JP7258900B2 - 外科用可視化システム及び関連する方法 - Google Patents

Description

例えば低侵襲的脊椎処置を含む外科処置中の可視化を提供するための外科用可視化システム及び関連する方法が、本明細書に開示される。

外科医又は他のユーザに手術部位の可視化を提供することが望ましい場合が多い。多数の外科用可視化システムが開発されてきたが、それらのシステムは、多くの場合、重くて使用が困難であるか、洗浄若しくは滅菌が困難であるか、又はシステムを多くの種類の処置に使用するのに不適切若しくは不可能にする特性を有する。例えば、脊椎内視鏡は、典型的には、例えば、ヘルニア椎間板修復及び予測可能な非常に小さい場所に縮小された他の病変などの限定された処置にのみ使用される。このような装置は、典型的には、低出力力及び組織処理能力を有する非常に小さい特殊なツールを必要とする。このような装置は、外科医が両方の手を使用して手術を実施している間に、助手又は他のユーザが可視化システムを保持及び操作するように、複数の人間のオペレータを必要とし得る。加えて、このような装置は、可視化配向が器具の配向によって決定されることがあり、したがって、処置の過程で常に変化することがあるため、学習曲線が急であり得る。

例えば外科処置中に可視化を提供するための外科用可視化システム及び関連する方法が、本明細書に開示される。本明細書におけるシステム及び方法は、低侵襲性融合又は椎間板切除術などの脊椎手術を含む、広範な外科手術において使用され得る。本明細書におけるシステム及び方法は、エンドユーザ体験を向上させ、臨床転帰を改善し、又は手術の侵襲性を低減するための様々な特徴を含むことができる。例示的な特徴としては、アクセスポート統合、ハンズフリー動作、能動及び／又は受動レンズ洗浄、調節可能なカメラの深さ、並びに多くの他の特徴を挙げることができる。

いくつかの実施形態では、外科用システムは、作業チャネル及び可視化チャネルを有するアクセス装置と、可視化チャネル内に少なくとも部分的に配設された可視化システムと、を含むことができ、可視化システムは、カメラモジュールと、カメラモジュールが取り付けられるハウジングと、を備える。

カメラモジュールは、画像センサと、画像センサ上に反射光を方向付けるように構成されたレンズと、を含むことができ、画像センサ及びレンズは、ハウジング内に配設される。カメラモジュールは、遠位端部がハウジング内に配設され、近位端部が光源と光通信している光ファイバを含むことができる。レンズは、レンズ筒のレンズ管腔内に配設することができ、光ファイバは、レンズ筒の照明管腔内に配設され得る。照明管腔は、レンズ管腔よりもアクセス装置の作業チャネルの中心に近接して配設され得る。レンズ筒は、作業チャネルの長手方向中心軸に対して斜めに角度付けされた遠位に向いた面を含むことができる。システムは、光ファイバの上のレンズ筒の遠位に向いた面に形成された凹部に取り付けられた拡散器を含むことができる。凹部は、三日月形状であり得、レンズ管腔の周縁部に実質的に追従することができる。レンズの中心領域は疎水性コーティングでコーティングすることができ、レンズの周辺領域は、親水性コーティングでコーティングすることができる。

ハウジングは、本体と、遠位端部キャップと、を含むことができる。本体は、カメラモジュールが配設されるカメラ管腔と、第１及び第２の流体管腔と、を含むことができる。カメラ管腔は、本体の中心に、第１の流体管腔と第２の流体管腔との間に配設され得る。本体の遠位に向いた面及び端部キャップの遠位に向いた面は、作業チャネルの長手方向中心軸に対して斜めに角度付けされ得る。本体は、作業チャネルに隣接して配設された凹状の内面と、内面の反対側に配設された凸状外面と、を有する側壁を有することができる。本体の側壁の内面は、作業チャネルの内面の少なくとも一部分を画定することができる。側壁の外面は、円筒の断面を画定する中心遷移領域によって接続された第１及び第２の平面領域を含むことができ、遷移領域は、本体のカメラ管腔の外側縁部に追従する。内面は、凹状に湾曲し、それぞれの円筒の断面を画定する第１及び第２の遷移領域によって、外面に接続され得、第１及び第２の遷移領域は、本体に形成された第１及び第２の流体管腔の外側縁部に追従する。ハウジングは、カメラ管腔並びに第１及び第２の流体管腔を画定するように、外側楕円管内に配設され、そこに取り付けられた内側円形管から形成され得る。ハウジングは、カメラ管腔並びに第１及び第２の流体管腔を画定するように、対向する第１及び第２の外側シェルが取り付けられた内側円形管から形成され得る。端部キャップは、カメラモジュールのレンズと軸方向に整列された切取部と、カメラモジュールの照明システムと軸方向に整列された切取部と、を含むことができる。端部キャップの近位に向いた面は、カメラモジュールのレンズにわたってハウジングの第１の流体管腔から流出する流体をハウジングの第２の流体管腔内に方向付けるように構成された凹部を画定することができる。凹部は、第１及び第２の流体管腔と軸方向に整列された外側端部分と、端部キャップの切取部に向かって開口している内側端部分とを含むことができる。

システムは、ハウジングから延在するコネクタアセンブリを含むことができ、コネクタアセンブリは、カメラモジュールへの電気的及び光学的接続、並びにハウジングへの流体接続を含む。コネクタアセンブリは、ハウジングの外部形状と一致する外部形状を有することができる。システムは、カメラモジュールの画像センサによって捕捉された画像データを表示するように構成された電子ディスプレイを有するコントローラを含むことができる。可視化チャネルは、作業チャネルと交差するか、又は重なり合うことができる。ハウジング及びカメラモジュールは、アクセス装置に対して軸方向に並進可能であり得る。可視化チャネルは、作業チャネルの長手方向中心軸から半径方向外方に配設された中央長手方向軸を有し得る。

アクセス装置は、アクセス装置に対して所望の位置に可視化システムを選択的に保持するように構成された嵌合機構を含むことができる。嵌合機構は、可視化システムの一部分を受容して、アクセス装置に対する可視化システムの移動を制限するように構成された係止トラックを含むことができる。係止トラックは、アクセス装置の近位延長部に形成され得る。係止トラックは、スナップ嵌合又は摩擦嵌合で可視化システムを受容することができる。嵌合機構は、可視化システムの少なくとも一部分を受容して、アクセス装置に対する可視化システムの移動を可能にするように構成された調節トラックを含むことができる。可視化システムは、可視化システムが可視化チャネルの長手方向中心軸から半径方向外方に移動することによって、可視化システムが係止トラック内に装填され得るように構成され得る。係止トラックは、可視化チャネルの長手方向中心軸から離れるように湾曲するか又は斜めに角度付けされ得る。可視化システムは、可視化システムが、可視化システムのコネクタアセンブリに沿った任意の点で嵌合機構に固定され得るように構成され得る。嵌合機構は、回転されると、アクセス装置に対して可視化システムを前進又は後退させるホイールを含むことができる。嵌合機構は、アクセス装置に対して固定位置に可視化システムを選択的に係止するように構成されたコイルばねクランプを含むことができる。嵌合機構は、可視化システムの一部分の周囲に配設されたＯリングと、アクセス装置に移動可能に連結された錐体と、を含むことができ、錐体は、アクセス装置に対する可視化システムの移動を可能にするようにＯリングを拡張する第１の位置と、Ｏリングが可視化システムに締め付けるように解放され、かつアクセス装置に対する可視化システムの移動を防止する第２の位置と、の間で移動可能である。

システムは、アクセス装置の作業チャネルを通して挿入可能なスリーブを含むことができ、スリーブは、外径と、スリーブに移動可能に連結された球状部と、を有し、球状部は、球状部がスリーブの外径内に完全に配設される第１の位置と、球状部の少なくとも一部分がスリーブの外径から突出する第２の位置と、の間で移動可能である。第２の位置の球状部は、アクセス装置内の空隙空間をアクセス装置の可視化チャネルの遠位に充填するように構成され得る。球状部は、スリーブを通って挿入された円筒形拡張器とアクセス装置の外面との間に緩やかな遷移を形成するように湾曲又は傾斜している、遠位に向いた面を含むことができる。球状部は、アクセス装置に対してスリーブを軸方向に並進させることによって、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり得る。球状部は、アクセス装置に対してスリーブを回転させることによって、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり得る。球状部は第２の位置に向かって付勢され得る。アクセス装置は、その遠位端部に遷移部分を含むことができ、遷移部分は、遷移部分が半径方向内方に延在して、作業チャネルを通って挿入された円筒形拡張器とアクセス装置の外面との間で漸進的な遷移を提供する第１の位置と、遷移位置が第１の位置から半径方向外方に移動する第２の位置との間で移動可能である。システムは、遷移部分を第２の位置に移動させるためにアクセス装置を通して挿入可能な拡張シャフトを含むことができる。遷移部分は、複数の可撓性及び弾性のあるフィンガを含むことができる。

いくつかの実施形態では、可視化システムは、画像センサ及びレンズを有するカメラモジュールと、カメラモジュールが配設されるハウジングと、を含むことができ、ハウジングは、本体と、第１及び第２の流体チャネルと、カメラモジュールのレンズにわたってチャネルを通る流体の流れを方向付けるように構成された端部キャップと、を含むことができる。

カメラモジュールは、ハウジング内に配設された遠位端部と、光源と光通信している近位端部と、を有する光ファイバを含むことができる。レンズは、レンズ筒のレンズ管腔内に配設することができ、光ファイバは、レンズ筒の照明管腔内に配設され得る。システムは、光ファイバの上のレンズ筒の遠位に向いた面に形成された凹部に装着された拡散器を含むことができる。凹部は、三日月形状であり得、レンズ管腔の周縁部に実質的に追従することができる。レンズの中心領域は疎水性コーティングでコーティングすることができ、レンズの周辺領域は、親水性コーティングでコーティングすることができる。

カメラモジュールは、本体の中心に、第１の流体チャネルと第２の流体チャネルとの間に配設され得る。本体の遠位に向いた面及び端部キャップの遠位に向いた面は、カメラモジュールの長手方向中心軸に対して斜めに角度付けされ得る。本体は、円筒の断面を画定する中心遷移領域によって接続された第１及び第２の平面領域を含む外面を有することができ、遷移領域は、本体のカメラ管腔の外側縁部に追従する。本体は、凹状に湾曲しており、それぞれの円筒の断面を画定する第１及び第２の遷移領域によって外面に接続される内面を有することができ、第１及び第２の遷移領域は、本体に形成された第１及び第２の流体チャネルの外側縁部に追従する。ハウジングは、カメラ管腔並びに第１及び第２の流体チャネルを画定するために、外側楕円管内に配設され、そこに取り付けられた内側円形管から形成され得る。ハウジングは、それに取り付けられた対向する第１及び第２の外側シェルを有する内側円形管から形成されて、カメラ管腔及び第１及び第２の流体チャネルを画定することができる。端部キャップは、レンズと軸方向に整列された切取部を含むことができる。端部キャップの近位に向いた面は、ハウジングの第１の流体チャネルから流出する流体を、レンズにわたってハウジングの第２の流体チャネル内に方向付けるように構成された凹部を画定することができる。凹部は、第１及び第２の流体チャネルと軸方向に整列された外側端部分と、端部キャップの切取部に開口している内側端部分と、を含むことができる。

システムは、ハウジングから延在するコネクタアセンブリを含むことができ、コネクタアセンブリは、カメラモジュールへの電気的及び光学的接続、並びにハウジングへの流体接続を含む。コネクタアセンブリは、ハウジングの外部形状と一致する外部形状を有することができる。システムは、カメラモジュールの画像センサによって捕捉された画像データを表示するように構成された電子ディスプレイを有するコントローラを含むことができる。

いくつかの実施形態では、外科的方法は、アクセス装置を患者内に挿入することと、係留部にアクセス装置を装着することであって、係留部が、患者の解剖学的構造体及び患者に埋め込まれたインプラントのうちの少なくとも１つを含む、装着することと、カメラモジュールをアクセス装置内に挿入することと、アクセス装置に対するカメラモジュールの深さを調節することと、カメラモジュールを調節された深さに維持するために、アクセス装置の嵌合機構にカメラモジュールを固定することと、を含むことができる。

係留部は、患者の椎弓根に埋め込まれた骨係留部を含むことができる。方法は、アクセス装置又はカメラモジュールを保持するために、手を使用することなく、アクセス装置を通して外科処置を実施することを含むことができる。方法は、アクセス装置を通して椎間板腔内に融合ケージを挿入することを含むことができる。アクセス装置を挿入することは、ＴＬＩＦアプローチを介して、アクセス装置の遠位端部を患者の椎間板腔に近接して位置付けることを含むことができる。本方法は、アクセス装置に対して相対的に近位の位置にカメラモジュールを位置決めすることと、アクセス装置を通して骨切除を実施することと、アクセス装置に対して相対的に遠位の位置にカメラモジュールを位置付けることと、アクセス装置を通して椎間板組織を除去することと、を含むことができる。本方法は、カメラモジュールが配設されたハウジングを通って、カメラモジュールのレンズにわたって洗浄媒体を方向付けることを含むことができる。アクセス装置を挿入することは、患者の乾燥した環境内にアクセス装置の遠位端部を位置付けることを含むことができる。アクセス装置を挿入することは、患者の洞腔内にアクセス装置の遠位端部を位置付けることを含むことができる。本方法は、カメラモジュールを使用して喉頭内視鏡検査又は気管支内視鏡検査を実施することを含むことができる。

いくつかの実施形態では、外科用システムは、作業チャネル及び可視化チャネルを有するアクセス装置と、可視化チャネル内に少なくとも部分的に配設された可視化システムであって、カメラモジュール及びカメラモジュールが装着されたハウジングを含む可視化システムと、ハウジングの末端遠位端面を越えて遠位に延在する組織遮蔽部と、を含むことができる。

組織遮蔽部は、ハウジングに対して長手方向に移動可能であり得る。組織遮蔽部は、ハウジングの管腔内に摺動可能に配設され得る。組織遮蔽部は、アクセス装置の管腔内に摺動可能に配設され得る。組織遮蔽部は、ハウジングの外面に沿って摺動可能に配設され得る。組織遮蔽部は、組織遮蔽部がハウジングに対して長手方向に移動するときに、カメラモジュールのレンズから破片を洗浄するように構成されたワイパーを含むことができる。組織遮蔽部は、ハウジングの周辺全体よりも小さい周囲に延在することができる。組織遮蔽部は、カメラモジュールのレンズの曲線に追従する湾曲した内面を含むことができる。組織遮蔽部は、ハウジングの外面の外形と一致する外形を有する外面を有することができる。組織遮蔽部は、三日月形状の横断面を有することができる。

いくつかの実施形態では、外科用システムは、作業チャネル及び可視化チャネルを有するアクセス装置と、可視化チャネル内に少なくとも部分的に配設された可視化システムであって、カメラモジュール及びカメラモジュールが搭載されているハウジングと、カメラモジュールのレンズから破片を除去するように構成された能動レンズ洗浄装置と、を含むことができる。

レンズ洗浄装置は、ハウジングの管腔を通ってレンズに方向付けられた正圧気体源を含むことができる。気体は、空気又は二酸化炭素を含むことができる。レンズ洗浄装置は、流体がレンズに向かって方向付けられ得るノズル開口部を有する流体管腔を含むことができ、ノズル開口部は、ハウジングの長手方向中心軸に対して斜めに角度付けされている。ノズル開口部は、ハウジングの末端遠位端面から延在する管に形成することができる。レンズ洗浄装置は、中を通して流体がレンズに向かって方向付けられ得るノズル開口部を有する流体管腔を含むことができ、ノズル開口部は、ハウジングの長手方向中心軸に対して垂直に延在する。レンズ洗浄装置は、超音波撹拌器を含むことができる。レンズ洗浄装置は、レンズに対して移動可能な膜を含むことができる。膜は、膜を洗浄するためのワイパー、ブラシ、流体ジェット、及び真空ポートのうちの少なくとも１つにわたって担持されるように構成された材料の連続的なループを含むことができる。膜は、スプールに巻き付けられてもよい。膜は、ハウジングの第１の管腔を通って、レンズをわたり、ハウジングの第２の管腔を通って延在することができる。レンズ洗浄装置は、アクセス装置の作業チャネル内に少なくとも部分的に配設されたワイパーを含むことができる。ワイパーは、ワイパーのシャフトが作業チャネル内で長手方向に移動するときに、ワイパーの先端部をレンズにわたって横方向に付勢するために、作業チャネル内に形成された突出部に接触するオフセット部分を含むことができる。ワイパーは、カメラモジュールが可視化チャネル内へ遠位に前進するときに、カメラモジュールのレンズにわたってワイパー拭き取るように、可視化チャネルに向かって付勢され得る。

いくつかの実施形態では、外科的方法は、アクセス装置を患者内に挿入することと、内部にカメラモジュールを有するハウジングをアクセス装置内に挿入することであって、カメラモジュールがレンズを有する、挿入することと、アクセス装置及びカメラモジュールが患者に挿入されている間に、レンズ洗浄装置を作動させて、カメラモジュールのレンズに可視化経路を洗浄することと、を含むことができる。

