JP2015509398A - 特に医療利用のための内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、直接には十分に目視できない対象物又は場所を観察するために、又はイメージングを行うために、身体又は体腔へ少なくとも部分的に挿入されることが意図された光学ガイドヘッド（２）を備える内視鏡装置（１）である。そのような内視鏡装置の光学ガイドヘッドは、屈折率勾配を有する光学ロッドから形成される。

Description

本発明の技術分野は、直接目視できない臓器、導管、又は体腔の内部の診察及び観察のための内視鏡器具の分野である。

より具体的には、本発明は、生体又は体腔へ挿入されて、人間の眼では十分に見ることができない対象物又は場所を可視化又は拡大するように設計された光学ガイドヘッドを備えた内視鏡装置に関する。

本発明は、特に、人体の臓器の内部検査のための医療用画像の分野において、診断上及び／若しくは治療上の目的のための（手術用内視鏡）、又は、その他の産業的分野において、中空体及び機械部品の内部構造の観察及び検査のための、多数の用途を有する。

我々は、本文書で以下において、医療用画像の分野及び、より詳細には、本特許出願の発明者らが向き合ってきた眼の画像（眼の内部構造の観察）の分野において存在する論点及び問題点を、より詳細に記述しようと努める。本発明は、当然ながらこの特定の応用分野に限定されるものではなく、同様の又は類似の論点及び問題点に対処しなければならない任意の内視鏡装置（又は内視鏡）を対象とする。

現在人間の眼の構造を検査するのに使用されている内視鏡装置は、患者の臓器を貫通させることが意図された、光学ガイドヘッドと呼ばれる硬性で侵襲性の部品を備える。この光学ガイドヘッドは、一般的に、一連の光学レンズから、又は接着性の結合剤で接合された光ファイバーの束から形成される光学系を含んだ外径数ミリメートルの金属管（例えば、外径０．９ｍｍのステンレス鋼の管）で形成される。

一般的には、光ファイバーの束は、アダプターを用いてイメージセンサー（ビデオカメラ等）に接続され、イメージセンサー自体はディスプレイスクリーンに接続される。光ファイバーの束によって、観察される対象物の画像がイメージセンサーに伝送されることが可能になり、これらの対象物の画像が形をなした後、光ファイバーの束は、リアルタイムでディスプレイスクリーンに対象物の画像を再伝送する。

金属管には、光源が設けられた外部の束（external pack）から観察領域まで光を伝送するのに用いられる光ファイバーによる照明システムも備わっている。

把持手段は金属管に接合固定され、これにより、内視鏡の操作及び空間的な位置決定を容易にする。

それでも、この種の内視鏡は多数の欠点を有する。

光学ガイドヘッドが患者の臓器へ挿入される際の、光学ガイドヘッドの硬性を担保するため、金属管は一定の厚みを有していなければならない。このため、イメージセンサーに到達する光の量が制限される。このように、イメージセンサーによって撮像される細部が制限されるため、スクリーンにレンダリングされる画質が相対的に低下する。

加えて、光学ガイドヘッドは、光学レンズから形成されていようと光ファイバーから形成されていようと、技術的に複雑であり、且つ製造コストがかかるものである。

実際、光学レンズを使用するガイドヘッドには、内視鏡の光学的対物レンズ（optical objective）を形成するため、小型化の要求のために制限された寸法を有する金属管（管の内径が僅か数百マイクロメートル程度のこともあり得る）内で、複数の光学レンズを非常に精密に組み立てることが必要とされる。レンズは、特に破損しやすい光学部品である。

加えて、ガイドヘッドのケーブルは、一般的に、非常に長い光ファイバーの束（数メートルに及ぶこともある）を備えており、そのため、看過できない光の損失をもたらす。光ファイバーケーブルは、かなりの大きさを有しており、そのため、内視鏡の容易な操作ができない。

