JP2022000173A - Medical borescope, and method and system, related to the same - Google Patents
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Abstract
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2014年7月2日に出願され、「PORTABLE SCOPE FOR MEDICAL PROCEDURES」と題する米国特許仮出願第62/020389号の米国特許法第119条(e)に基づく利益を主張する、2015年7月2日に出願され、「BORESCOPES AND RELATED METHODS AND SYSTEMS」と題する米国特許出願第14/790977号の一部継続出願である。上記出願のそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
Cross-reference to related applications This application was filed on July 2, 2014 and is entitled "PORTABLE SCOPE FOR MEDICAL PROCE DURES". This is a partial continuation of US Patent Application No. 14/790977, filed July 2, 2015, entitled "BORESCOPES AND RELATED METHODS AND SYSTEMS". Each of the above applications is incorporated herein by reference in its entirety.
技術分野
本発明の実施形態は、例えば、腹腔鏡検査、内視鏡検査、他の関連する医療用ボアスコープ検査、およびエンジン、タービン、または建物検査などの他の工業用途を含むことがある、ボアスコープ技術に関する。
Technical Fields Embodiments of the present invention may include, for example, laparoscopy, endoscopy, other related medical borescope examinations, and other industrial applications such as engine, turbine, or building examinations. Regarding borescope technology.
ボアスコープ技術は、長年、医療分野に応用されてきた。例えば、腹腔鏡検査および内視鏡検査は両方とも、医療従事者が患者にボアスコープを挿入することを含む。ボアスコープにより、医師は、外科手術によって外気に臓器を曝すことなく、患者の内臓を観察できる。 Borescope technology has been applied to the medical field for many years. For example, both laparoscopy and endoscopy involve a healthcare professional inserting a borescope into a patient. The borescope allows the doctor to observe the patient's internal organs without exposing the organs to the open air by surgery.
従来の腹腔鏡システムでは、ロッドレンズ管とハンドル本体とを備えた腹腔鏡が、腹腔鏡から受信した画像データを処理するために使用される処理スタックに接続する。ロッドレンズ管は、患者の腹腔内に挿入される、腹腔鏡の部分である。高輝度の光がレンズに導入され、組織を照らす。組織の表面から反射された光は、ロッドレンズを戻り、画像を取り込むカメラまで伝送され、画像は、機器スタック内の画像処理機器にワイヤで伝送される。 In a conventional laparoscopic system, a laparoscope with a rod lens tube and a handle body connects to a processing stack used to process the image data received from the laparoscope. The rod lens tube is the part of the laparoscope that is inserted into the patient's abdominal cavity. High-intensity light is introduced into the lens and illuminates the tissue. The light reflected from the surface of the tissue returns through the rod lens and is transmitted to the camera that captures the image, and the image is wire-transmitted to the image processing equipment in the equipment stack.
上述のように、従来の腹腔鏡システムにはいくつかの欠点がある。例えば、腹腔鏡システムは、光を発生させ、ビデオ画像を処理するために、大規模なスタックを必要とする。光は、典型的には、光ファイバケーブルを介して腹腔鏡に送達される、高輝度キセノン光源である。光ファイバケーブルは壊れやすく、医師の邪魔になる。加えて、高輝度光源は、極めて高温になる場合があり、監視が不適切な場合には、患者をやけどさせたり、患者を覆うドレープを発火させたりすることさえあり得る。加えて、光源は、設定ごとによって、または時間の経過と共に、色または強度が変化するため、頻繁なホワイトバランス調整を必要とし得る。さらに、ロッドレンズは壊れやすいため、使用が特定の条件に限られる、および/または高額な修理または交換を必要とする。実際、壊れたロッドレンズ管の修理に焦点を当てた、完成した二次産業が発展している。 As mentioned above, conventional laparoscopic systems have some drawbacks. For example, a laparoscopic system requires a large stack to generate light and process video images. The light is typically a bright xenon light source delivered to the laparoscope via a fiber optic cable. Fiber optic cables are fragile and can get in the way of your doctor. In addition, high-intensity light sources can be extremely hot and, if poorly monitored, can burn the patient or even ignite the drapes that cover the patient. In addition, the light source may require frequent white balance adjustments as the color or intensity changes with each setting or over time. In addition, rod lenses are fragile and therefore use is limited to specific conditions and / or require expensive repair or replacement. In fact, a complete secondary industry is evolving, with a focus on repairing broken rod lens tubes.
本明細書で開示される実施形態は、外部光源または大規模なビデオ画像処理機器の必要性を排除する携帯性の高い医療用ボアスコープシステム(例えば、腹腔鏡システム)を医療従事者に提供するように構成されたシステム、方法、および装置を含み得る。好ましい実施形態が最も適するのは医療分野での使用かもしれないが、様々な他の分野が本開示から利益を得られ得ると企図される。例えば、本明細書で開示される様々な実施形態は、航空機エンジン、他のエンジンおよび/またはタービンの検査および/またはメンテナンス、建物検査、タンク検査、監視、科学捜査などの工業用途を有し得る。多くの医療用途のような、多くのこのような用途は、雑然とし得る領域の視覚的検査、および/または遠隔アクセス点を含むため、本明細書で開示される携帯性および/または使い捨てという特徴は、医療および医療以外の両方の性質の様々な分野および用途に関連して特に有用であり得る。 The embodiments disclosed herein provide healthcare professionals with a highly portable medical borescope system (eg, a laparoscopic system) that eliminates the need for external light sources or large video image processing equipment. It may include systems, methods, and devices configured as such. Although preferred embodiments may be best suited for use in the medical field, it is contemplated that various other fields may benefit from the present disclosure. For example, the various embodiments disclosed herein may have industrial applications such as aircraft engine, other engine and / or turbine inspection and / or maintenance, building inspection, tank inspection, monitoring, forensics, and the like. .. Many such uses, such as many medical uses, include the visual examination of potentially cluttered areas and / or remote access points, and thus the portability and / or disposable features disclosed herein. Can be particularly useful in connection with various disciplines and uses of both medical and non-medical properties.
本明細書で開示される一部の実施形態は、使い捨て、または単回使用もしくは使用回数に制限のある使用(例えば、10回の使用)に適する、腹腔鏡本体を提供し得る。一部のこのような実施形態では、システムは、使い捨てを強制するように構成され得る。例えば、一部の実施形態は、例えば、動作期間および/またはボアスコープがオンにされた回数などの使用データを追跡するように構成され得る。一部のこのような実施形態では、システムは、動作パラメータまたは閾値が超過されたと判定したことに応じて、ボアスコープの動作パラメータおよび/または制御パラメータを無効にする、または変更するように構成され得る。 Some embodiments disclosed herein may provide a laparoscopic body suitable for disposable or single use or limited number of uses (eg, 10 uses). In some such embodiments, the system may be configured to force a disposable. For example, some embodiments may be configured to track usage data, such as, for example, the duration of operation and / or the number of times the borescope is turned on. In some such embodiments, the system is configured to invalidate or modify the operating and / or control parameters of the borescope in response to determining that the operating parameters or thresholds have been exceeded. obtain.
一部の実施形態では、ドングルが、例えば型式識別データまたは較正データなどのボアスコープに格納され得る特定のデータについてボアスコープに照会するために使用され得る。次いで、ドングルは、ボアスコープから受信したデータに基づいて、特定の動作パラメータまたは制御パラメータを変更するように構成され得る。例えば、ドングルは、ボアスコープから受信したデータを使用して、ボアスコープによって生成された画像の表示特性を調整するように使用されて、臨床医が、レンズの差および/または異なるボアスコープから受信され得るLED出力の差にかかわらず、同じまたは同様の品質の画像を見ることができるようにし得る。このようにして、単一のドングルを様々な異なるボアスコープと共に使用することもできる。 In some embodiments, the dongle may be used to query the borescope for specific data that may be stored in the borescope, such as type identification data or calibration data. The dongle can then be configured to change certain operating or control parameters based on the data received from the borescope. For example, a dongle is used to use the data received from the borescope to adjust the display characteristics of the image produced by the borescope, which the clinician receives from lens differences and / or different borescopes. It may be possible to see images of the same or similar quality regardless of the difference in LED output that may be possible. In this way, a single dongle can also be used with a variety of different borescopes.
一部の実施形態では、ドングルおよび/またはボアスコープは、追加的または代替的に、例えば、航空業界の文脈における「ブラックボックス」の使用と同様に、政府機関にデータを提供するために使用され得る使用データを取得および格納するように構成されてもよい。ボアスコープの先端または他の場所に1つ以上のセンサを配置してもよい。そのようなセンサは、医療処置の特定の態様を再現するために使用され得る温度、圧力、速度、画像、向きなどの様々なデータを受信するために使用され得る。例えば、一部の実施形態では、そのようなデータは、医療処置の全体を通じて、または医療処置を通して断続的な点で追跡されてもよい。他の実施形態では、特定のイベント、特に、予期していないイベントが、そのようなデータの収集をトリガできる。 In some embodiments, dongles and / or borescopes are additionally or alternatives used to provide data to government agencies, for example, similar to the use of "black boxes" in the context of the aviation industry. It may be configured to acquire and store the usage data to be obtained. One or more sensors may be placed at the tip of the borescope or elsewhere. Such sensors can be used to receive various data such as temperature, pressure, velocity, image, orientation, etc. that can be used to reproduce a particular aspect of a medical procedure. For example, in some embodiments, such data may be tracked intermittently throughout or throughout the procedure. In other embodiments, specific events, especially unexpected events, can trigger the collection of such data.
一部の実施形態では、ドングルおよび/またはボアスコープにクロックおよび/またはタイマーを設けることができる。このクロック/タイマーは、特定の使用データを日付スタンプと相互に関連付けるために使用できる。このようにして、医療処置の特定の態様を使用データと相互に関連付けて、処置の特定の態様を再現し、それが発生した特定の時間または複数の時間を追跡できるようにし得る。ボアスコープが型式識別データを含む実施形態では、特定のドングルと併用されるどのボアスコープが特定の使用データセットに関連付けられているかを判定できるように、このデータを格納して使用データにリンクすることができる。 In some embodiments, the dongle and / or borescope may be provided with a clock and / or timer. This clock / timer can be used to correlate specific usage data with date stamps. In this way, certain aspects of a medical procedure may be correlated with use data to reproduce a particular aspect of the procedure and allow tracking of the particular time or time in which it occurred. In embodiments where the borescope contains type identification data, this data is stored and linked to the usage data so that it can be determined which borescope used with the particular dongle is associated with the particular usage dataset. be able to.
システムはまた、腹腔鏡と通信する携帯画像処理ドングルを含むことができる。ドングルは、ビデオ画像をディスプレイに出力する。ドングルは、非専用ディスプレイを取り付けるため、または汎用コネクタを介して専用ディスプレイを接続するために、例えば、HDMI(登録商標)、USB、またはライトニング(登録商標)コネクタなどの、一般的なディスプレイコネクタを備えることができる。 The system can also include a portable image processing dongle that communicates with the laparoscope. The dongle outputs the video image to the display. Dongles use common display connectors, such as HDMI®, USB, or Lightning® connectors, to attach a non-dedicated display or to connect a dedicated display via a general purpose connector. Can be prepared.
一部の実施形態では、腹腔鏡の本体内に(すなわち、患者の滅菌野に配置される腹腔鏡の部分内に)LEDおよびイメージセンサを配置することによって、腹腔鏡の移動性および/または易廃棄性を実現できる。例えば、一部の実施形態は、第1の管端と第2の管端とを有する医療用ボアスコープ管を備える。第1の管端は、ハンドル本体から遠位にあり得、第2の管端は、ハンドル本体と連絡し得る。第1の管端に光源およびイメージセンサが配置され得る。光源およびイメージセンサには電源が連絡する。データリンクが、イメージセンサをイメージプロセッサに接続し得る。イメージプロセッサは、フレキシブルワイヤを介してハンドル本体に接続されるドングル内に配置され得る。 In some embodiments, the mobility and / or ease of the laparoscope is achieved by placing the LED and image sensor within the body of the laparoscope (ie, within a portion of the laparoscope that is placed in the sterile field of the patient). Disposability can be realized. For example, some embodiments include a medical borescope tube having a first tube end and a second tube end. The first tube end may be distal to the handle body and the second tube end may communicate with the handle body. A light source and an image sensor may be placed at the end of the first tube. The power is connected to the light source and the image sensor. The data link may connect the image sensor to the image processor. The image processor may be located within a dongle connected to the handle body via flexible wires.
少なくとも1つの代替的な実施形態では、ドングルと通信する代わりに、タブレットまたは携帯電話などのモバイルコンピューティングデバイスを、例えば有線ケーブルおよび/または無線通信リンクなどを介して、ハンドル本体と通信させることができる。このように、モバイルコンピューティングデバイスは、画像データを処理し、処理されたデータを見るためのディスプレイを提供することができる。モバイルコンピューティングデバイスはまた、医療データの共有および画像データの解析に関する追加の一般的な計算機能を提供し得る。 In at least one alternative embodiment, instead of communicating with the dongle, a mobile computing device such as a tablet or mobile phone may communicate with the handle body, for example via a wired cable and / or a wireless communication link. can. In this way, the mobile computing device can process the image data and provide a display for viewing the processed data. Mobile computing devices may also provide additional general computational capabilities for medical data sharing and image data analysis.
追加的な例として、一部の実装形態は、医療用ボアスコープ装置の先端内に配置されたイメージセンサから受信した画像データを処理するための方法を含み得る。本方法は、イメージセンサから受信した画像データを直列化するステップ、または、さもなければ、イメージセンサから画像データを受信および/または処理するステップであって、イメージセンサが医療用ボアスコープ管の第1の端に配置され得る、ステップを含み得る。本方法は、医療用ボアスコープ管を経て医療用ボアスコープ管の第2の端に画像データ(一部の実装形態では、直列化した画像データ)を送信するステップをさらに含み得る。追加的に、本方法は、イメージセンサと通信するドングル内に配置され得るイメージプロセッサにおいて画像データを非直列化するステップ、またはさもなければ処理および/もしくは受信するステップを含むことができる。本方法はまた、画像データから色を補間するステップ、彩度を補正するステップ、フィルタリングしてノイズを除去するステップ、ガンマ符号化するステップ、および/または、イメージプロセッサを使用して画像データをRGBからYUVに変換するステップを含み得る。 As an additional example, some implementations may include methods for processing image data received from an image sensor located within the tip of a medical borescope device. The method is a step of serializing the image data received from the image sensor, or otherwise receiving and / or processing the image data from the image sensor, wherein the image sensor is the first of the medical borescope tubes. It may include steps that may be placed at the end of one. The method may further include transmitting image data (in some embodiments, serialized image data) to the second end of the medical borescope tube via the medical borescope tube. Additionally, the method can include deserializing image data in an image processor that may be located within a dongle that communicates with the image sensor, or otherwise process and / or receive. The method also uses an image processor to RGB the image data in steps of interpolating colors from the image data, correcting saturation, filtering to remove noise, gamma coding, and / or. May include the step of converting from to YUV.