レンズ洗浄装置を作動させることは、ハウジングに対して長手方向にハウジングの遠位端部から突出する組織遮蔽部を移動させて、レンズにわたってワイパーを搬送することを含むことができる。レンズ洗浄装置を作動させることは、正圧空気をハウジングの管腔を通してレンズに向けて方向付けることを含むことができる。レンズ洗浄装置を作動させることは、レンズを振動させることを含むことができる。レンズ洗浄装置を作動させることは、レンズに対して膜を移動させることを含むことができる。膜を移動させることは、膜材料の連続的なループを回転させて、膜の汚れた部分をレンズから離れるように移動させ、レンズの上に膜の清潔な部分を位置付けることを含むことができる。レンズ洗浄装置を作動させることは、アクセス装置を通してカメラモジュールを前進させて、可視化チャネルに向かって付勢されたワイパーフラップをレンズにわたって引くことを含むことができる。レンズ洗浄装置を作動させることは、ワイパーを作業チャネル内で長手方向に移動させ、それによってワイパーのオフセット部分を作業チャネル内に配設された突出部に接触させて、ワイパーの先端部をレンズにわたって付勢することを含むことができる。

いくつかの実施形態では、可視化システムは、画像センサ及びレンズを有するカメラモジュールと、カメラモジュールが配設されるハウジングと、を含むことができ、ハウジングは、本体と、１つ又は２つ以上の流体チャネルと、カメラモジュールのレンズにわたって１つ又は２つ以上の流体チャネルを通る流体の流れを方向付けるように構成された端部キャップと、を含むことができる。

いくつかの実施形態では、外科用システムは、作業チャネル及び可視化チャネルを有するアクセス装置と、可視化チャネル内に少なくとも部分的に配設された可視化システムとを含むことができ、可視化システムはカメラモジュールを備え、可視化システムは、カメラモジュールがアクセス装置の遠位端部から突出するように、可視化システムを位置決めするために、アクセス装置に対して軸方向に相対的に並進可能である。

いくつかの実施形態では、外科的方法は、アクセス装置を患者内に挿入することと、カメラモジュールをアクセス装置内に挿入することと、アクセス装置に対するカメラモジュールの深さを調節することと、カメラモジュールの深さを調節することが、カメラモジュールがアクセス装置の遠位端部から突出するように、カメラモジュールを位置付けることを含むことができる。

外科用可視化システム及びアクセス装置の斜視図である。 図１のシステムのカメラモジュールの斜視図である。 図２Ａのカメラモジュールの断面側面図である。 図２Ａのカメラモジュールの断面斜視図である。 図１のシステムのハウジングの斜視図であり、ハウジングが透明として示されており、図２Ａのカメラモジュールが内部に配設されている。 図３Ａのハウジング及びカメラモジュールの遠位端部の斜視図である。 図３Ａのハウジングの斜視図である。 図３Ａのハウジングの側面図である。 図３Ａのハウジング及びカメラモジュールの、その遠位端部に隣接する断面斜視図である。 図３Ａのハウジング及びカメラモジュールの遠位先端部の斜視図である。 図３Ａのハウジング及びカメラモジュールの部分分解斜視図である。 図３Ａのハウジング及びカメラモジュールの斜視図であり、ハウジングの端部キャップが透明で示されており、ハウジングを通る流体流れを概略的に示している。 図３Ａのハウジング及びカメラモジュールの断面側面図である。 図３Ａのハウジング及びカメラモジュールの断面斜視図である。 図１のシステムのコネクタアセンブリの斜視図である。 図４Ａのコネクタアセンブリの、その遠位端部に隣接する断面斜視図である。 図１のシステムのコントローラの斜視図である。 図５Ａのコントローラの概略ブロック図である。 アクセス装置内に配設された図１のシステムの斜視図であり、アクセス装置が透明で示されている。 図６Ａのシステム及びアクセス装置の側面図であり、アクセス装置が透明で示されている。 図６Ａのシステム及びアクセス装置の斜視図であり、システムがアクセス装置の係止トラック内に配設されている。 図６Ａのシステム及びアクセス装置の斜視図であり、システムがアクセス装置の調節トラック内に配設されている。 図６Ａのシステム及びアクセス装置の断面側面図である。 図６Ａのシステム及びアクセス装置の遠位端部の断面側面図である。 図６Ａのシステム及びアクセス装置の上面図である。 図６Ａのシステム及びアクセス装置の断面上面図である。 患者の脊椎上で外科処置を実施するための使用における、図１の可視化システムを含む、外科用システムの斜視図である。 図２Ａのカメラモジュールの断面側面図であり、カメラモジュールの視野特性を概略的に示している。 別の例示的なハウジングの遠位端部の斜視図である。 別の例示的なハウジングの断面上面図である。 別の例示的なハウジングの断面上面図である。 別の例示的なハウジングの断面斜視図である。 図１１Ａのハウジングの斜視図である。 図１１Ａのハウジングの断面斜視図である。 図１１Ａのハウジングの断面斜視図である。 別の例示的なハウジングの断面上面図である。 別の例示的なハウジングの分解組立図である。 本明細書のアクセス装置に含まれ得る嵌合機構の側面図である。 本明細書のアクセス装置に含まれ得る別の嵌合機構の斜視図である。 本明細書のアクセス装置に含まれ得る別の嵌合機構の断面側面図であり、係止状態で示されている。 図１５Ａの嵌合機構の断面側面図であり、係止解除状態で示されている。 本明細書のアクセス装置に含まれ得る別の嵌合機構の斜視図である。 図１６Ａの嵌合機構の断面側面図である。 図１６Ａの嵌合機構の斜視図である。 本明細書のアクセス装置に含まれ得る別の嵌合機構の斜視図である。 本明細書のアクセス装置に含まれ得る別の嵌合機構の斜視図である。 本明細書のアクセス装置に含まれ得る別の嵌合機構の斜視図である。 図１のシステムの斜視図であり、ユーザ制御部とともに示されている。 アクセス装置及び標準的な拡張器の断面斜視図である。 アクセス装置及び拡張システムの斜視図である。 図２１Ｂのアクセス装置及び拡張システムの断面斜視図である。 図２１Ｂの拡張システムのスリーブの斜視図である。 第１の構成におけるアクセス装置及び拡張システムの近位側端面図である。 第２の構成における図２２Ａのアクセス装置及び拡張システムの近位側端面図である。 アクセス装置の斜視図である。 図２３Ａのアクセス装置の断面斜視図である。 図２３Ａのアクセス装置の底面図である。 図２３Ａのアクセス装置の上面図である。 図２３Ａのアクセス装置と共に使用するように構成された拡張シャフトの斜視図である。 図２３Ａのアクセス装置内に挿入された図２３Ｅの拡張シャフトの断面斜視図である。 図２３Ａのアクセス装置内に挿入された図２３Ｅの拡張シャフトの斜視図である。 可視化システムの斜視図である。 図２４Ａの可視化システムのハウジング、カメラモジュール、及び嵌合機構の斜視図である。 図２４Ａの可視化システムの嵌合機構の斜視図である。 角度付けされたノズル開口部を有するハウジングの遠位端部の斜視図である。 図２５Ａのハウジングの遠位端部の側面図である。 ハウジングのノズル開口部から展開可能なワイパーを有するハウジングの遠位端部の斜視図である。 組織遮蔽部を有するハウジングの遠位端部の斜視図である。 図２６Ａのハウジングの遠位端部の斜視図である。 移動可能な組織遮蔽部を有するハウジングの遠位端部の斜視図である。 一体化されたワイパーを有する移動可能な組織遮蔽部を有するハウジングの遠位端の斜視図である。 超音波撹拌器を有するカメラモジュールの断面側面図である。 超音波撹拌器を有する別のカメラモジュールの断面斜視図である。 移動可能な膜を有するハウジングの断面側面図である。 移動可能な膜を有する別のハウジングの断面側面図である。 機械的ワイパーを有するアクセス装置の底面図であり、ワイパーが第１の横方向位置に示されている。 図２９Ａのアクセス装置及び機械的ワイパーの底面図であり、ワイパーが第２の横方向位置に示されている。 図２９Ａのアクセス装置及び機械的ワイパーの断面側面図であり、ワイパーが第１の横方向位置に示されている。 図２９Ａのアクセス装置及び機械的ワイパーの断面側面図であり、ワイパーが第２の横方向位置に示されている。 機械的ワイパーを有するアクセス装置の断面側面図であり、ワイパーが第１の位置に示されている。 図３０Ａのアクセス装置及び機械的ワイパーの断面側面図であり、ワイパーが第２の位置に示されている。

例えば外科処置中に可視化を提供するための外科用可視化システム及び関連する方法が、本明細書に開示される。本明細書におけるシステム及び方法は、低侵襲性融合又は椎間板切除術などの脊椎手術を含む、広範な外科処置において使用され得る。本明細書におけるシステム及び方法は、エンドユーザ体験を向上させ、臨床転帰を改善し、又は手術の侵襲性を低減するための様々な特徴を含むことができる。例示的な特徴としては、アクセスポート統合、ハンズフリー動作、能動及び／又は受動レンズ洗浄、調節可能なカメラの深さ、及び多くの他の特徴を挙げることができる。

以下に、本明細書で開示する装置及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解が得られるように、特定の例示的な実施形態を説明する。これらの実施形態のうちの１つ又は２つ以上の実施例が、添付の図面に例示されている。当業者であれば、本明細書で詳細に説明され、添付の図面に例示される装置及び方法が非限定的で例示的な実施形態である点を理解するであろう。１つの例示的な実施形態に関連して図示又は記載される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。

いくつかの実施形態では、本明細書に開示される外科用可視化システムは、ハンズフリーの可視化を可能にすることができる。例えば、カメラモジュールは、外科医、助手、又は他のユーザがカメラを適所に手動で保持する必要性を排除する方式で、アクセス装置内に装着され得る。別の例として、アクセス装置は、支持体、例えば、操作台、解剖学的係留部などに固定することができ、ユーザがアクセスポートを手動で保持する必要性を排除するか、又は内部に配設されたカメラモジュールを保持する必要性を排除する。したがって、ユーザの手は、手術の他の工程を自由に実施することができる。

カメラモジュールは、処置を実行するために使用される外科用器具とは別個であっても独立していてもよい。したがって、可視化システムを使用することができる器具は制限されず、システムは、様々なカスタム器具又は既製器具のいずれかと共に使用することができる。そのような器具は、サイズ、強度、出力力、及び／又は組織処理能力を有する器具を含むことができる。加えて、カメラの視覚的軌跡は、器具の位置付けとは無関係であり得る。これにより、器具が操作されるとき、及び処置が実行されるときに、カメラ、及び／又はカメラが配設されるアクセス装置を比較的静止したままにすることが可能となり得る。したがって、カメラの視野は、処置中に実質的に固定されたままであり、ユーザに良好な空間配向を提供し、他の可視化システムと比較して学習曲線の減少を提供することができる。

従来の脊椎微小球は、患者から著しく突出することができ、外科的切開部の上の多くの空間を占有し、スコープの近位端部の周囲に清潔な空間を維持して、ユーザがスコープを見ることを可能にしなければならない。これは、例えば器具の可能なアクセス角度の制限など、手術中に他の器具を操作することができる程度を制限し得る。これはまた、使用することができる器具のサイズ及びタイプ、手術における様々な工程の間のユーザの手の配置などを制限することがある。本明細書に記載されるタイプの可視化システムは、アクセス装置と統合することができ、薄型の設計を有することができ、かつ／又は外部モニタ上に捕捉された画像を表示することができ、これにより、これらの可能性のある懸念が低減又は排除される。

いくつかの実施形態では、本明細書に開示される外科用可視化システムは、アクセス装置内のカメラの深さの調節を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、カメラの深さは、迅速かつ容易に調節することができる。いくつかの実施形態では、カメラの深さは、工具を含まない様式で片手で調節することができる。カメラの深さを容易に調節する能力は、外科的流れを妨害しないか又は中断しないシームレスな方式で、外科処置の各段階に対して可視化を最適化することを可能にすることができる。脊椎手術では、例えば、骨の総除去など、比較的リスクが低いが、破片でカメラレンズが見えなくなる可能性のある他の工程を実施するときに、カメラを近位に後退させておくことができる。後に、神経作業又はより高い精度を必要とする他のタスクを行うとき、カメラをアクセス装置内で遠位に前進させることができる。いくつかの場合では、カメラは、例えば、椎間板腔内にカメラを位置決めするために、アクセス装置の遠位端部から突出するように前進させることができる。

いくつかの実施形態では、本明細書に開示される外科用可視化システムは、過酷な又は困難な動作環境において、改善された可視化を提供することができる。多くの脊椎処置において、例えば、手術環境は、（可視化システムが使用される他の手術に存在する流体充填空洞と比較して）乾燥しており、大量の煙及び切断破片を手術中に生成することがある。本明細書に開示される外科用可視化システムは、カメラレンズからのこのような破片を洗浄するための、又はそのような破片が第１の位置にあるレンズを阻止するか若しくはそれに固着することを防止するための能動的及び／又は受動的機構を含むことができる。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される外科用可視化システムは、内視鏡トランスフォーミナル腰椎椎体間融合（ＴＬＩＦ）処置などの低侵襲的脊椎処置における高解像度可視化を提供することができる。

いくつかの実施形態では、本明細書に開示される外科用可視化システムは、単回使用の使い捨てであり得、容易に洗浄可能又は滅菌可能であり得、薄型を有することができ、低コストであり得、高解像度を有することができ、かつ／又は低侵襲手術、例えば脊椎手術で使用することができる。

図１は、例示的な外科用可視化システム１００を示す。システム１００は、ハウジング１０４内に配設されたカメラモジュール１０２を含むことができる。ハウジング１０４は、手術部位に、又はそれに近接して位置付けるように構成され得る。システム１００は、カメラモジュール１０２がカメラモジュールによって捕捉された画像を表示するように制御するためのコントローラ又はディスプレイ１０６を含むことができる。カメラモジュール１０２及び／又はハウジング１０４は、コネクタ又はコネクタアセンブリ１０８によってコントローラ１０６に連結され得る。コネクタアセンブリ１０８は、カメラモジュール１０２への電気的及び／又は光学的接続を含むことができる。コネクタアセンブリ１０８は、ハウジング１０４への流体接続を含むことができる。流体接続は、ハウジング１０４に材料を送達することに、ハウジングから材料を引き出すことに、又は、例えば、カメラモジュール１０２のレンズを洗浄するために、ハウジングから材料を送達することと引き出すこととの両方に使用することができる。システム１００は、アクセス装置１１０又は他の支持体に選択的に装着可能であり得、外科用ロボット又はコネクタアームに選択的に装着可能であり得、外科用器具を通して挿入可能であり得、又は外科処置を容易にするために様々な他の方法で使用され得る。

カメラモジュール１０２は、図２Ａ～図２Ｃに、より詳細に示されている。カメラモジュール１０２は、画像センサ、例えば、手術部位の画像を考慮して配設されたフィールドの画像を捕捉するための画像センサ１１２を含むことができる。画像センサ１１２は、画像センサ上に方向付けられた光を電子信号に変換するように構成され得る。画像センサ１１２は、フルカラーの静止画像及びビデオ画像を捕捉するように構成され得る。画像センサ１１２は、１０８０ｐ高精細ビデオを捕捉するように構成され得る。画像センサ１１２は、フルフレーム画像センサであってもよい。画像センサ１１２は、電荷結合要素（ＣＣＤ）画像センサ、相補性金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、Ｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）画像センサ、ビデオチップ、チップオンチップカメラ、及び／又は様々な他の画像検知技術を使用することができる。画像センサ１１２は、任意の波長の電磁放射線感応式の画素アレイ及び支持回路を有する単色センサであり得る。カメラモジュール１０２に含まれるか又は組み込まれ得る例示的な画像センサ１１２及び他の機能は、「ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＶＩＤＥＯ ＩＮ Ａ ＬＩＧＨＴ ＤＥＦＩＣＩＥＮＴ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１３／９５２，５１８号、「ＩＭＡＧＥ ＲＯＴＡＴＩＯＮ ＵＳＩＮＧ ＳＯＦＴＷＡＲＥ ＦＯＲ ＥＮＤＯＳＣＯＰＩＣ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ」と題する米国特許出願第１４／２１４，４１２号、「ＳＹＳＴＥＭ，ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ Ａ ＳＩＮＧＬＥ ＵＳＥ ＩＭＡＧＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＳＴＥＲＩＬＥ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＳ」と題する米国特許第８，６４８，９３２号、「ＩＭＡＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＦＯＲ ＥＮＤＯＳＣＯＰＩＣ ＵＳＥ」と題する米国特許第８，９５２，３１２号、「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ Ａ ＳＩＮＧＬＥ ＵＳＥ ＩＭＡＧＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ」と題する米国特許第８，９７２，７１４号、「ＰＩＸＥＬ ＡＲＲＡＹ ＡＲＥＡ ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＵＳＩＮＧ ＳＴＡＣＫＩＮＧ ＳＣＨＥＭＥ ＦＯＲ ＨＹＢＲＩＤ ＩＭＡＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＷＩＴＨ ＭＩＮＩＭＡＬ ＶＥＲＴＩＣＡＬ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴＳ」と題する、米国特許第９，１２３，６０２号、「ＩＭＡＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＷＩＴＨ ＴＯＬＥＲＡＮＣＥ ＯＰＴＩＭＩＺＩＮＧ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴＳ」と題する米国特許第９，１５３，６０９号、「ＣＡＭＥＲＡ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＭＩＮＩＭＡＬ ＡＲＥＡ ＭＯＮＯＬＩＴＨＩＣ ＣＭＯＳ ＩＭＡＧＥ ＳＥＮＳＯＲ」と題する米国特許第９，４６２，２３４号、「ＷＩＤＥ ＤＹＮＡＭＩＣ ＲＡＮＧＥ ＵＳＩＮＧ ＭＯＮＯＣＨＲＯＭＡＴＩＣ ＳＥＮＳＯＲ」と題する米国特許第９，５０９，９１７号、並びに「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＳＵＢ－ＣＯＬＵＭＮ ＰＡＲＡＬＬＥＬ ＤＩＧＩＴＩＺＥＲＳ ＦＯＲ ＨＹＢＲＩＤ ＳＴＡＣＫＥＤ ＩＭＡＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＵＳＩＮＧ ＶＥＲＴＩＣＡＬ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴＳ」と題する米国特許第９，６２２，６５０号に開示されており、それらの各々が参照により本明細書に組み込まれる。

