JPS6055923A - 電子スコ−プの雑音防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、挿入部先端側に固体撮像素子を設けたスコー
プ（ここでスコープは内視鏡をいう以下同じ）を例えば
高周波切開切除具と併用した場合に、高周波切開切除具
からの高周波雑音が固体撮像素子で撮像した内祝画像に
重畳することを防止するようにした電子スコープの雑音
防止装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、医療用スコープは硬性で略直線状の挿入部を有す
る硬性のスコープと、挿入部が軟性で口腔から被検体内
に挿入可能となる軟性のスコープとがらシ、これらのス
コープは挿入部先端に被検体内を観察、結像する対物レ
ンズ等で構成される結像光学系を有している。この結像
光学系は結像した内祝像をイメージガイドとオーばれる
光学繊維束のチャンネルを通して手元操作部側のイメー
ジガイド端面に伝達させ、接眼レンズを通して被検体の
内祝像を観察できるようになっている。また手元操作部
からは同じく光学繊維束から成るライトガイドケーブル
を通して光源装置の照明光を被検体に照射するようにし
ている。さらに、スコープ挿入部は鉗子、間周波メス等
の処置具を手元操作部から挿入部先端に導びく処置具用
チャンネルを有し、内視鏡の観察のもとて治療を行なっ
たシ、生検採取を行えるようになっている。

〔背景技術の問題点〕

ところで、最近のエレクトロニクスの進歩によって、内
祝像を電気信号としてとらえることので合 きるＣＯＤ　（電荷結素子）　、Ｂ　Ｂ　Ｄ　（Ｂａｃ
ｋｅｔへ １３ｒｉｇａｄｅ　Ｄｅｖｉｃｅ）及びＭＯ８型センサ
等の固体撮像素子が開発され、スコープの挿入部先端に
これら固体撮像素子が用いられるようになった。

ところが、このような固体撮像素子を用いた電子スコー
プで高周波切開切除具（以下高周波メスという）による
被検体の高周波焼灼切除手術、生検採取等を行なった場
合、高周波メスの焼灼電源からの高周波電流が固体撮像
素子の走査で読み出はれる内祝画一信号に雑音となって
重畳し、画像表示装置に映出される画像を不鮮明にする
という問題があった。この問題を具体的にするために第
１図を用いて説明する。

第１図において１は電子スコープの挿入部先端側を示し
、この挿入部先端側りは手元操作部２に連続されている
。この手元操作部２Ｆｉ液晶パネル３を有する接眼部４
が連結あるいは一体に形成されている。また、手元操作
部２は上方に処置具挿入部５を有するとともに下方にラ
イトガイドケーブル６及び画像処理回路７への信号線８
等の導Ｗ部９が形成されている。なお、画像処理回路７
は例えば陰極線管表示装置ＣＲＴに接続され、信号線８
の内祝画像信号を陰極＋Ｗ管表示装置ＣＲＴへ内視画像
として表示するための処理及び後述する前置増幅部等へ
の電源電圧を形成する回路である。

また、画像処理回路７の出力は液晶パネル３にも供給さ
れ、陰極線管表示装置ＣＲＴと同じ内視画像を接眼部４
から観察可能となっている。

一方、挿入部先端側上は前記画像表示装置ＣＲＴへの信
号線８が挿通される信号チャンネル１０、処置具用チャ
ンネル１１及びライトガイドケーブル６のライトガイド
チャンネル（不図示）が設けられている。前記信号チャ
ンネル１０は挿入部先端面に対物レンズ１２が嵌入きれ
、この対物レンズ１２の後方に例えばＣＯＤで構成され
た固体撮像素子１３・が配設されている。この固体撮像
素子１３は例えば光電変換部１３　ａと、蓄積・読出部
１３ｂとに分かれ、光電変換部１３　ａで受けた対物レ
ンズ１２からの内祝像を光信号電荷として蓄積・読出部
１３　ｂに蓄え、順次１水平ラインごとに読み出し、そ
の出力を後段の創傷“′増幅部１４に導出するようにな
っている。

この前置増幅部１４は蓄積・読出部１３　ｂから読み出
された信号を増幅して内祝画像信号として信号線８に導
出するようになっている。

また、電子スコープには前記処置具挿入部５を通して高
周波′メス１５が挿入されている。この−周波波メス１
５は手元側１６、高周波伝送線１７及びこの高周波伝送
線１７と一体のループを成すメス部１８とから成シ高周
波伝送線１７は可撓性のシース１９で被覆されている。