最後に、患者のあらゆる感染リスクを避けるため、無菌の内視鏡設備を利用できるようにすることが必要である。この目的のために、内視鏡は一回一回使用前に（例えばオートクレーブ殺菌によって）殺菌され、これはしばしば内視鏡の早期の経年劣化をもたらす。殺菌されるのは、患者に直接接触する光学ガイドヘッド、及び把持手段だけでなく、光ファイバーケーブルも含まれる。これらの特徴によって、オートクレーブ手術は困難なものになり、破損の原因及びシステムの劣化がもたらされる。

従って、簡単に使用できて、健康安全に関する保証を提供し、且つ高画質なレンダリングを可能とする、安価な内視鏡装置が必要とされている。

本発明は、少なくとも一実施形態において、特に先行技術のこれらの様々な欠点を克服することを目的とする。

より具体的には、製造及び組み立てが非常に簡単な、且つ安価な内視鏡装置を得るために使用できる技術を提供することが、本発明の少なくとも一実施形態の目的である。

本発明の少なくとも一実施形態は、内視鏡装置によってレンダリングされる画質を、先行技術の内視鏡装置によってレンダリングされる画像と比較して向上させるこの種の技術を提供することも目的としている。

言い換えれば、この技術の目的の一つは、少なくとも一実施形態において、例えば医療用画像の文脈において、内視鏡装置の使用をより容易にすることである。

殺菌処理による部品の早期の経年劣化に関する制約を克服するこの種の技術を提供することが、本発明の少なくとも一実施形態の他の目的である。

本発明の少なくとも一実施形態は、直接目視できない所与の対象物を観察するために、身体又は体腔へ少なくとも部分的に挿入されることが意図された光学ガイドヘッドを備える内視鏡装置を目的とし、上記の光学ガイドヘッドは、屈折率勾配を有する光学バーから構成される。

「屈折率勾配を有する光学バー」との用語は、
直接目視できない身体又は体腔へ挿入される、侵襲性の内視鏡ロッドの機能と、
観察される対象物からの光線の伝送と、所定の画像焦点面（image focal plane）における画像の形成と、を可能にする光導波路の機能と、
の性能を可能にする機械的、幾何学的、及び光学的特性を有する材料から作られた、任意の不特定の部分の立体的な（管と比較して）光学部品を意味するものと理解される。

先行技術の内視鏡装置においては、光学ガイドヘッドは二つの別個の部品を必要とし、一方は侵襲性の部品（硬性金属管）として機能し、他方は光学ガイド（光学レンズ又は光ファイバー）として機能する。一方、本発明による光学ガイドヘッドは、一つの同一の部品を使用し、これらの機能の両方を同時に果たす。

光学バーは、既に侵襲性の内視鏡ロッドの機械的特性からの利益を享受しているので、先行技術の内視鏡におけるように光学ガイドヘッドにおいて硬性金属管を設ける必要がなくなり、光学バーの（従って光学ガイドヘッドの）直径全体が、光学バーの遠位端面から光学バーの近位端面まで光を導くために使用できる。もはや金属管の厚みにより制限されないので、光学ヘッドの感知領域が増加し、光学ガイドヘッドを通して、より大量の光を導くことを可能にする。加えて、光学バーのお陰で、もはや非常に長い光ファイバーの束を使用する必要もない。従って、本発明の解決手段は、先行技術の内視鏡装置によりレンダリングされる画像よりも遥かに高画質な画像をレンダリングする内視鏡装置を利用可能にするという利点を使用者に提供する（光ファイバーの存在に関する損失がなく、金属管に由来するいかなる感知領域の制限もない）ため、画像診断を容易にする。

光学レンズ又は光ファイバーを金属管に取り付けて光学ガイドヘッドを得るという複雑な作業がもはや必要でないので、そうした装置の取り付け及び製造費用が減じられる。

従って、有利には、材料及び屈折率勾配のプロファイルは、光学バーが上記の二つの機能を実現するように選ばれる。

有利な一特性によれば、内視鏡装置はイメージセンサーを備え、屈折率勾配を有する光学バーは、近位端面及び遠位端面を備えるような光学バーであり、近位端面及び遠位端面のそれぞれは、観察される対象物からの光線からイメージセンサー上に画像を形成するように構成される。

