JP5469867B2 - 撮像カテーテルアセンブリを有する内視鏡および内視鏡を構成する方法 - Google Patents

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明細書に組み込まれる２００６年２月６日に出願された米国仮特許出願第６０／７７１，０９９号の利益を主張する。

本出願は、参照によってその開示内容全体が本明細書に組み込まれる２００７年１月２３日に出願された米国特許出願第１１／６２６，１８９号の利益を主張する。

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

本出願は、参照によってその開示内容全体が本明細書に組み込まれる２００５年８月２９日に出願された米国特許出願第１１／２１５，６６０号の一部継続出願である。

本出願は、参照によってその開示内容全体が本明細書に組み込まれる２００５年１月５日に出願された米国特許出願第１１／０３０，５５９号の一部継続出願である。

発明の技術分野

本発明は、内視鏡、撮像カテーテルアセンブリ、および、内視鏡を構成する方法に関する。

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または外科的切開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。

従来の内視鏡は、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、内視鏡の先端に装着された単一の前方視カメラによって特徴付けられる。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、下部胃腸管に類似する環境において、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。領域を見ることができないと、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、異なる視点からの画像をもたらし且つ内視鏡の主カメラによって観察できない領域の観察を可能にする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

本発明の１つの態様において、アセンブリは、管状体と、撮像装置と、撮像装置を管状体に対して接続する形状記憶リンクとを含んでいる。

形状記憶リンクは、２つの端部セグメントを伴うＵ字状の自然形状を有している。好ましくは、端部セグメントのうちの一方が撮像装置に対して接続され、他方の端部セグメントが管状体に対して接続される。端部セグメントは互いに略平行であってもよい。

形状記憶リンクは、形状記憶リンクを真っ直ぐに伸ばす力が除去された後にその自然形状に戻ることが好ましい。

撮像装置は、第１および第２の端部を有する円筒状のハウジングと、ハウジング内に配置される撮像ユニットとを有していてもよい。撮像ユニットがハウジングの第１の端部上に配置されてもよく、リンクがハウジングの第２の端部に対して接続されてもよい。

形状記憶リンクは、形状記憶要素と、撮像装置からの導電体を管状体内の導電体に対して接続する可撓性導電体とを含んでいてもよい。可撓性導電体は可撓性ＰＣＢであることが好ましい。形状記憶要素および可撓性ＰＣＢは、可撓性ＰＣＢの幅方向に並べて配置されてもよく、互いに取り付けられてもよく、あるいは、積層構造を形成するために積み重ねられてもよい。管状体内の導電体は、管状体の壁中に埋め込むことができ、あるいは、管状体のチャンネル内に配置することができる。

アセンブリは、リンク上に配置される光源を更に含んでいてもよい。光源は、リンクの湾曲部分上に配置されてもよく、特に、リンクの湾曲部分の凹部側にあってもよい。光源は、リンクのＵ形状部分内に中心付けることができる。また、光源は、リンクのＳ形状部分の中心に配置することができ、管状体から離れて面する。好ましくは、光源は管状体の先端に面している。いくつかの実施形態において、アセンブリは、リンク上に配置される複数の光源を含んでいてもよい。

本発明の他の態様において、内視鏡アセンブリは、端部を有する挿入チューブと撮像カテーテルアセンブリとを含んでいる。撮像カテーテルアセンブリは、管状体と、第１の撮像装置と、第１の撮像装置を管状体に対して接続する形状記憶リンクとを有していてもよい。

内視鏡アセンブリが第２の撮像装置と第２の光源とを含んでいてもよく、これらの両方が挿入チューブの端部に位置される。第１および第２の撮像装置は、隣接するあるいは重なり合う視野領域をもたらすことが好ましい。より好ましくは、第１および第２の撮像装置は同じ領域の異なる視野をもたらす。いくつかの実施形態では、第１の撮像装置および第１の光源と第２の撮像装置および第２の光源とが交互にＯＮおよびＯＦＦされる。好ましくは、第１の撮像装置および第１の光源と第２の撮像装置および第２の光源は、光源が断続的に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。

また、撮像装置のそれぞれが第１の偏光フィルタによって覆われてもよく、対向する前記光源のそれぞれは、対向する第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。いくつかの実施形態では、撮像装置のうちの一方のみが第１の偏光フィルタによって覆われ、撮像装置のうちの一方にのみ対向する光源のみが、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る。

