JP2011200515A - Electron endoscope equipped with tactile sensor, and electron endoscopic system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、体腔内の部位との接触を感知する触覚センサを備える電子内視鏡及び電子内視鏡システムに関する。 The present invention relates to an electronic endoscope and an electronic endoscope system including a tactile sensor that senses contact with a site in a body cavity.
現在、患者の体腔内に細径で長尺の挿入部を挿入することによって対象部位を観察及び撮像を行う電子内視鏡が広く用いられている。電子内視鏡の挿入部の先端に設けられた撮像素子によって体腔内の部位を撮像し、電子内視鏡に接続されたビデオプロセッサによって撮像素子が生成する画像信号を処理し、生成した観察画像をモニタに出力する。 At present, electronic endoscopes are widely used for observing and imaging a target region by inserting a long and thin insertion portion into a body cavity of a patient. An imaging device provided at the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope images a part in the body cavity, and an image signal generated by the imaging device is processed by a video processor connected to the electronic endoscope. Is output to the monitor.
そして、特許文献１に開示されるように、電子内視鏡を患者の体腔内に挿入する際に、挿入部の先端が体腔内の壁面に負荷をかけて損傷を与えることがないように、挿入部の先端縁近傍に触覚センサを設け、体腔内の部位との接触を感知する機能を備える電子内視鏡が提案されている。挿入部の先端に触覚センサを設けることにより、術者は感覚に頼らず挿入部を所望の位置まで挿入することができる。特許文献１の触覚センサにはひずみゲージが採用されており、挿入部の先端に外圧が加わると、挿入部の先端がゆがみ、このゆがみによってひずみゲージの抵抗値が変化する。ひずみゲージの出力は外部の計測器に送られ、術者は電子内視鏡の挿入作業を行いつつ、挿入状態を数値によって把握することができる。また、ひずみゲージが設けられている挿入部先端縁を構成するチューブ側面にスリットを形成することにより、ひずみゲージ近傍の部材が外圧に対してより感度よく変形するため、高感度な触覚センサを実現することができる。 And as disclosed in Patent Document 1, when the electronic endoscope is inserted into the body cavity of the patient, the distal end of the insertion portion does not damage the wall surface in the body cavity so as to damage it. There has been proposed an electronic endoscope provided with a tactile sensor in the vicinity of the distal end edge of an insertion portion and having a function of sensing contact with a site in a body cavity. By providing a tactile sensor at the distal end of the insertion portion, the operator can insert the insertion portion to a desired position without depending on a sense. The tactile sensor of Patent Document 1 employs a strain gauge. When an external pressure is applied to the distal end of the insertion portion, the distal end of the insertion portion is distorted, and the resistance value of the strain gauge changes due to this distortion. The output of the strain gauge is sent to an external measuring instrument, and the surgeon can grasp the insertion state numerically while performing the insertion operation of the electronic endoscope. In addition, by forming a slit on the side of the tube that forms the distal end edge of the insertion section where the strain gauge is provided, the members near the strain gauge are deformed with higher sensitivity to external pressure, realizing a highly sensitive tactile sensor. can do.
しかし、上記のような構成を備える従来の電子内視鏡では、センサの感度を調整することができない。一般に、患者の個人差や体腔内の部位によって敏感度には差がある。そのため、術者が電子内視鏡を挿入する際に挿入部の先端が体腔内に触れたときに、部位に生じる外圧の大きさが、患者に不快感を与えない許容範囲内にあるか、又は部位を損傷したりするおそれのない適正範囲に収まっているか否かを判別するには、術者が患者ごと（施術ごと）に、ひずみゲージの出力を逐一確認して判断しなければならない。また、挿入部の進行位置に応じて敏感度も変化し、同じ部位でも患者によって敏感度が違うことからも、挿入を行いつつ敏感度に応じて施術を続行するか否かを判断することは困難であった。 However, the conventional electronic endoscope having the above-described configuration cannot adjust the sensitivity of the sensor. In general, the sensitivity varies depending on individual differences among patients and sites in body cavities. Therefore, when the operator inserts the electronic endoscope, when the tip of the insertion portion touches the body cavity, the magnitude of the external pressure generated in the site is within an allowable range that does not cause discomfort to the patient, Or, in order to determine whether or not it is within an appropriate range where there is no risk of damaging the site, the operator must make a judgment by checking the output of the strain gauge for each patient (each treatment). In addition, since the sensitivity changes depending on the progress position of the insertion part, and the sensitivity varies depending on the patient even in the same part, it is not possible to judge whether or not to continue the treatment according to the sensitivity while performing the insertion. It was difficult.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、患者の個人差や部位の違いによって生じる敏感度に応じて、電子内視鏡の挿入部の先端が部位に与える圧力が許容範囲内であるか否かを適切に判断することが可能な触覚センサを備える電子内視鏡及び電子内視鏡システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to appropriately determine whether or not the pressure applied to the part by the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope is within an allowable range, depending on the sensitivity caused by individual differences or part differences of patients. It is an object to provide an electronic endoscope and an electronic endoscope system including a tactile sensor capable of performing the above.
