JP5435957B2

JP5435957B2 - 内視鏡

Info

Publication number: JP5435957B2
Application number: JP2008551487A
Authority: JP
Inventors: レックスバイエル，; フレッドラスマッセン，
Original assignee: アヴァンティスメディカルシステムズインコーポレイテッド
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2027-01-23
Also published as: JP2013208459A; EP1986541A2; JP2009523570A

Description

関連出願

本出願は、参照によってその開示内容全体が本出願に組み込まれる２００６年１月２３日に出願された米国仮特許出願第６０／７６１，４７５号の利益を主張する。

また、本出願は、参照によってその開示内容全体が本出願に組み込まれる２００６年５月１９日に出願された米国仮特許出願第６０／８０２，０５６号の利益も主張する。

更に、本出願は、参照によってその開示内容全体が本出願に組み込まれる２００６年１２月１２日に出願された米国特許出願第１１／６０９，８３８号の利益も主張する。

２００５年８月２９日に出願された米国特許出願第１１／６０９，６６０号の開示内容全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。

発明の技術分野

本発明は内視鏡に関する。

発明の背景

内視鏡は、可撓性チューブと当該チューブの先端に実装されたカメラとを備える医療装置である。内視鏡は、体腔および組織を検査して診断するために身体開口部を通じて内部の体腔内に挿入することができる。内視鏡のチューブは１つ以上の長手方向チャンネルを有しており、このチャンネルを通じて器具が体腔に達することができ、それにより、疑わしい組織の試料を採取しあるいはポリープ切除などの他の外科処置を行うことができる。

多くのタイプの内視鏡が存在し、これらの内視鏡は、それらが使用される臓器または領域に関連付けて名付けられる。例えば、胃鏡は、食道、胃および十二指腸の検査および治療のために使用され、結腸鏡は結腸用であり、気管支鏡は気管支用であり、腹腔鏡は腹腔用であり、Ｓ状結腸鏡は直腸およびＳ字結腸用であり、関節鏡は関節用であり、膀胱鏡は膀胱用であり、血管内視鏡は血管の検査のためのものである。

各内視鏡は、基端にある接眼レンズまたはビデオディスプレイに画像を送信するため、内視鏡の先端に実装された単一の前方視カメラを有している。カメラは、医療専門家が体腔内へと内視鏡を推し進めて異常部位を探すのを助けるために使用される。カメラは、内視鏡の先端からの２次元的視野を医療専門家に対して与える。異なる角度からあるいは異なる部分で画像を取得するためには、内視鏡を再配置しあるいは内視鏡を前後に移動させなければならない。内視鏡の再配置および移動は、処置を長引かせるとともに、更なる不快、複雑さ、および、危険を患者にもたらす。また、下部胃腸管などの環境において、屈曲部、組織ひだ、および、臓器の異常な形状は、内視鏡のカメラが臓器のすべての領域を観察するのを妨げる場合がある。見えない領域により、潜在的な悪性（癌性）ポリープが見逃されてしまう場合がある。

この問題は、内視鏡の主カメラによって観察できない領域の画像をもたらす補助カメラを設けることによって克服することができる。補助カメラは、主カメラと対向するように後方に方向付けることができる。カメラのこの配置は、領域または異常部位の前方視野および後方視野の両方をもたらすことができる。ポリープの基部の周囲にワイヤループを配置することによりポリープが切除されるポリープ切除の場合、このようなカメラ配置では、ワイヤループのより良い配置により、隣接する健常組織に対する損傷を最小限に抑えることができる。

発明の概要

本発明は、従来技術を超える様々な利点を有する内視鏡を提供する。本発明の一態様によれば、内視鏡は、先端を有する挿入チューブと、先端および基端を有する操向可能延出部を含む撮像装置とを含んでいる。延出部の基端は、挿入チューブの先端に対して取り付けられる。

操向可能延出部の先端は様々な態様で操向されてもよい。例えば、操向可能延出部の先端は１８０°まで一方向に操向されてもよい。あるいは、操向可能延出部の先端は２つの反対の方向のうちの任意の方向に１８０°まで操向されてもよい。場合によっては、操向可能延出部の先端が３つ以上の方向に操向される。

好ましい実施形態において、操向可能延出部は、挿入チューブの直径の約１／３の直径を有する。

他の好ましい実施形態において、撮像装置は、操向可能延出部の先端に設けられる撮像ユニットを含んでいる。これに加えてあるいはこれに代えて、撮像ユニットが操向可能延出部の先端領域の円筒状の側面上に設けられてもよい。更に、２つの撮像ユニットが操向可能延出部の先端領域の両側に設けられてもよい。

本発明のこの態様に係る操向可能撮像装置により、医師は、撮像装置を首尾よく位置付けることができ、それにより、より大きな視野が得られるとともに、折れ目部分および屈曲部分の背後にある領域を観察することができる。操向可能撮像装置は、挿入チューブの先端領域に装着された撮像装置と比べて小さいその直径および高い可撓性に起因してより大きな度合いで動くこともできるため有益である。

本発明の他の態様において、内視鏡は、先端領域を有する挿入チューブと、先端領域の内側に少なくとも部分的に配置される後方視野撮像装置とを含む。撮像装置が挿入チューブの外側の対象物を「見る」ことができるように、挿入チューブは、後方視野撮像装置の前方に配置される窓を有するシースを有していてもよい。あるいは、窓が不要となるように、後方視野撮像装置が挿入チューブの外側に突出していてもよい。

好ましい実施形態において、挿入チューブの先端領域は、前方に面する側壁と後方に面する側壁とを有する円形溝を含んでいてもよい。後方に面する側壁は、後方視野撮像装置の前方に配置される窓を有する。あるいは、窓が不要となるように、後方視野撮像装置が後方に面する側壁の外側に突出してもよい。この実施形態の溝は、より良好な視野を撮像装置に対して与える。

