WO2016088473A1

WO2016088473A1 - 接続構造および医療機器

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Publication number: WO2016088473A1
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Authority: WO
Inventors: 清貴菅野
Original assignee: Sony Olympus Medical Solutions Inc
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Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2016-06-09
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Abstract

被観察体に接触または挿入される先端側装置と、先端側装置に接続される基端側装置とを備えた医療機器において、基端側装置で発生する輻射ノイズの外部への漏えいおよび外乱ノイズの基端側装置への侵入を防止する。先端側装置の基端に設けられ、基端側装置に接続されるプラグと、基端側装置に設けられ、プラグを挿着して保持するレセプタクルと、を備え、プラグおよびレセプタクルの少なくともいずれか一方は、プラグをレセプタクルに挿着した状態で、外装体に形成される開口部を横切る部分に、非導電性の磁性体を有する。

Description

接続構造および医療機器

　本開示は、医療機器が備える先端側装置と基端側装置とを接続する接続構造および該接続構造を備えた医療機器に関する。

　従来、被観察体の体内に挿入して体内画像を取得する内視鏡システム等の医療機器では、当該機器の内部から外部へ漏えいするノイズを除去するために様々な対策が施されている。例えば、下記特許文献１では、内視鏡システムの内視鏡（先端側装置）とプロセッサおよび光源装置（基端側装置）とを接続するケーブルの外周部に電気的シールドを設けるとともに、ケーブルコネクタの根元部において、電気的シールド体の外周側に、ノイズ周波数に対するインピーダンス特性が異なる複数のフェライトコアを配置する技術が開示されている。このような特許文献１に記載の技術によれば、内視鏡で発生するノイズの外部への漏えいを防止することができる。

特開平１１－３３７８３９号公報

　上述した医療機器の場合、被観察体に接触または挿入される側の先端側装置が有する患者回路と、基端側装置が有し機能接地や当該医療機器の操作者の安全性を確保するための保護接地等により接地された１次回路や２次回路等の接地側回路と、を電気的に絶縁しなければならない。そのため、上述した医療機器では、先端側装置と基端側装置との間に絶縁のための空間距離および沿面距離を確保する必要がある。先端側装置と基端側装置との間に空間距離および沿面距離を確保すると、両装置の隙間から、基端側装置内で発生した輻射ノイズが外部に漏えいしたり、外乱ノイズが基端側装置の内部に侵入したりしてしまうおそれがあった。

　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、被観察体に接触または挿入される先端側装置と、先端側装置に接続される基端側装置とを備えた医療機器において、基端側装置で発生する輻射ノイズの外部への漏えいおよび外乱ノイズの基端側装置への侵入を防止することができる接続構造および該接続構造を備えた医療機器を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る接続構造は、被観察体に接触又は挿入される先端側装置と、該先端側装置に接続され、接地された外装体を有する基端側装置とを備えた医療機器の前記先端側装置と前記基端側装置とを接続する接続構造であって、前記先端側装置の基端に設けられるプラグと、前記基端側装置に設けられ、前記プラグを挿着して保持するレセプタクルと、を備え、前記プラグおよび前記レセプタクルの少なくともいずれか一方は、前記プラグを前記レセプタクルに挿着した状態で、前記外装体に形成される開口部を横切る部分に、非導電性の磁性体を有することを特徴とする。

　本開示に係る接続構造は、上記接続構造において、前記磁性体は、前記プラグの外装体に設けられることを特徴としてもよい。

　本開示に係る接続構造は、上記接続構造において、前記磁性体は、前記プラグの外装体よりも内周側に設けられることを特徴としてもよい。

　本開示に係る接続構造は、上記接続構造において、前記磁性体は、前記レセプタクルに設けられることを特徴としてもよい。

　本開示に係る医療機器は、上記の接続構造を備えたことを特徴とする。

　本開示に係る医療機器は、上記医療機器において、前記先端側装置は、前記被観察体に挿入されて該被観察体の情報を取得する内視鏡であり、前記基端側装置は、前記先端側装置を制御するとともに前記先端側装置から受信した情報を処理する制御装置および／または前記先端側装置が前記被観察体へ照射する照明光を発生する光源装置であることを特徴としてもよい。