カメラモジュール１０２は、画像センサ１１２上に光を方向付けるように構成されたレンズ又は光学要素１１４を含むことができる。レンズ１１４は、静的レンズであり得る。レンズ１１４は、光学的に透明な材料のモノリシックブロックであり得る。レンズ１１４は、ポリマーであり得る。レンズ１１４は、固定された焦点距離を有することができるか、又は調節可能な焦点距離を有することができる。レンズ１１４は、機械式シャッタを含むことができる。レンズ１１４は、互いに対して移動可能な複数の光学要素を含むことができる。レンズ１１４は、レンズの焦点距離、孔サイズ、シャッタ速度、及び他のパラメータを調節するための１つ又は２つ以上のモータ、アクチュエータ、ギアなどを含むことができる。カメラモジュール１０２は、ユーザが様々なレンズのいずれかをカメラモジュールに取り付けることができるように、モジュール式レンズ受信機を含むことができる。例示的なレンズ１１４としては、プライムレンズ、通常レンズ、広角レンズ、魚眼レンズ、望遠レンズ、ズームレンズ、アナモフィックレンズ、反射屈折レンズ、焦点距離を変化させるか、又は焦点距離の範囲を変化させるレンズなどを挙げることができる。レンズ１１４は、高速オートフォーカスを含むことができる。レンズ１１４は、調節可能な孔及び調節可能なシャッタ速度を含むことができる。

カメラモジュール１０２は、画像センサ１１２の視野を照明するための照明システムを含むことができる。照明システムは、デジタル又はアナログ光源を含むことができる。光源は、１つ又は２つ以上のレーザエミッタ又は発光ダイオード、白熱球状部などを含むことができる。光源は、任意のディザ処理された、拡散された、又はコリメート化された放出で光を放出することができ、またデジタル方式で、又はアナログ方法若しくはアナログシステムを通じて制御され得る。光源は、外科用シーンを照明するためにパルス化され得る。光源は１つ又は２つ以上の隔壁でパルス化することができ、各隔壁は、電磁スペクトル全体よりも小さい電磁スペクトルの所定の波長の範囲である。画像センサ１１２の画素アレイは、反射された電磁放射の放出を受け取ることと、システム内で行われる調節の両方に対して動作中に同期されるように、光源と電子的に対にすることができる。光源は、電磁放射線を放出するように調整することができる。光源は、ピクセル配列の動作及び機能性に対応する間隔でパルス化することができる。光源は、複数の電磁隔壁で光をパルス化することができるため、画素アレイは反射された電磁エネルギーを受け取り、各特定の電磁隔壁に（遅れずに）対応するデータセットを生成する。例えば、光源は、合成されて色画像を形成することができる任意の所望の順序で、緑色電磁隔壁、青色電磁隔壁、及び赤色電磁隔壁を放出することができる。赤色の隔壁、緑色の隔壁、及び青色の隔壁の代わりに、シアン、マゼンタ、及び黄色、紫外線、赤外線、又は可視及び非可視の全ての波長を含む他の任意の色の組み合わせ又は任意の電磁隔壁を使用することができる。例示的な照明システム、及びカメラモジュール１０２に含まれるか又は組み込まれ得る他の特徴は、「ＹＣＢＣＲ ＰＵＬＳＥＤ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ ＳＣＨＥＭＥ ＩＮ Ａ ＬＩＧＨＴ ＤＥＦＩＣＩＥＮＴ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ」と題される米国特許第９，５１６，２３９号、及び「ＳＵＰＥＲ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＬＯＲ ＭＯＴＩＯＮ ＡＲＴＩＦＡＣＴ ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＰＵＬＳＥＤ ＣＯＬＯＲ ＩＭＡＧＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許第９，６４１，８１５号に開示されており、それらの各々が参照により本明細書に組み込まれる。

光源は、ハウジング１０４内に配設することができ、又はハウジングから離れて配設することができる。例えば、照明システムは、ハウジング１０４内に、又はハウジング１０４に近接して配設された遠位端部と、ハウジングから離れて配設された光源と光通信している近位端部と、を有する光ファイバ１１６を含むことができる。光ファイバ１１６は、光源から放出された光を画像センサ１１２の視野内に方向付けることができる。照明システムは、様々な照明特性を調節するための光学要素１１８を含むことができる。例示的な光学要素１１８は、拡散器、及びフィルタなどを含むことができる。図示した実施形態では、カメラモジュール１０２は、光ファイバ１１６の末端遠位端部の上に配設された拡散器として示される光学要素１１８を含む。

カメラモジュール１０２は、プリント回路基板アセンブリ（printed circuit board assembly、ＰＣＢＡ）１２０を含むことができる。画像センサ１１２は、ＰＣＢＡ １２０に直接装着することができ、又は、例えば、コネクタ１２２を使用して、それに動作可能に連結することができる。ＰＣＢＡ １２０は、画像センサ１１２を動作させ、画像センサによって生成された画像データをコントローラ１０６に通信するための電力調整回路、ハードウェア論理、クロック、及び／又は他の構成要素を含むことができる。

上記のカメラモジュール１０２の構成要素のうちの１つ又は２つ以上は、フレーム又はレンズ筒１２４内に装着され得る。レンズ筒１２４は、内部に形成された１つ又は２つ以上のチャネル又は管腔を有する外壁を含むことができる。例えば、図示のように、レンズ筒１２４は、レンズ管腔１２６及び照明管腔１２８を含むことができる。

レンズ管腔１２６は、近位端部１２６ｐ及び遠位端部１２６ｄ、並びに長手方向中心軸Ａ１を含むことができる。レンズ管腔１２６は、円形の横断面を有することができる。レンズ１１４は、レンズ管腔１２６の遠位端部内に配設され得る。画像センサ１１２は、レンズ管腔１２６の近位端部に又は近位端部の中に位置付けることができる。レンズ管腔１２６は、その近位端部及び遠位端部で開口し、図示のように、その側面に沿って閉口してもよく、又はレンズ管腔の一部又は全ては、レンズ筒１２４の外壁に開口してもよい。

照明管腔１２８は、近位端部１２８ｐ及び遠位端部１２８ｄ、並びに長手方向中心軸Ａ２を含むことができる。照明管腔１２８は、円形の横断面を有することができる。光ファイバ１１６は、照明管腔１２８内に配設することができる。照明管腔１２８は、その近位端部及び遠位端部で開口し、図示されるようにその側面に沿って閉口してもよく、又は照明管腔の一部分又は全ては、レンズ筒１２４の外壁に開口してもよい。これにより、例えば、光ファイバが照明管腔１２８内に側方に充填されること又は横方向に挿入されることを可能にすることによって、組み立て中に光ファイバ１１６をレンズ筒１２４内に挿入するのを容易にすることができる。照明管腔１２８の遠位端部は、例えば、軸Ａ２に平行でない方向に延在するように、湾曲しているか、又は角度付けされ得る。この構成により、図示のように、真っ直ぐに切断された光ファイバ１１６の平坦な遠位端部を、レンズ筒１２４の角度付けされて切断された遠位端部に平行に配向することを可能にすることができる。他の構成では、光ファイバ１１６は、レンズ筒１２４の遠位端部と一致するように角度付けされて切断され得る。

管腔１２６、１２８は、互いに同軸であってもよく、又は非同軸であってもよい。例えば、管腔１２６、１２８は、互いに横方向にオフセットされ得る。管腔１２６、１２８は、例えば、それぞれの長手方向中心軸線Ａ１、Ａ２が平行であるように、互いに平行に延在するように形成することができる。以下で更に説明するように、アクセス装置１１０と一体化されるとき、照明管腔１２８は、例えば、照明管腔が、レンズ管腔よりもアクセス装置の作業チャネルの中心に近く配設されるように、レンズ管腔１２６から半径方向内方に配設することができる。これにより、アクセス装置１１０の作業チャネル内の光のより均一な分布が提供され得る。

レンズ筒１２４の近位端部は、凹部又はポケット１３０を含むことができる。画像センサ１１２は、凹部１３０内に配設することができる。画像センサコネクタ１２２及び／又はＰＣＢＡ １２０の少なくとも一部分は、凹部１３０内に配設することができる。レンズ筒１２４は、レンズ１１４と画像センサ１１２との間に配設された内部バッフル１３２を含むことができる。バッフル１３２は、レンズ１１４を通過する光が中を通って画像センサ１１２に伝達され得る孔を含むことができる。孔は、固定された寸法を有してもよく、又は機械的に調節可能であってもよい。

レンズ筒１２４は、その末端遠位端部に遠位に向いた面を含むことができる。レンズ筒１２４の管腔１２６、１２８は、遠位に向いた面に開口してもよい。遠位に向いた面は、斜めに角度付けされ得る。例えば、遠位に向いた面は、照明管腔１２８の中心軸Ａ２に対して斜めに角度付けされたレンズ管腔１２６の中心軸Ａ１に対して斜めに角度付けされ、かつ／又はカメラモジュール１０２が配設される作業チャネル又はアクセス装置の長手方向中心軸に対して斜めに角度付けされた、実質的に平面内に位置し得る。レンズ１１４は、図示のように、遠位に向いた面と同一平面であってもよく、又はそれから凹んでいても突出していてもよい。遠位に向いた面は、照明システムの拡散器又は他の光学要素１１８が配設され得る凹部１３４を含むことができる。凹部１３４は、照明管腔１２８の周縁部の周りに形成され得る。凹部１３４及びその中に配設された光学要素１１８は、図示のように、湾曲形状又は三日月形状を有することができる。凹部１３４は、レンズ管腔１２６の周縁部に追従するか、又は実質的に追従する内縁を含むことができる。

以下で更に説明するように、アクセス装置１１０と一体化されるとき、レンズ筒１２４の遠位に向いた面は、アクセス装置の中心に向かって遠位－近位方向に、カメラモジュール１０２が配設される作業チャネルに向かって角度付けされ得る。これは、画像センサ１１２の手術部位、及び／又は手術部位内の光のより均一な分布のより良好な視野を提供することができる。レンズ筒１２４は、卵形、長円形、円形、楕円形、正方形、矩形などである横断方向の外側断面を有することができる。

図３Ａ～図３Ｊに示すように、カメラモジュール１０２は、ハウジング１０４内に装着することができる。ハウジング１０４は、本体１３６と遠位端部キャップ１３８とを含むことができる。以下で更に説明するように、端部キャップ１３８は、レンズ１１４及び／又はカメラモジュール１０２の照明システムにわたって流体を方向付けるように、例えば、そこからの障害を取り除くように構成され得る。ハウジング１０４は、剛性又は可撓性であり得る。ハウジング１０４は、アクセス装置１１０内のハウジングの位置付けを容易にするために、可能な限り短く作製することができる。ハウジング１０４は、約６０ｍｍ未満の長さを有することができる。例えば、ハウジング１０４は、約４５ｍｍの長さを有することができるか、又は約４５ｍｍ未満の長さを有することができる。

ハウジング１０４の本体１３６は、近位に向いた面１３６ｐと、遠位に向いた面１３６ｄと、近位に向いた面及び遠位に向いた面を接続する側壁１３６ｓと、を含むことができる。本体１３６には、１つ又は２つ以上のチャネル又は管腔を形成することができる。本体１３６は、マルチ管腔シャフトの押し出しによって形成することができる。本体１３６は、複数の長手方向構成要素を互いに溶接するか、又は別の方法で取り付けることによって形成することができる。

本体１３６は、カメラモジュール１０２が選択的に装着され得るカメラ管腔１４０を含むことができる。カメラ管腔１４０の少なくとも一部分は、カメラモジュール１０２の構成要素のための電磁遮蔽を提供することができる金属管で裏打ちされ得るか、又はそうでなければ金属管を含むことができる。

本体１３６は、１つ又は２つ以上の流体管腔１４２を含むことができる。例えば、図示した実施形態では、本体１３６は、ハウジング１０４の近位端部からハウジングの遠位端部に材料を搬送するために使用することができる第１の流体管腔１４２Ａと、ハウジングの遠位端部からハウジングの近位端部に材料を搬送するために使用することができる第２の流体管腔１４２Ｂと、を含む。第１及び第２の流体管腔１４２が示されているが、ハウジング１０４は、任意の数の流体管腔を含むことができる。第１及び第２の管腔１４２は、洗浄液又は媒体をカメラモジュール１０２の遠位端部に送達するために一方の管腔を通して送達され、洗浄液、組織、破片、又は他の材料をカメラモジュールから引き離すために吸引又は真空が他方の管腔に適用されるレンズ洗浄システムの一部を形成することができる。いくつかの実施形態では、空気又は他の気体などの流体は、正圧下でレンズに向かって方向付けられ得る。正圧流体は、１つ又は２つ以上の管腔１４２を通って伝達され得る。管腔１４２の各々は、その近位端部に、管腔とコネクタアセンブリ１０８との間の流体連通を確立するための流体コネクタ又は連結具１４４を含むことができる。流体コネクタ１４４は、図示のように本体１３６の近位に向いた面１３６ｐから近位に延在する雄型有棘継手であってもよく、又はルアー接続部、雌嵌合具などの任意の他の種類の流体嵌合部又は接続部であってもよい。複数の異なる種類の洗浄媒体を、同じ管腔を通して、又は別個の管腔を通して送達することができる。複数のタイプの洗浄媒体は、同時に、連続的に、断続的に、又は他の方法で送達することができる。一実施例では、生理食塩水又は他の液体の噴霧は、管腔を通ってレンズに方向付けられてもよく、同じ管腔を通って二酸化炭素又は他の気体の破裂を追ってもよい。別の実施例では、液体及び気体は、別個の管腔を通して送達され得る。いくつかの実施形態では、ハウジングは、単一の流体管腔のみを含むことができる。

ハウジング１０４の管腔１４０、１４２は同軸であってもよく、非同軸であってもよく、又はいくつかの管腔は同軸であってもよく、他の管腔は非同軸であってもよい。カメラ管腔１４０は、図示のように、第１の流体管腔１４２と第２の流体管腔１４２との間の中心に配設され得る。ハウジング１０４の管腔１４０、１４２は、互いに平行であってもよい。管腔１４０、１４２は、様々な形状を有してもよい。管腔１４０、１４２は、卵形、楕円形、円形、長円形、正方形、矩形などの横断方向の内部断面を有することができる。カメラ管腔１４０は、カメラモジュール１０２の外部形状、又はそのレンズ筒１２４と一致する内部形状を有することができる。

本体１３６の遠位に向いた面１３６ｄは、斜めに角度付けされ得る。例えば、遠位に向いた面１３６ｄは、ハウジング１０４の長手方向中心軸Ａ３に対して斜めに角度付けされ、かつ／又はハウジングが配設される作業チャネル又はアクセス装置の長手方向中心軸に対して斜めに角度付けされた平面内に実質的に位置し得る。本体１３６の遠位に向いた面１３６ｄは、カメラモジュール１０２又はレンズ筒１２４の遠位に向いた面と同じ方式で角度付けすることができる。カメラモジュール１０２の遠位に向いた面は、本体１３６の遠位に向いた面１３６ｄと同一平面であってもよく、又はそれに対して凹んでいても突出していてもよい。

ハウジング１３６の側壁１３６ｓは、様々な形状のいずれかを有することができる。側壁１３６ｓは、実質的に、三角形、三日月形、円形、正方形、又は矩形の外側横断面を有することができる。側壁１３６ｓは、円筒形であってもよい。側壁１３６ｓは、湾曲していてもよい。側壁１３６ｓは、例えば、アクセス装置の作業チャネルにハウジングが干渉する程度を低減又は排除するために、アクセス装置１１０とのハウジング１０４の統合を容易にするように成形することができる。側壁１３６ｓは、凹状である内側部分１３６ｉを含むことができる。内側部分１３６ｉは、湾曲していてもよい。内側部分１３６ｉは、アクセス装置１１０の作業チャネルの区分、例えば、円筒形又は楕円形の作業チャネルを形成することができる。側壁１３６ｓは、凸状である外側部分１３６ｏを含むことができる。外側部分１３６ｏは、湾曲していてもよい。例えば図３Ｅに示すように、側壁１３６ｓは、円筒の断面を画定する中心遷移領域によって接続された第１及び第２の平坦領域を有する外側部分１３６ｏを含むことができる。遷移領域は、カメラ管腔１４０の外側縁部に追従することができる。例えば図３Ｅにも示されるように、側壁１３６ｓは、それぞれの円筒の区分を画定する第１及び第２の遷移領域によって、凹状に湾曲し、外側部分１３６ｏに接続された内側部分１３６ｉを含むことができる。第１及び第２の遷移領域は、流体管腔１４２の外側縁部に追従し得る。