他の好ましい実施形態において、挿入チューブの先端領域は、前方に面する側と後方に面する側とを有する円形突出部を含む。突出部の後方に面する側は、後方視野撮像装置の前方に配置される窓を有する。あるいは、窓が不要となるように、後方視野撮像装置が突出部の後方に面する側の外側に突出する。この実施形態の円形突出部は、より良好な視野を撮像装置に対して与える。

本発明の更なる実施形態において、内視鏡は、複数の後方視野撮像装置を含み、３６０°の後方視野をもたらすために後方視野撮像装置からの画像信号が組み合わされる。

本発明の更なる態様において、内視鏡は、先端キャップを有する挿入チューブと、撮像装置と、撮像装置を挿入チューブの先端キャップに対して結合するリンクとを含んでいる。撮像装置はハウジング要素を含んでもよく、ハウジング要素とリンクと先端キャップとが単一のユニットを形成してもよい。好ましい実施形態において、内視鏡は、挿入チューブの先端に位置される主撮像装置を更に備えており、その場合、２つの撮像装置が同じ領域の異なる視野をもたらす。

発明の実施形態の詳細な説明

図１は本発明の第１の例示的な内視鏡１０を示している。この内視鏡１０は、生体組織、臓器、体腔または内腔の撮像が必要とされる様々な医療処置で使用できる。処置のタイプとしては、例えば、肛門鏡検査、関節鏡検査、気管支鏡検査、結腸内視術、膀胱鏡検査、食道胃十二指腸内視鏡検査、腹腔鏡検査、および、Ｓ状結腸鏡検査が挙げられる。

図１の内視鏡１０は、主撮像装置２６（図２）をその先端に有する挿入チューブ１２と、挿入チューブ１２に接続される制御ハンドル１４と、内視鏡１０の先端に位置決めされる副撮像装置３０とを含んでいてもよい。

内視鏡１０の挿入チューブ１２は、制御ハンドル１４から取り外し可能であってもよく、あるいは、制御ハンドル１４と一体に形成されてもよい。挿入チューブ１２の直径、長さ、および、可撓性は、内視鏡１０が使用される処置によって決まる。

図２に示されるように、挿入チューブ１２は１つ以上の長手方向チャンネル２２を有することが好ましく、当該チャンネルを通じて、器具が体腔に到達することができ、それにより、疑わしい組織の試料を採取しあるいはポリープ切除などの他の外科処置を行うなど、任意の所望の処置を行うことができる。器具は、例えば、薬剤注入用の伸縮自在な針、液圧作動ハサミ、クランプ、把持器具、電気凝固システム、超音波振動子、電気センサ、加熱素子、レーザ機構、および、他の焼灼手段であってもよい。いくつかの実施形態では、チャンネルのうちの１つを使用して、洗浄のために水などの洗浄液を供給することができる。クリーニングのために主撮像装置２６のレンズに対して洗浄液をそらせるため、洗浄チャンネル２２の開口にキャップ（図示せず）が含められてもよい。ＣＯ_２または空気などの気体を臓器へと供給するために他のあるいは同じチャンネル２２が使用されてもよい。また、チャンネル２２は、流体を引き出しあるいは液状担持体中の薬剤などの流体を体内に注入するために使用されてもよい。特定の機能を果たすために様々な生検装置、薬剤送達装置、および、他の診断および治療装置がチャンネル２２を介して挿入されてもよい。

挿入チューブ１２は、操向可能でありあるいは操向可能な先端領域１３を有することが好ましい（図１）。先端領域１３の長さは、挿入チューブ１２の長さの任意の適切な一部分、例えば１／２，１／３，１／４，１／６，１／１０または１／２０であってもよい。挿入チューブ１２は、挿入チューブ１２の操作のための制御ケーブル１８（図２）を有していてもよい。好ましくは、制御ケーブル１８は、挿入チューブ１２内に対称に位置されるとともに、挿入チューブ１２の長さに沿って延びている。制御ケーブル１８は、挿入チューブ１２の先端または先端近傍に固定されてもよい。各制御ケーブル１８は、可撓性の被覆中空チューブ内に収容されたワイヤを含むボーデンケーブルであってもよい。ボーデンケーブルのワイヤはハンドル１４内の制御装置（図示せず）に対して取り付けられる。制御装置を使用することにより、ワイヤを引っ張って、挿入チューブ１２の先端領域１３を所定の方向に曲げることができる。ボーデンケーブルは、挿入チューブ１２の先端領域を異なる方向に連接させるために使用することができる。

挿入チューブ１２の先端にある主撮像装置２６は、例えば、レンズ、シングルチップセンサ、マルチプルチップセンサ、または、光ファイバ実装装置を含んでもよい。プロセッサおよび／またはモニタと電気的に通じる主撮像装置２６は、静止画像または記録されたビデオ画像あるいは生のビデオ画像を供給してもよい。主撮像装置２６に加えて、挿入チューブ１２の先端は、発光ダイオード（ＬＥＤ）または外部光源からの光の光ファイバ供給などの１つ以上の光源２４を含んでいてもよい。光源２４は、均一な照明を与えるため主撮像装置２６から等距離にあることが好ましい。各光源２４は個別にＯＮまたはＯＦＦすることができる。各光源２４の強度は、最適な撮像を達成するために調整することができる。主撮像装置２６および光源２４のための回路は、挿入チューブ１２のエンドキャップ２９の基端側に装着することができるプリント回路基板（ＰＣＢ）２７（図３）に組み込まれてもよい。

図２に示されるように、挿入チューブ１２は、可撓性のリボンコイル２１と、チャンネル２２やワイヤおよびケーブル２５などの挿入チューブ１２の内部部品を身体の環境から保護するために使用される可撓性のシース２３とを含んでいてもよい。挿入チューブ１２のエンドキャップ２９は、挿入チューブ１２の先端を閉じるためにシールド２３の開口端を封止する。エンドキャップ２９は、チャンネル２２のための出口ポートと、制御ケーブル１８のワイヤが取り付けられる外周金属ポートまたはソケット（図示せず）とを含んでいる。

