KR20200106522A

KR20200106522A - 수술 시뮬레이션 카메라 스코프

Info

Publication number: KR20200106522A
Application number: KR1020207022570A
Authority: KR
Inventors: 리차드 단테스; 제이콥 필렉; 지미 호; 션 케네데이
Original assignee: 어플라이드 메디컬 리소시스 코포레이션
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-09-14
Also published as: CA3087507A1; EP3735163A1; JP2021510102A; JP7339949B2; US11887502B2; US20190206281A1; US20240169858A1; WO2019135956A1; AU2018399461A1

Abstract

추가된 비용 및 복잡성들 없이 수술 스코프만큼 효과적인 수술 시뮬레이션 카메라 스코프가 제공된다. 수술 시뮬레이션 카메라 스코프는 렌즈를 갖는 렌즈 마운트 및, 센서를 손상시키지 않으면서 센서의 위치가 렌즈의 초점 심도 내에 존재하고 유지되도록 하는 방식으로 센서 마운트와 렌즈 마운트 사이에 배치되고 위치되는 이미지 센서를 갖는 센서 마운트를 포함한다.

Description

수술 시뮬레이션 카메라 스코프

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은, 2018년 01월 04일자로 출원된 미국 가특허 출원번호 제62/613,696호, 및 2018년 08월 30일자로 출원된 미국 가특허 출원번호 제62/724,720호의 이익을 주장하며, 이로써 이들의 전체 개시내용들은 마치 본원에서 완전하게 기술되는 것처럼 참조로서 포함된다.

본 출원은 전반적으로 수술 시뮬레이션 시스템들 및 방법들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 수술 시뮬레이션 카메라 스코프들, 그 시스템들 그 방법들에 관한 것이다.

수술 스코프들은, 스코프들 및 기구들, 예컨대 가위, 디섹터들 및 그래스퍼들을 수술 지점에서 신체의 공동 내로 통과시키기 위해 소형 절개부들이 이용되는 복강경 및 내시경 절차들에서 사용된다. 스코프에 의해 캡처된 지점을 관찰하고 외과의에 의한 관찰을 위해 비디오 모니터 상에 라이브 이미지 피드를 디스플레이하면서 수술이 수행된다. 이와 같이, 외과의가 장기들 및 조직들을 육안으로 직접 관찰할 수 없기 때문에 복강경 수술을 학습하는 것이 매우 어렵다. 시각적 정보는 2-차원 이미지를 디스플레이하는 모니터를 통해 간접적으로 획득된다. 2-차원 이미지를 통한 3-차원 환경을 제공하는 정보의 손실이 상당하다. 특히, 기구들을 3 차원으로 조작하기 위한 가이드로서 2-차원 이미지를 볼 때 깊이 인식이 감소된다. 추가로, 투관침들이 소형 절개부들을 통해 삽입되어 복벽에 기대어 위치된다. 결과적으로, 기구들/스코프들의 조작이 기구/스코프에 대하여 지렛대 받침점(fulcrum) 효과를 갖는 복벽에 의해 제한된다. 따라서, 손 모션과 툴 팁 모션을 상관시키기 위하여, 손-눈 조화(coordination) 스킬들이 필요하며, 실습되어야만 한다. 외과의는 핵심 촉각 스킬들의 세트를 발전시켜야 하며, 이는 외과의가 손으로 직접 조직을 촉진할 수 없음에 따라 촉각적 느낌이 감소되기 때문이다. 이러한 스킬들 전부 및 더 많은 스킬들의 획득은 복강경 트레이닝에 있어서 과제이며, 트레이닝 환경에서 사용하기에 적절한 스코프들에 대한 필요성이 존재한다.

전반적으로, 수술 시뮬레이션 카메라 스코프가 제공된다. 다양한 실시예들에 있어서, 수술 시뮬레이션 카메라 스코프는 핸들 및 이에 연결된 세장형(elongate) 샤프트를 포함한다. 세장형 샤프트는 그것의 원위 단부에서 렌즈를 갖는 렌즈 마운트(mount) 및 센서 마운트와 렌즈 마운트 사이에 배치되는 이미지 센서를 갖는 센서 마운트를 포함한다. 다양한 실시예들에 있어서, 이미지 센서는, 이미지 센서로부터 핸들로 연장하는 가요성 회로 보드에 연결된다.

다양한 실시예들에 있어서, 수술 시뮬레이션 카메라 스코프는 핸들 및 이에 연결된 세장형 샤프트를 포함한다. 세장형 샤프트는 핸들에 결합된 근위 단부 및, 센서 마운트 및 렌즈 마운트를 포함하는 원위 단부를 갖는다. 다양한 실시예들에 있어서, 렌즈 마운트는 내부에 포켓을 갖는 근위 부분을 가지며, 렌즈는 렌즈 마운트 내에 배치된다. 다양한 실시예들에 있어서, 이미지 센서는 렌즈 마운트의 포켓 내에 배치되며, 세장형 샤프트의 원위 단부를 향한 원위 면(face)를 갖는다.

다양한 실시예들에 있어서, 수술 시뮬레이션 카메라 스코프는 핸들 및 이에 연결된 세장형 샤프트를 포함한다. 세장형 샤프트는 핸들에 결합된 근위 단부 및, 센서 마운트 및 렌즈 마운트를 포함하는 원위 단부를 갖는다. 다양한 실시예들에 있어서, 세장형 샤프트는 세장형 샤프트의 근위 단부로부터 세장형 샤프트의 원위 단부로 연장하는 길이 방향 축을 갖는다. 다양한 실시예들에 있어서, 수술 시뮬레이션 카메라 스코프는 렌즈 및 이미지 센서를 더 포함하며, 여기에서 렌즈는 렌즈 마운트 내에 배치되고 이미지 센서는 센서 마운트와 렌즈 마운트 사이에 배치된다. 다양한 실시예들에 있어서, 센서 마운트의 근위 단부가 센서 마운트의 원위 단부 및 렌즈 마운트의 근위 단부와 평행하도록 그리고 세장형 샤프트의 길이 방향 축에 직교하도록, 렌즈 마운트의 근위 단부가 렌즈 마운트는 근위 단부 및 원위 단부를 가지며 센서 마운트가 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다.

다양한 실시예들에 있어서, 렌즈 마운트 및/또는 센서 마운트 중 적어도 하나를 포함하는 시뮬레이션 수술 카메라 스코프가 제공된다. 다양한 실시예들에 있어서, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프는 핸들, 핸들에 연결된 근위 단부 및 원위 단부를 갖는 원통형의 세장형 샤프트를 포함한다. 다양한 실시예들에 있어서, 원통형의 세장형 샤프트는 원통형 센서 마운트 및 원통형 렌즈 마운트를 포함하며, 여기에서 원통형 렌즈 마운트는 원통형 렌즈 마운트의 내부 표면 상에 배치된 스레드(thread)들을 갖는다. 다양한 실시예들에 있어서, 원통형 렌즈는 렌즈의 외부 표면 상에 배치되며 원통형 렌즈 마운트의 스레드들과 메이팅(mate)되도록 배열되는 스레드들을 가지며, 원통형 렌즈 마운트는 포켓, 포켓 다음에 위치된 적어도 하나의 핀 홀 및/또는 중심 개구를 갖는다. 다양한 실시예들에 있어서, 이미지 센서는 원통형 렌즈 마운트의 포켓 내에 그리고 원통형 센서 마운트와 원통형 렌즈 마운트 사이에 배치된다. 다양한 실시예들에 있어서, 원통형 센서 마운트는, 적어도 하나의 핀 홀을 갖는 융기된 표면의 쌍 중 적어도 하나 및/또는 융기된 표면들의 쌍에 의해 획정(define)되는 공동을 갖는다. 다양한 실시예들에 있어서, 원통형 렌즈 마운트의 적어도 하나의 핀 홀은 원통형 센서 마운트의 적어도 하나의 핀 홀과 정렬된다.

본 발명의 수반되는 특징들 중 다수는, 이들이 이상의 그리고 이하의 설명을 참조하고 첨부된 도면들과 함께 고려될 때 더 양호하게 이해됨에 따라 더 용이하게 인식될 것이며, 여기에서 유사한 참조 심볼들은 전체에 걸쳐 유사한 부분들을 나타낸다.

본 발명들은 첨부된 도면들과 관련하여 취해질 때 다음의 설명을 참조함으로써 이해될 수 있으며, 도면들 내에서 참조 번호들은 그 도면들 전체에 걸쳐 유사한 부분들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 광학 트레인 및 용어들의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 수술 시뮬레이션 카메라 스코프의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 수술 시뮬레이션 카메라 스코프의 상면도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 수술 시뮬레이션 카메라 스코프의 도 3의 라인 4-4를 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 수술 시뮬레이션 카메라 스코프의 원위 단부의 도 4의 세부사항(5)의 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 수술 시뮬레이션 카메라 스코프의 상단 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 마운트의 상단 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 마운트의 상단 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 마운트의 단부도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 마운트의 도 9의 라인 10-10을 따라 취한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 마운트의 단부도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 마운트의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 샤프트, 센서 어셈블리 및 렌즈 어셈블리의 측면 입상도이다.
도 14는, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 샤프트, 센서 어셈블리 및 렌즈 어셈블리의 도 13의 라인 14-14를 따라 취한 단면도이다.
도 15는, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 샤프트, 센서 어셈블리 및 렌즈 어셈블리의 도 13의 라인 15-15를 따라 취한 단면도이다.
도 16은, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 15의 샤프트, 센서 어셈블리 및 렌즈 어셈블리의 원위 단부의 상세도이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 샤프트, 센서, 조명들 및 플렉스보드의 부분 단면도이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 어셈블리 및 렌즈 어셈블리의 부분 단면도이다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 스코프의 섹션 단부도이다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 마운트의 상단 사시도이다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 마운트의 하단 사시도이다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 마운트의 상면도이다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 마운트의 도 22의 라인 23-23을 따라 취한 단면도이다.
도 24는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 마운트의 도 22의 라인 24-24를 따라 취한 단면도이다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 마운트의 저면도이다.
도 26은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 마운트의 도 25의 세부사항(26)의 상세도이다.
도 27은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 마운트의 도 28의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다.
도 28은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 마운트의 단부도이다.
도 29는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 렌즈 및 센서 배열의 부분적인 개략도이다.
도 30은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 핀의 사시도이다.
도 31은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 핀의 상면도이다.

