无线内窥镜装置的制作方法

1.本发明涉及一种适于声带观察的无线内窥镜装置。


背景技术：

2.以往以来，广泛使用着一种将细长的内窥镜插入到体腔内等来对被检部位进行观察、各种处置的内窥镜系统。通过内窥镜的摄像元件获得的内窥镜图像被传送到进行信号处理的视频处理器。视频处理器将来自内窥镜的图像进行信号处理后，供给到监视器以进行显示、或者供给到记录装置以进行记录。
3.为了从内窥镜向视频处理器传送内窥镜图像而使用内窥镜线缆。然而，有时内窥镜的移动范围会因内窥镜线缆而受到限制、或者因内窥镜线缆而妨碍操作性。另外，有时也会因内窥镜线缆与其它线缆缠绕而发生断线等故障。因此，近年来，开发了一种搭载充电式的电池并以无线方式对处理器等传送内窥镜图像的无线内窥镜。
4.另外，有时利用内窥镜来进行声带观察。在声带振动的观察中采用频闪(strobe)观察。频闪观察是利用通过使频闪光以与声带振动的周期略微错开的周期闪烁从而宛如声带正在缓缓地振动的所谓的频闪效应来获得观察图像的观察。
5.在利用内窥镜进行的频闪观察中，例如基于拾取到的声音进行声音解析，按照根据其结果决定出的发光定时进行发光(频闪发光)(例如参照日本特开2000
‑
300514号公报)。因而，为了对声带进行频闪观察，需要用于拾取患者的声音的麦克风。
6.另外，作为能够通过这种频闪观察来进行声带的观察的内窥镜，考虑采用无线内窥镜。然而，无线内窥镜需要进行灭菌处理，被水密性且气密性地构成，从而无法在表面设置金属连接器。还没有这种能够使用无线内窥镜来进行利用麦克风的频闪观察的提案。


技术实现要素：

7.用于解决问题的方案
8.本发明的一个方式的无线内窥镜装置由无线内窥镜和声音检测单元构成，在所述无线内窥镜装置中，所述声音检测单元具有：声音检测部，其检测声音；声音调制部，其对所述声音检测部检测出的声音进行调制；以及第一无线发送部，其无线发送出所述声音调制部的调制结果，所述无线内窥镜具有：无线接收部，其接收从所述第一无线发送部无线发送出的所述声音；声音处理部，其对所述无线接收部接收到的所述声音进行处理；照明部，其产生用于照明被检体的照明光；摄像部，其拍摄被检体；第二无线发送部，其无线发送出所述摄像部的摄像结果；以及控制部，其将所述声音处理部的处理结果提供给所述照明部来对发光进行控制。
附图说明
9.图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的无线内窥镜装置的主要部分的电路结构的框图。
10.图2是示出具有无线内窥镜装置的内窥镜系统的整体结构的概要的说明图。
11.图3是用于说明无线内窥镜中的麦克风单元的安装位置的说明图。
12.图4是用于说明第一实施方式的动作的流程图。
13.图5是用于说明实施方式中的频闪观察的情形的说明图。
14.图6是示出本发明的第二实施方式的框图。
15.图7是用于说明第二实施方式的动作的流程图。
具体实施方式
16.下面，参照附图来详细地说明本发明的实施方式。
17.(第一实施方式)
18.图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的无线内窥镜装置的主要部分的电路结构的框图。图2是示出具有无线内窥镜装置的内窥镜系统的整体结构的概要的说明图。另外，图3是用于说明无线内窥镜中的麦克风单元的安装位置的说明图。本实施方式将麦克风单元与无线内窥镜之间以无线方式进行连接，并且通过检测麦克风单元的安装来对频闪发光进行控制，由此能够使用无线内窥镜进行频闪观察。
19.首先，参照图2和图3来对采用无线内窥镜1的内窥镜系统的概要进行说明。图2的内窥镜系统包括无线内窥镜1、视频处理器5以及监视器6。在手推车7上配置有各种医疗设备和监视器6。另外，在手推车7上载置有与无线部8连接的视频处理器5。此外，作为医疗设备，在手推车7上还载置有例如电手术刀装置、气腹装置、录像机等装置类、填充有二氧化碳的储气瓶等。