図１に示されるように、制御ハンドル１４は、挿入チューブ１２の操作のために制御ケーブル１８（図２）に取り付けられる１つ以上の制御ノブ１６を含んでいてもよい。好ましくは、制御ノブ１６の回転が、制御ケーブル１８を引張り、したがって、挿入チューブ１２の先端領域１３を上下および／または左右に移動させあるいは曲げる。いくつかの実施形態では、ノブ１６が不用意に回転されるのを防止するため、特定の度合いのトルクを制御ノブ１６に対して加えることによってのみ回転が引き起こされ得るようにクラッチまたは制止部品（図示せず）が制御ノブ１６と共に含められてもよい。

好ましくは、図１に示されるように、制御ハンドル１４は、挿入チューブ１２のチャンネル２２（図２）へのアクセスを制御するための１つ以上のポートおよび／またはバルブ２０を有している。ポートおよび／またはバルブ２０は、送気または送水バルブ、吸引バルブ、計測ポート、および、吸引／計測ポートであってもよい。

また、制御ハンドル１４は、主撮像装置２６、副撮像装置３０またはこれらの両方を用いて画像を撮るためのボタンを含んでいてもよい。

制御ハンドル１４の基端は、空気チャンネル、水チャンネル、および、吸引チャンネルとポンプおよび関連する付属品との間を流体連通させる補助的な出口２８（図１）を含んでいてもよい。内視鏡１０の先端にある照明部品および撮像部品への電気線用に同じ出口または異なる出口を使用することができる。

図２に示されるように、リンク３６は、副撮像装置３０を挿入チューブ１２のエンドキャップ２９に対して接続するために使用される。図示の実施形態において、リンク３６は一般に細長い平坦な直線状のバーであるが、リンクは任意の適切な態様で構成されてもよい。例えば、リンクは、湾曲されていてもよく、また、円形あるいは正方形の断面を有していてもよい。リンクは、図２に示されるように１つのポールを備えていてもよく、あるいは、副撮像装置３０に対する支持を増強するために２つ以上のポールを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、リンクが透明材料から形成されてもよく、また、透明リンクは、副撮像装置３０およびエンドキャップ２９の外周に接続された透明チューブであってもよい。好ましくは、リンク３６は、副撮像装置３０が体腔に沿う屈曲部に合わせて通り抜けて対応するのを容易にするため、適切に弾力性を有している。

図３に示されるように、副撮像装置３０は、撮像ユニット４２とＬＥＤなどの１つ以上の光源４４とを有していることが好ましい。この実施形態では、撮像ユニット４２および光源４４が副撮像装置３０の基端４６上に配置されるが、これらは、副撮像装置３０の先端上または側面上あるいはこれらの両方を含む副撮像装置３０上の任意の適切な場所に配置されてもよい。好ましくは、撮像ユニット４２は、主撮像装置２６に向けて後方に面しており、撮像ユニット４２および主撮像装置２６を使用して同じ領域の異なる視野をもたらすことができるように方向付けられる。図示の実施形態において、撮像ユニット４２は領域の後方視野をもたらすが、主撮像装置２６は領域の前方視野をもたらす。

主撮像装置２６および副撮像装置３０の撮像ユニット４２は互いに対向しているため、一方の撮像装置２６，３０の光源２２，２４が他方の撮像装置３０，２６と干渉する場合がある。干渉を減らすため、撮像装置２６，３０および光源２４，４４と共に偏光フィルタが使用されてもよい。主撮像装置２６およびその光源２４は、同じ方向の偏光フィルタの第１の組によって覆われてもよい。また、撮像ユニット４２および光源４４は、偏光フィルタの第１の組に対して９０°に方向付けられる偏光フィルタの第２の組によって覆われてもよい。あるいは、撮像装置２６，３０の一方のみが第１の偏光フィルタによって覆われてもよく、また、対向する光源２４，４４のみが第１の偏光フィルタに対して９０°に方向付けられる第２の偏光フィルタによって覆われてもよい。光の干渉を減らすために偏光フィルタを使用することは、周知であり、ここでは詳しく説明しない。

偏光フィルタに代わる手段として、撮像装置２６，３０およびそれらの光源２４，４４は、光の干渉を減らしあるいは防止するために交互にＯＮ／ＯＦＦされてもよい。すなわち、主撮像装置２６およびその光源２４がＯＮにされるときには、撮像ユニット４２およびその光源４４がＯＦＦにされる。また、主撮像装置２６およびその光源２４がＯＦＦにされるときには、撮像ユニット４２およびその光源４４がＯＮにされる。撮像装置２６，３０およびそれらの光源２４，４４は、光源がＯＮおよびＯＦＦされていることを眼が感じない程度に十分に高い頻度でＯＮおよびＯＦＦされることが好ましい。

図４に示されるように、副撮像装置３０は、撮像ユニット４２および光源４４を収容するためのハウジング４８ａ，４８ｂを含むことが好ましい。副撮像装置３０のハウジング４８ａ，４８ｂは第１および第２のハウジング要素４８ａ，４８ｂを含むことが好ましい。ハウジング要素４８ａ，４８ｂは、撮像ユニット４２および光源４４をハウジング要素４８ａ，４８ｂ内にしっかりと装着できるようにするピンおよびソケットなどの機構を有することが好ましい。ハウジング要素４８ａ，４８ｂは、副撮像装置３０の生体適合性を維持し且つ汚染物質が副撮像装置３０内に入り込むのを防止するために互いに封止状態で取り付けられる。ハウジング要素４８ａ，４８ｂは、超音波溶接または摩擦溶接あるいは接着を含む任意の適切な態様で互いに対して封止状態で取り付けられてもよい。ハウジング要素４８ａ，４８ｂは、撮像ユニット４２および光源４４のそれぞれのための窓を含んでいてもよい。各窓は、ハウジング４８ａ，４８ｂに対して取り付けられる薄い透明カバーで封止されることが好ましい。いくつかの実施形態では、窓が前述した偏光フィルタであってもよい。