전반적으로, 복강경 수술 스킬 트레이닝 및 시뮬레이션을 보조하기 위한 시뮬레이션 수술 카메라 스코프가 제공된다. 복강경 수술 스킬들을 트레이닝시키기 위한 환경은 인체 복부 영역을 시뮬레이션하도록 의도된 박스 트레이너를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 있어서, 트레이너는, 이에 대하여 모조 수술 절차들이 실습되는 인공 장기들 또는 스킬 트레이닝 모델들을 하우징하는 시뮬레이션된 복강을 액세스하기 위해 이를 통해 수술 기구들 및 스코프들이 삽입되는 복벽을 시뮬레이션하는 관통가능 커버를 포함한다. 실제 수술용 또는 수술-등급 스코프들이 트레이닝 환경에서 이용될 수 있다. 수술-등급 스코프들은 고 품질의 교정된 정밀 기구들이며, 매우 제한된 광 왜곡을 가지고, 공동을 완전히 조명하기에 충분한 광을 제공한다. 그러나, 수술-등급 스코프가 또한 매우 비싸서 수 천 달러의 비용이 든다. 수술-등급 스코프가 비싸고 덜 숙련된 사용자들에 의해 쉽게 잘못 취급되고, 손상되고, 긁힐 수 있기 때문에, 트레이닝 환경에서 사용하기 위한 트레이닝 스코프들에 대한 필요성이 존재한다. 이에 더하여, 기구들을 전시하고 계속해서 새로운 절차들을 증명하기 위하여 트레이닝 환경뿐만 마케팅 환경에서도 덜 비싼 스코프들 및 더 휴대할 수 있는 스코프들이 요구된다. 트레이닝 또는 마케팅 환경에서 수술-등급 스코프들과 동일한 구경의 스코프들이 요구되지 않으며, 이는 이식하기에 너무 번거롭고 비용이 많이 들 수 있다. 이에 더하여, 수술 트레이닝 및 시뮬레이션 센터들에 대한 예산들이 제한되기 때문에, 싸지만 트레이닝 목적들을 유념하여 설계된 여전히 효과적인 스코프들에 대한 필요성이 존재한다.

시뮬레이션 수술 스코프의 광학 성능은 특정 특성들에 대하여 수술-등급 스코프들과 유사해야만 한다. 이러한 특성들은, 비제한적으로, 작동 거리, 초점 깊이(depth-of-field), 시계(field-of-view), 이미지 컬러 및/또는 이미지 품질을 포함한다. 이러한 특성들 중 일부가 설명의 가독성을 위하여 도 1에 개략적으로 묘사되지만, 이는 종래 기술의 제안 또는 이의 인정이 아니다. 이미지 품질은 픽셀 수 해상도에 관하여 비디오 이미지의 선명도 및 비디오 피드의 대응하는 초 당 프레임(frames per second; fps)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른 시뮬레이션 수술 스코프는, 약 24-60 fps로 약 640x480 내지 720x1024인 이미지 품질을 제공한다. 이미지 컬러에 대하여, 다양한 실시예들에 따른 시뮬레이션 수술 스코프는, 육안으로 관찰할 때의 물체의 실제 컬러에 대한 근사화를 제공한다. 따라서, 트레이닝 스코프의 팁에서 이용되는 조명은, 시뮬레이션의 사실성이 훼손되지 않도록 장기 모델들의 컬러를 왜곡하지 않아야 한다. 렌즈로부터 가장 양호한 초점의 평면인 광 초점 평면까지의 거리인 작동 거리가 도 1에 도시된다. 계속해서 도 1을 참조하면, 초점 깊이는, 이미지가 여전히 초점이 맞는 양 방향들 모두에서 광 초점 평면으로부터 떨어진 거리로서 정의된다. 초점 깊이는 가능한 한 넓어야 한다. 시계는 작동 거리에서 디스플레이되는 이미지 내의 영역으로서 정의된다. 이러한 그리고 다른 특성들이, 이미지를 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 시뮬레이션 수술 스코프에 적절하게 만들기 위해 함께 작용한다. 또한, 이러한 파라미터들은, 연수생이 시뮬레이션 수술 스코프로부터 수술-등급 스코프를 사용하는 것으로 전환할 때 놀라지 않도록 수술-등급 스코프에 대응하는 이미지, 크기, 배율, 및/또는 다른 유사한 특성들을 제공할 수 있다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 스코프(10)는 세장형 샤프트(14)에 연결된 핸들(12)을 포함한다. 센서 어셈블리(16) 및 렌즈 어셈블리(18)가 스코프(10) 내부에 배치되고 세장형 샤프트(14)에 연결된다. 센서 어셈블리(16)는 핸들(12) 내에 위치된 제어기 인쇄 회로 보드 어셈블리(printed circuit board assembly; PCBA)(20)에 연결된다. 스코프(10)는 무선으로 또는 USB 케이블과 같은 케이블(22)을 통해 캡처된 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 비디오 모니터 또는 컴퓨터에 연결가능하다.

특히 도 4를 참조하면, 핸들(12)은, 내부를 획정(define)하고 제어기 PCBA(20)를 하우징하는 2-피스 클램쉘(clamshell) 디자인이다. PCBA는 센서 어셈블리(16) 및 출력 케이블(22)에 연결되며, 이는 결과적으로 센서에 의해 캡처되고 제어기 PCBA 상의 마이크로제어기에 의해 프로세싱되는 비디오 이미지를 디스플레이하기 위해 비디오 모니터 또는 컴퓨터에 연결된다. 세장형 샤프트(14)는 핸들(12)의 원위 단부에 연결된다. 다양한 실시예들에 있어서, 핸들(120)는 스코프(10)의 조명 및 전력을 제어하기 위해 PCBA 상의 마이크로제어기에 연결된 하나 이상의 버튼들이 구비된다. 세장형 샤프트(14)의 루멘(lumen)은 센서 어셈블리(16)를 PCBA(20)에 연결하기 위해 핸들(12)의 내부로 개방된다.

세장형 샤프트(14)는 루멘을 획정하는 원통형 형상을 갖는 측벽을 포함한다. 샤프트(14)는 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다. 샤프트(14)의 근위 단부는 핸들(12)에 연결되며, 샤프트(14)의 루멘이 핸들(12)의 내부로 개방되도록 근위 개구부를 포함한다. 샤프트(14)의 원위 단부는 원위 개구부를 포함한다. 샤프트(14)의 직경은 약 3mm 내지 15mm 사이이다. 외부 직경은 대응하는 크기의 투관침 내부에 끼워 맞춰지도록 크기가 결정된다. 예를 들어, 샤프트(14)의 외부 직경이 10mm인 경우, 투관침의 내부 직경은 10mm보다 더 크다. 10mm 샤프트(14)의 내부 직경은 약 8mm이다. 따라서, 이러한 변형예에 있어서, 센서의 직경은, 센서가 샤프트 내에 끼워 맞춰지도록 8mm보다 더 작다. 외부 직경이 대응하는 투관침 내부에 끼워 맞춰지도록 크기가 결정될 뿐만 아니라, 샤프트(14)의 내부 직경이 또한 샤프트(14) 내부에 센서를 수용하도록 크기가 결정된다. 일 변형예에 있어서, 샤프트(14)의 내부 직경은 더 크 센서를 하우징하기 위하여 샤프트(14)의 근위 단부에 비하여 원위 단부에서 더 큰 내부 직경을 갖는다. 예를 들어, 약 8mm의 내부 직경을 갖는 샤프트(14)는 9mm 센서를 끼워 맞추기 위하여 샤프트(14)의 원위 단부에서 약 9mm로 더 크게 기계 가공된다. 따라서, 샤프트의 내부 직경은, 도 16 내지 도 17에서 보일 수 있는 바와 같이, 근위 단부에서의 내부 직경에 비하여 원위 단부에서의 더 큰 직경으로 단계화된다. 샤프트(14)의 길이는 약 30-36cm이다. 핸들(12)로부터 샤프트(14)의 원위 단부까지의 길이는 약 33cm이다.

도 6 내지 도 13을 추가적으로 참조하여, 이제 센서 어셈블리(16)가 더 상세하게 설명될 것이다. 센서 어셈블리(16)는 전기 커넥터(26) 상에 장착된 조명들(28) 및 센서(24)를 포함한다. 센서 어셈블리(16)는 센서 마운트(30)를 더 포함한다. 센서 마운트(30)는 인덱싱(indexing), 장착 핀(32)을 통해 세장형 샤프트(14)에 연결된다.