本発明の更なる他の態様において、内視鏡を構成する方法は、撮像カテーテルアセンブリの先端にあるＵ形状の可撓性形状記憶リンクを真っ直ぐに伸ばすステップと、撮像カテーテルアセンブリの真っ直ぐに伸ばされた先端を内視鏡の挿入チューブのチャンネル内へと挿入チューブの基端から挿入するステップと、可撓性リンクがその自然な曲げ形状に戻るように補助撮像装置４２および前記可撓性リンク４４が挿入チューブの先端から押し出されるまで、撮像カテーテルアセンブリを挿入チューブ内に更に押し込むステップとを含む。

本発明の更なる他の態様において、大型内視鏡のチャンネル内に挿通されるようになっている小型内視鏡は、長尺な本体と、一端に近接して位置される撮像装置と、撮像装置を本体に対して結合する可撓性の形状記憶材料とを含み、可撓性の形状記憶材料を大型内視鏡内への挿入のために真っ直ぐに伸ばすことができ、可撓性の形状記憶材料は、それが大型内視鏡を超えて延びる際にその元の形状をとり、撮像装置は、可撓性の形状記憶材料がその元の形状をとるときに逆方向の視野をもたらす。

本発明の更なる態様において、大型内視鏡のチャンネル内に挿通されるようになっている小型内視鏡は、長尺な本体と、一端に近接して位置される撮像装置と、その長さに沿って配置される付属品用のチャンネルとを含む。

本発明の更なる態様において、大型内視鏡のチャンネル内に挿通されるようになっている小型内視鏡は、長尺な本体と、一端に近接して位置される撮像装置と、小型内視鏡が大型内視鏡を超えて延びるときに大型内視鏡の直径に近い寸法内で小型内視鏡が回転され得るようにし、それにより、撮像装置が後方視野をもたらすことができるようにする操向機構とを含む。

本発明の更なる態様において、大型内視鏡のチャンネル内に挿通されるようになっている小型内視鏡は、大型内視鏡を超えて延びるように位置されるとともに、大型内視鏡からの略前方視野角と小型内視鏡からの略逆方向の視野角とから身体の共通領域の同時撮像を可能にするように位置される。

本発明の更なる態様において、大型内視鏡のチャンネル内に挿通されるようになっている小型内視鏡は、大型内視鏡を超えて延びるように位置されるとともに、大型内視鏡によって与えられる視野および小型内視鏡によって与えられる視野の２つの異なる視野から身体の共通領域の同時撮像を可能にするように位置される。

本発明の更なる態様において、内視鏡アセンブリは、端部を有する挿入チューブと、挿入チューブの端部に装着される第１の撮像装置と、撮像カテーテルアセンブリとを含んでいる。撮像カテーテルアセンブリは、端部と、撮像カテーテルアセンブリの端部に装着される第２の撮像装置とを含むことが好ましい。撮像カテーテルアセンブリは挿入チューブ内に部分的に配置されてもよい。第２の撮像装置は前記挿入チューブの端部を超えて延びてもよい。第１および第２の撮像装置は互いに対向してもよい。

本発明の更なる態様において、内視鏡アセンブリは、基端と、先端と、基端と先端との間で延びるチャンネルとを有する内視鏡と、内視鏡の先端に配置され、前向き視野をもたらす第１の撮像センサと、チャンネル内に配置され、その先端領域が、内視鏡の先端を超えて配置される際にＵ形状を形成するように構成される撮像カテーテルアセンブリと、撮像カテーテルアセンブリの先端に配置され、後向き視野をもたらす第２の撮像センサとを含んでいる。

いくつかの実施形態において、撮像カテーテルアセンブリは、当該撮像カテーテルアセンブリが内視鏡の先端を超えて配置される際に略長尺形状からＵ字形状へと構成するようにする形状記憶合金から製造される。更なる他の実施形態では、前向き視野および後向き視野が隣接するあるいは重なり合う縁部を有する。

発明の実施携帯の詳細な説明

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、挿入チューブ１２と、挿入チューブ１２の先端１６に配置される主撮像装置１４（図３）と、挿入チューブ１２の基端に接続される制御ハンドル１８と、挿入チューブ１２の先端１６で且つ挿入チューブ１２の内側に配置される撮像カテーテルアセンブリ２０とを含んでいる。

挿入チューブ１２は、制御ハンドル１８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１８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。

図示の実施形態では、図３に示されるように、挿入チューブ１２は、撮像カテーテルアセンブリ２０を収容するための１つの長手方向チャンネル２２を有している。しかしながら、一般に、挿入チューブ１２は１つ以上の長手方向チャンネル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１４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が使用されてもよい。また、チャンネルは、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、図１に示されるように操向可能な先端領域２４を有することが好ましい。先端領域２４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（図示せず）を有していてもよい。好ましくは、制御ケーブルは、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。制御ケーブルは、挿入チューブ１２の先端１６または先端１６近傍に固定されてもよい。各制御ケーブルは、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１８内の制御装置２６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、ワイヤにより挿入チューブ１２の先端領域２４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２４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１６にある主撮像装置１４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１４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１４に加えて、挿入チューブ１２の先端１６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２８（図３）を含んでいてもよい。光源２８は、均一な照明を与えるため主撮像装置１４から等距離にあることが好ましい。各光源２８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１４および光源２８のための回路は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に組み込まれてもよい。

