JP2014504520A - 逆回転する眼科スキャナ駆動機構 - Google Patents

逆回転する眼科スキャナ駆動機構 Download PDF

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Abstract

モータ(125)を含むハンドピース(160)と、ハンドピースに結合されたカニューレ組立体(120)と、モータをカニューレ組立体に結合する伝達システム(127)とを含む、眼科顕微手術処置のためのエンドプローブ(100)が提供される。カニューレ組立体は、外側チューブ(140)と、外側チューブと同心の内側チューブ(130)とを有し、各々は長手方向の軸線回りに回転することができ且つ近位端部及び遠位端部を有する。伝達システムは、第1方向に外側チューブを回転させ、長手方向の軸線回りの反対方向の第2方向に内側チューブを回転させる。上記のようなカニューレ組立体を使用して直線的な軌跡に沿って光ビームをスキャンする方法も提供される。

Description

関連出願の相互参照
本願は、2011年1月21日に出願された米国仮特許出願シリアル番号61/434942に基づく優先権を主張する。
本明細書に記載される実施形態は顕微手術プローブの分野に関する。特に、本明細書に記載された実施形態は内視鏡光コヒーレンストモグラフィ(OCT)及び眼科顕微手術技術の分野に関する。
顕微手術処置の分野は急速に発達している。典型的には、これら処置は、治療され又は診断される組織に到達することができるプローブの使用を含む。斯かる処置は、遠隔のコンソール内のコントローラ装置に結合されたプローブを有する内視鏡手術器具を使用する。現行の技術のプローブは、操作が極めて複雑であり、複雑な機械システムを使用して操作される動作部品を必要とすることが多い。多くの場合、電気モータがプローブの設計に含まれる。従来技術の装置のほとんどは高価であり、このことは、単回又は数回のみの手術処置後に装置を廃棄することを困難にする。さらに、従来技術の装置の複雑さは、概して、数ミリメートルの断面を有するプローブをもたらす。これらプローブは、眼科顕微手術技術ための実際の使用に適さない。眼科手術では、無関係な組織を損傷することなく、典型的には入り組んだ範囲にアクセスすべく、1mm以下の寸法が好ましい。
診断目的又は治療目的のための時間依存性の光の指向を可能とするスキャン機構が内視鏡手術器具において使用されてきた。これら器具は、周囲に対する内視鏡の動作を必要とすることなく、組織の広範な範囲に亘って、イメージング、治療又は両方を提供するプローブを典型的には使用する。しかしながら、眼科手術に適合可能なスキャンエンドプローブを開発する試みは、小型フォームファクタにおいて且つ低コストで複雑な駆動機構を提供することの困難性によって鈍化してきた。このことは、特に、固定され又は制御された相対速度でシャフトを逆回転させることを必要としうる、順方向に向けられる(forward-directed)スキャンプローブに当てはまる。例えば、回転スキャンプローブが米国特許第7364543号明細書(’543特許)において開示され、この特許は、その全体を参照することによって本明細書の一部を構成する。特許’543では、二つの異なるギアモータが、プローブ内のチューブを逆回転させるのに使用され、不必要にプローブの設計及び実装を複雑にする。さらに、各モータが一つだけの要素を動かすことに専念するので、モータの動力の使用が非効率である。
このため、顕微手術プローブのための単純且つ効率的な回転機構についての要求が存在する。
本明細書に開示された実施形態に係る顕微手術処置のためのエンドプローブが、モータを含むハンドピースと、ハンドピースに結合されたカニューレ組立体と、モータをカニューレ組立体に結合する伝達システムとを含む。さらに、カニューレ組立体は、長手方向の軸線回りに回転することができる外側チューブと、長手方向の軸線回りに回転することができる、外側チューブと同心の内側チューブとを含む。外側チューブ及び内側チューブは各々近位端部及び遠位端部を有し、伝達システムは第1方向に外側チューブを回転させ且つ長手方向の軸線回りの反対方向の第2方向に内側チューブを回転させる。さらに、外側チューブの近位端部と内側チューブの近位端部との間に形成された近位空間が伝達システムの少なくとも一部を含む。
本明細書に開示されたいくつかの実施形態に係る顕微外科処置のためのエンドプローブに使用されるカニューレ組立体は、長手方向の軸線回りに回転することができる外側チューブと、長手方向の軸線回りに回転することができる、外側チューブの少なくとも一部と同心の内側チューブとを含む。外側チューブ及び内側チューブは近位端部及び遠位端部を有し、近位空間が径方向及び長手方向において外側チューブの近位端部と内側チューブの近位端部との間に形成される。更なる実施形態には、近位空間内に設置され且つ外側チューブ及び内側チューブに逆回転する動作を提供する伝達システムが含まれる。
本明細書に開示された実施形態に係る顕微手術処置のためのエンドプローブが、モータを含むハンドピースと、ハンドピースに結合されたカニューレ組立体と、モータをカニューレ組立体に結合する伝達システムとを含む。カニューレ組立体は、長手方向の軸線回りに回転することができる外側チューブと、長手方向の軸線回りに回転することができる、外側チューブと同心の内側チューブとを含む。外側チューブ及び内側チューブがそれぞれ近位端部及び遠位端部を有し、伝達システムがチューブを回転させ且つ逆回転させ、逆回転する動作が伝達システムを介してモータによって外側チューブ及び内側チューブに提供される。
本明細書に開示された実施形態に係る、カニューレ組立体を使用して直線的な経路に沿って光ビームをスキャンするための方法が、カニューレの軸線を通して光ビームを提供するステップを含む。本明細書に開示された実施形態に係る方法が、外側チューブ及び内側チューブに逆回転する動作を提供すべくカニューレの近位空間において伝達システムを使用するステップであって、外側チューブ及び内側チューブの各々が中空であり且つその遠位端部に光学要素を有する、ステップも含む。さらに、上記の方法が、伝達システムにおいて少なくとも一つのギアを使用して外側チューブ及び内側チューブの相対的な回転速度を制御するステップを含む。
以下、本発明のこれら及び他の実施形態が以下の図面を参照して更に詳細に記載される。
図1Aは、いくつかの実施形態に従って、光学スキャン要素と、ハンドピースと、結合ケーブルとを含む顕微手術エンドプローブを示す。 図1Bは、いくつかの実施形態に従って、機械的アクチュエータ、二つの同心駆動チューブ、回転スキャン要素及び逆回転スキャン要素を含む図1Aの顕微手術エンドプローブの部分断面の詳細を示す。 図2Aは、いくつかの実施形態に従って、図1Bに示されるような二つの同心駆動チューブを含み且つ近位空間を有するカニューレ組立体の部分断面図を示す。 図2Bは、更なる実施形態に従って、近位空間を有する二つの同心駆動チューブを含むカニューレ組立体の部分断面図を示す。 図3は、更なる実施形態に従って、近位空間を有する二つの同心駆動チューブを含むカニューレ組立体の部分断面図を示す。 図4は、いくつかの実施形態に従って、ギア駆動を更に含む近位空間における機械的アクチュエータを含むカニューレ組立体の部分断面図を示す。 図5は、いくつかの実施形態に従って、平面図において、図4に示されるようなカニューレ組立体を示す。
図では、同一の参照番号を有する要素は同一の又は同様の機能を有する。
内視鏡器具を使用する顕微手術処置には、単純且つ費用効果が高い駆動結合機構を有するプローブが含まれうる。プローブは、専門人員による直接的な操作のためにハンドヘルドのプローブでありうる。いくつかの実施形態では、プローブは、ロボットアーム又はコンピュータ制御される装置によって制御されるように設計されうる。プローブは、(専門家又は装置である)操作コントローラに近い近位端部と、組織に近い又は組織と接触する遠位端部とを有する。本明細書に開示された実施形態に係るプローブは、小さな寸法を有し、近位端部から操作しやすく、且つ周囲の組織に対する侵襲が最小限である。遠位端部では、プローブは、チップを有するプローブ端部から、チップ付近に配設された標的組織に所定の作用を行う。例えば、プローブは、そのチップから光を送達し、チップを介して結合された組織から反射され又は散乱された光を受容することができる。プローブのチップは可動要素を含むことができ、可動要素はその作用を行うべくチップを有効にする。
図1Aは、いくつかの実施形態に従って、光学操作要素110、ハンドピース150及び結合ケーブル195を含む顕微手術エンドプローブ100を示す。スキャン要素110は、いくつかの実施形態によれば、「カニューレ組立体」とも称される。要素110は、プローブの長手方向の軸線に沿って細長く且つ僅かな断面を有するエンドプローブ100の遠位端部を含む。例えば、いくつかの実施形態では、カニューレ組立体110は直径(D2)が約0.5mmであり、一方、ハンドピース150は、直径(D1)が数mm、例えば12〜18mmのほぼ円筒形状を有する。