ハウジング１０４の端部キャップ１３８は、本体１３６の遠位端部に連結され得る。端部キャップ１３８の外壁は、本体１３６の側壁の形状と一致する形状を有することができる。端部キャップ１３８は、その中に形成された１つ又は２つ以上の切取部１４６を含むことができる。端部キャップ１３８は、光が端部キャップを通過してレンズ内に入ることを可能にするために、カメラモジュール１０２のレンズ１１４と整列された第１の切取部１４６Ａを含むことができる。端部キャップ１３８は、光が端部キャップを通って手術部位内に入ることを可能にするために、カメラモジュール１０２の照明システムと整列された第２の切取部１４６Ｂを含むことができる。第１及び第２の切取部１４６は、個別の切取部であってもよく、又は図示のように連続していてもよい。第１及び第２の切取部１４６は、円形であってもよく、レンズ１１４又は照明システムの形状と一致する形状を有してもよく、又はそれ以外の形状では、上述のように機能するような形状であってもよい。端部キャップ１３８の近位に向いた面は、流体流れを方向付けるための１つ又は２つ以上の凹部、溝、又はチャネル１４８を含むことができる。あるいは、端部キャップ１３８の近位に向いた面は平坦な平面であってもよく、凹部、溝、又はチャネル１４８は、本体１３６の遠位に向いた面に形成されてもよい。凹部１４８の外側端部分は、本体１３６の流体管腔１４２と軸方向に整列され得る。凹部１４８の内側端部分は、切取部１４６に対して、並びに／又はレンズ１１４及び照明システムの遠位に向いた面に対して開口していてもよい。使用時には、図３Ｈに示すように、本体１３６の第１の管腔１４２Ａを出る流体は、端部キャップ１３８によって、レンズ１１４及び照明システム（例えば、照明システムの拡散器又は光学要素１１８）にわたって、かつ例えば、図示した矢印の経路に沿って、第２の流体管腔１４２Ｂの遠位入口に向かって方向付けることができる。流体は、代替的に、反対方向に方向付けることができることが理解されるであろう。凹部１４８は、レンズ１１４及び／又は照明システムにわたる流体の流れを調整するための、バッフル、ノズル、ダイバータ、又は他の構造を含むことができる。いくつかの実施形態では、流体流れは、例えば、ハウジング１０４が装着されるアクセス装置の手術部位又は作業チャネルを灌注することなく、端部キャップの内部に実質的に収容され得る。このように流体の流れを含むことは、腰椎のＴＬＩＦ処置などの「乾燥環境」処置において特に有用であり得る。流体流れを含むことは、出血及び起こり得る組織損傷を制限するのに役立ち得る。他の実施形態では、流体は端部キャップに含まれず、手術部位及び／又は作業チャネルを灌注するために使用することができる。

ハウジング１０４及び／又はカメラモジュール１０２は、コネクタ又はコネクタアセンブリ１０８を介してコントローラ１０６に連結され得る。例示的なコネクタアセンブリ１０８が、図４Ａ及び図４Ｂに示されている。コネクタアセンブリ１０８は、その中に１つ又は２つ以上の導体を含むことができる。コネクタアセンブリ１０８は、ハウジング１０４に又はハウジング１０４から流体を送達するための流体導体を含むことができる。コネクタアセンブリ１０８は、カメラモジュール１０２に又はカメラモジュール１０２から光を送達するための光学導体を含むことができる。コネクタアセンブリ１０８は、画像データ、制御信号、又はコントローラ１０６とカメラモジュール１０２との間の他の情報を通信するための電気導体を含むことができる。導体は、コネクタアセンブリ１０８の外側シース１５０内に部分的又は全体的に配設することができる。

コネクタアセンブリ１０８は、遠位区分１０８ｄ及び近位区分１０８ｐを含むことができる。遠位区分１０８ｄにおいて、コネクタアセンブリ１０８の導体の全ては、外側シース１５０内に配設され得る。近位区分１０８ｐでは、導体のうちの１つ又は２つ以上は、外側シース１５０から出ることができ、それから別個に延在することができる。例えば、図示した実施形態では、コネクタアセンブリ１０８の遠位区分１０８ｄは、導電体１５２ａと、１つ又は２つ以上の光ファイバ１５２Ｂと、第１及び第２の流体管腔１５２Ｃと、を含み、全てが共通の外側シース１５０を通って延在する。また、図示した実施形態では、コネクタアセンブリ１０８の近位区分１０８ｐは、第１及び第２の流体管腔１５２Ｃが別個の流体管１５４として外側シースから出る間に、導電体１５２Ａ及び１つ又は２つ以上の光ファイバ１５２Ｂが共通の外側シース１５０を通って進むように構成されている。外側シース１５０は、その近位端部に、コントローラ１０６との光学的及び／又は電気的接続を行うための機械的コネクタ１５６を含むことができる。流体管１５４は、例えば、流体接続を行うための、例えば、コントローラ１０６の流体貯留部及び／又は真空源若しくは正圧源との、又はコントローラとは別個の流体接続を行うための、それぞれの流体継手又はコネクタを含むことができる。

コネクタアセンブリ１０８の遠位区分１０８ｄは、例えば、図４Ｂに示すように、ハウジング１０４と一致する外部形状を有することができる。コネクタアセンブリ１０８の遠位区分１０８ｄは、ハウジング１０４と嵌合して、シームレスな外部遷移を画定することができる。コネクタアセンブリ１０８の少なくとも一部分は、可撓性又は屈曲可能であり得る。以下で更に説明するように、コネクタアセンブリ１０８の遠位区分１０８ｄは、アクセス装置１１０とのシステム１００の統合を容易にするために可撓性であり得る。

例示的なコントローラ１０６が、図５Ａ及び図５Ｂに示されている。本明細書には例示的なコントローラ１０６が図示及び説明されているが、これは一般概念及び便宜のためであることが理解されるであろう。他の実施形態では、コントローラ１０６は、本明細書で図示及び説明されるものとはアーキテクチャ及び動作が異なる場合がある。コントローラ１０６は、タブレットコンピュータ、モバイル装置、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、クラウドベースのコンピュータ、サーバコンピュータなどであり得る。コントローラ１０６は、例えば、組み込みソフトウェア、オペレーティングシステム、装置ドライバ、アプリケーションプログラムなどを実行することによってコントローラ１０６の動作を制御するためのプロセッサ１５６を含むことができる。プロセッサ１５６は、１つ又は２つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＰＩＣ、内部又は外部メモリ又はレジスタからプログラム命令を読み取り、解釈するプロセッサなどであってもよく、それを含んでいてもよい。コントローラ１０６は、プロセッサ１５６によって実行されるコード又はプロセッサによって処理されるデータのための一時的な又は永久的な記憶装置となり得るメモリ１５８を含んでもよい。メモリ１５８は、読み出し専用メモリ（read-only memory、ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリ（random access memory、ＲＡＭ）の１つ又は２つ以上の種類、及び／又はメモリ技術の組み合わせを含むことができる。コントローラ１０６の様々な構成要素は、任意の１つ又は２つ以上の個別の配線、物理バス、通信回線などを介して相互接続され得る。

コントローラ１０６は、通信インターフェース又はＩ／Ｏインターフェースなどのインターフェース１６０を含んでもよい。通信インターフェースは、コントローラ１０６がネットワーク又は通信バス（例えば、ユニバーサルシリアルバス）を介して遠隔装置（例えば、他のコントローラ又はコンピュータシステム）と通信することを可能にし得る。Ｉ／Ｏインターフェースは、１つ又は２つ以上の入力装置、１つ又は２つ以上の出力装置、及びコントローラ１０６の様々な他の構成要素間の通信を円滑にすることができる。例示的な入力装置としては、タッチスクリーン、機械ボタン、キーボード、及びポインティング装置が挙げられる。コントローラ１０６は、不揮発性方式及び／又は非一時的な方式でデータを記憶するための任意の従来式媒体を含み得る記憶装置１６２を含み得る。記憶装置１６２は、１つ又は２つ以上のハードディスクドライブ、フラッシュドライブ、ＵＳＢドライブ、光学ドライブ、様々なメディアディスク若しくはカード、及び／又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる。コントローラ１０６は、ディスプレイ１６４を含んでもよく、またその上に表示されることになる画像を生成することができる。ディスプレイ１６４は、真空蛍光ディスプレイ（vacuum fluorescent display、ＶＦＤ）、有機発光ダイオード（organic light-emitting diode、ＯＬＥＤ）ディスプレイ、又は液晶ディスプレイ（liquid crystal display、ＬＣＤ）であり得る。コントローラ１０６は、電源１６６と、適切な調整及び調節回路とを含み得る。例示的な電源としては、ポリマーリチウムイオン電池などの電池、又はコントローラ１０６をＤＣ若しくはＡＣ電源（例えば、ＵＳＢアダプタ若しくはウォールアダプタ）に連結するためのアダプタが挙げられる。

コントローラ１０６は、コネクタアセンブリがコントローラ１０６に取り付けられたときにコネクタアセンブリ１０８の流体管腔１５２Ｃと流体連通することができる流体源１６８を含むことができる。流体源１６８は、洗浄媒体の貯留部を含むことができる。洗浄媒体は、流動性気体又は液体であり得る。洗浄媒体は、二酸化炭素、生理食塩水、酸素、空気、及び水などのうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。流体源は、正圧空気又は他の気体の供給源を含むことができる。流体源１６８は、コネクタアセンブリ１０８及びハウジング１０４を通じて洗浄媒体を付勢するためのポンプ又は他の機構を含むことができる。ポンプは、洗浄サイクルを実行するためにプロセッサ１５６によって制御され得る。洗浄サイクルは、自動的に、又はユーザ指示に応じて実行され得る。例えば、プロセッサ１５６は、ボタン、フットペダル、又は他のインターフェース要素のユーザの作動を検出し、それに応答して洗浄サイクルを開始することができる。

コントローラ１０６は、コネクタアセンブリがコントローラに取り付けられたときにコネクタアセンブリ１０８の光ファイバ１５２Ｂに光学的に連結することができる光源１７０を含むことができる。例示的な光源としては、発光ダイオード（light-emitting diode、ＬＥＤ）、白熱又は蛍光球状部などが挙げられる。

コントローラ１０６は、コネクタアセンブリがコントローラ１０６に取り付けられたときにコネクタアセンブリ１０８の流体管腔１５２Ｃと流体連通することができる真空又は吸引源１７２を含むことができる。コントローラ１０６は、吸引を発生させるための内蔵真空ポンプを含むことができ、又は標準的な病院又は手術室の真空供給源取り付けるように構成することができる。吸引源１７２は、ハウジング１０４に適用される吸引の程度を調節するための、及び／又は吸引をオン若しくはオフにするための、弁、レギュレータ、又は他の構成要素を含むことができる。吸引源１７２は、例えば、洗浄サイクルを実行するために、プロセッサ１５６によって制御され得る。洗浄サイクルは、自動的に、又はユーザ指示に応じて実行され得る。例えば、上記のように、プロセッサ１５６は、ボタン、フットペダル、又は他のインターフェース要素のユーザの作動を検出し、それに応答して洗浄サイクルを開始することができる。

コントローラ１０６は、コネクタ１５６及び／又はコネクタアセンブリ１０８の流体連結具１５４と嵌合するための１つ又は２つ以上のコネクタ１７４を含むことができる。嵌合されると、コネクタは、コントローラ１０６とコネクタアセンブリ１０８との間の電気的、光学的、及び／又は流体接続を確立することができる。上記の構成要素のうちの任意の１つ又は２つ以上は、コントローラ１０６のハウジングの外部に配設されてもよく、かつ／又はコントローラから分離若しくは隔離されてもよいことが理解されるであろう。例えば、任意の１つ又は２つ以上の流体源１６８、光源１７０、及び吸引源１７２は、コントローラ１０６の外部にあってもよく、かつ／又はコントローラ１０６から分離されてもよい。

コントローラ１０６は、画像センサ１１２から画像データを受信することができる。画像データは、有線又は無線接続を介して通信することができる。画像データは、静止画像データ及び／又はビデオ画像データを含むことができる。コントローラ１０６は、コントローラのオンボードディスプレイ１６４上に、又はコントローラに動作可能に連結された１つ又は２つ以上の外部モニタ又はディスプレイ上に画像データを表示することができる。画像データは、外科処置を容易にするために外科医又は他のユーザに表示され得る。コントローラ１０６は、患者データ、システム設定を操作するためのユーザインターフェース制御部、及び表示された画像のスクリーンショットを捕捉するための制御部などを表示することができる。

コントローラ１０６によって実施される様々な機能は、１つ又は２つ以上のモジュールによって実施されるものとして論理的に説明され得る。このようなモジュールは、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせで実装され得ることが理解されるであろう。ソフトウェアで実装される場合、モジュールは、単一のプログラム又は１つ又は２つ以上の個別のプログラムの一部とすることができ、様々なコンテキスト（例えば、組み込みソフトウェアパッケージ、オペレーティングシステム、装置ドライバ、スタンドアロンアプリケーション、及び／又はそれらの組み合わせの一部として）実装できることが更に理解されるであろう。更に、１つ又は２つ以上のモジュールを具現化するソフトウェアが、１つ又は２つ以上の非一時的コンピュータ可読記憶媒体上の実行可能プログラムとして記憶され得る。

システム１００は、アクセス装置と統合又はともに使用されるように構成され得る。例示的なアクセス装置は、外科用用途において作業チャネルを提供するためのカニューレ、開創器、管、及び他の構造体を含むことができる。アクセス装置は、手術部位、例えば、椎間板腔又はそれに近接する脊椎領域から患者の身体の外側の位置まで延在する作業チャネルを画定することができる。アクセス装置は、可視化システム１００のハウジング１０４及びカメラモジュール１０２を受容するための可視化チャネルを含むことができる。可視化チャネルはまた、コネクタアセンブリ１０８の少なくとも一部分を受容することができる。可視化チャネルは作業チャネルと同じであってもよく、作業チャネルとは独立していてもよく、又は作業チャネルと重なり合うか若しくは交差することができる。作業チャネルの側壁の少なくとも一部分は、ハウジング１０４の外面によって画定され得る。ハウジング１０４及び／又はカメラモジュール１０２は、アクセス装置内で中心から外れて配設され得る。ハウジング１０４及び／又はカメラモジュール１０２は、アクセス装置に摺動可能及び／又は回転可能に連結され得る。

ハウジング１０４及び／又はカメラモジュール１０２は、アクセス装置に対して、例えば、近位－遠位方向においてアクセス装置に対するカメラモジュールの深さを調節するために、アクセス装置内で軸方向に並進可能であり得る。例えば、ハウジング１０４は、アクセス装置に対して遠位に前進して、レンズ１１４及び画像センサ１１２を手術部位に近接して移動させることができる。更なる例として、ハウジング１０４は、アクセス装置に対して近位に後退して、レンズ１１４及び画像センサ１１２を手術部位から更に移動させることができる。アクセス装置内のカメラモジュール１０２を再位置付けする能力は、様々な外科処置を容易にすることができる。例えば、例示的なＴＬＩＦ処置では、カメラモジュール１０２は、カンビンの三角形を切断するときにアクセス装置内で比較的浅い位置に位置付けることができ、その後、後続の椎間板切除を実施する際にアクセス装置内でより深く前進させることができる。場合によっては、カメラモジュール１０２は、椎間板腔内に遠位に前進させることができる。カメラモジュール１０２は、アクセス装置が患者に挿入されている間にアクセス装置の遠位端から突出又は延在するように遠位に前進させることができる。例えば、カメラモジュール１０２は、レンズ１１４及び／又は画像センサ１１２がアクセス装置の末端遠位端部の外側及び遠位に配設されるように、前進させることができる。カメラモジュール１０２は、アクセス装置に対して無限の数の相対的な長手方向位置のいずれかに前進又は後退させることができる。カメラモジュール１０２を再位置付けする能力により、カメラモジュールは、多くの異なるタイプ若しくはサイズのアクセス装置と互換的に使用可能なモジュール式構成要素、又は長さが調節可能なアクセス装置と交換可能に使用可能なモジュール構成要素とすることができる。

例示的なアクセス装置１１０が、図６Ａ～図６Ｈに示されている。アクセス装置１１０は、近位端部及び遠位端部を有する細長い本体を含むことができる。

アクセス装置１１０は、近位端部と遠位端部との間に延在し、長手方向中心軸Ａ４を有する作業チャネル１７４を画定することができる。作業チャネル１７４は、円筒形であってもよい。作業チャネル１７４は、円形の横断面を有することができる。作業チャネル１７４は、約３ｍｍ～約３０ｍｍの範囲、約１０ｍｍ～約２０ｍｍの範囲、及び／又は約１２ｍｍ～約１５ｍｍの範囲の直径を有することができる。作業チャネル１７４は、約１５ｍｍの直径を有することができる。単一の作業チャネル１７４が示されているが、アクセス装置１１０は、任意の数の作業チャネルを含むことができる。使用中、器具及び／又はインプラントは、外科処置を実施するために、作業チャネル１７４内に配設、通過、及び／又は挿入され得る。いくつかの実施形態では、アクセス装置１１０は、椎間板腔にアクセスするために使用され得る。切断器具を作業チャネル１７４を通して挿入して、骨又は椎間板組織などの組織を切断することができる。吸引器具は、切除された骨又は椎間板組織を含む、椎間板腔から材料を吸引するために、作業チャネル１７４を通して挿入され得る。切断器具及び吸引器具は、単一のツールであってもよい。融合ケージ、高さ及び／又は幅の拡張可能な融合ケージ、椎間板プロテーゼなどのインプラントを、作業チャネル１７４を通して椎間板腔内に挿入することができる。