そして、高周波メス１５を電子スコープに装填する場合
は、シース１９の先端を処置具挿入部５から挿入し、図
示しない手元操作部２内の通路を通して挿入部先端１の
処置具用チャンネル１１に導入していくと、挿入部先端
面から高周波メス１５のシース１９先端が突出するよう
になっている。このシース１９先端面からはメス部１８
が突出されている。このシース１９は先端内側に係止環
２１が形成され、との係止環２１後方にシース１９内を
移動自在な環状のスライダ２０が設けられている。前記
高周波伝送線１７はこれらスライダ２０及び係止環２１
に挿入され、ループ状のメス部１８の先端は係止環２１
１Ｃ固着されている。この構成によシ前記スライダ２０
は高周波メス１５の手元側１６にあるつまみ２２を動か
すことによってシース１９内を移動でき、スライダ２０
がストッパ２１に当たって停止したとき、前記メス部１
８のループが最も大きくなって被検体の患部をそのルー
プ内に掛け、っまみ２２を引っ張ることによってスライ
ダ２０が後退してループを小さくしてループで患部を挟
持できるようになっている。

ざらに、高周波メス１５は高周波イぎ電源２３及び電力
増幅部２４等から成る焼灼電源２５からの高周波電流が
外部高周波伝送線２５ａを介して手元側１６に供給され
、内視鏡同に仲人された島周波伝送綜（以下内部高周波
伝送線という）　１７に高周波電流を流出するようにな
っている。この高周波電流は被検体及び被検体に取９付
けられた接地板（不図示）を介して焼灼電源２５の接地
ラインに環流するようになっている。

このような構成によれば、高周波メス１５による生検採
取、患部抽出手術等をスコープ観察及び陰極線管表示装
置ＣＲＴの内祝画像を映出しながら行うことができる。

しかして、焼灼電源２５の高周波電流の周波数は被検体
（人体）に影響し々い値に設定されるものである。この
周波数は一般に３００　（ＫＥＩＺ）以上が適当とされ
ている。一方、内祝画像信号はカラー信号の場合、例え
ば４．３〔■拓〕の周波数帯域を有している。第２図は
このカラー内視画像信号の周波数スペクトルＮと筒周＄
％流の周波数スペクトルＨを示す波形図であり、縦軸が
スペクトル強度を表し、横軸が周波数を衣わすものであ
る。高周波電流のスペクトルＨｉｄ例えば中心周波数（
高周波信号源２３の発振中心周波数）が０．５　（ＭＨ
ｚ）に設定されている。この高周波電流のスペクトルＨ
が単一のスペクトルを形成せず、帯状に上下に広がるの
は、電力増幅器２４の歪あるいは高周波信号源２３の信
号自体が基本波以外の成分を含んでいること等によるも
のである。

このように内祝画像信号の帯域と、高周波メス１５の高
周波電流の帯域が重なシ合っていると、高周波メス１５
の内部及び外部高周波伝送線１７　、２５　ａと信号線
８との電磁訪導作用によって高周波メス１５の高周波電
流が信号線８を流れる内祝画像信号に雑音として重畳し
、陰極線管表示装置ＣＲＴに表示される内祝画像が不鮮
明になシ、甚だしい場合には手術を中止しなければなら
なかった。

この対策として、従来特公昭５８−６９５３０号公報及
び特公昭５８−６９５２８号公報のように、高周波電流
が流れる部分をシールドし、かつ高周波電流の帯域を内
祝画像信号の帯域を避けるように高くしたり、高周波電
流の帯域を避けるように内祝画像信号の帯域を上げるよ
うにしたものが提唱されておシ、これらはいずれも内祝
画像信号の雑音となる高周波電流を内視画像信号から積
極的に除去しようとするものではなかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、内視画像信
号に例えば高周波メスを駆動する高周波電流が不測に重
畳して雑音となる場合に、これを積極的に除去し、内視
鏡操作部の画像表示装置に忠実かつ鮮明な内祝画像を表
示することのできる電子スコープの雑音防止装置を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は固体撮像素子で得られる内祝画像信号を差動出
力形式で取り出す前段増幅器分設け、こρ前段増幅器の
各出力を後段増幅器に差動人力して成）、高周波メスを
併用した場合に、高周波メスからの雑音が前記前段増幅
器の各出力に同相雑音として重畳されることを利用して
、前記後段増幅器で前記同相雑音を相殺・除去するよう
にしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を具体的に説明する。ここに、第３図は本
発明の一実施例に係る電子スコープの雑音除去装置を示
す回路図であり、第４図は第３図の動作を説明する動作
波形図であ）、第５図は高周波メスと併用した場合の具
体的実施例を示す図である。