いくつかの実施形態では、組立体110は、顕微手術処置についての標的組織を含む組織と接触しうる。このため、組立体110は、組織の感染又は汚染を防止する材料で被覆されてもよい。さらに、手術処置及び手術計画によって組立体110についての衛生基準が定められうる。例えば、組立体110は単回使用の後に廃棄されることが望ましい。いくつかの状況では、組立体110は、少なくとも処置が異なる患者に行われる度に又は処置が体の異なる部分において行われる度に廃棄される。
実施形態のエンドプローブ10及び組立体110は、EN ISO 14971(2007)「医療装置−医療装置へのリスクマネージメントの適用」、ISO/TS 20993(2006)「医療装置の生物学的評価−リスクマネジメントプロセスの手引」、ISO14001(2004)「環境マネジメントシステム−要求事項及び利用の手引」、ISO15752(2009)「眼科器具−エンドイルミネーター−光学的放射安全性の基本的要求事項及び試験方法」、及びISO 15004−2(2007)「眼科器具−基本的要求事項及び試験方法−第2部:光ハザードからの保護」のような工業規格に適合することができる。上記の全ての規格文書はその全体を参照することによって本明細書の一部を構成する。
ハンドピース150は、プローブの近位端部により近くてもよく、且つ、要素110と比較してより大きな断面を有してもよい。要素150は、いくつかの実施形態によれば、エンドプローブ100の手動操作に適合されうる。要素150は、ロボット操作のために、又は自動装置若しくは遠隔操作される装置による保持のために適合されうる。組立体110は生体組織と接触してもよく、一方、要素150は生体組織と直に接触しなくてもよい。このため、要素150が衛生基準に適合してもよいが、これら衛生基準は、組立体110について使用される衛生基準に比べて幾分緩和されうる。例えば、要素150は、廃棄前に繰り返し使用されるエンドプローブ100の一部及び構成部品を含んでもよい。
このため、本明細書に開示されたようないくつかの実施形態のエンドプローブ100では、複雑な構成部品が要素150に含まれてもよく、高価ではない交換可能な構成部品が組立体100に含まれてもよい。いくつかの実施形態は使い捨ての取外し可能な要素110を有してもよく一方、ハンドピース150は一回よりも多く使用されてもよい。ハンドピース150は、ハンドピース150内の内部要素から出る微粒子又はガスによる組織の汚染を回避すべく、密封状にシールされてもよい。いくつかの実施形態では、カニューレ組立体110は接着によってハンドピース150に固定されてもよい。他の実施形態によれば、組立体100は、繰り返される処置のためにエンドプローブ100の容易な交換を可能とすべく、ハンドピース150から取外し可能であってもよい。図1Aと一致したいくつかの実施形態は使い捨ての要素150及び使い捨ての組立体110を有してもよい。
遠隔のコンソール又はコントローラ装置(図1Aに図示せず)にエンドプローブ100を結合すべく、いくつかの実施形態には、ケーブル195が含まれてもよい。ケーブル195は、機械的アクチュエータ、モータ、又は要素150の内側のモータに電気動力又は空気動力を伝達すべく、動力伝達要素を含んでもよい。ケーブル195は、遠隔のコンソール又はコントローラから組織にレーザビームのような光情報及び動力を運ぶべく、伝達要素を含んでもよい。光学伝達要素が処理のために組織から遠隔のコンソール又はコントローラに光情報を運ぶこともできる。例えば、ケーブル195は、組織へ且つ組織から光を伝達すべく、少なくとも一つ以上の光ファイバを含んでもよい。いくつかの実施形態では、一つの光ファイバが組織に光を伝達し、別の光ファイバが組織から光を伝達してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、光は一つの光ファイバを通して組織へ且つ組織から伝達されてもよい。
エンドプローブ100のいくつかの実施形態によれば、ケーブル195は無くてもよく、プローブはワイヤレスでアクセス可能であってもよい。斯かる実施形態では、バッテリーが、モータ及び光学的な光源に電気動力を提供すべく、ハンドピース150に含まれてもよい。さらに、ハンドピース150がワイヤレスである実施形態では、ハンドピース150は、プローブからコントローラへ且つコントローラからプローブへデータ及び命令を送信し且つ受信すべく、送受信機を含んでもよい。斯かる実施形態では、ハンドピース150は、データを処理するメモリ回路と、送受信機を制御する制御組立体110とを有するプロセッサ回路も含んでもよい。
図1Bは、いくつかの実施形態に従って、モータ125、伝達システム127及び同心チューブ130、140を含む図1Aの顕微手術エンドプローブ100の部分断面の詳細を示す。固定カニューレ120、内側チューブ130に結合された回転スキャン要素160、チューブ140に結合された逆回転スキャン要素170、窓180及び光伝達要素190も図1Bに示される。伝達要素190は光ファイバ又は複数の光ファイバを含むことができる。上述したように、要素190は、組立体110の近位端部においてケーブル195に結合されて、組織内に光を伝達し且つ組織から光を伝達することができる。
いくつかの実施形態では、モータ125は電気モータである。いくつかの実施形態には、動作を生成するのに流体流を使用するモータが含まれてもよい。例えば、図1A及び図1Bと一致した実施形態では、空気圧式機構がモータ125として使用されてもよい。モータ125は、時間のあらゆる点においてモータ内の回転シャフトの位置の指示を提供するエンコーダを含んでもよい。いくつかの実施形態によれば、エンコーダはケーブル195を介して又はワイヤレスで遠隔のコンソール内のコントローラに結合される。
図1Bに示されるようないくつかの実施形態では、カニューレ組立体110はハンドピース150の内側に延在する。要素150の内側の組立体110の部分において、組立体110はさらに伝達システム127を含む。以下に記載するように、システム127は、モータ125からの動作を組立体110における動作構成部品に伝達するシャフト及び一組のギアを含む。
モータ125及び伝達システム127の更なる実施形態が、マイク・パパック(Mike Papac)、マイク・ヤドロウスキー(Mike Yadlowsky)及びジョン・フクラック(John Huculak)による「空気圧駆動される眼科スキャンエンドプローブ」という名称の米国特許出願(代理人整理番号3835/45463.38)に詳細に開示され、この米国特許出願は、本願と同日に出願され、アルコン・ラボラトリーズ社に譲渡され、その全体を参照することによって本明細書の一部を構成する。
図1Bと一致した実施形態によれば、内側チューブ130は、その対称な軸線がプローブの長手方向の軸線(LA)に沿った状態で整列される。内側チューブ130は、組立体110に剛性を提供し且つ要素160に支持を提供する材料の中空チューブである。回転スキャン要素160は内側チューブ130に取り付けられる。要素160は、顕微手術処置に使用されるいくつかの実施形態によれば、光学要素であってもよい。例えば、順方向スキャンOCT技術において、要素160はレンズを含むことができ、レンズは、レンズの光軸に対して既定の角度で切断されたその平坦な端部の一つを有する。いくつかの実施形態では、レンズは、その光軸がプローブの長手方向の軸線に沿った状態で構成され、レンズの遠位側に、角度が付けられた端部を有する。いくつかの実施形態では、要素160におけるレンズはグリンレンズであってもよい。
図1Bと一致した実施形態によれば、外側チューブ140は、逆回転スキャン要素170に結合された逆回転カニューレチューブを含む。チューブ140は、組立体110に剛性を提供し且つ要素170に支持を提供する材料の中空チューブであってもよく、その対称な軸線がプローブの長手方向の軸線(LA)に沿った状態で整列される。要素170は、顕微手術処置に使用されるいくつかの実施形態によれば、光学要素であってもよい。例えば、順方向スキャンOCT技術では、要素170はレンズを含むことができ、レンズは、レンズの光軸に対して既定の角度で切断されたその平坦な端部の一つを有する。いくつかの実施形態では、グリンレンズは、その光軸がプローブの長手方向の軸線に沿った状態で構成され、レンズの近位側に、角度が付けられた端部を有する。いくつかの実施形態では、要素170におけるレンズはグリンレンズであってもよい。