20.无线内窥镜1能够通过安装未图示的电池来进行用于通常的内窥镜观察的摄影动作，且是与视频处理器5以无线方式连接的无线结构。
21.无线内窥镜1由在顶端侧具有插入部2、在基端侧具有操作部3的内窥镜主体构成。插入部2的顶端部配设有未图示的摄像部，该摄像部具有由ccd、cmos传感器等构成的摄像元件。另外，在插入部2设置有产生用于照明被摄体的照明光的未图示的照明部。作为内窥镜内光源的该照明部使所产生的光作为照明光而经由插入部2的顶端的未图示的透镜向被摄体照射。
22.从被摄体返回的返回光经由插入部2的顶端的未图示的观察透镜而入射，并在摄像部的摄像面成像。摄像部通过光电变换来得到基于被摄体光学像的摄像图像。摄像部将摄像图像经由插入部2内的未图示的信号线传送到操作部3内的未图示的基板。在设置于操作部3的未图示的基板上搭载有包括未图示的图像处理电路和进行信号传送的通信电路的各种电路，通过这些电路来将摄像图像无线传送到无线部8。此外，在操作部3的操作面3a配设有多个内窥镜开关3b，基于内窥镜开关3b的操作的操作信号也被传送到无线部8。
23.另外，内置于无线内窥镜1的通信电路与无线部8之间不仅能够发送接收摄像图像，还能够发送接收用于驱动配设于插入部2的摄像元件、照明部的驱动信号、各种设定信息。
24.此外，设为将摄像部和照明部设置于插入部2的顶端来进行了说明，但是也可以如摄像头那样将摄像部设置于操作部3侧，另外，也可以将光源设置于操作部3等，通过光导件等将照明光向插入部2的顶端引导。
25.此外，在无线内窥镜1中内置有电池18，来自该电池18的电力被供给到操作部3中的基板上所搭载的电源部19。
26.如图3所示，在操作部3的操作面3a设置有用于安装麦克风单元4的未图示的卡定部。作为声音检测单元的麦克风单元4能够以针对操作面3a自如地安装和拆卸的方式安装到操作面3a。在频闪观察时，将麦克风单元4安装到该卡定部。麦克风单元4拾取周围的声音，并将拾取到的声音发送到无线内窥镜1。
27.接着，参照图1来对无线内窥镜1和麦克风单元4的具体的结构例进行说明。
28.在麦克风单元4设置有控制部41、麦克风传感器42、声音调制部43、无线部44以及电池45。控制部41可以由使用cpu、fpga等的处理器构成，也可以按照未图示的存储器中存储的程序进行动作来对各部进行控制，还可以通过作为硬件的电子电路来实现功能的一部分或全部。
29.作为麦克风传感器42，能够采用电容式麦克风、动态式麦克风等各种麦克风。作为声音检测部的麦克风传感器42拾取周围的声音，并将拾取到的声音输出到声音调制部43。作为声音调制部43，能够使用例如采用qam(正交振幅调制)等数字调制方式或其它各种调制方式的调制电路。声音调制部43对由麦克风传感器42提供的声音进行调制后输出到无线部44。作为第一无线发送部的无线部44由以规定的无线方式进行动作的通信电路构成。例如，作为无线部44，既可以是能够进行近距离无线通信的无线部，也可以采用wi
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fi(注册商标)、蓝牙(注册商标)等无线标准。无线部44用于无线发送来自声音调制部43的声音。
30.从无线部44无线发送出的声音能够由无线内窥镜1的无线部16来接收。作为无线接收部的无线部16是以与无线部44对应的无线标准进行动作的通信电路，接收从无线部44发送出的声音，并将接收到的声音经由总线20输出到图像处理及控制部11。
31.无线内窥镜1的图像处理及控制部11可以由使用cpu、fpga等的处理器构成，也可以按照未图示的存储器中存储的程序进行动作来对各部进行控制，还可以通过作为硬件的电子电路来实现功能的一部分或全部。控制部11与总线20连接，经由总线20来对各部进行控制。
