(57)【要約】      （修正有）【課題】手術部位内に挿入されるように構成された好適な外科手術用画像装置および方法を提供すること。【解決手段】外科手術用画像装置１００は、複数の突起１０８ａ〜１０８ｄを含む。突起の各１つは、それに装着された画像形成センサを有する。画像センサは、手術部位に対応する異なる画像データを提供し、したがって、外科医が数種類の異なる角度から手術部位を見ることを可能にする。突起は、小さな切開部を通って挿入されるのに適切な第１の位置と、突起が互いから分離される第２の位置と、の間を動くことができてもよい。加えて、突起は、突起が互いに対して実質的に類似した平面に配置される拡張位置と、そのそれぞれのレッグに対して実質的に垂直でなく見るように突起が曲げられる収縮位置と、の間を曲がることができてもよい。【選択図】図１
2010104800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術部位内に挿入されるように構成された外科手術用画像形成装置であって、
前記装置は、
複数の突起であって、前記複数の突起の各１つは、前記手術部位に対応する異なる画像データを提供するための画像センサを有する、複数の突起と、
作動されるときに前記手術部位にキャビティを形成するように構成された底部部分を有するアクチュエータと
を備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願のクロスリファレンス）
本願は、２００２年１月３０日に出願された米国仮特許出願第６０／３５２，７２６号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）下の権利を主張するものであり、これは、その全体を参照して明白にここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は、外科手術用画像形成装置に関し、特に、体腔の画像データを提供するように構成された外科手術用画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、外科手術が正しく行われていることを確実にするように、外科手術中に外科医が手術部位を見ることができることが、重要である。しかし、外科医が手術部位を見ることができない多くの種類の外科手術がある。たとえば、腹腔鏡または内視鏡の外科手術では、外科医は非常に小さな切開部を通して手術部位に入っていくため、外科医は手術部位を見ることができない。
【０００４】
この種類の外科手術を行うための１つの方法は、使用しながら手術装置の構成要素の位置を示すための配列を含む手術装置を使用することである。たとえば、そのような外科手術用の手術装置は、手術装置の構成要素の位置、たとえば、クランプまたはステープルカートリッジの位置等を示すリモートステータスインジケータを含んでもよい。手術装置の構成要素の位置を知ることによって、外科医は、手術装置が外科手術中に正しく操作されているか否かを判断することができる。
【０００５】
この種類の外科手術を行うための別の方法は、ビデオカメラ等を使用することである。たとえば、様々な種類のカメラが、患者の切開部を通って手術部位内に挿入されるように構成されてもよい。そのようなカメラは、外科手術中に手術部位のビデオデータを提供し、それによって、外科医が、行っている外科手術を見ることをリアルタイムに可能にする。しかし、ひとたびこれらのカメラの１つが切開部を通って手術部位内に挿入されると、切開部が狭いため大半の方向に動くことが妨げられるという事実のため、操作することが困難である。加えて、これらのカメラは、手術部位の単一の画像を提供するだけである。外科医が手術部位の画像を変えたい場合には、たとえば、異なる角度から手術部位を調べたい場合には、外科医は一般に、第１の切開部からカメラを取り外し、患者の別の切開を行って、第２の切開部にカメラを再挿入することを必要とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの例示的な実施形態にしたがって、外科手術用画像形成装置が提供される。外科手術用画像形成装置は、手術部位内に挿入されるように構成される。外科手術用画像形成装置は、複数の突起を含む。突起の各１つは、それに装着された画像形成センサを有する。画像形成センサは、手術部位に対応する異なる画像データを提供し、したがって、外科医が数種類の異なる角度から手術部位を見ることを可能にする。