　本開示によれば、プラグおよびレセプタクルの少なくともいずれか一方は、プラグをレセプタクルに挿着した状態で、基端側装置の外装体に形成される開口部を横切る部分に、非導電性の磁性体を有しているため、先端側装置と基端側装置の隙間をその磁性体で埋めることによって空間距離および沿面距離が確保される。したがって、基端側装置で発生する輻射ノイズの外部への漏えいおよび外乱ノイズの基端側装置への侵入を防止することができる。

図１は、本開示の一実施の形態に係る医療機器である内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本開示の一実施の形態に係る接続構造の要部の構成を模式的に示す部分断面図である。図３は、本開示の一実施の形態の変形例１に係る接続構造の要部の構成を模式的に示す部分断面図である。図４は、本開示の一実施の形態の変形例２に係る接続構造の要部の構成を模式的に示す部分断面図である。図５は、本開示の一実施の形態の変形例３に係る接続構造の要部の構成を模式的に示す部分断面図である。図６は、本開示の一実施の形態の変形例４に係る接続構造の要部の構成を模式的に示す部分断面図である。図７は、本開示の一実施の形態の変形例５に係る接続構造の要部の構成を模式的に示す部分断面図である。図８は、本開示の一実施の形態の変形例６に係る接続構造の要部の構成を模式的に示す部分断面図である。図９は、本開示の別の実施の形態に係る接続構造の要部の構成を模式的に示す部分断面図である。

以下、添付図面を参照して、本開示を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、図面はあくまで模式的なものであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合がある。

　図１は、本開示の一実施の形態に係る医療機器である内視鏡システムの概略構成を示す図である。同図に示す内視鏡システム１は、被観察体の内部に先端部が挿入されることによって該被観察体の体内画像を撮像する先端側装置としての内視鏡２と、内視鏡２に接続され、内視鏡２が撮像した体内画像に所定の画像処理を施して表示用の画像データを生成するとともに、内視鏡システム１全体の動作を統括して制御する基端側装置としての制御装置３と、内視鏡２の先端から被観察体へ照射する照明光を発生する光源装置４と、液晶または有機ＥＬ（Electro　Luminescence）からなる表示パネルを有し、画像を表示する表示装置５と、を備える。

　内視鏡２は、硬質で細長形状をなし、先端部が被観察体の内部へ挿入される挿入部２１と、挿入部２１の基端に着脱自在に接続され、挿入部２１を介して集光される被観察体の像を撮像して撮像信号を出力するカメラヘッド２２と、カメラヘッド２２が出力する撮像信号を制御装置３に伝送するケーブル２３と、ケーブル２３の基端部に設けられて制御装置３に着脱自在に装着される雄型コネクタであるプラグ２４と、光源装置４が発生した照明光を挿入部２１の先端部まで伝送するライトガイド２５と、を有する。

　挿入部２１は、筒状をなす外装体の内部に設けられ、被観察体からの光を集光する集光光学系と、該外装体の内部に設けられ、光源装置４からライトガイド２５を介して伝送されてくる照明光を被観察体へ照射する照明光学系とを含む。集光光学系および照明光学系は、それぞれ１または複数のレンズを用いて構成される。

　カメラヘッド２２は、挿入部２１の光学系が集光した光を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、内視鏡２の動作指示信号の入力を受け付ける入力部とを有する。撮像素子は、ＣＣＤ（Charge　Coupled　Device）またはＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）等のイメージセンサを用いて構成される。