32.在无线内窥镜1设置有照明部12。照明部12由led(发光二极管)光源等各种光源装置构成。照明部12被图像处理及控制部11控制而产生照明光。来自照明部12的照明光经由在插入部2的顶端部设置的未图示的照明透镜而被照射至被摄体。
33.另外，照明部12被控制部11控制而在通常发光与频闪发光之间切换。另外，照明部12被后述的声音处理处理器部15提供发光控制信号，来基于发光控制信号控制频闪发光时的发光周期。
34.在无线内窥镜1中，在插入部2的顶端部设置有摄像部13。摄像部13具有未图示的ccd、cmos传感器等摄像元件，从被摄体反射的反射光经由未图示的观察透镜入射到摄像面。摄像部13对入射到摄像面的被摄体光学像进行光电变换而得到摄像图像。图像处理及控制部11驱动摄像部13，并且被提供来自摄像部13的摄像图像，在对该摄像图像实施规定的图像信号处理之后输出到无线部14。
35.作为第二无线发送部的无线部14例如由采用wi
‑
fi等规定的无线标准的通信电路构成。无线部14将来自图像处理及控制部11的摄像图像在进行调制之后进行无线发送。来自无线部14的发送信号被无线部8接收并被供给到视频处理器5。另外，无线部14接收从视
频处理器5经由无线部8发送的各种控制信号等并提供给图像处理及控制部11。
36.在无线内窥镜1设置有电池18。电池18产生规定的电力并将电力供给到电源部19。电源部19能够由利用来自电池18的电力来产生在无线内窥镜1的各部中使用的电源电压的电源电路构成。电源部19被图像处理及控制部11控制，将所产生的电源电压供给到无线内窥镜1的各部(省略图示)。
37.在本实施方式中，图像处理及控制部11仅在装卸自如的麦克风单元4被安装到了操作面3a的情况下、或者从麦克风单元4供给了规定水平以上的声音的情况下，使照明部12进行频闪发光。
38.例如，图像处理及控制部11也可以根据无线部16与无线部44之间建立了无线而判定为麦克风单元4被安装到了操作面3a，从而对照明部12进行控制以使照明部12开始进行频闪发光。另外，图像处理及控制部11也可以将无线部16接收到的声音的接收水平与规定的阈值进行比较，在存在超过阈值的声音接收水平的情况下，判定为从麦克风单元4输出了足够水平的声音，从而对照明部12进行控制以使照明部12开始进行频闪发光。
39.无线部16接收到的声音还被供给到声音处理处理器部15。作为声音处理部的声音处理处理器部15可以由使用cpu、fpga等的处理器构成，也可以按照未图示的存储器中存储的程序进行动作来对各部进行控制，还可以通过作为硬件的电子电路来实现功能的一部分或全部。声音处理处理器部15通过对被输入的声音进行声音解析，求出声音频率，来产生基于所求出的声音频率的发光控制信号并输出到照明部12。照明部12以基于发光控制信号的周期进行频闪发光。
40.声音处理处理器部15是进行频闪观察所需要的电路部。因此，在本实施方式中，为了降低消耗电力，图像处理及控制部11可以将在无线部16中建立着与无线部44之间的无线的期间、或者在无线部中存在超过阈值的声音接收水平的期间设定为频闪观察期间，进行控制使得仅在该期间向声音处理处理器部15供给电源电压。
41.接着，参照图4和图5来说明像这样构成的实施方式的动作。图4是用于说明实施方式的动作的流程图。另外，图5是用于说明实施方式中的频闪观察的情形的说明图。
42.如图5所示，在声带观察中，首先，将无线内窥镜1的插入部2自被检者25的口25a中插入到插入部2的顶端能够进行声带观察的位置。在进行该插入时，进行利用通常光的通常光观察，以能够观察插入时的状态(图4的步骤s1)。即，图像处理及控制部11控制照明部12来使照明部12发出通常光(步骤s2)。
43.摄像部13对从被照明部12照明的被检者25返回的返回光进行光电变换，并将摄像图像输出到图像处理及控制部11。图像处理及控制部11在对摄像图像实施规定的图像信号处理之后，经由无线部14发送到视频处理器5。视频处理器5生成基于摄像图像的图像并输出到监视器6。通过这样，在监视器6的显示画面上显示插入时的摄像图像。