挿入チューブ１２は、可撓性のリボンコイル（図示せず）と、チャンネルやワイヤおよびケーブル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（図示せず）とを含んでいてもよい。

好ましくは、制御ハンドル１８は、挿入チューブ１２のチャンネル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（図示せず）を有している。ポートおよび／またはバルブは、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。図１に示されるように、制御ハンドル１８は、主撮像装置１４、撮像カテーテルアセンブリ２０またはこれらの両方を用いて画像を撮るためのボタン３０を更に含んでいてもよい。

制御ハンドル１８の基端３２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３４（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、撮像カテーテルアセンブリ２０は、管状体３６と、管状体３６の基端４０に接続されるハンドル３８と、補助撮像装置４２と、補助撮像装置４２と管状体３６の先端４６との間の物理的および／または電気的な接続を行うリンク４４と、光源４５（図３に示される）とを含んでいてもよい。

撮像カテーテルアセンブリ２０は、内視鏡１０の先端に補助撮像装置を設けるために使用される。このため、撮像カテーテルアセンブリ２０は、その補助撮像装置４２が挿入チューブ１２の先端１６を超えて配置される状態で、内視鏡の挿入チューブ１２のチャンネル２２内に配置される。これは、最初に撮像カテーテルアセンブリ２０の先端を内視鏡のハンドル１８から挿入チューブのチャンネル２２内に挿入した後、図３に示されるように補助撮像装置４２および撮像カテーテルアセンブリ２０のリンク４４が挿入チューブ１２の先端１６の外側に位置されるまで撮像カテーテルアセンブリ２０をチャンネル２２内へと更に押し込むことにより達成できる。

撮像カテーテルアセンブリ２０の管状体３６は任意の適切な形態を成していてもよい。管状体３６は、その長さに関し、補助撮像装置４２およびリンク４４が挿入チューブ１２の先端１６を超えて延びることができるように十分に長いことが好ましい。図示の管状体３６の好ましい断面は円形であるが、断面は、楕円または多角形形状などの任意の他の適切な形状を有していてもよい。

図示の実施形態では、図３に示されるように、管状体３６はその全長にわたって広がるチャンネル４８を有しているが、管状体３６は、一般に、チャンネルを有していなくてもよく、あるいは、２つ以上のチャンネルを有していてもよい。このチャンネル４８は様々な目的のために使用されてもよい。例えば、チャンネル４８は、スネア鉗子または生検鉗子などの器具を撮像カテーテルアセンブリ２０の基端から先端へと通過させるために使用されてもよい。各器具は、別個の器具としてではなく、撮像カテーテルアセンブリ２０内に組み込まれてもよい。先端にあるチャンネル４８における開口は、任意の器具をリンク４４から離れるように所定の位置へとガイドして撮像カテーテルアセンブリ２０の視野および焦点内に入るように位置合わせするために所定の角度の傾斜またはランプを含んでいてもよい。

チャンネル４８は、体腔内への流体の流れおよび体腔からの流体の流れを制御するために使用されてもよい。例えば、チャンネル４８は、体腔内への空気の流れおよび体腔からの空気の流れを制御するため、並びに、水を供給して例えば補助撮像装置４２を洗浄するために使用されてもよい。また、チャンネル４８は、補助撮像装置４２とハンドル３８との間での導電体のルート付けのために使用されてもよい。チャンネル４８内での器具の移動を容易にするために、チャンネル４８に潤滑ライナを設けることができる。潤滑ライナは、ＰＴＦＥまたはポリイミドなどの任意の適切な材料から形成されてもよい。

撮像カテーテルアセンブリ２０のハンドル３８は、撮像カテーテルアセンブリ２０の様々な機能を制御してもよい。例えば、ハンドル３８は、挿入チューブ１２のチャンネル２２内に撮像カテーテルアセンブリ２０を配置させおよび／または回転させるための都合の良い手段としての機能を果たしてもよい。また、ハンドル３８は、管状体３６のチャンネル４８のためのアクセスポート５０を備えていてもよい。また、ハンドル３８は、補助撮像装置４２からの導電体および撮像カテーテルアセンブリ２０の他の構成要素が接続されるコネクタ５２を備えていてもよい。コネクタ５２は、補助撮像装置４２および他の構成要素を制御ボックスなどの撮像カテーテルアセンブリ２０の外側の装置に対して接続するために使用することができる。ハンドル３８は、補助撮像装置４２を作動させて静止画像を取得するために使用されるスイッチ５４を更に備えていてもよい。あるいは、図１０に示されるように、ハンドル３８は、撮像カテーテルアセンブリ２０を回転させるためにのみ使用されるように構成されてもよい。