　プラグ２４の要部の構成を、図２に示す部分断面図を参照して説明する。図２は、プラグ２４を、制御装置３が備える雌型コネクタであるレセプタクル３２（後述）に挿着した状態を示す部分断面図である。図２に示すように、プラグ２４は、非導電性の磁性体を用いて構成される外装体２４１と、外装体２４１の内周側のプラグ内部に設けられて筒状をなし、ケーブル２３の先端部を受容するとともに、内視鏡２が備える患者回路の基準電位（患者グラウンド）に接続される金属製のシールド体２４２とを有する。図２に示す状態で、プラグ２４の外装体２４１は、制御装置３の本体部３１に形成される開口部３１１を横切る。

　外装体２４１の具体的な材料としては、フェライト、ネオジム、サマリウムコバルト等の磁性体粉を、非導電性の種々の樹脂、例えば、ポリアミド（ナイロン）やポリフェニレンサルファイドと混合して射出成型したり、板状または円筒状等に加工したりしたものを適用することが可能である。フェライト、ネオジム、サマリウムコバルト等の磁性体粉を非導電性のゴムと混練したものを使うことも可能である。また、磁性素材そのものが非導電性プラスチックである例としては、エメラルディンベースのポリアニリン（ＰＡＮｉ）骨格上に電子受容体であるテトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）の構造を持たせた磁性ポリマー（ＰＡＮｉＣＮＱ）から作られた非金属の磁石が知られており、適用することが可能である。また、フェライト、ネオジム、サマリウムコバルト等の磁性体そのものを適用したり、非導電性の樹脂で形成した外装体２４１の一部に磁性体を埋め込んで構成することも可能である。なお、磁性体そのものを外装体２４１として使用する場合は、この磁性体自体が非導電性を兼ね備える必要があることはいうまでもない。

　外装体２４１は、広帯域で高い透磁率を兼ね備える材料を用いて構成することが好ましく、例えば帯域は３０ＭＨｚ以上、透磁率は１００Ｈ／ｍ以上の材料を用いるのが好ましい。なお、外装体２４１の材料は上述したものに限られるわけではなく、使用する環境に応じた材料であって内視鏡２と併用する周辺機器にノイズの影響を与えたりその周辺機器からノイズの影響を受けたりしないような材料を適宜設定すればよい。

　制御装置３は、筐体状をなす本体部３１と、本体部３１の開口部３１１に取り付けられ、プラグ２４を着脱自在に挿着して保持する筒状の雌型コネクタであるレセプタクル３２とを有する。図２に示すように、レセプタクル３２は、制御装置３の本体部３１の開口部３１１を横切る。

　本体部３１は、金属または合金を用いて構成される。本体部３１は、患者回路と電気的に絶縁して被観察体や内視鏡システム１の機能や操作者の安全性を確保するために、制御装置３が備える２次回路等の接地側回路の基準電位（例えば２次グラウンド）に接地される外装体（外装シールド）、としての機能を有する。なお、本体部３１の外表面に、樹脂等を用いて構成されるフロントパネルを設けてもよい。

　レセプタクル３２は、プラグ２４の外装体２４１と同様、非導電性の磁性体を用いて構成される。レセプタクル３２は、内視鏡２の患者回路と制御装置３内に設けられる患者回路とを電気的に接続する。制御装置３内に設けられる患者回路は、制御装置３内に設けられる２次回路等の接地側回路と電気的に絶縁されている。レセプタクル３２は、内視鏡２のプラグ２４とともに、本実施の形態に係る接続構造１００を構成する（図２を参照）。

　制御装置３はプロセッサとも呼ばれ、内視鏡２が生成した撮像信号に対して所定の信号処理を施すことにより、被観察体の画像データを生成する機能を有する。このような機能を有する制御装置３は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等を用いて構成される。

