JP5437524B2 - フローガイドおよび光学デバイス - Google Patents
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Description
本発明は、デバイスの表面を横切る流体流の向きを制御された状態で変えるためのフローガイドに関する。特に、デバイスは内視鏡であり表面はレンズの表面または他の光学素子の表面であるが、これに限らない。
内視鏡の光学素子、特に腹腔鏡の光学素子を参照して本発明を説明するが、これらのデバイスに限定される訳ではない。本発明は、商業用または他の医療用光学器具、および他のデバイスをも包含することができる。
低侵襲手術(MIS)では、外科医が内視鏡を使用して、患者内部の体腔内でリモートに可視化および操縦を行う。内視鏡は外科手術中に外科医の眼として機能し、組織の操作または診断的な研究が行われる。内視鏡の一種は、腹部MIS用の腹腔鏡であり、これは、上部および下部消化管手術を含む腹腔鏡一般外科、婦人科、肥満手術(肥満症治療手術)、泌尿器科に加えて、胸郭および肺の手術、ENT、神経手術を含む剛体のスコープまたは半剛体のスコープを利用する他の外科部門などの特定の領域で用いられる。
「鍵穴手術」および最小アクセス手術(MAS)と呼ばれることも多い低侵襲手術(MIS)は、大きな切開が必要となる昔ながらの開腹手術と比較して腹部の皮膚切開が小さい(または、腹部の皮膚切開がない。この場合、内部切開と連結する生体オリフィスが使用される)手術法として定義される。MISでは、カニューレと呼ばれる特殊なアクセスポートが皮膚切開の中に挿入され、カニューレを通して小型カメラが体内に導入され画像をビデオモニタに伝送し、これによって、医師が観察と診断をすることが可能になり、必要であれば様々な疾患を治療することが可能になる。
MISは既に、世界中の外科センターにおいて日常の外科活動に不可分のものとなっている。適切な内視鏡を用いたこの「鍵穴」アプローチによって、または開腹が減少した手術(ミニオープンまたは腹腔鏡支援治療または手支援腹腔鏡手術または単一切開腹腔鏡手術など)によって、多くの治療が行われている。皮膚の切開は、数年前と比較しても小さくなっている。これらMISアプローチの開発が迅速に進められており、対応する「古い」方法と比較して、合併症、患者の死亡率および入院が減少するために患者および社会を支援することになる新技術の開発が、治療の大半をMISにする後押しとなり続けるだろう。
腹腔鏡検査で使用される内視鏡は腹腔鏡と呼ばれ、カメラなどの光学素子を含む細長く典型的に円筒形のシャフトと、光ファイバー束などの照明装備と、他の装置から構成される。腹腔鏡手術の間、腹腔鏡を用いて目標組織を視覚化する。腹腔鏡検査では、わずかな切開を通して導入された、患者のへそに隣接する、腹腔にアクセスするためのカニューレまたはポートを通して、腹腔鏡が挿入される。通常、吸入装置によって、医療グレードの二酸化炭素または別の適切な気体がこのポート(他のポートも使用可能)を介して腹腔に吹き込まれる。これは、腹壁を上昇させることによって腹腔を膨張または拡張して、手術空間または環境を作り出すために行われる。手術室内での一般手術用の吸入器が、患者の腹腔内の設定圧力を維持し最適化するようにオンオフをプログラムされる。
腹腔鏡手術の間、外科医または施術者にとって主要な4つの必要事項がある。すなわち、連続的な手術画像、手術制御の維持、安全性および時間効率である。MIS手術における腹腔鏡または内視鏡のレンズは外科医の「眼」であり、腹膜または他の体液、血液、エアロゾル脂肪、組織片、煙、破片または凝縮物によって光学系が繰り返し汚染され、これらの全てが(外部モニタ/スクリーンを介した)外科医の視野を損なわせる。これらの様々な汚染物は、電気焼灼凝集器(electro-cautery coagulation device)、腹腔鏡用はさみ、超音波凝集切除器(ultrasonic coagulation cutting device)、吸引潅注器(suction-irrigation device)および他の多くの機器などの、作業ポートを介して腹腔内に導入される様々な装置によって阻害される。これらの装置は、MISおよび腹腔鏡手術の重要な部分であるので、通常、レンズ汚染の主要な原因として残る。この汚染の結果、腹腔鏡光学系を介した視覚化が繰り返し減退し損なわれる。
現在のところ、汚染除去およびレンズ洗浄を行う「代表的な存在(gold standard)」は、患者の腹腔から腹腔鏡を取り外す必要がある。問題となる汚染物が滅菌綿棒で除去され、続いて腹腔鏡の光学系が高温の無菌食塩水で洗浄され、続いて余分な食塩水が別の綿棒で取り除かれ、最後に殺菌されたアニオン性界面活性剤(Fog Reduction Elimination Device(F.R.E.D.)またはClearIt(商標)防曇溶液など)でレンズがコーティングされる。可視化が減少した瞬間から、スコープが取り除かれ外科手術が即座に停止される。この間、外科医はもはや手術範囲を見ることができないので、患者はリスクが増大した状態にされされる。言い換えると外科医は盲目である。これに加えて、外科的なワークフローが中断し、手術時間および患者の全身麻酔の時間が増加する。清浄のための腹腔鏡の除去は、一時間当たり5〜10回にもなり、清浄過程は通常40〜60秒かかる。これによって、手術時間および患者の全身麻酔時間が一時間当たり3〜10分増える。しかしながら、より重要なことは、外科医のワークフローと集中が途切れることであり、これは患者の安全を危うくするものである。清浄のために腹腔鏡を除去することに関連する安全問題は十分理解されており、過去にこの問題を解決するための試みがなされてきた。これらの試みは、レンズをその場で清浄することに関連する無数の問題を解決するには不適当なものであった。
本発明の一態様では、請求項1に規定するように、デバイスの表面を横切るように流体流の向きを変えるためのフローガイドが提供される。本発明の実施形態の選択的な特徴は、従属項にて述べられる。
本発明の別の態様では、デバイスの表面を横切るように流体流の向きを変えるためのフローガイドが提供される。このフローガイドは、互いに直交する第1方向および第2方向に沿って規定された第1平面内に表面が全体的に配置されるように、フローガイドに対してデバイスを位置づけるための位置決め構成と、第1方向において互いに間隔の空いた側壁を有する、流体流を導くための流路と、を備える。フローガイドは、側壁のそれぞれから全体として第2方向に延出するリムを備える。各リムは、第1方向および第2方向と直交する第3方向に全体として延出し第1平面と平行な平面内で凸形をなすリムガイド面を画成して、流体がデバイスの表面を横切って流れるときに流路からの流体流を前記第1方向に発散させる。