アクセス装置１１０は、可視化チャネル１７６を画定することができる。可視化チャネル１７６は、アクセス装置１１０の近位端部と遠位端部との間に延在することができ、又はアクセス装置の全長未満に沿って延在することができる。可視化チャネル１７６は、長手方向中心軸Ａ５を含むことができる。可視化チャネル１７６の中心軸Ａ５は、作業チャネル１７４の中心軸Ａ４から半径方向外方に配設され得る。作業チャネル１７４は、可視化チャネル１７６よりも大きい横断面積を有することができる。可視化チャネル１７６は、その長さに沿って作業チャネル１７４に対して開口しているか、又はそれと交差することができる。可視化チャネル１７６は、作業チャネル１７４から隔離又は分離することができる。

可視化チャネル１７６は、ハウジング１０４の外側横断面と一致するか、又は実質的に一致する内側横断面を有することができる。可視化チャネル１７６内に配設されると、ハウジング１０４の外面は、作業チャネル１７４の内壁の少なくとも一部分を画定することができる。作業通路１７４は、中心軸Ａ４の周りで円筒形であってもよく、作業チャネルに面するハウジング１０４の表面は、軸Ａ４を中心とする円筒の断面を形成することができる。作業チャネル１７４の内壁及びハウジング１０４の外面は、実質的に滑らかかつ連続的な表面を画定することができる。

アクセス装置１１０は、例えば、アクセス装置を支持部又は他の物体に取り付けるための、取り付け機構１８０を含むことができる。取り付け機構１８０は、アクセス装置１１０の末端に形成することができる。例えば、アクセス装置１１０は、その外面に形成された環状の周方向溝１８０を含むことができる。

アクセス装置１１０は、可視化システム１００をアクセス装置に安定化、保持、及び／又は取り付けるための嵌合機構１７８を含むことができる。嵌合機構１７８は、図示のようにアクセス装置１１０の近位延長部であり得る。嵌合機構１７８は、その中にコネクタアセンブリ１０８を受容するように構成された１つ又は２つ以上のトラック１８２を画定することができる。トラック１８２は、例えば、コネクタアセンブリを可視化チャネル１７６の中心軸Ａ５から離れるように移動させることによって、コネクタアセンブリ１０８がトラック内に横方向に装填され得るように、一方の側に開口してもよい。代替的に又は追加的に、コネクタアセンブリ１０８は、コネクタアセンブリを嵌合機構１７８に対して近位又は遠位に並進させることによって、嵌合機構１７８内に装填され得る。

トラック１８２のうちの１つ又は２つ以上は、可視化チャネル１７６の中心軸Ａ５から離れるように湾曲又は斜めに角度付けされたコネクタ経路を画定することができる。トラック１８２は、コネクタアセンブリ１０８の外側横断面と一致するか、又は実質的に一致する内側横断面を有することができる。トラック１８２は、コネクタアセンブリ１０８の外側周辺の周囲に延在することができる。トラック１８２は、トラックの自由エッジがトラック内へのコネクタアセンブリの側方装填とわずかに干渉するのに十分な程度まで、コネクタアセンブリ１０８の周囲に延在することができる。したがって、コネクタアセンブリ１０８及び／又は嵌合機構１７８のわずかな変形又は撓みは、コネクタアセンブリをトラック１８２に装填するために必要とされ得る。これにより、コネクタアセンブリ１０８は、例えば、コネクタアセンブリをトラック１８２に「スナップ嵌合」することによって、嵌合機構１７８によってしっかりと保持されることを可能にすることができる。

嵌合機構１７８は、例えば、図６Ｃ、図６Ｄ、及び図６Ｇに示すように、内側トラック１８２Ａ及び外側トラック１８２Ｂを含むことができる。トラック１８２は、コネクタアセンブリ１０８のトラックの内外に対する移動を制限するが、十分な力が加えられたときに、例えば、ユーザが特にそのような移動を実施することを意図したときに、そのような移動を許容するために、上述したタイプの干渉するエッジを含むことができる。内側トラック１８２Ａは、可視化チャネル１７６と軸方向に整列されてもよく、又は外側トラック１８２Ｂよりも大きい範囲に整列されてもよい。外側トラック１８２Ｂは、可視化チャネル１７６から湾曲しているか、斜めに角度付けされているか、又は別の方法で軸方向にオフセットされてもよい。図６Ｄに示すように、内側トラック１８２Ａ内に配設されると、コネクタアセンブリ１０８は、アクセス装置１１０に保持され得る一方で、依然として、比較的小さい摩擦を有するアクセス装置に対して近位又は遠位に並進することができる。図６Ｃに示すように外側トラック１８２Ｂ内に配設されると、アクセス装置１１０に対するコネクタアセンブリ１０８の近位－遠位の並進は、例えば、コネクタアセンブリの曲線に起因して、かつ／又はコネクタアセンブリとアクセス装置との間の摩擦の増加に起因して、制限又は防止され得る。使用時には、コネクタアセンブリ１０８は、アクセス装置１１０に対するカメラモジュール１０２の高さを調節するために、内側トラック１８２Ａ内に位置付けることができ、アクセス装置に対して固定された高さでカメラモジュールを確実に適所に保持するために、外側トラック１８２Ｂ内に位置付けることができる。

コネクタアセンブリ１０８は、その長さに沿った任意の点、例えば、コネクタアセンブリの遠位区分１０８ｄに沿った任意の点で、嵌合機構１７８に固定することができる。したがって、可視化システム１００は、カメラモジュール１０２の任意の挿入された深さでアクセス装置１１０に係止され得る。加えて、可視化システム１００は、アクセス装置１１０の長さ、アクセス装置に沿った嵌合機構１７８の位置などにかかわらず、所望の深さでカメラモジュール１０２に係止され得る。これにより、可視化システム１００は、様々な異なるタイプ又はサイズのアクセス装置１１０のいずれかと互換的に使用されることを可能にすることができる。

システム１００を嵌合機構１７８に係止する能力は、カメラモジュール１０２をハンズフリー方式で使用することを可能にすることができる。換言すれば、外科医又は他のユーザは、使用中にカメラモジュール１０２を適所に手動で把持及び／又は保持する必要はない。嵌合機構１７８は、カメラモジュール１０２の単純で、迅速な、かつ／又は片手による深さ調節を提供することができ、その結果、処置に対する遅延及び中断が最小限に抑えられる。

アクセス装置１１０は、例えば、図６Ｇに示すように、円形である外側横断面を有することができる。アクセス装置１１０は、例えば、図６Ｈに示すように、長円形又は卵形である外側横断面を有することができる。アクセス装置１１０は、様々な他の外側横断面形状のいずれかを含むことができる。アクセス装置１１０は、約５ｍｍ～約３０ｍｍの範囲、約１０ｍｍ～約２５ｍｍの範囲、及び／又は約１５ｍｍ～約２２ｍｍの範囲の外径又は寸法を有することができる。アクセス装置１１０は、約１７ｍｍの外径又は寸法を有することができる。アクセス装置１１０の外面は、粗面化、リブ加工、フライス加工、又は高い摩擦係数を有する材料でコーティングされているか、若しくはそれから形成されていてもよく、これは、アクセス装置が患者に挿入される際に、周囲の組織との把持及び安定性を有利に向上させることができる。

上述したように、及び図６Ｆに示すように、アクセス装置１１０内に配設されると、カメラモジュール１０２のレンズ１１４は、作業チャネル１７４の中心軸Ａ４に向けることができる。同様に、そのように位置付けられると、カメラモジュール１０２の照明システム、例えば、光ファイバ１１６及び／又は光学要素１１８は、作業チャネル１７４の中心軸Ａ４に向けることができる。照明システムは、作業チャネル１７４の中心軸Ａ４から半径方向外方に配設されてもよく、レンズ１１４は、照明システムから半径方向外方に配設されてもよい。

図７は、本明細書に記載の装置及び方法を使用することができる例示的な外科用システム１０を示すが、そのような装置及び方法は、代替的に又は追加的に様々な他の用途で使用され得ることが理解されるであろう。図７のシステムの更なる詳細は、参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年２月２１日に出願された米国特許出願第１５／４３７，７９２号に見出すことができる。システム１０は、マイクロサージェリーによる骨切除術、脊髄減圧術、脊椎固定などの脊椎手術を含む様々な外科処置において使用することができる。一般に、システム１０は、アクセス装置１１０、組織開創器１２、椎弓根支柱又は他の係留部１４、コネクタ１６、及びカメラ又は可視化システム１００のうちの任意の１つ又は２つ以上を含むことができる。アクセス装置１１０は、本明細書に記載のアクセス装置のうちのいずれかであり得る。可視化システム１００は、本明細書に記載の可視化システムのうちのいずれかであり得る。

図７のシステム１０を使用する例示的な方法は、様々な順序のうちの１つ又は２つ以上で実施される、以下の行程、すなわち、ａ）患者の皮膚に切開部を作る工程、ｂ）略管形状の形状を有するアクセス装置１１０（管又は複数のスロットを有する開創器など）を、切開部を通して経皮挿入する工程であって、アクセス装置は切開部から患者の脊椎の感受性組織と非感受性組織（例えば、上関節突起（superior articular process、ＳＡＰ又は）椎弓板）との境界まで延在するように適合された長さを有する、工程、ｃ）コネクタ１６を使用して、アクセス装置を係留部１４（例えば、椎弓根係留部）に対して安定化させる工程、ｄ）アクセス装置統合光学可視化システム１００、例えば、本明細書に記載のタイプの可視化システムを挿入する工程、ｅ）上関節突起の一部を切除し、かつ／又はマイクロサージェリーによる減圧手術を行う工程、ｆ）組織開創器の遠位端部分が椎間板まで延在するように、組織開創器１２を、アクセス装置を介して又はアクセス装置から挿入するか又は展開する工程であって、開創器が外面を有する、工程、ｇ）開創器の外面を神経根と接触させて神経根を遮蔽する工程、ｈ）神経障害の原因となっていると考えられる全ての組織をマイクロサージェリーによって減圧する工程、ｉ）椎骨終板からの軟骨状物質の除去を含む、椎間板物質を摘出する工程、ｊ）椎体間装置を挿入する工程、及びｋ）安定化機構を展開して椎間部分を安定化させる工程、の１つ又は２つ以上を含むことができる。

カメラモジュール１０２及びそのレンズ１１４の例示的な特性が、図８に示される。カメラモジュール１０２は、視野（field-of-view、ＦＯＶ）、視野方向（direction of view、ＤＯＶ）、及び被写界深度（depth of field、ＤＯＦ）を有することができる。ＦＯＶは、約６０度～約７０度の範囲であり得る。ＤＯＶは、約１５度～約３０度の範囲であり得る。ＤＯＶは、約２０度～約２５度の範囲であり得る。ＤＯＶは、約２２．５度であり得る。ＤＯＦは、約７ｍｍ～約４０ｍｍの範囲であり得る。

システム１００は、能動的な洗浄機構を含むことができる。能動的洗浄機構は、レンズ１１４、照明システム、又はカメラモジュール１０２の他の構成要素への能動的な力の適用を含むことができる。能動的な力は、流体ジェット、流体吸引、機械的又は音響振動、機械的ワイパーなどであってもよく、又はそれを含んでもよい。能動的な力は、カメラモジュールのレンズ又は他の構成要素（複数可）に向けて、かつ／又はその上に方向付けられた正圧空気又は他の気体であってもよく、又はそれを含んでもよい。

システム１００は、受動的な洗浄機構を含むことができる。受動的な洗浄機構は、独立して使用することができ、又は能動的な洗浄機構の性能を増強又は向上させることができる。一例として、レンズ１１４は、そこに塗布されたコーティングを有して、レンズへの破片の付着を阻止又は防止することができる。コーティングは、親水性であり得る。コーティングは、親油性であり得る。コーティングは、疎水性であり得る。コーティングは、疎油性であり得る。コーティングは、汚染防止コーティングであり得る。コーティングは、例えば、レンズの中心領域が疎水性コーティングを有し、レンズの周辺領域が親水性コーティングを有する、勾配コーティングとすることができる。勾配レンズコーティングは、レンズの中心からレンズの外側周辺に向かって、画像センサ１１２の邪魔にならないように、流体を「進ませる」又は方向付けるのに効果的であり得る。

図９に示すように、ハウジング１０４の流体管腔１４２は各々、その遠位端部に配設されたそれぞれのノズル１８４を含むことができる。ハウジング１０４の端部キャップ１３８は、そのような構成では省略することができる。ノズル１８４は、レンズ１１４又はカメラモジュール１０２の照明システムに向かう流体及び／又は吸引力の流れを向けるか、又は方向付けるように構成され得る。

図１０Ａは、ハウジング１０４の別の例示的な横断面を示す。図示のように、流体管腔１４２は拡大されてもよく、非円形であってもよい。流体管腔１４２は、耳形状であってもよい。流体管腔１４２は、非対称であってもよい。

図１０Ｂは、ハウジング１０４の別の例示的な横断面を示す。図示のように、流体管腔１４２は、三日月形状又はバナナ形状であり得る。流体管腔１４２は、カメラ管腔１４０の外側周辺に追従する凸状内壁を有することができる。

図１１Ａ～図１１Ｄは、三日月形の流体管腔１４２を有する代替的なハウジング１０４の遠位端部、卵形又は長円形の外側横断面、及び卵形又は長円形の中心開口部１４６を有する端部キャップ１３８を示している。

上記のように、ハウジング１０４の本体１３６は、複数の長手方向構成要素を互いに溶接するか、又は別の方法で取り付けることによって形成することができる。例えば、図１２Ａに示すように、内側円形管１３６Ａを外側卵形状管１３６Ｂ内に挿入して、中心カメラ管腔１４０と、に第１及び第２の外側流体管腔１４２とを有する本体１３６を画定することができる。内側管１３６Ａは、外側管１３６Ｂに溶接、接着、又は別の方法で取り付け、及び／又は封止することができる。更なる例として、図１２Ｂに示すように、対向する外側シェル１３６Ｃは、中心カメラ管腔１４０と、第１及び第２の外側流体管腔１４２とを有する本体１３６を画定するために、内側管１３６Ａに溶接するか、又は別の方法で取り付けることができる。外側シェル１３６Ｃは、それぞれの近位流体連結具１４４と、構成要素が互いに嵌合したときにシェルと内側管１３６ａとの間に形成された空隙空間１４２に流体連結具を接続する内側チャネルと、を含むことができる。図１２Ｂに示す構成は、有利には、２つのシェル１３６Ｃの内側管１３６Ａに対する及び／又は互いに対する１つ又は２つ以上の単純な溶接部内に、複雑なハウジング断面を形成することを可能にする。

図１３は、可視化システム１００をアクセス装置１１０に取り付けるための例示的な嵌合機構１７８Ａを示す。嵌合機構１７８Ａは、可視化システム１００のコネクタアセンブリ１０８を案内又は保持するためのトラック１８２を有するアクセス装置１１０の近位延長部を含むことができる。作動ホイール又はギア１８６は、トラック１８２の上に回転可能に装着され得る。ホイール１８６は、ホイールの回転がコネクタアセンブリをアクセス装置１１０に対して前進又は後退させるように、コネクタアセンブリ１０８と係合され得る。ホイール１８６は、カメラモジュール１０２の無段階で正確な深さ調節を可能にすることができる。ホイール１８６は、ホイールとコネクタアセンブリ１０８との間のユーザ把持及び／又は摩擦を強化するための歯、突出部、又は他の表面特徴部を含むことができる。コネクタアセンブリ１０８は、ホイール１８６の歯と噛合することができる歯又は隆起部を含むことができる。ホイール１８６は、コネクタアセンブリ１０８と係合するようにばね付勢され得る。ホイール１８６とトラック１８２との間の間隙は、例えば、コネクタアセンブリ１０８の間隙内への側方充填を可能にするために、一方の側に開口することができる。したがって、ユーザは、フリーハンド方式でカメラモジュール１０２の全体的な深さ調節を実施し、次いで、コネクタアセンブリ１０８を間隙に挿入し、ホイール１８６を使用して精密な深さ調節を達成することができる。

図１４は、可視化システム１００をアクセス装置１１０に取り付けるための例示的な嵌合機構１７８Ｂを示す。嵌合機構１７８Ｂは、可視化システム１００のコネクタアセンブリ１０８を案内又は保持するためのトラック１８２を有するアクセス装置１１０の近位延長部を含むことができる。嵌合機構１７８Ｂは、コネクタアセンブリ１０８を選択的に把持又は選択的に解放するためにユーザによって作動され得るクランプ１８８を含むことができる。様々なタイプのクランプのうちのいずれかを使用することができるが、図示の実施形態では、嵌合機構１７８Ｂは、コネクタアセンブリ１０８が挿入され得る中心通路を画定するコイルばね１８８を含む。ばね１８８はハンドルレバーを含むことができ、ハンドルレバーは、一緒に引かれると、ばねの張力を弛緩させ、中心通路の直径を拡張させて、アクセス装置１１０に対するコネクタアセンブリ１０８の移動を可能にする。レバーが解放されると、ばね１８８内の張力は、中心通路の直径を収縮させ、コネクタアセンブリ１０８を締め付け、それによってそれをアクセス装置１１０に対して固定位置に保持することができる。