　以上説明した本開示の一実施の形態は、プラグ２４およびレセプタクル３２は、プラグ２４をレセプタクル３２に挿着した状態で、制御装置３の本体部３１に形成される開口部３１１を横切る部分に、非導電性の磁性体を有しており、内視鏡２と制御装置３の接続部分の隙間をその磁性体で埋めることにより、内視鏡２と制御装置３との間の空間距離および沿面距離を確保している。したがって、本実施の形態によれば、制御装置３で発生する輻射ノイズの外部への漏えいおよび外乱ノイズの制御装置３への侵入を防止することができる。

　また、本実施の形態によれば、非導電性の磁性体をプラグ２４およびレセプタクル３２の材料として用いることによって制御装置３で発生する輻射ノイズの外部への漏えいおよび外乱ノイズの制御装置３への侵入を防止しているため、構成を複雑にすることなく、プラグ２４とレセプタクル３２の接続部分におけるシールドを実現することができる。

　なお、本実施の形態において、非導電性の磁性体は、プラグ２４の外装体２４１およびレセプタクル３２のうち、プラグ２４をレセプタクル３２に挿着した状態で、少なくとも本体部３１の開口部３１１を横切る部分に設けられていればよい。

　また、本実施の形態では内視鏡２が硬性内視鏡である場合を説明したが、内視鏡として軟性内視鏡または超音波内視鏡を適用することも可能である。

　図３は、本実施の形態の変形例１に係る接続構造の要部の構成を示す部分断面図である。同図に示す接続構造２００では、制御装置３Ａが備えるレセプタクル３３の少なくとも一部が、金属または合金を用いて構成される。金属または合金を用いて構成される部分は、例えばプラグ２４をレセプタクル３３に挿着する際にレセプタクル３３が外装体２４１と摺動する部分等を含んでいれば好ましく、レセプタクル３３全体であってもよい。接続構造２００では、プラグ２４の外装体２４１のみが非導電性の磁性体を用いて構成される。レセプタクル３３以外の接続構造２００の構成は、接続構造１００の構成と同様である。本変形例１によれば、本体部３１の開口部３１１を横切る部分に非導電性の磁性体を含む外装体２４１が位置しているため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらには、本変形例１によれば、種々の先端側装置である内視鏡２のプラグ２４が接続される摺動部の摩耗耐性を向上させることができる。

　図４は、本実施の形態の変形例２に係る接続構造の要部の構成を示す部分断面図である。同図に示す接続構造３００では、プラグ２６の外装体２６１の少なくとも一部が、患者グラウンドに接続される金属または合金を用いて構成される。金属または合金を用いて構成される部分は、例えばプラグ２６をレセプタクル３２に挿着する際にレセプタクル３２と摺動する部分等を含んでいれば好ましく、外装体２６１全体であってもよい。接続構造３００では、レセプタクル３２のみが非導電性の磁性体を用いて構成される。プラグ２６以外の接続構造３００の構成は、接続構造１００の構成と同様である。本変形例２によれば、本体部３１の開口部３１１を横切る部分に非導電性の磁性体を含むレセプタクル３２が位置しているため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

　図５は、本実施の形態の変形例３に係る接続構造の要部の構成を示す部分断面図である。同図に示す接続構造４００が備えるプラグ２７は、非導電性の磁性体を用いて構成される外装体２７１と、外装体２７１の内周側のプラグ内部に設けられて筒状をなし、ケーブル２３の先端部を受容するとともに患者グラウンドに接続される金属製のシールド体２７２とを有する。外装体２７１は、非導電性の磁性体を用いて構成される外周部２７１ａと、外周部２７１ａの内周側に積層され、前述した磁性体以外の材料を用いて構成される内周部２７１ｂとを有する。外装体２７１は、例えば内周部２７１ｂの表面に非導電性の磁性体を塗布して外周部２７１ａを形成することによって作製される。プラグ２７以外の接続構造４００の構成は、接続構造２００の構成と同様である。本変形例３によれば、本体部３１の開口部３１１を横切る部分に非導電性の磁性体を含む外周部２７１ａが位置しているため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、非導電性の磁性体をプラグの外装体の内周部に設けてもよい。