【０００７】
突起は、突起が互いに実質的に平行である第１の位置と、突起が互いに実質的に平行ではない第２の位置と、の間を動くことができてもよい。実質的に平行な構成で、たとえば第１の位置で、突起は、切開部を通って手術部位内に挿入されるように構成される。ひとたび切開部を通って手術部位内に挿入されると、突起は、レッグによって突起に接続された制御レバーをユーザが回転することによって、互いから半径方向に分離されてもよい。
【０００８】
加えて、突起は、突起がそのそれぞれのレッグに対して実質的に垂直である拡張位置と、突起がそのそれぞれのレッグに対して実質的に垂直ではない収縮位置と、の間に曲がることができてもよい。有利なことに、突起は、キャビティを形成するように構成されたアクチュエータの作用によって手術部位に形成されるキャビティの形状にしたがって曲がるように構成される。
【０００９】
外科手術用画像形成装置は、ワイヤフォーマットで、ワイヤレスフォーマットでまたは両方で操作されるように構成されてもよい。ワイヤフォーマットにおいて、装置は、画像形成センサと電気連通するスロットを有する本体部分と、画像データを表示するように構成されたビデオディスプレイ装置と、画像データを画像形成センサからビデオディスプレイ装置へ伝達するように構成された制御ケーブルと、を含んでもよい。ワイヤフォーマットにおいて、装置は、電力を装置へ供給するために制御ケーブルに連結可能な電源を含んでもよい。ワイヤレスフォーマットにおいて、装置は、第１のアンテナを有する本体部分と、第２のアンテナを有するリモートコントロール装置と、を含んでもよく、リモートコントロール装置は、第２のアンテナを経由してワイヤレス制御信号を、第１のアンテナを経由して装置へ提供するように構成される。加えて、ワイヤレスフォーマットにおいて、装置は、アンテナを有するビデオディスプレイ装置を含んでもよく、装置は、画像形成センサからの画像データに対応するワイヤレス信号を第１のアンテナを経由して生成するように構成され、ビデオディスプレイ装置は、ワイヤレス信号を受け取り且つ画像データに対応するディスプレイを提供するように構成される。ワイヤレスフォーマットにおいて、装置は、電力を装置へ提供するために、ローカルパワーサプライを含んでもよい。
（項目１）
手術部位内に挿入されるように構成された外科手術用画像形成装置であって、
複数の突起であって、前記突起の各１つが前記手術部位に対応する異なる画像データを提供するための画像形成センサを有する複数の突起を具備する外科手術用画像形成装置。
（項目２）
前記複数の突起は動くことができる、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記複数の突起は、前記複数の突起が互いに実質的に平行である第１の位置と、前記複数の突起が互いに実質的に平行ではない第２の位置と、の間を動くことができる、項目２に記載の装置。
（項目４）
前記複数の突起が前記第１の位置で互いに実質的に平行であるときに、前記複数の突起は切開部を通って前記手術部位内に挿入されるように構成される、項目３に記載の装置。
（項目５）
前記装置は、前記複数の突起が互いに対して半径方向に分離可能であるように、構成される、項目４に記載の装置。
（項目６）
前記複数の突起の各１つは、曲がることができる、項目１に記載の装置。
（項目７）
前記装置は、
本体部分と、
前記本体部分を通って延在する複数のレッグと、
をさらに具備し、前記複数の突起の各１つは、前記複数のレッグのそれぞれの１つに接続される、項目６に記載の装置。