本発明の別の態様では、デバイスに沿って長手方向に流体流を導き、デバイスの横方向端面を横切るように流体流の向きを変えるためのフローガイドが提供される。このフローガイドは、デバイスを受け入れる空間を画成する内面と、フローガイドに対して固定された横断面内にデバイスの横方向端面が全体的に配置されるようにフローガイドに対してデバイスを位置づけるための位置決め構成と、デバイスに沿って長手方向に流体流を導きデバイスの横方向端面を横切るように流体流の向きを変えるための流路と、を備える。流路は、互いに対向する内側流路面と外側流路面を有し、内側流路面の方が空間に近い。内側流路面は横断面を通り抜けて延出する。内側流路面の端部は実質的に横断面内に位置する縁で内面と合流し、横断面に対して第1の鋭角で配置される。外側流路面は横断面を通り抜けて延出し、外側流路面の端部が横断面に対して第2の鋭角で配置され、横断面に向けて流体流の向きを変える。
本発明の別の態様では、デバイスに沿って長手方向に流体流を導き、デバイスの横方向端面を横切るように流体流の向きを変えるためのフローガイドが提供される。このフローガイドは、第1部分と、第1部分とは別個の部品として製造される第2部分とを含む。第1部分と第2部分とが共同して、デバイスを受け入れるための空間を画成する内面と、デバイスの横方向端面が全体的に横断面内に配置されるようにフローガイドに対してデバイスを位置づけるための位置決め構成と、デバイスに沿って長手方向に流体流を導きデバイスの横方向端面を横切るように流体流の向きを変える流路と、を画成する。流路は、互いに対向する内側流路面と外側流路面を有し、内側流路面の方が空間に近い。内側流路面の端部は、実質的に横断面内に位置する縁で内面と合流する。外側流路面は横断面を通り抜けて延出し、外側流路面の端部は、横断面に向けてまたは横断面と実質的に平行に流体流の向きを変えるように構成される。第2部分は、第1部分に挿入されるインサートであることが好ましい。
一部の実施形態では、上記態様のうち一つまたは複数が組み合わされる。
一部の実施形態では、フローガイドは流体流を導き向きを変えてデバイスの端面を清浄にするためのものである。一部の実施形態では、デバイスは内視鏡であり、端面は光学素子の表面(レンズ表面など)を含む。フローガイドにより、手術中にレンズに付着するあらゆる生体物質または異物をレンズの表面から除去することが可能になる。したがって、患者から内視鏡を取り除くことなくレンズを清浄にすることができ、外科医が常に手術部位を確実に見られるようにする。
一部の実施形態では、フローガイドはリムを備える。各リムは、制御された態様で端面を横切るように流体流を発散させる凸形のリムガイド面を有する。これにより、流体がフローガイド内の流路を出るときに全体的に平行流である比較的高速の流体流が迅速に発散することができ、その結果、リムが存在しない場合に比べて、流体流が端面をカバーする割合が大きくなる。
一部の実施形態では、フローガイドと流路出口の端面とで画成される排出口が、その端よりも中心部の方で狭い。これにより、端よりも排出口の中心部を通る流体流の方が高速になり、そうすることで流体流の勾配が生まれる。端付近の低速の流体流は、リムガイド面に付着できるほど低速に移動し、流れを発散させる。排出口の中心部付近の流体流は、リムガイド面に付着する必要がなく、したがってより高速に移動することができる。さらに、非一様の速度プロフィールそのものによって、上述したようなリムの存在しない実施形態においても、流れの発散が促進される。
一部の実施形態では、フローガイドは、デバイスに沿って流れを長手方向に導き、デバイスの横方向端面を横切るように流れの向きを変えて、排出口を離れた後に流体流が端面に付着するように構成される。これによって、流体流の大部分が、端面に付着せず端面から離れて流れ表面の洗浄の役に立たなくなるのではなく、端面上の任意の不要な粒子を除去するように機能する。例えば、流れの分離防止を促進する、端面に隣接するフローガイドの内側流路面によって画成される特別に成形されたコーナ特徴によって表面の付着が補助される。
一部の実施形態では、フローガイドは、腹腔鏡などの標準的なデバイスで使用する単一の改良された取り付け具である。取り付け具は簡単な構造であり、したがって製造費用が安価である。これは、フローガイドを使い捨ての取り付け具として使用するのに適したものにしている。取り付け具が使い捨てでないと、手術の手順毎に徹底的に洗浄し、粒子汚染を除いた状態にし、再消毒しなければならなくなる。
一部の実施形態では、フローガイドは、各部品がフローガイドの幾何学的特徴の一部を画成する、二つの個別の部品として製造される。例えば、フローガイドは個別に製造される(例えば成型される)主要部と、主要部内に挿入されるインサートとを有してもよく、これによって各部品の製造が簡素化され、達成すべき製作公差が改善される。
一部の実施形態では、フローガイドは、デバイスまたは内視鏡の一部が、排出口と横断方向反対側にあるフローガイドの窪み部を越えて長手方向に延出するように構成される。これにより、端面を横切る流れが端面の縁でより効率的に端面を洗浄することが可能になり、端面の洗浄を容易にする。言い換えると、これらの実施形態では、窪み部と、端面が使用時に配置される平面との間にギャップが存在する。例えば、窪み部は、排出口の各側壁または排出口に隣接する任意の他のガイド構造(例えば、上述のリム)上に延出してもよい。フローガイドがデバイスを完全に包囲するか部分的にのみ包囲するかにかかわらず、窪み部はフローガイドの残りの周囲長全体にわたって延出してもよい。
一部の実施形態では、フローガイドは周囲に沿ってデバイスを完全に包囲するように構成されるが、他の実施形態では、フローガイドは、例えば排出口の各側壁上に延びる翼状部を用いてデバイスを部分的にのみ包囲するように構成される。いずれの場合も、これらの実施形態はデバイスの横方向の相対移動を防止するようにデバイスをしっかりと保持するが、フローガイドへのデバイスのスライド挿入を可能にするように構成される。
一部の実施形態では、フローガイドは腹腔鏡(または、一般的に内視鏡)と一体的に形成される。これにより、フローガイドが永久的に適所に保持され、デバイスの使用中にいつでも確実に使用できるようになる。
一部の実施形態では、フローガイドは、デバイスが長手方向にスライドされるときに、デバイスを受け入れるための空間を画成する内面を有する。一部の実施形態では、内面はデバイスの横断面の周囲の半分以上を包囲し、フローガイドに対してデバイスを固定するように作用する。一部の実施形態では、デバイスをフローガイド内に挿入するとき、デバイスの横方向端面が内面の部分を越えて長手方向に突出する。
一部の実施形態では、フローガイドは、第1部分と、好ましくは第1部分内に挿入されるインサートである第1部分とは別個の部品として製造される第2部分とを備える。第1部分と第2部分は共同して流路を画成する。一部の実施形態では、第1部分と第2部分は別個の型を用いて成型される。一部の実施形態では、内側流路面、縁および内面の少なくとも一部がインサートにより画成される。一部の実施形態では、外側流路面が第1部分よって画成される。
一部の実施形態では、横断面と直交する平面内で外側流路面の縁が凸形であり、横断面に対する高さが非一様である排出口を画成する。これによって、外側流路面と横断面との間を流れるように規制される流体に、非一様の速度プロフィールが与えられる。