本発明の電子内視鏡は、挿入部の先端部に撮像素子を内蔵した電子内視鏡と、該電子内視鏡が着脱自在に接続され、該撮像素子からの撮像信号を画像処理してモニタに表示するビデオプロセッサとからなる電子内視鏡システムであって、挿入部の先端部に設けられ、該挿入部の先端部が体腔内の部位から受ける圧力レベルを検知するセンサ部と、敏感度を設定可能な敏感度切り替え部と、センサ部により検知される圧力レベルを段階的に表示する圧力レベル表示部と、センサ部から出力される圧力レベルを示す圧力信号と敏感度切り替え部から出力される敏感度を示す敏感度信号を受信し、圧力レベルの大きさが該敏感度によって設定される所定の閾値を超える場合には、圧力レベル表示部において該所定の閾値を超える圧力レベル分を警告表示するための信号を出力するセンサ信号処理部とを備える。これにより、術者は、電子内視鏡の挿入部の先端が患者の体腔内の壁面や部位に対して与える外圧が必要以上に大きくなっていることを容易に把握し、患者に不快感を与えたり生体組織を損傷したりしないように手技を行うことができる。 An electronic endoscope according to the present invention includes an electronic endoscope having an image pickup element built in a distal end portion of an insertion portion, and the electronic endoscope being detachably connected, and performs image processing on an image pickup signal from the image pickup element. An electronic endoscope system comprising a video processor for displaying on a monitor, provided at a distal end portion of an insertion portion, and a sensor portion for detecting a pressure level received by a distal end portion of the insertion portion from a site in a body cavity, and sensitive A sensitivity switching unit that can set the degree of pressure, a pressure level display unit that displays the pressure level detected by the sensor unit in a stepwise manner, a pressure signal that indicates the pressure level output from the sensor unit, and an output from the sensitivity switching unit When the sensitivity signal indicating the sensitivity to be received is received and the magnitude of the pressure level exceeds a predetermined threshold set by the sensitivity, the pressure level display unit displays a pressure level exceeding the predetermined threshold. warning And a sensor signal processing unit for outputting a signal for Shimesuru. As a result, the surgeon easily grasps that the external pressure applied to the wall surface or part in the body cavity of the patient by the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope is larger than necessary, and makes the patient uncomfortable. The procedure can be performed without giving or damaging the living tissue.
好ましくは、センサ信号処理部は、センサ部により検知される圧力レベルのうち、所定の閾値より小さい閾値を超えない圧力レベル分は圧力レベル表示部に表示しない。従って、電子内視鏡の挿入部の先端が患者の体腔内の壁面や部位に対して与える外圧が、患者に不快感を与えたり生体組織を損傷したりすることが懸念されない十分に小さい範囲内に収まっている場合は安全レベルとみなすことで、安全レベル以上になったセンサ部の出力レベルに焦点を当てた敏感度の判定を行うことができる。 Preferably, the sensor signal processing unit does not display, on the pressure level display unit, a pressure level that does not exceed a threshold smaller than a predetermined threshold among the pressure levels detected by the sensor unit. Therefore, the external pressure applied by the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope to the wall surface or part in the body cavity of the patient is within a sufficiently small range so as not to cause discomfort to the patient or damage to the living tissue. If the value falls within the range, the sensitivity level can be determined by focusing on the output level of the sensor unit that is equal to or higher than the safety level.
さらに好ましくは、センサ部は、検知した圧力レベルに対応する値を圧力信号として出力し、センサ信号処理部は、敏感度切り替え部によって設定される敏感度に対応する値を設定する敏感度設定部と、圧力レベル表示部により表示可能な圧力レベルの段階数の値が保存される第１のレジスタとをさらに備え、センサ部により検知された圧力レベルに対応する値と、敏感度設定部により設定される値と、第１のレジスタに保存される値とに基づいて、圧力レベル表示部に表示するセンサ部により検知された圧力レベルの段階数を算出する。また、センサ信号処理部は、所定の閾値より小さい閾値に対応する値を保存する第３のレジスタをさらに備え、第３のレジスタに保存される値を加味して、圧力レベル表示部に表示するセンサ部により検知された圧力レベルの段階数を算出する。さらに、センサ信号処理部は、敏感度設定部により設定される値を第１のレジスタに保存される値により除算する第１の除算部と、センサ部により検知された圧力レベルに対応する値を第１の除算部からの演算結果の値によって除算する第２の除算部とをさらに備え、第２の除算部からの演算結果の値に基づいて、圧力レベル表示部に表示するセンサ部により検知された圧力レベルの段階数を算出する。そして、センサ信号処理部は、敏感度設定部により設定される値から第３のレジスタに保存される値を減算する第１の減算部と、センサ部により検知された圧力レベルに対応する値から第３のレジスタに保存される値を減算する第２の減算部とをさらに備え、第１の除算部は、敏感度設定部により設定される値の代わりに第１の減算部からの演算結果の値を用いて除算を行い、第２の除算部は、センサ部により検知された圧力レベルに対応する値の代わりに第２の減算部からの演算結果の値を用いて除算を行う。 More preferably, the sensor unit outputs a value corresponding to the detected pressure level as a pressure signal, and the sensor signal processing unit sets a value corresponding to the sensitivity set by the sensitivity switching unit. And a first register that stores the value of the number of steps of the pressure level that can be displayed by the pressure level display unit, and a value corresponding to the pressure level detected by the sensor unit and set by the sensitivity setting unit The number of steps of the pressure level detected by the sensor unit displayed on the pressure level display unit is calculated based on the value to be stored and the value stored in the first register. The sensor signal processing unit further includes a third register that stores a value corresponding to a threshold value smaller than the predetermined threshold value, and displays the value on the pressure level display unit in consideration of the value stored in the third register. The number of steps of the pressure level detected by the sensor unit is calculated. Further, the sensor signal processing unit divides the value set by the sensitivity setting unit by the value stored in the first register, and a value corresponding to the pressure level detected by the sensor unit. A second division unit that divides by the value of the calculation result from the first division unit, and is detected by a sensor unit that displays on the pressure level display unit based on the value of the calculation result from the second division unit Calculate the number of steps of the applied pressure level. The sensor signal processing unit includes a first subtraction unit that subtracts a value stored in the third register from a value set by the sensitivity setting unit, and a value corresponding to the pressure level detected by the sensor unit. A second subtracting unit that subtracts a value stored in the third register, and the first dividing unit is a calculation result from the first subtracting unit instead of the value set by the sensitivity setting unit. The second division unit performs division using the value of the calculation result from the second subtraction unit instead of the value corresponding to the pressure level detected by the sensor unit.