一部の実施形態では、(例えば、ドングル内の)イメージプロセッサは、ホワイトバランス調整モジュールを備える。ホワイトバランス調整モジュールは、ボアスコープの先端にあるLEDの色スペクトルに基づいて、ホワイトバランスを設定できる。よって、画像処理は、製造段階で事前に較正されてもよく、それにより、ユーザが使用のたびにホワイトバランスを調整する必要がなくなる。 In some embodiments, the image processor (eg, in a dongle) comprises a white balance adjustment module. The white balance adjustment module can set the white balance based on the color spectrum of the LED at the tip of the borescope. Therefore, the image processing may be pre-calibrated at the manufacturing stage, thereby eliminating the need for the user to adjust the white balance each time it is used.
好ましい実施形態では、ボアスコープは、所望の被写界深度で事前に焦点を合わせた固定レンズを備え得る。ボアスコープの遠位端に、センサのすぐ遠位に固定距離を置いてレンズを配置して、固定レンズを形成することができる。遠位端にある固定レンズおよびイメージセンサは、事前に焦点を合わせておくことができ、それによって、医師がレンズの焦点合わせをする必要性がなくなる。事前に焦点を合わせられ、ホワイトバランスを事前に較正された固定レンズにより、医師は、最小限の技術的支援または調整で、ボアスコープをモニタに接続し、高品質のイメージングを得ることができる。 In a preferred embodiment, the borescope may include a fixed lens pre-focused at the desired depth of field. A fixed lens can be formed by placing the lens at the distal end of the borescope at a fixed distance just distal to the sensor. The fixed lens and image sensor at the distal end can be pre-focused, eliminating the need for the physician to focus the lens. A pre-focused, pre-calibrated white balance fixed lens allows physicians to connect the borescope to a monitor for high quality imaging with minimal technical assistance or adjustment.
一部の実施形態による医療用ボアスコープ装置の一例では、装置は、第1の管端と第1の管端の反対側にある第2の管端とを備える管を備え得る。ハンドル本体が、管に結合され得る。発光ダイオードなどの光源が、第1の管端に隣接して配置され、第1の管端で光を発するように構成され得る。装置は、第1の管端に隣接して配置されたイメージセンサと、光源およびイメージセンサのうちの少なくとも1つに電力を供給するように構成され得る、バッテリなどの電源とをさらに備え得る。一部の実施形態では、バッテリまたは他の電源を使用して、光源、イメージセンサ、および/または電力を必要とする装置のその他のコンポーネントに電力を供給し得る。 In one example of a medical borescope device according to some embodiments, the device may comprise a tube comprising a first tube end and a second tube end opposite the first tube end. The handle body can be coupled to the tube. A light source, such as a light emitting diode, may be disposed adjacent to the first tube end and configured to emit light at the first tube end. The device may further include an image sensor located adjacent to the first tube end and a power source such as a battery that may be configured to power at least one of the light source and the image sensor. In some embodiments, batteries or other power sources may be used to power light sources, image sensors, and / or other components of the device that require power.
データ通信リンクが、イメージセンサと結合され得る。装置は、イメージセンサから画像データを受信するように構成されたイメージプロセッサを備えるドングルをさらに備え得る。これにより、ポータブルコンピューティングデバイスの標準ディスプレイと装置を結合でき、それによって、コストが低減され、イメージングシステムの移動性/携帯性が高まる。一部の実施形態では、ドングルは、例えばHDMI(登録商標)またはUSBなどの、一般的な、汎用の、および/またはカスタマイズされていないディスプレイコネクタを備えることができ、これによりモバイル汎用コンピューティングデバイスからのディスプレイなどの、一般的な、カスタマイズされていない、非専用ディスプレイを使用して、装置からの画像を表示できるようにし得る。よって、一部の実施形態では、ドングルは、モバイル汎用コンピューティングデバイスと結合するように構成されて、そのようなデバイスのディスプレイを使用して、装置からの画像を表示できるようにする。一部の実施形態では、電源は、ドングルの一部であり得る。 The data communication link can be coupled with the image sensor. The device may further include a dongle with an image processor configured to receive image data from the image sensor. This allows the device to be combined with the standard display of a portable computing device, thereby reducing costs and increasing the mobility / portability of the imaging system. In some embodiments, the dongle can be equipped with a general, general purpose, and / or non-customized display connector, such as HDMI® or USB, thereby a mobile general purpose computing device. A general, non-customized, non-dedicated display, such as a display from, may be used to allow the image from the device to be displayed. Thus, in some embodiments, the dongle is configured to be coupled with a mobile general purpose computing device so that the display of such device can be used to display images from the device. In some embodiments, the power source can be part of a dongle.
一部の実施形態では、第1の管端は、ハンドル本体から遠位にあり、第2の管端は、ハンドル本体に結合される。一部の実施形態では、ドングルは、ハンドル本体に結合されてもよいし、結合可能であってもよい。よって、一部の実施形態、特に、使い捨ての実施形態では、ドングルは、装置から取り外され、元の装置または元の装置の少なくとも一部を廃棄した後に新しい装置に取り付けられるように構成され得る。しかしながら、他の実施形態では、ドングルは、装置の残りの部分と共に、または少なくとも装置の使い捨て部分の残りと共に、使い捨て可能であってもよい。 In some embodiments, the first tube end is distal to the handle body and the second tube end is coupled to the handle body. In some embodiments, the dongle may or may be coupled to the handle body. Thus, in some embodiments, especially disposable embodiments, the dongle may be configured to be removed from the device and attached to the new device after discarding the original device or at least a portion of the original device. However, in other embodiments, the dongle may be disposable with the rest of the device, or at least with the rest of the disposable part of the device.
一部の実施形態は、ドングルをハンドル本体に結合するためのフレキシブルワイヤコネクタをさらに備え得る。あるいは、ドングルは、介在するワイヤなしで、ハンドル本体または装置の別の部分に直接電気的に結合されてもよい。例えば、一部の実施形態では、ドングルをハンドル本体または装置の別の部分に差し込むことができる。あるいは、ドングルは、装置と無線で結合されてもよい。 Some embodiments may further comprise a flexible wire connector for connecting the dongle to the handle body. Alternatively, the dongle may be electrically coupled directly to the handle body or another part of the device without intervening wires. For example, in some embodiments, the dongle can be plugged into the handle body or another part of the device. Alternatively, the dongle may be wirelessly coupled to the device.
一部の実施形態では、装置は、プリント回路基板を含み得る先端アセンブリを備え得る。一部のそのような実施形態では、イメージセンサは、プリント回路基板上に配置されてもよいし、さもなければプリント回路基板に結合されてもよい。一部の実施形態では、光源は、回路基板から間隔を空けて配置されてもよい。よって、一部のこのような実施形態は、回路基板から間隔を空けて光源を配置させるように構成されたスペーサマウントを備えていてもよい。一部の実施形態では、スペーサマウント自体が、プリント回路基板を含み得る。あるいは、スペーサマウントは、回路基板から間隔を空けて光源を配置するためにのみ構成されてもよく、光源は、他の手段によって別の回路基板に結合されてもよい。 In some embodiments, the device may comprise an advanced assembly that may include a printed circuit board. In some such embodiments, the image sensor may be located on the printed circuit board or may be coupled to the printed circuit board. In some embodiments, the light sources may be spaced apart from the circuit board. Thus, some such embodiments may include spacer mounts configured to dispose the light source at intervals from the circuit board. In some embodiments, the spacer mount itself may include a printed circuit board. Alternatively, the spacer mount may be configured only to place the light source at a distance from the circuit board, and the light source may be coupled to another circuit board by other means.
一部の実施形態では、医療用ボアスコープ装置の少なくとも一部は、使い捨てであってもよい。一部のこのような実施形態では、医療用ボアスコープ装置は、医療用ボアスコープ装置の使用期間および使用回数のうちの少なくとも1つを、事前に設定された値に制限するように構成されてもよい。これは、例えば、使用期間および使用回数のうちの少なくとも1つを、医療用ボアスコープ装置内に配置されたフラッシュメモリコンポーネントまたは別のそのような不揮発性メモリコンポーネントに記録することによって実現され得る。一部の実施形態では、このメモリコンポーネントは、装置の先端アセンブリ内に配置されてもよく、先端アセンブリは、装置の残りの部分から取り外し可能であってもよい。一部のこのような実施形態では、メモリコンポーネントは、先端アセンブリ内に配置されたプリント回路基板上に配置されてもよい。 In some embodiments, at least a portion of the medical borescope device may be disposable. In some such embodiments, the medical borescope device is configured to limit at least one of the duration and number of uses of the medical borescope device to a preset value. May be good. This can be achieved, for example, by recording at least one of the period of use and the number of times of use in a flash memory component or another such non-volatile memory component located within the medical borescope device. In some embodiments, the memory component may be located within the tip assembly of the device, which may be removable from the rest of the device. In some such embodiments, the memory components may be located on a printed circuit board located within the tip assembly.
一部の実施形態による医療用ボアスコープシステムの一例では、システムは、医療用ボアスコープを備え得る。医療用ボアスコープは、管に結合されたハンドル本体と、第1の管端に隣接して配置され、第1の管端で光を発するように構成された光源とを備え得る。ボアスコープは、第1の管端に隣接して配置されたイメージセンサと、イメージセンサに結合されたデータ通信リンクとをさらに備え得る。 In one example of a medical borescope system according to some embodiments, the system may comprise a medical borescope. The medical borescope may include a handle body coupled to a tube and a light source located adjacent to the first tube end and configured to emit light at the first tube end. The borescope may further include an image sensor located adjacent to the first tube end and a data communication link coupled to the image sensor.
システムは、医療用ボアスコープに結合された視覚表示装置を有する、携帯電話、タブレット、またはラップトップコンピュータなどのモバイル汎用コンピューティングデバイスをさらに備え得る。モバイル汎用コンピューティングデバイスは、ボアスコープのイメージセンサから画像データを受信するように構成されたイメージプロセッサを備え得る。モバイル汎用コンピューティングデバイスの視覚表示装置は、イメージプロセッサから受信した情報を表示するように構成され得る。 The system may further comprise a mobile general purpose computing device such as a mobile phone, tablet, or laptop computer with a visual display device coupled to a medical borescope. A mobile general purpose computing device may include an image processor configured to receive image data from a borescope image sensor. The visual display device of a mobile general purpose computing device may be configured to display information received from an image processor.
一部の実装形態による医療用ボアスコープ装置内に配置されたイメージセンサから受信した画像データを処理するための方法の一例では、本方法は、医療用ボアスコープ装置内に配置されたイメージセンサから画像データを受信するステップを含み得る。画像データは、イメージプロセッサに送信されてもよく、イメージプロセッサは、医療用ボアスコープ装置に結合されたドングルまたはモバイル汎用コンピューティングデバイスのいずれかに配置されてもよい。次いで、画像データは、イメージプロセッサを使用して処理され、結果として得られた処理された画像データが、イメージプロセッサから視覚表示装置に送信され得る。 In one example of a method for processing image data received from an image sensor placed in a medical borescope device according to some embodiments, the method is from an image sensor placed in the medical borescope device. It may include a step of receiving image data. The image data may be transmitted to an image processor, which may be located in either a dongle coupled to a medical borescope device or a mobile general purpose computing device. The image data is then processed using an image processor and the resulting processed image data can be transmitted from the image processor to the visual display device.
一部の実装形態は、医療用ボアスコープ装置を廃棄するステップ、または装置の少なくとも一部を廃棄するステップをさらに含み得る。よって、上述のように、一部の実施形態は、一回だけ使用されるように、または所定の回数および/もしくは所定の時間の期間にわたって使用されるように特に構成され得る。一部のそのような実施形態では、第1の装置または第1の装置の少なくとも一部の廃棄後に、第2の医療用ボアスコープ装置が、ドングルまたはモバイル汎用コンピューティングデバイスのいずれかに結合されてもよい。一部の実装形態および実施形態では、元の医療用ボアスコープ装置および第2の医療用ボアスコープ装置は、両方とも、医療用ボアスコープ装置の使用期間および使用回数のうちの少なくとも1つを、事前に設定された値に制限するように構成されてもよい。よって、一部のこのような実施形態および実装形態では、メモリコンポーネントは、装置に関連付けられたサイクルのオン/オフ、および/または使用時間を格納するように構成されてもよく、装置は、閾値の使用回数および/または使用時間を検出した場合に、コマンドを送信して、装置の動作を停止させる、または装置の使用を制限するように構成され得る。 Some implementations may further include the step of disposing of the medical borescope device, or the step of disposing of at least a portion of the device. Thus, as mentioned above, some embodiments may be specifically configured to be used only once or for a given number of times and / or for a given period of time. In some such embodiments, the second medical borescope device is coupled to either a dongle or a mobile general purpose computing device after disposal of the first device or at least a portion of the first device. May be. In some implementations and embodiments, the original medical borescope device and the second medical borescope device both have at least one of the period and number of uses of the medical borescope device. It may be configured to limit to a preset value. Thus, in some such embodiments and implementations, the memory component may be configured to store the on / off and / or usage time of the cycle associated with the device, the device being a threshold. It may be configured to send a command to stop the operation of the device or limit the use of the device when it detects the number of times and / or the time of use of the device.
一部の実施形態による医療用ボアスコープシステムの別の例では、システムは、第1の管端と第1の管端の反対側にある第2の管端とを含む管と、第1の管端に隣接して配置され、第1の管端で光を発するように構成された光源と、第1の管端に隣接して配置されたイメージセンサとを備える、医療用ボアスコープを備える。システムは、イメージセンサに結合されたデータ通信リンクと、イメージセンサから画像データを受信するように構成されたイメージプロセッサを備えるドングルとをさらに備えることができる。ドングルは、ドングルが複数の異なる医療用ボアスコープに結合できるように、医療用ボアスコープに取り外し可能に結合可能であり得る。ドングルは、医療用ボアスコープに関連付けられた較正データならびに/または医療用ボアスコープに関連付けられたシリアル番号および型番のうちの少なくとも1つなどの、ボアスコープ固有のパラメータデータの受信および検出のうちの少なくとも1つを行うようにさらに構成され得る。ボアスコープ固有のパラメータデータは、医療用ボアスコープに格納され、医療用ボアスコープに固有のデータを含むことが好ましい。 In another example of a medical borescope system according to some embodiments, the system comprises a tube comprising a first tube end and a second tube end opposite the first tube end, and a first. It comprises a medical borescope with a light source located adjacent to the tube end and configured to emit light at the first tube end and an image sensor located adjacent to the first tube end. .. The system can further include a data communication link coupled to the image sensor and a dongle with an image processor configured to receive image data from the image sensor. The dongle may be removable to the medical borescope so that the dongle can be attached to a plurality of different medical borescopes. The dongle is part of the reception and detection of borescope-specific parameter data, such as calibration data associated with the medical borescope and / or at least one of the serial numbers and model numbers associated with the medical borescope. It may be further configured to do at least one. It is preferable that the parameter data specific to the bore scope is stored in the medical bore scope and includes data specific to the medical bore scope.