一部の実施形態では、デバイスの横方向端面を止めるために、位置決め構成が横断面内に全体的に配置されるリムの基部を備え、これによって横断面を画成する。一部の実施形態では、フローガイドが縁の各側壁から横方向に延びるリムを備える。各リムは、全体的に長手方向に延びるリムガイド面を画成し、横断面と平行な平面内で凸状であり、流体がデバイスの横方向端面を横切って流れるときに、流路からの流体流を横断面と平行な平面内で発散させる。
一部の実施形態では、位置決め構成が、第1平面内に全体的に配置されデバイス表面に寄りかかるように構成されたリムの基部を備え、リムガイド面がデバイスの表面から第3方向に延出する。
一部の実施形態では、内側流路面が横断面の上方に頂部(crest)を有し、横断面上への頂部の投影が、縁までよりも、内側流路面と横断面との交差部によって画成される線に近接している。一部の実施形態では、内側流路面の長手部が空間に沿って部分的に延出する。
一部の実施形態では、内側流路面の端部が、デバイスの横方向端面と実質的に連続する面を形成するように配置される。
一部の実施形態では、内側流路面が横断面を通り抜けて延出し、内側流路面の端部が縁で内面と合流し横断面に対して第1の鋭角で配置される。外側流路面の端部が横断面に対して第2の鋭角で配置され、横断面に向けて流体流の向きを変える。
一部の実施形態では、第2の鋭角は第1の鋭角と異なる角度であり、好ましくは第2の鋭角の方が第1の鋭角よりも大きい。一部の実施形態では、第1および第2の鋭角の平均は約20°である。一部の実施形態では、第1の鋭角は約15°であり、第2の鋭角は約26°である。
一部の実施形態では、流路は、縁に隣接する流路の部分と、空間に沿って長手方向に延びる流路の長手部との間に空洞を備える。この空洞は、流路の長手部に沿った長手方向の流れから、縁に隣接する流路の部分を通る全体的に横方向の流れへと、流体流の向きを変えるように成形される。一部の実施形態では、空洞は約110°の角度だけ流れを曲げるように成形される。他の実施形態では、空洞は約124°の角度だけ流れを曲げるように成形される。一部の実施形態では、空洞は、縁に隣接する流路の部分よりも大きい断面流路面積を有する。一部の実施形態では、空洞は、空洞に隣接する流路の長手部よりも大きい断面流路面積を有する。
一部の実施形態では、フローガイドは、縁から長手方向に間隔の空いたフローガイドの端部に注入口を有する。注入口は、縁に隣接する流路よりも大きい断面流路面積を有する。一部の実施形態では、注入口の断面流路面積は、外側流路面の端部と横断面との間に画成された排出口の断面流路面積よりも大きい。一部の実施形態では、注入口の断面流路面積は排出口の断面流路面積よりも約6倍大きい。一部の実施形態では、倍数は約15である。一部の実施形態では、倍数は少なくとも6、少なくとも10、または少なくとも15である。一部の実施形態では、流路が連続的であり、内部に流体流に対する障害物を持たない。
一部の実施形態では、流路の断面流路面積が注入口から空洞の入口に至るまで減少する。
一部の実施形態では、流路の端面流路面積が入口の後で増加する。
一部の実施形態では、デバイスの横方向端面が横断面内に全体的に配置されるとき、流体流がデバイスの横方向端面に付着し横方向端面を横切って流れるように、内側流路面および外側流路面が流体流の向きを変える。
一部の実施形態では、内側流路面、縁および内面の少なくとも一部が第2部分によって画成される。一部の実施形態では、位置決め構成が第1部分によって画成される。一部の実施形態では、第2部分が部分的に空間に沿って延びる。
一部の実施形態では、外側流路面の縁が、第1平面および第2平面と直交する第3平面に対して対称である。一部の実施形態では、外側流路面の縁が湾曲している。
一部の実施形態では、各リムガイド面が、第1方向および第2方向により規定される平面内で全体的に湾曲している。
一部の実施形態では、外側流路面の縁が、第1方向および第2方向により規定される平面内で凸状である。
一部の実施形態では、フローガイドが、第1平面に対して約20°の角度で流体流の向きを変えるように構成される。
一部の実施形態では、流路は、流路の側壁の間を第1方向に延出し、外側流路面と全体的に対向する内側流路面を有する。一部の実施形態では、内側流路面は、デバイスがフローガイドに固定されたときに、デバイス表面と実質的に連続する面を形成するように成形される。一部の実施形態では、表面が第1平面内に配置されるようにデバイスを位置決めするとき、外側流路面に対向する内側流路面がデバイスによって画成される。
一部の実施形態では、デバイスが実質的に円筒形であり、表面がデバイスの端面であり、デバイスに沿って長手方向に流路の一部を画成してデバイスに沿って長手方向に流体流を導くようにフローガイドが構成される。
一部の実施形態では、フローガイドの長手部が内面と外面とを備える。内面と外面が接続されて二つの先端を形成し、この結果、デバイスが長手部によって部分的にのみ包囲される。一部の実施形態では、各先端に隣接して内面と外面との間に遠位先端面が画成される。遠位先端面は、第1平面と平行であるが同一平面上ではない平面内に位置し、この結果、デバイスの表面が第1平面内に配置されるとき、デバイスの表面が遠位先端面を越えて長手方向に突出する。
本発明の別の態様では、レンズまたは光学ウインドウを有する横方向端面と、上述したようなフローガイドとを備え、デバイスに沿って長手方向に流体流を導きデバイスの横方向端面を横切るように流体流の向きを変える、光学デバイスが提供される。フローガイドは光学デバイスと一体的に形成されるか、または光学デバイスから分離可能である。
一部の実施形態では、デバイスが実質的に円筒形であり、表面がデバイスの端面である。一部の実施形態では、デバイスが光学デバイスであり、表面がデバイスのレンズまたは光学ウインドウである。一部の実施形態では、デバイスが医療機器、内視鏡または腹腔鏡である。
以下、本発明の実施形態を例示として添付の図面を参照して説明する。
図1を参照すると、全体的に円筒形またはロッド形状である腹腔鏡6にフローガイド2が取り付けられている。フローガイド2は、腹腔鏡6に沿って流体流を長手方向に導き、腹腔鏡6の実質的に平坦な遠位端面4を横切るように流体流の向きを変えるためのものである。フローガイド2は、腹腔鏡6の端面4を横切って流体の層流が流れるように構成される。フローガイド2は、腹腔鏡6のシャフトに沿って長手方向に流体流を導くための長手部3と、端面4を横切るように流体流の向きを変えて端面4を清浄するための遠位端部1と、反対側の注入口5とを備える。端面4(図2により詳細に示す)は、全体として横断面(すなわち、長手方向と直交する、フローガイド2に対して固定された平面)に配置され、光源として機能する光ファイバー束4bに囲まれたレンズ4a、光学ウインドウ、または腹腔鏡6の他の表面を備える。
フローガイド2は、その中を流体が流れることができる流路8(図6を参照)を備える。流路8は、フローガイド2の遠位端部1に、流体が流路8から流出する排出口10を有する。使用時、フローガイド2は、腹腔鏡6に対して固定位置に配置される。フローガイド2は、排出口10を通って流路8から離れる流体流を、腹腔鏡6の端面4を横切る方向に向かわせるように、腹腔鏡6に取り付け可能である。
