JP2003038423A - 医療機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機器がオートクレーブのような高温状態に置か
れたことを確実に表示・記録することができる医療機器
を提供することにある。 【解決手段】熱発電手段としての熱発電素子15と、この
熱発電素子15の発生する電気量を検出する電気量検出手
段としての起電力センサ16と、この起電力センサ16の検
出結果に基づいて、付与された熱量、熱が付与された時
間、所定の熱が付与された回数のうち、少なくともいず
れかを検出するカウンター回路17を有することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば固体撮像
素子を内蔵するビデオ内視鏡、ＴＶカメラシステム等に
おいて、機器の滅菌処理を行なった後、その機器の使用環
境温度の判定機能を持った医療機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特公昭62-41009号公報に示すよう
に、内視鏡に、所定の温度以上になったとき作動する温度
検出手段を設け、この温度検出手段からの出力によって
作動し、その作動した累積時間を外部に表示し、内視鏡
の使用限度を確認できるようにしたものが知られてい
る。

【０００３】また、特開昭57-20246号公報に示すよう
に、内視鏡に、滅菌可能な温度になったとき作動する温度
検出手段を設け、この温度検出手段からの出力によって
作動し、内視鏡本体の外部からその表示を観察できる表
示手段を設け、例えばオートクレーブで滅菌処理したこ
とが一目で確認できるようにしたものが知られている。

【０００４】さらに、特開2000-185047号公報に示すよ
うに、医療用途部品が作用を受ける熱サイクルの回数を
繰り返し記録するための装置で、圧力変化または温度変
化を感知し、表示・記録するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術に示
すようにオートクレーブは簡便かつ確実な方法として知
られ、滅菌時に高温状態になる。従来、滅菌にかける病
院では滅菌回数の管理は記録用紙を別に設けて管理して
いた。

【０００６】同様に、オートクレーブでは繰り返し熱サ
イクルに曝されるため、耐久性の管理のためにも確実な
使用回数管理が望まれていた。

【０００７】さらにオートクレーブの滅菌条件の状態に
あったかどうかは同時にオートクレーブ装置に投入する
インジケータや、装置の記録手段から判断している。こ
れは、個々の機器の状態を代表して確認する方法である
が、個々の機器が事後滅菌状態に置かれていたかどうか
を判別可能にすることは、より確実な感染防止に役立
つ。

【０００８】これに対し、従来技術にあるように高温状
態、圧力変化を利用して検出する方法が考案されて来
た。しかし、従来技術では各々の方法において、以下の
問題があった。すなわち、特公昭62-41009号公報のもの
は、内蔵直流電源が必要である。これは内蔵電源の交換
または充電の必要性を意味する。また、電源の種類によ
っては、電圧降下があるため、所定のカウントがなされ
ない可能性がある。

【０００９】特開昭57-20246号公報も同様に電源が必要
であった。この技術で、電源を内蔵せず、光源、コント
ロールユニットに内視鏡を接続して始めて状態を表示す
る方法が考えられるが、この場合、接続するまでオート
クレーブに投入されたかどうかを確実に判別することは
できない。

【００１０】特開2000-185047号公報では圧力変化また
は温度変化を感知し、表示・記録する方法が述べられて
いる。ここで、表示手段は圧力または温度変化で可逆変
化する機械的構造体によりなされ、記録手段としての各
種機械的記録手段が記載されている。また使用時のリセ
ット手段についても述べられているが、圧力または温度
で変化する機械的構造体は繰り返しの熱履歴や滅菌時の
蒸気およびそのドレーン化した水分による特性の変化を
生じる。この結果、例えば延び量等は初期と一定の回数
を使用した後では変化する。これは少ない想定寿命の機
器では問題無いが、かなりの繰返し使用を考慮すれば安
定性に問題が生じる。また、ベローズ等はスペースを必
要とするため、内視鏡下に用いる手術道具では採用でき
ない場合が多い。これは他のバイメタル、チューブ、歯
車の構造体でも同様である。