上述されたような実施形態では、光学要素160及び光学要素170は、プローブの長手方向の軸線に沿って、光学要素160と光学要素170との間に空間又はギャップを形成する。要素160と要素170との間のギャップは、いくつかの実施形態では、一方の側において、レンズの角度が付けられた二つの面によって制限される。内側チューブ130及び外側チューブ140が逆回転されると、要素160及び要素170を通る光ビームが、要素160及び要素170における角度が付けられた面の相対的な方向によって与えられる角度θで、プローブの長手方向の軸線から偏向される。要素160、170がプローブの長手方向の軸線の周りで完全なターンを完了すると、光ビームは、プローブの長手方向の軸線を含む平面内の線に実質的に沿って完全な掃引を完了する。上述と一致したいくつかの実施形態では、OCTスキャン処置においてプローブ100を使用してもよい。OCTスキャン処置は、典型的には、Aスキャンを通して得られる深さ方向の画像を含む。線に沿ったAスキャンの収集が、Bスキャンと称されるものにおいて、2次元画像を形成することができる。斯かる場合、二つの逆回転光学要素160、170は、OCTイメージングにおいて使用される光ビームのBスキャンを提供することができる。
上記のように得られるBスキャンは、プローブの長手方向の軸線(LA)に垂直であり且つプローブの長手方向の軸線上に中心がある投影面上で、プローブの長手方向の軸線に垂直な径方向に沿って実質的に整列されうる。投影面上のBスキャンの特定の方向が、要素160、170の最大ビーム偏向位置において、要素160、170の方向によって決定されうる。いくつかの実施形態では、最大のビーム偏向が得られる位置は、要素160、170に含まれるレンズの角度が付けられた二つの面が、互いに対向して、二つの面の間に台形のギャップを形成する位置である。このため、投影面に対する要素160、170の正確な方向がその平面上で径方向のBスキャンの方向を与える。このため、要素160、170の回転速度を調節することによって、投影面上で光ビームによって形成された径方向のBスキャンがプローブの長手方向の軸線の周りで回転することができる。結果として、いくつかの実施形態では、Aスキャン及びBスキャンの収集によって、円錐の軸線がプローブの長手方向の軸線に沿った状態で、開口角θを有する円錐の中実区域が形成されうる。例えば、角度θは要素160、170の任意の形態についての光ビームの最大偏向である。いくつかの実施形態では、このことは、要素160、170に含まれたレンズの角度が付けられた二つの面が互いに対向しているときに生じうる。
OCTスキャンのためにエンドプローブ100を使用するいくつかの実施形態では、プローブの長手方向の軸線を含む平面内に含まれる完全な線ではないBスキャンが提供される。上述された実施形態に従ってエンドプローブ100によって提供されるBスキャンは、プローブの長手方向の軸線を含む平面内の線に実質的に沿った、細長い数字「8」に似ている形状を有してもよい。Bスキャンの形状の詳細は要素160と要素170との間のギャップの大きさのようなパラメータによって決定されうる。結果として生じるBスキャンの形状は、要素160、170によって形成されたギャップを制限する角度が付けられた表面間の角度にも依存しうる。また、Bスキャンの形状は光学要素160、170の屈折率及び要素160と要素170との間のギャップの内側の材料の屈折率によって決定されうる。
内側チューブ130を「回転」と称し且つ外側チューブ140を「逆回転」と称することは、恣意的であり、チューブ130とチューブ140との間の軸線LA回りの相対的な動作を規定する。いくつかの実施形態では、チューブ130は「時計回りに」回転し、一方、チューブ140は「反時計回りに」回転してもよい。チューブ130が「反時計回りに」回転し且つチューブ140が「時計回りに」回転する反対の形態が生じてもよい。
図1Bと一致した実施形態によれば、窓180が提供される。さらに、OCTスキャンのために使用されるエンドプローブ100の実施形態では、固定カニューレ120に取り付けられた窓180は組立体100内の光学構成部品に保護を提供することができる。窓180は、標的組織からの流体がレンズ160、170を汚染し又はレンズ160とレンズ170との間のギャップに侵入することを防止することができる。このため、窓180は、レンズ160、170が、空気又は特定の屈折率を有するその他の流体によって囲まれた環境において維持されることを確実なものとすることができる。
図1Bと一致したいくつかの実施形態には固定カニューレ120が含まれる。カニューレ120は組立体110に保護カバーを提供することができる。また、カニューレ120は、外側チューブ140の回転時に作用する粘弾性力によって標的組織に誘発される剪断歪みを防止し又は低減することができる。固定カニューレ120の使用は、任意であり、エンドプローブ100が導入される標的組織のタイプによって決定されうる。
カニューレ要素120、130、140を形成するのに使用される材料は様々な任意の生体適合性材料である。例えば、いくつかの実施形態には、ステンレス鋼又はプラスチック材料から作られた要素120、130、140が含まれてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、要素120、130、140の一部又は全体が保護層で被覆されてもよい。被覆材料は金の層であり又はいくつかの生体適合性ポリマーであってもよい。いくつかの実施形態では、被覆層の役割は組立体110における動作部に潤滑及び摩擦軽減を提供することである。例えば、被覆材料はチューブ140の内面とチューブ130の外面との間の摩擦を低減することができる。いくつかの実施形態では、被覆層の役割は組立体110と直に接触する組織に保護を提供することである。
図1A及び図1Bと一致した実施形態には、取外し可能なカニューレ組立体110を有するハンドピース150が含まれる。組立体110はスナップ機構又はバヨネット機構によってハンドピース150から容易に取外し可能であってもよい。ハンドピース150は、組立体110に支持及び安定性を提供すべく、チューブ120、130、140の近位端部に結合された軸受及びブッシング(図1Bに図示せず)を含んでもよい。
図1A及び図1Bに示されるような実施形態では、顕微手術エンドプローブ100は最小の断面積を有することが望ましい。このことは、標的組織、特に関心事の範囲に近接した範囲における手術処置の侵襲性を低減することができる。エンドプローブ100におけるカニューレ組立体の断面積を制限すべく、プローブの動作部に含まれる機械的要素が互いに近接して設置されることを必要とする。このことを実現すべく、図2A及び図2Bに描かれたような実施形態は、より大きな直径を有する外側チューブ140の上部を有することができる。これに加えて、内側チューブ130の上部は、図2Bに示されるように、より小さな直径を有してもよい。このことは以下に詳細に記載される。
表1は、いくつかの実施形態に従って、図1A及び図1Bで符号が付されたような種々の要素の寸法の範囲を示す。表1では、「ID]が内径を意味し、「OD]が外径を意味する。表1における単位はミクロンである(1μm=10-6m)。表1に提供される寸法は、名目上であり、特定の用途に応じて種々の実施形態で変化しうる。例えば、いくつかの実施形態では、エンドプローブの寸法が表1における寸法から約50%だけ変化する。眼科顕微手術処置のために使用されるエンドプローブ10の実施形態では、約1〜1.5mm未満の「OD」が好ましい。
図1A及び図1Bと一致した実施形態によれば、ハンドピース150の長さL1は3〜4インチ(約7.5〜10cm)である。カニューレ組立体110の長さL2は30mmである。いくつかの実施形態によれば、カニューレ組立体110は、図1Aに示される長さL2を増加させる、ハンドピース150の内側に延在する部分を有してもよい。ハンドピース150のテーパー部の長さL3は人間工学的な検討事項及び表面的な検討事項に依存しうる。いくつかの実施形態では、長さL3は約6mmである。
図2Aは、いくつかの実施形態に従って、図1Bに示されるような同心駆動チューブ130−1、140を含む組立体200−1の部分断面図を示す。チューブ130−1は、チューブ140と同心であり且つチューブ140よりも小さな直径を有する真っ直ぐな円筒区域である。チューブ140は、二つの区域、すなわち近位端部における140a及び遠位端部における140bを含む。区域140a及び区域140bの各々は、チューブ130−1と同心であり、チューブ130−1よりも大きな直径を有する。図2Aと一致したいくつかの実施形態では、区域140aは区域140bよりも大きな直径を有する。この形態では、機械的構成部品が組立体200−1に含まれるように、チューブ140の近位範囲に追加の空間220が提供される。いくつかの実施形態では、ギア、ワッシャ、ガスケット及びシャフトが近位空間220内に含まれる。