　図６は、本実施の形態の変形例４に係る接続構造の要部の構成を示す部分断面図である。同図に示す接続構造５００が備えるレセプタクル３４は、制御装置３Ｂの本体部３１の開口部３１１に取り付けられる。レセプタクル３４は、非導電性の磁性体を用いて構成され、プラグ２６と対向する内周部３４ａと、該磁性体以外の材料を用いて構成され、内周部３４ａの外周側に位置する外周部３４ｂとを有する。レセプタクル３４は、例えば筒状をなす外周部３４ｂの内周側の表面に非導電性の磁性体を塗布することによって作製される。本変形例４によれば、本体部３１の開口部３１１を横切る部分に非導電性の磁性体を含む内周部３４ａが位置しているため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、非導電性の磁性体をレセプタクルの外周部に設けてもよい。

　図７は、本実施の形態の変形例５に係る接続構造の要部の構成を示す部分断面図である。本変形例５において、制御装置３Ｃには、本体部３５の奥側である制御装置３Ｃの内部にレセプタクル３６が設けられている。すなわち、本変形例５に係る接続構造６００は、プラグ２４とレセプタクル３６の接続部分が、本体部３５に形成される開口部３５１よりも奥側である制御装置３Ｃの内部に位置している。本変形例５によれば、本体部３５の開口部３５１を横切る部分に非導電性の磁性体を含む外装体２４１が位置しているため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

　図８は、本実施の形態の変形例６に係る接続構造の要部の構成を示す部分断面図である。同図に示す接続構造７００では、上述した接続構造６００とプラグの構成が異なる。具体的には、接続構造７００が備えるプラグ２８は、非導電性の樹脂からなる外装体２８１と、外装体２８１の内周側に設けられ、非導電性の磁性体を用いて構成される円筒部材２８２とを有する。円筒部材２８２は、プラグ２８をレセプタクル３６に挿着した状態で本体部３５の開口部３５１を横切る位置に配設される。本変形例６によれば、本体部３５の開口部３５１を横切る部分に非導電性の磁性体を含む円筒部材２８２が位置しているため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

　なお、本実施の形態および変形例１～６で説明したプラグとレセプタクルの組み合わせに限らず、プラグをレセプタクルに挿着した状態で、制御装置の本体部の開口部を横切る位置に非導電性の磁性体が位置するような組み合わせであれば、いかなるプラグとレセプタクルの組み合わせを採用してもよい。

（その他の実施の形態）
　ここまで、本開示の実施の形態を説明してきたが、本開示は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、上述した接続構造は、基端側装置を制御装置としていたが、基端側装置を光源装置として実現することも可能である。その場合、プラグはライトガイドを受容する。また、１つの医療機器において、内視鏡と制御装置の接続構造、および内視鏡と光源装置の接続構造の双方に対して、上述した接続構造のいずれかを適用してもよい。

　図９は、本開示の別の実施の形態に係る接続構造の要部の構成を示す部分断面図である。本実施の形態では、制御装置３Ｄの本体部３７の内周面に、非導電性の磁性体からなる内周部３７ａが設けられている。接続構造８００を構成するプラグ２６とレセプタクル３６は、非導電性の磁性体を有しない。この場合、本体部３７の開口部３７１を横切る部分として本体部３７の側に非導電性の磁性体が設けられたことにより、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、本体部の外周側に非導電性の磁性体を設けてもよい。また、上述した制御装置３Ｃの本体部３５に形成される開口部３５１（図８を参照）の内周面に、非導電性の磁性体を有する部分を設けてもよい。また、プラグ２６の代わりに、上述したプラグ２４、２７および２８のいずれかを適用してもよい。

　本開示は、被観察体に接触または挿入されて該被観察体の観察等を行うような医療機器全般に対して適用可能である。このような医療機器として、例えば超音波診断装置やＸ線装置を挙げることができる。