また、圧力信号が示す圧力レベルの大きさが所定の閾値を超えたことを報知する報知部をさらに備える。これにより、術者は、圧力レベル表示部だけでなく、報知部によってセンサ部の圧力レベルの状態を把握することができる。さらに、センサ信号処理部は、圧力レベル表示部において警告表示されるまでに表示可能な圧力レベルの段階数の値が保存される第２のレジスタをさらに備え、圧力レベル表示部に表示するセンサ部により検知された圧力レベルの段階数と、第２のレジスタに保存される値とに基づいて、報知部に報知を実行させるか否かを決定する。そして、センサ信号処理部は、第２の除算部からの演算結果の値から第２のレジスタに保存される値を減算する第３の減算部をさらに備え、第３の減算部からの演算結果の値に基づいて、報知部に報知を実行させるか否かを決定する。 Moreover, the information processing apparatus further includes a notification unit that notifies that the pressure level indicated by the pressure signal has exceeded a predetermined threshold. Thereby, the operator can grasp | ascertain the state of the pressure level of a sensor part not only by a pressure level display part but by an alerting | reporting part. The sensor signal processing unit further includes a second register that stores a value of the number of steps of the pressure level that can be displayed before a warning is displayed on the pressure level display unit, and displays the sensor level on the pressure level display unit. Based on the number of steps of the pressure level detected by the above and the value stored in the second register, it is determined whether or not to notify the notification unit. The sensor signal processing unit further includes a third subtracting unit that subtracts the value stored in the second register from the value of the calculation result from the second division unit, and the calculation result from the third subtraction unit Based on this value, it is determined whether or not the notification unit is to perform notification.
また、センサ信号処理部は、圧力レベル表示部に送る信号をビデオプロセッサにも送り、ビデオプロセッサは、センサ信号処理部から受信した信号に基づいてセンサ部により検知された圧力レベルを表示する画像処理を行う。これにより、術者は、圧力レベル表示手段や報知手段のみならずモニタに表示される観察画像上でも現在の触覚センサの状態を確認することができる。 The sensor signal processing unit also sends a signal sent to the pressure level display unit to the video processor, and the video processor displays the pressure level detected by the sensor unit based on the signal received from the sensor signal processing unit. I do. Thus, the surgeon can check the current state of the tactile sensor not only on the pressure level display means and the notification means but also on the observation image displayed on the monitor.
なお、上記の電子内視鏡システムに用いられる電子内視鏡であって、センサ信号処理部、敏感度切り替え部及び圧力レベル表示部が、該電子内視鏡に設けられている電子内視鏡を実現することもできる。さらに、電子内視鏡が、センサ部、センサ信号処理部、敏感度切り替え部及び圧力レベル表示部に予備の電源を供給する補助電源供給手段を備え、ビデオプロセッサから電源が供給されないときに補助電源供給手段による電源供給を実行する。従って、ビデオプロセッサから電子内視鏡への電源供給が停止するなどの異常が発生した場合でも、電子内視鏡内における各処理を続行して触覚センサの状態を確認して、患者に不快感を与えたり生体組織を損傷したりすることなく電子内視鏡を抜去することができる。さらに、敏感度切り替え部及び圧力レベル表示部が、該電子内視鏡の操作部に設けられている。このため、術者は操作部の他の操作ボタン等を操作して種々の施術を行いつつ、センサ部における圧力レベルの状態を確認したり敏感度を切り替えることができるため、施術効率を向上させることができる。そして、センサ部は、該電子内視鏡の挿入部の先端に分散配置された圧力レベル検知用の複数のセンサ素子と、該複数のセンサ素子により検知される圧力レベルのうち最大の圧力レベル示す圧力信号を出力する触覚センサとを備える。 An electronic endoscope used in the electronic endoscope system described above, wherein the sensor signal processing unit, the sensitivity switching unit, and the pressure level display unit are provided in the electronic endoscope. Can also be realized. The electronic endoscope further includes auxiliary power supply means for supplying a spare power to the sensor unit, the sensor signal processing unit, the sensitivity switching unit, and the pressure level display unit, and the auxiliary power source is supplied when power is not supplied from the video processor. Power supply by the supply means is executed. Therefore, even if an abnormality occurs, such as when the power supply from the video processor to the electronic endoscope is stopped, the processing inside the electronic endoscope is continued to check the state of the tactile sensor, causing discomfort to the patient. The electronic endoscope can be removed without giving any damage or damaging the living tissue. Furthermore, a sensitivity switching unit and a pressure level display unit are provided in the operation unit of the electronic endoscope. For this reason, the surgeon can confirm the pressure level state in the sensor unit and switch the sensitivity while performing various treatments by operating other operation buttons and the like of the operation unit, thereby improving the treatment efficiency. be able to. And a sensor part shows the maximum pressure level among the several sensor elements for pressure level detection distributed at the front-end | tip of the insertion part of this electronic endoscope, and the pressure level detected by these sensor elements And a tactile sensor that outputs a pressure signal.