계속해서 도 6 내지 도 13을 참조하여, 이제 센서 마운트(30)가 더 상세하게 설명될 것이다. 센서 마운트(30)는 센서(24) 및 커넥터(26)에 대한 받침 및 지지를 제공하도록 크기가 결정되고 구성된다. 센서 마운트(30)는 부분적으로 원통형 형상이며, 세장형 샤프트(14)의 루멘 내에 밀접하게 끼워 맞춰지도록 크기가 결정된다. 센서 마운트(30)는 측벽에 의해 상호연결된 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다. 샤프트(14)의 길이 방향 축에 평행하게 연장하는 2개의 핀 홀들(34)이 제공된다. 핀 홀들(34)은 원위 단부와 근위 단부 사이에서 연장하며, 각각의 핀 홀(34) 내에 핀(36') 또는 맞춤못(36)을 수용하도록 크기가 결정되고 구성된다. 각각의 핀 홀(34)은 도 8에서 보일 수 있는 바와 같이 핀 홀(34)의 원위 단부에서 경사진 입구(38)를 포함한다. 경사진 입구(38)는, 핀 홀(34) 내로의 핀(36') 또는 맞춤못(36)의 삽입을 용이하게 하기 위한 램프형(ramped) 또는 테이퍼진(tapered) 입구 통로이다. 다양한 실시예들에 있어서, 핀 홀(34)의 원위 단부는, 도 12에서 보일 수 있는 바와 같은 근위 단부에서 핀 홀(34)의 직경보다 약간 더 큰 직경을 갖는 핀 홀(34)의 길이(40)를 포함한다.

다양한 실시예들에 있어서, 맞춤못 대 핀 홀 인터페이스는 슬립 핏 배열(slip fit arrangement)이며, 예를 들어, 홀(34)의 직경이 맞춤못(36)보다 더 크다. 이는 방사상 방향으로 서로에 대하여 센서 마운트 및 렌즈 마운트를 위치시키지만, 축 방향에서의 움직임을 허용한다. 어셈블리가 준비될 때, 센서 마운트가 렌즈 마운트로부터 분리되는 것을 방지하기 위하여 접착제가 센서 마운트의 후면 상의 홀 인터페이스 및 맞춤못 상에 위치된다. 센서 마운트 및 렌즈 마운트가 함께 영구적으로 부착되기 이전에 방사상 및 축 방향 둘 모두에서 정렬된다는 것을 보장하기 위하여 접착체의 적용 이전에 주의를 기울여야 한다는 것을 유의할 필요가 있다. 먼저 하나의 방향, 예를 들어, 방사상으로 센서 및 렌즈 마운트의 정렬을 부착하고 그런 다음 다른 방향, 예를 들어, 축 방향에서 센서 및 렌즈 마운트를 조정하는 것이 센서 및 렌즈 마운트의 최적 정렬을 보장한다는 것이 발견되었다. 축 방향으로의 센서 및 렌즈 마운트들의 움직임 또는 조정을 허용하는 것이, 센서가 렌즈의 초점 심도(depth of focus) 내에 존재하는 것을 보장하기 위한 렌즈에 대한 센서의 정밀한 배치를 제공한다는 것이 또한 발견되었다. 이러한 범위 외부의 센서의 배치는 스코프의 이미지 품질을 열화시키거나 또는 작동 불능으로 만든다. 마찬가지로, 센서의 임의의 방사상 및 비대칭 배치가 또한 이미지 품질을 열화시킨다. 추가적으로, 이완된 또는 슬립 핏 배열은, 마찰, 특히 센서 및 렌즈 마운트들이 함께 결합될 때 갑작스러운 축 방향 움직임을 초래할 수 있는 마찰을 회피함으로써 센서 및 렌즈 마운트의 결합이 정밀하게 되는 것을 가능하게 한다. 센서 및 렌즈 마운트들 둘 모두의 갑작스러운 축 방향 움직임 또는 부정밀한 축 방향 결합은 센서에 대한 손상을 초래할 수 있으며, 그에 따라서 스코프를 작동 불능이 되게끔 할 수 있다.

세장형 샤프트(14)의 길이 방향 축을 가로지르는 다른 핀 홀(44)이 센서 마운트(30) 내에 제공되며, 이는 측벽 사이에서 센서 마운트(30)를 통해 연장한다. 도 9에서 보일 수 있는 바와 같이, 횡 방향 핀 홀(44)은 또한 핀(32)의 삽입뿐만 아니라 세장형 샤프트(14)에 대한 센서 마운트(30)의 정렬 및 세팅을 용이하게 하기 위한 확장된 직경 부분(46)을 포함한다. 핀(32)은 핀 홀들(34)에서 이용되는 맞춤못(36) 또는 핀(36')보다 더 길다.

센서 마운트(30)의 근위 단부는 일자 스쿠루드라이버와 같은 기구를 수용하도록 구성되고 크기가 결정된 채널-형 홈(42)을 포함한다. 홈(42)은 세장형 샤프트(14) 내의 센서 마운트(30)의 설치를 보조한다. 조립 동안, 기구는 세장형 샤프트(14)의 루멘 내로 센서 마운트(30)를 움직이고 홀딩하는 것, 세장형 샤프트(14) 내부에서 센서 마운트(30)를 제 위치에 홀딩하는 것, 세장형 샤프트(14)에 대하여 센서 마운트(30)를 회전시키는 것, 세장형 샤프트(14) 내에 형성된 대응하는 핀 홀들에 대하여 센서 마운트(30)를 정렬하는 것, 및/또는 세장형 샤프트(14)에 대하여 전반적으로 센서 마운트(30)를 고정된 채로 홀딩하는 것을 돕기 위하여 홈(42) 내에 삽입될 수 있다. 센서 마운트(30)의 근위 단부는 센서 마운트(30)의 원위 단부와 실질적으로 평행하다. 센서 마운트(30)의 근위 단부는 또한 측벽의 평평한 부분(50)과 상호연결된 각진 표면(48)을 포함한다. 각진 표면(48)은 평평한 부분(50)과 함께, 핸들(12) 내에 위치된 PCBA(20)까지 세장형 샤프트(14) 내부에서 근위로 연장하는 커넥터(26)에 대한 경로 및 랜딩(landing)을 제공한다. 센서 마운트(30)의 원위 단부는 측벽의 평평한 부분(50)과 원위 단부의 교차부에서 사면(52)을 포함한다. 사면(52)은, 커넥터(26) 내의 날카로움 굽힘 및 연관된 응력 집중을 방지하기 위하여 커넥터(26) 내에 매끄러운 굽힘을 제공하는 것을 돕는다.

다양한 실시예들에 있어서, 센서 마운트의 원위 단부는 또한 중간의 평평한 공동 또는 표면(49)의 각 측면에 배치되는 융기된 표면들(39)을 포함한다. 센서 및 커넥터(26)는 센서 마운트(30)의 중간의 평평한 표면(49) 상에 위치된다. 스코프의 원위 단부의 크기 및 치수들에서의 제한들 및 렌즈에 대한 센서의 정밀한 배치에 대한 필요성에 기인하여, 센서들이 흔히 렌즈와 렌즈 마운트 사이에서 부서지거나 또는 손상된다는 것이 발견되었다. 이와 같이, 용기된 표면들(39)은 센서 마운트와 렌즈 마운트 사이에서의 센서의 부서짐을 방지하기 위한 단단한 정지부로서 역할한다. 따라서, 중간 표면에 대한 융기된 표면들의 치수들 및 공차는, 센서 마운트 및 렌즈 마운트가 그들 사이에 센서 및 커넥터를 가지고 함께 결합되거나 또는 연결될 때 센서가 부서지지 않게끔 하는 것이다. 추가적으로, 플렉스보드(flexboard) 어셈블리와 센서 마운트 사이에 0.0015” 이하의 간극이 존재하며, 다양한 실시예들에 있어서, 이는 또한 융기된 표면들에 의해 수용된다. 추가적으로, 다양한 실시예들에 따르면, 센서 및/또는 렌즈 마운트는, 렌즈 및 센서 마운트들 사이의 간격이 가요성 인쇄 회로 보드 및 센서의 두께보다 더 크지만 여전히 렌즈의 초점 심도 범위 이하라는 것을 보장하도록 구성되며, 그럼으로써 센서가 항상 초점 심도 내에 위치되는 것을 보장하고, 이미지 품질이 유지되고 센서가 손상되지 않는 것을 보장한다. 이와 같이, 다양한 실시예들에 있어서, 센서 마운트의 중간 표면에 대한 융기된 표면의 높이는 렌즈의 초점 심도 범위보다 크지 않다.

다양한 실시예들에 따르면, 센서의 광 센싱 부분은 센서 및 렌즈 사이의 결정적 거리를 일정하기 유지하기 위하여 렌즈 마운트에 인덱싱(index)된다. 조립할 때, 렌즈 마운트 및 융기된 표면들을 없는 센서 마운트가 센서를 부술 압력보다 더 작은 압력을 가지고 합쳐진다. 센서의 임계 부서짐 압력이 초과되지 않는 것을 보장하기 위하여 힘 또는 압력 게이지들 또는 다른 유사한 힘 또는 압력 제한 컴포넌트들이 사용될 것이다. 일단 제 위치에 있으며, 즉, 센서가 렌즈의 초점 심도 내에 위치되면, 마운트들이 함께 핀들에 부착, 예를 들어, 접착되며, 이는 센서에 대한 마운트들의 축 방향 움직임을 방지한다. 다양한 다른 실시예들에 있어서, 융기된 표면들은 중간 표면들로부터 추가로 연장하며, 즉, 축 방향에서 더 큰 높이를 가지거나 또는 더 크며, 이는 조립될 때 렌즈 및 센서 마운트들 사이에 더 큰 간극 또는 간격을 야기한다. 렌즈 마운트에 대하여 센서를 인덱싱하기 위하여, 기계적 스프링 또는 스프링 유사 속성들을 갖는 실리콘과 같은 재료는 융기된 표면들에 의해 생성된 간극 또는 간격 내에 위치되며, 따라서, 중간의 평평한 표면으로부터 추가로 융기된 표면들을 갖는 결과적인 간극을 차지한다. 다양한 실시예들에 있어서, 센서는, 센서를 렌즈 마운트에 대고 밀기 위하여, 센서 마운트의 근위 단부로부터 나오는 세트 나사를 가지고 또는 유사하게 심 스톡(shim stock)의 사용을 통해 인덱싱될 수 있다.