屈折率勾配に対応する光学バーの端面の形が、観察される画像をイメージセンサー上に形成する機能を既に果たしているので、もはや観察される画像をイメージセンサー上に形成するために、一連の光学レンズ又は光ファイバーの束を用いる必要はない。

有利には、近位端面及び遠位端面として知られる端面の少なくとも一方は、
平坦な端面、
非球面の端面、
回折フレネルレンズ、
を含むリストに属する。

上記のリストは、網羅的なものではない。

特に、非球面レンズは、光学収差が現れるのを防ぐという利点を有する。

有利には、内視鏡装置は、光学バーの遠位端面に配置された感知領域拡大光学レンズ（sensing field expanding optical lens）を備える。

感知領域拡大光学レンズは、光学バーの感知領域を広げる。光学バーの感知領域は、特に、例えば一般的に小さな直径（例えば０．９ｍｍ）の光学ガイドヘッドを使用する必要がある眼科外科の文脈において、重要なパラメーターである。

有利な一特性によれば、屈折率勾配を有する光学バーは、光学バーの遠位端面に近接した観察される対象物を照らすための光学照明ファイバーを受容することのできる少なくとも一つの長手レール（longitudinal rail）を備える。

長手レールに光学照明ファイバーがあると、円像の周辺スポット（peripheral spot）の出現が促される。この周辺スポットは、使用者のための画像の方向の参照マーカーとして役立ち得る。

一実施形態の第一変形例によれば、装置は、把持するための手段（把持手段）及び屈折率勾配を有する光学バーが一体成形ユニット（single-piece unit）を形成するように、把持手段を備える。

従って、この代替的な実施形態は、使用するのが簡単で、使い捨て（one-time use）が可能な、「すぐに使える」内視鏡装置という利点を任意の使用者に提供する。実際、一体成形ユニットは、一体成形ユニットの使い捨てを可能にする材料から作られるように設計され得る。

「使い捨て」との用語は、一体成形ユニットの製造方法が、この一体成形ユニットが一度だけ使用されることができるように適合させられることを意味するものと理解される。使い捨ての内視鏡装置を使用することにより、特に確実に装置を高水準な衛生状態にすることが可能となる。

第二の代替的な実施形態によれば、装置は、着脱可能な機械的結合手段によって、屈折率勾配を有する光学バーと機械的に結合した把持手段を備える。

従って、この実施形態は、着脱可能な機械的結合手段の存在によって、任意の使用者が内視鏡装置を組み立てること、又は内視鏡装置を二つの別個の部品に分解することを可能にする。

相互交換可能な光学ガイドヘッドを使用することが、例えば、光学バーの直径を、又は、その上光学バーに固有の画像取得光学素子の直径も、変えることを要する特定の使用の文脈において、可能である。

また、光学バー（把持手段から取り外すことができる）は、高温に影響を受けやすい部品であるので、そのような実施形態によって、使用者は把持手段を殺菌することが可能になる。従って、そのような実施形態は、光学ガイドヘッドの使い捨てを可能にし、確実にこの光学ヘッドを高水準な衛生状態にする。

着脱可能な機械的結合手段は、
クリップで取り付け可能な結合手段と、
ねじ込み式結合手段と、
プラグ差し込み式結合手段と、
オス／メス結合式結合手段と、
バヨネット式結合手段と、
を含むグループに属する。

上記のリストは、網羅的なものではない。

有利な一特性によれば、イメージセンサーは、把持手段に組み込まれたイメージセンサーである。

このように、使用者は、組み込み式センサーを備えた内視鏡装置を利用可能にする。観察される対象物の画像をディスプレイスクリーンへ伝送する無線通信ポートを設計することは、有益であり得る。有線接続がなければ、外科手術はより容易になる。