図４に示されるように、補助撮像装置４２は、ハウジング５６ａ，５６ｂと、ハウジング５６ａ，５６ｂ内に配置される撮像ユニット５８とを含んでいてもよい。この実施形態では、ハウジング５６ａ，５６ｂが略円筒形状を成しているが、一般に、ハウジングは球状または立方体形状などの任意の適切な形状を有していてもよい。ハウジング５６ａ，５６ｂは、ハウジング５６ａ，５６ｂを形成するために封止状態で結合される２つの部品５６ａ，５６ｂを含んでいる。ハウジング５６ａ，５６ｂは、ステンレススチールまたはプラスチック材料などの任意の適切な材料から形成されてもよい。

図４に示されるように、撮像ユニット５８は、レンズ６２と、撮像センサ６０と、撮像ユニット５８の電気部品を収容するプリント回路基板（ＰＣＢ）６４とを含んでいてもよい。レンズ６２は、ハウジング５６ａ，５６ｂの第１の端部６６の開口内に取り付けられており、周囲から入射する光を画像センサ６０の感光領域に対して合焦するホルダまたはバレル状の複数の光学素子を含んでいてもよい。

撮像センサ６０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。撮像センサ６０は、カラー画像または白黒画像のいずれかを検出してもよい。撮像センサ６０からの信号は、デジタル化できるとともに、撮像センサ６０に入ってくる画像を再生するために使用できる。２つの一般的に使用されるタイプの撮像センサは、日本の大阪にあるサンヨーが製造するＶＣＣ−５７７４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ＯＶＴ ６９１０などのＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ （ＣＭＯＳ）カメラチップである。

あるいは、撮像ユニット５８は、コヒーレント光ファイバ束と、コヒーレント光ファイバ束内へと光を導くためのレンズとを含んでいてもよく、コヒーレント光ファイバ束は、その後、光を、撮像カテーテルアセンブリ２０の先端から撮像カテーテルの基端または外部に位置される撮像センサへと供給する。

補助撮像装置４２のハウジング５６ａ，５６ｂは、その第２の端部６８に、可撓性ＰＣＢ７６（図４）が撮像ユニット５８との接続のために通過できる開口７０（図３）を含んでいる。可撓性ＰＣＢ７６は、撮像ユニット５８を、管状体３６を通じて延びる導電体７８（図５）に対して電気的に接続する。

撮像カテーテルアセンブリ２０が挿入チューブ１２内に適切に設置されると、図３に示されるように撮像カテーテルアセンブリ２０の補助撮像装置４２が主撮像装置１４に向けて後方に面することが好ましい。補助撮像装置４２は、当該補助撮像装置４２および主撮像装置１４が隣接するあるいは重なり合う視野領域を有するように方向付けられてもよい。あるいは、補助撮像装置４２は、当該補助撮像装置４２および主撮像装置１４が同じ領域の異なる視野を同時に与えるように方向付けられてもよい。好ましくは、補助撮像装置４２が領域の逆方向の視野をもたらし、一方、主撮像装置１４が領域の前方視野をもたらす。しかしながら、補助撮像装置４２は、図７に示されるような前方視野を含む他の視野および主撮像装置１４の軸と略平行視野をもたらすために他の方向に向けられることができる。補助撮像装置４２の光源４５も図７に示されるように前方を向いてもよい。そのような実施形態は、狭すぎて挿入チューブが通過できない場所に達することを撮像カテーテルアセンブリのサイズが可能にする場合に有用となり得る。