다양한 실시예들에 있어서, 커넥터(26)는 가요성 회로 보드 또는 플렉스보드(26)이다. 플렉스보드(26)는, 일 실시예에 있어서, 약 17 인치 길이, 약 0.10 폭 및 약 0.015 인치 두께이다. 플렉스보드(26)는, 전기적 컴포넌트들 사이에 전기적 연결을 제공하는 연결 디바이스이다. 본 발명에 있어서, 플렉스보드(26)는 센서(24) 및 조명들(28)에 연결되며, 샤프트(14)의 길이를 따라 연장하고 핸들(12) 내의 PCBA(20)에 연결된다. 플렉스보드(26)는 조립 동안 배선 오류들을 감소시키며, 조립 시간 및 비용을 감소시키고, 기계적 커넥터들을 제거하며, 고도로 복잡한 구성들을 포함하는 설계 유연성을 제공하고 표면 장착 디바이스들에 대한 지지를 제공한다. 플렉스보드(26)는 사용 및 설치 동안 유연하게 그리고 희망되는 형상에 따르도록 만들어질 수 있다. 플렉스보드(26)는 실질적으로 평평하며, 그것의 근위 단부에서 핸들(12) 내의 PCBA(20)에 연결된다. 플렉스보드(26)는, 도 15에서 보일 수 있는 바와 같이, 샤프트(14) 내부에서 원위로 연장한다. 플렉스보드(26)는 근위 단부에서의 PCBA(20) 및 원위 단부에서의 센서 어셈블리(16)와의 연결을 용이하게 하기 위하여 샤프트(14) 내에서 약 90 도 비틀릴 것이다.

특히 도 16 내지 도 18을 참조하면, 플렉스보드(26)는 센서 마운트(30)의 각진 표면(48)과 접촉을 만든다. 플렉스보드(26)는 측벽의 평평한 부분(50) 위로 지나가도록 보내진다. 평평한 부분(50)은 유익하게는, 도 16 및 도 14에서 보일 수 있는 바와 같이, 플렉스보드(26)의 두께를 수용하기 위하여 센서 마운트(30)의 직경 거리를 감소시킨다. 플렉스보드(26)는 접착제를 가지고 평평한 부분(50)에 접착될 수 있다. 평평한 부분(50)으로부터, 플렉스보드(26)는 센서 마운트(30)의 원위 단부를 따라 연장하기 위해 회전한다. 일 실시예에 있어서, 플렉스보드(26)는 센서 마운트(30)의 원위 단부에 접착될 수 있다. 센서 마운트(30)의 원위 단부 및 근위 단부는 샤프트(14)의 길이 방향 축에 대하여 수직이다. 플렉스보드(26)가 또한 센서 마운트의 원위 단부를 따라 샤프트(14)의 길이 방향 축에 대하여 실질적으로 수직이다. 센서 마운트(30)의 원위 단부를 따른 이러한 플렉스보드(26)의 수직의 그리고 평평한 부분이 소위 센서 위치(54)이다. 이러한 위치에서, 도 16 내지 도 17에서 보일 수 있는 바와 같이, 센서(24)가 플렉스보드(26)에 연결된다. 센서 위치(54)는 센서 위치에 대하여 근위의 플렉스보드(26)에 비하여 확장된 평평한 영역을 갖는다. 센서 마운트(30)의 원위 단부 다음에, 플렉스보드(26)는 약 90도의 굴곡부를 만들며, 샤프트(14)의 길이 방향 축에 대하여 또한 대략적으로 수직인 조명 또는 LED 위치(56)를 형성하기 위하여 약 90 도로 굽혀지기 이전에 원위로 연장한다. 플렉스보드(26)의 조명 또는 LED 위치(56)는, 조명들/LED들(28)이 플렉스보드(26)에 연결되는 장소이다. LED 위치(56)는, 도 6 및 도 19에서 보일 수 있는 바와 같이, 평평하고 중심 개구부(58)를 포함한다. 중심 개구부(58)는 렌즈 어셈블리(18)를 통해 방해를 받지 않는 조명되는 뷰잉을 허용한다. 일 변형예에 있어서, 조명들(28)은 전기 전도성 솔더 또는 접착제를 가지고 플렉스보드(26)에 연결되며 스코프 컴포넌트들의 나머지와의 조립 이전에 중심 개구부(58) 둘레에 그리고 렌즈 둘레에 원형으로 배열되는 복수의 LED들이다. 플렉스보드(26)는, 도 16 내지 도 18에서 보일 수 있는 바와 같이 S-형 경로를 형성한다.

플렉스보드(26)는 LED들(28) 및 이미지 센서(24)에 대한 전기 접촉부들, 및 전력 및 데이터가 제어기 PCBA(20)로 송신되는 것을 가능하게 하는 트레이스들을 포함한다. 플렉스보드(26)는 또한 샤프트(14) 내의 컴포넌트들의 나머지와의 조립을 위해 LED들(28) 및 이미지 센서(24)를 위치시킨다. 플렉스보드(26)는 와이어들의 사용을 제거하며, 이는 이것이 대체하는 동등한 와이어 묶음보다 더 작고 평평하며, 샤프트 치수 및 어셈블리 컴포넌트들의 범위를 충족시키도록 설계되고 구성될 수 있다. 추가로, 센서(24)가 스코프의 원위 단부에 위치되는 것 및 제어기 PCBA(20)가 스코프의 근위 단부에 위치되는 것 및 송신되는 데이터의 속도 및/또는 양에 기인하여, 컴포넌트들 사이의 신호 무결성이 열화될 수 있다. 그러나, 다양한 실시예들에 있어서, 단일 모놀리식(monolithic) 컴포넌트인 플렉스보드(26)는, 이미지 센서(24)로부터의 데이터 전송의 신호 무결성이 훼손되지 않는다는 것을 보장한다. 다양한 실시예들에 있어서, 플렉스보드는, 신호 무결성이 유지됨을 보장하기 위하여, 통합되거나 또는 부착된, 금속성 층, 예를 들어, 구리 유일 층을 포함한다. 다양한 실시예들에 있어서, 금속성 층은, 플렉스보드 상의 트레이스들, 특히 고속 데이터 라인들을 통해 송신되는 신호들에 간섭할 수 있는 외부 전기 잡음으로부터 플렉스보드를 차폐하도록 크기가 결정되고 치수가 결정된다. 플렉스보드(26)는 S-형 경로를 네비게이션(navigate)하기에 충분히 유연하며, 이는 센서 어셈블리(16) 및 렌즈 어셈블리(18)의 설계를 충족시키기 위하여 다수의 약 90-도 굴곡부들을 만든다.

도 19에서 보일 수 있는 바와 같이, LED들(28)의 링이 센서 어셈블리(16) 내에서 이용되며 렌즈 어셈블리 둘레로 어레이된다. LED들(28)은 목표 물체 및 수술 필드를 조명하도록 역할한다. 대략적으로, 4-8개의 LED들(28)이 특정 애플리케이션에 대하여 요구되는 밝기에 의존하여 또는, 더 많은 조명을 필요로 할 수 있는 항문경유 최소 침습 수술(transanal minimally invasive surgery; TAMIS)과 같은 국한된 절차들을 포함하는 모든 상태들에서 사용하는 것을 가능하게 하기 위해 사용된다. LED들은 컬러 매칭을 최적화하기 위하여 적절한 색 온도를 갖도록, 또는 착색된 유리(67)를 통해 착색되도록 선택될 수 있다.

센서(24)는, 일 실시예에 있어서, OmniVision Technologies, Inc에 의해 생산되는 것과 같은 CMOS 이미지 센서이다. 이는 10mm 샤프트(14) 내에 끼워 맞춰지도록 크기가 결정된 1/4 센서이다. 센서(24)는 60 fps에서 720 픽셀들의 비디오 품질 최대치를 지원하며, 90 fps에서 VGA 하드웨어의 640x480 특성의 해상도를 갖는다. 센서(24)는 YUV422의 비디오 출력 포맷을 지원하며, 마이크로프로세서와 통신하기 위한 상호-통합된 회로 통신들을 가지고, 비디오 통신들을 위한 카메라 직렬 인터페이스 2(camera serial interface 2; CSI-2) 모바일 인더스트리 프로세서 인터페이스(mobile industry processor interface; MIPI)를 갖는다. 5mm 튜브 내에 끼워 맞춰지기에 충분히 작은 센서들은 YUV422으로 출력하기 위한 연관된 마이크로프로세서, 전자부품들 및 디모자이크 알고리즘(demosaicing algorithm)을 갖지 않는다. 따라서, 센서 외부의 마이크로프로세서 및 연관된 알고리즘을 지원하기 위하여 별개의 회로 보드가 요구될 것이다. 다양한 실시예들에 있어서, 센서(24)는 포토 사이트들의 어레이를 포함하는 더 작은 활성 이미지 영역(60)을 갖는다. CMOS 유형 센서로 한정되지 않는 센서(24)는 솔더 또는 전기 전도성 접착제를 가지고 플렉스보드(26) 상의 평평한 센서 위치(54)에 접착된다.