本発明の触覚センサを有する電子内視鏡及び電子内視鏡システムによれば、電子内視鏡の挿入部の先端が患者の体腔内の壁面や部位に与える圧力が、適切な範囲内にあるか否かを判定するための閾値を、柔軟に変更することができる。従って、術者は、患者の個人差や体腔内の部位に応じて当該閾値を変更して、患者に不快感を与えたり生体組織を損傷したりすることなく施術を行うことが可能となる。また、現在の触覚センサが示す圧力レベルの状態を容易に確認することができる。 According to the electronic endoscope and the electronic endoscope system having the tactile sensor of the present invention, the pressure that the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope applies to the wall surface or part in the body cavity of the patient is within an appropriate range. The threshold value for determining whether or not can be flexibly changed. Therefore, the operator can perform the treatment without changing the threshold according to the individual difference of the patient or the site in the body cavity without causing discomfort to the patient or damaging the living tissue. In addition, the state of the pressure level indicated by the current tactile sensor can be easily confirmed.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態における触覚センサを有する電子内視鏡及び電子内視鏡システムについて説明する。 Hereinafter, an electronic endoscope and an electronic endoscope system having a tactile sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１に本実施形態における触覚センサを備える電子内視鏡を用いる電子内視鏡システム１００の概略図を示す。電子内視鏡１０は、先端面に触覚センサ１を有する。触覚センサ１は電子内視鏡１０の挿入部の先端部外周面において分散配置された複数のセンサ素子２に接続されている。触覚センサ１及び複数のセンサ素子２によりセンサ部が構成される。該複数のセンサ素子２は、各々が設けられている位置において電子内視鏡１０が体腔内の部位などから受ける圧力を示す出力信号を発生する。触覚センサ１は、各センサ素子２からの出力信号のうち最も大きい圧力を示す出力信号をＡ／Ｄ変換して、電子内視鏡１０の操作部８に設けられた触覚センサ信号処理部３に送る。
FIG. 1 shows a schematic diagram of an
ここで図２を参照しながら電子内視鏡１０の操作部８について説明する。操作部８は、敏感度切り替えスイッチ９、スピーカ１１、圧力レベル表示部１２、電池ボックス１３、アングルノブ１４、操作ボタン１５を備える。敏感度切り替えスイッチ９は、触覚センサ信号処理部３における触覚センサ１から送られてくる出力信号に基づく圧力レベル判定処理において、圧力レベル表示部１２において警告表示をするか否かを決定するための閾値を切り替えるためのスライド式のスイッチである。なお、圧力レベル判定処理の詳細については後述する。図３（ｄ）に示すように、敏感度切り替えスイッチ９をスライドさせることにより、敏感度を「低」、「中」、「高」の間で切り替えたり、触覚センサ１を「無効」にしたりすることができる。敏感度切り替えスイッチ９の出力信号は触覚センサ信号処理部３に送られる。
Here, the
スピーカ１１は、図３（ａ）に示すように触覚センサ信号処理部３に接続されており、触覚センサ信号処理部３からのスピーカ用出力信号に基づいて警告音を発生する報知部である。触覚センサ１からの出力信号によって示される圧力が、敏感度切り替えスイッチ９により設定される敏感度に対応する閾値を超えると、スピーカ用出力信号がトリガとなってスピーカ１１から警告音が発生される。
As shown in FIG. 3A, the
圧力レベル表示部１２は、敏感度切り替えスイッチ９により設定される敏感度に応じて、警告音が発生される閾値に対する触覚センサ１からの出力信号の相対的な大きさを術者に表示する。圧力レベル表示部１２は、複数の緑色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤにより構成される。緑色ＬＥＤは、現在の触覚センサからの出力信号が示す圧力レベルが、敏感度切り替えスイッチ９により設定される敏感度に応じて決まる許容範囲内に収まっていることを示すためのＬＥＤであり、赤色ＬＥＤは、現在の圧力レベルが該許容範囲を超えていることを示すためのＬＥＤである。図３（ｃ）に示すように、圧力レベル表示部１２は触覚センサ信号処理部３に接続されており、触覚センサ信号処理部３からの圧力レベル表示部用出力信号に基づいて決定されるＬＥＤ表示数に合わせて緑色ＬＥＤから赤色ＬＥＤへと順次点灯する。
The pressure
電池ボックス１３は、図３（ｂ）及び図６に示すように触覚センサ信号処理部３に接続されており、停電が発生した場合やビデオプロセッサ２０から電子内視鏡１０が電気的に切断された場合など、ビデオプロセッサ２０から電子内視鏡１０に電力が供給されない状況において、予備の電源を供給する補助電源供給手段として使用される。従って、電池ボックス１３を用いて、電子内視鏡１０を体腔内から抜去する際に触覚センサ信号処理を行う各部に電力を供給することができる。触覚センサ信号処理部３の電源供給検知部５２は、何らかの理由によってビデオプロセッサ２０からの電源供給が停止されたことを検知すると、電池ボックス１３をオンにして補助電源として使用する。従って、ビデオプロセッサ２０が動作を停止した場合でも、スピーカ１１からの警告音や圧力レベル表示部１２のＬＥＤ表示を確認しながら患者の体腔内の部位を損傷することなく確実かつ円滑に電子内視鏡１０を抜去することができる。
The
アングルノブ１４は、回動自在に操作部８に取り付けられており、術者による回動操作に応じて電子内視鏡１０の挿入部を湾曲させる。また、操作部８には、操作ボタン１５に代表される、電子内視鏡１０の種々の処理を実行するためのボタンが設けられている。操作ボタン１５を操作することにより、いずれも図示しない処置具挿入口、処置具挿通チャンネル、処置具用開口を用いた観察対象部位への送気、送水及び体液などの吸引、モニタ６０上の画面の静止（フリーズ）、画像記録媒体への観察対象部位の静止画像や動画の記録などの処理を行うことができる。