図２および図３に示されるように、リンク４４は、補助撮像装置４２を管状体３６の先端４６に対して接続する。リンク４４は、変形後にその元の形状に戻る傾向が実質的にある可撓性の形状記憶材料から少なくとも一部が形成される可撓性のリンクであることが好ましい。形状記憶材料は、周知であり、形状記憶合金および形状記憶ポリマーを含んでいる。適切な可撓性の形状記憶材料は、ニチノールなどの形状記憶合金である。可撓性リンク４４は、撮像カテーテルアセンブリ２０の先端を挿入チューブ１２のチャンネル２２の基端に挿入した後に挿入チューブ１２の先端１６に向けて押し込むことができるように真っ直ぐになっている。可撓性リンク４４が挿入チューブ１２のチャンネル２２内で真っ直ぐであると、補助撮像装置４２の第１の端部６６が管状体３６から離れて主撮像装置１４と平行方向を向き、一方、補助撮像装置４２の第２の端部６８は管状体３６およびハンドル３８に向けて後方を向く。補助撮像装置４２および可撓性リンク４４が挿入チューブ１２の先端１６から十分に押し出されると、図３に示されるように可撓性リンク４４はその自然な曲げ形状を取り戻す。可撓性リンク４４の自然な形状は、可撓性リンク４４が力および応力に何ら晒されないときの可撓性リンク４４の形状である。可撓性リンク４４がその自然な曲げ形状を取り戻すと、補助撮像装置４２の第１の端部６６は、管状体３６に向けて略後方を向く（図２）とともに、挿入チューブ１２の先端１６に向けて後方を向き（図３）、一方、補助撮像装置４２の第２の端部６８は、管状体３６から離れて面する（図２）とともに、挿入チューブ１２の先端１６から離れて面する（図３）。

可撓性リンクは、可撓性リンクを力の下で真っ直ぐに伸ばすことができ且つ力が除去されるときに可撓性リンクがその自然な曲げ形状に戻ることができるようにする任意の適切な形状を有していてもよい。例えば、可撓性リンクは、Ｕ形状、Ｓ形状、直角、または、傾斜台形状を有していてもよい。図示の実施形態において、可撓性リンク４４は、互いに略平行２つの端部セグメントを有するＵ字状の自然形状を有している。端部セグメント同士の間の距離は、挿入チューブの直径以下であることが好ましい。端部セグメントの一方は補助撮像装置４２に対して接続され、他方の端部セグンメントは管状体３６に対して接続される。図示の実施形態では、管状体３６に対して接続される端部セグメントの方がかなり長いが、他の実施形態では、補助撮像装置４２に対して接続される端部セグメントの方が長くてもよい。可撓性リンク４４は、管状体３６に対して接続するための中空管状端部７２を有する略長尺平坦形状を有していてもよい。図４に示されるように、可撓性リンク４４の中空管状端部７２は、管状体３６のチャンネル４８と同心的に結合することにより、管状体３６の先端４６に対して取り付けられてもよい。取り付けは、接着、溶着または半田付けを含む任意の適切な手段によって達成されてもよい。可撓性リンク４４の他端は、接着、溶着または半田付けなどの任意の適切な手段によって補助撮像装置４２に対して結合されてもよい。

図示の実施形態では、図４および図５に示されるように、可撓性リンク４４は、可撓性の形状記憶要素７４と、管状体３６内の導電体７８に対して補助撮像装置４２を電気的に接続する可撓性ＰＣＢ７６とを含んでいてもよい。可撓性形状記憶要素７４は可撓性リンク４４の形状記憶機能を果たすことが好ましく、また、可撓性ＰＣＢ７６は、その形状が可撓性形状記憶要素７４の形状と共に変化するように可撓性形状記憶要素７４に対して取り付けられる。あるいは、可撓性ＰＣＢ７６および可撓性形状記憶要素７４は、互いに隣り合って配置されるだけで、取り付けられなくてもよい。可撓性ＰＣＢ７６および可撓性形状記憶要素７４が互いに取り付けられない場合であっても、これらは、それらが適切に構成される限り（例えば、それらの長さが類似する場合）、依然として略同じ形状変化を受ける。図示の実施形態において、可撓性形状記憶要素７４および可撓性ＰＣＢ７６は、類似する形状を有するとともに、可撓性ＰＣＢ７６の厚さ方向に積み重ねられて積層構造を形成する。しかしながら、一般に、これらは、異なる形状を有していてもよく、また、任意の他の適切な態様で互いに対して配置されてもよい。例えば、形状記憶要素および可撓性ＰＣＢのうちの一方は他方より幅広くてもよく、また、これらは、可撓性ＰＣＢ７６の厚さ方向に積み重ねられるのとは対照的に、図９に示されるように可撓性ＰＣＢ７６の幅方向に並べて配置されてもよい。更に、形状記憶要素が２つの構成要素を含んでいてもよく、また、これらの２つの構成要素間に可撓性ＰＣＢ７６が可撓性ＰＣＢ７６の厚さ方向または幅方向で配置されてもよい。好ましい実施形態では、形状記憶要素の構成要素がそれぞれワイヤ形状の形状記憶部品であってもよく、これらのワイヤ形状部品は、可撓性ＰＣＢの２つの幅方向の側面上にそれぞれ配置されてもよい。この対称配置は、形状記憶要素および可撓性ＰＣＢの両方における共通の中心曲げ軸を与える。