【００１１】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、小型かつ簡便で交換・
充電の必要な内蔵電源を用いず、かつ高温環境へ対応し
た医療機器がオートクレーブのような高温状態に置かれ
たことを確実に表示、記録する医療機器を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は前記目的を達
成するために、熱発電手段と、前記熱発電手段の発生す
る電気量を検出する電気量検出手段と、前記電気量検出
手段の検出結果に基づいて、付与された熱量、熱が付与
された時間、所定の熱が付与された回数のうち、少なく
ともいずれかを検出する加熱検知手段とを有することを
特徴とする医療機器にある。

【００１３】また、前記電気量検出手段は、熱発電手段
によって生じる電力によって作動されることを特徴とす
る。

【００１４】前記構成によれば、熱発電素子は医療機器
の外装側と内部側との温度差により、起電力を発生す
る。この起電力を検知手段で検出し、熱発電手段の医療
機器への配置に応じて最適化された所定の起電力に達し
た際にカウントを開始し、その時の電力値、時間、回数
の少なくともいずれかを検出する。

【００１５】検出された状態は医療機器本体または組み
合わされる装置内に設けられた表示手段あるいは記録手
段により、使用者、メンテナンスサービスヘの情報出し
を行なうことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の各実施の形態を
図面に基づいて説明する。

【００１７】図１は第１実施形態を示し、内視鏡に接続
され内視鏡像をモニターへ出力するための固体撮像素子
を内蔵したＴＶカメラのカメラヘッド部を示す縦断側面
図である。

【００１８】図１に示すように、カメラヘッド1には主筐
体2と、この主筐体2に対してビス3で連結された電磁シ
ールドをなす後部筐体4が設けられている。主筐体2の前
部には内視鏡接続部5が設けられている。内視鏡接続部5
の後部には固体撮像素子6、光学フィルター7及び駆動回
路8を内蔵した気密パッケージ9が設けられている。気密
パッケージ9の後端部には気密コネクター10が設けられ、
この気密コネクター10は後部回路11を経て信号ケーブル
12に接続されている。信号ケーブル12は図示しないカメ
ラコントロールユニットに接続される。前記光学フィル
ター7を通った内視鏡像は固体撮像素子6にて光電変換さ
れ、駆動回路8からの映像信号としてカメラコントロー
ルユニットにて画像合成し、図示しないモニターに内視
鏡像を表示される。

【００１９】後部回路11の外側は前記後部筐体4で覆わ
れ、後部筐体4と気密パッケージ9は主筐体2、前端側外
装部材13、後端側外装部材14で覆われている。また、主
筐体2、前端側外装部材13、後端側外装部材14と気密パ
ッケージ9、信号ケーブル12との間で水密が確保され
る。

【００２０】ここで、前端側外装部材13の内部には任意
の位置に熱発電素子15が前端側外装部材13に潜るまたは
熱発電素子15の端部が接するように配されている。熱発
電素子15のもう一方の端部はカメラヘッド1の内部の固
体撮像素子6、駆動回路8を覆う気密パッケージ9に当接
している。

【００２１】熱発電素子15には温度差が生じた際に発生
する起電力を検知する起電力センサ16接続され、起電力
センサ16は起電力を検知すると共にその起電力があらか
じめ熱発電素子15とカメラヘッド1、および検出したい
条件に合わせて設定された所定の値を超えた際にカウン
ター回路17に信号を送るように構成されている。カウン
ター回路17は熱発電素子15の起電力によって駆動され、
「所定の起電力に達した際に１カウントを数える」「所
定の起電力の継続する時間を計測する」「所定の起電力
に達した回数を記録する」の少なくとも何れかのカウン
ト及びまたは記録を行なうように構成されている。

【００２２】なお、起電力センサ16の設定値は各種の高
温環境条件のいずれにも対応可能で、例えば熱水洗滌(1
00℃以下)＋オートクレーブ(132℃以上)と言った条件の
異なる設定も可能である。