図１５Ａ及び図１５Ｂは、可視化システム１００をアクセス装置１１０に取り付けるための例示的な嵌合機構１７８Ｃを示す。嵌合機構１７８Ｃは、可視化システム１００のコネクタアセンブリ１０８を案内又は保持するためのトラック１８２を有するアクセス装置１１０の近位延長部を含むことができる。嵌合機構１７８Ｃは、コネクタアセンブリ１０８が挿入され得る中心通路を画定するＯリング１９０を含むことができる。Ｏリング１９０は、延長部１７８Ｃに対して固定位置に維持することができ、その結果、Ｏリングが内部を通って挿入されたコネクタアセンブリ１０８を締め付けたときに、コネクタアセンブリを延長部に対して固定位置に維持することができる。延長部１７８Ｃは、錐体又は傾斜した支持面を有する移動可能なボタン１９２を含むことができる。図１５Ｂに示すように、ボタン１９２を延長部１７８Ｃに（図中では左方向）押し込むことは、ボタンの錐体をＯリング１９０内に楔止めし、それによってＯリングの直径を拡大し、コネクタアセンブリ１０８の延長部に対する移動を可能にするのに有効であり得る。図１５Ａに示すように、ボタン１９２が解放されると、バネ１９４は、ボタンを外方に（図面では右方）付勢することができ、Ｏリング１９０から錐体を引き出して、Ｏリングの直径が収縮してコネクタアセンブリ１０８を締め付けることを可能にし、それによってコネクタアセンブリ１０８をアクセス装置１１０に対して固定位置に保持することができる。

図１６Ａ～図１６Ｃは、可視化システム１００をアクセス装置１１０に取り付けるための例示的な嵌合機構１７８Ｄを示す。嵌合機構１７８Ｄは、可視化システム１００のコネクタアセンブリ１０８を案内又は保持するためのトラック１８２を有するアクセス装置１１０の近位延長部を含むことができる。嵌合機構１７８Ｄは、上述のタイプの角度付けされたクリック式締結システムであり得る。嵌合機構１７８Ｄは、円形の外側横断面を有するコネクタアセンブリ１０８と共に使用するために最適化することができる。嵌合機構１７８Ｄは、長手方向に配向された調節トラック１８２Ａと、斜め又は横方向に配向された係止トラック１８２Ｂと、を含むことができる。

図１７は、可視化システム１００をアクセス装置１１０に取り付けるための例示的な嵌合機構１７８Ｅを示す。嵌合機構１７８Ｅは、可視化システム１００のコネクタアセンブリ１０８を案内又は保持するためのトラック１８２を有するアクセス装置１１０の近位延長部を含むことができる。嵌合機構１７８Ｅは、上述のタイプの角度付けされたクリック式締結システムであり得る。嵌合機構１７８Ｅは、長手方向に配向された調節トラック１８２Ａと、斜め又は横方向に配向された係止トラック１８２Ｂと、を含むことができる。係止トラック１８２Ｂは、支柱又は梁１９６によってアクセス装置１１０の本体から離れるように半径方向外方に離間配置され得る。嵌合機構１７８Ｅは、係止トラック１８２Ｂにおいてのみコネクタアセンブリ１０８に接触するように構成することができる。嵌合機構１７８Ｅは、製造が簡単であり、コネクタアセンブリ１０８の漸進的な曲げ半径に対応することができる。

図１８は、可視化システム１００をアクセス装置１１０に取り付けるための例示的な嵌合機構１７８Ｆを示す。嵌合機構１７８Ｆは、アクセス装置１１０の近位エッジに形成された切取部１９８を含むことができる。嵌合機構１７８Ｆは、上述のタイプのクリック式締結システムであってもよい。コネクタアセンブリ１０８は、カメラモジュール１０２の深さ調節を可能にするように、嵌合機構１７８Ｆの長手方向に配向された調節トラック１８２Ａ内に位置付けられてもよい。コネクタアセンブリ１０８は、カメラモジュール１０２の深さ調節を制限又は防止するために、コネクタアセンブリに十分な摩擦を適用するために、調整トラック１８２ａから切取部１９８内に付勢され得る。切取部１９８は、Ｕ字形状であり得る。切取部１９８は、Ｖ字形状であり得る。嵌合機構１７８Ｆは、コネクタアセンブリ１０８が、より大きい角度でアクセス装置１１０から離れて、患者の皮膚表面に接近することを可能にすることができ、システム１００の全体的なプロファイルを減少し、コネクタアセンブリを外科医又は他のユーザの邪魔にならないようにすることができる。

図１９は、可視化システム１００をアクセス装置１１０に取り付けるための例示的な嵌合機構１７８Ｇを示す。嵌合機構１７８Ｇは、可視化システム１００のコネクタアセンブリ１０８を案内又は保持するためのトラック１８２を有するアクセス装置１１０の近位延長部を含むことができる。嵌合機構１７８Ｇは、例えば、延長部のリビングヒンジ又は可撓性材料特性を介して、嵌合機構１７８Ｇに枢動可能に連結された蓋又は閉鎖キャップ１０１を含むことができる。蓋１０１は、カメラモジュール１０２の深さ調節を制限又は防止するために、コネクタアセンブリ１０８を延長部に締め付ける閉鎖状態で位置付けられ得る。蓋１０１は、カメラモジュール１０２の深さを調節するために、コネクタアセンブリが延長部に対して移動可能であるように、コネクタアセンブリ１０８と係合しないか、又はより少ない程度にコネクタアセンブリと係合する開放状態に位置決付けることができる。蓋１０１は、閉鎖状態、例えば、スナップ係止、クリック係止、又は他の係止構造を介して保持され得る。蓋１０１は、閉鎖状態からの蓋の解放を容易にするレバー１０３を含むことができる。

図２０に示すように、可視化システム１００は、ユーザ制御部１０５を含むことができる。ユーザ制御部１０５は、可視化システム１００に沿って、例えば、図示のように、コネクタアセンブリ１０８の遠位部分に沿って、様々な位置のいずれかに配設することができる。使用中、ユーザ制御部１０５は、滅菌野内に位置付けられ得る。これにより、外科医又は他のユーザが、滅菌野を離れたり、滅菌野の外にいる助手に頼ったりすることなく、制御装置１０５を直接作動させることを可能にし得る。制御部１０５は、カメラモジュール１０２、制御部１０６、流体源１６８、光源１７０、及び／又は吸引源１７２に動作可能に連結され得る。制御部１０５の作動は、洗浄動作を開始し、洗浄動作を停止し、画像を捕捉し、カメラモジュール１０２によって捕捉された画像の表示を回転させ、表示された画像のホワイトバランスを調節し、表示された画像の明るさを調節し、記録されたビデオを再生又は停止し、表示された画像をズームイン又はズームアウトする（光学的及び／又はデジタル的に）することなどを開始するのに効果的であり得る。制御部１０５は、１つ又は２つ以上の押しボタンを含むことができる。制御部１０５は、１つ又は２つ以上のフットスイッチを含むことができる。制御部１０５は、洗浄媒体をカメラモジュール１０２に向けて方向付けるためのハンドポンプ又はシリンジを含むことができる。制御部１０５は、コネクタアセンブリ１０８に組み込まれた遠隔制御部を含むことができる。制御部１０５は、有線又は無線接続を介してコントローラ１０６に連結された遠隔制御部を含むことができる。

本明細書に開示したアクセス装置は、様々な拡張技術を使用して患者に挿入することができる。例示的な方法では、患者の経皮的切開を通してガイドワイヤ又は針を挿入することができる。ガイドワイヤは、Ｘ線透視誘導、外科用ナビゲーションシステム、フリーハンド、又は他の方法を使用して配置することができる。切開部は、例えば、ガイドワイヤ上に１つ又は２つ以上の拡張器を挿入することによって順次又は連続的に拡張することができ、それぞれが漸進的に大きくなる外径を有する。十分に拡張されると、アクセス装置は、最も外側の拡張器をアクセス装置の作業チャネル内に配置し、アクセス装置を拡張器に沿って遠位方向に、患者内に摺動させることによって、挿入することができる。次いで、１つ又は２つ以上の拡張器を患者から除去することができ、外科処置を行うことができるアクセス装置を通して開放作業チャネルを残すことができる。

標準的な円筒形の拡張技術を増強することが必要であるか、又は望ましい場合があり得る。例えば、図２１Ａに示すように、アクセス装置１１０は、円筒形の作業チャネル１７４及びオフセット可視化チャネル１７６を含むことができる。アクセス装置１１０は、非円筒形の外部寸法を有することができる。可視化チャネル１７６は、可視化チャネルに遠位のアクセス装置内に空隙空間１０７を残して、アクセス装置１１０の遠位端部から離れて終端することができる。図示のように、標準的な円筒形の拡張器１０９が作業チャネル１７４を通って挿入されると、拡張器の外面と可視化チャネル１７６に隣接するアクセス装置の外面との間のアクセス装置１１０の遠位端部に鋭い遷移又は段差１１１が存在し得る。この例及び／又は他の例では、拡張システムを使用して、アクセス装置１１０の挿入、及び可視化チャネル１７６の経路内に配設された組織の拡張を容易にすることができる。

図２１Ｂ～図２１Ｄは、例示的な拡張システムを示す。図示のように、システムは、球状部１１５が移動可能に連結されたスリーブ１１３を含むことができる。スリーブ１１３がアクセス装置１１０の作業チャネル１７４内に配設されると、球状部１１５は、アクセス装置内の空隙空間１０７を占有し、拡張器１０９の外面と可視化チャネル１７６に隣接するアクセス装置の外面との間に滑らかな遷移１１７を提供することができる。したがって、球状部１１５は、上述の工程１１１を最小化又は排除することができる。

スリーブ１１３は、実質的に円筒形であり得る。スリーブ１１３は、標準的な円筒形の拡張器１０９を挿入することができるチャネル１１９を画定するために中空であってもよい。スリーブ１１３は、外径Ｄを画定することができる。球状部１１５は、球状部がスリーブの外径Ｄ内に完全に配設される第１の位置と、バルブの少なくとも一部分がスリーブの外径Ｄから外に突出する第２の位置との間で、スリーブ１１３に対して移動可能であり得る。球状部１１５は、第２の位置に向かって付勢され得る。球状部１１５は、スリーブ１１３に取り付けられるか、又はそれと一体に形成されてもよい。球状部１１５は、ばねによってスリーブに取り付けられ得る。例えば、球状部１１５は、スリーブ１１３の長手方向の板ばね又は平坦なバネ１２１の遠位端部に装着され得る。ばね１２１は、スリーブ内に形成された対向する長手方向スリット間に画定されるスリーブ１１３の一体的な延長部であり得る。球状部１１５は、スリーブ１１３内に配設された拡張器１０９の外径とアクセス装置１１０の外径との間に滑らかな誘導部を提供するように、傾斜した、湾曲した、先細りの、又は別の方法で構成される遠位に向いた面１１５ｄを含むことができる。球状部１１５は、スリーブ１１３がアクセス装置１１０から近位に引き出される際に、球状部を第１の位置に向かって半径方向内方に付勢するように、傾斜した、湾曲した、先細りの、又は別の方法で構成された近位に向いた面１１５ｐを含むことができる。

使用中、最も外側の拡張器１０９を含む標準的な円筒形の拡張器を使用して切開部を順次拡張することができる。スリーブ１１３は、球状部１１５が第１の半径方向内方位置に配設された状態でアクセス装置１１０内に装填することができる。スリーブ１１３は、球状部１１５が空隙１０７の深さになるまでアクセス装置１１０に対して遠位に前進させることができ、その時点で、球状部は、ばね１２１の付勢下で第２の位置まで半径方向外方に移動することができる。球状部１１５はまた、スリーブ１１３を通して拡張器１０９を挿入することによって、半径方向外方に付勢され、その位置に維持され得る。次いで、挿入されたスリーブ１１３を有するアクセス装置１１０を、最も外側の拡張器１０９の上で遠位に前進させることができる。アクセス装置１１０が遠位方向に前進すると、球状部１１５の遠位に向いた面１１５ｄは、アクセス装置の経路から組織を穏やかに付勢することができる。アクセス装置１１０が所望通りに位置付けられると、拡張器１０９は、拡張器をそこから近位に引き出すことによってスリーブ１１３から除去することができる。スリーブ１１３はまた、スリーブをそこから近位に引き出すことによってアクセス装置１１０から除去することもできる。スリーブ１１３がアクセス装置１１０に対して近位に引き出されると、球状部１１５は、例えば、可視化チャネル１７６の遠位端部に対して支持する球状部１１５の近位に向いた面１１５ｐによって半径方向内方に付勢され、それによって、球状部を第１の半径方向内方位置に移動させて、スリーブをアクセス装置から除去することができる。スリーブ１１３は、その遠位端部において近位端部における外形とは異なる外形を有する拡張器を形成することができる。

図２２Ａ及び図２２Ｂは、スリーブ１１３Ａが、作業チャネル１７４の長手方向中心軸Ａ４を中心にアクセス装置１１０に対して回転するように構成された別の例示的な拡張システムを示す。スリーブ１１３Ａは、スリーブが半径方向に拡張及び収縮することを可能にするための長手方向スリット又は他の特徴を有することができる。スリーブ１１３Ａは、アクセス装置１１０内に挿入されると半径方向に収縮して、球状部１１５Ａを半径方向外方に付勢することができる。スリーブ１１３Ａは、球状部１１５が空隙空間１０７から回転的にオフセットされ、したがって作業チャネル１７４の内壁によって半径方向内方に偏向される図２２Ａに示される第１の位置と、球状部が空隙空間を埋めるために半径方向外方にばねで付勢するように球状部が空隙空間に対して回転的に整列される図２２Ｂに示される第２の位置との間で、軸Ａ４を中心に回転可能であり得る。第１の位置では、球状部１１５Ａは、アクセス装置１１０からのスリーブ１１３Ａの挿入又は除去を妨げないように位置付けられ得る。第２の位置では、球状部１１５Ａは、例えば上述のように、拡張器とアクセス装置１１０との間の滑らかな遷移を提供するように空隙空間１０７を充填することができる。スリーブ１１３Ａは、その遠位端部において近位端部における外形とは異なる外形を有する拡張器を形成することができる。

図２３Ａ～図２３Ｇは、別の例示的な拡張システムを示す。図示のように、アクセス装置１１０Ａの遠位端部は、アクセス装置の作業チャネル１７４を通って挿入された円筒形の拡張器と、可視化チャネル１７６に隣接するアクセス装置の外面との間の滑らかな遷移を提供する、傾斜した、湾曲した、又はテーパ状の遷移部分１２３を含むことができる。遷移部分１２３は、可撓性又は屈曲可能であり得る。遷移部分１２３は、滑らかな遠位対向拡張表面１２３ｄを提供するために、遷移部分が半径方向内方に延在する第１の位置と、アクセス装置１１０Ａに装着されたカメラモジュールの視野を妨げないように、遷移部分が第１の位置から半径方向外方に移動される第２の位置との間で、移動可能であり得る。遷移部分１２３は、１つ又は２つ以上の移動可能なフィンガ１２５を含むことができる。フィンガ１２５は、アクセス装置１１０Ａの外壁に形成された複数の長手方向スリットによって画定され得る。フィンガ１２５は、第１の位置に向かって内方に付勢されるように、弾性材料特性を有することができる。

遷移部分１２３は、アクセス装置１１０Ａを通して挿入可能な拡張シャフト１２７によって、第１の位置と第２の位置との間で移動され得る。拡張シャフト１２７は、拡張シャフトがアクセス装置１１０Ａ内で遠位に前進して、遷移部分を半径方向外方に付勢するように、遷移部分１２３に接触及び当接するように構成された遠位の囲い板１２９を含むことができる。囲い板１２９は、図示のように円筒の断面を形成することができる。可視化チャネル１７６の少なくとも一部分は、拡張シャフト１２７内に形成され得る。拡張シャフト１２７は、カメラモジュール１０２がアクセス装置内に配設され、外科処置が実施されるときに、アクセス装置１１０内の適所に留まることができる。