44.手术操作者在将插入部2插入到能够进行声带观察的位置时，将麦克风单元4安装到操作面3a。此外，在图5中，用虚线示出麦克风单元4被安装的位置。在步骤s3中，图像处理及控制部11判定是否安装了麦克风单元4。当安装了麦克风单元4时，无线部44与无线部16之间建立无线通信。表示无线通信已建立的信息被提供给图像处理及控制部11。由此，图像处理及控制部11判定为麦克风单元4被安装到了操作面3a，将处理从步骤s3转移到步骤s4。步骤s4～s8表示频闪观察期间的处理，图像处理及控制部11使电源部19开始向声音处理处
理器部15供给电源电压，来启动声音处理处理器部15(步骤s4)。控制部11使照明部12开始进行频闪发光(步骤s5)。
45.另一方面，麦克风单元4通过麦克风传感器42来拾取被检者25的声音(步骤s6)。来自麦克风传感器42的声音被声音调制部43进行调制后供给到无线部44。无线部44无线发送出声音。无线内窥镜1的无线部16接收从无线部44发送出的声音，并将声音经由总线20供给到声音处理处理器部15。声音处理处理器部15根据被输入的声音求出声音频率。声音处理处理器部15基于求出的声音频率，产生用于以该声音频率附近的频率进行频闪发光的发光控制信号并供给到照明部12(步骤s7)。照明部12以基于发光控制信号的发光频率进行频闪发光(步骤s8)。
46.通过这样，通过进行频闪发光的照明来照明声带。摄像部13对进行频闪发光的光从声带返回的返回光进行光电变换，并将摄像图像输出到图像处理及控制部11。图像处理及控制部11将摄像图像在实施规定的图像信号处理之后，经由无线部14发送到视频处理器5。视频处理器5生成基于摄像图像的图像并输出到监视器6。通过这样，在监视器6的显示画面上显示声带缓缓地振动的图像，从而能够进行频闪观察。重复进行步骤s6～s8的处理直到在步骤s9中检测到麦克风单元4被拆下为止。
47.手术操作者拆下麦克风单元4以结束频闪观察。图像处理及控制部11在步骤s9中判定了有无安装麦克风。通过拉远麦克风单元4的无线部44与无线部16之间的距离，来解除两者之间的无线通信。图像处理及控制部11根据无线部16的输出来检测无线通信被解除、即麦克风单元4被拆下的情形。这样的话，图像处理及控制部11控制照明部12来进行通常发光控制，以结束频闪观察期间(步骤s10)。在步骤s11中，图像处理及控制部11停止对声音处理处理器部15的电源供给，来使声音处理处理器部15的动作停止。通过这样而恢复为通常光观察。
48.此外，在图4的流程中，通过基于麦克风单元4的安装或拆卸来判定无线通信的建立或解除，从而在频闪观察期间与通常光观察期间之间进行切换，但是也可以在安装着麦克风单元4的状态下进行频闪观察期间与通常光观察期间的切换。例如，控制部11也可以根据从麦克风单元4供给到无线内窥镜1的声音水平超过了规定的阈值而开始进行频闪发光，当声音水平小于规定的阈值时，恢复为通常光观察。
49.(第二实施方式)
50.图6是示出本发明的第二实施方式的框图。在图6中，对与图1相同的构成要素标注相同的标记并省略说明。本实施方式能够在采用了不具备电池的麦克风单元的情况下进行该麦克风单元的电力管理。
51.麦克风单元40与图1的麦克风单元4的不同点在于具有受电部46来代替电池45。另外，无线内窥镜10与图1的无线内窥镜1的不同点在于增加了送电部21。送电部21被图像处理及控制部11控制，将来自电源部19的电力输送到麦克风单元40。受电部46接受从送电部21输送的电力。例如，通过线圈来构成送电部21和受电部46，能够通过使送电部21和受电部46进行电磁耦合来传送电力。受电部46能够通过接近送电部21而从送电部21接受电力的供给。受电部46通过接受的电力来产生在麦克风单元40内的各部中使用的电源电压。