図2Bは、いくつかの実施形態に従って、同心駆動チューブ130−2、140を含む組立体200−2の部分断面図を示す。図2Bにおけるチューブ140が図2Aと関連して記載されるが、チューブ130−2は近位部分130a及び遠位部分130bを含む。図2Bと一致したいくつかの実施形態では、部分130aは部分130bよりも小さな直径を有する。このため、組立体200−2における近位空間220が、組立体200−1と一致した実施形態に対して更に増大される。
図2A及び図2Bと一致した実施形態によれば、リンケージ部210がチューブ140における結合区域140a、140bに提供される。リンケージ210は、区域140aと区域140bとの間の相対的な動作が許容されないようになっている。いくつかの実施形態では、リンケージ210は、部分140aと部分140bとの間の所定の量の動作を許容するゴム材料又はいくつかの他の弾性材料から作られてもよい。このことは組立体200−1、200−2にある程度の可撓性を提供し、このことによって、エンドプローブ100によって標的組織に誘発される歪みが低減されることは望ましい。いくつかの実施形態では、組織からの湿気又は流体が空間220及びチューブ130とチューブ140との間の空間を汚染しないように、リンケージ210に水シール材料を提供することが望ましい。また、空間220及びチューブ130とチューブ140との間の内部空間を密封状にシールするリンケージ210を有することによって、組立体200−1又は組立体200−2の内側からの粒子又は材料による汚染から標的組織が保護される。図2Bと一致した実施形態によれば、リンケージ部210はチューブ130−2における区域130aと区域130bとを結合するのにも使用される。
図3は、いくつかの実施形態に従って、同心駆動チューブ130、140を含む組立体300の部分断面図を示す。組立体200−1、200−2において示されるように、外側チューブ140は、遠位部分140bよりも大きな直径を有する近位部分140aを有する。さらに、組立体300と一致した実施形態には、近位部分140aと遠位部分140bとを結合する張り出し部310が含まれる。部分140a、310、140bは、図3に示されるように互いに結合されるが、異なる材料から作られ且つ異なる物理的特性を有してもよい。いくつかの実施形態では、部分140a、310、140bは同じ材料から作られ且つ同様の物理的特性を有してもよい。図3に描かれたような実施形態では、遠位端部の低減された断面積及び広い近位空間220を有する組立体300が実現されうる。このことは組立体300におけるチューブ130とチューブ140との間のクリアランスを改善することができる。このことによって、より正確ではない公差がもたらされるかもしれないが、組立体300のコストも著しく低減されうる。
図4は、いくつかの実施形態に従って、シャフト410及びギア415−1、415−2を更に含む伝達システム127を含む組立体400の部分断面図を示す。図4と一致した実施形態には、内側チューブ130を外側チューブ140に結合する軸受420、及び外側チューブ140を固定外側カニューレ120に結合する軸受425も含まれる。固定カニューレ120は組立体400に取り付けられ且つ駆動ギアに対して回転チューブの位置を維持する。固定カニューレ120は図1に関連して詳細に記載されてきた。チューブ140におけるリンケージ部210は、近位部分140a及び遠位部分140bと共に、図2に関連して詳細に上述されたようなものである。軸受420、425は、それぞれ、チューブ130とチューブ140との間の空間と、固定カニューレ120とチューブ140との間の空間とに摩擦軽減を提供する。軸受420、425の使用は組立体400の長さ及びチューブ130、140の直径に依存しうる。例えば、外側チューブ140の直径の組立体400の長さに対するアスペクト比によって、軸受420、425の使用と、プローブの長手方向の軸線に沿った軸受420と軸受425との隙間とが決定される。
図4に示されるように、ハンドピース150はその遠位端部にカニューレ組立体110の一部を含む。さらに、ハンドピース150は、あらゆる汚染、又はハンドピース150の内部と治療される組織との間の材料の交換を回避すべく、シール450を形成する弾性材料を含む。シール450はゴム又は生体適合性ポリマーのような弾性材料から作られうる。さらに、いくつかの実施形態では、シール450は銅又はアルミニウムのような金属から作られてもよい。
図4と一致した実施形態によれば、システム127が近位空間220内に含まれる。システム127は、モータ125(図4に図示せず)の作用を内側チューブ130及び外側チューブ140に結合する伝達機構である。チューブ130及びチューブ140に回転動作を提供すべく、伝達システム127はシャフト410及びギア415−1、415−2を含む。シャフト410はモータ125に結合され、モータ125はシャフト410にその軸線回りの回転を提供する。図4によれば、シャフト410はプローブの長手方向の軸線と平行である。いくつかの実施形態は、プローブの長手方向の軸線に平行ではない方向に整列されたシャフト410を有してもよい。例えば、図4の概念と一致したいくつかの実施形態では、シャフト410はプローブの長手方向の軸線に垂直な平面内にあってもよい。さらに、図4によれば、シャフト410はその軸線回りに回転することによって動作を提供してもよい。いくつかの実施形態は、シャフト410の軸線回りで直線的に且つ周期的に上下動することによってチューブ130、140に動作を提供するシャフト410を有してもよい。
図4によれば、ギア415−2は部分130cにおける内側チューブに結合し、ギア415−1は部分140cにおける外側チューブ140に結合される。部分130cはチューブ130の近位端部の外側における区域である。部分140cはチューブ140の近位端部の内側における区域である。部分140cは外側チューブ140の部分140aに含まれる。チューブ130、140をギア415−1、415−2に結合すべく、部分130c、140cは、それぞれ、チューブ130、140内に切られ又はチューブ130、140に取り付けられたギアの歯を含む。部分130c、140cにおけるギアの歯は、伝達システム127における別個の二つのギア415上の対応する歯に適合する。いくつかの実施形態では、歯付きギアの代わりにポリマーディスクのような摩擦ギアが使用されてもよい。図4と一致した実施形態では、ステンレス鋼、プラスチック又は硬化ゴムのような様々な材料から形成されたギア415−1、415−2を有する。銅又はアルミニウムのような他の金属がギア415−1、415−2を形成するのに使用されてもよい。
図4は外側チューブ140の近位端部と内側チューブ130の近位端部との間の長手方向におけるクリアランス空間460も示す。クリアランス空間460は、伝達システム127の内側チューブ130に接触していない部分に空間を提供する。例えば、図4と一致した実施形態では、クリアランス空間460は、ギア415−2の直径よりも大きな直径を有するギア415−1に空間を提供する。このため、ギア415−1は、内側チューブ130に接触することなく又はチューブ130の回転を妨げることなくチューブ140を回転させることができる。
伝達システム127におけるギア415−1、415−2は、同じ駆動シャフト410を使用して、内側チューブ130を一方の方向に回転させ且つ外側チューブ140を反対の方向に回転させるように適合される。このことは、チューブ130、140が同期して逆回転することを可能とする。いくつかの実施形態では、図4に描かれるように、ギア415−1、415−2は、二つのギアが同じ方向に回転する態様でシャフト410に取り付けられる。ギア415−1は部分140cを介してチューブ140の内側に結合される。ギア415−2は部分130cを介してチューブ130の外側に結合される。このため、シャフト410が既定の方向に回転すると、チューブ130とチューブ140との間の逆回転効果が得られうる。適切な径方向の関係を有するギア415−1、415−2を使用することによって、チューブ130の回転速度をチューブ140の逆回転速度に対して調整することができる。例えば、図4と一致した実施形態では、シャフト410を内側チューブ130に結合するギア415−2は、シャフト410を外側チューブ140に結合するギア415−1よりも小さな半径を有する。このことによって、内側チューブ130はチューブ140に対して反対方向に同じ速度で回転するようになる。チューブ130、140の相対速度のための異なる構成が伝達システム127におけるギア415−1、415−2によって提供されてもよい。