有利には、内視鏡装置は、組み込み式イメージセンサーに近接して位置する焦点距離適合光学系を、屈折率勾配を有する光学バーと組み込み式イメージセンサーとの間に備える。

これにより、観察される対象物を、より高精度でイメージセンサー上に映し出すことが可能となる。

焦点距離適合光学系は、
決まった焦点距離を有する光学レンズと、
可変的な焦点距離を有する、取り外し可能な一連のレンズと、
液体ベース又は液晶ベースの適応光学系（adaptive optical system）と、
を含むグループに属する。

従って、本発明は、固定レンズ、取り外し可能な一連のレンズ、又は適応光学系の何れかをイメージセンサーの前に実装することを可能にする。固定レンズは、光学バーから構成される光学系の焦点距離を調整するのに使用される。適応光学系は、液体又は液晶の屈折率の調整により、
イメージセンサーの焦点面における画像の鮮明さを可変的に微細調整する機構と、
可変的な焦点距離を調整する機構と、
を実現する。

従って、本明細書において、内視鏡装置は、光学ガイドヘッドの画像取得光学系を適合させることを可能にする。

有利には、把持手段は、少なくとも一つの組み込み式光源及び／又は自律式電源（autonomous electrical supply）をさらに備える。

内視鏡装置を操作可能にするための光の供給及び／又は電気の供給を行う必要はもはやなくなるので、内視鏡装置の操作はすべて、より容易なものとなる。

有利には、屈折率勾配を有する光学バーは、
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）と、
ポリカーボネートと、
ガラスと、
を含むグループに属する光学的に透明な材料から作られる。

上記のリストが網羅的なものではないことは留意されなければならない。

有利には、屈折率勾配を有する光学バーは、不透明な保護フィルムで覆われている。

そのような保護フィルムは、例えば、光学バーが、レンダリングされる画質の低下をもたらし得る湿った布と接触している間に、観察される対象物からの光線に寄生光線（parasitic light ray、「ノイズ」）が加わるのを防止する。

本発明のその他の特徴及び利点は、示唆的で非網羅的な例示によって与えられる以下の記載及び添付の図面から見られるであろう。

本発明の第一実施形態による内視鏡装置の全体図である。 本発明の第二実施形態による内視鏡装置の全体図である。

本文書のすべての図面において、同一の要素は同じ参照番号で示されている。

図１は、本発明の第一実施形態による内視鏡装置１の全体図を表す。内視鏡装置は、スリーブ形状のグリップ又はハンドル３と、光学ガイドヘッド２と、を備える。

光学ガイドヘッド２は、円形部位の光学バーから構成され、光学バーは放射状の屈折率勾配を有する材料から作られる。「放射状の屈折率勾配を有する材料」との用語は、光学バーの光学軸２６に沿って光学バーの外周面に近付くにつれて減少する不均一な屈折率を有する材料を意味するものと理解される。これは、光学バー２に入る光線を光学的に集束させる効果をもたらす。

単に説明的な例示により、光学バー２はＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）製であり、４次多項式のプロファイルを有し、且つ中心の屈折率は１．４９である屈折率勾配を有する。光学バー２は円筒形であり、且つ、例えば３５ｍｍの長さ及び約０．９ｍｍの直径を有する。当然ながら、その他の寸法、屈折率のプロファイル、及び材料が、本発明の枠組みを逸脱することなく可能である。例えば、眼科外科手術では、一般的に、小さな直径の、ことによると０．５ｍｍから１．５ｍｍまでの範囲の、光学ガイドヘッドの使用が必要とされる。また、光学ガイドヘッドの長さは、光導波路の機能を実現するように適合されなければならない。