好ましい実施形態において、第１のハウジング要素４８ａ、リンク３６、および、エンドキャップ２９は、例えば射出成形によって作られる単一ユニットを形成する。第２のハウジング要素４８ｂは、例えば射出成形によって別個に形成されてもよい。成形されたユニットは、生体適合性プラスチックなどの生体適合性材料から形成されることが好ましい。あるいは、ハウジング要素４８ａ，４８ｂ、リンク３６、および、エンドキャップ２９は、同じ材料または異なる材料から別個の部品として形成され、その後、互いに取り付けられてもよい。

図４に示されるように、撮像ユニット４２のための回路はＰＣＢ５４上に形成される。光源４４のための回路もＰＣＢ５４上に形成されてもよい。また、ＰＣＢ５４は、信号処理回路および電力制御回路を含んでいてもよく、例えば接着剤またはネジによってハウジング要素の一方４８ａに対して取り付けることができる。撮像ユニット４２は、感光半導体素子に入射する光を電気信号に変換する電子装置であってもよい。そのような装置は、カラー画像データまたは白黒画像データを検出してもよい。装置からの信号は、デジタル化されるとともに、装置に入ってきた画像を再生するために使用される。２つの一般的に使用されるタイプの撮像装置は、日本の大阪にあるサンヨーが製造するＬＣ９９２６８ＦＢなどの電荷結合素子（ＣＣＤ）、および、カリフォルニア州サニーベールのＯｍｎｉＶｉｓｉｏｎが製造するＯＶＴ６９１０などのＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（ＣＭＯＳ）カメラチップである。

図２−４に示されるように、内視鏡１０は、リンク３６、挿入チューブ１２および制御ハンドル１４を通じて延び且つ副撮像装置３０を外部制御ボックス（図示せず）に対して接続する配線５５を含んでいてもよい。配線５５により、副撮像装置３０は、ビデオ信号を外部制御ボックスに送信し且つ外部制御ボックスから電力および制御信号を受けることを含む通信を外部制御ボックスと行うことができる。

主および副撮像装置２６，３０によって取得される画像データは、処理のために外部制御ボックスに送信される。画像信号は、外部制御ボックスによって受信されると、それをＮＴＳＣ合成画像またはＲＧＢなどのビデオ信号に変換する信号処理回路へと供給される。このビデオ信号は、その後、モニタまたはテレビなどの表示装置に対する出力に適したコネクタへと送られる。いくつかの実施形態では、主撮像装置２６および副撮像装置３０からの画像を同じ表示装置上で分割スクリーンを用いて同時に表示することができる。また、表示装置は、患者情報または参照番号、日付、時間および他の情報を表示するとともに取得された静止画像のための注記を入力するために使用されるテキスト表示領域を有していてもよい。テキストは、制御ボックスに接続されるキーボードによって打ち込むことができる。

また、外部制御ボックスは、患者記録データベースへのインタフェースとして使用されてもよい。今日、多数の医療設備は電子的な医療記録を利用する。処置中、関連するビデオ・画像データを患者電子医療記録（ＥＭＲ）ファイル内に記録する必要がある場合がある。信号処理回路は、画像・ビデオデータを、特にｊｐｅｇ、ｔｉｆ、または、ｂｍｐフォーマットの画像など、患者ＥＭＲファイル内にファイルするのに適したフォーマットに変換することができる。処理された信号は、ケーブルまたは専用の無線リンクを介して、医療専門家のコンピュータまたは医療設備サーバに送信することができる。この送信を可能にするために制御パネル上のスイッチを使用することができる。あるいは、データは、患者に固有の識別情報と共に、制御ボックスそれ自体に設けられた電子メモリ内に記憶することができる。信号処理回路は、医療専門家によって使用される電子医療記録システムに適合するようにビデオ・画像データを変換するために利用することがきる。処理は、データの圧縮を含んでいてもよい。データをコンピュータに送信するためにケーブルまたは無線リンクが使用されてもよい。

外部制御ボックスの画像・信号処理回路は、１つ以上の集積回路およびメモリを必要に応じて関連する別個の構成要素と共に含んでいる。この回路により、ビデオ信号を処理して、画質を高めることができ、静止画像をビデオから抽出できるとともに、複数の出力フォーマットを与えるべくビデオフォーマットの変換を行うことができる。これらの機能は、制御パネルを介したアクセスのためにインタフェースされ得る。

外部制御ボックスは、輝度、露光時間およびモード設定などの主および副撮像装置２６，３０のパラメータを調整するために使用されてもよい。これらのパラメータは、パラメータを制御する特定のレジスタに対してデジタルコマンドを書き込むことによって調整されてもよい。これらのレジスタは、それらの固有の数によってアドレス指定されることができ、また、パラメータを変更するために、これらのレジスタからデジタルコマンドを読み取ることができるとともに、これらのレジスタに対してデジタルコマンドを書き込むことができる。制御ボックスは、これらのレジスタに対してデータコマンドを送信することによってこれらのパラメータを制御するために使用される。副撮像装置３０上の信号処理回路は、これらの信号を受信した後にコマンドへとデコードするとともに、それらの信号を撮像装置２６，３０に供給し、それにより、様々なパラメータを調整する。

