡。
【請求項１０】
少なくとも前記電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が設けられた第二基板を更に備え、
前記定形部材は前記第二基板を支持する基板支持部である
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項１１】
前記定型部材は、操作部に配置されたアングルノブであり、
前記ひずみセンサは、前記アングルノブにトルクゲージとして取り付けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項１２】
前記定形部材は、前記電子内視鏡の挿入部を操作するための機構を支持する支持プレートであり、
前記ひずみセンサは、前記支持プレートに取り付けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項１３】
前記定形部材の変形量が所定範囲を超えたときに前記電子内視鏡を使用不能にする使用不能化手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項１４】
電子内視鏡及びこれと接続可能な外部機器を備えた電子内視鏡システムであって、
前記電子内視鏡は、
定形部材と、
前記定形部材の変形を検出するひずみセンサと、
前記ひずみセンサを前記外部機器と接続する第一接続部と、を備え、
前記外部機器は、
前記第一接続部と接続可能な第二接続部と、
前記ひずみセンサが検出した変形が所定範囲を超えたときに警報信号を発生する警報信号発生部と、を備えた電子内視鏡システム。
【請求項１５】
前記定形部材の一つは次に掲げる定形部材（Ａ）から（Ｄ）、
（Ａ）少なくとも前記電子内視鏡先端に配設された撮像素子を制御する制御回路が実装された基板
（Ｂ）前記制御回路が実装された基板を支持する基板支持部
（Ｃ）前記電子内視鏡の操作部に設けられた、前記電子内視鏡の挿入部を操作するためのアングルノブ
（Ｄ）前記電子内視鏡の操作部に設けられた、前記電子内視鏡の挿入部を操作するための機構を支持する支持プレート
の何れかであることを特徴とする請求項１４に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１６】
前記外部機器は、前記電子内視鏡をオートクレーブ滅菌するオートクレーブ装置である
ことを特徴とする請求項１４又は請求項１５のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１７】
前記電子内視鏡は、該電子内視鏡の使用可否を示すフラグを記憶するメモリを更に備え、
前記警報発生部は、前記ひずみセンサが検出した変形が前記所定範囲を超えたときに、前記フラグの設定を使用可能から使用不可に書き換えるフラグ書換部を備える
ことを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１８】
前記外部機器は、前記電子内視鏡が撮像した画像データを処理するプロセッサである
ことを特徴とする請求項１４又は請求項１５のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１９】
前記警報信号に基づいて前記警報を視覚的、聴覚的又は触覚的に報知する報知部を更に備える
ことを特徴とする請求項１４から請求項１８のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３９４０８（Ｐ２０１２−１３９４０８Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９４４５３（Ｐ２０１０−２９４４５３）
【出願日】平成２２年１２月２９日（２０１０．１２．２９）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２９日（２０１０．１２．２９）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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