一部の実施形態では、医療用ボアスコープ装置の少なくとも一部は、使い捨てである。一部のこのような実施形態では、医療用ボアスコープ装置の少なくとも一部の使い捨てを強制するために、医療用ボアスコープ装置の使用期間および使用回数のうちの少なくとも1つを判定するように構成され得る。一部のこのような実施形態では、医療用ボアスコープ装置は、使用期間および使用回数のうちの少なくとも1つを検出するためにドングルを使用することによって、医療用ボアスコープ装置の使用期間および使用回数のうちの少なくとも1つを判定するように構成され得る。一部のこのような実施形態では、ドングルは、閾値を超えた医療用ボアスコープ装置の使用を検出した場合に、医療用ボアスコープ装置を無力にすること、警告音を出すこと、視覚的警告を出すこと、および警告信号を送信することのうちの少なくとも1つを行うことによって、医療用ボアスコープ装置の使用期間および使用回数のうちの少なくとも1つを閾値に制限するように構成され得る。 In some embodiments, at least some of the medical borescope devices are disposable. Some such embodiments are configured to determine at least one of the duration and number of uses of the medical borescope device in order to force the disposal of at least a portion of the medical borescope device. Can be done. In some such embodiments, the medical borescope device is used and used by using a dongle to detect at least one of the period of use and the number of uses. It may be configured to determine at least one of the times. In some such embodiments, the dongle disables the medical borescope device, sounds a warning, or gives a visual warning when it detects the use of the medical borescope device beyond the threshold. By issuing at least one of issuing and transmitting a warning signal, it may be configured to limit at least one of the duration and number of uses of the medical borescope device to a threshold.
一部の実装形態による医療用イメージングのための方法の別の例では、本方法は、第1の医療用ボアスコープ装置にドングルを取り外し可能に結合するステップを含み得る。第1の医療用ボアスコープ装置は使い捨てであり、第1の医療用ボアスコープ装置のメモリコンポーネントに格納されたボアスコープデータを含み得る。本方法は、第1の医療用ボアスコープ装置からドングルでボアスコープデータの少なくとも一部を受信するステップをさらに含み得る。一部の実装形態では、ボアスコープデータのすべてがドングルに送信され得る。 In another example of a method for medical imaging with some embodiments, the method may include the step of detachably coupling the dongle to a first medical borescope device. The first medical borescope device is disposable and may contain borescope data stored in the memory component of the first medical borescope device. The method may further include receiving at least a portion of the borescope data with a dongle from the first medical borescope device. In some implementations, all of the borescope data may be sent to the dongle.
本方法は、ドングルおよびボアスコープデータの少なくとも一部を使用して、第1の医療用ボアスコープ装置の動作パラメータを調整するステップをさらに含み得る。画像データはまた、第1の医療用ボアスコープ装置内に配置されたイメージセンサからドングルで受信されてもよく、ドングル内に配置されたイメージプロセッサを用いてドングルで処理されてもよい。次いで、第1の医療用ボアスコープ装置は、ドングルが第2の医療用ボアスコープ装置に結合され得るように廃棄されてもよい。第2の医療用ボアスコープ装置もまた、第2の医療用ボアスコープ装置のメモリコンポーネントに格納されたボアスコープデータを含み得る。第2の医療用ボアスコープ装置のボアスコープデータは、第1の医療用ボアスコープ装置のボアスコープデータとは異なり得る。 The method may further include adjusting the operating parameters of the first medical borescope device using at least a portion of the dongle and borescope data. The image data may also be received by the dongle from an image sensor located in the first medical borescope device, or may be processed by the dongle using an image processor located in the dongle. The first medical borescope device may then be discarded so that the dongle can be coupled to the second medical borescope device. The second medical borescope device may also contain borescope data stored in the memory component of the second medical borescope device. The borescope data of the second medical borescope device may be different from the borescope data of the first medical borescope apparatus.
一部のそのような実装形態では、2つの医療用ボアスコープ装置は、それぞれのボアスコープデータを使用して互いに区別できる。よって、一部の実装形態では、第1の医療用ボアスコープ装置のボアスコープデータは、第1の医療用ボアスコープ装置に固有の情報を含み、第2の医療用ボアスコープ装置のボアスコープデータは、第2の医療用ボアスコープ装置に固有の情報を含み得る。第1の医療用ボアスコープ装置のボアスコープデータは、例えば、第1の医療用ボアスコープに関する型式識別データを含み、第2の医療用ボアスコープ装置のボアスコープデータは、第2の医療用ボアスコープに関する型式識別データを含み得る。代替的または追加的に、第1の医療用ボアスコープ装置のボアスコープデータは、第1の医療用ボアスコープに関する較正データを含み、第2の医療用ボアスコープ装置のボアスコープデータは、第2の医療用ボアスコープに関する較正データを含み得る。 In some such implementations, the two medical borescope devices can be distinguished from each other using their respective borescope data. Therefore, in some implementations, the borescope data of the first medical borescope device contains information specific to the first medical borescope apparatus, and the borescope data of the second medical borescope apparatus. May contain information specific to the second medical borescope device. The borescope data of the first medical borescope device includes, for example, type identification data relating to the first medical borescope, and the borescope data of the second medical borescope apparatus includes the second medical bore. It may contain type identification data about the scope. Alternatively or additionally, the borescope data of the first medical borescope device contains the calibration data for the first medical borescope, and the borescope data of the second medical borescope device is the second. May include calibration data for medical borescopes of.
一部の実施形態は、第2の医療用ボアスコープ装置に関連付けられた使用データを記録するステップをさらに含み得る。一部のそのような実装形態では、ドングルは、使用データを処理して、第2の医療用ボアスコープ装置が閾値の使用パラメータを超えたか否かを判定するために使用でき、第2の医療用ボアスコープ装置の使用が閾値の使用パラメータを超えたことを検出した場合、ドングルは、第2の医療用ボアスコープ装置を無力にすること、警告音を出すこと、視覚的警告を出すこと、および警告信号を送信することのうちの少なくとも1つを行うために使用され得る。 Some embodiments may further include recording usage data associated with a second medical borescope device. In some such embodiments, the dongle can be used to process usage data to determine if the second medical borescope device has exceeded the threshold usage parameter, a second medical treatment. If it detects that the use of the medical borescope device has exceeded the threshold usage parameter, the dongle will disable the second medical borescope device, make a beep, give a visual warning, And can be used to do at least one of transmitting a warning signal.
一部の実装形態による医療用ボアスコープから使用データを取得および格納するための方法の特定の例では、本方法は、第1の管端と第1の管端の反対側にある第2の管端とを含む管と、第1の管端に隣接して配置され、第1の管端で光を発するように構成された光源と、第1の管端に隣接して配置されたイメージセンサとを備える、医療用ボアスコープを得るステップを含み得る。本方法は、医療用ボアスコープに、イメージセンサから画像データを受信するように構成されたイメージプロセッサを備えるドングルを結合するステップをさらに含む。医療処置中の医療用ボアスコープからの使用データは、ドングルに格納されてもよく、その後、ドングルは、医療用ボアスコープから取り外されてもよい。次いで、医療処置中の医療用ボアスコープの使用に関する情報を取得するために、使用データは、別のコンピュータまたはシステムに転送されるなど、アクセスされてもよく、および/またはデータは、後でアクセスする場合のためにデータベースに格納されてもよい。 In a particular example of a method for retrieving and storing usage data from a medical borescope in some embodiments, the method is a second tube end opposite the first tube end. An image of a tube including a tube end, a light source arranged adjacent to the first tube end and configured to emit light at the first tube end, and an image arranged adjacent to the first tube end. It may include the step of obtaining a medical borescope with a sensor. The method further comprises coupling the medical borescope with a dongle comprising an image processor configured to receive image data from an image sensor. Usage data from the medical borescope during a medical procedure may be stored in the dongle, after which the dongle may be removed from the medical borescope. The usage data may then be accessed, for example, transferred to another computer or system to obtain information about the use of the medical borescope during the medical procedure, and / or the data will be accessed later. It may be stored in the database in case.
一部の実装形態では、ドングルはメモリコンポーネントを備え得る。一部のそのような実装形態では、使用データを格納するステップは、使用データをメモリコンポーネントに格納するステップを含み得る。他の実装形態では、医療用ボアスコープはメモリコンポーネントを備え得る。一部のそのような実装形態では、使用データを格納するステップは、使用データをメモリコンポーネントに格納するステップを含み得る。 In some implementations, the dongle may have a memory component. In some such implementations, the step of storing usage data may include the step of storing usage data in a memory component. In other implementations, the medical borescope may include a memory component. In some such implementations, the step of storing usage data may include the step of storing usage data in a memory component.
使用データは、例えば、医療処置の期間、医療処置中の予期しない事象に関連付けられた画像、医療処置に関連付けられたタイムスタンプ、医療処置に関連付けられた温度測定値、および医療用ボアスコープに関連付けられたパワーサイクルカウンタのうちの1つ以上を含み得る。 Usage data is associated, for example, with the duration of the medical procedure, images associated with unexpected events during the medical procedure, time stamps associated with the medical procedure, temperature measurements associated with the medical procedure, and medical borescope. It may include one or more of the power cycle counters given.
一部の実装形態は、医療用ボアスコープによる医療処置の開始時にクロックおよびカウンタのうちの少なくとも1つを開始するステップをさらに含み得る。一部のそのような実装形態は、例えば、医療処置中に取得された画像データ、温度データ、速度データ、方向データなどの感知データと、クロックおよびカウンタのうちの少なくとも1つからの少なくとも1つのタイムスタンプとを相互に関連付けるステップを含み得る。 Some implementations may further include the step of initiating at least one of a clock and a counter at the start of a medical procedure with a medical borescope. Some such embodiments include sensing data such as image data, temperature data, velocity data, directional data, etc. acquired during a medical procedure and at least one from at least one of a clock and a counter. It may include steps to correlate with the time stamp.
一部の実装形態は、使用データを医療用ボアスコープに関連付けられた型式識別データと関連付けるステップをさらに含み得る。一部の実装形態では、型式識別データは、医療用ボアスコープに関連付けられたシリアル番号および型番のうちの少なくとも1つを含み得る。 Some implementations may further include associating the usage data with the type identification data associated with the medical borescope. In some implementations, the type identification data may include at least one of the serial number and model number associated with the medical borescope.
本発明の例示的な実装形態のさらなる特徴および利点は、以下の説明に記載され、その説明からその一部が明らかになる、またはそのような例示的な実装形態の実施によって理解され得る。そのような実装形態の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘される器具および組み合わせによって実現され、入手することができる。これらの特徴および他の特徴は、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより十分に明らかになる、または以下に示すそのような例示的な実装形態の実施によって理解され得る。加えて、一実施形態に関連して本明細書で開示される特徴、構造、ステップ、または特性は、1つ以上の代替的な実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。 Further features and advantages of the exemplary implementations of the invention are described in the following description, the description of which will reveal some of them, or may be understood by implementing such exemplary implementations. The features and advantages of such implementations are realized and available by the instruments and combinations specifically noted in the appended claims. These features and other features will be more fully apparent from the claims and attachments below, or may be understood by the implementation of such exemplary implementations shown below. In addition, the features, structures, steps, or properties disclosed herein in connection with one embodiment can be combined in any suitable manner in one or more alternative embodiments.
本発明の上記および他の利点および特徴が入手され得る方法を説明するために、添付の図面に示す具体的な実施形態を参照することによって、上で簡潔に説明した本発明をより詳細に説明する。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示すものであり、従って、本発明の範囲を限定するものではないという理解の上で、添付の図面を使用して、さらに具体的かつ詳細に本発明を記載および説明する。 The invention briefly described above will be described in more detail by reference to the specific embodiments shown in the accompanying drawings to illustrate how the above and other advantages and features of the invention may be obtained. do. These drawings show only typical embodiments of the invention and are therefore more specific and using the accompanying drawings with the understanding that they do not limit the scope of the invention. The invention will be described and described in detail.
本明細書で開示される実施形態は、外部光源または大型および/もしくはカスタマイズされたビデオ画像処理機器の必要性を排除し得る、携帯性の高い医療用ボアスコープシステム(例えば、腹腔鏡または内視鏡システム)を医療従事者に提供するように構成されたシステム、方法、および装置を含み得る。一部の実施形態は、使い捨て、または単回使用もしくは使用回数に制限のある使用(例えば、10回の使用)に適する、腹腔鏡本体を備え得る。一部の実施形態では、システムは、腹腔鏡と通信する携帯画像処理ドングルをさらに備え得る。ドングルは、ディスプレイにビデオ画像を出力し得る。ドングルは、非専用ディスプレイを取り付けるため、または汎用コネクタを介して専用ディスプレイを接続するために、HDMI(登録商標)、USB、および/またはライトニングコネクタなどの、1つ以上の一般的なディスプレイコネクタを含むことができる。 The embodiments disclosed herein are highly portable medical borescope systems (eg, laparoscopes or endoscopes) that can eliminate the need for external light sources or large and / or customized video image processing equipment. Mirror systems) may include systems, methods, and devices configured to provide medical personnel. Some embodiments may comprise a laparoscopic body suitable for disposable or single use or limited use (eg, 10 uses). In some embodiments, the system may further comprise a portable image processing dongle that communicates with the laparoscope. The dongle can output a video image to the display. The dongle has one or more common display connectors, such as HDMI®, USB, and / or Lightning Connector, to attach a non-dedicated display or to connect a dedicated display via a general purpose connector. Can include.
腹腔鏡の本体内に(すなわち、患者の滅菌野に配置される腹腔鏡の部分内に)LEDおよびイメージセンサを配置することによって、腹腔鏡の移動性および/または易廃棄性が実現される。 By placing the LED and image sensor within the body of the laparoscope (ie, within a portion of the laparoscope that is placed in the patient's sterile field), the mobility and / or ease of disposal of the laparoscope is achieved.