副撮像装置３０は、図５に示されるように、前方視野撮像ユニット７０と前方対向光源７２とを更に含んでいてもよい。この前方視野撮像ユニット７０は内視鏡１０のより有効なナビゲーションを可能にする。また、付属品が副撮像装置３０の前方の領域に到達できるようにするため、副撮像装置３０は、挿入チューブ１２の１つ以上のチャンネル２２を遮らないように構成されてもよい。例えば、副撮像装置３０は、それが挿入チューブ１２のチャンネル２２を遮らないように十分に小さく形成されてもよい。あるいは、副撮像装置３０は、挿入チューブ１２のチャンネル２２と一直線に合わせられる貫通穴（図示せず）を含んでいてもよい。この貫通穴により、付属品は、副撮像装置３０の前方の領域に到達することができる。

本発明の更なる実施形態において、副撮像装置は、２つの撮像ユニット４２，７０、すなわち、副撮像装置の基端側に一方の撮像ユニットおよび副撮像装置の先端側に他方の撮像ユニットを有しているが、挿入チューブ１２は主撮像装置２６を有していない。挿入チューブ１２の先端の増大された空間を使用して、１つ以上の更なるチャンネルを設けることができる。

他の実施形態では、副撮像装置３０を挿入チューブ１２から伸縮させることができる。図６に示されるように、内視鏡１０は、筐体７５内に配置され且つリンク３６に接続される線形アクチュエータ７３を含んでいてもよい。線形アクチュエータ７３は、中空ガイド７７からリンク３６を伸ばすことができるとともに、中空ガイド７７内へとリンク３６を引き込むことができる。これにより、医師は、身体の困難な領域を通じて内視鏡１０を推し進めるときには副撮像装置３０を引き込み、その後、内視鏡１０がその目的場所に到達する際には副撮像装置３０を伸ばすことができる。また、副撮像装置の伸縮は、主撮像装置と副撮像装置との間の距離を調整する。

動作時、撮像装置２６，３０および光源２４，４４を起動させるために、電源が最初にＯＮされてもよい。この時点で、撮像装置２６，３０は、取得された画像を外部制御ボックスに無線送信し始める。その後、制御ボックスは、画像信号を処理するとともに、医療専門家が画像をリアルタイムで視認できるようにそれらの信号をディスプレイへと送る。この時点で、主撮像装置２６は領域の前方視野をもたらし、一方、副撮像装置３０は同じ領域の背後または後方の視野をもたらす。医療処置中、内視鏡１０が患者内へと挿入される。医療専門家は、主撮像装置２６および副撮像装置３０からの画像を同時に見ることができる。このとき、折れ目部分および屈曲部分の背後にある主撮像装置２６から見えない病変は、副撮像装置３０によって供給される画像から医療専門家が見ることができる。処置が完了すると、内視鏡１０が患者から除去される。

外部制御ボックスを使用して、撮像装置２６，３０および光源２４，４４のパラメータを調整し、最適な画質を得ることができる。処置中、関連するビデオ・画像データが患者の電子医療記録（ＥＭＲ）ファイル内に記録されてもよい。

本発明の他の態様においては、後方視野をもたらすため、挿入チューブの先端領域内または先端領域上に１つ以上の後方視野撮像装置が装着されてもよい。図７および図８は本発明のこの態様に係る一実施形態を示している。この実施形態では、主撮像装置２２６および主光源２２４（図８）に加えて、内視鏡２１０は、挿入チューブ２１２の先端領域の内側に装着された２つの後方視野撮像装置２３０も含んでいるが、内視鏡２１０は任意の数の後方視野撮像装置を含んでいてもよい。各後方視野撮像装置２３０は撮像ユニット２４２と光源２４４とを含んでいる。挿入チューブ２１２のシース２２３は、各後方視野撮像装置２３０が通して「見る」ための窓２５０を有していてもよい。この実施形態において、各窓２５５は、円筒シース２２３の一部を形成しており、対応する撮像装置２３０の視野を最大にするように寸法付けられてもよい。

この実施形態では、撮像装置２３０が挿入チューブのエンドキャップ２２９の基端側に装着されているが、後方視野撮像装置２３０は、例えば図１１に示されるように、挿入チューブ２１２の任意の適切な構造体上に装着されてもよい。各後方視野撮像装置２３０は、好ましくは挿入チューブ２１２の長手方向軸から９０°以内、より好ましくは挿入チューブ２１２の長手方向軸から４５°以内の方向を向くように位置決めされる。好ましくは、各後方視野撮像装置３０が面する方向は、後方視野撮像装置３０に対して最も大きな視野をもたらすように最適化される。

図７および図８に示される実施形態に加えて、本発明のこの態様は更なる変形を有することができる。例えば、図９は、後方視野撮像装置３３０が挿入チューブ３１２の長手方向軸から９０°の角度で装着される実施形態３１０を示している。各撮像装置３３０は撮像ユニット３４２と光源３４４とを含んでいる。各後方視野撮像装置３３０には図８に示されるような窓が設けられていてもよく、あるいは、これらは図１０に示されるようにシース３２３から突出してもよい。後方視野撮像装置３３０は、図９に示されるように挿入チューブのエンドキャップ３２９の基端側に装着されてもよく、あるいは、例えば図１１に示されるように挿入チューブ３１２の任意の適切な構造体上に装着されてもよい。

図１１および図１２は本発明のこの態様に係る更なる実施形態４１０，５１０を示している。これらの実施形態４１０，５１０のそれぞれにおいて、挿入チューブ４１２，５１２は、前方に面する側壁４７９，５７９および後方に面する側壁４８１，５８１を伴う円形溝４７７，５７７を有している。図１１に示される実施形態４１０において、挿入チューブ４１２の内側に設置された後方視野撮像装置４３０のための窓は、溝４７７の後方に面する側壁４８１に設けられている。図１２に示される実施形態５１０では、撮像ユニット５４２が溝５７７の後方に面する側壁５８１から突出している。