図４に示されるように、可撓性ＰＣＢ７６は、管状体３６内の導電体７８に対して補助撮像装置４２を接続する導電体８０を含んでいる。可撓性ＰＣＢ７６の導電体８０は、可撓性ＰＣＢ７６の一端８２で、補助撮像装置４２に対して接続される。可撓性ＰＣＢ７６の導電体８０は、可撓性ＰＣＢ７６の他端８４で、管状体３６内の導電体７８に対して接続される。可撓性ＰＣＢ７６のこの端部８４は、導電体７８と導電体８０との間の接続のためのパッド８６を有していてもよい。

図示の実施形態において、撮像カテーテルアセンブリ２０の光源４５（および、他の構成要素）は、可撓性リンク４４上、特に、可撓性リンク４４の湾曲した凹部上に配置されているが、光源４５は、図１１に示されるように補助撮像装置４２の後方に面する端部上など、任意の他の適切な位置に配置されてもよい。複数の光源４５が、図８に示されるように可撓性リンク４４の直線部分に沿うことを含み、可撓性リンク４４に沿って位置されてもよい。光源４５は、補助撮像装置４２のための照明を与えるとともに、図４に示されるように補助撮像装置４２と略同じ方向に面していてもよく、あるいは、図８に示されるように補助撮像装置に対して垂直な方向を向いていてもよい。光源４５は、可撓性ＰＣＢ７６上の導電パッド（図示せず）に対して半田付けされる発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。あるいは、外部光源から撮像カテーテルの先端領域へと光を供給するために、光ファイバ束が使用されてもよい。

管状体から撮像装置への滑らかな形状移行を可能にするため、可撓性リンクは、可撓性チューブ、熱収縮チューブ、ウレタン、ゴムまたはシリコンによって封入されあるいは包まれてもよい。この封入体は、光源からの光が封入体を通じて投射し得るように半透明であってもよく、あるいは、封入体は、各光源の周囲に窓部分を含んでいてもよい。

主撮像装置１４およびその光源２８は補助撮像装置４２およびその光源４５と対向しているため、撮像装置１４，４２の光源２８，４５が相対する撮像装置４２，１４と干渉する場合がある。すなわち、光源２８が補助撮像装置４２へと直接に照らす場合があるとともに、光源４５が主撮像装置１４へと直接に照らす場合があり、それにより、両方の画像が低下する。干渉を減らすため、撮像装置１４，４２および光源２８，４５と共に偏光フィルタが使用されてもよい。具体的には、主撮像装置１４および／またはその光源２８は、所定の方向の第１の組の偏光フィルタによって覆われてもよい。また、補助撮像装置４２および／またはその光源４５は、第１の組の偏光フィルタに対して９０°に方向付けられる第２の組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１４，４２およびそれらの光源２８，４５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１４およびその光源２８がＯＮにされるときには、補助撮像装置４２およびその光源４５がＯＦＦにされる。また、主撮像装置１４およびその光源２８がＯＦＦにされるときには、補助撮像装置４２およびその光源４５がＯＮにされる。撮像装置１４，４２およびそれらの光源２８，４５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。

補助撮像装置４２およびその光源４５は導電体を介して制御ボックス（図示せず）に対して接続されており、導電体は、撮像装置４２および光源４５から、可撓性ＰＣＢ７６、管状体３６およびハンドル３８を通じて、制御ボックスへと延びている。導電体は、電力および制御コマンドを補助撮像装置４２およびその光源４５に対して伝えてもよく、また、画像信号を補助撮像装置４２から制御ボックスへと伝えてもよい。図示の実施形態において、管状体３６内の導電体７８は、製造工程において管状体がチャンネルを有していない場合には管状体３６の壁中にあるいは単に管状体内に埋め込まれてもよく、あるいは、管状体３６のチャンネル４８内に配置される。管状体３６における導電体の埋め込みは、管状体３６の所望の剛性を得るために、編み工程または巻回工程によって行われてもよい。接続部を形成できるように、短い長さの埋め込み導電体が管状体３６のいずれかの端部で露出されてもよい。接続部は、その後、例えば熱収縮チューブ、シースまたは接着剤によって封止されてもよい。

制御ボックスは、画像・信号処理装置と、画像・信号処理装置が内部に配置されるハウジングとを少なくとも含んでいるが、制御ボックスを任意の適切な態様で構成することができる。ハウジングは、制御パネルとコネクタとを含んでいてもよい。制御パネルは、制御ボックスの機能を制御するためのボタンおよびノブを含んでいる。

画像・信号処理装置は、１つ以上の集積回路およびメモリ装置を関連する別個の構成要素と共に含んでいてもよい。この装置により、撮像装置１４，４２からの画像信号を処理して、画質を高めることができ、静止画像を画像信号から抽出できるとともに、表示装置との適合性のためにビデオフォーマットの変換を行うことができる。