【００２３】カウンター回路17は直接または信号ケーブ
ル12を経由してカメラヘッド1の表面に設けられた、ま
たはカメラコントロールユニット内の表示手段1８に接
続されている。

【００２４】表示手段18は所定の温度に達したかどう
か、所定の温度が所定の時間経過したかどうか、所定の
温度に達した回数が何回か、のいずれか、またはその複
合状況を表示する。

【００２５】表示手段18は単なるＬＥＤとしても良い
し、ＬＥＤ表示装置による文字情報としても良い。表示
手段18をＬＥＤとする場合、熱発電で得られた電力にて
駆動し、少なくとも滅菌終了時点で表示する。もし電力
がＬＥＤ発光表示に満たない状態になった場合は、カウ
ンター回路17に貯えた情報をカメラコントロールユニッ
トに接続された際に読み込んで確認する構成にしておけ
ば良い。また、積算数、滅菌回数などは敢えて表示せず
にメンテナンス時にのみ確認できるようにすることも可
能である。

【００２６】カメラコントロールユニットにおける表示
方法は温度特性に影響を受けないのでカメラコントロー
ルユニットの外表面(例えばフロントパネル)やモニター
上に前述の各種表示を表示する構成としても良い。

【００２７】表示手段18はその他ブザーを設けて警告音
を発生する構成でも良い。

【００２８】ここで熱発電素子15は２種の半導体の温度
差を利用してその起電力を発生するものであるが、この
発明において、より安定した起電力を得るために一端を
外部環境と接する熱伝導率の高い材質に当接させ、他端
を断熱された熱伝導率の低い材質でかつ容量の大きい部
材に当接させる構成とすることが可能である。

【００２９】前記熱発電素子15は、例えばビスマス・ア
ンチモン・テルルｐ型半導体とビスマス・テルルｎ型半
導体を組み合せた熱電対であり、ｐ型半導体とｎ型半導
体をそれぞれ５０μｍ×６０μｍ×２ｍｍの四角柱に加
工し、互いに隣合うように垂直に立てて配列し電線で接
続したものである。この熱発電素子15は、１℃の温度差
で同熱発電素子１5は、電圧４４５ｍＶ、電流５〜１０
ｍＡの起電力を示す。

【００３０】なお、熱発電素子15は、電解液中にイオン
交換膜を導入し、イオン交換膜で隔てられた両側の電解
液の濃度を電気化学反応に応じてコントロールされるよ
うにして二次化した上、さらにこのイオン交換膜の両側
に補助電極を一対設けて主電極による充電中でも使用可
能とした温度差二次電池であって、イオン交換膜と補助
電極とを一体化して電池に組み込んだものでもよい。

【００３１】次に、第1の実施形態の作用について説明す
る。

【００３２】熱発電素子15はオートクレーブ等にカメラ
ヘッド1が投入されると、前端側外装部材13の温度上昇
とカメラヘッド1の内側の温度差により起電力を発生す
る。

【００３３】発生した起電力はこれを検知する起電力セ
ンサ16にてあらかじめ熱発電素子15と収められるカメラ
ヘッド1、および検出したい条件に合わせて設定された
所定の値かどうかを判別され、所定値以上の場合、カウ
ンター回路17に送られる。例えばオートクレーブの場
合、少なくとも132℃の飽和蒸気に曝されるが、この時
の外装部内側の温度と内部温度の差をあらかじめ測定し
ておき、この時の温度差で生じる起電力を所定の値とす
る。

【００３４】カウンター回路17は熱発電素子15の起電力
によって駆動され、設置された状態、及び滅菌条件等の
熱負荷に最適化された所定値により、「所定の起電力に
達した際に１カウントを数える」「所定の起電力の継続
する時間を計測する」「所定の起電力に達した回数を記
録する」の少なくとも何れかを内蔵するメモリー等によ
りカウント及びまたは記録を行なう。

