JP2008512217A - 可撓ビデオ内視鏡延長具および方法 - Google Patents

Abstract

内視鏡装置が、手持ち用の基部、手持ち用の基部に接続されたカメラ、およびカメラの上方の領域を照射するため手持ち用の基部に接続された光源を備えている。この装置は、さらに、手持ち用の基部へと連結されカメラおよび光源の近傍に配置されているレンズ構造を備えている。レンズ構造の着脱式かつ使い捨ての筐体が、剛かつ透明な材料で形成された円筒状の本体、手持ち用の基部へと着脱可能に連結される近位端、および丸い透明な先端を終端とする遠位端を備えている。
【選択図】図２

Description

この出願は、「ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＶＩＤＥＯ ＳＣＯＰＥ ＥＸＴＥＮＳＩＯＮ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」という名称の２００４年９月１０日付の米国特許仮出願第６０／６０８，８１０号について、米国特許法第１１９条のもとでの優先権を主張し、この米国特許仮出願の開示は、本願における言及によって本明細書に取り入れられたものとする。

多数の可撓内視鏡装置が、この技術分野において知られており、具体的な用途は、少なくとも或る程度は内視鏡の特有の構成によって決定される。しかしながら、内視鏡の特定の用途とは無関係に、これまでに公知の装置は、典型的には２つの大まかな分類のうちの一方に包含される。

一方の分類においては、光源および／またはカメラが、検査対象の人物の体外に位置するハンドルまたはコントローラにおいて、可撓性の内視鏡へと連結されている。他方の分類においては、光源および／またはカメラが、患者の体内へと進められる終端部において、可撓性の内視鏡へと連結されている。特定の用途に応じて、内視鏡装置の本体は、剛であっても、あるいは可撓性を有してもよく、可撓部の運動は、典型的には手持ち用のコントローラを介して行われる。このように、光源および／またはカメラは、遠位端および／または近位端のどちらかに配置される。結果として、構成上の柔軟性が、典型的には、公知の内視鏡においては達成されておらず、処置の変更によって、処置の最中に内視鏡装置の変更が必要となることがしばしばである。すなわち、多数の内視鏡装置および方法が、この技術分野において知られているにもかかわらず、それらのすべて、またはほとんどすべてが、１つ以上の欠点を抱えている。すなわち、内視鏡装置の改良についてニーズが存在している。

本願は、ヒトの内腔へと進入し、照明を行い、さらにはビデオ画像を撮影するための内視鏡装置を記述する。

一態様において、内視鏡装置は、手持ち用の基部、手持ち用の基部に接続されたカメラ、およびカメラの上方の領域を照明するため、手持ち用の基部に接続された光源を備えている。この装置はさらに、手持ち用の基部へと連結され、カメラおよび光源の近傍に位置する、レンズ構造を備えている。レンズ構造の着脱可能であって使い捨てである筐体が、剛かつ透明な材料で形成された円筒状の本体、手持ち用の基部へと着脱可能に連結される近位端、および丸められた透明な先端を終端とする遠位端を備えている。

１つ以上の実施の形態の詳細が、添付の図面および以下の説明に記載される。他の特徴および利点が、それら説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

次に、これらの態様および他の態様を、以下の図面を参照しつつ詳しく説明する。

種々の図面において、同様の参照符号は、同様の構成要素を指し示している。

本願は、先端部を手持ち用の基部へと着脱可能に連結するように構成できる内視鏡装置を記述する。先端部の光ファイバまたは他の光ガイド部分が、手持ち用の基部の光源からの光を受け取る。手持ち用の基部のビデオチップなどのカメラが、先端部の光ファイバまたは他の光ガイド部を介して画像情報（例えば、検査対象の組織から反射された光および／または検査対象の組織から発せられた光）を受け取る。いくつかの実施の形態においては、先端部の遠位端がレンズを備えており、さらにはこのレンズが、先端部から取り外し可能であってもよい。先端部および／またはレンズは、好ましくは、使い捨て可能であり、あるいはプラスチックまたはアクリルなどの使い捨て可能な材料で形成されている。