従って、本明細書で開示する実装形態により、医療従事者は、戦場を含む様々な異なる場所で医療用ボアスコープ技術を利用できる。追加的に、一部の実装形態により、医療従事者は、単一の医療用ボアスコープシステムを使用して、様々な異なる医療用ボアスコープ手技を効率的に行うことができる。例えば、医療従事者は、同一の医療用ボアスコープシステムを使用して、内視鏡手技および腹腔鏡手技の両方を行うことができる。このように、一部の実装形態は、低コストかつ可搬性に優れた医療用ボアスコープシステムを提供することによって、第3世界諸国およびさもなければ医療サービスが不十分な国々において大きな利益を提供し得る。 Accordingly, the implementations disclosed herein allow healthcare professionals to utilize medical borescope technology in a variety of different locations, including the battlefield. Additionally, some implementations allow healthcare professionals to efficiently perform a variety of different medical borescope procedures using a single medical borescope system. For example, healthcare professionals can perform both endoscopic and laparoscopic procedures using the same medical borescope system. Thus, some implementations provide significant benefits in Third World countries and other countries with inadequate medical services by providing low cost and highly portable medical borescope systems. Can be.
追加的に、一部の実装形態は、様々な異なる医療システムに容易に組み込むことができる。例えば、多くの従来の手術室は、単一の製造業者または製造業者グループからの医療装置と通信するのみの高度に統合されたシステムを備える。対照的に、本明細書で開示する一部の実装形態は、必要な画像処理を実行し、HDMI(登録商標)、VGA、USB、DISPLAY PORT、MINI DISPLAY PORTおよびその他の一般的なプロトコルなどの、様々な異なる汎用プロトコルを介して通信する出力ポートを提供する、単一のドングル装置との通信を提供し得る。従って、一部の実装形態により、医療用ボアスコープシステムが、標準ハイビジョンテレビ、タブレットコンピュータ、デスクトップコンピュータ、およびまたは一般的に使用される通信ポートを備えるその他の表示装置などの様々な従来型の装置と通信できる。 In addition, some implementations can be easily incorporated into a variety of different medical systems. For example, many traditional operating rooms are equipped with a highly integrated system that only communicates with medical devices from a single manufacturer or group of manufacturers. In contrast, some embodiments disclosed herein perform the required image processing, such as HDMI®, VGA, USB, DISPLAY PORT, MINI DISPLAY PORT and other common protocols. Can provide communication with a single dongle device, which provides an output port to communicate over a variety of different general purpose protocols. Therefore, depending on some implementations, the medical borescope system may be a variety of conventional devices such as standard high-definition televisions, tablet computers, desktop computers, or other display devices with commonly used communication ports. Can communicate with.
図1は、本発明の一実施形態による腹腔鏡手技の説明を示している。特に、図1は、本発明の一実施形態による腹腔鏡システム100の一実装形態を使用して患者140に対して行われる腹腔鏡手技を示している。具体的には、腹腔鏡110は、患者140の腹部内のポート150に挿入されている。腹腔鏡110は、ドングル120と通信しており、ドングル120は、テレビディスプレイ130に画像データを送信する。送信された画像データは、患者140の腹部内に挿入された腹腔鏡110から受信された情報を含み得る。
FIG. 1 shows a description of a laparoscopic procedure according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1 shows a laparoscopic procedure performed on a
少なくとも1つの実施形態では、ドングル120は、1つ以上の一般的な出力ポートを備えることができる。例えば、ドングル120は、HDMI(登録商標)ポートを介してテレビディスプレイ130と通信できる。そのため、テレビディスプレイ130は、特別に設計されたコンポーネントである必要はなく、既製のテレビセットであってもよい。同様に、ドングル120は、USBポートなどの一般的なコンピュータ入出力ポートを備えることができる。そのため、ドングル120は、USBポートを介して外部コンピューティングデバイスと通信できる。従って、ドングル120は、汎用コンピュータまたはタブレットもしくはスマートフォンなどのモバイルデバイスと通信する、専用の処理スタックを必要としない通信ポートを提供することができる。
In at least one embodiment, the
追加的に、ドングル120は、内蔵処理ユニットを備えることができる。少なくとも1つの実装形態では、内蔵処理ユニットは、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、マイクロコントローラ、プログラマブル集積回路、および/またはその他のタイプの処理ユニットを含み得る。処理ユニットは、腹腔鏡110から画像データを受信し、画像データに対して様々な処理機能を行うように構成され得る。例えば、処理ユニットは、ドングルの様々なポートを介してドングル120に接続できる装置によって読み取り可能な様々なビデオおよび画像フォーマットへと画像データをフォーマットできる。
In addition, the
処理ユニットはまた、受信した画像データに対して様々な画像処理タスクを実行するように構成され得る。例えば、処理ユニットは、受信した画像データに対して、色補間演算、彩度および補正演算、ノイズフィルタリング、ガンマ補正、および他の同様の画像処理機能を行うことができる。 The processing unit may also be configured to perform various image processing tasks on the received image data. For example, the processing unit can perform color interpolation operations, saturation and correction operations, noise filtering, gamma correction, and other similar image processing functions on the received image data.
一実施形態では、処理ユニットは、ホワイトバランス調整を行う。ホワイトバランスは、ボアスコープで使用されるLEDの既知の光スペクトルに基づいて事前に較正されてもよい。処理ユニットはまた、ユーザ制御のホワイトバランス、露出、ゲイン、ズーム、またはマクロ設定のための1つ以上のボタンを備え得る。 In one embodiment, the processing unit performs white balance adjustment. White balance may be precalibrated based on the known light spectrum of the LEDs used in the borescope. The processing unit may also have one or more buttons for user-controlled white balance, exposure, gain, zoom, or macro settings.
一部の実施形態では、処理ユニットはまた、ディスプレイに送信する表示情報を生成するためのユーザインターフェース(UI)モジュールを備え得る。例えば、ボアスコープの設定のうちの1つ以上は、ユーザが設定を確認および/または変更できるようにディスプレイ上に画像として表示することができる。処理ユニットからUIを生成することにより、汎用テレビまたはモニタ上にビデオ画像を表示できる。 In some embodiments, the processing unit may also include a user interface (UI) module for generating display information to be transmitted to the display. For example, one or more of the borescope settings can be displayed as an image on the display so that the user can review and / or change the settings. By generating a UI from the processing unit, video images can be displayed on a general purpose TV or monitor.
図1に示すように、一部の実施形態は、移動性が高く、一般に入手可能な装置との互換性が高い医療用ボアスコープシステムを備え得る。例えば、専用の処理スタックを含むカスタマイズされた医用室を必要とするのとは対照的に、図1に示す医療用ボアスコープシステムの実装形態は、標準のテレビディスプレイと通信することができ、必要とするのは、小型で容易に携帯できる処理用のドングルだけである。従って、当業者であれば、高価で重量のある機器に容易にアクセスできない医療貧困地域および野戦病院に、このようなシステムが提供し得る利益を理解するはずである。 As shown in FIG. 1, some embodiments may include a medical borescope system that is highly mobile and highly compatible with commonly available devices. For example, the implementation of the medical borescope system shown in FIG. 1 is capable of communicating with a standard television display and is required, as opposed to requiring a customized medical room containing a dedicated processing stack, for example. Only small, easily portable processing dongles. Therefore, one of ordinary skill in the art should understand the benefits that such a system can provide to medically poor areas and field hospitals where expensive and heavy equipment is not readily accessible.
一部の実施形態では、腹腔鏡は、外部光源に接続しないように構成することができる。代わりに、腹腔鏡システム100のための光源が、腹腔鏡110内に配置され得る。一部のこのような実施形態では、光源を腹腔鏡110の遠位端に配置して、患者の組織を直接照らすことができる。一部の実施形態では、ライトパイプまたは光ファイバを使用せずに照明を提供することができ、その結果、照明システムの複雑さを低減し、光の拡散を回避できる。
In some embodiments, the laparoscope can be configured not to connect to an external light source. Alternatively, a light source for the
次の図面を参照すると、図2は、本発明の一実施形態による腹腔鏡システム100を示している。図示の腹腔鏡システム100は、腹腔鏡110とドングル120とを備える。図示の腹腔鏡110は、ハンドル本体200に接続されたボアスコープ管210をさらに備える。ハンドル本体200は、1つ以上の入力コンポーネント212a、212bを備え得る。入力コンポーネント212a、212bは、受信した画像データの様々な属性をリアルタイムで調整するために、医療従事者により使用され得る。例えば、医療従事者は、容易にアクセスできるようにハンドル本体200上に配置されたスライドスイッチまたはノブ212a、212bを使用して、ホワイトバランス、フォーカス、またはズームを操作することができる。他の実施形態では、腹腔鏡110は、ユーザが作動させる機構を有さず(例えば、ボタンなし)、これにより、洗浄および滅菌のコストおよび複雑さが減る。本実施形態では、装置の様々な実施態様が、処理ユニットによって制御され得る。
Referring to the following drawings, FIG. 2 shows a
一部の実施形態では、ハンドル200は、ユーザが、例えば触感または目視検査によって、装置のどちらの側が上にあり、どちらの側が下にあるかを容易に判断できるようにする、形状、特徴または要素を含み得る。例えば、図2の実施形態では、ユーザがハンドル200を掴んですぐにおよび/または容易に、どの面が上にあるかを感じることができるように、ノッチ202が設けられており、所望の向きで画像を提供するのに有用であり得る。ノッチ202が突出部などの別の特徴または要素で置き換えられ得る他の実施形態も企図される。あるいは、ハンドル200は、図11Aおよび図11Bの実施形態に示されるような非対称形状を備えるができ、これについては以下により詳細に説明する。このような形状により、ユーザは、ハンドルを保持し、触覚的な感触のみに基づいて、装置が好ましい回転方向に保持されているかどうかを判断できる。さらに他の実施形態では、装置の回転方向を直ちに視覚的に確認できるように、ハンドル200の一方の側だけに画像、マーキングなどの可視要素を設けることもできる。外科医または他のユーザが、目視検査および/または触覚によってハンドルの回転方向を判定することを可能にする、本明細書で言及される他の要素、特徴、またはコンポーネントに加えて、ノッチ202は、いずれも、ボアスコープハンドルの回転方向を確認するための手段の例である。
In some embodiments, the
図示の実施形態では、腹腔鏡110は、有線接続を介してドングル120と通信する。図示のように、ドングル120は、腹腔鏡110と表示装置との間で通信可能に配置され得る。様々な実施形態では、ドングル120は、様々な異なるサイズおよびフォームファクタを備え得る。例えば、ドングル120は、16立方インチ以下の体積となる任意の寸法を含み得る。対照的に、下限については、ドングル120は、1立方インチ以上の体積となる任意の寸法を含み得る。さらに、ドングル120は、2立方インチ〜14立方インチ、4立方インチ〜12立方インチ、6立方インチ〜10立方インチ、または8立方インチ〜9立方インチの体積を備え得る。
In the illustrated embodiment, the
上述のように、ドングル120は、様々な画像処理タスクを実行するように構成される処理ユニットを備え得る。例えば、画像処理ユニットは、受信した画像データを、様々な出力ポート230a、230bで読み取り可能なフォーマットへとフォーマットすることができる。ドングル120はまた、複数の出力装置へ同時にデータを配信できるマルチキャスティングモジュールを備え得る。例えば、ドングル120は、医用室の周りの異なる位置に配置された複数の高解像度のテレビディスプレイに画像データを出力できる。追加的に、マルチキャストモジュールは、ドングル120に配置された複数の異なる出力ポートタイプにわたって同時にブロードキャストするように構成されてもよい。例えば、マルチキャストモジュールは、HDMI(登録商標)出力ポートとVGA出力ポートとの両方で同時に画像データを送信できる。このように、複数の異なる表示タイプをドングル120に接続し、ドングル120からそれぞれの出力ポートタイプにわたって同じ情報を受信できる。一部の実施形態では、画像データは、例えば、イーサネット(登録商標)、WIFI、または光ファイバネットワークなどのネットワークを介して同時にユニキャストまたはマルチキャストされてもよい。
As mentioned above, the
ドングル120は、特定の長さのコードを用いて腹腔鏡110および/またはディスプレイ130(図1)に接続されて、コードの絡みを最小にしつつも、ドングルを患者に対して所望の位置に配置できる。例えば、一部の実施形態では、コードは、ドングルを滅菌野の外に配置するように選択される。一部の実施形態では、腹腔鏡とドングルとの間のデータケーブルは、2、4または6フィートより長い、および/または14、12もしくは10フィート未満である、または上述の範囲内とすることができる。一部の実施形態では、ドングルは、14、10、8、4、2、または1フィート未満のコードでモニタに接続されてもよい。ドングルは、ドングルが足で踏まれる可能性がある床の上にドングルを置くのに十分にドングルを保護する保護ケーシング(例えば、ゴム製のケーシング)に入れられてもよい。あるいは、ドングルは、ドングルをベッドの支柱に取り付けるためのクリップを備えてもよい。外部装置または要素にドングルを結合するための追加的な代替手段は、ドングルをモニタに結合するため、またはドングルを標準ラックに取り付けるためのねじおよび/または取り付けプレートを備えてもよい。
The
追加的に、少なくとも1つの実装形態では、ドングル120は、ドングル120、腹腔鏡110、および/またはディスプレイに電力を供給するように構成された電気コンセント220を備えることができる。別の実施形態では、ドングル120は、ドングル120および/または腹腔鏡110に電力を供給するために使用され得る、図4Aに示すようなバッテリ125などの内蔵電源を備えることができる。一部の実施形態では、バッテリ125は再充電可能であってもよい。さらに、少なくとも1つの実装形態では、ドングル120は、外部装置と通信し、かつ外部装置から電力を受けることができるポート、例えばコンピュータと通信するUSBポートを備えることができる。
Additionally, in at least one embodiment, the
図3は、腹腔鏡システムの代替的な実施形態を示している。本実装形態では、腹腔鏡システム100は、ハンドル本体200については代替的な形状、入力コンポーネント212a、212bについての代替的な構成、ドングルの代わりにモバイルコンピューティングデバイス300を備える。別の実施形態では、腹腔鏡システム100は、モバイルコンピューティングデバイス300の代わりに、デスクトップコンピュータと通信できる。
FIG. 3 shows an alternative embodiment of the laparoscopic system. In this implementation, the
少なくとも1つの実施形態では、モバイルコンピューティングデバイス300としては、タブレットコンピュータ、スマートフォン、またはラップトップコンピュータが挙げられる。モバイルコンピューティングデバイス300は、腹腔鏡システム100から受信した画像データに対して様々な画像処理タスクを実行するように構成され得る。例えば、モバイルコンピューティングデバイス300は、様々な表示機能、画像編集機能、ビデオおよび画像格納機能、データ共有機能、ならびに他の同様のコンピュータで可能な機能を提供することができる。追加的に、医療従事者が入力コンポーネント212a、212bを調整する場合、調整は、腹腔鏡システム100内で行われる必要がある任意の必要な調整を開始して、医療従事者から受けた調整を実行できる、モバイルコンピューティングデバイス300によって受信されてもよい。
In at least one embodiment, the
モバイルコンピューティングデバイス300は、腹腔鏡システム100と通信するために、カスタムソフトウェアアプリケーションを含み得る。ソフトウェアアプリケーションは、腹腔鏡システム100と通信し、様々な腹腔鏡専用機能を提供するように構成され得る。さらに、ソフトウェアアプリケーションは、モバイルコンピューティングデバイス300が受信した画像を遠隔地にストリーミング可能にするストリーミング機能を備えることができる。このようにして、たとえ医療従事者が遠隔地にいても、医療従事者は仮想的に腹腔鏡手技に参加できる。
The
ここで図4A〜図4Cを参照すると、図4Aは、本発明の一実施形態による取り外し可能なボアスコープ管を有する腹腔鏡の一実装形態を示している。図4Aに示すシステム100は、上記のような、ボアスコープ管210と、ハンドル本体200と、ドングル120とを備える。追加的に、一部の実施形態では、腹腔鏡システム100は、交換可能なボアスコープ210を備えることができる。例えば、図4Aのボアスコープ210は、交換可能な管部分400と取り付け点430とを含む。特に、図4Aの交換可能な管部分400は、特定の直径および長さの腹腔鏡管400を備える。
Here, with reference to FIGS. 4A-4C, FIG. 4A shows an implementation of a laparoscope with a removable borescope tube according to an embodiment of the invention. The
図4Bおよび図4Cは、交換可能な管部分410、420の様々な実施形態を示している。交換可能な管部分410は、図4Aに示す腹腔鏡管部分400よりも長く、より細い寸法の腹腔鏡管部分410を含む。図4Aおよび図4Bに示す腹腔鏡管400、410とは対照的に、図4Cは、内視鏡管部分420を示している。図4Bの腹腔鏡管部分410と図4Cの内視鏡管部分420との両方とも、同じ取り付け点430と連絡できる。
4B and 4C show various embodiments of
一部の実施形態では、1つ以上の管部分は、焼灼装置または他の電気メス装置などの他の装置からのシールドとして働くことができるプラスチックまたはセラミックの材料などの非導電性材料を含み得る。そのような材料は、管部分全体または管の一部を構成し得る。一部の実施形態では、別の管の上にシールド管を同心円状に配置することができる。一部の実施形態では、ファラデーケージなどの他のシールド技術/特徴が、非導電性管または管部分内に組み込まれていてもよいし、さもなければこれに隣接していてもよい。 In some embodiments, the one or more tubing portions may include non-conductive materials such as plastic or ceramic materials that can act as shields from other devices such as cauterizing devices or other electrosurgical scalpel devices. .. Such materials may constitute an entire tube portion or a portion of a tube. In some embodiments, shielded tubes can be placed concentrically on top of another tube. In some embodiments, other shielding techniques / features, such as Faraday cages, may be incorporated within or adjacent to the non-conductive tubing or tubing portion.