先ず、第３図を説明する。第３図は電子スコープ内部の
撮像系を示し、第１図の構成要素と同一のものは同一符
号を記しである。固体撮像素子１３は例えばＣＣＤにて
構成され、光電変挨部Ｌ３ａで受光した光俄号を蓄執・
読出部１３　ｂに一時的に蓄え、これを１水平ラインご
とに読み出して内祝画像信号として導線２６に導出する
ようになっている。

この導線２６は一点鎖線にて示す前置増幅部１４に接続
されている。

この前置増幅部１４は図示のごとく例えば低雑音の差動
増幅器２７で構成された増幅段と、との差動増幅器２７
の各差動出力端子の出力抵抗を合わせるインピーダンス
変換器ｚｓ　、　２９とから構成されている。なお、前
記固体撮像累子１３がらの内視画像信号は、前記差動増
幅器２７の反転入力端子に印加され、同差動増幅器２７
の非反転入力端子は接地点に接続されている。また、前
記インピーダンス変換器２８　、２９の各人力側（ｄ差
動増幅器２７の差動出力端子Ｔ１．Ｔ２に夫々接続きれ
、出力側は２重２線シールドケーブル３ｏの各一端に接
続されてＡる。この２重２線シールドケーブル３ｏは芯
導体３０ａ、３０ａ導体３０　ｂからなる内部のケーブ
ル同士は捩り巻き３１の反転入力端子及び非反転入力端
子に夫々接続されている。この差動増幅器３１の出力部
はその差動出力端子のいずれか一方が用いられ、出力端
子３２に接続されている。この出力端子３２に導出ぜれ
た内視ｌ１ｉＪ像信号は第１図の画像処理回路７に供給
されるようになっている。

以上のような構成を有した電子スコープによれば、固体
撮像素子で走置により侍られた内祝画像信号は前段の差
動増幅器２１で前置増幅芒Ｊｔ１同差動増幅器２７の一
方の差動出力端子Ｉｌｌ、に例えば第４図に示す波形Ｓ
ｌのごとき負極性の内祝画像信号が得られ、他方の差動
出力端子Ｔ２ＶＣ第４図の波形Ｓ２のごとき正極性の内
祝画像信号が得られる。これら内視画像信号について、
期間ｔｒは同期信号期間を示し、期間ｔｓは画像信号期
間を示す。そして、波形Ｓ１はインピーダンス変換器２
８を通ってそのままの波形で２皇２線シールドケーブル
３０の一方の芯線３０　ａに導出され、波形Ｓ２もイン
ピーダンス変換器２９を通ってそのままの波形で２血２
線シールドケーブル３０の他方の芯１１３ＵａＫ４出さ
れる。これら芯ｉ３０　ａ　、　３０　ａに導出された
波形Ｓｔ　、　８２は差動増幅器３１の反転及び非反転
入力端子３１に差動入力でれることになる。ここで、差
動増幅器３１の性質として、その差動利得は大きく、同
相利得は極めて小さいので、差動利得を１とした場合、
画像期間ＴＩＩの極性の異る信号波形は差動増幅されそ
第４図の波形Ｓ３に示すごとき振幅が２倍となった内視
画像信号として出力端子３２に導出される。

今、前段の差動増幅器ａの差動出力端子ＴＩ、　Ｔ２以
後の経路に例えば高周波メス等による外来雑音が誘起さ
れた場合の動作を説明する。

このような外来雑音は、波形Ｓｌ、５２ｉＣ同相の雑音
として重畳される。すなわち、第４図において波形Ｓ１
に例えば複極性の雑音波形Ｎ　Ａ　Ｉ　Ｎ　ｎと同相の
雑音波形ＮＡ’　、　ＮＢ’が重畳されることになる。