典型的な実施の形態においては、手持ち用の基部が、カメラ、光源、画像プロセッサ、電源、および画像信号をモニタまたは他の表示装置へと中継するデータインターフェイスを備えている。例えば、カメラは、電荷結合素子（ＣＣＤ）チップを含んでよい。ＣＣＤチップは、合計で４００，０００個の画素を備え、４００本の走査線を使用して６０Ｈｚの速度で走査される１／４、１／３、または１／６インチのサイズを有することができる。適切な光源としては、ＬＥＤおよび白熱光源が挙げられる。さらに、特定の所定の光特性（すなわち、発光、輝度など）の光源を生成するために、光フィルタ（光学または電子）を使用することができる。好ましくは、光源による照明は、少なくとも１ルクスである。ＮＴＳＣ画像を生成するための画像処理を、電子部品を使用して実行することができ、静止画および連続的出力をもたらすことができる。電源は、好ましくは手持ち用の基部に備えられており、充電式の電池（Ｌｉイオンまたは他の手段による）を備えている。手持ち用の基部は、ＣＣＤ信号を伝送するためのデータインターフェイスをさらに備えることができ、画像プロセッサからのビデオ信号を、無線インターフェイス（ブルートゥース、マイクロ波、赤外線など）および／または有線インターフェイス（ＵＳＢ２．０、Ｆｉｒｅｗｉｒｅなど）を介して出力することができる。

図１は、典型的な実施の形態による内視鏡装置１００を示している。内視鏡装置１００は、体の内腔の詳細な検査について高分解能であって好ましくは無線のビデオの再生および伝送をもたらす。装置１００は、手持ち用の基部１１０および先端部１１２を備えている。先端部１１２は、光源（図示されていない）および画像収集機構（図示せず）、好ましくはビデオカメラを備えている。装置１００を、好ましくは、装置１００からのビデオ信号を受信するためのマイクロ波ビデオ受信機などのビデオ受信機１０２と組み合わせることができる。ビデオ受信機１０２を、モニタ、テレビ、コンピュータ、テープレコーダ、または他のデジタルビデオレコーダへと接続することができる。

図２は、カメラ２０２、光源２０６、および他の電子部品が手持ち用の基部１１０に配置され、レンズ覆い２０８内に配置されたレンズ構造２０４を通じて投影される内視鏡装置１００の種々の図を示している。レンズ構造２０４は、カメラ２０２によって受信される画像信号、および／または検査対象の組織を照明するための光源２０６からの制御光を増幅することができる。あるいは、カメラ２０２および光源２０６をレンズ覆い２０８の内側に配置し、手持ち用の基部１１０内の回路によって制御してもよい。

図３は、典型的な先端部およびその筐体を示している。先端部の筐体の内径を、内視鏡装置のレンズ延長部をちょうど覆って嵌るために充分な大きさとすることができる。先端部の筐体は、プラスチック、テフロン（登録商標）被覆プラスチック、ガラス、またはテフロン（登録商標）被覆アクリルで形成できる。さらに、先端部の筐体は、検査対象の患者の内腔を広げるようにも機能し、体の膜または他の組織に妨げられることなく、完全なビデオキャプチャおよび照明ができるようにする。

図４は、図３に示した先端部の筐体の図２の装置への連結を示している。図５に示すように、代案として電源および他の制御部を、手持ち用の基部の外部に配置してもよい。制御部としては、オン／オフスイッチ、カメラ制御部、照明制御部（照度の制御部など）、ＲＧＢ色制御部、レンズ調節部、およびホワイトバランス調節部が挙げられる。他の制御部としては、装置からのビデオデータの無線通信のための無線アンテナおよび回路、ならびにＵＳＢ、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ、アナログオーディオおよび／またはビデオなどの他のインターフェイス接続、および他のインターフェイスまたは制御部を挙げることができる。

典型的な先端部の構成が、図６に示されている。先端部は、背の高い延長されたレンズ２２０または短い圧縮されたレンズ２２２を備えることができる。さらに先端部は、無線送信機を有する内蔵電池コントローラを備えることができる。カメラおよび／またはＬＥＤを先端部に備える先端部の構成が、図７に示されている。先端部を圧縮態様から延長態様へと延長する延長軸を有する任意の先端部延長具が、図８に示されている。

図９に示すように、先端部は、可撓式の光ファイバ延長部２３０を備えることができ、この光ファイバ延長部２３０を通って、照明および／または画像が先端部を介して手持ち用の基部のカメラへと伝達される。光ファイバ延長部２３０の長さは、用途に応じて決まるが、２分の１インチから１２インチまでの範囲、あるいはそれ以上であってよい。光ファイバ延長部２３０は、カメラの先端の光源によって照明され、したがってビデオ戻り信号が失われたり、誤って導かれたりすることがなく、所望のビデオのすべてが光ファイバ延長部２３０へと導かれるよう、カメラおよび光源にぴったりと嵌り込んでいる。このような可撓式の先端部を使用する典型的な装置が、図１０に示されている。好ましくは、可撓式の先端部は、先端部（および手持ち用の基部）の外部のアクチュエータを使用して作動され、さらに好ましい態様においては、先端部が作業用の器具（例えば、吸い込みラインまたは流体ライン）をさらに備えてもよい。