【００３５】カウンター回路17は直接または信号ケーブ
ル12を経由してカメラヘッド1の表面に設けられた、ま
たはカメラコントロールユニット内に設けられた表示手
段18にて前述のカウント／記録を表示する。この記録の
表示手段18では例えば所定の温度に達したか否かの判
定、所定の温度が経過した時間や積算時間、所定の温度
に達した回数、またはその複合状況が表示され、使用
者、メンテナンススタッフに情報を提供する。

【００３６】なお、本実施形態ではオートクレーブにつ
いてその条件を記載したが、熱処理が前提となる消毒、
殺菌、滅菌であれば例えばオートクレーブの条件を満足
しない医療機器でもセンサの設定値をそれぞれの検知し
たい条件に合わせることで同様の作用を生じる。

【００３７】ここで、熱水洗滌とオートクレーブを例に
取れば、少なくとも80℃以上100℃以下の熱水(熱水の条
件は100℃を超えないレベルで各種あるが便宜的に)に触
れた際の起電力とその時間、及び132℃以上(5分間)(オ
ートクレーブにも118℃以上の各種条件があるが便宜的
に)の２種を個別に判断記録し、表示する。

【００３８】なお、この場合オートクレーブの際に熱水
洗滌条件に一時的になるため起電力センサが働くが例え
ば110℃を超えた場合にこれをキャンセルすることで別
けることが可能となる。

【００３９】従って、第1の実施形態によれば、次の効果
がある。

【００４０】１）電源を内蔵することなくオートクレー
ブ等の高温条件に達したかどうかの判断が可能となる。

【００４１】２）高温環境に置かれる消毒、殺菌、滅菌
のいずれの状況でもそれに応じた設定が可能なので基本
構成を変えることなく簡便に扱うことができる。また、
複数の設定をチェックすることも可能で、その場合洗滌
＋滅菌の一連の工程確認にも利用できる。

【００４２】３）使用者やメンテナンス時に製品寿命に
達しているかどうかの判定が容易でより確実に更新時期
を確認可能である。

【００４３】４）例えば積算された滅菌回数が製品寿命
に近づくまたは達した際に、使用者に対する情報・警告
を表示することで対応を促すことが可能である。

【００４４】５）滅菌時間をカウントすることで正確な
滅菌データではないが簡便な滅菌状況の確認ができる。
また、滅菌装置内の置かれた環境によって生じる可能性
のある滅菌不良の目安とすることも可能である。

【００４５】６）滅菌装置内の温度センサとしても利用
可能である。

【００４６】図２は第２の実施形態を示し、体内に挿入
される湾曲機構付きの内視鏡の全体構成図である。本実
施形態では特に挿入部先端に固体撮像素子を内蔵したビ
デオ内視鏡について説明する。

【００４７】内視鏡21は細長い挿入部22の先端に対物レ
ンズ23、対物レンズ23を保持するレンズ枠24、レンズ枠
24の後端に設けられた固体撮像素子25、固体撮像素子25
に電気的に接続される信号ケーブル26、信号ケーブル26
に接続され固体撮像素子25から送られた電気信号を映像
に合成するコントロールユニット27、コントロールユニ
ット27からの映像信号を表示するモニター28、および挿
入部22に接続され、使用者が保持する操作部29から構成
されている。なお、ここでは図示しないが、内視鏡21は
体内を照明する光源装置にも接続される。

【００４８】内視鏡21の内部、例えば固体撮像素子25の
近傍には一端が先端外装部材30に当接または外表面に露
出させ、他端を内視鏡21の内部構造物、例えばレンズ枠
24に触れるように熱発電素子31が配設されている。熱発
電素子31には温度が生じた際に発生する起電力を検知す
る起電力センサ32が接続されている。

【００４９】その他の構成は、第１の実施形態に同じで
ある。なお、表示手段33を内蔵する場合、挿入部22は小
型化および湾曲構造に必要から表示手段33は操作部29に
設けられる。