（項目８）
前記複数の突起は、前記複数の突起の各１つがそのそれぞれのレッグに対して実質的に垂直である拡張位置と、前記複数の突起の各１つがそのそれぞれのレッグに対して実質的に垂直ではない収縮位置と、の間に曲がることができる、項目７に記載の装置。
（項目９）
前記装置は、作用されるときに前記手術部位にキャビティを形成するように構成された底部部分を有するアクチュエータをさらに具備する、項目８に記載の装置。
（項目１０）
前記複数の突起は、前記キャビティの形状にしたがって曲がるように構成される、項目９に記載の装置。
（項目１１）
前記装置は、
複数の制御レバーであって、前記複数の制御レバーの各１つは、前記本体部分を通って延在する前記複数のレッグのそれぞれの１つに接続され、前記複数の制御レバーの各１つは、前記複数のレッグのそれぞれの１つを前記第１の位置と前記第２の位置との間に動かすように構成される複数の制御レバーをさらに具備する、項目１０に記載の装置。
（項目１２）
前記画像形成センサは、電荷結合素子である、項目１に記載の装置。
（項目１３）
前記画像形成センサは、相補型金属酸化膜半導体である、項目１に記載の装置。
（項目１４）
前記装置は、ワイヤフォーマットで作動するように構成される、項目１に記載の装置。
（項目１５）
前記複数の突起を支持するための本体部分であって、前記画像形成センサと電気連通するスロットを有する本体部分と、
前記スロットに連結可能な第１の端と、第２の端とを有する制御ケーブルであって、前記画像形成センサから画像データを伝達するように構成された制御ケーブルと、
前記制御ケーブルの前記第２の端に連結可能であり、前記画像データを表示するように構成されたビデオディスプレイ装置と、
をさらに具備する、項目１４に記載の装置。
（項目１６）
前記制御ケーブルは、前記装置に電力を供給するためにパワーサプライに連結されるようにさらに構成される、項目１５に記載の装置。
（項目１７）
前記装置は、ワイヤレスフォーマットで作動するように構成される、項目１に記載の装置。
（項目１８）
前記複数の突起を支持するための本体部分であって、第１のアンテナを有する本体部分と、
第２のアンテナを有するリモートコントロール装置であって、前記第２のアンテナを経由してワイヤレス制御信号を、前記第１のアンテナを経由して前記装置へ提供するように構成されたリモートコントロール装置と、
をさらに具備する、項目１７に記載の装置。
（項目１９）
前記複数の突起を支持するための本体部分であって、第１のアンテナを有する本体部分と、
第２のアンテナを有するビデオディスプレイ装置であって、前記装置は、前記画像形成センサからの画像データに対応するワイヤレス信号を前記第１のアンテナを経由して生成するように構成され、前記ビデオディスプレイ装置は、前記ワイヤレス信号を受け取り且つ前記画像データに対応するディスプレイを提供するように構成されたビデオディスプレイ装置と、
をさらに具備する、項目１７に記載の装置。
（項目２０）
前記装置に電力を提供するためにローカルパワーサプライをさらに具備する、項目１７に記載の装置。
（項目２１）
前記装置に対応する操作プログラムを格納するように構成されたメモリ装置をさらに具備する、項目１に記載の装置。
（項目２２）
前記装置は、ワイヤフォーマットおよびワイヤレスフォーマットの一方で選択的に操作されるように構成される、項目１に記載の装置。
（項目２３）
外科手術中に外科手術用画像形成装置を使用するための方法であって、
手術用装置の複数の突起を手術部位内へ挿入するステップと、
前記複数の突起の各々に装着された画像形成センサを経由して、前記手術部位に対応する異なる画像データを提供するステップと、
を含む方法。
（項目２４）
前記異なる画像データを提供するように前記複数の突起を動かすステップをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