従って、一部の実装形態では、医療従事者は、特定の処置の必要性を満たすように、様々な異なる管部分の中から選択することができる。例えば、図4Aに示すようなボアスコープシステムの一実施形態は、様々な異なるボアスコープの長さ、直径、剛性、材料の種類(例えば、スチール、プラスチックなど)、および/または腹腔鏡に組み込まれる手術用器具を要する腹腔鏡手技を行うことができる。少なくとも1つの実装形態では、腹腔鏡管部分はまた、特定の腹腔鏡管部分が硬質でありながら、他の部分が大きな可撓性を有するように、種々の異なるレベルの変形可能性で利用可能であり得る。 Thus, in some implementations, the healthcare professional can choose from a variety of different tubing portions to meet the needs of a particular procedure. For example, one embodiment of a borescope system as shown in FIG. 4A is incorporated into a variety of different borescope lengths, diameters, stiffnesses, material types (eg, steel, plastic, etc.), and / or laparoscopes. Can perform laparoscopic procedures that require surgical instruments. In at least one implementation, the laparoscopic section is also available with a variety of different levels of deformability so that certain laparoscopic sections are rigid while others have great flexibility. Can be.
同様に、一部の実装形態は、異なるボアスコープ属性を同様に必要とする様々な異なる内視鏡手技を実行することができる。例えば、一部の実施形態および実装形態では、乳児、小児、および/または成人のためにサイズ設定された内視鏡と共に、単一の医療用ボアスコープシステムを使用することができる。追加的に、医療従事者が、器具の光学系、器具に組み込まれた特定の外科用器具、器具に組み込まれた特定のセンサ、器具の寸法、構成材料、および/または他の類似の特徴および能力に基づいて、特定の内視鏡管を選択できるように、個々の内視鏡に様々な異なる特徴および能力を組み込むことができる。 Similarly, some implementations can perform a variety of different endoscopic procedures that also require different borescope attributes. For example, in some embodiments and implementations, a single medical borescope system can be used with an endoscope sized for infants, children, and / or adults. In addition, healthcare professionals can use the optical system of the instrument, the specific surgical instrument incorporated into the instrument, the specific sensor incorporated into the instrument, the dimensions of the instrument, the constituent materials, and / or other similar features and / or Individual endoscopes can incorporate a variety of different features and abilities so that specific endoscope tubes can be selected based on their abilities.
追加的に、図4A、図4B、および図4Cに開示されているようなボアスコープシステムの実装形態は、個々のボアスコープ部分400、410、420も容易に滅菌および洗浄できるシステムを提供する。例えば、少なくとも1つの実装形態では、新しい滅菌済みのボアスコープ部分400、410、420が手技のたびに使用されるように、ボアスコープ部分400、410、420は、各手技の後に使い捨て可能である。別の実施形態では、ボアスコープ管部分400、410、420は、容易に洗浄および滅菌できるように取り外し可能である。
Additionally, implementations of the borescope system as disclosed in FIGS. 4A, 4B, and 4C provide a system in which
図4Aは、ハンドル本体200から延びる取り付け点430を示しているが、少なくとも1つの実装形態では、ボアスコープ管部分400、410、420は、ハンドル本体200に交換可能に直接接続する。いずれの場合でも、取り付け点430は、取り付け点のどの部分も非滅菌表面と接触しないように配置され得る。このようにして、接点430およびハンドル本体200は、ボアスコープ管部分400、410、420と同じレベルの滅菌を必要としなくてもよい。
FIG. 4A shows a
さらに、少なくとも1つの実装形態では、ボアスコープ管部分400、410、420は、ボアスコープ管部分400、410、420がハンドル本体200から取り外せないように、単一構造に一体化される。この場合、ハンドル本体200は、ドングル120に交換可能に接続することができる。このように、様々なタイプの腹腔鏡および内視鏡は、それぞれのハンドル本体200を含めて、単一のドングル120に交換可能に接続することができる。
Further, in at least one mounting embodiment, the
図5は、別の実施形態による、ハンドル本体に接続された交換可能なボアスコープ管の実装形態を示している。特に、図5は、ピンラッチ接続500を介して接続されているボアスコープ管210とハンドル本体200とを示している。ピンラッチ接続500は、ボアスコープ管210の本体から延びる1つ以上のピン510を備えることができる。1つ以上のピン510は、ハンドル本体200の受け穴530内に形成された1つ以上のラッチ520が受けることができる。1つ以上のピン510と1つ以上のラッチ520とは、1つ以上のピン510のそれぞれを受けることができるのが、特定のラッチ520だけであり、従って、ボアスコープ管210は、ハンドル本体200に対して特定の向きとなることが必要になるように、間隔を空けて配置されてもよい。
FIG. 5 shows another embodiment of the mounting of a replaceable borescope tube connected to the handle body. In particular, FIG. 5 shows a
様々な別の実施形態は、ピンラッチ接続500以外のコネクタを備え得る。例えば、ボアスコープ管210とハンドル本体200とは、ねじ接続、クランプ接続、圧入嵌め接続、またはその他の一般的な接続タイプによって接続できる。少なくとも1つの実装形態では、接続タイプによって、ボアスコープ管210とハンドル本体200との間の回転運動を制限することが望ましい場合がある。これは、使用中にボアスコープ管210がハンドル本体200から外れることを防止するために必要であり得る。
Various other embodiments may include connectors other than the
少なくとも1つの実装形態では、ボアスコープ管210はまた、ボアスコープ管210の底部の周りに配置された電気的接続点540を備え得る。電気的接続点540は、ハンドル本体200から電力を受け、ボアスコープ管210内の器具とハンドル本体200内のコンポーネントとの間の通信経路を提供するように構成できる。電気的接続点540は、ボアスコープ管210の底部円周の周囲に配置された導電性接続パッドとして示されているが、他の実装形態では、電気的接続点540は、ボアスコープ管210がハンドル本体200に接触する任意の場所に配置することができる。追加的に、電気的接続点540は、ピンソケット接続、磁気接続、誘導接続、およびその他の一般的な接続タイプを含み得る。同様に、光ファイバまたは他の何らかの通信媒体が使用される場合、適切な接続点をボアスコープ管210およびハンドル本体200に組み込むこともできる。
In at least one implementation, the
図6Aおよび図6Bならびに図7は、別の実施形態によるボアスコープ管の先端600の一実施形態を示している。図示の先端600は、ハンドル本体200から遠位のボアスコープ管の部分を含み、患者の中に最初に挿入されるボアスコープの部分である。先端600は、1つ以上のLEDライト610、イメージセンサ620、スルーポート670、および他の医療用ボアスコープコンポーネントを含む様々な特徴を備え得る。少なくとも1つの実施形態では、1つ以上のLED610は、様々な異なる色および強度を備え得る。異なるLED610は、医療従事者によって個別にアドレス指定可能かつ制御可能であってもよいし、ボアスコープ管内、ハンドル本体200内、またはドングル120内の処理ユニットによって自動的に制御されてもよい。
6A, 6B and 7 show one embodiment of the
図6Aおよび図6Bは、本発明の一部の実施形態によるボアスコープの先端600で使用され得る例示的なコンポーネントを示している。図6Aは分解図を示し、図6Bは断面図を示している。先端600は、ハウジング614と、レンズアセンブリ611と、カバーガラス635と、発光ダイオード(LED)610と、配線616と、スペーサマウント617と、イメージセンサ620と、プリント回路基板(PCB)640と、組み付けねじ623とを含む。センサ620は、PCB640に直接取り付けることができ、PCB640は、PCB640を固定するためにハウジング614に取り付けることができる。レンズアセンブリ611は、適切な焦点を提供するためにイメージセンサ620から特定の距離に取り付けられた光学部品530(すなわち、レンズ)を含む。ねじ山613により、レンズアセンブリ611がハウジング614に対して移動されて、イメージセンサ620と光学素子530との間の間隔621を変化させることができる。カバーガラス635は、患者の体内の流体がレンズアセンブリ611に接触することを防ぐために、ハウジング614に対して密閉されてもよい。カバーガラス635はまた、レンズアセンブリを、(保護されていなければ)レンズを焦点外に動かしてしまうであろう、突き当てから防ぐことができる。
6A and 6B show exemplary components that can be used with the
イメージセンサ620は、カスタムメードのCMOSセンサ、既製のCMOSセンサ、またはその他のデジタル撮像装置を備え得る。追加的に、イメージセンサ620は、720p、720i、1080p、1080i、および他の同様の高解像度フォーマットを含むが、これに限定されない様々な異なる解像度で、画像およびビデオを取り込むように構成できる。イメージセンサ620はまた、0.8μm、1μm、もしくは2μmより大きく、および/または4μm、3μm、2μmより小さい画素サイズ、または前述のより大きいおよびより小さいサイズのいずれかの範囲内の画素サイズを含み得る。
The
LED610は、ハウジング614に取り付けられ得る。好ましい実施形態では、LED610は、光のトンネリングを最小化するために、ハウジング614の端部と本質的に同一平面に取り付けられる。LED610は、LED610をハウジング614と同一平面に配置することを助けるために、PCB640から離して取り付けてもよい。例えば、LED610は、ハウジング614の端部から3mm、2mm、または1mm以内とすることができる。LED610に電力を供給するためにワイヤ616を使用して、PCB640から離したLED610の取り付けを実現できる。LED610は、光学的に純粋なエポキシまたは他の適切な方法を用いてハウジング614に取り付けられ得る。LED610上にカバーガラスを使用することもできる(図示せず)。
The
一部の実施形態では、LED610をPCB640に取り付けることができ、ライトガイドを使用して、先端600の遠位端にある開口部に光を導くことができる。一実施形態では、ライトガイドは、20cm、10cm、5cm、または2cm未満であり得る。LED610は、先端600に配置することが好ましいが、ライトパイプの使用により、ボアスコープ管内のまたはボアスコープのハンドル内の中間位置に配置されてもよい。しかしながら、LED610は、光源へ外部ケーブルを取り付ける必要がないように、ボアスコープ内に配置される。LED610をボアスコープ内に配置することにより、光が移動しなければならない距離が最小限に抑えられ、異なる発光スペクトルを有する光源が取り付けられる可能性が排除される。次いで、ボアスコープ内に埋め込まれたLED610は、製造時にホワイトバランス調整されて、ユーザからの入力が最小限であるかまたは全くない状態で適切な組織の色が保証され得る。
In some embodiments, the
LED610を取り囲むハウジング614の部分は、イメージセンサ620への横方向の露光からLED610を光学的に隔離するために使用される。例えば、LED610は、カバーガラス635から横方向に隔離されている。この隔離は、光が組織から反射される前に、カバーガラス635またはイメージセンサ620に拡散または反射するのを防止する。LED610とイメージセンサ620とが密接しているため、この隔離は、使用可能な信号雑音比を達成するために重要である。LED610は、イメージセンサ620の遠位に取り付けられることが好ましく、カバーガラス635の遠位に取り付けられることがさらに好ましい。
A portion of the
少なくとも1つの実装形態では、LED610およびイメージセンサ620は、共通のプリント回路基板640に取り付けることができる。LED610およびイメージセンサ620は、1つ以上のワイヤを介してハンドル本体200と通信できる。追加的に、LED610およびイメージセンサ620は、複数のワイヤを介して電力を受けることができる。好ましい実施形態では、イメージセンサ620および/またはPCB640は、画素データを事前処理し、比較的大きな距離(例えば、50、75、または100cmを超える)にわたって送信され得る直列化データストリームを出力できる。好ましい実施形態では、先端600から出力される画像データは、MIPIまたはLVDSインターフェースから直列化されたデータである。画像データは、少なくとも8ビットまたは少なくとも12ビットであってもよく、データは、RGBデータまたはベイヤーデータであってもよい。
In at least one mounting embodiment, the
本発明の様々な実施形態は、様々な光学構成を提供できる。例えば、少なくとも1つの実施形態では、光学系は、光学系が高い被写界深度を含むように、小さな開口を有する固定ゼロ度レンズ630として構成することができる。追加的に、光学系は、多くの従来のCMOS光学系に典型的な1mの代わりに10cmで焦点を合わせるように構成することができる。特に、光学系は、約15mmの前方被写界深度および約100mmの後方被写界深度を有する約90度の視野を含み得る。
Various embodiments of the present invention can provide various optical configurations. For example, in at least one embodiment, the optical system can be configured as a fixed zero
追加的に、少なくとも1つの実施形態では、光学系は、魚眼レンズまたは広角レンズを含み得る。このような実施形態では、ドングル120はまた、レンズからの歪みの少なくとも一部が最終的な画像から除去されるように、広角レンズまたは魚眼レンズから受け取られた画像を平滑化するように構成された画像処理コンポーネントを備え得る。少なくとも1つの実施形態では、医療従事者が所望の光学特性に基づいて特定のボアスコープ管を選択できるように、交換可能なボアスコープ管が様々な異なる光学系で利用可能である。
Additionally, in at least one embodiment, the optical system may include a fisheye lens or a wide-angle lens. In such an embodiment, the
少なくとも1つの実装形態では、ボアスコープは、少なくとも30cm、50cm、もしくは70cmで、および/または120cm、100cm、もしくは90cm未満の範囲に及ぶ、ならびに/または上述の範囲内である被写界深度を有する固定レンズを有する。焦点範囲の下限は、20cm、15cm、10cm、または5cm未満であってよく、焦点範囲の上限は、50cm、70mm、90cm、または110cmより大きくてもよい。本開示の目的のために、レンズは、レンズが2ピクセル未満のスポットサイズを生成する場合、焦点が合っているとみなされ得る。 In at least one implementation, the borescope has a depth of field that is at least 30 cm, 50 cm, or 70 cm, and / or extends over a range of less than 120 cm, 100 cm, or 90 cm, and / or is within the range described above. Has a fixed lens. The lower limit of the focal range may be less than 20 cm, 15 cm, 10 cm, or 5 cm, and the upper limit of the focal range may be greater than 50 cm, 70 mm, 90 cm, or 110 cm. For the purposes of the present disclosure, a lens can be considered in focus if the lens produces a spot size of less than 2 pixels.