制御ボックスは、補助撮像装置４２からのビデオ画像信号を処理してそれをテレビや液晶ディスプレイモニタなどのモニタといった表示装置へと送信することが好ましい。静止画像は、撮像カテーテルアセンブリ２０のハンドル３８上のスイッチ５４を使用してビデオ画像信号から取得することができる。ビデオ画像または静止画像は表示装置上に表示されてもよい。また、表示装置は、患者情報、参照番号、日付、および／または、時間などの情報を表示するために使用されるテキストデータを含んでいてもよい。

主撮像装置１４からの画像信号も、補助撮像装置４２からの画像信号が処理される方法と同じ方法で制御ボックスにより処理されてもよい。主および補助撮像装置１４，４２からの画像は、２つの別個のモニタ上であるいは分割スクリーンを用いて同じモニタ上で表示されてもよい。

制御ボックスは、輝度、露光時間およびモード設定などの副撮像装置１４，４２およびそれらの光源２８，４５のパラメータを調整するために使用されてもよい。調整は、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行うことができる。これらのレジスタは、それらの固有のアドレスによってアドレス指定されることができ、また、様々な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レジスタ値を変更できる。

また、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。

内視鏡検査中、医師は、撮像カテーテルアセンブリ２０の可撓性リンク４４を真っ直ぐにした後、撮像カテーテルアセンブリ２０の真っ直ぐになった先端を内視鏡の挿入チューブ１２のチャンネル２２内にハンドル１８から挿入してもよい。その後、撮像カテーテルアセンブリ２０を挿入チューブ１２の先端１６に向けて推し進めることができる。補助撮像装置４２および可撓性リンク４４が挿入チューブ１２の先端１６から押し出されると、図２に示されるように可撓性リンク４４がその自然な曲げ形状を取り戻す。

このとき、主撮像装置１４が前方視野画像を取得し、また、補助撮像装置４２が同じ領域の後方視野画像を同時に取得する。制御ボックスは、ビデオ画像信号を処理するとともに、それらを医師による観察のために１または複数の表示装置に送信する。医師は、撮像カテーテルアセンブリ２０のハンドル３８を回転させることによりおよび／または挿入チューブ１２のチャンネル２２内で撮像カテーテルアセンブリ２０を押しあるいは引くことにより、補助撮像装置４２の視野を調整することができる。その結果、医師は、癌またはポリープなどの病変を様々な角度で検査することができる。

図６は本発明の更なる実施形態を示している。この実施形態において、内視鏡１１０は、挿入チューブ１１２と、挿入チューブ１１２の内側の先端に位置される撮像カテーテルアセンブリ１２０とを有している。撮像カテーテルアセンブリ１２０は、当該撮像カテーテルアセンブリ１２０の先端に配置される補助撮像装置１４２を含んでいる。補助撮像装置１４２は撮像ユニット１５８と光源１４５とを含んでいる。撮像カテーテルアセンブリ１２０が挿入チューブ１１２内に適切に設置されると、撮像カテーテルアセンブリ２０の補助撮像装置１４２が主撮像装置（図示せず）に向けて後方を向くことが好ましい。補助撮像装置１４２は、当該補助撮像装置１４２および主撮像装置が隣接するあるいは重なり合う視野領域を有するように方向付けられてもよい。あるいは、補助撮像装置１４２は、当該補助撮像装置１４２および主撮像装置が同じ領域の異なる視野を同時に与えるように方向付けられてもよい。好ましくは、補助撮像装置１４２が領域の後方視野をもたらし、一方、主撮像装置が領域の前方視野をもたらす。しかしながら、補助撮像装置１４２は、主撮像装置の軸と略平行視野を含む他の視野与えるように方向付けることができる。

撮像カテーテルアセンブリ１２０の先端領域は、カテーテルアセンブリ１２０自体の形状設定によって形成されることが好ましい。このプロセスは、幅広く使用されて技術的に理解されており、また、予備成形された先端を形成するために加熱および固定のプロセス組み合わせを伴う。予備成形された先端は、類似形状に設定されたニチノールなどの一片の形状記憶材料によって支持されてもよい。また、撮像カテーテルアセンブリ１２０が光源１４５を含んでいてもよい。一般に、この内視鏡１１０は、撮像カテーテルアセンブリ１２０の先端部を除き、図１−５に示される内視鏡１０に類似している。

図１１は、図６に示される実施形態に類似する他の実施形態を示している。この実施形態において、撮像カテーテルアセンブリ１２０の光源１４５は、補助撮像装置４２の後方に面する端部に配置されている。