前記動かすステップは、前記突起を、前記複数の突起が互いに実質的に平行である第１の位置と、前記複数の突起が互いに実質的に平行ではない第２の位置と、の間に動かすことを含む、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
前記複数の突起が前記第１の位置で互いに実質的に平行であるときに、前記複数の突起を切開部を通って前記手術部位内に挿入するステップをさらに含む、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
前記動かすステップは、互いに対して半径方向に分離されるように実質的に類似した平面内に前記複数の突起を動かすことを含む、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記複数の突起を曲げるステップをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目２９）
本体部分を通って複数のレッグを拡張するステップと、
前記複数の突起の各１つを前記複数のレッグのそれぞれの１つに接続するステップと、
をさらに含む、項目２８に記載の方法。
（項目３０）
前記曲げるステップは、前記複数の突起を、前記複数の突起の各１つがそのそれぞれのレッグに対して実質的に垂直である拡張位置と、前記複数の突起の各１つがそのそれぞれのレッグに対して実質的に垂直ではない収縮位置と、の間に曲げることを含む、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
前記手術用装置を切開部を通って挿入した後に、前記手術部位にキャビティを形成するように、底部部分を有するアクチュエータを作用するステップをさらに含む、項目３０に記載の方法。
（項目３２）
前記曲げるステップは、前記複数の突起を、前記キャビティの形状にしたがって曲げることを含む、項目３１に記載の方法。
（項目３３）
前記複数の突起を、前記突起に接続されるレッグに接続された接続レバーによって、前記第１の位置と前記第２の位置との間を動かすことを制御するステップをさらに含む、項目３２に記載の方法。
（項目３４）
画像データを提供する前記ステップは、電荷結合素子を経由して画像を検知することを含む、項目２３に記載の方法。
（項目３５）
画像データを提供する前記ステップは、相補型金属酸化膜半導体を経由して画像を検知することを含む、項目２３に記載の方法。
（項目３６）
前記手術用装置をワイヤフォーマットで操作するステップをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目３７）
前記複数の突起を支持するための本体部分を提供するステップであって、前記本体部分は前記画像形成センサに電気連通するスロットを有するステップと、
制御ケーブルを前記スロットにおよびビデオディスプレイ装置に連結するステップと、
前記画像形成センサから前記ビデオディスプレイ装置へ前記制御ケーブルを経由して画像データを伝達するステップと
前記画像データを前記ビデオディスプレイ装置に表示するステップと、
をさらに含む、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
前記制御ケーブルをパワーサプライへ連結するステップと、
前記パワーサプライから前記制御ケーブルを経由して前記装置へ電力を供給するステップと、
をさらに含む、項目３７に記載の方法。
（項目３９）
前記手術用装置をワイヤレスフォーマットで操作するステップをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目４０）
前記複数の突起を支持するための本体部分を提供するステップであって、前記本体部分は第１のアンテナを有するステップと、
第２のアンテナを有するリモートコントロール装置を提供するステップと、
前記リモートコントロール装置を経由して、前記第２のアンテナを経由してワイヤレス制御信号を、前記第１のアンテナを経由して前記装置へ提供するステップと、