52.在本实施方式中，送电部21能够探测是否正在向受电部46供给电力。例如，送电部21在探测到正在向受电部46供给电力的情况下，将探测信号输出到图像处理及控制部11。
图像处理及控制部11根据来自送电部21的探测信号来设定频闪观察期间。此外，图像处理及控制部11也可以在送电部21的电力消耗量超过规定的基准值的情况下，设定频闪观察期间。例如，也能够检测麦克风单元40因发送规定水平以上的声音而电力消耗增大的情况等，来设定频闪观察期间。
53.此外，图像处理及控制部11也可以通过基于来自电源部19的信息监视送电部21的电力消耗量，来设定频闪观察期间。
54.接着，参照图7来对像这样构成的实施方式的动作进行说明。图7是用于说明实施方式的动作的流程图。在图7中，对与图4相同的过程标注相同的标记并省略说明。
55.在本实施方式中，在图7的步骤s3中，通过送电部21与受电部46有无进行电磁耦合的判定来检测麦克风单元40的安装。图像处理及控制部11在检测到送电部21与受电部46的电磁耦合时，判定为麦克风单元40被安装到了操作面3a，将处理从步骤s3转移到步骤s4。
56.图像处理及控制部11使电源部19开始向声音处理处理器部15供给电源电压，来启动声音处理处理器部15。在步骤s5中，图像处理及控制部11使频闪发光开始。并且，图像处理及控制部11使送电部21开始向麦克风单元40送电，来启动麦克风单元40(步骤s21)。麦克风单元40通过受电部46接受电力的供给而变为能够进行动作，麦克风传感器42被控制部41控制，来拾取被检者的声音(步骤s6)。通过这样，在本实施方式中也能够进行频闪观察。
57.在本实施方式中，在图7的步骤s9中，通过判定为送电部21与受电部46的电磁耦合消除而检测出麦克风单元40被拆下。图像处理及控制部11在检测到麦克风单元40被拆下时，在步骤s10中进行通常发光控制，之后在步骤s22中停止向麦克风单元40的送电。此外，有时也通过受电部46与送电部21分离而自动停止送电。在步骤s11中，图像处理及控制部11停止对声音处理处理器部15的电源供给，来使声音处理处理器部15的动作停止。
58.这样，在本实施方式中，也能够得到与第一实施方式同样的效果。另外，在本实施方式中，在从内窥镜处理器向麦克风单元供给电力的情况下，仅在使用麦克风单元的情况下，向麦克风单元供给电力，能够抑制电力消耗增大。
59.在上述实施方式中，说明了通过监视从送电部向麦克风单元的电力供给来设定频闪观察期间的例子，但是也可以根据在麦克风单元接受电力供给而开始动作之后接收到比规定水平大的声音，来设定频闪观察期间。
60.此外，在上述各实施方式中，频闪观察期间、使照明部进行频闪发光的期间、启动声音处理处理器的期间以及向麦克风单元供给电力的期间未必是一致的。
61.另外，关于说明书所说明的技术中的、主要通过流程图说明的控制，大多能够通过程序进行设定，有时也被记录于记录介质或记录部。记录到该记录介质、记录部的方式既可以是在产品出厂时进行记录，也可以利用发布的记录介质，还可以经由因特网进行下载。
62.另外，关于流程图中的各步骤，只要不违反其性质则可以变更执行顺序、多个步骤同时执行、或者每次执行时都以不同的顺序来执行。
63.此外，在实施方式中，记载为“部”的部分既可以通过专用电路构成、或将多个通用电路组合来构成，也可以根据需要而将按照预先编程得到的软件进行动作的微型计算机、cpu等处理器或者fpga等序列发生器组合来构成。
64.本发明并不直接限定于上述各实施方式，在实施阶段，能够在不脱离其宗旨的范围内对构成要素进行变形并具体实现。另外，能够通过上述各实施方式中公开的多个构成
要素的适当的组合来形成各种发明。例如，可以删除实施方式中示出的全部构成要素中的几个构成要素。并且，也可以适当地组合不同的实施方式中的构成要素。