도 6 및 도 20 내지 도 28을 참조하여, 이제 렌즈 어셈블리(18)가 설명될 것이다. 다양한 실시예들에 따른 렌즈 어셈블리(18)는 렌즈(62), 렌즈 하우징(64), 렌즈 마운트(66), 착색 유리(67), 커버 유리(68) 및/또는 이들의 조합들을 포함한다. 다양한 실시예들에 있어서, 렌즈(62)는 하나 이상의 렌즈들 및 광학 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 있어서, 렌즈(62)는 4개의 렌즈들 및 적외선 필터를 갖는 광학 트레인(optical train)을 포함한다. 렌즈(62)는 3.8mm의 초점 길이를 가지며, 비구면이고 무색이다. 이러한 구성은 약 50-70mm의 작동 거리, 약 90-150mm의 초점 깊이 및 60-65 도의 시계를 제공한다. 또한, 이러한 구성은 비용 절감을 유지하면서 광학적 왜곡을 최소화한다. 광학적 왜곡은 광학적 이미지의 에지들로 제한된다. 센서(24)의 이미지 영역(60)의 대각선 치수가 센서에 히트(hit)하는 포커싱된 광학적 이미지의 대각선보다 더 작기 때문에, 왜곡된 에지들이 센서에 의해 픽 업(pick up)되지 않으며 이는 모니터 상에 깨끗하고 비-왜곡된 이미지를 제공한다. 렌즈(62)는 렌즈 하우징(64)에 연결되고 그 내부에 위치된다. 렌즈 하우징(64)은 원통형 형상이며, 스레딩된 외부 표면을 포함한다. 스레드들은 렌즈 마운트(66)와의 스레드 맞물림을 위해 구성된다. 스레드들이 이용되지만, 렌즈가 렌즈 마운트(66)에 대하여 길이 방향 축을 따라 축 방향으로 이동이 가능한 한 다른 유형들의 체결구들이 본 발명의 범위 내에 속한다. 렌즈 하우징(64)은, 대응하는 형상의 기구의 원위 단부를 수용하도록 구성된 하나 이상의 노치(notch), 소켓 또는 유사한 것(88)을 더 포함한다. 기구는 렌즈 어셈블리는 광학적으로 튜닝하기 위하여 렌즈 마운트(66)에 대하여 렌즈 하우징(64)을 회전시키기 위해 렌즈 하우징(64)의 노치/소켓(88) 내로 삽입된다.

특히 도 20 내지 도 28을 참조하면, 렌즈 마운트(66)가 도시된다. 렌즈 마운트(66)는 측벽에 의해 상호연결된 근위 단부 및 원위 단부를 포함한다. 렌즈 마운트(66)은 근위 단부에서의 개구부와 원위 단부에서의 개구부 사이에서 연장하는 중심 루멘(70)을 포함한다. 렌즈 마운트(66)는 부분적으로 원통형이며, 세장형 샤프트(14)의 루멘 내에 밀접하게 끼워 맞춰지도록 크기가 결정된다. 중심 루멘(70)은 렌즈 하우징(64)의 외부 표면 상의 스레드들과 맞물리기 위한 스레딩된 내부 표면을 포함하며, 그 결과 렌즈 마운트(66) 내로 스레딩될 때, 렌즈(62)는 길이 방향 축을 따라 이동한다. 렌즈 마운트(66)는, 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장하는 2개의 핀 홀들(72)을 포함한다. 핀 홀들(72)은 각각의 핀 홀(72) 내에 맞춤못(36) 또는 핀(36')을 수용하도록 구성되고 크기가 결정된다. 각각의 핀 홀(72)은, 도 21 및 도 24에서 보일 수 있는 바와 같이, 핀 홀(72)의 근위 단부에서 경사진 입구(74)를 포함한다. 경사진 입구(74)는, 핀 홀(72) 내로의 핀(36') 또는 맞춤못(36)의 삽입을 용이하게 하기 위한 더 큰 직경의 램프형 또는 테이퍼진 입구 통로이다. 핀 홀(72)의 길이의 일 부분(76)은, 도 24에서 보일 수 있는 바와 같이 더 큰 직경 부분(76)에 대해 원위에 있는 핀 홀(72)의 나머지 길이에 비하여 더 큰 직경을 갖는다. 경사진 입구(74)는, 핀 홀(72)의 나머지보다 더 큰 직경을 갖는 부분(76)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다. 확장된 직경 부분(76)은 핀 홀(72) 내로의 더 깊은 삽입 이전에 맞춤못(36) 또는 핀(36')이 확장된 직경 부분(76) 내에 위치되는 것을 가능하게 하며, 이는 렌즈 마운트(66)가 세장형 샤프트(14) 내의 제 위치에 위치되고 세팅되는 것을 가능하게 한다. 렌즈 마운트(66)의 측벽은 평평한 부분(78)을 포함한다. 평평한 부분(78)은 원위 단부와 평평한 부분(78)의 교차부에서 사면(80)으로 전환된다. 평평한 부분(78) 및 사면(80)은 함께, 플렉스보드가 약 90 도로 굽혀지고 평평한 부분(78)과 병렬로 연장할 때 플렉스보드(26)에 대한 공간 및 매끄러운 전환을 제공한다. 렌즈 마운트(66)의 근위 단부는, 포켓으로도 지칭되는 리세스(recess)(82)를 포함한다. 리세스(82)는, 센서(24)의 형상의 근위 단부 내로의 평평한 노치형 함몰부인 표면이며, 이는 센서(24)에 대한 수용 위치를 형성하기 위해 센서(24)보다 약가 더 크게 크기가 결정된다. 리세스(82)는 중심 루멘(70)의 근위 개구부를 둘러싼다. 리세스(82)는, 렌즈(62)의 광학 트레인의 축과 센서(26)의 활성 이미지 영역(60)을 정렬시키기 위하여 중심 루멘(70)의 근위 개구부로부터 약간 오프셋되고 이와 동축이 아니다. 리세스(82)의 형상은 센서(24)의 형상과 매칭된다. 리세스(82)는 정사각형, 직사각형, 평행사변형 또는 다른 형상이다. 리세스(82)는 도 25 내지 도 26에 도시된 바와 같이 코너의 외부 상에 반경들을 갖는 반경형(radiused) 코너들(84)을 포함한다. 적어도 하나의 코너가 측벽 주변부 외부에 있음에 따라 모든 코너가 반경형인 것은 아니다. 반경형 코너들(84)은, 센서(24)의 주변 에지들의 적어도 일 부분이 리세스(82)의 4개의 측면들과 병렬로 존재하도록 센서가 리세스(82) 내에 밀접하게 끼워 맞춰지는 것을 가능하게 한다. 도면들에 도시된 일 변형예에 있어서, 리세스(82)의 4개의 측면들의 전부가 직선인 것은 아니다. 리세스(82)의 적어도 2개의 측면들이 만곡되며, 이들은 도 25에서 보일 수 있는 바와 같이 근위 단부에서 루멘 개구부의 곡률을 공유한다. 리세스(82)의 깊이 또는 포켓 깊이는 약 0.024 인치이다. 센서(24)가 리세스(82) 내에 위치될 때, 길이 방향 축에 대한 측방으로의 센서(24)의 병진 이동이 방지된다.

계속해서 도 6을 참조하면, 렌즈 어셈블리(18)는 커버 유리(68)를 포함한다. 커버 유리(68)는, 세장형 샤프트(14)의 원위 개구부를 커버하는 유리 디스크이다. 커버 유리는, 긁힘을 방지하기 위하여 사파이어 크리스탈, 충격을 방지하기 위해 고릴라 글래스(Gorilla Glass), 알칼리-알루미노실리케이트(alkali-aluminosilicate) 시트 유리로 만들어질 수 있으며, 유리의 더 중요한 속성들에 의존하여 반사들을 감소시키기 위하여 보로실리케이트(borosilicate)로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 사파이어 크리스탈은 우연한 긁힘에 대한 보호를 제공하지만, 이는 더 부서지기 쉽고, 충격 시에 파손될 수 있다. 고릴라 글래스는 충격들에 저항하지만 긁힐 수 있다. 코팅된 보로실리케이트는 센서 내로의 LED들의 반사들을 완화시킬 수 있다. 커버 유리(68)는, 세장형 샤프트(14)의 내부 컴포넌트들에 대한 손상, 특히 이것이 용이하게 긁힐 수 있으며 원위 팁에 위치될 때의 렌즈에 대한 손상을 방지한다. 커버 유리(68)는 또한 입자성 물질이 세장형 샤프트(14) 내로 이동하는 것 및 렌즈를 가리는 것을 방지한다.

다양한 실시예들에 있어서, 스코프(10)를 조립하기 위해, 2개의 핀들(36) 또는 맞춤못들(36')이 렌즈 마운트(66) 내의 2개의 핀 홀들(72) 내로 삽입된다. 다양한 실시예들에 있어서, 오로지 핀들(36)의 테이퍼진 부분(86)만이 각각의 핀 홀(72)의 더 큰 직경 부분(76) 내로 삽입된다. 센서 마운트(30)는 핀들(36)의 대향 단부들을 센서 마운트(30)의 원위 단부 내에 형성된 핀 홀들(34)의 확장된 부분(40) 내로 가져가도록 정렬된다. 다양한 실시예들에 있어서, 센서 마운트(30) 및 렌즈 마운트(66)를 제 위치에 홀딩하는 핀 정렬 고정물(fixture)이 사용된다. 그들의 개별적인 핀 홀들(34, 72) 내에 부분적으로 삽입된 핀들(36)은 추가적인 조립 및 정렬을 위하여 센서 마운트(30) 및 렌즈 마운트(66)를 이격된 채로 유지한다. 센서(24)는, 센서(24)를 플렉스보드(26)에 전기적으로 연결하기 위해 납땜된다. 그런 다음, 부착된 센서(24)를 갖는 플렉스보드(26)의 일 부분은, 센서 마운트(30)와 렌즈 마운트(66)가 정렬 고정물에 의해 이격된 위치로 홀딩되는 동안 센서 마운트(30)와 렌즈 마운트(66) 사이에 위치된다. 센서(24)는 렌즈 마운트(66)의 근위 단부 내에 형성된 리세스(82)와 정렬되고 그 내부에 위치된다. 센서 마운트(30) 및 렌즈 마운트(66)는, 센서(24)의 근위 단부가 플렉스보드(26)의 센서 위치(54)에 부착되어 있는 동안 렌즈(62)를 향하며 포켓(82) 내에 위치된 센서(24)의 원위 단부와 함께 결합된다. 센서 위치(54)는 평평하며, 세장형 샤프트(14)의 길이 방향 축에 대하여 실질적으로 수직이다. 플렉스보드(26)의 센서 위치(54)의 근위 단부는 센서 마운트(30)의 원위 단부에 의해 지지된다. 그런 다음, 플렉스보드(26)는 센서 마운트(30)의 측벽 및 사면(52)의 평평한 부분(50) 둘레로 굽혀진다. 플렉스보드(26)는, 평평한 부분(78) 아래로 그리고 렌즈 마운트(66)의 사면(80) 둘레로 원위로 굽혀진다.