光学バー２の屈折率勾配プロファイルは、例えば、イオンドーピング、ドローイング（drawing）、光学材料の特殊冷却（specific cooling）、又はその他の当業者に周知の任意の技術、例えば遠距離通信用光ファイバーの製造に一般的に用いられる技術等により得ることができる。近位端面２１及び遠位端面２２は、それぞれ二つの別個のプロファイルを得られるように、その外面において機械加工されており、これにより、観察される対象物からの光線は、遠位端面２２から屈折率勾配を有する光学バー２を通過し、イメージセンサー３２の焦点面に観察される対象物の画像を形成する。従って、近位端面２１及び遠位端面２２は、光学バーの屈折率勾配と共に光線の光学的集束の効果に関与して、イメージセンサー３２の焦点面に画像を形成するように構成される。

光学バー２を鋳型成形によって得る場合、近位端面２１及び遠位端面２２の表面のプロファイルも、光学バーの寸法も、鋳型の転写によって定められる。実際、望みの表面プロファイル及び寸法を得るためには、鋳型の寸法を調整すれば十分である。これらの特有の光学的特性及び機械的特性によって、本発明による光学バー２は、観察される対象物からの光線をイメージセンサー３２まで伝送するのに不可欠な光導波路として、また、例えば患者の眼やその他の任意の臓器へ、破損せずに挿入できるほど十分に硬性の侵襲性ロッドとして機能する特有の部品を構成する。先行技術の内視鏡は、光学部品を形成する二つの別個の部品を利用しており、一方は（光ファイバー又は光学レンズを有して）光導波路の機能を果たし、他方は（金属管として）侵襲性ロッドの機能を果たすが、一方、本発明の内視鏡装置１は、これらの機能を同時に実現するために、一つの部品（屈折率勾配を有する光学バー２）しか必要としない。

当業者は、光学バー２に用いられる材料も屈折率勾配プロファイルも、上述した条件が満たされるように適合させるであろうことは留意されなければならない。一般的に、光学バーは、イメージセンサー上に可視化される対象物のイメージングを可能にする（従って、導波路の機能を実現する）のに十分な、且つ、臓器へ挿入されることができるほど十分に硬性である（従って、侵襲性ロッドの機能を実現する）のに十分な光学特性を有する。

以下の例は、単に説明的且つ非網羅的な例示により与えられたものであるが、本発明の光学バーを構成する材料のいくつか、即ち、ポリカーボネート、有機ガラス、又は無機ガラス等を提示する。光学バー２はまた、長手レール２３を備え、長手レール２３は、光学照明ファイバー２４を収容するのに使用することが可能である。光学照明ファイバー２４は、遠位端面２２の近接点に位置する観察される対象物を照らす。光ファイバー２４は、供給用の束（supply pack、図示せず）によって外部から光を供給される。この束には、例えばタングステンランプが備え付けられている。

グリップ３は、内視鏡装置の容易な保持及びビデオキャプチャー部品を組み込むのに適した寸法を有する。より具体的には、グリップ３は、組み込み式ビデオカメラ３１を備えており、組み込まれたビデオカメラ３１は、第一にイメージセンサー３２、例えばＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）技術で作られたＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）式のイメージセンサーを備え、第二に、イメージセンサーで撮像される画像を処理し、内視鏡装置１の特定の機能について命令を出すための電子基盤３３を備える。

被写体からの光線は、光学的対物レンズの機能を実現する光学バー２を通ってイメージセンサー３２に届く。イメージセンサー３２は、受け取った光線（フォトン）を電気信号（電荷）に変換する。光を受けた各画素について、電気信号がデジタル化され、次いで、電子基盤内の集積回路（図示せず）により解析される。次いで、イメージセンサー３２によって感知される各画像が、ビデオディスプレイ信号の形式で、ディスプレイスクリーン４へ送信される。

内視鏡装置１には、例えばグリップの裏面３６に位置付けられた人／機械インターフェイスが備え付けられており、人／機械インターフェイスは、 内視鏡装置１の電源を入れたり消したりするための、例えばオン／オフ式の、電源スイッチ３７と、 ビデオディスプレイ信号の出力をディスプレイスクリーン４へ送るためのケーブル５を受けるための、例えばＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ）式の、有線通信ポート３５と、 電源ケーブル６を通じて内視鏡装置１に電力を供給するための電源ポート３８と、を備える。