流路8は二つの側壁12を備え(図5を参照)、これらは端面4と平行な第1方向で互いに対して間隔を空けて配置される。二つの側壁12は流路8の対辺で互いに向き合っており、流路8の外表面(すなわち、腹腔鏡6から最も離れた面)を画成する外側流路面14(図6を参照)によって接続されている。遠位端部1では、外側流路面14が全体として端面4の方向に向いており、二つの側壁12の間で実質的に第1方向に延び排出口10の外側限界を画成する外縁16を定めている。一部の実施形態では、内側流路面35(以下で詳細に述べる)によって排出口10の内側限界が定められる。一部の実施形態では、排出口10の内側限界が、内側流路面35および端面4そのものによって共同して規定されるが、別の実施形態では、これらのうち一方のみが排出口10の内側限界を規定する。外縁16に近接する部分では、外側流路面14は、流体流の意図された方向と平行な方向において実質的に直線である。これは、流体流が排出口10を通過した後に、流体流が単一の点に集中することを防ぐ役割をする。
フローガイド2の遠位端部1とは反対側には、フローガイド2内に注入口5が形成される。注入口5により、フローガイド2の長手部3内の流路8の一部に流体が入り、腹腔鏡6に沿って空洞42(後述する)へと流れ、続いてフローガイド2の遠位端部1内の流路8の一部に流れ、排出口10を通して流出する。流路8の腹腔鏡6に沿った部分では、流体が注入口5を通過した後、腹腔鏡6に沿って移動するときに層流を再構成する。
注入口5の断面流路面積は、排出口10の断面流路面積よりも大きい。(本明細書を通じて、「断面流路面積」という用語は、流体流の意図された方向と直交する平面における断面積のことを言う。)これらの二つの断面流路面積の差は6倍であるが、一部の実施形態では倍率が異なる。注入口5の断面流路面積は約14.2mm2であり、排出口10の断面流路面積は約2.4mm2である。断面流路面積のこの差によって、注入口5に進入する流体流の速度よりも、排出口10から流出する流体流の速度が全体的に大きくなる。この出口速度の増加は、流体流が腹腔鏡6の端面4に付着し、端面4上の不要なあらゆる粒子を除去するのに十分な速度となるのに役立つ。
一部の実施形態では、フローガイド2の遠位端部1とは反対側にある注入口5が、腹腔鏡6の長手軸の法線に対して約15°の角度となるように配置される。進入する流体は、流体が注入口5から流路8内に入り流路8の遠位端に向けて流れるときに、約75°の角度で曲がる。一部の実施形態では、注入口5の断面流路面積は約25mm2であり、より詳細には25.32mm2である。注入口5の断面流路面積は排出口10よりも大きい。これら二つの断面流路面積の差は約15倍である。
注入口5は流体供給源(図示せず)に接続される。一部の実施形態では、流体供給源から受け取る流体は二酸化炭素などの気体である。フローガイド2によって操作され制御される気体流を使用して、あらゆる不要な粒子を端面4から除去することによって端面4を清浄にする。不要な粒子には、手術中にレンズ表面に付着する生体物質または異物を含む。
一部の実施形態では、流体供給源から受け取る流体が液体であり、排出口10を通して端面4の全域に液体の噴流が吐出される。一部の実施形態では、この液体の噴出を使用して、上記と同様にして端面4を清浄にする。
腹腔鏡6の端面4のより詳細な図である図2を参照すると、腹腔鏡6の端面4の三つの主要部が見られる。レンズ4aまたは光学ウインドウが中心に位置する。レンズ4aは光ファイバー束4bによって囲まれている。光ファイバー束4bを使用して端面4から光が放出されて光のない環境での腹腔鏡6の使用が可能になる。光ファイバー束4bは、腹腔鏡6の外壁に沿って長手方向に延び腹腔鏡6の内部部品を保護する外側カバー4cによって囲まれている。外側カバー4cの外面の一部は、フローガイド2の内面24と接触している。表現を明確にするために、腹腔鏡6の端面4の詳細は以降の図面では省略される。
一部の実施形態では、外側流路面14の外縁16は、長手方向において、腹腔鏡6のレンズ4aに至るまで、またはレンズ4aを部分的に越えて延出する。排出口10とレンズ4aとを近接させることで、レンズ4aの上に流体を高速で流して、排出口10がレンズ4aから離れているときに起こりうる、レンズ4aに到達する前に流体の速度のかなりの割合が失われないようにしている。
フローガイド2の長手部3は、フローガイド2の遠位端部1から、腹腔鏡6のシャフトに沿って、腹腔鏡6の端面4と全体的に直交する方向にその近位端まで延びる。フローガイド2の長手部3は、内面24と外面26とを備える。内面24は、腹腔鏡6を受け入れるための空間を画成し、腹腔鏡6の少なくとも一部を包囲してフローガイド2を腹腔鏡6に取り付けるような形状にされる。一部の実施形態では、フローガイド2が腹腔鏡6に取り付けられたとき、外面26が、横断面と平行な平面内で実質的に円弧を形成する。外面26と内面24は、腹腔鏡6の軸に沿って長手方向に延びる。内面24と外面26が接続されて二つの先端28を形成する。一つの先端28は、外面26によって画成される円弧の各端部にあり、このため腹腔鏡6は長手部3によって部分的にのみ包囲される。内面24は、腹腔鏡6の円周の半分以上を包み込み、腹腔鏡6がフローガイド2に対して横方向に移動することを防止する。
図3を参照すると、各先端28に隣接して、内面24と外面26との間に遠位先端面27が画成されている。遠位先端面27は、横断面と平行であるが横断面と同一平面上にはない平面内にある。むしろ、遠位先端面は、フローガイド2の長手部3内で横断面から比較的わずかな距離だけ離れて位置する。一部の実施形態では、この距離は約0.5mmである。腹腔鏡6がフローガイド2の中に挿入されると、腹腔鏡6の端面4が遠位先端面27を越えて長手方向に突出する。遠位先端面27をこのような位置にすることの意味は、端面4上の粒子を流体流によって端面4から除去できるように端面4の縁をあらゆる障害物から遠ざけることである。遠位先端面27に合流する部分を除き、外面26の残りの部分は横断面を抜けて長手方向に延出する。
一部の実施形態では、先端28が実質的に剛体であり、腹腔鏡をフローガイド2内に配置するために、腹腔鏡6を受け入れる空間の中に腹腔鏡6が長手方向にスライドされる。他の実施形態では、先端28が柔軟であり、腹腔鏡6を先端の間に挿入して、フローガイド2に対して腹腔鏡6を固定するために腹腔鏡6に力を及ぼすことができるように、先端28の間の間隔を定めることができる。他の実施形態では、先端28が柔軟であり、フローガイド2に対して腹腔鏡6を固定するために腹腔鏡6に力を及ぼすことができるが、腹腔鏡6は、腹腔鏡6を受け入れる空間の中に長手方向にスライドさせることによって挿入される。
一部の実施形態では、フローガイド2の中に腹腔鏡6があるとき、フローガイド2は腹腔鏡6への弾性力によって腹腔鏡6を適所に保持する。フローガイド2の中に腹腔鏡6があるとき、先端28が腹腔鏡6を把持できるように先端28が内側に向けて曲がっている。他の実施形態では、先端28を内側に向けて曲げることなく弾性力が付与される。