をさらに含む、項目３９に記載の方法。
（項目４１）
前記複数の突起を支持するための本体部分を提供するステップであって、前記本体部分は第１のアンテナを有するステップと、
第２のアンテナを有するビデオディスプレイ装置を提供するステップと、
前記画像形成センサからの画像データに対応するワイヤレス信号を前記第１のアンテナを経由して生成するステップと、
前記ビデオディスプレイ装置で前記ワイヤレス信号を受け取るステップと、
前記画像データに対応するディスプレイを提供するステップと、
をさらに含む、項目３９に記載の方法。
（項目４２）
ローカルパワーサプライを提供するステップと、
前記ローカルパワーサプライを経由して前記装置へ電力を供給するステップと、
をさらに含む、項目３９に記載の方法。
（項目４３）
メモリ装置を提供するステップと、
前記装置に対応する操作プログラムを前記メモリ装置に格納するステップと、
前記操作プログラムにしたがって前記装置を操作するステップと、
をさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目４４）
ワイヤフォーマットおよびワイヤレスフォーマットの一方で前記装置を選択的に操作するステップをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目４５）
手術部位内に挿入されるように構成された外科手術用画像形成装置であって、
本体部分と、
前記本体部分によって支持される複数の突起であって、前記突起の各１つは、レンズシステムと光ガイドとの少なくとも一方を含む複数の突起と、
前記本体部分に位置し、前記レンズシステムと光ガイドとの少なくとも一方に連結された少なくとも１つの画像形成センサであって、前記手術部位に対応する異なる画像データを提供するように構成された少なくとも１つの画像形成センサと、
を具備する外科手術用画像形成装置。
（項目４６）
前記レンズシステムと光ガイドとの少なくとも一方は、光ファイバを含む、項目４５に記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の１つの実施形態にしたがった、外科手術用画像形成装置の斜視図である。
【図２】線Ｂ−Ｂに沿って取られた、図１に示された外科手術用画像形成装置の本体部分の断面図である。
【図３】本発明の１つの実施形態にしたがった、カメラを有する突起を例示する図である。
【図４】線Ａ−Ａに沿って取られた、図３に示された突起の断面図である。
【図５】本発明の１つの実施形態にしたがった、制御ケーブルを例示する図である。
【図６】本発明の１つの実施形態にしたがった、第１の位置にある外科手術用画像形成装置のレッグおよび突起を例示する図である。
【図７】線Ｃ−Ｃに沿って取られた、図６に示された突起の断面図である。
【図８】図１に示された外科手術用画像形成装置の底面図である。
【図９】本発明の１つの実施形態にしたがった、収縮位置にある図１に示された外科手術用画像形成装置を例示する図である。
【図１０】本発明の１つの実施形態にしたがった、ビデオディスプレイ装置に表示するために画像データをワイヤレスに伝達するためのワイヤレス配列を例示する図である。
【図１１ａ】本発明の１つの実施形態にしたがった、模範的な種類の外科手術を実行する外科手術用画像形成装置の操作を例示する図である。
【図１１ｂ】本発明の１つの実施形態にしたがった、模範的な種類の外科手術を実行する外科手術用画像形成装置の操作を例示する図である。
【図１１ｃ】本発明の１つの実施形態にしたがった、模範的な種類の外科手術を実行する外科手術用画像形成装置の操作を例示する図である。