다양한 실시예들에 있어서, 광학 시스템, 예를 들어, 플렉스보드(26), 센서(24) 및 핀들(36)을 갖는 센서 마운트(30) 및 렌즈 마운트(66)이 세장형 샤프트(14) 내로 함께 삽입된다. 긴 스크루스라이버 또는 유사한 것이 센서 마운트(30)의 근위 단부에서 홈(42)과 맞물리기 위해 사용된다. 횡 방향 핀 홀(44)은 샤프트(14) 내의 개구부와 정렬되며, 핀(32)은 센서 마운트(30) 및 연관된 렌즈 마운트(66)를 제 위치에 잠그기 위해 핀 홀(44) 내로 삽입된다. 인덱싱 핀(32)은 어셈블리의 길이 방향 병진 이동을 방지할 뿐만 아니라, 샤프트(14)의 길이 방향 축 둘레로의 어셈블리의 회전을 방지한다.

다양한 실시예들에 따르면, 세장형 샤프트(14)는 핸들(12)의 하나의 측면에 연결된다. 세장형 샤프트(14) 상의 수용 슬롯은 핸들(12)의 내부 상에 형성된 탭(tab)과 정렬된다. 핸들(12)에 대한 샤프트(14)의 움직임을 허용하기 위하여 클램프(clamp)가 샤프트(14) 위에 위치되고 조여진다. 샤프트(14)는, 스코프(10)에 의해 캡처되는 이미지의 수평 라인이 핸들(12)의 수직 배향에 대하여 평평한(level) 수평이 되는 것을 보장하기 위하여 회전하도록 허용된다. 플렉스보드(26) 및 다른 배선이 기능하는 스코프를 생성하기 위하여 PCBA(20)에 연결된다. 플렉스보드(26)를 PCBA(20)에 전기적으로 연결하기 위하여, 플렉스보드(26)는 30-핀 커넥터에 의해 제어기 PCBA에 부착된다. 제어기 PCBA(20)는, YUV422 이미지 포맷을 지원하며, I2C 통신들을 제공하고, MIPI 카메라 직렬 인터페이스 2를 지원하는 CX3 마이크로제어기이다. 제어기 PCBA(20)는 또한 모니터에 대한 USB 통신을 제공하며, 5개의 전압 레벨들을 조절하며, 마이크로제어기 및 이미지 센서에 대한 3개의 상이한 클럭 속도들을 제공한다. USB 통신을 제공하기 위하여, 그리고 이전에 언급된 이미지 요건들을 충족시키기 위해 이미지 센서에 대한 세팅들을 설정하기 위하여 펌웨어가 작성되었다. 그런 다음, 스코프(10)에는, 이미지를 비디오 디스플레이, 복강경 트레이너 또는 모니터로 출력하는 USB 케이블이 설치된다.

다양한 실시예들에 따르면, 샤프트(14) 및 핸들(12)의 일 측면은 광학적 정렬 고정물 내로 위치된다. 다양한 실시예들에 있어서, 고정물은 2개의 타워들 및 토글 클램프(toggle clamp)를 갖는다. 목표가 조명되며, 스코프(10)는 목표의 이미지를 관찰하기 위하여 컴퓨터 모니터에 연결된다. 샤프트(14)는 수평선이 평평한 수평이 될 때까지 핸들(12)에 대하여 회전되며, 그런 다음 토글 클램프가 샤프트(14)의 위치를 고정하기 위해 사용된다. 그런 다음, 핸들(12)은, 핸들(12)이 수직이 될 때까지 샤프트(14)에 대하여 조정되고 회전된다. 그런 다음, 튜브 클램프가 완전히 조여진다.

다양한 실시예들에 있어서, 핸들(12)의 조립이 완료된 이후에, 핸들(12) 및 샤프트(14)는 프레스 고정물 내에 위치된다. 핸들 클램쉘의 다른 측면이 고정물 내에 정렬되며, 핸들(12)의 2개의 절반부들이 핸들 및 샤프트 어셈블리를 완성하기 위해 함께 프레스된다.

다양한 실시예들에 따르면, 스코프(10)는, 광학적 정렬 고정물 내로 스코프를 위치시킴으로써 광학적으로 튜닝된다. 광학적 목표가 샤프트(12)의 길이 방향 축을 따라 스코프(10)의 원위 단부의 전방에 레일을 따라 이동가능한 슬라이더 내에 제공되고 장착된다. 목표가 조명된다. 목표가 이동되며, 렌즈의 작동 거리와 정렬된다. 그런 다음, 내부에서 렌즈(62)를 갖는 렌즈 하우징(64)을 회전시키기 위하여 렌즈 하우징(64)의 원위 단부에서 소켓(88)과 맞물리게 하기 위하여 기구가 사용된다. 렌즈 하우징(64)이 회전될 때, 이는 이미지의 초점을 맞추기 위하여 렌즈 마운트(66)에 대하여 길이 방향 축을 따라 근위로 또는 원위로 나사식으로 이동된다. 렌즈 마운트(66)에 대한 렌즈 하우징(64)의 위치는, 중간 "0" 목표가 용인가능한 초점 내에 있을 때까지 길이 방향 축을 따라 조정된다. 초점은, 최적 초점 평면의 전방의 거리의 약 1/3 및 최적 초점 평면의 후방의 거리의 약 2/3를 갖는 약 140 mm의 초점 깊이 범위를 통해 용인가능해야 한다. 목표 이미지의 초점이 맞으면, 렌즈 하우징(64)의 회전 및 튜닝이 완료된다.

스코프(10)가 광학적으로 튜닝된 이후에, 다양한 실시예들에 따르면, 커버 유리(68)가 샤프트(14)에 부착된다. 커버 유리(68)는 플렉스보드(26)에 연결된 LECD들의 링에 대하여 위치된다. 그런 다음, 커버 유리(68)가 4개의 동등하게 이격된 위치들에서 샤프트(14)에 접착된다. 자외선 광이 접착제를 부분적으로 경화시키기 위해 사용된다. 커버 유리(68)의 위치가 체크되며, 위치가 정확한 경우, 접착제의 경화를 완료하기 위하여 접착제가 더 많은 자외선 광에 노출된다. 커버 유리(68)가 정확한 위치에 있지 않은 경우, 접착제가 부분적으로 경화된 채로 남아 있는 동안 커버 유리가 재조정된다.

다양한 실시예들에 따르면, 렌즈 마운트(66)는, 알려진 깊이를 갖는, 리세스로도 지칭되는 리세스된 포켓(82)을 포함한다. 센서(24)가 포켓(82) 내에 위치될 때, 이는 샤프트(14)에 대하여 방사상으로 위치된다. 또한, 렌즈 마운트(66) 내의 포켓(82)의 깊이는 렌즈 마운트(66)의 전방까지 미리 결정된 거리를 갖는다. 이러한 거리는 배율, 작동 거리 및 초점 깊이 요건들 모두를 효과적으로 충족시킨다. 센서 또는 그것의 전자부품에서 발견되는 임의의 공차는, 이들이 이미지 센서(24) 및 전자부품들을 샌드위치함에 따라 렌즈 마운트(66)와 센서 마운트(30) 사이의 거리를 변화시킴으로써 수용된다. 컴포넌트들이 오로지 하나의 방향으로 서로에 대하여 끼워 맞춰지기 때문에 이는 조립을 단순화하며, 여기에서 센서(24)는 항상 렌즈 마운트(66)의 단부로부터 알려진 거리에 있다. 이 때문에, 시스템을 광학적으로 튜닝하기 위한 렌즈 하우징(64)의 조정이 더 용이하게 된다. 그렇지 않으면, 광학부들을 튜닝하기 위한 필요성은 어셈블리마다 변화할 수 있으며, 이는 개별적인 컴포넌트들이 연관된 공차들을 갖기 때문이다. 다른 컴포넌트들에 대하여 위치될 때, 이러한 공차들이 축적(stack-up)될 수 있으며, 이는 튜닝을 더 어렵게 만들고 초점이 맞지 않는 이미지들을 야기한다. 렌즈의 후면으로부터 이미지 센서까지의 거리가 배율, 작동 거리 및 초점 깊이에 영향을 주기 때문에 튜닝이 또한 필요하다. 다양한 실시예들에 따른 스코프(10)는 공차 축적 이슈를 완화시킨다. 예를 들어, 도 29에 개략적으로 예시된 바와 같이, 센서(24) 및 렌즈(62)가 길이 방향 축(72)에 대하여 도시되며, 컴포넌트들 사이의 공차(75)는 강화되거나 또는 달리 최대화된다. 다양한 실시예들에 따르면, 센서(24)의 두께(71)는, 센서의 상단이 렌즈 마운트의 스레딩된 측면에 대하여 동일하거나 또는 고정된 스팟에 남아 있기 때문에 공차 축적에 영향을 주지 않으며, 센서 및 렌즈 마운트 사이의 두께(73)가 또한 축적에 영향을 주지 않는다. 다양한 실시예들에 따르면, 센서 및/또는 렌즈 마운트들은, 센서를 손상시키지 않으면서 센서의 위치가 렌즈의 초점 심도 내에 있으며 유지된다는 것을 보장하도록 구성된다. 다양한 실시예들에 있어서, 센서 마운트는, 그 사이에 센서 및 커넥터를 갖는 상태로 렌즈 마운트와 센서 마운트를 결합하는 데 있어서의 예측 불가능성, 어려움들 및/또는 복잡성을 제거하도록 구성된다.