The
ここで本実施形態の電子内視鏡システム１００における画像処理について図１を参照しながら説明する。光源部２１により発生された照明光はライトガイド５によって電子内視鏡１０の挿入部の先端に伝搬される。挿入部の先端部にはライトガイド５を介して伝搬された照明光を観察対象部位に照射するための配光光学系（図示せず）が、ライトガイド５の先端の前段に配置されている。また、挿入部の先端部には配光光学系の他に対物光学系６が設けられており、その後段にＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの撮像素子７が配置されている。撮像素子７からの画像信号の読み出しは、電子内視鏡１０内の駆動制御部（図示せず）により制御される。
Here, image processing in the
ライトガイド５から出射された照明光は、配光光学系を介して観察対象部位に到達する。照明光は観察対象部位によって反射され、対物光学系６に入射した後、撮像素子７の撮像面に到達する。従って、観察対象部位の像は対物光学系６によって撮像素子７の撮像面に結ばれる。撮像素子７によって受光された照明光は光電変換され、ケーブルを介して画像信号としてコネクタ部回路４に伝送される。コネクタ部回路４において、画像信号は増幅、サンプルホールド処理、Ａ／Ｄ変換、ノイズ除去などの前処理が施された後、ビデオプロセッサ２０の画像処理部２２に送られる。画像処理部２２では、画像表示に適切な色再現がなされるようにするための変換処理、輪郭強調による画像の解像度強調処理、ノイズリダクションやフィルタリングによるノイズ除去処理などの種々の画像処理が施される。また、画像処理部２２は、ゲイン調整処理によって画像のホワイトバランスやＲＧＢゲイン値を調整したり、ガンマ補正処理によって画像が自然な明るさとなるようにガンマ特性を補正したり、モニタ６０に表示する画像の外周の輪郭を明確化させて観察を容易にするマスク処理や、撮像画像内の必要な部分に文字情報を表示するための文字情報処理などを実行したりする。そして、上記画像処理を行って得られる画像信号は、アナログ信号化された後、ＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式などの映像方式に準拠したビデオ信号としてモニタ６０に出力される。術者はモニタ６０に表示される撮像画像を観察することにより、病変部の発見や検査などの種々の施術を行う。
The illumination light emitted from the
次に、図４を参照しながら本実施形態における圧力レベル判定処理について説明する。図４は、本実施形態の電子内視鏡システムにおいて圧力レベル判定処理を実行する各ブロックを示す図である。触覚センサ１からの圧力信号は、Ａ／Ｄ変換部３０においてデジタル信号化された後に触覚センサ信号処理部３に送られる。また、敏感度切り替えスイッチ９により設定される敏感度を示す敏感度信号も、Ａ／Ｄ変換部３１においてデジタル信号化された後に触覚センサ信号処理部３に送られる。触覚センサ信号処理部３は、触覚センサ１と敏感度切り替えスイッチ９から受信した圧力信号と敏感度信号に基づいて、現在の触覚センサ１からの圧力信号が示す圧力レベルの大きさ、すなわち、センサ素子２が設けられている電子内視鏡１０の挿入部の先端が体腔内の部位に対して与える圧力が、敏感度切り替えスイッチ９により設定される敏感度に応じて決まる閾値を超えているか否かを判定する。そして、閾値を超えている場合は警告音を発生して超えていない場合は警告音を発生しないように指示するスピーカ用出力信号を生成してスピーカ１１用のスイッチング素子３３に送る。また同様に、触覚センサ信号処理部３は、触覚センサ１と敏感度切り替えスイッチ９から受信した圧力信号と敏感度信号に基づいて、触覚センサ１からの圧力信号が示す圧力レベルに合わせて圧力レベル表示部１２におけるＬＥＤの表示数を指定する圧力レベル表示部用出力信号を生成して圧力レベル表示部１２用のスイッチング素子３２に送る。さらに、触覚センサ信号処理部３は、現在の触覚センサ１の圧力レベルの状態をモニタ６０に表示するための信号を生成してビデオプロセッサ２０に送る。
Next, the pressure level determination process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating each block that executes pressure level determination processing in the electronic endoscope system of the present embodiment. The pressure signal from the touch sensor 1 is converted into a digital signal by the A /
スピーカ１１用のスイッチング素子３３は、スピーカ用出力信号に基づいてスピーカ１１のオン／オフを切り替え、スピーカ１１から警告音を発生するか否かを制御する報知制御部である。スイッチング素子３３からの信号は、Ｄ／Ａ変換部３５においてアナログ信号化された後、ＡＭＰ３７により増幅されてスピーカ１１に送られる。また、圧力レベル表示部１２用のスイッチング素子３２は、圧力レベル表示部用出力信号に基づいて圧力レベル表示部１２の各ＬＥＤの点灯及び消灯を切り替える。スイッチング素子３２からの信号は、スピーカ１１の場合と同様に、Ｄ／Ａ変換部３４においてアナログ信号化された後、ＡＭＰ３６により増幅されて圧力レベル表示部１２に送られる。
The switching
ここで図５に示すグラフを参照しながら本実施形態における敏感度切り替えスイッチ９により変更される敏感度の設定について説明する。敏感度切り替えスイッチ９は、電子内視鏡による観察を行う患者の個人差や観察する体腔内の部位に応じて、施術者が、電子内視鏡１０の挿入部先端部の敏感度を任意に設定するものである。本実施形態では、敏感度として低、中、高、安全の４つのレベルが設定されている。低、中、高の３つのレベルは敏感度切り替えスイッチ９により設定することができ、安全レベルは敏感度切り替えスイッチ９により設定可能なレベルとは別に設けられているレベルである。各敏感度には値が対応付けられており、各値は触覚センサ信号処理部３の敏感度保存レジスタ４２に保存される。安全レベルには、敏感度切り替えスイッチ９により設定できる低、中、高のいずれのレベルよりも低い値が対応付けられている。この安全レベル内では、患者に不快感を与えることも体腔内の部位を損傷することがなく、術者に対してスピーカ１１により警告音を発生する必要もなければ、圧力レベル表示部１２のＬＥＤを点灯及び消灯して敏感度の変化を表示する必要もないものとみなす。なお、具体的な値を用いた処理については後述する。