【図１２】本発明の１つの例示的な実施形態にしたがった、本体部分に設けられた画像形成センサを有する外科手術用画像形成装置を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の例示的な実施形態による外科手術用画像形成装置１００の斜視図を示す。外科手術用画像形成装置１００は、レッグ１０６ａ〜１０６ｄを取り囲む本体部分１０４と、収縮アクチュエータ１０２と、を含む。レッグ１０６ａ〜１０６ｄは、それぞれ、レバー１１２ａ〜１１２ｄに接続される。突起１０８ａ〜１０８ｄは、それぞれ、レッグ１０６ａ〜１０６ｄから延在する。各突起１０８ａ〜１０８ｄの遠位先端にまたはその近傍に位置するのは、それぞれ、カメラ１１４ａ〜１１４ｄである。
【００１２】
本発明の１つの実施形態にしたがって、レッグ１０６ａ〜１０６ｄは、それぞれの突起１０８ａ〜１０８ｄとともに、動くことができる。たとえば、レッグ１０６ａ〜１０６ｄは、本体部分１０４（下記により詳細に説明される）の円筒形開口内を動くことができてもよく、そのため、レッグ１０６ａ〜１０６ｄは、本体部分１０４の中心軸１０４ａを中心にして半径方向に動く。加えて、レッグ１０６ａ〜１０６ｄは、回転可能に動くことができてもよく、たとえば、本体部分１０４内で、自己の中心軸を中心にして回転することができ、そのため、突起１０８ａ〜１０８ｄは、それぞれ、レッグ１０６ａ〜１０６ｄの中心軸を中心にして旋回してもよい。レッグ１０６ａ〜１０６ｄは、下記にさらに説明されるように、それぞれレバー１１２ａ〜１１２ｄの操作によってこれらのやり方の両方で動くことができてもよい。制御レバー１１２ａ〜１１２ｄは、開口１１１を通って延在する。具体的には、本体部分１０４内のレッグ１０６ａ〜１０６ｄの動きは、図６、７および８に関連して下記により十分に説明される。
【００１３】
加えて、突起１０８ａ〜１０８ｄは、そのそれぞれのレッグ１０６ａ〜１０６ｄに対して動くことができてもよい。たとえば、突起１０８ａ〜１０８ｄは、各突起１０８ａ〜１０８ｄが実質的に同一の平面に配置される、たとえば、各々がそのそれぞれのレッグ１０６ａ〜１０６ｄに対して実質的に垂直である拡張位置と、各突起１０８ａ〜１０８ｄが実質的に同一の平面に配置されない、たとえば、そのそれぞれのレッグ１０６ａ〜１０６ｄに対して実質的に垂直ではない収縮位置と、の間を動くことができてもよい。拡張位置と収縮位置との間の突起１０８ａ〜１０８ｄの運動は、図９に関連して下記により十分に説明される。
【００１４】
本体部分１０４は、メモリ装置１６１も含んでもよい。本発明の１つの実施形態において、メモリ装置１６１は、外科手術用画像形成装置１００に対応するデータを格納する。たとえば、メモリ装置１６１は、外科手術用画像形成装置１００の操作を制御する操作プログラムに対応するデータを格納してもよい。たとえば、操作プログラムは、外科手術用画像形成装置１００の様々な機能、たとえば、レンズの運動や、光度、ズームの大きさ、色、輝度および焦点の調整等を制御するかまたは操作するデータを含んでもよい。
【００１５】
メモリ装置１６１に格納されたデータは、モデル／シリアル番号識別１６１ａ、使用法データ１６１ｂおよび画像データ１６１ｃを含んでもよい。モデル／シリアル番号識別１６１ａは、外科手術用画像形成装置１００を独自に識別する。使用法データ１６１ｂは、たとえば、外科手術用画像形成装置１００が使用された時間数、および、外科手術用画像形成装置１００を使用して見られた手術の種類に関する情報を含んでもよい。画像データ１６１ｃは、たとえばビデオクリップ、静止フレーム等を含んでもよく、これらは、体腔の視覚画像を描く。本発明の１つの実施形態において、ユーザは、外科手術中に外科手術用画像形成装置１００を使用しながら、画像データ１６１ｃをラベルづけしカテゴリ化してもよい。加えて、使用法データ１６１ｂおよび画像データ１６１ｃは、格納装置、たとえば、フロッピィディスク、ＣＤ、ハードディスクドライブ等に、永久に格納するために転送されてもよく、そのため、外科医は、将来、格納されたデータを検討することができる。
【００１６】