도 30 내지 도 31에, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 핀(32, 36')이 도시된다. 다양한 실시예들에 있어서, 핀(36')이 맞춤못(36)을 대체한다. 핀(32, 36')은 그 자체에 대하여 감기며 가변 직경을 갖기에 충분히 유연한 재료로 만들어진 스프링 핀이다. 압축될 때, 롤 핀(roll pin)으로도 지칭되는 스프링 핀(32, 36’)은, 스프링 핀(36')이 이완될 때에 비하여 더 작은 직경을 갖는다. 직경에서의 이러한 변동은 핀 홀(34, 및 44, 72) 내로의 각각의 핀(32, 36')의 삽입을 보조한다. 압축된 구성의 작은 직경일 때, 핀(32, 36')은 핀 홀들(34, 44) 내로 용이하게 삽입될 수 있으며, 이완될 때, 상대적으로 확장된 직경이 핀(32, 36')을 제 위치에 고정하는 것을 돕는다. 각각의 핀(32, 36')의 원위 단부들은 약간의 테이퍼(86)를 포함한다.

다양한 실시예들에 있어서, 스코프는, 근위 단부에서 핸들에 연결된 세장형 샤프트를 갖는다. 샤프트는, 이미지 획득 단부인 스코프의 원위 단부가 핸들이 환자 외부에 상주하는 동안 체강 내부에 배치되도록 하기에 충분히 길다. 스코프는 렌즈 뒤에 위치된 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는, 모니터 상에 디스플레이되는 이미지 센서에 의해 획득되는 데이터를 프로세싱하도록 구성된 마이크로제어기를 포함하는 제어기 인쇄 회로 보드 어셈블리(printed circuit board assembly; PCBA)에 연결된다. PCBA는 무선으로 또는 와이어, 케이블 또는 유사한 것을 이용하여 모니터 또는 다른 디바이스에 연결될 수 있다. 하나 이상의 광 섬유 케이블들을 통해 스코프의 원위 단부로 광을 송신하는 LED들 또는 광 섬유 광원과 같은 조명들은 수술 필드를 조명하기 위하여 포함되고 스코프 및 플렉스보드 및/또는 제어기 PCBA에 연결된다. 조명들은 전형적으로 스코프의 이미지 획득 단부 주위에 원형 방식으로 배열된다. 수술 지점에 반사되는 광을 포커싱하기 위해 하나 이상의 렌즈들이 광학 어셈블리 내에 포함된다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 시뮬레이션 수술 스코프들을 트레이닝 또는 시뮬레이션 목적들을 위하여 적절하거나 또는 효과적으로 만들기 위하여, 스코프들은 하나 이상의 특정 기준을 충족시켜야 한다. 예를 들어, 스코프의 인체 공학은 수술-등급 스코프들과 유사해야 한다. 스코프의 중량뿐만 아니라 핸들의 크기 및 형상, 샤프트의 길이가 수술-등급 스코프와 가까워야 한다. 또한, 시뮬레이션 수술 스코프는 한 손으로 조작될 수 있어야 한다. 스코프는 또한 기능성을 상실하거나 또는 파손하지 않고 우연한 충돌들 및 드롭들을 견딜 수 있어야 한다. 또한, 사용자가 의료 디바이스 투관침들 및 유사한 것을 학습하고 편안하게 사용하기 위하여, 시뮬레이션 수술 스코프는, 수술에서 사용되는 의료 디바이스 투관침들과 호환되고 그 내부에 끼워 맞춰지도록 크기가 결정되고 구성되어야 한다. 전형적으로, 수술 지점으로 스코프를 통과시키기 위한 포트로서 사용되는, 10mm 및 5mm의 투관침들의 2개의 크기들이 존재한다. 따라서, 시뮬레이션 수술 스코프는 적어도 10mm 및/또는 5mm 투관침 중 하나와 호환가능해야 한다.

다양한 실시예들에 따른 시뮬레이션 수술 스코프는 반복된 살균, 세정 및 가압 멸균 사이클들을 견디도록 만들어질 필요는 없다. 이와 같이, 스코프가 덜 비쌀 수 있다. 스코프 상의 조명이 특정 절차 시뮬레이션들에 대하여 요구될 수 있지만, 일부 경우들에 있어서 스코프의 팁에서의 광원은 박스 트레이너의 공동 내부에 설치된 다른 광원들에 의해 보충될 수 있다. 따라서, 수술 시뮬레이션 스코프에 대한 조명 요구들이 감소되며, 이는 스코프의 제조 비용을 추가로 낮출 수 있다. 또한, 광학적 성능과 관련하여, 다양한 실시예들에 따른 시뮬레이션 수술 스코프는, 덜 비싼 컴포넌트들 및 더 간단한 렌즈 어셈블리 설계를 사용함으로써 일부 이미지 품질을 희생할 수 있고 이미지의 에지들에서 어떤 왜곡을 포함할 수 있다. 전체적으로, 이미지 품질은 시뮬레이션된 해부학적 구조 내의 미세한 차이점들을 구별하기 위하여 적절한 양의 세부사항을 제공하기에 충분해야만 한다. 수술 시뮬레이션 스코프에 대하여 팁에서의 조명 및 이미지 품질에 대한 요건들이 수술-등급 스코프에 대한 것만큼 엄격하지 않으며 무균성에 대한 요건이 존재하지 않기 때문에, 비용을 수술-등급 스코프들의 비용보다 더 낮게 유지하는 것이 가능하다. 다양한 실시예들에 따른 시뮬레이션 수술 스코프는 다수의 사용들을 위해 지속되는 강건성, 이미지 품질, 작동 거리, 초점 깊이, 및/또는 낮은 비용의 균형을 가져야 한다. 이러한 희망되는 속성들이 연결될 수 있으며, 이러한 속성들 중 하나에 대하여 스코프를 최적으로 설계하는 것은 다른 속성들을 충족시키는 것을 더 어렵게 만들 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 수술 시뮬레이션 스코프는, 의료 전문가들 및 의대생들을 교육하고 트레이닝시키기 위하여 복강경 트레이너들과 함께 사용하기에 적절한다. 다양한 실시예들에 따른 수술 시뮬레이션 스코프는 상당한 개선들을 제공하며, 이들이 또한 수술-등급 스코프들에서 이용될 수 있다.

다양한 실시예들에 있어서, 다양한 실시예들에 따른 렌즈 마운트 및/또는 센서 마운트 중 적어도 하나를 포함하며 및 다양한 실시예들에 따른 시뮬레이션 수술 카메라 스코프가 제공되며, 상세한 설명 전체를 통해 설명되는 다른 실시예들, 이러한 실시예들의 부분들 및/또는 이들의 임의의 조합이 이러한 시뮬레이션 수술 카메라 스코프와 조합될 수 있다. 다양한 실시예들에 있어서, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프는, 핸들, 세장형 샤프트, 이미지 센서, 가요성 회로 보드 및 렌즈 중 적어도 하나를 더 포함한다. 다양한 실시예들에 있어서, 그 안에 포켓을 갖는 렌즈 마운트를 포함하는 시뮬레이션 수술 카메라 스코프가 제공된다. 다양한 실시예들에 있어서, 평평한 표면을 갖는 센서 마운트를 포함하는 시뮬레이션 수술 카메라 스코프가 제공된다. 다양한 실시예들에 있어서, 융기된 표면에 인접한 평평한 표면을 갖는 센서 마운트를 포함하는 시뮬레이션 수술 카메라 스코프가 제공된다. 다양한 실시예들에 있어서, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프는 렌즈 마운트, 센서 마운트, 핸들, 세장형 샤프트, 이미지 센서, 가요성 회로 보드, 렌즈 중 적어도 하나를 포함한다. 다양한 실시예들에 있어서, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프는, 렌즈 마운트, 센서 마운트, 핸들, 세장형 샤프트, 이미지 센서, 가요성 회로 보드, 렌즈 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.

이상의 설명은, 임의의 당업자가 본원에서 설명된 카메라 스코프들을 만들고 사용하며 방법들을 수행하는 것을 가능하게 하기 위하여 제공되며, 본 발명자들에 의해 고려된 그들의 발명들을 수행하는 최적 모드들을 기술한다. 그러나, 다양한 수정예들은 당업자들에게 명백하게 남아 있을 것이다. 이러한 수정예들은 본 발명의 범위 내에 속하도록 고려된다. 이러한 실시예들의 상이한 실시예들 또는 측면들은 다양한 도면들에서 도시되고 본 명세서 전체에 걸쳐 설명될 수 있다. 그러나, 개별적으로 도시되거나 또는 설명된 각각의 실시예 및 그 측면들은, 명백히 달리 표현되지 않는 한, 다른 실시예들 중 하나 이상 및 그들의 측면들과 조합될 수 있다는 것을 주의해야만 한다. 각각의 조합이 명백하게 기술되지 않는 것은 단지 본 명세서의 가독성을 용이하게 하기 위한 것이다.