レンズのF値は、選択された被写界深度で十分な光を提供するように選択される。レンズは、2.5、3.5、5.5、7.5、または10以上のF値を有し得る。 The F-number of the lens is selected to provide sufficient light at the selected depth of field. The lens can have an F-number of 2.5, 3.5, 5.5, 7.5, or 10 or greater.
図6および図7は、角度が0度のスコープを示す。しかしながら、レンズはまた、角度の付いた(すなわち、ボアスコープ管の軸線に対して)レンズを有していてもよい。レンズの角度は、15度、25度、もしくは45度以上、および/または65度、50度、もしくは35度以下であってもよい。視野の角度は、60度、75度、もしくは90度よりも大きい、および/または110度、100度、もしくは90度未満、または上述の範囲内であってもよい。一実施形態では、光学系は、約2mmの焦点距離と約2.4のF値とを含み得る。 6 and 7 show a scope with an angle of 0 degrees. However, the lens may also have an angled lens (ie, relative to the axis of the borescope tube). The angle of the lens may be 15 degrees, 25 degrees, or 45 degrees or more, and / or 65 degrees, 50 degrees, or 35 degrees or less. The angle of view may be greater than 60 degrees, 75 degrees, or 90 degrees and / or 110 degrees, 100 degrees, or less than 90 degrees, or within the ranges described above. In one embodiment, the optical system may include a focal length of about 2 mm and an F value of about 2.4.
一部の実施形態では、ユーザがスコープを回転させている際に、ソフトウェアによる画像回転を使用して、ディスプレイ上で画像の好ましい向きを維持することができる。一部のそのような実施形態では、システムおよび/または装置は、ハンドル上のダイヤルなどによって、装置上で画像の回転を制御できるように構成され得る。一部の実施形態では、所望の画像の向き/回転を容易にするために、加速度計などの1つ以上の回転、向き、および/または傾斜のセンサを設けることができる。 In some embodiments, software image rotation can be used to maintain the preferred orientation of the image on the display as the user rotates the scope. In some such embodiments, the system and / or device may be configured to control the rotation of the image on the device, such as by a dial on the handle. In some embodiments, one or more rotation, orientation, and / or tilt sensors, such as an accelerometer, may be provided to facilitate the orientation / rotation of the desired image.
図7は、イメージセンサ620の円周に3つのLEDを有する実施形態を示している。スルーポート670は、医療用ボアスコープ管の長さを少なくとも部分的に上方に延びる通路を備え得る。少なくとも1つの実施形態では、スルーポート670は、医療従事者が医療器具をスルーポート670を通して患者に挿入可能とするように構成され得る。例えば、医療従事者は、ボアスコープによって識別された特定の組織を生検のために除去することができるように、スルーポート670を通して生検用器具を挿入できる。
FIG. 7 shows an embodiment having three LEDs on the circumference of the
一部の実施形態では、医療従事者の患者内視野に影響を及ぼす様々な光学系を提供することに加えて、医療用ボアスコープは、関節運動可能な部分を含み得る。例えば、図8は、関節運動可能な先端を有する腹腔鏡の別の実施形態を示している。具体的には、ボアスコープ管210は、先端600がボアスコープ管210に平行な方向以外の方向に向くことができるようにする関節点800を含む。少なくとも1つの実装形態では、関節点800は、ボアスコープ管210に対して任意の方向に最大90度まで関節運動できる。このように、先端600は、関節点800から半径方向外側に延びる完全な半球内で動くことができる。
In some embodiments, in addition to providing various optical systems that affect the patient's internal visual field of the healthcare professional, the medical borescope may include a range of motion. For example, FIG. 8 shows another embodiment of a laparoscope having a range of motionable tip. Specifically, the
先端600の関節運動を制御するために様々な異なるスキームを使用することができるが、例示的なスキームとして、1つ以上のスライダ810をハンドル本体200に沿って配置することができる。少なくとも1つの実施形態では、スライダ(複数可)810は、医療用ボアスコープを介して受信した画像の様々な属性を操作することができる1つ以上の入力コンポーネント212a、212bの近くに配置され得る。スライダ810のそれぞれは、単一のそれぞれの軸に沿って関節点800を関節運動させるように構成することができる。そうして、スライダ810の組み合わせを使用する一部の実施形態で、医療従事者は、関節点800から外側に延びる半球に沿った任意の点と合うように先端600を配置できる。
A variety of different schemes can be used to control the range of motion of the
患者内でボアスコープの先端600の関節運動を制御することにより、医療従事者は、患者内の様々な表面をより容易に見ることができる。これは、さもなければ視野が先端600から直接前方に制限され得る固定レンズシステムにおいて特定の利益をもたらすことができる。
By controlling the joint movement of the
従って、図1から図8および対応する文章は、交換可能なボアスコープ管と、ボアスコープ管の先端内にあるデジタルイメージセンサと、を備える、医療用ボアスコープを利用するための1つ以上の方法、システム、および/または装置を例示、さもなければ説明している。当業者であれば、本発明の実装形態が、特定の結果を実現するための1つ以上の動作またはステップを含む方法に関して説明することもできることを理解するはずである。例えば、図9は、医療用ボアスコープ器具から受信した画像データを処理するための方法における一連の動作の流れ図を示している。以下、図1から図8に示したコンポーネントおよびモジュールに関連して、図9の動作/ステップを説明する。 Accordingly, FIGS. 1-8 and the corresponding texts are one or more for utilizing a medical borescope, comprising an interchangeable borescope tube and a digital image sensor within the tip of the borescope tube. The methods, systems, and / or devices are exemplified or otherwise described. Those skilled in the art will appreciate that embodiments of the invention may also describe methods that include one or more actions or steps to achieve a particular result. For example, FIG. 9 shows a flow chart of a series of operations in a method for processing image data received from a medical borescope device. Hereinafter, the operation / step of FIG. 9 will be described in relation to the components and modules shown in FIGS. 1 to 8.
例えば、図9は、医療用ボアスコープ器具から受信した画像データを処理するための方法を実装するための流れ図を示しており、本方法は、画像データを直列化する動作900を含み得る。動作900は、イメージセンサから受信した画像データを直列化することを含み、イメージセンサは、医療用ボアスコープ管の第1の端部に配置されている。例えば、図6Aは、イメージセンサ620を備える医療用ボアスコープ管210の先端600を示している。イメージセンサ620を介して受信した情報は、医療用ボアスコープ管210を経て送信される前に直列化される。
For example, FIG. 9 shows a flow chart for implementing a method for processing image data received from a medical borescope device, which method may include
図9はまた、本方法が、画像データを送信する動作910を含み得ることを示している。動作910は、医療用ボアスコープ管を経て医療用ボアスコープ管の第2の端部に直列化した画像データを送信するステップを含む。例えば、図6Aは、医療用ボアスコープ管210の第2の端部にイメージセンサを接続する電気通信経路を示している。
FIG. 9 also shows that the method may include an
追加的に、図9は、本方法が、画像データを非直列化する動作920を含み得ることを示している。動作920は、イメージプロセッサで画像データを非直列化することを含むことができ、イメージプロセッサは、イメージセンサと通信するドングル内に配置される。例えば、図2は、腹腔鏡110と通信するドングル120を示している。ドングル120は、イメージセンサ620から送信されたデータを受信し、受信したデータを非直列化するイメージプロセッサを備える。
Additionally, FIG. 9 shows that the method may include
図9はまた、本方法が、色を補間する動作930を含み得ることを示している。動作930は、イメージプロセッサを使用して画像データから色を補間することを含む。例えば、図2は、腹腔鏡110と通信するドングル120を示している。ドングル120は、イメージセンサ620から受信した画像データから色情報を補間するように構成されたイメージプロセッサを備える。
FIG. 9 also shows that the method may include an
加えて、図9は、本方法が、彩度を補正する動作940を含み得ることを示している。動作940は、イメージプロセッサを使用して彩度を補正することを含む。例えば、図2は、腹腔鏡110と通信するドングルを示している。ドングル120は、イメージセンサ620から受信した画像データ内の彩度を補正するように構成されたイメージプロセッサを備える。
In addition, FIG. 9 shows that the method may include
図9はまた、本方法が、ノイズをフィルタリングして除去する動作950を含み得ることを示している。動作950は、イメージプロセッサを使用して画像データからノイズをフィルタリングして除去することを含み得る。例えば、図2は、腹腔鏡110と通信するドングルを示している。ドングル120は、イメージセンサ620から受信した画像データのノイズをフィルタリングして除去するように構成されたイメージプロセッサを備える。
FIG. 9 also shows that the method may include
さらに、図9は、本方法が、画像をガンマ符号化する動作960を含み得ることを示している。動作960は、イメージプロセッサを使用して画像データをガンマ符号化することを含み得る。例えば、図2は、腹腔鏡110と通信するドングルを示している。ドングルは、イメージセンサ620から受信した画像データをガンマ符号化するように構成されたイメージプロセッサを備え得る。
Further, FIG. 9 shows that the method may include an
さらにまた、図9は、本方法が、画像データを変換する動作970を含み得ることを示している。動作970は、画像データをRGBからYUVに変換することを含み得る。例えば、図2は、腹腔鏡110と通信するドングルを示している。ドングルは、イメージセンサ620から受信したRGBデータをYUVデータに変換するように構成されたイメージプロセッサを備え得る。
Furthermore, FIG. 9 shows that the method may include
図9に示す実装形態に加えて、少なくとも1つの実装形態では、ドングル120内に配置されたイメージプロセッサを使用してデータを処理する代わりに、データをイメージセンサからタブレットなどのモバイルコンピューティングデバイスに送信できる。本実施形態では、タブレットを使用して、必要な画像処理および画像表示を行うことができる。
In addition to the implementation shown in FIG. 9, in at least one implementation, instead of processing the data using an image processor located inside the
図10Aおよび図10Bは、ボアスコープ管の先端内に配置されるように、および/またはボアスコープ管の先端を形成するように構成された先端アセンブリ1000の別の実施形態の分解図である。図示の実施形態では、先端アセンブリ1000は、ハウジング1014の内部カラー1022を挿入することによって、管の遠位端に挿入されるように構成される。当然のことながら、ボアスコープ管の外側にアセンブリ1000を挿入すること、またはボアスコープ管の遠位端にアセンブリ1000を結合することなど、様々な代替的実施形態が企図される。
10A and 10B are exploded views of another embodiment of the
先端アセンブリ600と同様に、先端アセンブリ1000は、ハンドル本体200などのハンドル本体に結合されてもよく、典型的には、最初に患者に挿入されるボアスコープの部分を含むであろう。先端アセンブリ1000は、LEDライトなどの1つ以上の光源1010、1つ以上のイメージセンサ1020、および/または他の医療用ボアスコープコンポーネントを備える。光源1010は、医療従事者によって手動で制御可能であってもよいし、ボアスコープ管、ハンドル本体、ドングル、および/または携帯電話もしくはタブレットコンピュータなどのモバイル汎用コンピューティングデバイス内の処理ユニットによって自動的に制御されてもよい。
Like the
先端アセンブリ1000は、プリント回路基板(PCB)1040をさらに備える。イメージセンサ(複数可)1020は、PCB1040と直接結合することができる。しかしながら、光源(複数可)1010は、PCB1040から間隔を空けて配置され得る。より詳細には、光源(複数可)1010は、PCB1040から光源(複数可)1010を物理的に分離する、および/または先端の遠位端により近くに光源(複数可)1010を配置するように構成されたスペーサマウント1017上に配置され得る。一部の好ましい実施形態では、光源(複数可)1010は、ハウジング1014の遠位端および/または先端アセンブリ1000自体と同一平面になるように、または少なくとも実質的に同一平面になるように配置され得る。これは、陰影効果を防止したり、あるいは、より良い画像を作成したりするのに役立ち得る。よって、図示の実施形態では、光源/LED1010は、ハウジング1014内に形成された空洞1019(図10B参照)内に配置される。空洞1019を画定するハウジング1014の周囲は、先端アセンブリ1000の遠位端と同一平面にあり得る。
The
先端アセンブリ1000は、レンズアセンブリ1011と、カバーガラス1035と、アセンブリ1000の様々なコンポーネントを所定の位置に固定するために使用され得る締結具1018および1023などの1つ以上の締結具とをさらに備える。1つ以上のレンズまたは他の光学部品を、レンズアセンブリ1011内に形成されたレンズ空洞1012内に配置して、イメージセンサ1020に所望のフォーカスを提供することができる。レンズアセンブリ1011は、ハウジング1014内に形成されたレンズハウジング空洞1015内に配置することができる。一部の実施形態では、イメージセンサ1020とレンズアセンブリ1011内のレンズとの間の間隔を変えるために、アセンブリ600におけるねじ山613のようなねじ山を設けることにより、レンズアセンブリ1011がハウジング1014に対して移動できるようにし得る。
The
カバーガラス1035は、流体がレンズアセンブリ1011に接触するのを、または、さもなければ先端アセンブリ1000に入ることを防ぐためにハウジング1014に対して密閉されてもよく、保護機能を果たしてもよい。図示の実施形態では、カバーガラス1035は、光源/LED1010は覆わずに、(レンズアセンブリ1011内の)レンズおよびその関連イメージセンサ1020を覆うように特に構成される。これは、光源/LED1010からの反射光がイメージセンサ1020に入り、結果として生じる画像をぼかすのを避けるために有用であり得る。
The
光源/LED1010を取り囲むハウジング1014の部分は、イメージセンサ1020への横方向の露光から光源/LED1010を光学的に隔離するために使用することができる。例えば、上述のように、光源/LED1010は、カバーガラス1035から隔離され、組織から光が反射される前に、光がイメージセンサ1020へと反射するのを防止する。加えて、これも上述のように、光源/LEDは、画質をさらに改善するためには、イメージセンサ1020が取り付けられ得るPCB1040から離れて設置されることが好ましい。一部の実施形態では、光源/LED1010は、イメージセンサ1020に対して遠位に配置され、カバーガラス1035に対しても遠位に配置され得る。しかしながら、他の実施形態では、光源/LED1010は、カバーガラス1035と同一平面上に配置されてもよいし、カバーガラス1035に対して陥凹して/近位に配置されてもよい。
A portion of the
よって、図示の実施形態は、一方はレンズおよび/またはイメージセンサ1020(カバーガラス1035)を覆い、他方は光源/LED1010を覆う、互いに物理的に分離された2つの透明な媒体を含む。図示の実施形態では、光源/LED1010を覆う透明な媒体は、光源/LED1010を包むエポキシを含み得る。しかしながら、別個の透明なカバーが、ハウジング1014の遠位端と同一平面上にある空洞1019の遠位端など、光源/LED1010の遠位に配置される、他の実施形態も企図される。光源/LED1010が、アセンブリ1000の外面に隣接して密閉され、透明な光源カバーが不要である、さらに他の実施形態が企図される。しかしながら、どのようなカバーが使用されても、上述のように、反射のぼけを避けるために、光源とレンズ/イメージセンサとの両方に広がらないことが好ましい。