フローガイド2は、二つのリム(突出部)18も備える。各リム18は、流路8の側壁12のそれぞれから、第1方向と直交する第2方向に全体的に延出する。第2方向は、流体流が排出口10を通って流れるときに端面4を横切る流体流の方向と全体的に平行である。各リム18はリムガイド面20を備え、リムガイド面20は端面4と直角であり第1および第2方向と直交する第3方向に全体的に延出する。排出口10では、流路8の各側壁12とそれぞれのリムガイド面20との間は滑らかに遷移する。リムガイド面20は、排出口10を越えてさらに第3方向に延び、外側流路面14によって第3方向の範囲が制限される。各リムガイド面20はまた、排出口10から離れて第2方向にも全体的に延出する。各リムガイド面20が排出口10から離れて第2方向に延出するとき、対向するリムガイド面20から離れるように第1方向にも広がる。したがって、第1方向に延びる想像線に沿ったリムガイド面20同士の間の距離は、想像線が排出口10から離れて第2方向に移動するにつれて増加する。したがって、リムガイド面20は、第2方向に延びるにしたがって発散(diverge)する。第2方向に対する各リムガイド面20の発散の角度は、排出口10からの距離とともに増加する。言い換えると、リムガイド面20は凸状である。一部の実施形態では、排出口10の近位側では、リムガイド面20が実質的に第2方向に延びる一方、排出口10の遠位側では、リムガイド面20が全体的に第1方向に沿う。一部の実施形態では、リムガイド面20は、第1および第2方向によって規定される平面内で滑らかに湾曲する。一部の実施形態では、リムガイド面20は、隣り合わせに配置されて滑らかな湾曲面の曲線近似を形成する、複数の実質的に平坦な面によって形成される。両方のタイプの表面を、全体的な曲線として集合的に記載することができる。
リム18はそれぞれ底部22(図5を参照)を備える。底部22は、腹腔鏡6の端面4の一部に寄りかかるような形状とされ横断面に配置される。底部22が端面4に寄りかかるので、リムガイド面20が端面4と接触し、端面4から第3方向にリムガイド面が延出することが保証される。底部22の位置により、端面4が全体的に横断面内に配置されるように、端面4に対して排出口10が正確に位置決めされることも保証される。底部22はストップとしても機能し、腹腔鏡6がフローガイド2に対して第3(長手)方向に横断面を越えて移動することを防止する。
排出口10から離れて湾曲した後、リムガイド面20のそれぞれが外面26と合流する。遠位先端面27はそれぞれ、各先端28から、リムガイド面20と外面26の合流点と長手方向において一致する位置まで延出する。
一部の実施形態では、各リムガイド面20は、腹腔鏡6の端面4と平行な平面内で約2.5mmの曲率半径を有する。
フローガイド2の遠位端部1では、フローガイド2の遠位端面29が排出口10から離れる方向に外側流路面14の外縁16から延出し、フローガイド2の外面26と合流する。外側流路面14の外縁16に近接して、フローガイド2の遠位端面29は、排出口10から離れて全体的に第3方向に延出する(図6参照)。これは、流体流が排出口10を通過するとき、流体流が遠位端面29に付着することを防止するのに役立つ。遠位端面29が排出口から離れて延出するとき、腹腔鏡6の外面26の方に向けて湾曲する。フローガイド2の外面26に近接して、フローガイド2の遠位端面29は、第1および第2方向によって規定される平面内に実質的に位置し、したがって外面26に対して直角である。リムガイド面20が腹腔鏡6の端面4から離れて第3方向に延出するとき、リムガイド面20はフローガイド2の遠位端面29と合流する。フローガイド2の遠位端面29は、第1および第2方向によって規定される平面内でリムガイド面20あるいは外側流路面14の外縁16を越えて突出しない。これにより、フローガイド2の遠位端面29が、端面4の覆われていない部分の邪魔にならないことが保証される。
フローガイド2の遠位端部1と腹腔鏡の端面4とを示している図4を参照すると、端面4を横切る流体流の経路が5本の矢印によって示されている。第1の矢印30は、端面4の中心を横切る流体の経路を示す。流体流のこの部分は、第2方向において実質的に直線の経路を有する。第2の矢印31と第3の矢印32は、各リムガイド面20に近接する流体流を図示している。各リムガイド面20に近接する流体流は、リムガイド面20に付着する傾向を有するが、これはコアンダ(Coanda)効果によるものと考えられる。したがって、リムガイド面20に近接する流体流は、それぞれのリムガイド面20によって特徴づけられる速度を有する(すなわち、流体流は全体的に曲がった経路を辿る)。これにより、リムガイド面20の背後にある端面4の部分、すなわちリム18の底部22と接触している部分を除いて、流体流が実質的に端面4の全体を横切って流れるように、リムガイド面20に隣接する流体流が第1方向に発散するようになる。第4の矢印33および第5の矢印34は、排出口10の中心とリムガイド面20との間の二つの中間位置に流れる流体を示す。これらの位置における流体経路もリムガイド面20による影響を受け、流体経路が矢印30から離れて湾曲するが、矢印31および32で示した流体経路よりもその程度は小さい。
リムガイド面20は、レンズの露出面の実質的に全体をカバーするのに十分に流体を拡散させるのに役立つ。リムガイド面20がないと、流体流は十分にまたは迅速に発散することができず、したがってレンズを適切に保護し洗浄することができなくなるであろう。
再び図4を参照すると、外側流路面14の外縁16が、第1および第2方向によって規定される平面内で湾曲しており、この平面で凸状をなすことが分かる。外側流路面14の外縁16の中心は、流路8の側壁12と合流する外側流路面14の外縁16の部分よりも、第2方向にさらに延び出している。流体流が排出口10を通って流れるときに流体流が外縁16と直交するように、外縁16が湾曲している。これにより、流体流が妨害されることなく排出口10を通って通過することが保証され、また流体流が発散を開始するのを助ける。
図5は、腹腔鏡6の端面4の平面内の視点から見たフローガイド2の遠位端部1を示す。流路8の二つの側壁12、外側流路面14の外縁16、および腹腔鏡6の端面4によって排出口10が画成されていることが分かる。外側流路面14の外縁16は、第1および第3方向によって規定される平面内で湾曲しており、そのため、外縁16と端面4との間の隙間が、流路8の側壁12に隣接する外縁16の部分よりも、外縁16の中心部で小さくなっている。外縁16に隣接して、外側流路面14自体も同様に湾曲している。外縁16の凸形状により、流路8の側壁12の一方に隣接する排出口10の部分よりも排出口10の中心部を通る流体の方がより速く流れることが保証される。排出口10を通り流路8の側壁12に隣接して特定の速度以上で流れる流体は、リムガイド面20に付着することがなく、したがって主に第2方向内の経路で連続し、端面4を横切って発散することがない。第1および第3方向によって画成される平面内で外縁16を凸形状にすることで、流れの平均速度を増加させつつ、中心部における流速に対してその近傍で流速を低下させることでリムガイド面20に対する流体の付着を確保することができる。排出口10により作り出される速度プロフィール(断面)は、リムガイド面20への流れの付着を助けるだけでなく、それ自身により流れを発散させる。排出口10の中央における(図4の第1の矢印30に沿った)流体流は、端面4を横切ってより長距離を移動する必要があるので、速度を増加させると、端面4の全域にわたって端面4に流体流を付着し続けるために役立つ。外縁16の凸形状によって付与される速度断面は、異なる速度で移動する流体部分間の摩擦によって、(リムガイド面20を画成するリム18を有さない実施形態であっても)流れを発散させる役に立つ。