図２４Ａ～図２４Ｃは、補助可視化システム１００Ａを示す。システム１００Ａは、独立して使用することができ、又は上述の可視化システム１００と共に使用することができる。システム１００Ａは、カメラモジュール１０２Ａと、ハウジング１０４Ａと、コネクタアセンブリ１０８Ａと、を含むことができ、これらの各々は、システム１００の対応する構成要素の特徴部のいずれかを含むことができる。システム１００Ａは、フリーハンドのスタイラスタイプ又はワンドタイプのカメラとして使用することができる。システム１００がアクセス装置の可視化チャネルを通して挿入されている間に、システム１００Ａをアクセス装置の作業チャネルを通して挿入することができる。両方のカメラ１００、１００Ａは、同じコントローラ若しくはディスプレイに連結することができ、又は各々は、独立したコントローラ若しくはディスプレイに連結することができる。複数の補助カメラ１００Ａを同時に使用することができる。脊椎手術の場合、補助カメラ１００Ａは、椎間板腔内に延在することができ、主カメラ１００はアクセス装置内に留まることができる。補助カメラ１００Ａは、嵌合機構１３１を使用してアクセス装置に取り付けられ得る。嵌合機構１３１は、アクセス装置に対して補助カメラ１００Ａを保持又は支持するように構成され得る。嵌合機構１３１は、補助カメラ１００Ａのハンズフリー動作を可能にすることができる。図２４Ｃに示すように、嵌合機構１３１は、補助カメラ１００Ａのハウジング又はコネクタアセンブリに取り付けるためのＣ字形状のクリップ又は他の機構１３３を含むことができる。嵌合機構１３１は、可視化システム１００をアクセス装置に取り付けるための嵌合機構に関して上述した機構のうちのいずれかを含むことができる。嵌合機構１３１は、嵌合機構をアクセス装置の近位エッジに取り付けるための遠位クリップ又はばね式ストリップ１３５を含むことができる。

図２５Ａ及び図２５Ｂは、本明細書に記載のカメラモジュール及び／又はアクセス装置と共に使用することができる例示的なハウジング１０４Ｂを示す。ハウジング１０４Ｂは、本明細書に記載の他のハウジング、例えば、ハウジング１０４の機構のいずれかを含むことができる。図示のように、ハウジング１０４Ｂは、１つ又は２つ以上の流体管腔１４２Ｂを含むことができる。流体管腔１４２Ｂは、その遠位端部に配設されたノズル１８４Ｂを含むことができる。ノズル１８４Ｂは、カメラモジュール１０２のレンズ１１４に向かう流体及び／又は吸引力の流れを向けるか、又は方向付けるように構成され得る。ノズル１８４Ｂは、ハウジング１０４Ｂの遠位端部から遠位に突出する管の長さの側壁に形成されたスロット又は切取部１３７によって画定され得る。スロット１３７は、流体が、管腔１４２Ｂの内部と、可視化チャネルの遠位端部に隣接する領域との間、又は内部に配設されたカメラモジュール１０２のレンズ１１４又は他の構成要素との間で流れることを可能にすることができる。スロット１３７は、斜めに角度付けされ得る。例えば、スロット１３７の長軸は、流体管腔１４２Ｂの長手方向中心軸、ハウジング１０４Ｂの長手方向中心軸、及び／若しくはアクセス装置の長手方向中心軸、又はアクセス装置の可視化チャネルに対して斜めの角度で延在することができる。いくつかの実施形態では、スロット１３７は、ハウジング１０４Ｂの長手方向中心軸に垂直な横断平面に対して角度Ｂで延在することができる。角度Ｂは、約５度～約８５度の範囲であり得る。角度Ｂは、約１０度～約６０度の範囲であり得る。角度Ｂは、約１５度～約３０度の範囲であり得る。角度Ｂは、約２２．５度であってもよい。スロット１３７の角度は、ハウジング１０４Ｂの斜め遠位端部及び／又はレンズ１１４の斜め遠位端部の対応する角度に等しいか、又は実質的に等しくてもよい。スロット１３７は、斜めに角度付けされなくてもよい。例えば、スロット１３７の長軸は、流体管腔１４２Ｂの長手方向中心軸、ハウジング１０４Ｂの長手方向中心軸、及び／若しくはアクセス装置の長手方向中心軸、又はアクセス装置の可視化チャネルに対して垂直に延在することができる。このような構成では、ハウジング１０４Ｂの遠位端部及び／又はレンズ１１４の遠位端部は同様に、流体管腔１４２Ｂの長手方向中心軸、ハウジング１０４Ｂの長手方向中心軸、及び／若しくはアクセス装置の中央長手方向軸、又はアクセス装置の可視化チャネルに垂直に延在することができる。スロット１３７は、レンズ表面の角度と一致する角度を有することができる。

ハウジングは、ワイパー、ブラシ、フラップ、又はレンズから破片を取り除くための他の機構を含むことができる。ワイパーは、ハウジングの管腔の中に配設され、それを通して挿入され、かつ／又はハウジングの管腔から展開可能であり得る。例えば、ワイパーは、ハウジングの流体管腔のノズル開口部を通して選択的に展開可能であり得る。ワイパーは、流体が管腔を通ってレンズに方向付けられる前、中、又は後に、レンズから破片を拭き取るために、開口部から展開することができる。図２５Ｃは、本明細書に記載のカメラモジュール及び／又はアクセス装置と共に使用することができる例示的なハウジング１０４Ｈを示す。ハウジング１０４Ｈは、本明細書に記載の他のハウジング、例えば、ハウジング１０４の機構のいずれかを含むことができる。図示のように、ハウジング１０４Ｈは、１つ又は２つ以上の流体管腔１４２Ｈを含むことができる。流体管腔１４２Ｈは、その遠位端部に配設されたノズル１８４Ｈを含むことができる。ノズル１８４Ｈは、カメラモジュール１０２のレンズ１１４に向かう流体及び／又は吸引力の流れを向けるか、又は方向付けるように構成され得る。ノズル１８４Ｈは、ハウジング１０４Ｈの遠位端部から遠位に突出する管の長さの側壁に形成されたスロット又は切取部１３７Ｈによって画定され得る。スロット１３７Ｈは、流体が、管腔１４２Ｈの内部と、可視化チャネルの遠位端部に隣接する領域との間、又は内部に配設されたカメラモジュール１０２のレンズ１１４又は他の構成要素との間で流れることを可能にすることができる。レンズから破片を取り除くためのワイパー、ブラシ、フラップ、又は他の機構１７７は、管腔１４２Ｈ内に配設され得る。ワイパー１７７は、近位シャフト１７９及び遠位ワイパー先端部１８１を含むことができる。ワイパー先端部１８１は、ノズルスロット１３７Ｈを通して選択的に展開可能であり、レンズ１１４からの破片を拭き取ることができる。例えば、シャフト１７９は、管腔１４２Ｈ内で遠位に前進して、ワイパー先端部１８１をスロット１３７Ｈから外に、かつレンズ１１４に向かって押すことができる。ワイパー先端部１８１は、弾性材料、形状記憶材料から形成されてもよく、又は別の方法でそのような展開を容易にするために、レンズ１１４に向かって付勢されるものにすることができる。ワイパー先端部１８１は、可撓性であり得る。ワイパー先端部１８１がスロット１３７Ｈを通って展開されると、シャフト１７９は、ハウジング１０４Ｈに対して軸方向に回転されて、ワイパー先端部１８１をレンズ表面にわたって引き、そこから破片を取り除くことができる。シャフト１７９は、ハウジング１０４Ｈに対して近位に引き込まれて、ワイパー先端部１８１を管腔１４２Ｈ内に後退させることができる。

ハウジングは、カメラレンズに隣接する組織を後退させる、遮蔽する、又は操作するための様々な機構を含むことができる。例えば、図２６Ａ及び図２６Ｂは、本明細書に記載のカメラモジュール及び／又はアクセス装置と共に使用することができる例示的なハウジング１０４Ｃを示す。ハウジング１０４Ｃは、本明細書に記載の他のハウジング、例えば、ハウジング１０４の機構のいずれかを含むことができる。ハウジング１０４Ｃは、ハウジングの遠位端面から遠位に延在又は突出する遮蔽部１３９を含むことができる。遮蔽部１３９は、外面１３９ｏ及び内面１３９ｉ．を含むことができる。遮蔽部１３９の外面１３９ｏは、ハウジング１０４Ｃが患者の中に挿入されたときに、隣接する組織に当接して、組織を後方に保持し、カメラレンズ１１４の視野内に膨らむのを防止することができる。代替的に又は追加的に、ハウジング１０４Ｃが患者の中に遠位に前進するとき、遮蔽部１３９の遠位先端部は、組織を穏やかに押し出すことができ、又は、レンズ１１４と組織との間の不注意による接触（レンズの望ましくない汚染をもたらす可能性がある）を防止するためのスタンドオフとして機能することができる。遮蔽部１３９はまた、例えば、レンズ１１４に向けて流体を濃縮し、操縦し、又は標的にすることによって、レンズ表面を通過するときの洗浄液又は薬剤の流れを補助することができる。遮蔽部１３９は、ハウジング１０４Ｃの周辺全体の周囲に延在することができ、又は図示のように、ハウジング周辺の一部分のみの周囲に延在することができる。遮蔽部１３９の外面１３９ｏは、ハウジング及び遮蔽部が連続的な滑らかな外面を画定するように、ハウジング１０４Ｃの外面１３６ｏの外形と一致する外形を有することができる。遮蔽部１３９は、凸状の外面及び凹状の内面を有することができる。遮蔽部１３９は、三日月形状の横断面を有することができる。遮蔽部１３９は、ハウジング１０４Ｃの遠位に向いた面への滑らかな遷移を提供するために、その外側エッジにフィレット又は面取り部１４１を含むことができる。遮蔽部１３９の内面は、レンズ１１４の曲率半径に追従する曲率半径を有することができる。遮蔽部１３９は、距離Ｄだけハウジング１０４Ｃの遠位端面から遠位に突出することができる。距離Ｄは、約２ｍｍ～約３０ｍｍの範囲であり得る。距離Ｄは、約４ｍｍ～約１２ｍｍの範囲であり得る。距離Ｄは、約８ｍｍであり得る。

遮蔽部は、ハウジングに対して移動可能であり得る。例えば、遮蔽部は、ハウジングに対して、例えば、長手方向に後退可能であり得る。いくつかの実施形態では、遮蔽部は、ハウジング内に形成された管腔内に摺動可能に配設され得る。遮蔽部は、近位－遠位方向において管腔内で長手方向に並進するように構成され得る。これにより、遮蔽部は、ユーザによって所望に応じて選択的に展開若しくは後退させることができ、又は手術中に遮蔽部突出部を調節することを可能にすることができる。ハウジングに対する遮蔽部の移動は、例えば、ユーザが遮蔽部の近位端部を手動で把持し、ハウジングに対して摺動させることによって、様々な方法で制御することができる。図２６Ｃは、本明細書に記載のカメラモジュール及び／又はアクセス装置と共に使用することができる例示的なハウジング１０４Ｄを示す。ハウジング１０４Ｄは、本明細書に記載の他のハウジング、例えば、ハウジング１０４の機構のいずれかを含むことができる。図示のように、ハウジング１０４Ｄは、遮蔽部１３９が摺動可能に装着される管腔１４３を含むことができ、それによって、ハウジング１０４Ｄに対する遮蔽部の長手方向の調節を容易にする。

遮蔽部は、例えば、遮蔽部がハウジングに対して移動されるときに、例えば、レンズからの破片を除去するためのワイパー、ブラシ、フラップ、流体ジェット、真空ポート、又は他の機能を含むことができる。図２６Ｄは、本明細書に記載のカメラモジュール及び／又はアクセス装置と共に使用することができる例示的なハウジング１０４Ｅを示す。ハウジング１０４Ｅは、本明細書に記載の他のハウジング、例えば、ハウジング１０４の機構のいずれかを含むことができる。図示のように、ハウジング１０４Ｅは、遮蔽部１３９が摺動可能に装着される管腔１４３を含むことができ、それによって、ハウジング１０４Ｅに対する遮蔽部の長手方向の調節を容易にする。遮蔽部１３９は、遮蔽部の内面１３９ｉに装着されたワイパーフラップ１４５を含むことができる。遮蔽部１３９がハウジング１０４Ｅに対して近位に引き出されると、フラップ１４５はハウジングの遠位端部に接触し、フラップを外方に広げ、レンズ１１４の面にわたって拭き取らせることができる。遮蔽部１３９の連続的な近位移動は、フラップ１４５をそれ自体の上に折り重ね、管腔１４３内へと摺動させることができる。遮蔽部１３９がハウジング１０４Ｅに対して遠位に前進すると、フラップ１４５は、カメラレンズ１１４の視界を遮らないように遮蔽部の内壁１３９ｉに対して平坦に位置することができる。フラップ１４５は、エラストマー、又はシリコーンなどの可撓性及び／又は弾性材料から形成することができる。

組織遮蔽部は、上述のようにハウジングの管腔内に配設されてもよく、又は別の方法でシステムに組み込まれてもよい。例えば、組織遮蔽部は、ハウジングと一体的に形成することができ、アクセス装置と一体的に形成することができ、及び／又はカメラモジュールと一体的に形成することができる。別の例として、組織遮蔽部は、ハウジングの管腔、アクセス装置の管腔、及び／又はカメラモジュールの管腔内に摺動可能に配設され得る。更に別の例として、組織遮蔽部は、ハウジング、アクセス装置、及び／又はカメラモジュールの外面に沿って摺動可能であり得る。

システムは、カメラの鮮明な可視化を維持するための能動的な機械的及び／又は音響システムを含むことができる。例えば、システムは、レンズから破片を除去するために、又は第１の位置で破片がレンズを塞ぐのを防ぐために作動させることができる超音波撹拌器を含むことができる。図２７Ａは、本明細書に記載のハウジング及び／又はアクセス装置と共に使用することができる例示的なカメラモジュール１０２Ｂを示す。カメラモジュール１０２Ｂは、本明細書に記載の他のカメラモジュール、例えば、カメラモジュール１０２の機能のいずれかを含むことができる。図示のように、カメラモジュール１０２Ｂは超音波トランスデューサ１４７を含むことができる。トランスデューサ１４７は、図示のように、レンズ筒１２４に、又はレンズ１１４、画像センサ１１２、照明管腔１２８、ＰＣＢＡ１２０などのカメラモジュールの任意の他の構成要素に取り付けることができる。トランスデューサ１４７がカメラモジュール１０２Ｂに装着されて示されているが、トランスデューサは、ハウジング又はアクセス装置を含む可視化システムの任意の構成要素に取り付けられ得ることが理解されるであろう。トランスデューサはまた、カメラモジュール又はアクセスポートの周囲に配設された外側シース又はカラーなどの別個の構成要素の中に、又はその上に配設され得る。トランスデューサは、コネクタ１０８内に配設されたワイヤを介してコントローラ１０６に動作可能に接続され得る。使用時には、電位をトランスデューサに印加して、レンズから又はレンズから離れるように破片を振り落とすことができる機械的振動を発生させることができる。

トランスデューサは、圧電トランスデューサであり得る。トランスデューサは、例えば、約２０ｋＨｚ～約４０ｋＨｚの範囲の周波数で超音波を放出することができる。トランスデューサは、リング形状トランスデューサ、プレートタイプのトランスデューサ、又は任意の他の好適なトランスデューサタイプであり得る。

図２７Ｂは、本明細書に記載のハウジング及び／又はアクセス装置と共に使用することができる例示的なカメラモジュール１０２Ｃを示す。カメラモジュール１０２Ｃは、本明細書に記載の他のカメラモジュール、例えばカメラモジュール１０２の機能のいずれかを含むことができる。図示のように、カメラモジュール１０２Ｃは、超音波トランスデューサ１４７を含むことができる。トランスデューサ１４７は、レンズ筒１２４の遠位端部と透明キャップ１４９との間に軸方向に配設された環状又はリング状の要素の形態であり得る。キャップ１４９は、カメラモジュール１０２Ｃの最も外側の遠位範囲を形成することができ、したがって、破片が蓄積する可能性がある手術環境に暴露される表面を画定することができる。トランスデューサ１４７は、電位がそこに印加されると、図示した矢印の方向に振動する圧電要素であってもよい。圧電要素は、キャップ１４９を振動させ、液滴又は破片１５１がキャップ表面から離れるように促すのに効果的であり得る。トランスデューサ１４７の環状の形状は、キャップ１４９の全周の周囲に実質的に均一な振動を適用しながら、トランスデューサを通してレンズ１１４又は画像センサ１１２に部位の鮮明な線を有利に提供することができる。

超音波撹拌器が上述されているが、システムに振動又は撹拌を適用するための任意の手段を、代替的に又は追加的に使用できることが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、システムに振動を適用するために、偏心して装着された質量を有する電気モータを使用することができる。モータは、カメラモジュール、ハウジング、又はアクセス装置内に装着され得る。いくつかの実施形態では、システムは、電位がそこに印加されたときにカメラモジュールに衝突するように構成されたソレノイド又はリニアアクチュエータなどのアクチュエータを含むことができる。使用中、電流は、アクチュエータに選択的に印加されて、アクチュエータをカメラモジュールに衝突させ、それによってレンズからの破片を取り除くか又は除去することができる。アクチュエータは、カメラモジュール、ハウジング、又はアクセス装置内に装着され得る。いくつかの実施形態では、超音波周波数範囲以下、例えば、超音波又は音響範囲で動作する発生器を使用して、レンズから破片を取り除くことができる。