ここに、ＮＡは負極性の雑音を示し、ＮＢは正極性の雑
音を示す。そして、波形ＳＩＫ重畳した雑音波形ＮＡ。

ＮＢは波形Ｓ２に重畳した雑音波形ＮＡ’、ＮＢ’と同
相であシ、２重２線シールドケーブル３０を通って後段
の差動増幅器３１に差動入力される。

この後段の差動増幅器３１は前記した通電極性の反転し
た差動成分は増幅するが、極性が同じの同相成分は増幅
しないので、雑音波形ＮＡ、ＮＢと雑音波形Ｎ　Ａ／　
、　Ｎ　Ｂ　／とは増幅されない。言い換えれば、゛雑
音波形ＮＡ　、　ＮＢと雑音波形ＮＡ’、１ｔＪＢ’と
の差動入力レベルは零であるため本来の内祝画像信号に
基づく波形Ｓｔ　＋　８２のみが増幅される。したがっ
て、雑音波形ＮＡ、ＮＢ、ＮＡ’　、ＮＢ’によって埋
もれた本来の信号波形（点線に示す部分）が復元されて
波形Ｓ３に雑音波形ＮＡ、ＮＢ、ＮＡ’　、ＮＢ’を含
、むことがない。

こうして、本発明は電子スコープ操作部側の画像辰示装
置７（液晶バネ西、３を含めて）に忠実かつ鮮明な内祝
画像を映出することができる。しかも、信号成分は略２
倍にされ、雑音成分は除去されるので非常にＳＮ比が良
好となる。

上記のような実施例を具体的に示したのが第５図である
。第５図において、第１図及び第３図と同一部分には同
一符号を記す。電子スコープは挿ガイドケーブル６及び
画像処理回路７への信号線８等の導出部９が形成されて
いる。一方、高周波メス１５は前記処置具挿入部５がら
挿入され、処置具用チャンネルｕ（ｉｌ−通って電子ス
コープの挿入部先端１１１１１１の端面からシース１９
の先端部及びメス部１８が突出するようになっている。

また、高周波メス１５は焼灼電源２５から供給する高周
波電流が外部、高周波伝送線２５　ａ　ＶＣよって手元
側１６に伝送され、この手元側１６で外部高周波伝送線
２５ａ及び内部高周波伝送線１７が接続されて、メス部
１８に高周仮電流を供給可能になっている。さらに、こ
のメス部１８のループ径は手元側１６のつまみ２２の操
作で拡縮自在となっている。

次に、電子スコープの挿入部先端側１には前記処置用チ
ャンネル１１、信号チャンネル１０及びライトガイドケ
ーブル６のカイトガイドチャンネル（図示路）等があり
、信号チャンネル１０の端面開口には対物レンズ１２が
配置されている。この対物レンズ後方に、固体撮像素子
１３が収容式れ、この固体撮像素子１３で撮像した内祝
像が内祝画像信号として前置増幅部１４に入力されてい
る。前置増幅部１４は接地部材１４　ａによって電気的
に外部と遮蔽されている。また、前置増幅部１４は増幅
素子として差動増幅器２７が設けられている。との差動
増幅器２７の差動出力端子の一方はインピーダンス変換
器２８を介して２重２線シールドケーブルで構成された
信号線８の一方の芯線３０ａＫｍ続されている。

また、差動増幅器２７の差動出力端子の他方はインピー
ダンス変換器２９を介して信号線８の他方の芯線３０　
ａに接続てれている。これら芯４７１３０　ａ　、　３
０　ａは中間導体３０　ｂによって被覆されている。さ
らにこの中間導体３０　ｂは外部導体３０Ｃによって被
覆され、２１２ｍシールドケーブルとしての機能を果し
ている。なお、外部導体３０Ｃは例えば画像処理回路７
の接地部材７ａで接地され、中間導体３０　ｂは前置増
幅部１４の接地部材１４　ａ及び画像処理回路７の接地
部材７ａによって接地でれている。さらに、芯線３Ｑａ
、３０ａは画像処理回路７の前段に設けられた差動増幅
器３１の各差動入力端子に夫々接続されている。そして
、画像処理回路７で処理され得られた内祝画像信号は陰
極線管茨示装置ＣＲＴの映像増幅段及び接眼部４の液晶
パネル３に導出され、夫々内視画像として表示きれるよ
うになっている。

以上のような電子スコープによれば、高周波メス１５を
駆動てせた場合、外部高周波伝送線２５　ａ、及び内部
高周波伝送線１７に流れる高周波電流が形成する磁力線
によって、信号線８の芯線３０　ａ　、３０ａに雑音と
して誘起されることを２重２線シールドケーブルの効果
で抑制することができる。もし、不測にも誘起された場
合は、前Ｍ増幅段での差動増幅器２７と画像処理回路７
側での差動増幅器３１との前述した同相成分除去作用に
よって雑音を減衰きせることができる。