いくつかの実施形態では、チューブ130、140に異なる回転速度を提供する半径を有するギア415−1、415−2が使用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、内側チューブ130は1ターンを完了し、一方、外側チューブは逆方向の10又は100ターンを完了する。概して、内側チューブ130は「P」ターンを完了し、一方、外側チューブ140は「Q」ターンを完了する。ここで、「P」及び「Q]は任意の二つの整数である。さらに、チューブ140の回転の振動数とチューブ130の回転の振動数との間の比率が整数であってもよい。いくつかの実施形態では、一方のチューブ(130又は140)の回転の振動数が他方のチューブ(140又は130)の回転の振動数の高調波(harmonic)であってもよい。
さらに、カニューレ組立体110と直に接触する組織の摩耗を最小にすべく、伝達システム127のいくつかの実施形態では「スプーリング(spooling)」動作が提供されてもよい。「スプーリング」動作では、チューブ130、140は、一つのサイクルについて一方の方向に回転し、次のサイクルでは反対方向に回転するように切り替わる。このため、組立体110を囲む組織が受ける剪断を低減しつつ、スキャン効果はそれでもなお直線的な軌跡のままである。
図4と一致したいくつかの実施形態によれば、モータ125(図1参照)が、1Hz(1秒に付き1ターン)から1kHz(1秒に付き1000ターン)以上まで様々である回転速度をシャフト410に提供することができる。シャフト410は、軸線LAにほぼ平行であり且つチューブ130のODの1/2よりも大きな距離だけ径方向にオフセットされたシャフトの軸線(SA)回りに回転する。更なる態様では、軸線SAは、チューブ140における部分140bのODの1/2よりも大きいがチューブ120のODの1/2よりも小さい距離だけ軸線LAからオフセットされる。
内側チューブ130のギア415−1と外側チューブ140のギア415−2との相対的な大きさがチューブ140、130の回転速度を決定する。いくつかの実施形態では、チューブ130、140は数RPM(1分当たりの回転数)から10RPM又はそれ以上例えば100RPM以上までの速度でそれぞれ回転することができる。チューブ130、140の相対的な回転速度が数十RPM以内であるとき、熱放散によって誘発される温度勾配は、周囲の組織に影響を及ぼすのに十分ではない。さらに、数十RPMの相対的な回転速度の条件の下、潤滑被覆層を通した熱放散はカニューレ組立体110の熱的破壊を回避するのに十分である。斯かる潤滑被覆層は、上述したようなポリマーコーティング又はテフロン(登録商標)であってもよい。
いくつかの実施形態では、チューブ130の回転速度及びチューブ140の逆回転速度は、実質的により高く、例えば8200RPM以上であってもよい。例えば、OCTスキャンのためにエンドプローブ10が使用される実施形態では、速い回転速度が望ましい。斯かる場合、チューブ130、140の最大回転速度はOCTスキャナにおける検出器の獲得速度によって制限されうる。さらに、「スプーリング」動作を使用するいくつかの実施形態では、連続動作についての速度の二倍であるチューブ130の回転速度及びチューブ140の逆回転速度が使用される。例えば、OCTスキャンのためのエンドプローブ10の実施形態では、「スプーリング」動作を使用する形態が、同じBスキャンを完了するのに連続動作を使用する形態の二倍の速度で回転してもよい。3次元ボリュームイメージングを生成すべく、高い回転速度がOCTスキャンの実施形態において望ましいことがある。
図5は、いくつかの実施形態に従って、図4に示されるようなカニューレ組立体110の平面図を示す。図5によれば、シャフト410は反時計方向に回転し、ギア415−1はその歯を部分140cに係合させることによって反時計方向の回転動作を外側チューブ140に提供する。順に、ギア415−2はその歯を部分130cに係合させることによって時計方向の回転動作を内側チューブ130に提供する。明確化のために、図4の他の要素は図5には示されない。
本明細書に開示された実施形態に係るプローブは、二つの同心チューブにおいて正確に制御された逆回転動作を発生させるべく、単純且つ効率的な機構を提供することができる。斯かるプローブはOCTイメージングプローブ又はマルチスポットレーザプローブとして使用されてもよい。プローブは、3次元の配置を有するとき、断面において非常に窮屈であり、所定の方向において細長い。さらに、いくつかの実施形態では、プローブは、遠位端部を含むプローブの少なくとも一部において軸線方向に対称であってもよい。
OCTイメージング技術では、プローブを使用することによって、コヒーレンス長を有する光ビームが標的組織内の所定のスポットに向けられうる。コヒーレンス長は、プローブの遠位端部において変化されると組織の照明された部分の深さ方向の画像(Aスキャン)を提供すべくデコンボリューションされうる解像度深さ(resolution depth)を提供する。Bスキャンを通して2次元組織画像を得ることができる。いくつかの実施形態では、Bスキャンは組織の断面に沿った直線である。さらに、組織における種々の線に沿ってBスキャンを繰り返し行うことによって、組織の3次元レンディションを提供することができる。いくつかの実施形態では、Bスキャンは、同じ長さを有し且つ共通の交点から所定の半径内に構成された一組の線であってもよい。このため、複数のBスキャンは、所定の深さを有する、組織内の円形範囲の画像を提供する。
OCTイメージングのために使用されるエンドプローブ10のいくつかの実施形態によれば、複数のAスキャンが各Bスキャンステップについて完了される。例えば、512回のAスキャンが1回のBスキャンを完了するのに使用される。いくつかの実施形態では、Bスキャンサイクル当たりより小さな数のAスキャンが使用されてもよく、この結果、Bスキャン処置がより速い割合で行われることが可能となる。斯かる場合、チューブ130の回転速度及びチューブ140の逆回転速度を更に増大することができる。
予め選択されたパターンで構成されたBスキャン線を含む複雑な一組のスキャン線を得るべく、プローブ10における内側チューブ130及び外側チューブ140を使用することができる。チューブ130、140は、所望の方向に沿って光ビームを導くように動かされる精巧な光学構成部品を含むことができる。この動作の正確な制御がOCT処置の有効性のために重要である。特に、連続画像に適合すべくBスキャン線に沿ってAスキャンが整列されうるように、動作の再現性が必要とされうる。いくつかの実施形態では、プローブにおける可動部の動作が、閉じた軌跡を有する周期的なサイクルであってもよい。例えば、軌跡は、プローブの長手方向の軸線上に中心がある円である。プローブの長手方向の軸線は光学システムの光軸であってもよい。
本明細書に開示されたいくつかの実施形態に係る、対称な軸線を有する実質的に1次元のプローブは、プローブの長手方向の軸線回りに、径方向に向けられたBスキャンを提供することができる。このことを実現すべく、逆回転チューブ130、140が使用され且つ適宜に伝達システム127によって同期されうる。例えば、逆回転チューブ130、140は、プローブの長手方向の軸線に垂直であり且つプローブの長手方向の軸線上に中心がある平面において、径方向に沿ってビームの光スキャンを提供することができる。斯かる構成では、Wu等による論文(J.Wu、M.Conry、C.Gu、F.Wang、Z.Yaqoob及びC.Yang;「対の角度の回転スキャン光コヒーレンストモグラフィ順方向イメージングプローブ(Paired-angle-rotation scanning optical coherence tomography forward-imaging probe)」光学レター、31(9)1265(2006)に詳細に記載されたような光学要素が使用されてもよく、この論文はその全体を参照することによって本明細書の一部を構成する。いくつかの実施形態には、チューブ130、140の相対的な位相及び速度が所望のように調節されうるように、伝達システム127において同期機構が含まれてもよい。このため、チューブ130、140はプローブの長手方向の軸線を含む平面に沿って直線的な径方向スキャンを提供することができる。さらに、チューブ130、140の相対的な角速度及び位相を調整することによって、径方向スキャンの平面がプローブの長手方向の軸線回りに回転されうる。上述されたようないくつかの実施形態では、径方向スキャンは完全に直線的でなくてもよい。すなわち、光ビームは、プローブの長手方向の軸線を含む平面内に含まれる完全な線において動かなくてもよい。いくつかの実施形態では、動作は、平面内の線に実質的に近い細長い軌跡上の平面に実質的に近くてもよい。いくつかの実施形態では、光ビームの軌跡は、プローブの長手方向の軸線に垂直であり且つプローブの長手方向の軸線上に中心がある平面上に、細長い数字「8」を形成してもよい。