　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　被観察体に接触又は挿入される先端側装置と、該先端側装置に接続され、接地された外装体を有する基端側装置とを備えた医療機器の前記先端側装置と前記基端側装置とを接続する接続構造であって、
　前記先端側装置の基端に設けられるプラグと、
　前記基端側装置に設けられ、前記プラグを挿着して保持するレセプタクルと、
　を備え、
　前記プラグおよび前記レセプタクルの少なくともいずれか一方は、前記プラグを前記レセプタクルに挿着した状態で、前記外装体に形成される開口部を横切る部分に、非導電性の磁性体を有する、
　接続構造。
（２）
　前記磁性体は、前記プラグの外装体に設けられる、
　上記（１）に記載の接続構造。
（３）
　前記磁性体は、前記プラグの外装体よりも内周側に設けられる、
　上記（１）に記載の接続構造。
（４）
　前記磁性体は、前記レセプタクルに設けられる、
　上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の接続構造。
（５）
　上記（１）～（４）のいずれか一項に記載の接続構造を備えた、医療機器。
（６）
　前記先端側装置は、前記被観察体に挿入されて該被観察体の情報を取得する内視鏡であり、
　前記基端側装置は、前記先端側装置を制御するとともに前記先端側装置から受信した情報を処理する制御装置および／または前記先端側装置が前記被観察体へ照射する照明光を発生する光源装置である、
　上記（５）に記載の医療機器。

　１　　内視鏡システム
　２　　内視鏡
　３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ　　制御装置
　４　　光源装置
　５　　表示装置
　２１　　挿入部
　２３　　ケーブル
　２４、２６、２７、２８　　プラグ
　２５　　ライトガイド
　３１、３５、３７　　本体部
　３２、３３、３４、３６　　レセプタクル
　３４ａ、３７ａ、２７１ｂ　　内周部
　３４ｂ、２７１ａ　　外周部
　１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００　　接続構造
　２４１、２６１、２７１、２８１　　外装体
　２４２、２７２　　シールド体
　２８２　　円筒部材
　３１１、３５１、３７１　　開口部

Claims

　被観察体に接触又は挿入される先端側装置と、該先端側装置に接続され、接地された外装体を有する基端側装置とを備えた医療機器の前記先端側装置と前記基端側装置とを接続する接続構造であって、
　前記先端側装置の基端に設けられるプラグと、
　前記基端側装置に設けられ、前記プラグを挿着して保持するレセプタクルと、
　を備え、
　前記プラグおよび前記レセプタクルの少なくともいずれか一方は、前記プラグを前記レセプタクルに挿着した状態で、前記外装体に形成される開口部を横切る部分に、非導電性の磁性体を有する、
　接続構造。
　前記磁性体は、前記プラグの外装体に設けられる、
　請求項１に記載の接続構造。
　前記磁性体は、前記プラグの外装体よりも内周側に設けられる、
　請求項１に記載の接続構造。
　前記磁性体は、前記レセプタクルに設けられる、
　請求項１に記載の接続構造。
　被観察体に接触又は挿入される先端側装置と、
　前記先端側装置に接続され、接地された外装体を有する基端側装置と、
　を備え、
　前記先端側装置と前記基端側装置とを接続する接続構造は、
　前記先端側装置の基端に設けられるプラグと、
　前記基端側装置に設けられ、前記プラグを挿着して保持するレセプタクルと、
　を有し、
　前記プラグおよび前記レセプタクルの少なくともいずれか一方は、前記プラグを前記レセプタクルに挿着した状態で、前記外装体に形成される開口部を横切る部分に、非導電性の磁性体を有する、
　医療機器。
　前記先端側装置は、前記被観察体に挿入されて該被観察体の情報を取得する内視鏡であり、
　前記基端側装置は、前記先端側装置を制御するとともに前記先端側装置から受信した情報を処理する制御装置および／または前記先端側装置が前記被観察体へ照射する照明光を発生する光源装置である、
　請求項５に記載の医療機器。