次に、不発明の他の実施例を縞６図を参照して説明する
。第６図において第３図と同一部分には同一符号を記し
である。

本実施例は、固体撮像素子１３の内視画像信号を受ける
差動増幅器２７の出力形式をシングル出力形式とし、そ
の出力端子Ｔ３を信号線８としての２重２線シールドケ
ーブル３０の一方の芯線３０　ａに接続する一方、他方
の芯線３０　ａを抵抗Ｒ１を介して接地したものである
。この抵抗Ｒ１の抵抗値は差動増幅器２７の出力抵抗Ｒ
Ｏの抵抗値に等しく設定されている。このため、第３図
の場合のようにインピーダンス変換器２８　、２９を設
ける必要がなく構成を簡素にすることができる。そして
、２Ｎ２線シールドケーブル３０の他端は夫々後段の差
動増幅器３１に接続され、出力端子３２に内祝画像信号
を導出している。

以上のような構成によれば、前記実施例の場合よ多信号
成分は増幅されないが、雑音成分は確実に除去すること
ができる。

本発明は前段増幅器としての例えば差動増幅器２７と後
段増幅器としての差動増幅器３１とによって雑音を除去
したことを要旨とし、信号線８は２重２線シールドケー
ブル３０に限定するものでなく、シールドを施さない一
対の単線を用いてもよく、ｔ７’ｃ、ｚ本のシールドケ
ーブルを用いてもよい。

また、外来雑音は高周波メス１５によるものに限らずそ
の他の高周波を使用する医療器具あるいは、螢光燈、自
動車の点火プラグ等からの雑音も除去することができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、電子スコープの固
体撮像素子で得られた内祝画像信号に重畳する外来雑音
を確実に除去することができ、電子スコープ操作部側の
画像表示装置に常に鮮明な画像を表示することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子スコープと高周波切開切除具を併用した従
来構成を示す図、第２図は内祝画像信号及び高周波′上
流のスペクトル構造を示す波形図、第３図は本発明の一
実施例に係る雑音除去装置を示す回路図、第４図は本発
明の一実施例の動作を説明する波形図、第５図は本発明
の一実施例を用いた具体的実施例を示す図、第６図は本
発明の他の実施例に係る雑音除去装置を示す回路図であ
る。 ｌ・・・・・・挿入部先端側、２・・・・・・手元操作
部、７・・・・・・画像処理回路、８・・・・・・信号
線（３０・・・・・・２重２線シールドケーブル）、１
３・・・・・・固体撮像素子、１４・・・・・・前置増
幅部、２７　、３１・・・・・・差動増幅器、２８．２
９・・・・・・インピーダンス変換器、ＣＲＴ・・・・
・・陰極線管表示装置。 手　続　補　正　の　（自発） Ｕａ和５８年特許願第１６３５９８号 ２６発明の名称 電子スコープの雑音防止装置 ７．７＋ｌｉ正の内容　別紙の通り １、明細書の第１７ページ１９行目〜２０行目に「受け
る・・・式とし、」とあるを「前置増ｉ器３３にて増幅
し、」に訂正する。 ２、明ｍ書の第１８ページ３行目に「差動増幅」とある
を「前置増幅」と訂正する。 ３、明細書の第１８ページ５行目〜７行目に「インピー
ダンス・・・ができる。」とあるを［前置増幅器３３に
差動増幅器を使用しないため、増幅器の溝成が簡単にな
り、雑音指数も３ｃｌＢ良くなる。」と訂正する。 ４、明細書の第２０ページ４行目に［３３・・・前置増
幅器」を追加する。 以　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）挿入部先端側に固体撮像素子を用い、この固体撮
   像素子で得られた内祝画像信号を画像表示装置に内祝画
   像として表示する電子スコープにおいて、前記内視画像
   信号を画像表示装置に導出する信号路ＶＣ誘起される外
   来雑音を除去する糺音除却手段を設けたことを特徴とす
   る電子スコープの雑音防止装置。 ＜２）前記雑音除去手段は、前記固体撮像素子側に設け
   られ、この固体撮像素子からの内祝画像信号を増幅して
   差動出力する前段増幅器と、前記画像表示装置側に設け
   られ前記前段増幅器の各出力を差動入力する後段増幅器
   とから成シ、前記前段増幅器の差動出力に同相成分とし
   て重畳された前記外来雑音を前記後段増幅器で減衰する
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の電子スコープの雑音防止装置。 （３）前記雑音除去手段は、前ムピ前段増幅器の差動出
   力端子と後段増幅器の差動入力端子とを接続する前記信
   号路としての２つの導線をシールドするようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第２項に記載
   の電子スコープの雑音防止装置。