Here, with reference to the graph shown in FIG. 5, the setting of the sensitivity changed by the
ここで図６を参照しながら本実施形態における触覚センサ信号処理部３の処理についてより詳細に説明する。敏感度切り替えスイッチ９からの出力信号は触覚センサ信号処理部３の敏感度設定部４１に送られる。敏感度保存レジスタ４２には、敏感度切り替えスイッチ９により切り替え可能な各敏感度に対応する値が保存されている。敏感度設定部４１は、敏感度切り替えスイッチ９からの出力信号を受信すると、敏感度保存レジスタ４２から該出力信号が示す敏感度に対応する値を取得し、設定敏感度レジスタ４３に送る。設定敏感度レジスタ４３は、敏感度設定部４１から送られてくる値を保存する。
Here, the process of the tactile sensor
安全レベルレジスタ４４（請求項の第３のレジスタに対応）には、上記の安全レベルの敏感度に対応する値が保存されている。触覚センサ１からの出力信号は、触覚センサ信号処理部３の減算部４７に送られる。減算部４７では、触覚センサ１からの出力信号の値から安全レベルレジスタ４４に保存されている値が減算される。減算部４７による演算結果は除算部４８（請求項の第２の除算部に対応）に送られる。一方、減算部４５（請求項の第１の減算部に対応）は設定敏感度レジスタ４３に保存されている値から安全レベルレジスタ４４に保存されている値を減算する。減算部４５による演算結果は除算部４６（請求項の第１の除算部に対応）に送られる。
The safety level register 44 (corresponding to the third register in the claims) stores a value corresponding to the sensitivity of the safety level. The output signal from the touch sensor 1 is sent to the
ＬＥＤ表示数レジスタ５０（請求項の第１のレジスタに対応）には、圧力レベル表示部１２に設けられている緑色ＬＥＤと赤色ＬＥＤの合計数に対応する値、すなわち圧力レベル表示部１２において表示可能な圧力レベルの段階数が保存されている。ＬＥＤ表示数レジスタ５０に保存されている値は、除算部４６に送られる。除算部４６は、減算部４５からの演算結果の値をＬＥＤ表示数レジスタ５０に保存されている値で除算する。そして、除算部４６の演算結果は除算部４８に送られる。除算部４８は、減算部４７（請求項の第２の減算部に対応）からの演算結果の値を除算部４６からの演算結果の値で除算する。
In the LED display number register 50 (corresponding to the first register of the claims), a value corresponding to the total number of green LEDs and red LEDs provided in the pressure
除算部４８における演算結果の値は、減算部５１（請求項の第３の減算部に対応）と圧力レベル表示部１２用のスイッチング素子３２とビデオプロセッサ２０のそれぞれに送られる。ビデオプロセッサ２０は、画像処理部２２において除算部４８からの演算結果の値を用いて、モニタ６０に現在の敏感度の大きさが表示されるように画像処理を行う。また、圧力レベル表示部１２用のスイッチング素子３２は、除算部４８からの演算結果の値に基づいて圧力レベル表示部１２のＬＥＤを点灯する。警告レベルレジスタ４９（請求項の第２のレジスタに対応）には、圧力レベル表示部１２における緑色ＬＥＤの個数に対応する値が保存されており、この値は減算部５１に送られる。すなわち、減算部５１において、除算部４８からの演算結果の値を用いて触覚センサ１からの出力信号が示す圧力レベルが、設定した敏感度を超えているか否かを判定することができる。減算部５１では、除算部４８による演算結果の値から警告レベルレジスタ４９に保存されている値を減算し、演算結果の値をスピーカ１１用のスイッチング素子３３に送る。スイッチング素子３３は、減算部５１からの演算結果の値が所定の値以上の場合はオンになり、所定の値未満の場合はオフになる。
The value of the calculation result in the
ここで具体的な数値を用いて上記の触覚センサ信号処理部３の処理について説明する。敏感度レベルは図５のグラフに示すように、安全、高、中、低にそれぞれ対応する値５０，１２０，１７０，２００が設定されており、圧力レベル表示部１２には緑色ＬＥＤが４個、赤色ＬＥＤが２個用いられているとする。従って、ＬＥＤ表示数レジスタ５０には値６が、警告レベルレジスタ４９には値４が保存される。敏感度切り替えスイッチ９により敏感度レベルを中に設定して電子内視鏡１０の挿入を行うとする。挿入部の先端が体腔内の壁面に接触し、触覚センサ１からの出力信号が示す圧力レベルが値１８０である場合を考える。敏感度設定部４１は、敏感度切り替えスイッチ９から敏感度レベルが中であることを示す信号を受信し、敏感度保存レジスタ４２から敏感度レベルに対応する値である１７０を取得して設定敏感度レジスタ４３に保存する。減算部４５では、設定敏感度レジスタ４３に保存されている値１７０から安全レベルレジスタ４４に保存されている値５０が減算され、演算結果として値１２０を得る。除算部４６では、減算部４５からの演算結果の値１２０をＬＥＤ表示数レジスタ５０に保存されている値６によって除算し、値２０を得る。
Here, the processing of the tactile sensor
一方、減算部４７では、触覚センサ１からの出力信号の値１８０から安全レベルレジスタ４４に保存されている値５０が減算され、演算結果として値１３０を得る。そして、除算部４８において、減算部４７からの演算結果の値１３０が除算部４６からの演算結果の値２０で除算され、演算結果として値６．５を得る。減算部５１では、除算部４８からの演算結果の値６．５から警告レベルレジスタ４９に保存されている値４が減算され、演算結果として値２．５を得る。本実施形態においては、触覚センサ信号処理部３からスイッチング素子３２，３３及びビデオプロセッサ２０に出力される演算結果の値は小数点以下を切り捨てる。圧力レベル表示部１２用のスイッチング素子３２は、除算部４８から値６を受信するため、圧力レベル表示部１２にＬＥＤを６個表示するよう指示する信号を生成する。従って、圧力レベル表示部１２の４個（４段階分）の緑色ＬＥＤが点灯され、さらに２個（２段階分）の赤色ＬＥＤが点灯される。スピーカ１１用のスイッチング素子３３は、受信する値が１以上か否かに応じてスピーカ１１から警告音を発生させるか否かを制御する。スイッチング素子３３は、減算部５１から値２を受信するので、スピーカ１１から警告音を発生するよう指示する信号を生成する。そして、ビデオプロセッサ２０は、除算部４８から値６を受信するため、モニタ６０において数字６を表示したり種々の表示方式を用いて圧力レベルが６であることを通知したりするための画像処理を行う。