代替的な一実施形態において、人／機械インターフェイス３６の一つのポートのみを使用し、その一つのポートが、ビデオディスプレイ信号の出力及び内視鏡装置１への電力供給の両方の機能を実現するように考えることが可能である。

別の代替的な実施形態によれば、内視鏡装置１は、例えば電池や充電式電池といった自律式電源供給ユニットによって電力を供給されることができるだろう。この場合、グリップ３は、電池及び充電式電池を組み込むのに適した大きさのハウジング（図示せず）を備える。ビデオディスプレイ信号の出力は、この場合、人／機械インターフェイス３６に組み込まれた無線通信手段であって、ディスプレイスクリーン４に組み込まれた一体型の無線受信手段との通信用の無線通信手段（図示せず）、例えばＷｉＦｉ又は４Ｇ式のものによって可能になるであろう。グリップは、有利には、光学照明ファイバー３４に光を供給するための照明ランプ、例えばＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）式のものを組み込むのに適した大きさの別のハウジング（図示せず）を備えることができる。従って、この代替的な実施形態において、電源供給ケーブル、光供給ケーブル、ディスプレイビデオ信号伝送ケーブルは、以降不要である。これにより、内視鏡装置１は、第一に操作が容易になり、第二に完全に自律的なものになる。

ここで、図１に描写された実施形態は、組み込み式ビデオカメラ３１を組み込んだ内視鏡装置を図示する。本発明の他の多くの実施形態が考えられ得ることは明白である。特に、内視鏡装置１内に外部ビデオカメラを収容するのに適した寸法の、長手ハウジング（図示せず）を有するグリップを提供することが可能である。この変形例は、高品質のカメラを使用し、使用後には光学バー２及びグリップ３を備えた一体成形ユニットのみを廃棄して、ビデオカメラは引き続き他の作業に再利用可能である、という利点を有する。この場合、ビデオカメラ自体が、これまでにさらに記述されているグリップのインターフェイス３６（これまでにさらに詳細に記述されている、このインターフェイスの代替的な実施態様も、この実施形態に適用することが可能であろう）のような人／機械インターフェイスを有するべきである。

任意に、人／機械インターフェイス３６は、内視鏡装置１で観察される対象物の画像が表示されるデジタルディスプレイスクリーンを備えることも可能である。

グリップデバイス３は、光学バー２と組み込み式イメージセンサー３２との間で、組み込み式イメージセンサー３２の前に配置された焦点距離適合光学系３４をさらに備える。ある特定の実施例によれば、この焦点距離適合光学系３４は、ビデオカメラ３１の一体部品であることが可能である。この光学系は、内視鏡装置で撮影される対象物を、イメージセンサー上に高精度でイメージングすることを目的としている。光学系は、固定レンズ、機械的に取り外し可能な一連のレンズ、又は液体レンズ若しくは液晶レンズといった適応光学系であることが可能である。固定レンズは、光学バー２によって構成される光学系の焦点距離を調整するために使用することができる。適応光学系は、液体又は液晶の屈折率を調整することにより、少なくとも一つの素子制御信号の影響下で、光学系の焦点距離を調整すること、及び／又は画像の鮮明さを微細調製することを可能にする。

ここで示される実施形態において、光学バー２及びグリップ３は、同一の材料から作り出され、一体成形ユニットを形成する。この一体成形ユニットは、文献に広く記述された様々な製造方法によって得ることが可能である。単に説明的な例示によって、一体成形ユニット２、３は、大容量での産業規模の製造を可能にする一般的な鋳造成形技術によってＰＭＭＡから作ることが可能である。