Thus, the illustrated embodiment comprises two transparent media physically separated from each other, one covering the lens and / or the image sensor 1020 (cover glass 1035) and the other covering the light source /
イメージセンサ1020は、CMOSセンサまたは当業者に入手可能なその他のイメージセンサを含むことができ、720p、720i、1080p、1080i、および他の同様の高解像度フォーマットを含むが、これに限定されない様々な異なる解像度で、画像および/またはビデオを取り込むように構成できる。
The
上述のように、光源/LED1010は、ハウジング1014に取り付けられてもよい。好ましい実施形態では、光源/LED1010は、光のトンネリングを最小限にするように、(一部の実施形態では、アセンブリ1000の端部と一致してもよい)ハウジング1014の端部と同一平面に、または少なくとも実質的に同一平面に取り付けることができる。しかしながら、他の実施形態では、光源/LED1010は、ハウジング1014の遠位端および/またはアセンブリ1000の遠位端から陥凹していても、それを超えて延びていてもよい。
As mentioned above, the light source /
一部の実施形態では、光源/LED1010およびイメージセンサ1020は、同じPCB1040に結合されてもよい。このような実施形態では、上述のように、光源/LED1010をPCB1040から物理的に分離することが依然として有用であり得る。しかしながら、他の実施形態では、光源/LED1010およびイメージセンサ1020に異なるPCBを設けることができる。例えば、一部の実施形態では、スペーサマウント1017は、光源/LED1010およびイメージセンサ1020が別個のPCBに電気的に結合されるように、追加的または代替的にPCBを備え得る。そのような実施形態では、スペーサマウント1017は、PCBと、イメージセンサ1020が配置され得る他のPCB1040から間隔を空けて光源/LED1010を配置するための手段との両方としての役割を果たすことができる。
In some embodiments, the light source /
スペーサマウント/PCB1017および/またはPCB1040などのPCBのうちの1つ以上は、装置の使用期間および/または使用回数を記録するように構成され得る、フラッシュメモリコンポーネント1042または他の不揮発性メモリコンポーネントなどの、コンポーネントを含み得る。この特徴は、事前に設定された回数または時間の期間を超える、装置の使い捨てコンポーネント(一部の実施形態では、画像処理のためのドングル以外のボアスコープ装置全体)の使用を防止する、または少なくとも抑制するために使用され得る。 One or more of the PCBs, such as spacer mounts / PCB1017 and / or PCB1040, may be configured to record the duration and / or number of uses of the device, such as flash memory component 1042 or other non-volatile memory components. , May include components. This feature prevents the use of disposable components of the device (in some embodiments, the entire borescope device other than the dongle for image processing) beyond a preset number of times or time period, or at least. Can be used to suppress.
よって、例えば、一部の実施形態では、メモリコンポーネントが、装置に関連付けられたサイクルのオン/オフを格納するように構成されてもよく、閾値の使用回数を検出した場合に、コマンドを送信して、装置の動作を無効にさせる、またはさもなければ装置の使用を制限するように構成され得る。同様に、他の実施形態では、メモリコンポーネントは、装置がオンである、および/または動作している時間の期間を追跡および/または記録するように構成されてもよい。装置は、閾値の使用時間の期間を検出するとコマンドを受信し、装置の動作を無効にしたり、さもなければ装置の使用を制限したりするように構成することができる。 Thus, for example, in some embodiments, the memory component may be configured to store the on / off of the cycle associated with the device and send a command when it detects the number of times the threshold has been used. It may be configured to disable the operation of the device or otherwise limit the use of the device. Similarly, in other embodiments, the memory component may be configured to track and / or record the duration of time the device is on and / or operating. The device may be configured to receive a command upon detection of a threshold usage period to disable the operation of the device or otherwise limit the use of the device.
一部の実施形態では、閾値は1回限りの使用であってもよい。換言すれば、一部の実施形態は、単一の手技における装置の使用を可能にするように特に構成することができ、そして、さらなる使用の試みを排除する、または少なくとも抑制することができる。 In some embodiments, the threshold may be a one-time use. In other words, some embodiments can be specifically configured to allow the use of the device in a single procedure and can eliminate, or at least suppress, further use attempts.
代替的な実施形態では、メモリコンポーネントは、先端アセンブリ1000内の他の場所、またはボアスコープ装置内の他の場所に配置されてもよい。一部の実施形態では、先端アセンブリは、使用回数および/または使用期間の指示を提供するために、スマートチップ、電子カウンタ、または時間ベースのロックアウトを含み得る。次いで、このようなデータは、フラッシュメモリコンポーネントまたは先端アセンブリ内のPCB上にある他の不揮発性メモリコンポーネントなどの先端アセンブリに格納されてもよい。
In an alternative embodiment, the memory component may be located elsewhere in the
閾値の使用回数および/もしくは使用期間を検出するための方法のステップ、ならびに/または閾値を検出したときに装置の動作を無効にする、またはさもなければ使用を制限するための方法のステップは、先端/装置または代替的にドングルもしくは汎用モバイルコンピューティングデバイスに配置された非一時的機械可読媒体に格納された機械可読命令を使用して実装され得る。 The steps of the method for detecting the number of times and / or the period of use of the threshold and / or the steps of the method for disabling the operation of the device when the threshold is detected or otherwise limiting the use. It can be implemented using machine-readable instructions stored on a non-temporary machine-readable medium located at the tip / device or alternative to a dongle or general purpose mobile computing device.
一部の実施形態では、ドングルは、閾値を超える使用条件などの特定の条件を受信および/または検出したことに応じて、ボアスコープの使用を制限するように構成されてもよい。よって、一部の実施形態では、ドングルは、ボアスコープに照会するように構成されてもよく、例えば、ボアスコープ装置の閾値の使用期間および閾値の使用回数のうちの少なくとも1つが超過されたことを検出または判定したことに応じて、ボアスコープを無効にする、警告音を出す、視覚的警告を出す、および/または警告信号を送信して、ボアスコープのさらなる使用を禁止または防止するように試みることができる。 In some embodiments, the dongle may be configured to limit the use of the borescope in response to receiving and / or detecting certain conditions, such as conditions of use above a threshold. Thus, in some embodiments, the dongle may be configured to query the borescope, for example, at least one of the threshold usage period and the threshold usage frequency of the borescope device has been exceeded. To disable or prevent further use of the borescope by disabling the borescope, sounding a warning, issuing a visual warning, and / or sending a warning signal depending on the detection or determination of You can try.
一部の実施形態では、使用データは、ボアスコープ装置自体内の代わりに、またはそれに加えて、ドングルに格納されてもよい。よって、ドングルは、時間数、パワーサイクル数、タイムスタンプなどの使用データをボアスコープから受信するように構成されてもよく、あるいは、そのデータの一部または全部を自体で検出するように構成されてもよい。例えば、一部の実施形態では、電源投入またはパワーサイクルを検出し、タイマーまたはクロックを開始するように、ドングルを構成することができる。電源オフまたは第2のパワーサイクルを検出すると、タイマー/クロックを停止するように、ドングルを構成することができる。このようにして、ボアスコープ自体にデータを格納する必要はなく、その結果、特に使い捨ての医療用ボアスコープ装置について、コストを制限し得る。 In some embodiments, usage data may be stored in the dongle instead of or in addition to the borescope device itself. Thus, the dongle may be configured to receive usage data such as hours, power cycles, timestamps, etc. from the borescope, or it may be configured to detect some or all of that data on its own. You may. For example, in some embodiments, the dongle can be configured to detect a power-on or power cycle and start a timer or clock. The dongle can be configured to stop the timer / clock when it detects a power off or a second power cycle. In this way, it is not necessary to store the data in the borescope itself, and as a result, the cost can be limited, especially for disposable medical borescope devices.
この使用データは、生成されたのがボアスコープでもドングルでも、記録保持のために単純に格納されてもよく、あるいは、上記のように、閾値条件を検出する場合など、1つ以上の動作をもたらすように構成されてもよい。 This usage data may be generated by a borescope or a dongle, may be simply stored for record keeping, or, as described above, may perform one or more actions, such as when detecting a threshold condition. It may be configured to bring.
一部の実施形態では、代替的または追加的に、PCB1040および/またはさもなければ先端アセンブリ1000に、他の命令、設定またはデータを格納することができる。例えば、一部の実施形態では、ズーム設定、照明設定、画像処理設定、または他の同様の設定もしくはデータは、PCB1040上に配置された非一時的メモリおよび/または先端アセンブリ1000に格納され得る。このようなデータは、追加的または代替的に、先端アセンブリ1000および/またはボアスコープの1つ以上の他のコンポーネントが1回の使用もしくは制限された使用回数の後に廃棄され得るように、先端アセンブリ1000と取り外し可能に結合されるように構成され得るドングルに格納されてもよい。
In some embodiments, alternative or additional, other instructions, settings or data can be stored in the
図11Aおよび図11Bは、代替的な実施形態によるボアスコープシステム用のハンドル本体1100を示している。ハンドル本体1100は、そこからボアスコープ管が延び得る遠位端1102を備える。ハンドル本体1100は、そこから1つ以上のワイヤが延び得る近位端1104をさらに備える。上述のように、このようなワイヤは、一部の実施形態では、ドングルおよび/またはモバイルコンピューティングデバイスと結合され得る。
11A and 11B show a
遠位端1102のポート1106は、ボアスコープ管を受けるように構成され得る。一部の実施形態では、ボアスコープ管は、ポート1106に取り外し可能に結合され得る。あるいは、ボアスコープ管は、ポート1106でハンドル本体1100に永続的に固定され得る。同様に、近位端1104において、イメージングデータをドングル、コンピューティングデバイス、および/またはディスプレイに配信するために、1つ以上のワイヤが内部に延びることができる、別のポート1108が設けられてもよい。
ハンドル本体1100は、近位端1104に隣接する狭窄ステム1110をさらに備え、これにより、ユーザは、手技中にハンドル本体1100が所望の回転方向にあることを触覚的または視覚的のどちらかの確認によって確認することができる。狭窄ステム1110はまた、ハンドル本体1100の底面に凹部1115を部分的に画定する。凹部1115はまた、手技中にハンドル本体1100が所望の回転方向にあることを触覚的または視覚的のどちらかの確認によって確認する能力を提供する。使用の際、外科医/ユーザは、使用中凹部1115内で静止している、最も典型的には小指および/または薬指などのユーザの指のうちの1つ以上を用いてハンドル本体1100を保持することが予想される。よって、凹部1115および/または狭窄ステム1110は、ボアスコープハンドルの回転方向を確認するための手段の追加的な例である。
The
一部の実施形態では、ドングルおよび/または先端アセンブリ1000などのボアスコープを使用して、規制上の記録保持、インシデント報告、または一般的な記録保持に有用であり得るデータを格納することができる。換言すれば、ドングルおよび/またはボアスコープは、航空業界の「ブラックボックス」と同様に機能するように構成され得る。より具体的には、一部の実施形態では、使用データは、医療処置中に医療用ボアスコープから取得され、ボアスコープ装置自体またはドングルのどちらかに格納されて、後で、医療処置中の医療用ボアスコープの使用に関する情報を取得するためにアクセスできるようにされてもよい。このような情報により、規制機関、裁判所などが、特定の手技中に何が起こったのか、および/または何時であったのかを判断できる。または、そのような情報は、社内/院内の記録保持の目的で単純に使用できる。一部の実施形態では、1つ以上のイベントおよび医療処置を行うために使用される装置の状況をより良く取得および格納できるように、使用データは、時間データおよび/または型式/装置識別データなどの他のデータと相互に関連付けされ得る。ドングルは、格納されたデータと特定の手技を行うために使用された装置との間のリンクを維持しながら、取り外されて他のボアスコープと共に使用されるので、型式/装置識別データを提供することは、ブラックボックスデータを格納するためにドングルが使用される実施形態に関連して特に有用であり得る。
In some embodiments, a borescope such as a dongle and / or
このような使用データにより、医療処置の特定の態様を再現できる。一部の実施形態および実装形態では、使用データは、例えば、医療処置の期間、医療処置中に予想外の事象によってトリガされる画像などの医療処置に関連付けられた画像、医療処置に関連付けられたタイムスタンプ、医療処置に関連付けられた温度測定値、ボアスコープの向き、ボアスコープの位置、医療処置中のボアスコープのピーク速度などのボアスコープの速度、および医療用ボアスコープに関連付けられたパワーサイクルカウンタのうちの1つ以上を含み得る。 Such usage data can reproduce certain aspects of the medical procedure. In some embodiments and embodiments, the usage data is associated with a medical procedure, eg, an image associated with the medical procedure, such as a duration of the medical procedure, an image triggered by an unexpected event during the medical procedure. Borescope speeds such as time stamps, temperature measurements associated with the medical procedure, borescope orientation, borescope position, peak speed of the borescope during the medical procedure, and power cycle associated with the medical borescope. It may contain one or more of the counters.