本発明の更なる実施形態において、補助撮像装置は、無線トランシーバと、関連する回路と、バッテリとを含んでいる。無線トランシーバは、補助撮像装置の撮像ユニットからビデオ信号を受信してそれらを制御ボックスに対して無線送信するように構成されている。あるいは、無線回路は、可撓性ＰＣＢ内あるいは撮像カテーテルアセンブリのハンドル上に設けられてもよい。また、制御ボックスが無線トランシーバを含んでいてもよい。この無線トランシーバにより、制御ボックスは、撮像装置から無線ビデオ信号を受信できるとともに、制御コマンドを撮像装置に対して送信することができる。

無線信号送信およびバッテリの使用は、管状体３６内の導電体の必要性を排除する。これにより、内視鏡の医師の動きに対して導電体によって課される制限が減少する。また、カテーテルおよび可撓性ＰＣＢにおける導電体の数を減少させることにより、カテーテル内に含められるチャンネルの直径を大きくすることができる。

説明の全体にわたり、内視鏡の内側に配置されるものとして撮像カテーテルアセンブリを説明してきたが、他の用途において、撮像カテーテルアセンブリは、他の方法により、例えば、真っ直ぐなチューブまたはカニューレを通じて、可撓性の挿入チューブによって、あるいは、ガイドワイヤによって配置されてもよい。

本発明の１つの実施形態に係る撮像カテーテルアセンブリを有する内視鏡の斜視図を示している。 図１に示される撮像カテーテルアセンブリの斜視図を示している。 図１の内視鏡の先端の斜視図を示している。 図２に示される撮像カテーテルアセンブリに属するリンクの一部の斜視図を示している。 図２の撮像カテーテルアセンブリに属するリンクの分解斜視図を示している。 本発明の他の実施形態に係る撮像カテーテルアセンブリを有する内視鏡の斜視図を示している。 本発明の更に他の実施形態に係る撮像カテーテルアセンブリの斜視図を示している。 本発明の更に他の実施形態に係る撮像カテーテルアセンブリの斜視図を示している。 本発明の更なる実施形態に係る撮像カテーテルアセンブリの斜視図を示している。 本発明の更なる実施形態に係る撮像カテーテルアセンブリの斜視図を示している。 本発明の他の実施形態に係る撮像カテーテルアセンブリを有する内視鏡の斜視図を示している。

Claims (12)

1. 管状体と、
   撮像装置と、
   前記撮像装置を前記管状体に対して接続する形状記憶リンクと、
   を備え、
   前記形状記憶リンクが２つの端部セグメントを含むＵ字状の自然形状を有し、前記端部セグメントのうちの一方が前記撮像装置に対して接続され、他方の端部セグメントが前記管状体に対して接続され、
   前記形状記憶リンクが、形状記憶要素と、前記撮像装置からの導電体を前記管状体内の導電体に対して接続する可撓性導電体とを含む、撮像カテーテルアセンブリ。
2. 前記端部セグメントが互いに略平行である請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記形状記憶リンクが、前記形状記憶リンクを真っ直ぐに伸ばす力が除去された後にその自然形状に戻る請求項１に記載のアセンブリ。
4. 前記リンクが形状記憶要素と可撓性ＰＣＢとを含む請求項１に記載のアセンブリ。
5. 前記形状記憶要素および前記可撓性ＰＣＢが前記可撓性ＰＣＢの幅方向に並べて配置される請求項４に記載のアセンブリ。
6. 前記形状記憶要素と前記可撓性ＰＣＢとが互いに取り付けられる請求項５に記載のアセンブリ。
7. 前記形状記憶要素および前記可撓性ＰＣＢが積層構造を形成するために積み重ねられる請求項５に記載のアセンブリ。
8. 前記可撓性ＰＣＢが、前記撮像装置からの導電体を前記管状体内の導電体に対して接続する導電体を含む請求項７に記載のアセンブリ。
9. 光源を更に備え、前記光源が前記リンク上に配置される請求項５に記載のアセンブリ。
10. 前記光源が前記リンクの湾曲部分上に配置される請求項９に記載のアセンブリ。
11. 端部を有する挿入チューブと、
    撮像カテーテルアセンブリと、
    を備え、
    前記撮像カテーテルアセンブリが、
    管状体と、
    撮像装置と、
    前記撮像装置を前記管状体に対して接続する形状記憶リンクと、
    前記形状記憶リンク上に配置された光源と、
    を含む内視鏡アセンブリ。
12. 管状体と、
    撮像装置と、
    前記撮像装置を前記管状体に対して接続する形状記憶リンクと、
    を備える撮像カテーテルアセンブリであって、
    前記形状記憶リンクが、形状記憶要素、可撓性ＰＣＢ、前記形状記憶要素上に配置された光源を含む、撮像カテーテルアセンブリ。

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