システムは、レンズを通した可視性を維持するためにレンズにわたって移動可能な膜を含むことができる。膜は、透明であり得る。膜は、例えば、膜の汚れた区分をレンズから離れるように移動させ、膜の清潔な区分と交換するために、レンズにわたって引かれて、レンズと整列している膜の部分を変えることができる。膜は、レンズにわたって引かれ、かつワイパー、ブラシ、フラップ、流体ジェット、真空ポート、又は膜から破片を除去する他の洗浄要素を通過して移動する材料の連続ループであり得る。その結果、膜の汚れた区分をレンズから離れるように移動させ、膜の清潔な区分と交換することができ、汚れた区分は最終的にブラシ又はワイパーにわたって移動して、レンズと再び整列される前にその区分を洗浄することができる。膜は、１つ又は２つ以上のスプールに巻き付けられてもよく、例えば、使用後に膜の汚れた部分が１つのスプールに巻き付けられ、同時に清潔な部分が別のスプールから巻き出されてレンズに整列される。膜の移動は、連続的であっても断続的であってもよい。膜の移動は、電動モータ、手動クランク若しくはハンドル、又は様々な他の機構によって制御され得る。例えば、幕の移動は、カメラから捕捉された画像内の破片又は鮮明度の欠如を検出するコントローラに応答して、自動的に発生してもよく、又は、ボタン、ホイール、若しくは他の入力機構のユーザの操作に応答して、手動で発生してもよい。

図２８Ａは、本明細書に記載のカメラモジュール及び／又はアクセス装置と共に使用することができる例示的なハウジング１０４Ｆを示す。ハウジング１０４Ｆは、本明細書に記載の他のハウジング、例えば、ハウジング１０４の機構のいずれかを含むことができる。図示のように、ハウジング１０４Ｆは、移動可能な膜１５３を含むことができる。膜１５３の第１の端部は、ハウジング１０４Ｆの近位端部に又はその付近に配設された第１の「清潔な」スプール１５５Ａに巻き付けられ得る。膜１５３は、ハウジング１０４Ｆの第１の長手方向管腔１５７Ａを通り、レンズ１１４の露出面をわたり、ハウジングの第２の長手方向管腔１５７Ｂを通って戻るように延在することができる。膜１５３の第２の端部は、ハウジング１０４Ｆの近位端部に又はその付近に配設された第２の「汚れた」スプール１５５Ｂに巻き付けられ得る。使用中、一方又は両方のスプール１５５を回転させて、膜１５３を指示された矢印の方向に移動させ、それによって膜の汚れた区分をレンズ１１４から離れるように移動させ、代わりに膜の清潔な区分をレンズと整列させることができる。スプール１５５の一方又は両方は、モータ又は手動入力装置によって駆動され得る。

図２８Ｂは、本明細書に記載のカメラモジュール及び／又はアクセス装置と共に使用することができる例示的なハウジング１０４Ｇを示す。ハウジング１０４Ｇは、本明細書に記載の他のハウジング、例えば、ハウジング１０４の機構のいずれかを含むことができる。図示のように、ハウジング１０４Ｇは、移動可能な膜１５３を含むことができる。膜１５３は、膜をレンズ１１４の露出面にわたし、ワイパー、ブラシ、フラップ、流体ジェット、真空ポート、又は他の洗浄要素１５９にわたす、ハウジング１０４Ｇを通る経路に追従する連続的な材料ループであり得る。膜１５３は、一連のローラー１６１の周囲に巻き付けられてもよく、そのうちの１つ又は２つ以上は、膜の移動を効果的に作用させるためにモータ又は手動入力装置に連結され得る。使用中、ローラー１６１のうちの１つ又は２つ以上を回転させて、膜１５３を指示された矢印の方向に移動させ、それによって膜の汚れた区分をレンズ１１４から離れるように移動させ、代わりに膜の清潔な区分をレンズと整列させることができる。膜１５３が移動されると、膜の汚れた区分は、洗浄要素１５９にわたって運ばれて、膜のその区分がレンズ１１４と再整列される前に洗浄することができる。

システムは、レンズにわたって移動可能な機械的ワイパーを含み、レンズから破片を取り除くことができる。図２９Ａ～図２９Ｄは、例示的なワイパー１６３を示す。ワイパー１６３は、本明細書に記載のアクセス装置のいずれかの作業チャネル、例えば、図示のようなアクセス装置１１０Ｂの作業チャネル１７４Ｂを通って挿入されるか、又はその中に配設され得る。ワイパー１６３は、近位－遠位方向において、例えば、近位端部に手動入力力を加えることによって、ワイパーをカメラレンズ１１４にわたって横方向に移動させて、そこから破片を除去するようことができる。図示のように、ワイパー１６３は、細長いワイパーシャフト１６５及びワイパー先端１６７を含むことができる。先端部１６７は、シリコーン、ゴム、エラストマーなどの比較的軟質の材料から形成することができる。シャフト１６５は、アクセス装置の作業チャネルに形成された突出部１７１と相互作用して、シャフトの長手方向の移動をワイパー先端部１６７の横方向の移動に変換するオフセット又はジョグ１６９を含むことができる。具体的には、図２９Ａ及び２９Ｃに示すように、ワイパーシャフト１６５が作業チャネル内で近位に移動されると、突出部１７１は、ワイパーシャフト内のオフセット１６９に接触してワイパー先端部１６７を横方向（図示の例では右方向）に付勢する。突出部１７１及び／又はオフセット１６９は、傾斜面又は先細り面を画定して、そのような横方向の移動を促すことができる。レンズ１１４をわたるワイパー先端部１６７の横方向の移動は、レンズ表面から破片を取り除くのに効果的であり得る。図２９Ｂ及び図２９Ｄに示すように、ワイパーシャフト１６５がその後遠位に移動すると、ワイパーシャフトのオフセット１６９は、突出部１７１を越えて長手方向に移動することができ、これによりワイパーシャフトは、ワイパー先端部１６７をレンズ１１４にわたって反対方向（図示の例では左方向）に戻して運ぶように、反対側の横方向に移動することができる。ワイパーシャフト１６５は、作業チャネルの側壁に向かって（図示の例では左方向）付勢されて、そのような横方向の移動を促すことができる。レンズ１１４をわたるワイパー先端部１６７の横方向の移動は、レンズからの破片を更に取り除くのに効果的であり得る。

図３０Ａ及び図３０Ｂは、別の例示的なワイパー１７３を示す。ワイパー１７３は、本明細書に記載のアクセス装置のいずれかの作業チャネルを通って挿入されるか、又はその中に配設され得る。ワイパー１７３は、アクセス装置１１０の可視化管腔１７６に向かって付勢される、材料１７５の可撓性及び／又は弾性フラップを含むことができる。カメラモジュール１０２及び／又はハウジング１０４がフラップ１７５を越えて長手方向に移動すると、フラップは、レンズ１１４の露出した表面にわたって拭き取られて、そこから破片を取り除くことができる。具体的には、図３０Ａに示すように、ハウジング１０４及びカメラモジュール１０２が近位に引き出されると、ワイパー１７３の付勢によって、フラップ１７５がアクセス装置１１０の可視化チャネル１７６内に移動することができる。図３０Ｂに示すように、ハウジング１０４及びカメラモジュール１０２がその後遠位に前進すると、フラップ１７５は、ワイパー１７３がハウジング及びカメラモジュールによって押し出されるのに伴って、レンズ１１４の露出した表面にわたって拭き取ることができる。したがって、ワイパー１７３は、カメラモジュール１０２がワイパーフラップ１７５を超えて移動するたびに、レンズ１１４の自動洗浄を効果的に行うことができる。カメラモジュール１０２は、必要に応じて、又はレンズ１１４を洗浄するために所望される回数だけ、アクセス装置１１０内で上下に繰り返し移動することができる。ワイパーフラップ１７５は、シリコーン、ゴム、エラストマーなどの比較的軟質の材料から形成することができる。

本明細書に記載の様々なレンズ洗浄機構は、個別に又は組み合わせて使用することができる。例えば、可視化システムは、機械的ワイパー、超音波撹拌器、移動可能な膜、及び流体洗浄システムを含むことができる。別の例として、可視化システムは、超音波撹拌器及び流体洗浄システムを含むことができる。別の例として、可視化システムは、移動可能な膜及び流体洗浄システムを含むことができる。任意の他の組み合わせ又はサブ組み合わせも使用することができる。

本明細書に開示される可視化システム及び／又はアクセス装置は、様々な外科処置のいずれかで使用することができる。例えば、このようなシステム及び装置は、耳、鼻、及び咽喉（ＥＮＴ）手術、副鼻腔手術、胃腸（ＧＩ）手術、腹部手術、血管内手術、心臓胸部手術、関節手術などで使用することができる。いくつかの実施形態では、可視化システムは、アクセス装置の有無にかかわらず、副鼻腔手術のための自己洗浄内視鏡として使用することができる。システムの能動的及び／又は受動的洗浄機構は、レンズを洗浄するために患者からスコープを繰り返し引き抜く必要性を減少又は排除することができる。いくつかの実施形態では、可視化システムは、アクセス装置の有無にかかわらず、気道手術（例えば、喉頭鏡検査、気管支鏡検査など）用の自己洗浄内視鏡として使用することができる。いくつかの実施形態では、可視化システムは、アクセス装置の有無にかかわらず、自己洗浄の上部及び／又は下部ＧＩスコープとして使用することができる。可視化システムは、自己洗浄能力を有する剛体内視鏡を形成することができる。

本明細書に開示される様々なハウジング及びカメラモジュールは、アクセス装置と共に使用することができ、又はアクセス装置を使用せずに独立して使用することができる。本明細書に記載されるシステムのいずれも、カメラモジュールとは別個かつ個別のハウジングを含むことができ、又はカメラモジュールとハウジングとを一体的に含むことができ、例えば、カメラモジュールの外囲器がハウジングを画定するシステムを含むことができる。

上記の説明若しくは添付図面において表現された又は示唆された方法工程の任意の順序は、開示された方法を、その順序で工程を実施することに限定するものと解釈すべきではないことに留意すべきである。むしろ、本明細書で開示される方法のそれぞれの種々の工程は、任意の種々の順序で行うことができる。なお、記載した方法は、代表的実施形態に過ぎず、追加の工程を含む、又はより少ない工程を含む、種々のその他の方法もまた本開示の範囲内である。

本明細書にて開示された装置は、種々の既知の材料のうちのいずれかから構成され得る。例示的な材料としては、例えば、ステンレス鋼、チタン、ニッケル、コバルトクロム、又はそれらの合金及び組み合わせのような金属、ＰＥＥＫなどのポリマー、セラミックス、炭素繊維などを含む、外科用途で使用するのに適した材料が挙げられる。本明細書で開示された装置の様々な構成要素は、剛性又は可撓性であり得る。装置の１つ又は２つ以上の構成要素又は部分は、蛍光透視法及び他の画像処理技法の下での可視化を容易にするために、放射線不透過性材料から形成することができ、又は他の構造物の可視化を干渉しないように放射線透過性材料から形成することができる。例示的な放射線透過性の材料としては、炭素繊維及び高強度のポリマーが挙げられる。

本明細書で開示された装置及び方法は、低侵襲手術及び／又は切開手術で用いることができる。本明細書で開示された装置及び方法は、概して、ヒト患者の脊椎手術の文脈において説明されているが、本明細書で開示された方法及び装置は、ヒト対象又は動物対象の任意の種類の手術において、手術以外の用途において、無生物に対してなどで用いられ得ることが理解されるであろう。

以上、特定の実施形態を記載したが、記載された概念の趣旨及び範囲内で多くの変更がなされ得る点を理解されたい。

〔実施の態様〕
（１） 外科用システムであって、
作業チャネル及び可視化チャネルを有するアクセス装置と、
前記可視化チャネル内に少なくとも部分的に配設された可視化システムであって、カメラモジュール及び前記カメラモジュールが装着されたハウジングを含む、可視化システムと、を備える、システム。
（２） 前記カメラモジュールが、画像センサと、前記画像センサ上に反射光を方向付けるように構成されたレンズと、を備え、前記画像センサ及び前記レンズが前記ハウジング内に配設されている、実施態様１に記載のシステム。
（３） 前記カメラモジュールが、前記ハウジング内に配設された遠位端部と、光源と光通信している近位端部と、を有する光ファイバを含む、実施態様２に記載のシステム。
（４） 前記レンズが、レンズ筒のレンズ管腔内に配設されており、前記光ファイバが、前記レンズ筒の照明管腔内に配設されている、実施態様３に記載のシステム。
（５） 前記照明管腔が、前記レンズ管腔よりも前記アクセス装置の作業チャネルの中心に近接して配設されている、実施態様４に記載のシステム。

（６） 前記レンズ筒が、前記作業チャネルの長手方向中心軸に対して斜めに角度付けされた遠位に向いた面を含む、実施態様４に記載のシステム。
（７） 前記光ファイバの上の前記レンズ筒の前記遠位に向いた面に形成された凹部に装着された拡散器を更に備える、実施態様６に記載のシステム。
（８） 前記凹部が、三日月形であり、かつ前記レンズ管腔の周縁部に実質的に追従する、実施態様７に記載のシステム。
（９） 前記レンズの中心領域が疎水性コーティングでコーティングされており、前記レンズの周辺領域が親水性コーティングでコーティングされている、実施態様２に記載のシステム。
（１０） 前記ハウジングが、本体と、遠位端部キャップと、を含む、実施態様１に記載のシステム。

（１１） 前記本体は、前記カメラモジュールが中に配設されたカメラ管腔と、第１及び第２の流体管腔と、を含む、実施態様１０に記載のシステム。
（１２） 前記カメラ管腔が、前記本体の中心に、前記第１の流体管腔と前記第２の流体管腔との間に配設されている、実施態様１１に記載のシステム。
（１３） 前記本体の遠位に向いた面及び前記端部キャップの遠位に向いた面が、前記作業チャネルの長手方向中心軸に対して斜めに角度付けされている、実施態様１０に記載のシステム。
（１４） 前記本体が、前記作業チャネルに隣接して配設された凹状内面と、前記内面の反対側に配設された凸状外面と、を有する側壁を有する、実施態様１０に記載のシステム。
（１５） 前記本体の前記側壁の前記内面が、前記作業チャネルの内面の少なくとも一部分を画定する、実施態様１４に記載のシステム。

Claims (15)

1. 外科用システムであって、
   作業チャネル及び可視化チャネルを有するアクセス装置と、
   前記可視化チャネル内に少なくとも部分的に配設された可視化システムであって、前記可視化システムは、カメラモジュール及び前記カメラモジュールが装着されたハウジングを含み、前記ハウジングが、前記作業チャネルに隣接して配設された凹状内面と、前記凹状内面の反対側に配設された凸状外面と、を有する側壁であって、前記凹状内面が、それぞれの円筒の区分を画定する第１及び第２の遷移領域によって、前記凸状外面に接続されている、側壁と、遠位に向いた端面と、前記カメラモジュールが配設された、前記ハウジング内のカメラ管腔と、第１及び第２の流体管腔であって、前記第１及び第２の遷移領域が前記第１及び第２の流体管腔の外側縁部に追従する、第１及び第２の流体管腔と、前記ハウジングの前記遠位に向いた端面から延在する遮蔽部と、を含む、可視化システムと、
   前記カメラモジュールのレンズから破片を除去するように構成された能動レンズ洗浄装置であって、前記能動レンズ洗浄装置が、前記ハウジングの前記遠位に向いた端面から延在するノズルを備え、前記ノズルが、流体を、前記第１及び第２の流体管腔のうちの少なくとも１つから前記遠位に向いた端面を横切って前記レンズに向かって、前記ノズルから離れるように方向付けるように構成された開口部を含む、能動レンズ洗浄装置と、を備え、
   前記開口部が、前記ハウジングの長手方向中心軸に対して斜めの角度で流体を前記レンズに向かって方向付けるように構成されており、
   前記遮蔽部の最遠位末端が、前記長手方向中心軸に対して前記ノズルを越えて延在する、システム。
2. 前記カメラモジュールが、画像センサと、前記画像センサ上に反射光を方向付けるように構成されたレンズと、を備え、前記画像センサ及び前記レンズが前記ハウジング内に配設されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記レンズの中心領域が疎水性コーティングでコーティングされており、前記レンズの周辺領域が親水性コーティングでコーティングされている、請求項２に記載のシステム。
4. 前記ハウジングが、前記作業チャネルに隣接して配設された凹状内面と、前記凹状内面の反対側に配設された凸状外面と、を有する側壁を有する、請求項１に記載のシステム。
5. 前記ハウジングの前記側壁の前記凹状内面が、前記作業チャネルの内面の少なくとも一部分を画定する、請求項４に記載のシステム。
6. 前記能動レンズ洗浄装置が、前記ハウジングの管腔を通って前記レンズに向かって方向付けられた正圧気体の源を備える、請求項１に記載のシステム。
7. 前記正圧気体が、空気又は二酸化炭素を含む、請求項６に記載のシステム。
8. 前記遮蔽部が、前記ハウジングの周辺全体よりも小さい周囲に延在する、請求項１に記載のシステム。
9. 前記遮蔽部が、湾曲した内面を画定する、請求項８に記載のシステム。
10. 前記遮蔽部が、前記ハウジングの外面の外形と一致する外形を有する外面を画定する、請求項９に記載のシステム。
11. 前記遮蔽部が、三日月形状の横断面を有する、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記湾曲した内面が、前記レンズへの流体の送達を補助するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
13. 前記開口部が、前記遮蔽部の対向する横方向端部間に位置する、請求項１に記載のシステム。
14. 前記遮蔽部の外側エッジが、前記ハウジングの前記遠位に向いた端面への滑らかな遷移を提供する面取り部を画定する、請求項１に記載のシステム。
15. 前記遮蔽部が、前記ノズルを含む、請求項１に記載のシステム。

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