【００５０】また、内視鏡21のように長い、または大き
い医療機器の場合、熱発電素子31や起電力センサ32を複
数個内蔵させることも可能である。この場合、例えば一
ヶ所が所定の条件に達していない場合、警告を出した
り、その場所を指示するようにでき、それぞれの状況を
表示する構成としても良い。さらに、ビデオ式でない内
視鏡である図示しない直視式のファイバースコープにお
いても表示手段を操作部に設けてもよい。

【００５１】なお、複数個の熱発電素子31、起電力セン
サ32を内蔵した場合、例えば一ヶ所でも所定の条件に達
していない場合に警告を出したり、その場所を指示する
ようにカウンター回路を動作させるか、それぞれの積算
値を重畳して表示してもよい。

【００５２】従って、第２の実施形態によれば、次の効果
がある。

【００５３】１）特に弾性体で覆われ、繰り返し曲げ伸
ばしの加わる内視鏡は一般の医療機器に比較し、短いス
パンでのメンテナンスが必要であるため、この発明によ
り、より簡単に耐性の目安を確認することが可能であ
る。

【００５４】２）内視鏡専用の洗滌消毒または滅菌装置
と組み合せることでセンサの設定値を絞り込むことが可
能で、安定したデータを得ることが可能になる(各種条
件のある汎用のオートクレーブ等に比較して)。

【００５５】３）熱発電素子、起電力センサを複数設け
ることでより確実なモニターが可能である。

【００５６】４）操作部に表示手段を設ければ確実に状
況を確認することが可能である。例えばコントロールユ
ニットに接続されない直視式のファイバースコープでも
特別な電源無しで利用可能である。

【００５７】図３は第３の実施形態を示し、主に体内に
挿入して使用される超音波振動を利用した超音波メスの
全体構成図である。

【００５８】超音波メス41は本体42、プローブ43および
ハンドル44に分けられている。本体42はハンドル接続部
45、外装部(本体保持部)46、及び内蔵される超音波振動
子47を基本構成とし、プローブ43側にホーン形状をした
プローブ接続部48が設けられている。プローブ接続部48
の他端には電源制御装置である図示しないジェネレータ
ーにケーブル49を介して接続される。

【００５９】プローブ接続部48には挿入部をなすプロー
ブ43が接続される。ここでは一般的なショートシザース
プローブを図示している。プローブ43の先端部には対象
物を把持する把持部50が設けられている。

【００６０】ハンドル44はプローブ43と本体42を組み合
わせた状態で中央を貫通させ、ハンドル44の振動子接続
部51と本体42のハンドル接続部45にて結合される。

【００６１】本体42の内部には熱発電素子52が本体42の
外装部46に一端を当接または外表面に露出させ、他端を
超音波振動子47に当接させて設けられている。

【００６２】従って、第３の実施形態によれば、次の効果
がある。

【００６３】1）構造上完全に気密構造にできない超音
波振動子の温度情報が確認可能である。なお、一般の電
気モーターを利用したドリル、シェーバーでも同様の効
果が期待できる。

【００６４】2）ハンドピース内に判別手段を付けるこ
とで確実に情報を伝えることができる。

【００６５】図４は第４の実施形態を示し、主に体内に
挿入して使用される硬性内視鏡の接眼部の縦断側面図で
ある。

【００６６】硬性内視鏡61は細長い金属管に覆われた挿
入部62と、挿入部62内で図示しない対物レンズを通した
内視鏡像をリレーするリレー光学系63と、リレーされた
内視鏡像を結像させる接眼光学系64とＤＩＮ規格のアイ
ピース65とリレー光学系に沿うように挿入部先端に照明
光を導くライトガイド66から構成されている。

【００６７】ここで硬性内視鏡61の接眼部本体67には熱
発電素子68が外装部材69と一端が当接する形で内蔵され
ている。熱発電素子68の他端は硬性内視鏡61の内部空間
に置かれ、起電力センサ70に接続されている。起電力セ
ンサ70にはこれに内蔵されるか、別体で設けられるメモ
リー付の図示しないカウンター回路が接続されている。