一部の実施形態では、排出口10の第1方向における幅は約5.5mmである。排出口10の中心部における第3方向の高さは約0.3mmであり、流路8の各側壁12に隣接した第3方向の高さは約0.7mmである。外側流路面14の外縁16は、半径約9.5mmの円弧を形成する。
一部の実施形態では、排出口10の断面流路面積は約1.7mm2であり、より詳細には1.68mm2である。排出口10の第1方向における幅は約7mmである。排出口10の中心部における第3方向の高さは約0.2mm(より詳細には0.17mm)であり、流路8の各側壁12に隣接した第3方向の高さは約0.4mm(より詳細には0.39mm)である。外側流路面14の外縁16は、半径約28mm、より詳細には27.51mmの円弧を形成する。
フローガイド2の遠位端部1では、流体流が排出口10を通って流れるときに、流体流の端面4への付着を促進するように流路8が構成される。流体流の端面4への付着によって、流体流がレンズ表面から不要な粒子を除去することが保証される。端面4に付着しない流体流の任意の部分は、端面4から離れて流れ、端面4の洗浄にはほとんど役に立たなくなる。
図6は、フローガイド2の遠位端部1の一部、長手部3の一部、および腹腔鏡6の一部の縦断面図であり、図7は、フローガイド2の遠位端部1および長手部3の一部の側面図である。これらの図を参照して、一部の実施形態によると、フローガイド2の内側面にインサート37が配置される。インサート37は、フローガイド2の残りの部分(すなわち、フローガイド2の主要部)とは別個に製造される。一部の実施形態では、インサート37と主要部が別個に成型される。
一部の実施形態では、インサート37が配置されるフローガイド2の長手部の領域内で、インサート37が流路8の側壁12を画成する。他の実施形態では、この領域における流路の側壁12が、フローガイド2の主要部によって画成される。
インサート37は、フローガイド2の主要部内のある位置に配置されるように構成され、流路8の側壁12の間に延び内側流路面35を画成する。内側流路面35は、外側流路面14の反対側に位置してこれに対向し、長手部3に部分的に沿って遠位端部1から延出する。内側流路面35は、腹腔鏡6の端面4と実質的に連続する面を形成するように構成される。したがって、腹腔鏡6の表面に隣接する内側流路面35の内縁36は凹形である。内縁36は、実質的に横断面内に配置される。内縁36では、内側流路面35が内側インサート面38と合流する。内側インサート面38は、インサートがその意図された位置にあるとき、フローガイド2の内面24と連続した面を形成するように配置されたインサート37の表面である。したがって、腹腔鏡6がフローガイド2内の意図された位置に(すなわち、端面4が横断面にあるように)配置されたとき、内側インサート面38が腹腔鏡6と接触する。
一部の実施形態では、内側流路面35の腹腔鏡6に沿った部分は、空洞42から注入口5へと延びる。他の実施形態では、内側流路面35の腹腔鏡6に沿った部分は、この位置まで延出するインサート37のために、空洞42から、空洞42と注入口5の間の位置まで延びる。腹腔鏡6に沿った流路8の残りの部分では、腹腔鏡6が内側流路面35の等価物を画成するように機能する。
一部の実施形態では、インサート37が別個に成型され、その後、例えば接着、圧入、超音波または熱接合によって、フローガイド2の残りの部分と組み付けられる。これにより、ガイドの残りの部分の成型が簡単になる。しかしながら、一部の実施形態では、「インサート」33とフローガイド2の残りの部分が、単一の型で一つの部品として一体的に成型される。すなわち、フローガイド2が単一ユニットとして成型される。
一部の実施形態では、インサート37は、注入口から排出口までのように、フローガイド2の縦方向長さの実質的に全体に沿って延びる。
内縁36に隣接して、内側流路面35が端面4に対して第1角度で配置される。外縁16に隣接して、外側流路面14が端面4に対して第2角度で配置される。第2角度は第1角度よりも大きい。これにより、流体が排出口10に向かって流れるときに、流体が端面4に到達する前に流路8の断面流路面積が減少し、端面4への付着の前に流体流の速度が増加する。一部の実施形態では、第1角度および第2角度の平均が約20°である。この角度で端面4に接近する流体流は、端面4により付着しやすく、またより長期間端面4に付着し続けることが分かっている。一部の実施形態では、第1角度は約15°、より詳細には約15.1°であり、第2角度は約26°、より詳細には約26.4°である。
内側流路面35と外側流路面14の両方が、フローガイド2の長手部3からフローガイド2の遠位端部1へと横断面を通り抜けて延びる。したがって、流路8は横断面を通り抜けて延び、その後、90°よりも大きな角度、一部の実施形態では約110°で曲がり、その結果、流路が横断面の方に向きを変える。内側流路面35は、フローガイド2の長手部3から遠位端部1まで第3方向に延び、横断面を通過する。横断面に向けて第1角度で配置されるまで、内側流路面は90°(一部の実施形態では約105°、より詳細には105.1°)よりも大きい角度で滑らかに湾曲する。内側流路面35の残りの部分は、内側流路面35の端部を画成し、内縁36に到達するまでこの角度で配置される。第3方向の最遠部に延びる内側流路面35の部分は頂部(crest)を画成する。この頂部は、第2方向において、内縁36よりも、フローガイド2の長手部3に沿った内側流路面35の部分に近い。言い換えると、横断面上への頂部の投影は、内縁36までよりも、内側流路面35と横断面との交差部により画成される線までの方が近い。内側流路面35のこの形状は、流体流がコアンダ効果により曲がるときに流体流の内側流路面35への付着を促進する。このことは、流体流が滑らかに曲がるのを助け、乱流の可能性を低減する。
同様に、外側流路面14は、フローガイド2の長手部3から遠位端部1まで第3方向に延び、横断面を通り抜ける。横断面に向かって第2角度で配置されるまで、外側流路面は90°よりも大きい角度(一部の実施形態では約116°、より詳細には116.4°)で滑らかに湾曲する。外側流路面14の残りの部分は外側流路面14の端部を画成し、外縁16に到達するまでこの角度を維持する。こうして、流路8は、横断面と排出口10に隣接する流路8の端部との間に空洞42を画成する。
フローガイド2の長手部3を参照すると、流路8の長手部は腹腔鏡6の長手軸と平行に延びる。流体流は、第3方向に腹腔鏡6に沿って流路8の長手部を通って移動し、空洞42に至る。空洞42内では、上述したように、流体流が流路8を通って流れるときに約124°向きを変えられる。流体流が空洞42を離れると、流体流は流路8の端部に進入する。流路8の端部の断面流路面積は、空洞42と排出口10との間で減少する。これにより、流体が排出口10を通過する前に、流体の流速が再び増加する。