いくつかの実施形態では、OCT技術は、順方向に向けられたスキャン処置を使用する。この場合、光照明がプローブの長手方向の軸線の順方向に起こる。順方向に向けられたスキャンでは、標的組織は、プローブの長手方向の軸線に垂直な平面においてプローブの前方にあってもよい。このため、プローブのチップから組織に進み且つ組織からプローブ内に戻る光はプローブの長手方向の軸線にほぼ平行な方向に進むことができる。順方向に向けられたスキャンを使用するいくつかの実施形態では、標的組織はプローブの長手方向の軸線にほぼ垂直であるが正確に垂直ではない。さらに、いくつかの実施形態では、プローブから標的組織に進み且つ標的組織からプローブ内に進む光は、プローブの長手方向の軸線に平行ではないが、プローブの長手方向の軸線回りに対称なパターンを形成してもよい。例えば、順方向に向けられたスキャンにおいて標的組織を照明する光はプローブの長手方向の軸線回りに中実円錐又はその一部を形成してもよい。同様に、順方向に向けられたスキャンにおいてエンドプローブ10によって収集される光は、プローブの長手方向の軸線の周りの円錐区域の一部を含む3次元領域における標的組織から来てもよい。
いくつかの実施形態では、OCT技術はサイドイメージングを使用してもよい。例えば、サイドイメージングにおいて、標的組織は、プローブの長手方向の軸線を含む平面に平行である。このような状況では、標的組織の閉ループ画像を作り出すべく、プローブの長手方向の軸線の周りに、照明スポットを円形軌跡で動かすことが望ましい。斯かる状況は、血管内処置を含む顕微手術において生じうる。例えば、冠状動脈血管造影において、冠状動脈の内壁は、本明細書に記載された実施形態を使用して、動脈内腔に沿った円筒区域において完全にスキャンされうる。
いくつかの実施形態では、治療目的のためのレーザ光の送達のために、本明細書に提供されたようなエンドプローブ10が使用されうる。例えば、フォトダイナミック処置では、標的組織に予め送達された薬に含まれる化学物質を活性化すべく、レーザ光がスキャンされうる。いくつかの実施形態では、レーザ光が標的組織から組織又は残留物質を選択的に焼灼し又は除去するのに使用される。前述したような実施形態では、送達される光の正確な制御がプローブの遠位端部における可動構成部品によって提供される。
本明細書に開示されたいくつかの実施形態に従った回転動作の直線的な動作への変換によって、直線的な動作を行う滑らかな機構が提供されることに留意されたい。回転動作が連続的に提供されるとき、循環的な直線動作が、直接試みられる場合、機械的要素の停止及び加速を必要としうる。摩擦を受ける機械的要素の停止及び加速は望ましくない場合がある。
上述された本発明の実施形態は単なる例である。当業者は、具体的に開示された実施形態から様々な代替的な実施形態に気付くことができる。これら代替的な実施形態も本開示の範囲内にあることが意図されている。この結果、本発明は以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (25)

  1. 顕微手術処置のためのエンドプローブであって、
    モータを具備するハンドピースと、
    該ハンドピースに結合されたカニューレ組立体と、
    前記モータを前記カニューレ組立体に結合する伝達システムと
    を具備し、
    前記カニューレ組立体が、
    長手方向の軸線回りに回転することができる外側チューブと、
    前記長手方向の軸線回りに回転することができる、前記外側チューブと同心の内側チューブと
    を具備し、
    前記外側チューブ及び内側チューブがそれぞれ近位端部及び遠位端部を有し、
    前記伝達システムが第1方向に前記外側チューブを回転させ且つ前記長手方向の軸線回りの反対方向の第2方向に前記内側チューブを回転させ、
    さらに、前記外側チューブの近位端部と前記内側チューブの近位端部との間に形成された近位空間に、前記伝達システムの少なくとも一部が含まれる、顕微手術処置のためのエンドプローブ。
  2. さらに、前記内側チューブの近位端部が前記伝達システムのために前記長手方向においてクリアランス空間を提供する、請求項1に記載のエンドプローブ。
  3. さらに、近位端部及び遠位端部を有する、前記外側チューブと同心であり且つ該外側チューブの外側の固定チューブを具備する、請求項1に記載のエンドプローブ。
  4. 前記顕微手術処置が光の使用を含み、前記エンドプローブが、前記外側チューブ及び内側チューブに取り付けられた光学構成部品を具備し、前記外側チューブ及び内側チューブの逆回転する動作によって光ビームのスキャンが提供され、さらに、前記外側チューブ及び内側チューブが中空である、請求項1に記載のエンドプローブ。
  5. 前記光学構成部品が、前記内側チューブ及び外側チューブの各々に取り付けられた少なくとも一つのレンズを具備する、請求項4に記載のエンドプローブ。
  6. 前記少なくとも二つのレンズがギャップを形成し、該ギャップが、各レンズの軸線に対して所定の角度で切断された、該ギャップに面する前記レンズの側部を有する、請求項5に記載のエンドプローブ。
  7. 前記少なくとも一つのレンズが少なくとも一つのグリンレンズを含む、請求項6に記載のエンドプローブ。
  8. 前記光学構成部品が少なくとも一つのプリズムを具備する、請求項4に記載のエンドプローブ。
  9. 前記光学構成部品が少なくとも一つの回折要素を具備する、請求項4に記載のエンドプローブ。
  10. 前記外側チューブの近位端部が、前記近位空間を提供すべく、前記遠位端部よりも大きな直径を有する、請求項1に記載のエンドプローブ。
  11. 前記内側チューブの近位端部が、前記近位空間を増大すべく、前記遠位端部よりも小さな直径を有する、請求項10に記載のエンドプローブ。
  12. 前記外側チューブと前記内側チューブとの間に軸受を具備し、該軸受が前記外側チューブと前記内側チューブとの間の空間に沿って規則的な空間に設置される、請求項1に記載のエンドプローブ。
  13. 前記外側チューブの外側に固定カニューレを具備する、請求項1に記載のエンドプローブ。
  14. 前記固定カニューレと前記外側チューブとの間に設置された軸受を具備する、請求項13に記載のエンドプローブ。
  15. 顕微手術処置のためのエンドプローブに使用されるカニューレ組立体であって、
    長手方向の軸線回りに回転することができる外側チューブと、
    前記長手方向の軸線回りに回転することができる、前記外側チューブと同心の内側チューブと、
    前記外側チューブの近位端部と前記内側チューブの近位端部との間に形成された近位空間であって、径方向及び長手方向に延在する近位空間と、
    前記近位空間に設置され且つ前記外側チューブ及び内側チューブに逆回転する動作を提供する伝達システムと
    を具備し、
    前記外側チューブ及び内側チューブが近位端部及び遠位端部を有する、カニューレ組立体。
  16. さらに、ハンドヘルドピースへの脱着可能な部分を具備し、該ハンドヘルドピースが、前記伝達システムに結合されたモータを具備する、請求項15に記載の組立体。
  17. さらに、近位端部及び遠位端部を有する、前記外側チューブと同心であり且つ該外側チューブの外側の固定カニューレを具備する、請求項15に記載の組立体。
  18. 顕微手術処置のためのエンドプローブであって、
    モータを具備するハンドピースと、
    前記ハンドピースに結合されたカニューレ組立体と、
    前記モータを前記カニューレ組立体に結合する伝達システムと
    を具備し、
    前記カニューレ組立体が、
    長手方向の軸線回りに回転することができる外側チューブと、
    前記長手方向の軸線回りに回転することができる、前記外側チューブと同心の内側チューブと
    を具備し、
    前記外側チューブ及び内側チューブがそれぞれ近位端部及び遠位端部を有し、
    前記伝達システムが前記外側チューブを回転させ且つ前記内側チューブを逆回転させ、
    逆回転する動作が前記伝達システムを介して前記モータによって前記外側チューブ及び内側チューブに提供される、顕微手術処置のためのエンドプローブ。
  19. 前記伝達システムが前記外側チューブの内側及び前記内側チューブの外側を駆動する、請求項18に記載のエンドプローブ。
  20. 前記内側チューブと前記外側チューブとの間のギャップが、前記伝達システムの一部が前記近位端部における該ギャップ内に位置するように、前記遠位端部よりも前記近位端部において大きい、請求項18に記載のエンドプローブ。
  21. 前記内側チューブの遠位端部及び前記外側チューブの遠位端部が直径1mm未満である、請求項20に記載のエンドプローブ。
  22. 前記ハンドピースが直径1cm未満である、請求項21に記載のエンドプローブ。
  23. 前記伝達システムが、前記外側チューブに結合された第1ギアと、前記内側チューブに結合された第2ギアとを具備する、請求項22に記載のエンドプローブ。
  24. 前記伝達システムが、前記外側チューブの内側及び前記内側チューブの外側に結合された一つのギアを具備する、請求項23に記載のエンドプローブ。