On the other hand, in the subtracting
従って、術者は操作部８を操作して電子内視鏡１０の挿入部を患者の体腔内に挿入する手技を行いつつ、圧力レベル表示部１２のＬＥＤ表示やスピーカ１１から発せられる警告音によって、電子内視鏡１０の挿入部の先端が患者の体腔内の部位に過大な外圧を与えているか否かを把握することができる。また、術者は、モニタ６０の観察画像を確認している場合であっても、圧力レベル表示部１２を確認することなく、画像上に表示される圧力レベルによって電子内視鏡１０の挿入部の先端の状態を確認することができる。よって、術者は、圧力レベル表示部１２、スピーカ１１、モニタ６０によって触覚センサ１が示す圧力レベルが許容範囲を超えたことを把握し、電子内視鏡１０の挿入部の先端を体腔内の壁面や部位に負荷を与えない状態にするよう迅速に修正を行って挿入作業を続行することができる。
Therefore, the surgeon operates the
以上が、本発明の実施形態に関する説明である。なお、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲においてさまざまな変形が可能である。上記の説明では、敏感度に低、中、高のレベルが設定されているが、これに限らず複数段階からなるレベルを設定することもできる。また、敏感度切り替えスイッチ９には、スライド式以外の種々の切り替え手段を用いることが可能である。また、上記の説明では、触覚センサ信号処理部３は操作部８に設けられているが、コネクタ部やビデオプロセッサに配置してもよい。また、圧力レベル表示部１２には、ＬＥＤに限らず種々の表示手段を採用することができる。さらに、減算部や除算部における演算結果の値は、小数点以下の任意の位で切り捨ててもよいし、切り捨てを行わずに各演算を実行してもよい。
The above is the description regarding the embodiment of the present invention. In addition, this invention is not limited to said structure, A various deformation | transformation is possible in the range of the technical idea of this invention. In the above description, low, medium, and high levels of sensitivity are set. However, the present invention is not limited to this, and a level composed of a plurality of levels can be set. The
１ 触覚センサ
３ 触覚センサ信号処理部
７ 撮像素子
９ 敏感度切り替えスイッチ
１０ 電子内視鏡
１１ スピーカ
１２ 圧力レベル表示部
１３ 電池ボックス
２０ ビデオプロセッサ
２２ 画像処理部
４１ 敏感度設定部
４４ 安全レベルレジスタ
４５，４７，５１ 減算部
４６，４８ 除算部
４９ 警告レベルレジスタ
５０ ＬＥＤ表示数レジスタ
５２ 電源供給検知部
６０ モニタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (14)
前記挿入部の先端部に設けられ、該挿入部の先端部が体腔内の部位から受ける圧力レベルを検知するセンサ部と、
敏感度を設定可能な敏感度切り替え部と、
前記センサ部により検知される圧力レベルを段階的に表示する圧力レベル表示部と、
前記センサ部から出力される前記圧力レベルを示す圧力信号と前記敏感度切り替え部から出力される前記敏感度を示す敏感度信号を受信し、前記圧力レベルの大きさが該敏感度によって設定される所定の閾値を超える場合には、前記圧力レベル表示部において該所定の閾値を超える圧力レベル分を警告表示するための信号を出力するセンサ信号処理部と、を備える、
ことを特徴とする電子内視鏡システム。 An electronic endoscope having a built-in image pickup device at the distal end of the insertion portion, and a video processor to which the electronic endoscope is detachably connected, and which processes an image pickup signal from the image pickup device and displays it on a monitor An electronic endoscope system,
A sensor unit that is provided at a distal end portion of the insertion portion, and that detects a pressure level that the distal end portion of the insertion portion receives from a site in a body cavity;
A sensitivity switching unit capable of setting the sensitivity,
A pressure level display unit that displays stepwise the pressure level detected by the sensor unit;
A pressure signal indicating the pressure level output from the sensor unit and a sensitivity signal indicating the sensitivity output from the sensitivity switching unit are received, and the magnitude of the pressure level is set according to the sensitivity. A sensor signal processing unit that outputs a signal for warning display of the pressure level exceeding the predetermined threshold in the pressure level display unit when the predetermined threshold value is exceeded,
An electronic endoscope system characterized by that.