さらに、遠位端を、前方視の先端部および／または全方向視の先端部をもたらすように、構成することが考えられる。典型的な前方視の先端部および全方向視の先端部が、それぞれ図１１および１２に示されている。ここで、前方視の先端部は、二重の目的の前部要素を有しており、すなわち前部要素が、拡張器として機能して周囲の組織を広げ患者の不快を軽減するなめらかな球面をもたらすとともに、画像化光学系の前面に位置して全体としての倍率を大きくする光学要素として機能する。前部要素を、短焦点において顕微鏡式の倍率および分解能をもたらす画像化システムの一部として構成することができる一方で、要素の後面は、ＬＥＤから視野への後方反射を除去するように設計された非球面である。

そのような先端部の典型的な態様が、図１３および１４に示されている。全方向視の先端部は、透明なアクリル円筒と周囲の壁または組織について前方向の視界をもたらすための球形の前部要素とを備える外チューブを有する。ここで、前部要素は、３６０度の周辺視野をもたらすための画像化システムの一部である。この要素の前面が、球状であって組織拡張器として機能する一方で、この要素の後面を、周囲の組織のひずみのない画像化をもたらすため、１つまたは複数の非球面の屈折または反射面として設計することができる。その結果、得られる画像はドーナツの形状であり、モニタまたは表示画面上で眺めることができる。しかしながら、そのような画像を、ソフトウェアを使用してパノラマ式の連続的かつ平坦な画像へと展開してもよい。

先端部は、一般的には、先端部のカメラおよび／または光源のための光ガイドと、手持ち用の基部に位置するカメラおよび／または光源との間に、充分な光学的接触をもたらすように構成される。例えば、先端部を、先端部の近位端を使用して所定の位置へとねじ込むことができる。あるいは、先端部を手持ち用の基部へと固定するために、バヨネット式の固定具または他の一時的な固定具を使用することができる。先端部および固定用の機構は、殺菌が可能な材料から製作され、先端部と手持ち用の基部との連結を可能にする。したがって、基部には、使い捨ての無菌カバーを備えることができる。そのような構成においては、ベースの使い捨ての無菌カバーおよび無菌の使い捨ての先端部を設けることで、殺菌処理を加えることなく装置を繰り返し使用することができる。あるいは、装置全体を、使い捨ての無菌カバーで覆ってもよい。さらには、先端部の少なくとも一部分を、拡大または他の光学的特性（例えば、視角の変更など）をもたらす無菌かつ使い捨ての鞘（覆い、筐体）で覆ってもよい。

手持ち用の基部は、好ましくは１５インチ未満、さらに典型的には１０インチ未満、好ましくは８インチ未満の最大長さを有する。同様に、手持ち用の基部の直径（または、最大幅）は、３インチ未満であり、より典型的には２インチ未満であり、好ましくは幅が０．５〜１インチの範囲である。適切な先端部は、約０．１インチから１０インチの間の長さを有することができ、あるいはさらに長くてもよい。しかしながら、先端部の長さは、約０．５インチから４インチの間であることが好ましい。したがって、３部構成の装置という観点で眺めたとき、装置のカメラおよび／または光源が、中央の３分の１に配置される一方で、遠位側の３分の１が、使い捨ての先端部を備えており、近位側の３分の１が、手持ち用の基部を備えている。

これに加え、あるいはこれに代えて、先端部に組織拡張器２４０を備えることがさらに考えられる。先端部と一体であってよく、あるいは先端部に着脱可能に取り付けられてもよい典型的な拡張器２４０が、図１５に示されている。制御リング２４２が、拡張器の要素を閉位置に固定しており、リングが基部要素に向かって動かされたとき、拡張器要素が広がる。図１６が、典型的な装置に組み合わせられた図１５の拡張器２４０を示しており、ここでは拡張器２４０が閉じられた状態にある。所望であれば、さらなる作業用の器具を、先端部に配置することができるだけでなく、先端部と拡張器のアームとの間に画定される空間にも配置することができ、ここで作業用の器具は、好ましくは図１７に示されているように可動である。