본 발명이 특정한 특정 측면들에서 설명되었지만, 다수의 추가적인 수정예들 및 변형예들이 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고, 크기, 형상 및 재료의 다양한 변화들을 포함하여, 특별히 설명된 것과는 달리 실시될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 사항들에 있어서 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로서 간주되어야만 한다.

Claims

시뮬레이션 수술 카메라 스코프로서,
핸들;
상기 핸들에 결합된 근위 단부 및 센서 마운트 및 렌즈 마운트를 포함하는 원위 단부를 갖는 세장형 샤프트로서, 상기 렌즈 마운트는 내부에 포켓을 갖는 근위 부분을 갖는, 상기 세장형 샤프트;
상기 렌즈 마운트 내에 배치되는 렌즈; 및
상기 렌즈 마운트의 상기 포켓 내에 배치되며, 상기 세장형 샤프트의 상기 원위 단부를 향한 원위 면(face)를 갖는 이미지 센서를 포함하는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 1에 있어서,
상기 이미지 센서는 상기 렌즈 마운트와 상기 센서 마운트 사이에 배치되는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈 마운트는 상기 세장형 샤프트의 상기 원위 단부와 상기 센서 마운트 사이에 배치되는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 마운트는 융기된 표면들의 쌍 사이에 배치되는 평평한 표면을 갖는 원위 부분을 가지며, 상기 융기된 표면들의 쌍은 상기 이미지 센서가 부서지는 것을 방지하기 위한 단단한 정지부로서 역할하는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 4에 있어서,
상기 센서 마운트의 상기 평평한 표면은 상기 이미지 센서의 폭 이상의 폭을 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 5에 있어서,
상기 센서 마운트의 상기 평평한 표면은 상기 이미지 센서의 높이 이상의 높이를 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 4에 있어서,
상기 융기된 표면들의 쌍은 상기 이미지 센서의 두께보다 더 작은 길이를 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 4에 있어서,
상기 평평한 표면 및 상기 융기된 표면들의 쌍은 상기 이미지 센서의 두께보다 더 작은 깊이를 갖는 채널의 경계를 정하는(delimit), 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 4에 있어서,
상기 렌즈 마운트는 스레딩된(threaded) 부분을 가지며 상기 렌즈는 대응하는 스레드들을 가지고, 상기 렌즈는 상기 렌즈 마운트 내로 스레딩되도록 구성되는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈는 근위 면을 가지며, 상기 이미지 센서의 상기 원위 면은 상기 렌즈의 상기 근위 면을 향하는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세장형 샤프트의 상기 원위 단부로부터 상기 세장형 샤프트의 상기 근위 단부로 연장하며, 상기 렌즈 마운트와 상기 센서 마운트 사이에서 상기 렌즈 마운트의 원위 단부로부터 시작하여 상기 센서 마운트의 원위 단부를 지나 상기 세장형 샤프트의 상기 근위 단부까지의 경로를 따르는 가요성 인쇄 회로 보드를 더 포함하는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
시뮬레이션 수술 카메라 스코프로서,
핸들;
상기 핸들에 결합된 근위 단부 및 센서 마운트 및 렌즈 마운트를 포함하는 원위 단부를 갖는 세장형 샤프트로서, 상기 세장형 샤프트는 상기 세장형 샤프트의 상기 근위 단부로부터 상기 세장형 샤프트의 상기 원위 단부로 연장하는 길이 방향 축을 갖는, 상기 세장형 샤프트;
상기 렌즈 마운트 내에 배치되는 렌즈; 및
상기 센서 마운트와 상기 렌즈 마운트 사이의 이미지 센서로서, 상기 렌즈 마운트는 근위 단부 및 원위 단부를 가지며, 상기 렌즈 마운트의 상기 근위 단부는 상기 렌즈 마운트의 상기 원위 단부와 평행하고 상기 센서 마운트는 근위 단부 및 원위 단부를 가지며, 상기 센서 마운트의 상기 근위 단부는 상기 센서 마운트의 상기 원위 단부 및 상기 렌즈 마운트의 상기 근위 단부와 평행하고 상기 세장형 샤프트의 상기 길이 방향 축에 수직인, 상기 이미지 센서를 포함하는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 12에 있어서,
상기 세장형 샤프트는 상기 핸들에 대하여 회전이 불가능하도록 상기 핸들에 고정되는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 12에 있어서,
상기 렌즈 마운트의 상기 원위 단부 이전에 상기 세장형 샤프트의 상기 원위 단부로부터, 상기 센서 및 렌즈 마운트 사이에서 그리고 상기 세장형 샤프트의 상기 근위 단부로 연장하는 가요성 인쇄 회로 보드를 더 포함하는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 14에 있어서,
상기 렌즈 마운트는 상기 렌즈 마운트의 상기 원위 단부 상에 원위 표면을 가지며, 상기 원위 표면은 평평한 부분 및 사면을 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 15에 있어서,
상기 센서 마운트는 상기 센서 마운트의 상기 근위 단부 상에 근위 표면을 가지며, 상기 근위 표면은 평평한 부분 및 사면을 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 16에 있어서,
상기 렌즈 마운트의 근위 부분은 포켓을 가지며, 상기 센서 마운트의 원위 부분은 융기된 표면들의 쌍에 의해 획정(define)되는 공동을 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 17에 있어서,
상기 이미지 센서는, 상기 센서를 상기 렌즈의 초점 심도 내에 위치시키기 위하여 상기 센서 마운트의 상기 공동 내에 그리고 상기 융기된 표면들의 쌍 사이에서 상기 렌즈 마운트와 상기 센서 마운트 사이에 배치되는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 17에 있어서,
상기 포켓은 상기 렌즈 마운트의 중심에 대하여 오프셋되는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 12에 있어서,
상기 렌즈 마운트는 상기 세장형 샤프트의 상기 길이 방향 축에 대하여 상기 센서 마운트보다 더 높게 배치되는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 1 또는 청구항 12에 있어서,
상기 렌즈 마운트는 직경을 가지며, 상기 센서 마운트는 상기 렌즈 마운트의 상기 직경과 동일한 직경을 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 14에 있어서,
상기 세장형 샤프트는 상기 가요성 회로 보드의 일 부분 및 상기 렌즈 마운트를 둘러싸는 내부 표면을 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 14에 있어서,
상기 세장형 샤프트는 상기 가요성 회로 보드의 일 부분 및 상기 센서 마운트를 둘러싸는 내부 표면을 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 14에 있어서,
상기 세장형 샤프트는 상기 센서 마운트, 상기 가요성 회로 보드의 제 1 부분, 상기 렌즈 마운트 및 상기 가요성 회로 보드의 제 2 부분을 둘러싸는 내부 표면을 가지며, 상기 가요성 회로 보드의 상기 제 1 부분은 상기 렌즈 마운트 다음에 위치되고, 상기 가요성 회로 보드의 상기 제 2 부분은 상기 센서 마운트 다음에 그리고 상기 가요성 회로 보드의 상기 제 1 부분으로부터 떨어져 위치되는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 24에 있어서,
상기 이미지 센서는 길이를 가지며, 상기 가요성 회로보드의 상기 제 1 부분과 상기 가요성 회로보드의 상기 제 2 부분 사이의 거리는 상기 이미지 센서의 상기 길이보다 더 크고 상기 세장형 샤프트의 내부 직경보다는 더 작은, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 25에 있어서,
상기 가요성 회로 모드의 상기 제 1 부분 및 상기 가요성 회로 모드의 상기 제 2 부분은 서로 평행한, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 14에 있어서,
상기 세장형 샤프트는 상기 길이 방향 축이 연장하는 중심을 가지며, 상기 렌즈 마운트는 상기 세장형 샤프트의 상기 중심으로부터 오프셋된 중심을 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 14에 있어서,
상기 센서 마운트는 상기 세장형 샤프트의 상기 중심으로부터 오프셋된 중심을 갖는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 28에 있어서,
상기 센서 마운트의 상기 중심은 상기 렌즈 마운트의 상기 중심으로부터 오프셋되는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
시뮬레이션 수술 카메라 스코프로서,
핸들;
상기 핸들에 결합된 근위 단부 및 원통형 센서 마운트 및 원통형 렌즈 마운트를 포함하는 원위 단부를 갖는 원통형 세장형 샤프트로서, 상기 원통형 렌즈 마운트는 상기 원통형 렌즈 마운트의 내부 표면 상에 배치되는 스레드들을 갖는, 상기 원통형 세장형 샤프트;
원통형 렌즈의 외부 표면 상에 배치되며 상기 원통형 렌즈 마운트의 상기 스레드들과 메이팅(mate)되도록 배열되는 스레드들을 갖는 상기 원통형 렌즈로서, 상기 원통형 렌즈 마운트는 포켓, 중심 개구 및 상기 포켓 다음에 위치된 적어도 하나의 핀 홀을 갖는, 상기 원통형 렌즈; 및
상기 원통형 렌즈 마운트 내에 그리고 상기 원통형 센서 마운트와 상기 원통형 렌즈 마운트 사이에 배치되는 이미지 센서로서, 상기 원통형 센서 마운트는 융기된 표면들의 쌍에 의해 획정되는 공동을 가지며, 상기 융기된 표면의 쌍 중 적어도 하나는 적어도 하나의 핀 홀을 가지고, 상기 원통형 렌즈 마운트의 상기 적어도 하나의 핀 홀은 상기 원통형 센서 마운트의 상기 적어도 하나의 핀 홀과 정렬되는, 상기 이미지 센서를 포함하는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.
청구항 30에 있어서,
상기 원통형 세장형 샤프트의 상기 원위 단부로부터 그리고 상기 핸들 내로 연장하는 가요성 회로 보드를 더 포함하는, 시뮬레이션 수술 카메라 스코프.