外科手術用画像形成装置１００の本体部分１０４は、図５に関連して下記にさらに説明されるように、制御ケーブル２００を受け取るように構成されたスロット１０５も含んでもよい。一般に、制御ケーブル２００は、カメラ１１４ａ〜１１４ｄとビデオディスプレイ装置２０５および／またはパワーサプライ２１０との間でデータおよび／または電力を運搬する。
【００１７】
図２は、線Ｂ−Ｂに沿って取られた、図１に示された本体部分１０４の断面図を例示する。先に述べたように、この実施形態において、レッグ１０６ａ〜１０６ｄは、それぞれ、制御レバー１１２ａ〜１１２ｄに接続する。制御レバー１１２ａ〜１１２ｄは開口１１１を通って延在し、本体部分１０４の中心軸１０４ａに対して半径方向に動くことができてもよい。レッグ１０６ａ〜１０６ｄは、本体部分１０４を通り且つ円筒形開口１０７から軸方向に延在する。開口１１１は、下記にさらに説明されるように、レッグ１０６ａ〜１０６ｄが本体部分１０７の円筒形開口１０７の異なる位置の間を動くのを可能にするために制御レバー１１２ａ〜１１２ｄへ十分な運動を提供するように、構成される。
【００１８】
上述のように、突起１０８ａ〜１０８ｄの遠位先端にまたはその近傍に位置するのは、それぞれ、カメラ１１４ａ〜１１４ｄである。図３および４は、本発明の１つの実施形態にしたがって、カメラ１１４を有する突起１０８を例示する。図３には、レンズ１１６と画像形成センサ１１８とを含むカメラが示される。１つ以上の光源１１５が、カメラ１１４に隣接して装着されてもよく、画像形成センサ１１８が画像を検知するのを可能にするために光を提供する。突起１０８は、画像形成センサ１１８へおよび光源１５５へ電力を伝達し、且つ／または、画像形成センサ１１８へおよびこれから画像データ信号を伝達する制御リード線および電力リード線を有する制御線１２２も含んでもよい。光源１１５は、たとえば、発光ダイオードを含んでもよい。
【００１９】
図４は、線Ａ−Ａに沿って取られた図３に示された突起１０８の断面図である。図４は、一対のレンズ１１６と、レンズ１１６を保護するためのレンズカバー１２０と、画像形成センサ１１８と、を含むカメラ１１４を例示する。画像形成センサ１１８は、たとえば、電荷結合素子（今後は「ＣＣＤ」と称される）であってもよい。画像形成センサ１１８は、レンズ１１６から画像を受け取り、制御線１２２を通って伝達するために、画像を画像データたとえば電子信号に転換する。カメラ１１４は、ビデオディスプレイ装置に伝達するために、画像形成センサ１１８によって得られた画像を電気信号に転換する内部回路を含んでもよい。
【００２０】
本発明の１つの実施形態は、画像形成センサ１１８としてＣＣＤを使用するが、他の適切な画像形成センサを使用してもよい。本発明の別の模範的な実施形態において、画像形成センサ１１８は、相補型金属酸化膜半導体（今後は「ＣＭＯＳ」と称される）プロセスを使用する集積回路である。ＣＭＯＳ型の画像形成センサは、光検出要素としてフォトダイオードまたはフォトトランジスタを含んでもよい。さらに、ＣＭＯＳ画像センサは、アナログ信号を伝達してもよく、または、信号伝達のためにアナログデジタルコンバータを使用してもよい。ＣＭＯＳセンサは、光に対するより大きな感受性のため操作中にあまり電力を必要としないＣＣＤセンサに対する代替を提供する。２００２年４月２７日に出願された米国特許出願第１０／１２７，３１０号は、その全体を参照して明白にここに組み込まれるが、例示的な実施形態とともに使用されてもよい他の可能な画像形成装置および配列を説明している。
【００２１】
図５は、本発明の１つの実施形態にしたがった制御ケーブル２００を例示する。制御ケーブル２００は、カップリング２１１と、リード線２１５と、カップリング２１２とを含む。制御ケーブル２００は、カップリング２１１を経由して、本体部分１０４に位置するスロット１０５に接着するように構成される。リード線２１５は、各カメラ１１４ａ〜１１４ｄの画像形成センサ１１８へおよびこれから信号を伝達する。加えて、リード線２１５は、各カメラ１１４ａ〜１１４ｄの様々な構成要素に印加するために、電力を伝達してもよい。カップリング２１２は、見るために画像を受け取り処理するビデオディスプレイ装置２０５、たとえば、テレビモニタ、コンピュータモニタ、ＣＲＴまたは類似視覚装置に接着し、且つ／または、パワーサプライ２０５に接着するように構成される。