図１３は本発明のこの態様に係る更なる実施形態６１０を示している。この実施形態６１０において、挿入チューブ６１２は、前方に面する側壁６７９と後方に面する側壁６８１とを有する円形突出部６７７を含んでいる。この実施形態において、撮像装置６３０は、円形突出部６７７の後方に面する側壁６８１上に設けられる。しかしながら、一般に、撮像装置は、円形突出部６７７の先端、すなわち、前方に面する側壁６７９上に設けられてもよい。

後方に面する撮像装置から受けられる画像データは、３６０°後方視野をもたらすために組み合わされてもよい。これは、後方に面する個々の撮像装置によって与えられる相補的画像を単一の画像へとデジタルに組み合わせることによりあるいは「縫い合わせる」ことにより達成されてもよい。これは、画像処理業界で周知であるよハードウェアおよび／またはソフトウェアツールを使用して行われてもよい。後方に面する撮像装置は、隣接する撮像装置の視野間で一定量の重複部分を伴って３６０°全体の後方視野を取得するように位置決めされてもよい。制御ボックス内にあるあるいは制御ボックスに接続された計算装置で実行されるアルゴリズムは、隣接する撮像装置からの画像データを比較して、画像の重複部分を示す画像パターンを一致させるために使用されてもよい。その後、重複部分が除去されるとともに、画像が組み合わされて単一の３６０°後方画像が生成される。

あるいは、後方視野撮像装置の数に対応する数の表示装置が設けられてもよい。各表示装置は、１つの撮像装置からの別個の１つの画像を表示するために使用されてもよい。表示装置は、連続する３６０°視野をシミュレートするように所定の順序で配列されてもよい。

本発明の更なる態様において、内視鏡７１０は、図１４に示されるように、挿入チューブ７１２と、挿入チューブ７１２に接続された制御ハンドル７１４と、挿入チューブ７１２の先端から延びる撮像装置７３０とを含んでいる。

この実施形態の挿入チューブ７１２は、図１５に示されるように、図１に示される挿入チューブ１２に類似していてもよい。例えば、挿入チューブ７１２は、制御ハンドル７１４から取り外し可能であってもよく、あるいは、制御ハンドル７１４と一体に形成されてもよい。挿入チューブ７１２は長手方向チャンネル７２２を有することが好ましく、当該チャンネルを通じて、器具が体腔に到達することができ、それにより、任意の所望の処置を行うことができる。好ましくは、挿入チューブ７１２の先端領域７１３が操向可能であり、また、先端領域７１３を操向させるために制御ケーブル７１８（図１５）が使用されてもよい。この実施形態では、挿入チューブ７１２がその先端に主撮像装置を有していないが、他の実施形態では、挿入チューブがそのような撮像装置を有していてもよい。挿入チューブ７１２は、可撓性のリボンコイル７２１と、挿入チューブ７１２の内部部品を身体の環境から保護するために使用される可撓性のシース７２３とを含んでいてもよい。シールド７２３の開口端を封止して挿入チューブ７１２の先端を閉じるためにエンドキャップ７２９が使用されてもよい。

図１４に示されるように、制御ハンドル７１４は、挿入チューブ１２の操作のために制御ケーブル７１８（図１５）に取り付けられる１つ以上の制御ノブ７１６を含んでいてもよい。好ましくは、制御ノブ７１６の回転が、制御ケーブル７１８を引張り、したがって、挿入チューブ７１２の先端領域７１３を上下および／または左右に移動させあるいは曲げる。好ましくは、図１４に示されるように、制御ハンドル７１４は１つ以上のポートおよび／またはバルブ７２０を有している。ポートおよび／またはバルブ７２０は、挿入チューブ７１２のそれぞれの対応するチャンネル７２２（図１５）と連通している。ポートおよび／またはバルブ７２０は、送気または送水バルブ、吸引バルブ、計測ポート、および、吸引／計測ポートであってもよい。制御ハンドル７１４の基端は、空気チャンネル、水チャンネル、および、吸引チャンネルとポンプおよび関連する付属品との間を流体連通させる補助的な出口７２８を含んでいてもよい。内視鏡１０の先端にある照明部品および撮像部品への電気線用に同じ出口または異なる出口を使用することができる。

撮像装置７３０は、挿入チューブ７１２の先端から延びる延出部７３１と、延出部７３１の先端領域に装着される１つ以上の撮像ユニット７５０および１つ以上の光源７５２とを含んでいる。図示の実施形態において、延出部７３１は管状形態を成しており、その直径は挿入チューブの直径の約１／３である。挿入チューブ７１２と同様に、延出部７３１がリボンコイルと可撓性のシースとを有していてもよい。撮像ユニット７５０および光源７５２のための電気配線は、延出部７３１内のチャンネル７２５を通じてルート付けられてもよい。あるいは、撮像ユニット７５０は、米国特許出願第１１／６０９，８３８号に記載される無線ユニットであってもよい。

この実施形態では、撮像ユニット７５０にアクセスできる領域を増大させるため、延出部７３１の少なくとも先端領域を操向させることができる。延出部７３１は、例えばボーデンケーブル７３３を使用することにより、挿入チューブ７１２が操向される方法と同様の態様で操向されてもよい。ボーデンケーブル７３３の第１の端部は延出部のエンドキャップ７３５の基端に対して取り付けられてもよく、また、第２の端部はハンドル７１４の制御装置（図１４）に対して取り付けられてもよい。したがって、ハンドル７１４は、挿入チューブ７１２および延出部７３１の先端領域を連接させるための２組の制御装置７１６を有する。

延出部７３１の先端は、４５°，６０°，９０°，１２０°，１５０°，または、好ましくは図１６に示されるように１８０°まで操向されてもよい。延出部７３１の先端領域は、挿入チューブ７１２のチャンネル７２２の方向または挿入チューブ７１２の軸の方向に操向されてもよく、また、反対方向に操向されてもよい。すなわち、延出部７３１の先端領域は、一方向に１８０°まで且つ反対方向に１８０°まで操向されてもよい。一般に、先端領域は、一方向のみあるいは３つ以上の方向など、任意の数の方向に操向されてもよい。