流路8の腹腔鏡6に沿った部分の断面流路面積は、注入口5から空洞42への入口まで減少する。今度は、空洞42の入口が、空洞42そのものよりも小さい断面流路面積を有している。これにより、流体流が空洞42に接近するとき流体流の速度が増加し、流体流が空洞42に進入するときに速度が減少する。これは、流体流が空洞42の中で曲がるときに速度が減少した状態で移動することを意味する。
このように、注入口5と排出口10との間で、空洞42までは流速が増加し、空洞42内では流速が減少して、流れ方向の円滑な変化を容易にし、続いて排出口10に向けて再び流速が増加して出口速度を高める。フローガイド2を通る流れの速度プロフィール(断面)によって促進される円滑な方向変化により、流体流の窒息点(choking point)を排出口10に残すことが容易になり、したがって、排出口10における流体流の最大速度を維持するのに役立つ。排出口10における速度の高さを保証することによって、腹腔鏡6が流体付着の改善を促進する。
排出口10は、そこを越えると流体流がリムガイド面20および腹腔鏡6の表面4によってのみ制約を受ける点の位置にある。排出口10の外側限界は、外側流路面14の外縁16によって定められる。排出口10の内側限界は、腹腔鏡6の端面4への、外縁16の第3方向における投影によって定められる。外側流路面14の外縁16の全ての部分は、第2方向において内側流路面35を越えて延び、その結果、排出口10の内側限界が端面4によって完全に定められる。しかしながら、一部の実施形態では、外側流路面の外縁16の中央部が内側流路面35を越えて延びるが、流路8の各側壁12に隣接する外側流路面14の外縁16の部分は、内側流路面35ほどは第2方向に延び出さない。これにより、排出口10の内側限界は、一部は端面4上への外縁16の投影によって、一部は内側流路面35上への外縁16の投影によって、定められることになる。
一部の実施形態では、フローガイド2は、インサート37または内側流路面35を有していない。腹腔鏡6が内側流路面35の等価物を定めるように機能し、したがって、腹腔鏡6が流路8の一側面を定めるように機能する。これらの実施形態を、図8ないし図10を参照して説明する。上述の実施形態の特徴は、インサート37が存在するか否かにかかわらず等しく適用可能であることは理解されるだろう。特に、空洞42に関係する特徴に関して、これらは、腹腔鏡6の外面が内側流路面35を置き換え内側流路面35として機能する、両方の種類の実施形態に当てはまる。
図6に対応する図8を参照すると、排出口10に隣接する流路8の端部に空洞42が画成され。外側流路面14がこの部分で湾曲する。インサート37は存在せず、腹腔鏡6が内側流路面35を形成する。インサート37が存在しないことで、外面26と外側流路面14との間のフローガイド2の長手部3を、フローガイド2の半径を増加させずに厚くすることが可能であり、このためその強度が増加する。
図5に対応する図9を参照すると、腹腔鏡6の真上および背後にインサート37が存在しないことが示されている。
図7に対応する図10を参照すると、流路8の二つの側壁12がフローガイド2の長手部3に沿って等距離であり、このため流路8の断面流路面積がこの部分に沿って変化するのではなく一定になっている。流路8の二つの側壁12は約7mm離れている。したがって、フローガイド2そのものの断面も、この部分に沿って一定である。流路8の断面流路面積は約4.5mm2であり、より詳細には4.53mm2である。外側流路面14の外縁16は、図5について説明した実施形態と同様に湾曲する。しかしながら、一部の実施形態では、二つの側壁12が上述のように配置され変化する断面を提供する。一部の実施形態では、長手部3に沿った流路8の断面が、インサート37が存在しないにもかかわらず、図7に関して上述したように変化する。
図11を参照すると、一部の代替実施形態では、外側流路面14の外縁16が第1および第2方向によって規定される平面内で湾曲せず、その結果、外側流路面14の外縁16が第1および第3方向によって規定される平面内に存在するように、上述の実施形態が修正される。これは、第2方向において排出口10を通る平行な流体流を形成するのを助け、その結果、リムガイド面20に流体流が付着を開始するまで流体流が発散を開始することがなくなる。フローガイド2は、本明細書で述べた任意の実施形態にしたがって他の方法で構築される。
図12を参照すると、一部のさらなる代替実施形態では、外側流路面14の外縁16が第1および第3方向によって規定される平面内で湾曲せず、その結果、外側流路面14の外縁16が第1および第2方向によって規定される平面内に存在するように、上述の実施形態が修正される。これにより、第3方向における排出口10の高さが変化しないので、流体流の全ての部分が排出口10を通して一定速度になることが保証される。フローガイド2は、本明細書で説明した任意の実施形態にしたがって他の方法で構築される。
本発明の特定の実施形態についての上記説明は例示を目的としており本発明の範囲を限定する意図はないことが理解されるだろう。上述の実施形態の多くの修正(その一部は以下で説明する)が添付の特許請求でカバーされるように想定され意図されている。
一部の実施形態では、外面26と内面24が先端28で合流しないで、両方がデバイスの周りに完全に延びる。したがって、外面26と内面24は実質的に円筒形であり、腹腔鏡を完全に包囲する。上述したように、フローガイド2によって全ての側面に完全にまたは部分的に流路8が形成されるか、あるいは、腹腔鏡6によって一側面が完全にまたは部分的に提供される。内視鏡用の流体導管の様々な実施形態は、PCT出願PCT/GB2010/001302が優先権を主張するイギリス国特許出願GB0911891.0に開示されており、両方とも参照によって本明細書に援用される。
一部の実施形態では、流路8の腹腔鏡6に沿った部分と、流路8のリム18に隣接する部分が組み合わされて、連続面を形成する。
一部の実施形態では、フローガイド2は、Radel A、ポリエーテルスルホン、Radel R、ポリフェニルスルホンおよび関連する/修正されたポリマー、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリフェニレン、例えばポリエチレンテレフタラート(PET)またはポリブチレンテレフタラート(PBT)に基づくValox(商標)樹脂、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリブチレンテレフタラート(PBT)、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンブチレン(ABS)、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアクリレートなどの、任意の適切な既知であり認可された医療用プラスチックで作成される。一部の実施形態では、例えばステンレス鋼(316L)などの金属でフローガイド2を製造することができる。