前記センサ信号処理部は、
前記敏感度切り替え部によって設定される敏感度に対応する値を設定する敏感度設定部と、
前記圧力レベル表示部により表示可能な圧力レベルの段階数の値が保存される第１のレジスタと、をさらに備え、
前記センサ部により検知された圧力レベルに対応する値と、前記敏感度設定部により設定される値と、前記第１のレジスタに保存される値とに基づいて、前記圧力レベル表示部に表示する前記センサ部により検知された圧力レベルの段階数を算出する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子内視鏡システム。 The sensor unit outputs a value corresponding to the detected pressure level as a pressure signal,
The sensor signal processor is
A sensitivity setting unit for setting a value corresponding to the sensitivity set by the sensitivity switching unit;
A first register in which a value of the number of steps of the pressure level that can be displayed by the pressure level display unit is stored;
Displayed on the pressure level display unit based on a value corresponding to the pressure level detected by the sensor unit, a value set by the sensitivity setting unit, and a value stored in the first register Calculating the number of steps of the pressure level detected by the sensor unit;
The electronic endoscope system according to claim 1 or 2, characterized by the above.
前記所定の閾値より小さい閾値に対応する値を保存する第３のレジスタをさらに備え、
前記第３のレジスタに保存される値を加味して、前記圧力レベル表示部に表示する前記センサ部により検知された圧力レベルの段階数を算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡システム。 The sensor signal processor is
A third register for storing a value corresponding to a threshold value smaller than the predetermined threshold value;
In consideration of the value stored in the third register, the number of pressure levels detected by the sensor unit displayed on the pressure level display unit is calculated.
The electronic endoscope system according to claim 3.
前記敏感度設定部により設定される値を前記第１のレジスタに保存される値により除算する第１の除算部と、
前記センサ部により検知された圧力レベルに対応する値を前記第１の除算部からの演算結果の値によって除算する第２の除算部と、をさらに備え、
前記第２の除算部からの演算結果の値に基づいて、前記圧力レベル表示部に表示する前記センサ部により検知された圧力レベルの段階数を算出する、
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電子内視鏡システム。 The sensor signal processor is
A first division unit for dividing a value set by the sensitivity setting unit by a value stored in the first register;
A second division unit that divides a value corresponding to the pressure level detected by the sensor unit by a value of a calculation result from the first division unit;
Calculating the number of steps of the pressure level detected by the sensor unit displayed on the pressure level display unit based on the value of the calculation result from the second division unit;
The electronic endoscope system according to claim 3 or 4, characterized by the above.
前記敏感度設定部により設定される値から前記第３のレジスタに保存される値を減算する第１の減算部と、
前記センサ部により検知された圧力レベルに対応する値から前記第３のレジスタに保存される値を減算する第２の減算部と、をさらに備え、
前記第１の除算部は、前記敏感度設定部により設定される値の代わりに前記第１の減算部からの演算結果の値を用いて除算を行い、
前記第２の除算部は、前記センサ部により検知された圧力レベルに対応する値の代わりに前記第２の減算部からの演算結果の値を用いて除算を行う、
ことを特徴とする請求項５に記載の電子内視鏡システム。 The sensor signal processor is
A first subtraction unit that subtracts a value stored in the third register from a value set by the sensitivity setting unit;
A second subtracting unit that subtracts a value stored in the third register from a value corresponding to the pressure level detected by the sensor unit;
The first division unit performs division using the value of the operation result from the first subtraction unit instead of the value set by the sensitivity setting unit,
The second division unit performs division using the value of the calculation result from the second subtraction unit instead of the value corresponding to the pressure level detected by the sensor unit.
The electronic endoscope system according to claim 5.
前記圧力レベル表示部において警告表示されるまでに表示可能な圧力レベルの段階数の値が保存される第２のレジスタをさらに備え、
前記圧力レベル表示部に表示する前記センサ部により検知された圧力レベルの段階数と、前記第２のレジスタに保存される値とに基づいて、前記報知部に報知を実行させるか否かを決定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の電子内視鏡システム。 The sensor signal processor is
A second register for storing a value of the number of steps of the pressure level that can be displayed before a warning is displayed in the pressure level display section;
Based on the number of steps of the pressure level detected by the sensor unit displayed on the pressure level display unit and a value stored in the second register, it is determined whether or not to notify the notification unit. To
The electronic endoscope system according to claim 7.
前記第２の除算部からの演算結果の値から前記第２のレジスタに保存される値を減算する第３の減算部をさらに備え、
前記第３の減算部からの演算結果の値に基づいて、前記報知部に報知を実行させるか否かを決定する、
ことを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡システム。 The sensor signal processor is
A third subtracting unit that subtracts a value stored in the second register from a value of an operation result from the second dividing unit;
Based on the value of the calculation result from the third subtracting unit, it is determined whether or not the notification unit is to perform notification.
The electronic endoscope system according to claim 8.
前記ビデオプロセッサは、前記センサ信号処理部から受信した信号に基づいて前記センサ部により検知された圧力レベルを表示する画像処理を行う、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。 The sensor signal processing unit also sends a signal to be sent to the pressure level display unit to the video processor,
The video processor performs image processing for displaying a pressure level detected by the sensor unit based on a signal received from the sensor signal processing unit.
The electronic endoscope system according to any one of claims 1 to 9, wherein the electronic endoscope system is characterized in that:
前記センサ部、前記センサ信号処理部、前記敏感度切り替え部及び前記圧力レベル表示部に予備の電源を供給する補助電源供給手段を備え、
前記ビデオプロセッサから電源が供給されないときに前記補助電源供給手段による電源供給を実行する、
ことを特徴とする電子内視鏡。 The electronic endoscope according to claim 11, comprising:
Auxiliary power supply means for supplying spare power to the sensor unit, the sensor signal processing unit, the sensitivity switching unit, and the pressure level display unit,
Executing power supply by the auxiliary power supply means when power is not supplied from the video processor;
An electronic endoscope characterized by that.
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