撮像ユニット７５０は、ＰＣＢ７５４上に集積される関連する回路と共に、画像センサ（図示せず）およびレンズアセンブリ（図示せず）を有していてもよい。図１７に示されるように、このＰＣＢ７５４は、延出部のエンドキャップ７３５の基端側に取り付けられることが好ましい。撮像ユニット７５０のためのデータ出力ライン、制御ラインおよび電力ラインは、ハンドル７１４を介して制御ボックスに接続されるように内視鏡７１０の基端へと供給され得る。信号の任意の更なる処理が制御ボックスで行われて最終的に表示装置へと供給されてもよい。

ハウジング内にレンズまたはマルチレンズを備えるレンズアセンブリは、それが画像センサ上に横たわり且つレンズ系に入る光を画像センサの感光領域上へ合焦させるように、ＰＣＢ７５４上に直接に装着することができる。

撮像ユニット７５０および光源７５２は、延出部７３１の先端領域の１または複数の任意の適切な場所に配置されてもよい。例えば、図１５に示されるように、撮像ユニット７５０および光源７５２は延出部７３１の先端上に配置される。これに加えてあるいはこれに代えて、図１８に示されるように、撮像ユニット７５０および光源７５２は、延出部７３１の先端領域の側面上に配置されてもよい。更に、図１９に示されるように、これに加えてあるいはこれに代えて、撮像ユニット７５０および光源７５２は、延出部７３１の先端領域の２つの対向する側面上に配置されてもよい。

本発明のこの態様によれば、延出部７３１および挿入チューブ７１２の先端領域の両方が２方向で１８０°操向可能である。その結果、医師は、撮像ユニット７５０および挿入チューブ７１２の先端の両方を首尾よく位置付けることができ、それにより、より大きな視野が得られるとともに、折れ目部分および屈曲部分の背後にある領域を観察することができる。操向可能な延出部７３１は、挿入チューブ７１２の先端領域と比べて小さいその直径および高い可撓性に起因してより大きな度合いで動くことができるため有益である。

本発明の特定の実施形態を図示して説明してきたが、当業者であれば分かるように、この発明から逸脱することなく本発明の広範な態様において変更および変形を成すことができる。したがって、添付の請求項は、この発明の真の思想および範囲内に入るそのような変更および変形のすべてをその範囲内に包含し得る。

本発明の一実施形態に係る内視鏡の斜視図を示している。図１の内視鏡の斜視切断図を示している。図１の内視鏡の他の斜視切断図を示している。図１の内視鏡の分解斜視図を示している。前方視野撮像ユニットを有する図１の内視鏡の変形例の斜視図を示している。副撮像装置を挿入チューブから伸ばし且つ副撮像装置を挿入チューブ内に引き込むための機構の斜視図を示している。本発明の他の実施形態に係る後方視野撮像装置を有する内視鏡の斜視図を示している。後方視野撮像装置のための窓を有する図７の内視鏡の斜視図を示している。後方視野撮像装置を有する他の内視鏡の斜視図を示している。後方視野撮像装置が内視鏡のシースを通じて突出する図９の内視鏡の斜視図を示している。後方視野撮像装置を有する更なる内視鏡の斜視図を示している。後方視野撮像装置が溝の後方に面する側壁を通じて突出する図１０の内視鏡の斜視図を示している。後方視野撮像装置が円形突出部の後方に面する側に設けられる更なる内視鏡の斜視図を示している。本発明の更なる実施形態に係る操向可能撮像装置を有する内視鏡の斜視図を示している。図１４の内視鏡の前方斜視切断図を示している。操向可能撮像装置の操向性を示す図１４の内視鏡の正面図を示している。図１４の内視鏡の後方斜視切断図を示している。側方に面する撮像ユニットを有する図１４の内視鏡の変形例を示している。側方に面する２つの撮像ユニットが延出部の両側に配置された図１４の内視鏡の他の変形例を示している。