  25. カニューレ組立体を使用して直線的な経路に沿って光ビームをスキャンするための方法であって、
    前記カニューレの軸線を通して光ビームを提供するステップと、
    外側チューブ及び内側チューブに逆回転する動作を提供すべく前記カニューレの近位空間において伝達システムを使用するステップであって、前記外側チューブ及び内側チューブの各々が中空であり且つその遠位端部に光学要素を有する、ステップと、
    前記伝達システムにおいて少なくとも一つのギアを使用して前記外側チューブ及び内側チューブの相対的な回転速度を制御するステップと
    を含む、方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2014200093A1 (ja) * 2013-06-14 2017-02-23 国立大学法人名古屋大学 光断層画像撮影装置
WO2017047739A1 (ja) * 2015-09-17 2017-03-23 並木精密宝石株式会社 光イメージング用プローブ
JP2021526066A (ja) * 2018-06-05 2021-09-30 ピロポス インコーポレイテッド ポイント・オブ・ケア診断のための一体型ハンドヘルドバッテリー駆動octシステム
JP6993491B1 (ja) 2020-06-29 2022-01-13 パナソニックi-PROセンシングソリューションズ株式会社 内視鏡製造方法およびカメラデバイスの製造方法
JP2022010945A (ja) * 2020-06-29 2022-01-17 パナソニックi-PROセンシングソリューションズ株式会社 内視鏡モジュール、内視鏡、および内視鏡製造方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9849034B2 (en) 2011-11-07 2017-12-26 Alcon Research, Ltd. Retinal laser surgery
US8842273B2 (en) 2013-02-14 2014-09-23 United Sciences, Llc Optical measurement of drilled holes
US9606350B2 (en) * 2013-05-01 2017-03-28 Novartis Ag Forward scanning optical probes
DE102013213232B4 (de) * 2013-07-05 2022-07-07 Olympus Winter & Ibe Gmbh Endoskop mit seitlicher Blickrichtung
US9188775B2 (en) 2013-08-28 2015-11-17 United Sciences, Llc Optical scanning and measurement
US9402534B2 (en) 2013-12-18 2016-08-02 Novartis Ag Two dimensional forward scanning probe
US10022187B2 (en) 2013-12-19 2018-07-17 Novartis Ag Forward scanning-optical probes, circular scan patterns, offset fibers
US10178950B2 (en) * 2013-12-20 2019-01-15 Novartis Ag Imaging probes and associated devices, systems, and methods utilizing an elastomeric optical element
US9339178B2 (en) 2013-12-23 2016-05-17 Novartis Ag Forward scanning optical probes and associated devices, systems, and methods
JP6349881B2 (ja) * 2014-03-31 2018-07-04 株式会社ニデック 光断層像撮影装置
US11299705B2 (en) 2016-11-07 2022-04-12 Deka Products Limited Partnership System and method for creating tissue
CN106691383A (zh) * 2016-12-27 2017-05-24 天津恒宇医疗科技有限公司 一种高通过性oct成像导管
CN106691506A (zh) * 2016-12-29 2017-05-24 天津恒宇医疗科技有限公司 一种高成像质量的oct成像导管
CN110192839A (zh) * 2019-05-21 2019-09-03 北京清华长庚医院 一种旋转侧扫式oct眼球内窥镜结构

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038907A1 (en) * 1997-03-06 1998-09-11 Massachusetts Institute Of Technology Instrument for optically scanning of living tissue
US20050234345A1 (en) * 2004-03-23 2005-10-20 California Institute Of Technology Forward scanning imaging optical fiber probe
JP2006223866A (ja) * 2005-02-14 2006-08-31 Karl Storz Development Corp 視野方向が可変とされているとともにアクチュエータが搭載された視界器具
JP2007121257A (ja) * 2005-09-30 2007-05-17 Fujifilm Corp 光プローブ
JP2009201969A (ja) * 2008-02-01 2009-09-10 Fujifilm Corp Oct用光プローブおよび光断層画像化装置
US20100268087A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Fujifilm Corporation Three-dimensional image constructing apparatus and image processing method thereof
JP2013509273A (ja) * 2009-10-30 2013-03-14 ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー 外科的介入のための臨床上重要な解剖学的標識点の視覚的追跡/アノテーション
WO2014156785A1 (ja) * 2013-03-28 2014-10-02 株式会社ニデック 光断層像撮影装置および医療用観察装置
WO2014200093A1 (ja) * 2013-06-14 2014-12-18 国立大学法人名古屋大学 光断層画像撮影装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3831173A1 (de) 1988-09-23 1990-03-29 V N Issletovatelskij I Glaznyc Mikrochirurgische schere
US6485413B1 (en) * 1991-04-29 2002-11-26 The General Hospital Corporation Methods and apparatus for forward-directed optical scanning instruments
US6134003A (en) * 1991-04-29 2000-10-17 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for performing optical measurements using a fiber optic imaging guidewire, catheter or endoscope
US5595565A (en) 1994-06-30 1997-01-21 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Self-propelled endoscope using pressure driven linear actuators
EP0697611B9 (en) 1994-08-18 2003-01-22 Carl Zeiss Optical coherence tomography assisted surgical apparatus