一体成形の内視鏡装置は、光学バー２とグリップ３とを完全に接合固定することによって作ることもできる。光学バー２は、光ファイバーを作るのに用いられるものと同様の一般的な製造技術によって作られ、グリップ３は、一般的な鋳造成形技術によって作られる。当然ながら、グリップ３は、この場合、光学バー２を製造するのに使用される材料とは異なる材料から作られることが可能である。

ＰＭＭＡは安価な材料である。本発明により、製造するのが非常に簡単である、安価な一体成形の内視鏡装置を得ることができる。従って、この装置が、例えば組み込み式ビデオカメラといった安価な部品を組み込む場合、本発明によって内視鏡装置の使い捨てが可能になる。このことにより、特に、一回一回の使用後に内視鏡装置を廃棄することができ、従って殺菌処理に関する任意の問題を防止することができるため、特に外科手術の文脈において有利であることが理解できる。

最後に、ここでの光学バー２は、光学バー２の遠位端面２２に位置する感知領域を拡大して、光学バーの感知領域を広げるための光学レンズ２５を備える。光学バー２は、寄生光線（「ノイズ」）がイメージセンサー３２によって捉えられるのを防止するための、この光学バーの外周面に位置する保護フィルム（図示せず）をさらに備えることができる。

図２を参照して以下に説明されるように、組み立て／分解が可能な内視鏡装置を使用可能にすることも有利であると理解できる。

図２は、内視鏡装置１０の一実施形態の全体図を示しており、図２において内視鏡装置１０は分解されている。図１の内視鏡装置１のように、内視鏡装置１０は、光学ガイドヘッドを形成する光学バー２０と、スリーブ形状のグリップ３０と、を備える。この実施形態により、有利には、相互交換可能な光学ヘッドを有する内視鏡装置の実現が可能になる。

例えば、一つの外科手術及び同じ外科手術において、異なる直径の複数の光学バーの使用が必要とされ得る。即ち、所与の直径を有する光学バーは、あるステップには非常によく適しているが、別のステップには適さないということがあり得る。加えて、相互交換可能な光学バーを有しているということは、グリップが高品質な光学部品及び電子部品、及び／又は殺菌温度に対して影響を受けやすい部品を備えている場合に、光学バーのみの殺菌が可能であることを意味する。最後に、光学バーを別のものに交換するとき、画像取得光学系に変更を加えることが可能である。例えば、第一の光学バーを、光線の集束能力がより高く、且つ撮影（「画像取得」）軸を所与の角度で変化させるためのプリズムレンズが侵襲性の側に追加された第二の光学バーに交換することを考えることができる。

グリップ３０は、着脱可能な機械的結合手段６、７を介して光学バーと機械的に結合される。より具体的には、光学バー２０は、その近位端にねじ状部分６を備え、ねじ状部分６は、グリップ３０に作られたねじ状開口部７と相補的であり、機械的なねじりによって、光学バー２０をグリップ３０に結合させ接合固定することを可能にする。

直径やねじのピッチといった機械的結合手段の幾何学的寸法は、当業者が光学バー及び把持手段の所望の幾何学的寸法に従って決定することができる特徴であり、光学バー及び把持手段というこれら二つの部品の精密且つ容易な固着を可能にする。

当然ながら、その他の結合手段が、本発明の枠組みから逸脱することなく実行可能である。例えば、クリップで取り付け可能な結合手段、バヨネット式結合手段（それらの機械的な位置合わせの精密さ、及びそれらの取り付けの速さに関して有利である）、プラグ差し込み（又は挿入）式結合手段等である。

そのような実施形態は、組み立てが簡単な内視鏡を提供する。

本明細書において上述された二つの実施形態は、医療用内視鏡及び、特に眼の内視鏡が意図されたものである。しかし、本発明の枠組みから逸脱することなく、他の多くの用途に容易に適合させることが可能であることは明白である。