先端部の遠位端のレンズは、種々の光学的特性を有することができる。例えば、先端部の遠位端を、レンズの一部を形成する曲率を備えて形作ることができる。そのような構成においては、先端部の遠位端が、先端部から反射された光および／または先端部から発せられた光をカメラへと伝える光ファイバを備える中央部を有することができる一方で、周囲に配置された複数の部位が、光源からの光を検査対象の組織へともたらす光ファイバを備えることができる。いくつかの実施の形態においては、そのような先端部が、目標領域へと一様な照明をもたらす。所望であれば、反射被覆またはフィルタ被覆を、光源用光ファイバからカメラ用光ファイバへの直接の光の伝達を低減し、あるいは防止するため、先端部の遠位端に適用することができる。

以上、いくつかの実施の形態を詳しく説明したが、他の変形も可能である。他の実施の形態も、以下の特許請求の範囲の技術的範囲に含まれてよい。

典型的な実施の形態による内視鏡装置を示している。 典型的な実施の形態による手持ち用の基部およびレンズ構造を有する内視鏡装置を示している。 典型的な先端部およびその筐体を示している。 先端部の筐体の内視鏡装置への連結を示している。 電源および装置の他の制御部を示している。 種々の先端部筐体を示している。 一体化された先端部筐体、光源、およびカメラを示している。 先端部筐体の延長具を示している。 先端部筐体および可撓式の光ファイバ延長具を示している。 可撓式の光ファイバ延長具を有する先端部筐体を備える装置を示している。 典型的な実施の形態による種々の視野の角度を示している。 典型的な実施の形態による種々の視野の角度を示している。 他の実施の形態による先端部筐体を示している。 他の実施の形態による先端部筐体を示している。 拡張器の機構および内視鏡装置との組み合わせにおける使用を示している。 拡張器の機構および内視鏡装置との組み合わせにおける使用を示している。 拡張器の機構および内視鏡装置との組み合わせにおける使用を示している。

Claims (20)

1. 手持ち用の基部と、
   手持ち用の基部へと連結されたレンズ構造と、
   手持ち用の基部に着脱可能に連結され、レンズ構造を覆うように寸法取りされている先端部筐体と、
   を備える内視鏡装置。
2. レンズ構造が光源を含む、請求項１に記載の装置。
3. 手持ち用の基部が、光源からの光を受け取る光ガイドを含む、請求項２に記載の装置。
4. レンズ構造がカメラを含む、請求項１に記載の装置。
5. 手持ち用の基部が、カメラからのビデオ信号を受け取るビデオチップを含む、請求項４に記載の装置。
6. 先端部筐体がレンズをさらに含む、請求項４に記載の装置。
7. レンズがカメラの絞りの近傍に位置するように構成される、請求項６に記載の装置。
8. 手持ち用の基部に連結されて先端部筐体の少なくとも一部分の周囲に位置する拡張器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
9. 光源が１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、請求項２に記載の装置。
10. カメラが電荷結合素子（ＣＣＤ）画像受信部を含む、請求項４に記載の装置。
11. 無線送信装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
12. 手持ち用の基部内に配置された電源をさらに備える、請求項１に記載の装置。
13. 先端部筐体がアクリルで形成される、請求項１に記載の装置。
14. 先端部筐体が疎水性材料の外側被覆を含む、請求項１に記載の装置。
15. 手持ち用の基部が、制御装置および回路を含む、請求項１に記載の装置。
16. 手持ち用の基部と、
    手持ち用の基部に接続されたカメラと、
    カメラの上方の領域を照明するため、手持ち用の基部に接続された光源と、
    手持ち用の基部へと連結され、カメラおよび光源の近傍に位置するレンズ構造と、
    を備える内視鏡装置。
17. 手持ち用の基部へと着脱可能に連結され、レンズ構造を収納するように寸法取られている先端部筐体をさらに備える、請求項１６に記載の装置。
18. 先端部筐体が円筒状であり、手持ち用の基部への連結のための近位端および丸い先端を終端とする遠位端を有する、請求項１７に記載の装置。
19. 先端部筐体が２インチを超えない直径を有する、請求項１８に記載の装置。
20. 手持ち用の基部と、カメラと、カメラの上方の領域を照明するための光源と、手持ち用の基部へと連結されカメラおよび光源の近傍に位置するレンズ構造とを含む内視鏡装置のための筐体であって、
    剛かつ透明な材料で形成された円筒状の本体と、
    手持ち用の基部へと着脱可能に連結される近位端と、
    丸められた透明な先端を終端とする遠位端と、
    を備える、内視鏡装置のための筐体。

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