Claims

内視鏡アセンブリにおいて、
第１の撮像センサ、第１の光源、前記第１の光源上に配置された第１の偏光フィルタを備えた内視鏡と、
前記内視鏡の先端から延びる後方視野延出部であって、前記延出部は、第２の撮像センサ、第２の光源、前記第２の撮像センサ上に配置された第２の偏光フィルタを含み、前記第２の偏光フィルタは、前記第１の偏光フィルタを通過する光を遮り、前記第２の撮像センサ及び第２の光源は、前記第１の撮像センサ及び第１の光源に対向し、前記後方視野延出部は、前記内視鏡の長手方向軸に対し平行な方向で前記先端に関して押し進めることができる、後方視野延出部と、
を備える、内視鏡アセンブリ。
前記後方視野延出部は、操向可能であり、前記操向可能な延出部の先端は、１８０度まで一方向に操向できる、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
前記後方視野延出部は、操向可能であり、前記操向可能な延出部の先端は、２つの反対の方向に操向できる、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
前記後方視野延出部は、操向可能であり、前記操向可能な延出部の先端は、前記２つの反対の方向にそれぞれ１８０°まで操向できる、請求項３に記載の内視鏡アセンブリ。
前記後方視野延出部は、操向可能であり、前記操向可能な延出部の先端は、３つ以上の方向に操向できる、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
前記後方視野延出部は、前記内視鏡の直径の３分の１の直径を有する、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
前記内視鏡の前記先端が操向可能である、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
前記第２の撮像センサは、前記後方視野延出部の先端領域に設けられる、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
前記第２の撮像センサは、前記後方視野延出部の先端領域の側面上に設けられる、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
前記撮像装置は、前記後方視野延出部の先端領域の両側に設けられる２つの撮像センサを含む、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
内視鏡において、
先端領域を有する挿入チューブと、
前記挿入チューブの前記先端領域における第１の撮像センサ、第１の光源、前記第１の光源上に配置された第１の偏光フィルタと、
前記先端領域の内側に少なくとも部分的に配置された後方視野撮像装置であって、前記後方視野撮像装置は、第２の撮像センサ、前記第２の撮像センサ上に配置された第２の偏光フィルタを含み、前記第２の偏光フィルタは、前記第１の偏光フィルタを通過する光を遮り、前記第２の撮像センサ及び第２の光源は、前記第１の撮像センサ及び前記第１の光源に対向し、前記後方視野撮像装置は、前記内視鏡の長手方向軸に対して平行な方向で前記先端に関して押し進めることができる、前記後方視野撮像装置と、
を備える、内視鏡。
前記挿入チューブは、前記後方視野撮像装置の前方に配置される窓を有するシースを含む、請求項１１に記載の内視鏡。
前記後方視野撮像装置が、前記挿入チューブの外側に突出する、請求項１１に記載の内視鏡。
前記挿入チューブの先端領域は、前方に面する側壁と後方に面する側壁とを有する円形溝を含む、請求項１１に記載の内視鏡。
前記後方に面する側壁が、後方視野撮像装置を有する、請求項１４に記載の内視鏡。
前記後方視野撮像装置が、前記後方に面する側壁の外側に突出する、請求項１４に記載の内視鏡。
前記挿入チューブの前記先端領域は、前方に面する側と後方に面する側とを有する円形突出部を含む、請求項１１に記載の内視鏡。
前記突出部の前記後方に面する側は、前記後方視野撮像装置の前方に配置される窓を有する、請求項１７に記載の内視鏡。
前記後方視野撮像装置は、前記突出部の前記後方に面する側の外側に突出する、請求項１７に記載の内視鏡。
複数の後方視野撮像装置を更に備え、一体化された後方視野をもたらすために前記後方視野撮像装置からの撮像信号が組み合わされる、請求項１１に記載の内視鏡。
一体化された後方視野が、３６０°視野である、請求項２０に記載の内視鏡。
前記第１の撮像センサの近くに配置された複数の撮像センサを更に備える、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
撮像センサからの画像は、同時に確認できるように１つの表示装置上で与えられる、請求項２２に記載の内視鏡アセンブリ。
更にアクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記内視鏡の内腔から外に前記後方視野延出部を伸張させるとともに前記内視鏡の内腔内へと収縮させ、前記後方視野延出部の前記伸張及び収縮が前記第１の撮像センサ及び第２の撮像センサ間の距離を調整する、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
前記後方視野延出部は、前記内視鏡の先端キャップに結合され、前記後方視野延出部は、ハウジング要素を含み、前記ハウジング要素及び先端キャップが単一のユニットを形成する、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
内視鏡アセンブリにおいて、
第１の撮像センサ及び第１の光源を備えた内視鏡と、
前記内視鏡の先端から延びる後方視野延出部であって、前記後方視野延出部は、第２の撮像センサ及び第２の光源を含み、前記第１の撮像センサ及び第２の撮像センサのうち少なくとも一方が、第１の偏光フィルタを含み、前記第１の光源及び第２の光源のうち少なくとも一方が、第２の偏光フィルタを含み、前記第２の偏光フィルタが、前記第１の偏光フィルタを通過する光を遮る、前記後方視野延出部と、
を備え、
前記第２の撮像センサ及び第２の光源は、前記第１の撮像センサ及び第１の光源に対向し、
前記第１の撮像センサ及び第２の撮像センサ及び前記光源は、光の干渉を減少させ或いは排除するために交互にＯＮおよびＯＦＦにされ、
前記後方視野延出部は、前記内視鏡の長手方向軸に対して平行な方向で前記先端に関して押し進めることができる、内視鏡アセンブリ。
前記第１の撮像センサ及び第２の撮像センサ及び光源は、断続的にＯＮおよびＯＦＦにされる、請求項２６に記載の内視鏡アセンブリ。
内視鏡アセンブリにおいて、
第１の撮像センサ及び第１の光源を備えた内視鏡と、
前記内視鏡の先端から延びる後方視野延出部であって、前記後方視野延出部は、第２の撮像センサ及び第２の光源を含み、前記第２の撮像センサ及び第２の光源は、前記第１の撮像センサ及び第１の光源に対向し、前記第１の撮像センサ及び第１の光源は、同じ方向の第１の組の偏光フィルタにより覆われ、前記第２の撮像センサ及び第２の光源は、第２の組の偏光フィルタにより覆われ、前記第２の組の偏光フィルタは、前記第１の組の偏光フィルタを通過する光を遮り、前記第１の組の偏光フィルタ及び第２の組の偏光フィルタは、前記第１の撮像センサ及び前記第２の光源間の光干渉と前記第２の撮像センサ及び前記第１の光源間の光干渉とを減らすように構成され、前記後方視野延出部は、前記内視鏡の長手方向軸に対して平行な方向で前記先端に関して押し進めることができる、前記後方視野延出部と、
を備える、内視鏡アセンブリ。
内視鏡アセンブリにおいて、
第１の撮像センサ及び第１の光源を備えた内視鏡と、
前記内視鏡の先端から延びる後方視野延出部であって、前記後方視野延出部は、第２の撮像センサ及び第２の光源を含み、前記第２の撮像センサ及び前記第２の光源は、前記第１の撮像センサ及び第１の光源に対向する、前記後方視野延出部と、
を備え、
前記撮像センサのうち一方のみが、第１の偏光フィルタによって覆われ、他方の光源のみが、前記第１の偏光フィルタを通過する光を遮る第２の偏光フィルタにより覆われ、前記第１の偏光フィルタ及び第２の偏光フィルタは、前記撮像センサのうちの一方と前記他方の光源との間の光干渉を減らすように構成され、前記後方視野延出部は、前記内視鏡の長手方向軸に対して平行な方向で前記先端に関して押し進めることができる、内視鏡アセンブリ。