一部の実施形態では、フローガイド2は腹腔鏡6に取り付け可能である。他の実施形態では、フローガイド2は腹腔鏡6と一体的に形成される。一部の実施形態では、腹腔鏡6は柔軟なまたは半剛体の内視鏡であるが、他の実施形態では、腹腔鏡6は剛体である。
一部の実施形態では、リムガイド面20が流路8の側壁12から延びるとき、上述のようにリムガイド面が発散する前にリムガイド面が最初に一つになる。
上述したフローガイド2は、排出口10の中央を通過する第2および第3方向によって規定される平面に対して対称であるが、他の実施形態ではこれは当てはまらない。
一部の実施形態では、流体流は連続流であり、不要な粒子から端面4を保護する持続的な障壁を作り出す。他の実施形態では、流体流はパルス状または間欠的な流れであり、速度が変化するか階段状である。これは、特定の種類の粒子を端面4から除去するのにより有効である。
一部の実施形態では、第1角度および第2角度は両方とも同じであり、例えば約20°である。他の実施形態では、第1角度が約0°であり、内側流路面35のリム18に隣接する部分が実質的に横断面内にある。
上述したように、排出口10は単一の出口である。他の実施形態では、フローガイド2が複数の排出口を備える。
上述した実施形態では、フローガイド2の長手部3において、流路8が、腹腔鏡6の長手軸と実質的に平行である実質的に直線の経路を画成する。しかしながら、一部の実施形態では、流路8が、腹腔鏡6に沿って任意の湾曲したまたは傾斜した経路(螺旋状経路など)を画成する。「〜に沿って長手方向に」という用語は、長手方向に成分を有する任意の経路のことを指すように意図されている。一部の実施形態では、流路は、端面4を横切る湾曲した経路または螺旋状の経路に流体流の向きを変えるように構成される。
腹腔鏡6に取り付けられるフローガイド2に関して特定の説明を述べてきたが、任意の他のデバイスの表面、特に光学デバイス、より詳細には、医療用または非医療用の全体的に円筒形のデバイスの任意の光学面の洗浄に対して、任意の必要な修正を施した上で、フローガイド2を適用できることが理解されるだろう。腹腔鏡についても同様に、フローガイドのいくつかの実施形態は、任意の他の種類の内視鏡、スコープ、またはカメラ、洗浄が必要である表面を有する任意のデバイスなどの他のデバイスとともに使用するのに適している。
Claims (15)
- デバイスの表面を横切るように流体流の向きを変えるためのフローガイドであって、
前記フローガイドは、
互いに直交する第1方向および第2方向に沿って規定された第1平面内に前記表面が全体的に配置されるように、前記フローガイドに対して前記デバイスを位置づけるための位置決め構成と、
前記第1方向において互いに間隔の空いた側壁を有する、前記流体流を導くための流路と、を備え、
前記フローガイドが、前記側壁のそれぞれから全体として前記第2方向に延出するリムを備え、各リムが、前記第1方向および前記第2方向と直交する第3方向に全体として延出し前記第1平面と平行な平面内で凸形をなすリムガイド面を画成して、流体が前記デバイスの表面を横切って流れるときに前記流路からの流体流を前記第1方向に発散させることを特徴とするフローガイド。 - 前記リムガイド面のそれぞれが、前記第1平面内で全体的に湾曲することを特徴とする請求項1に記載のフローガイド。
- 前記流路が、該流路の側壁の間に前記第1方向に延びる外側流路面を有することを特徴とする請求項1または2に記載のフローガイド。
- 前記外側流路面の縁が、前記第1方向および前記第3方向により規定される第2平面内で凸形をなして前記第1平面に対する高さが非一様である排出口を画成し、これによって、前記外側流路面の縁と前記第1平面との間を流れるように規制された流体に非一様の速度プロフィールを与えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のフローガイド。
- 前記表面が前記第1平面に配置されるように前記デバイスを位置決めするとき、前記外側流路面と対向する内側流路面が前記デバイスによって画成されることを特徴とする請求項3または4に記載のフローガイド。
- 前記位置決め構成が、前記第1平面内に全体的に配置され前記デバイスの表面に寄りかかるように構成された各リムの基部を備え、前記リムガイド面が前記デバイスの表面から前記第3方向に延出することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のフローガイド。
- 前記デバイスが実質的に円筒形であり、前記表面が前記デバイスの端面であり、前記デバイスに沿って長手方向に前記流路の一部を画成して前記デバイスに沿って長手方向に前記流体流を導くように前記フローガイドが配置されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のフローガイド。
- 前記流路が、前記デバイスに沿った前記流路の一部と、前記リムに隣接する前記流路の一部との間に空洞を備え、該空洞が、前記デバイスに沿った流れから前記デバイスの端面を横切る流れへと前記流体流を曲げるように成形されることを特徴とする請求項7に記載のフローガイド。
- 前記フローガイドが前記流路と流体連通する注入口を備え、該注入口が、前記リムに隣接する前記流路の一部よりも大きな断面流路面積を有することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のフローガイド。
- 前記流路が連続的であり、前記流体流に対する障害物を内部に持たないことを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載のフローガイド。
- 前記フローガイドの長手部が内面と外面とを備え、前記内面と外面とが接続されて二つの先端を形成し、前記デバイスが前記長手部によって部分的に包囲されることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載のフローガイド。
- 前記内面と前記外面の間に各先端に隣接して遠位端面が画成され、該遠位体面が前記第1平面と平行であるが同一平面上にはない平面内に位置しており、前記デバイスの表面が前記第1平面内に配置されるとき、前記デバイスの表面が前記遠位端面を越えて長手方向に突出することを特徴とする請求項11に記載のフローガイド。
- レンズまたは光学ウインドウを有する横方向端面と、請求項1ないし12のいずれかに記載のフローガイドとを備え、デバイスに沿って長手方向に流体流を導きデバイスの前記横方向端面を横切るように前記流体流の向きを変える、光学デバイスであって、
前記フローガイドが前記光学デバイスと一体的に形成されるか、または前記光学デバイスから分離可能であることを特徴とする光学デバイス。 - 前記光学デバイスが内視鏡であることを特徴とする請求項13に記載の光学デバイス。
- 前記光学デバイスが腹腔鏡であることを特徴とする請求項13または14に記載の光学デバイス。
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