代替的または追加的に、パラメータおよび/または較正データは、使用データとは別個にまたは使用データと共にのいずれかで、ドングルおよび/またはボアスコープ装置に格納され、および/またはドングルおよび/または別の装置に送信され得る。例えば、一部の実施形態および実装形態では、例えば、医療用ボアスコープに関連付けられたシリアル番号または型番などの型式識別データを格納してもよい。一部のそのような実施形態では、型式識別データは、例えば、装置の先端にあるメモリコンポーネント内など、ボアスコープ装置内に格納することができる。次いで、そのようなデータにより、検出された特定のボアスコープに従って、ドングルがボアスコープに照会し、動作パラメータおよび/または制御パラメータを調整できる。このようにして、単一のドングルを様々な異なるスコープと共に使用できる。例えば、ドングルは、スコープがHDスコープであるかSDスコープであるか、スコープで使用されるレンズのサイズ、光のタイプおよび/または数などを判定し得る。この情報はまた、その機能に応じてスコープの特定の機能を有効または無効にするためにも使用できる。 Alternatively or additionally, the parameter and / or calibration data is stored in the dongle and / or the borescope device, either separately from the usage data or with the usage data, and / or the dongle and / or another. Can be sent to the device. For example, in some embodiments and implementations, type identification data such as a serial number or model number associated with a medical borescope may be stored, for example. In some such embodiments, the type identification data can be stored in the borescope device, for example in a memory component at the tip of the device. Such data can then allow the dongle to query the borescope and adjust operating and / or control parameters according to the particular borescope detected. In this way, a single dongle can be used with a variety of different scopes. For example, the dongle may determine whether the scope is an HD scope or an SD scope, the size of the lens used in the scope, the type and / or number of light, and so on. This information can also be used to enable or disable certain features of the scope depending on its function.
一部の実施形態および実装形態では、使用データは、上述の「ブラックボックス」の目的のためにのみ使用され得る。他の実施形態および実装形態では、型式識別データのみが取得および格納され得る。あるいは、使用データは、ブラックボックスの目的に加えて、またはブラックボックスの目的の代わりに、異なる目的のために取得および使用することができる。例えば、使用データは、本明細書の別の箇所で説明したように、装置の使用期間および/または使用回数を制限するために使用され得る。一部のこのような実施形態では、使用データは、ボアスコープの1つ以上の部分の使い捨てを強制/制御するために使用され得る。 In some embodiments and implementations, usage data may only be used for the purposes of the "black box" described above. In other embodiments and implementations, only type identification data may be acquired and stored. Alternatively, the usage data can be acquired and used for different purposes in addition to or in lieu of the black box purpose. For example, usage data can be used to limit the duration and / or number of uses of the device, as described elsewhere herein. In some such embodiments, the usage data can be used to force / control the disposable of one or more parts of the borescope.
一部の実施形態では、特定のデータは、このようにして、ボアスコープに格納され、装置の使用をさらに制御/制限するために、ドングルによって照会され得る、および/またはドングルに送信され得る。例えば、一部の実施形態では、ボアスコープのメモリコンポーネント内には、許容される使用回数、許容される使用期間、および/または許可された動作設定が格納され、ドングルと結合すると、ドングルによって取得されて、そのような制御パラメータが強制され得る。一部の実施形態では、制御パラメータの閾値が超過されたことを検出した場合に、ドングルは、ボアスコープ装置のさらなる動作を無効にする、または制限するように構成され得る。 In some embodiments, specific data is thus stored in the borescope and may be queried by the dongle and / or transmitted to the dongle to further control / limit the use of the device. For example, in some embodiments, the memory component of the borescope contains the permissible number of uses, the permissible duration of use, and / or the permissible behavior settings, which, when combined with the dongle, are acquired by the dongle. Such control parameters can be enforced. In some embodiments, the dongle may be configured to disable or limit further operation of the borescope device when it detects that the threshold of the control parameter has been exceeded.
一部の実施形態および実装形態では、較正データが、ボアスコープ装置および/またはドングルに格納されてもよい。特定の好ましい実施形態では、そのような較正データは、ボアスコープ装置の先端に配置され得るメモリコンポーネント上など、ボアスコープ装置上に格納され、ドングルによって照会され得る、および/またはドングルに送信され得る。そのような較正データと共に動作し得る他のデータが、ドングルに格納されてもよい。例えば、一部の実施形態では、ドングルが、集中データベースに照会することなく、特定のレンズ較正データについてボアスコープに照会し、ボアスコープから受信したレンズデータに従って適切な補正を適用できるように、補正パラメータなどのレンズ較正データが、ボアスコープおよび/またはドングルに格納され得る。較正データの別の例として、特定のLEDが部品ごとに十分な変動を有する場合、および/または複数のLED製造業者が特定のボアスコープまたはボアスコープセットに対して使用される場合に、特定のスコープのLEDの色スペクトルの内容が、スコープ内のメモリコンポーネントに格納され得るように、ホワイトバランスパラメータが、ボアスコープおよび/またはドングルに格納され得、そのような一部の実施形態では、そのようなデータは、手技の前に、ボアスコープの較正に使用するためにドングルに送信され得る。 In some embodiments and implementations, calibration data may be stored in the borescope device and / or dongle. In certain preferred embodiments, such calibration data may be stored on the borescope device, queried by the dongle, and / or transmitted to the dongle, such as on a memory component that may be located at the tip of the borescope device. .. Other data that may work with such calibration data may be stored in the dongle. For example, in some embodiments, the dongle queries the borescope for specific lens calibration data without querying the centralized database and corrects so that the appropriate corrections can be applied according to the lens data received from the borescope. Lens calibration data such as parameters may be stored in the borescope and / or dongle. As another example of calibration data, certain LEDs have sufficient variation from component to component, and / or when multiple LED manufacturers are used for a particular borescope or set of borescopes. White balance parameters can be stored in the borescope and / or dongle, just as the contents of the LED color spectrum of the scope can be stored in memory components within the scope, and in some such embodiments. Data can be sent to the dongle for use in borescope calibration prior to the procedure.
ボアスコープ1200の別の実施形態を図12Aおよび図12Bに示す。ボアスコープ1200は、そこからボアスコープ管1220が延びている遠位端1202を有するハンドルを備える。好ましい実施形態では、ボアスコープ管1220は、ポリカーボネートまたはポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの非導電性材料を含む。これは、装置の安全性に寄与する、アーク放電の防止などのいくつかの利点を提供し得る。本発明者らは、非導電性の管が、管1220内で生成された信号との電磁干渉(EMI)を防止するか、または少なくとも低減することができる、望ましい電磁気絶縁を提供し得ることも発見した。非導電性の管部分を設けることはまた、EMI遮蔽を提供するために必要な構成を単純化できる。
Another embodiment of the
ボアスコープ1200は、近位端1204をさらに備える。ボアスコープ1200は、ドングルに結合され得るワイヤを備えるのではなく、ボアスコープ1200のハンドル内に形成されるポート1235に直接挿入され得るドングル1300を備える。しかしながら、所望であれば他の目的のために、近位端1204にポート1208を依然として形成してもよい。
The
ドングル1300は、メモリ素子1310と、上述のように、ボアスコープ1200のイメージセンサからの画像データを処理するために使用され得るプロセッサ1320とをさらに備える。ドングル1300は、ドングル1300をボアスコープ1200に結合するために使用され得、一部の実施形態では、汎用コンピュータなどの別の装置にドングル1300を結合可能とし得るデータポート1330をさらに備える。このようにして、上述のように、使用データなどのボアスコープ1200から取得されたデータは、メモリ素子1310に格納され、最終的には医療処置後に別のコンピュータに転送され得る。
The
ボアスコープ1200のハンドルは、近位端1204に隣接する狭窄ステム1210をさらに備え、これにより、上述のように、ユーザは、手技中にハンドルが所望の回転方向にあることを触覚的または視覚的のいずれかの検査によって確認することができる。狭窄ステム1210はまた、ハンドル本体の底面に凹部1215を部分的に画定する。凹部1215はまた、手技中にハンドル本体1200が所望の回転方向にあることを触覚的または視覚的のいずれかの検査によって確認する能力を提供する。
The handle of the
ボアスコープ管1220は、先端1230を備える。先端1230および/またはボアスコープ1200内の別のコンポーネントは、様々な付加的な機能要素を備え得る。要素のこのような組み合わせの一例が、先端1230の拡大図である図12Bに示されている。先端1230は、イメージセンサ1260に対して円周状に配置された3つのLED1240を含む。先端1230は、ボアスコープ管1220および/またはボアスコープ1200のハンドルの長さの少なくとも一部分まで延び得る、1つ以上のスルーポート1270をさらに備え得る。先端1230は、上述のように、1つ以上のレンズ1250をさらに備え得る。
The
上述のデータ格納/送信の実施態様のうちの1つ以上を容易にするために、先端1230は、メモリ素子1280と、1つ以上のセンサ1282とをさらに備え得る。使用データなどのデータを収集するのに有用であり得るセンサの例としては、温度センサ、圧力センサ、インピーダンスセンサ、ジャイロスコープ、タイマー、クロックなどが挙げられる。一部の実施形態では、センサ1282のうちの1つ以上は、第2のイメージセンサを備え得る。そのようなイメージセンサは、主たるイメージセンサ1260とは別個に、選択された瞬間に画像を取得するように使用され得る。そのようなセンサ(複数可)から外科手技中に取得されたデータは、メモリ素子1280に格納でき、最終的には、一部の実施形態では、ドングル1300内に配置されたメモリ素子1310などの同様のメモリ素子に送信され得る。
To facilitate one or more of the data storage / transmission embodiments described above, the
ボアスコープ装置とドングルとを備えるボアスコープシステムの使用のための方法1300の一例が、図13の流れ図に示されている。方法1300は、ドングルがボアスコープと結合され得るステップ1305から始まる。一部の実装形態では、ドングルは、使い捨てボアスコープと結合され得る。次いで、ステップ1310において、ボアスコープは、ドングルによって照会され得る。一部の実装形態では、ステップ1310は、シリアル番号および/または型式識別などの型式識別データについてボアスコープに照会するステップを含み得る。代替的または追加的に、ボアスコープから較正データを取得できる。代替的または追加的に、ボアスコープの望ましくない使用を制限することをドングルが助け得るように、ステップ1310において、使用パラメータおよび/または事前の使用データを取得できる。ステップ1315において、ボアスコープから取得したデータは、後の使用のためにドングルに格納され得る。
An example of a
ステップ1320において、使用パラメータを超えたか否かに関する問い合わせを行うことができる。例えば、上述のように、一部の実装形態では、ボアスコープが以前に使用されたか否か、またはボアスコープが所定の閾値の使用期間または使用回数を超えたか否かに関して、ドングルによって照会を行うことができる。もしそうであれば、ステップ1325において、ボアスコープのさらなる使用が制限され得る。例えば、一部の実装形態では、ドングルは、ステップ1325において、ボアスコープの1つ以上の機能を無効にすることができる。使用パラメータを超えていない場合、プロセス1300は、手技がボアスコープの使用を開始し得るステップ1330に進む。一部の実装形態では、ステップ1330は、装置のさらなる使用の追跡を考慮に入れてクロックまたはカウンタを開始することをさらに含み得る。
In
ステップ1330に続いて、使用データが、ステップ1335において医療処置中に感知され得る。例えば、上述のように、ボアスコープの先端および/または他の場所に配置された1つ以上のセンサを使用して、後の復元のために、手技の様々な態様を追跡および/または記録できる。一部の実装形態では、プロセス1300は、ステップ1320に医療処置に先行させるのに加えて、またはそれに代えて、処置全体の様々な時点でステップ1320に戻ることができる。例えば、一部の実装形態では、ドングルまたはシステムの別の要素が、ボアスコープの使用を追跡、および/または周期的にそのような使用を照会して、処置中に使用データを感知しながら、医療処置中に使用パラメータが超過されたか否かを判定し得る。
Following
処置中に取得された使用データは、ステップ1340でドングルに送信され得る。これは、データがステップ1335で収集されるときに行われてもよいし、処置が完了した後に行われてもよい。代替的な実装形態では、使用データは、ドングルではなく、ボアスコープ装置内の先端または別の場所内に単に格納され得る。
Usage data acquired during the procedure may be transmitted to the dongle in
ステップ1340に続いて、ドングルは、ステップ1345において取り外されて、処置中に取得されたデータの格納を斟酌し得る。一部の実装形態では、次いで、ステップ1350において、スコープの1つ以上の部分を廃棄し、ドングルを新しいボアスコープに結合して使用し得る。
Following
本発明は、その趣旨または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で実施することができる。記載された実施形態は、すべての点において、例示的なものであって限定的なものではないとみなされるべきである。従って、本発明の範囲は、上記の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の意味および均等物の範囲内に入るすべての変更は、その範囲内に包含されるべきである。 The present invention can be practiced in other particular embodiments without departing from its spirit or essential features. The embodiments described should be considered in all respects to be exemplary and not limiting. Therefore, the scope of the present invention is shown not by the above description but by the appended claims. The meaning of the claims and all changes that fall within the scope of the equivalent should be included within that scope.
Claims (18)
前記ハンドルから延在する管であって、非導電性材料を含み、可視光に対して不透明な管と、
前記管の先端に配置されたチップアセンブリであって、前記管の前記先端を通して撮像するように構成されたイメージセンサを備える、チップアセンブリと
を備える、医療用ボアスコープシステム。 With the handle,
A tube extending from the handle, which contains a non-conductive material and is opaque to visible light.
A medical borescope system comprising a chip assembly located at the tip of the tube and comprising an image sensor configured to image through the tip of the tube.
光源と、
レンズアセンブリと
をさらに備える、請求項1に記載の医療用ボアスコープシステム。 With the housing
Light source and
The medical borescope system according to claim 1, further comprising a lens assembly.
前記ハンドルから延在し先端を有する管であって、前記管は、前記管内の信号との電磁気的干渉を低減するように構成されたシールド部分を備え、前記シールド部分は、非導電性材料を含み、前記管は、可視光に対して不透明である、管と、
前記管の前記先端を通して撮像するように構成されたイメージセンサと
を備える、医療用ボアスコープシステム。 With the handle,
A tube extending from the handle and having a tip, the tube comprising a shield portion configured to reduce electromagnetic interference with signals in the tube, the shield portion comprising a non-conductive material. Containing, said tube is opaque to visible light,
A medical borescope system comprising an image sensor configured to image through the tip of the tube.
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