１、１０ 内視鏡装置
２、２０ 光学バー
３ 把持手段
４ ディスプレイスクリーン
５ ケーブル
６ ねじ状部分
７ ねじ状開口部
２１ 近位端面
２２ 遠位端面
２３ 長手レール
２４ 光学照明ファイバー
２５ 光学レンズ
２６ 光学軸
３０ グリップ
３１ ビデオカメラ
３２ イメージセンサー
３３ 電子基盤
３４ 焦点距離適合光学系
３５ 有線通信ポート
３６ 人／機械インターフェイス
３７ 電源スイッチ
３８ 電源ポート

Claims (14)

1. 直接目視できない所与の対象物を観察するために、身体又は体腔へ少なくとも部分的に挿入されることが意図された光学ガイドヘッド（２）を備える内視鏡装置（１）であって、前記光学ガイドヘッドは、屈折率勾配を有する光学バーから構成されることを特徴とする内視鏡装置。
2. イメージセンサー（３２）を備え、前記屈折率勾配を有する光学バーは、近位端面（２１）及び遠位端面（２２）を備え、前記近位端面（２１）及び前記遠位端面（２２）のそれぞれは、観察される対象物からの光線から前記イメージセンサー（３２）上に画像を形成するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記端面、即ち前記近位端面（２１）及び前記遠位端面（２２）の少なくとも一方は、
   平坦な端面と、
   非球面の端面と、
   回折フレネルレンズと、
   を含むリストに属することを特徴とする、請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記光学バーの前記遠位端面に配置された感知領域拡大光学レンズ（２５）を備えることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の内視鏡装置。
5. 前記屈折率勾配を有する光学バーは、前記光学バーの前記遠位端面（２２）に近接した観察される対象物を照らすための光学照明ファイバー（２４）を受容することのできる少なくとも一つの長手レール（２３）を備えることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の内視鏡装置。
6. 前記内視鏡装置を把持するための把持手段（３）を備え、前記把持手段（３）及び前記屈折率勾配を有する光学バー（２）は、一体成形ユニットを形成することを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の内視鏡装置。
7. 前記内視鏡装置を把持するための把持手段（３）を備え、前記把持手段（３）は、着脱可能な機械的結合手段（７、８）によって、前記屈折率勾配を有する光学バー（２）と機械的に結合していることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の内視鏡装置。
8. 前記着脱可能な機械的結合手段（７、８）は、
   クリップで取り付け可能な結合手段と、
   ねじ込み式結合手段と、
   プラグ差し込み式結合手段と、
   オス／メス結合式結合手段と、
   バヨネット式結合手段と、
   を含むグループに属することを特徴とする、請求項７に記載の内視鏡装置。
9. 前記イメージセンサーは、前記把持手段（３）に組み込まれたイメージセンサー（３２）であることを特徴とする、請求項６〜８の何れか一項に記載の内視鏡装置。
10. 前記組み込まれたイメージセンサー（３２）に近接して位置する焦点距離適合光学系（３４）を、前記屈折率勾配を有する光学バーと前記組み込まれたイメージセンサー（３２）との間に備えることを特徴とする、請求項９に記載の内視鏡装置。
11. 前記焦点距離適合光学系（３４）は、
    固定の焦点距離を有する光学レンズと、
    可変的な焦点距離を有する、取り外し可能な一連のレンズと、
    液体ベース又は液晶ベースの適応光学系と、
    を含むグループに属することを特徴とする、請求項１０に記載の内視鏡装置。
12. 前記把持手段（３）は、少なくとも一つの組み込み式光源及び／又は自律型電源をさらに備えることを特徴とする、請求項６〜１１の何れか一項に記載の内視鏡装置。
13. 前記屈折率勾配を有する光学バー（２）は、
    ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）と、
    ポリカーボネートと、
    ガラスと、
    を含むグループに属する、光学的に透明な材料から作られることを特徴とする、請求項１〜１２の何れか一項に記載の内視鏡装置。
14. 前記屈折率勾配を有する光学バー（２）は、不透明な保護フィルムで覆われていることを特徴とする、請求項１〜１３の何れか一項に記載の内視鏡装置。

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