US7448995B2 (en) 2003-06-23 2008-11-11 Microvision, Inc. Scanning endoscope
US7364543B2 (en) * 2004-03-23 2008-04-29 California Institute Of Technology Paired angled rotation scanning probes and methods of use
JP4790234B2 (ja) 2004-07-01 2011-10-12 株式会社ニデック 硝子体カッター
US10098781B2 (en) 2006-03-24 2018-10-16 Topcon Medical Laser Systems Inc. Multi-spot optical fiber endophotocoagulation probe
US20080051770A1 (en) 2006-08-22 2008-02-28 Synergetics, Inc. Multiple Target Laser Probe
WO2008073168A2 (en) 2006-08-25 2008-06-19 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for high-throughput radiation biodosimetry
AU2007338579A1 (en) 2006-12-22 2008-07-03 Alcon Research, Ltd. Method of operating a microsurgical instrument
US8325988B2 (en) 2008-03-03 2012-12-04 California Institute Of Technology Image reconstruction by position and motion tracking
JP2009222815A (ja) 2008-03-13 2009-10-01 Ricoh Co Ltd 光偏向装置、光走査装置及び画像形成装置
FR2931599A1 (fr) 2008-05-26 2009-11-27 Univ Pasteur Dispositif de deplacement controle en translation d'un element allonge
DE102008036420A1 (de) 2008-08-05 2010-02-11 Wisap Gesellschaft für wissenschaftlichen Apparatebau mbH Vorrichtung zum Ausschneiden und Entfernen von Gewebezylindern aus einem Gewebe und deren Verwendung
US8892191B2 (en) * 2009-03-08 2014-11-18 Oprobe, Llc Methods of determining motion and distance during medical and veterinary procedures
US20110282191A1 (en) 2010-05-13 2011-11-17 Oprobe, Llc Optical coherence tomography for neural-signal applications
WO2011143388A2 (en) 2010-05-14 2011-11-17 Sean Caffey Combined endoscopic surgical tools
WO2012040529A2 (en) 2010-09-24 2012-03-29 Jeffrey Brennan Imaging systems and methods incorporating non-mechanical scanning beam actuation
WO2012162493A2 (en) * 2011-05-24 2012-11-29 Jeffrey Brennan Scanning endoscopic imaging probes and related methods
US8496331B2 (en) 2011-08-12 2013-07-30 Alcon Research, Ltd. Portable pattern-generating ophthalmic probe

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038907A1 (en) * 1997-03-06 1998-09-11 Massachusetts Institute Of Technology Instrument for optically scanning of living tissue
JP2001515382A (ja) * 1997-03-06 2001-09-18 マサチューセッツ インスティチュート オブ テクノロジー 生体組織の光学走査用機器
US20050234345A1 (en) * 2004-03-23 2005-10-20 California Institute Of Technology Forward scanning imaging optical fiber probe
JP2007530945A (ja) * 2004-03-23 2007-11-01 カリフォルニア インスティテュート オブ テクノロジー 前方走査撮像光ファイバ検出器
JP2006223866A (ja) * 2005-02-14 2006-08-31 Karl Storz Development Corp 視野方向が可変とされているとともにアクチュエータが搭載された視界器具
JP2007121257A (ja) * 2005-09-30 2007-05-17 Fujifilm Corp 光プローブ
JP2009201969A (ja) * 2008-02-01 2009-09-10 Fujifilm Corp Oct用光プローブおよび光断層画像化装置
US20100268087A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Fujifilm Corporation Three-dimensional image constructing apparatus and image processing method thereof
JP2013509273A (ja) * 2009-10-30 2013-03-14 ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー 外科的介入のための臨床上重要な解剖学的標識点の視覚的追跡/アノテーション
WO2014156785A1 (ja) * 2013-03-28 2014-10-02 株式会社ニデック 光断層像撮影装置および医療用観察装置
WO2014200093A1 (ja) * 2013-06-14 2014-12-18 国立大学法人名古屋大学 光断層画像撮影装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2014200093A1 (ja) * 2013-06-14 2017-02-23 国立大学法人名古屋大学 光断層画像撮影装置
WO2017047739A1 (ja) * 2015-09-17 2017-03-23 並木精密宝石株式会社 光イメージング用プローブ
JPWO2017047739A1 (ja) * 2015-09-17 2018-07-05 アダマンド並木精密宝石株式会社 光イメージング用プローブ
JP2021526066A (ja) * 2018-06-05 2021-09-30 ピロポス インコーポレイテッド ポイント・オブ・ケア診断のための一体型ハンドヘルドバッテリー駆動octシステム
JP7078305B2 (ja) 2018-06-05 2022-05-31 ピロポス インコーポレイテッド ポイント・オブ・ケア診断のための一体型ハンドヘルドバッテリー駆動octシステム
JP6993491B1 (ja) 2020-06-29 2022-01-13 パナソニックi-PROセンシングソリューションズ株式会社 内視鏡製造方法およびカメラデバイスの製造方法
JP2022010945A (ja) * 2020-06-29 2022-01-17 パナソニックi-PROセンシングソリューションズ株式会社 内視鏡モジュール、内視鏡、および内視鏡製造方法
JP2022024961A (ja) * 2020-06-29 2022-02-09 パナソニックi-PROセンシングソリューションズ株式会社 内視鏡製造方法およびカメラデバイスの製造方法

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