【００６８】硬性内視鏡61はビデオタイプを除き、一般
に電気による動作が無いため、信号ケーブル等は内蔵、
接続されない。そこで、カウンター回路には通常観察時
には使用されない信号線71ならびに信号端子72が設けら
れている。例えば図示しない専用のチェッカーを信号端
子72に接続し、硬性鏡61の内部のメモリーに記録された
滅菌状況についてアクセス可能に構成している。本実施
形態では信号端子72をライトガイド66が接続されるライ
トガイドポスト73が設けられている。

【００６９】ここで、信号端子72に図示しないチェッカ
ーを接続する際は信号端子72より信号線71を経由してカ
ウンター回路のメモリーへアクセスする。メモリーには
前記実施形態に記載したような温度環境に関するデータ
が記録されており、この情報を読み出す。読み出された
情報はチェッカーの表示手段に表示される。なお、内部
の回路の駆動はすべて温度差による起電力による。

【００７０】従って、第４の実施形態によれば、次の効果
がある。

【００７１】１）従来型の電気信号を利用しない硬性鏡
に対しても、特に使用法に関する扱い、形状は変らない
ため、使用者に特別な取扱い上の注意を促すこと無く滅
菌等の管理が可能になる。

【００７２】図５は第５の実施形態を示し、医療機器を
滅菌する際に収納する滅菌トレーの斜視図である。

【００７３】滅菌トレー75は本体76と蓋77からなり、本
体76に被滅菌物である医療機器を収納することができ
る。本体76または蓋77には熱発電素子78が一端を外表面
に向け、他端を樹脂等で覆われた状態で内蔵される。熱
発電素子78は起電力センサ／カウンター回路79に接続さ
れ、表示装置80に接続されている。

【００７４】なお、滅菌トレー75はその性格上、滅菌ト
レー75の外表面に表示装置80を設けており、例えばオー
トクレーブ後直ぐに判別可能になっている。

【００７５】従って、第５の実施形態によれば、次の効果
がある。

【００７６】１）滅菌トレーは汎用型の場合、繰り返し
かつ破壊されない限り使用され続けることが多い。これ
に対し、寿命が予測可能になるため確実な更新が可能に
なる。

【００７７】２）滅菌トレーに表示手段を設けることで
中に投入する医療機器に高温環境下におかれたことを示
す指針が無くても同じ効果が得られる。特に医療機器の
種類や個体別の専用滅菌トレーとすれば、医療機器の高
温環境下におかれた回数も確認可能になる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば、
小型かつ簡便で交換・充電の必要な内蔵電源を用いず、
かつ高温環境へ対応した医療機器がオートクレーブのよ
うな高温状態に置かれたことを確実に表示、記録するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第1の実施形態を示し、内視鏡に接
続され内視鏡像をモニターへ出力するための固体撮像素
子を内蔵したＴＶカメラのカメラヘッド部を示す縦断側
面図。

【図２】この発明の第２の実施形態を示し、体内に挿入
される湾曲機構付きの内視鏡の全体構成図。

【図３】この発明の第３の実施形態を示し、主に体内に
挿入して使用される超音波振動を利用した超音波メスの
全体構成図。

【図４】この発明の第４の実施形態を示し、主に体内に
挿入して使用される硬性内視鏡の接眼部の縦断側面図。

【図５】この発明の第５の実施形態を示し、医療機器を
滅菌する際に収納する滅菌トレーの斜視図。

【符号の説明】

1…カメラヘッド ６…固体撮像素子 １５…熱発電素子 １６…起電力センサ １７…カウンター回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱発電手段と、 前記熱発電手段の発生する電気量を検出する電気量検出
   手段と、 前記電気量検出手段の検出結果に基づいて、付与された
   熱量、熱が付与された時間、所定の熱が付与された回数
   のうち、少なくともいずれかを検出する加熱検知手段
   と、 を有することを特徴とする医療機器。
2. 【請求項２】前記電気量検出手段は熱発電手段によって
   生じる電力によって作動されることを特徴とする請求項
   １記載の医療機器。