【００２２】
上述のように、本発明の１つの実施形態において、レッグ１０６ａ〜１０６ｄは、そのそれぞれの突起１０８ａ〜１０８ｄとともに、様々な位置の間を動くことができる。たとえば、レッグ１０６ａ〜１０６ｄは、そのそれぞれの突起１０８ａ〜１０８ｄとともに、突起１０８ａ〜１０８ｄが互いに平行である第１の位置と、突起１０８ａ〜１０８ｄの遠位端が互いに平行ではない第２の位置と、の間を動くことができてもよい。図６は、そのそれぞれ突起１０８ａ〜１０８ｄとともに、第１の位置にあるレッグ１０６ａ〜１０６ｄを例示する。この第１の位置において、突起１０８ａ〜１０８ｄの遠位端が、たとえば、カメラ１１４ａ〜１１４ｄをそれぞれ有する突起１０８ａ〜１０８ｄの端が、互いに隣接して配置されるように、レッグ１０６ａ〜１０６ｄは本体部分１０４内を回転する。本発明の１つの実施形態において、突起１０８ａ〜１０８ｄは互いに統一体をなすように構成され、それによって、突起１０８ａ〜１０８ｄの遠位端の断面積を減少する。たとえば、図７は、線Ｃ−Ｃに沿って取られた図６に示される突起１０８ａ〜１０８ｄの断面図を例示し、突起１０８ａ〜１０８ｄの遠位端は各々が、互いに平行であるときに突起１０８ａ〜１０８ｄの断面積を最小限にするように、互いに対して相補的な断面形状を有する。この平行な位置は、下記により十分に説明されるように、突起１０８ａ〜１０８ｄを患者の切開部内におよび切開部から操作するのに適切である。
【００２３】
図１は、上記に詳細に説明されており、そのそれぞれ突起１０８ａ〜１０８ｄとともに、第２の位置にあるレッグ１０６ａ〜１０６ｄを例示する。この第２の位置において、互いに対して平行にならないように、突起１０８ａ〜１０８ｄが実質的に同一の平面内を動くように、たとえば、本体部分１０４の中心軸１０４ａに対して実質的に垂直である平面内を動くように、レッグ１０６ａ〜１０６ｄは本体部分１０４内を回転する。たとえば、図１は、突起１０８ａ〜１０８ｄが互いに対して半径方向に分離しており、且つ、本体部分１０４の中心軸１０４ａに対して互いからおよそ９０度離れて配置されるように、レッグ１０６ａ〜１０６ｄが、そのそれぞれ突起１０８ａ〜１０８ｄとともに本体部分１０４内を回転するのを例示する。
【００２４】
レッグ１０６ａ〜１０６ｄおよび突起１０８ａ〜１０８ｄが第２の位置にある別の図は、図８に示される。図８は、図１に示された外科手術用画像形成装置１００の底面図である。図８に示された実施形態において、矢印Ｆは、レッグ１０６ｂ、１０６ｃおよび１０６ｄが本体部分１０４の円筒形開口１０７内を動いてもよい方向を例示する。加えて、矢印Ｇは、レッグ１０６ａ〜１０６ｄがそれぞれの中心軸を中心にして回転するときに突起１０８ａ〜１０８ｄが動いてもよい方向を例示する。
【００２５】
先に述べたように、図８に示されたようなレッグ１０６ａ〜１０６ｄおよびその突起１０８ａ〜１０８ｄの運動に加えて、突起１０８ａ〜１０８ｄは、拡張位置と収縮位置との間を動くこともできる。図１は、上述のように、拡張位置にある突起１０８ａ〜１０８ｄを例示し、突起１０８ａ〜１０８ｄは実質的に同一平面にあり、たとえば、各々がそのそれぞれのレッグ１０６ａ〜１０６ｄに対して実質的に垂直である。他方、図９は、収縮位置にある外科手術用画像形成装置１００を例示する。先に述べたように、示された実施形態において、外科手術用画像形成装置１００の突起１０８ａおよび１０８ｂは、収縮位置では、そのそれぞれのレッグ１０６ａ〜１０６ｄに対して実質的には垂直ではない。収縮位置において、突起１０８ａ〜１０８ｄの各々のカメラ１１４ａ〜１１４ｄがある空間領域へ向けられるように、外科手術用画像形成装置１００の突起１０８ａ〜１０８ｄは、そのそれぞれのレッグ１０６ａ〜１０６ｄに対して動く。本発明の１つの実施形態において、突起１０８ａおよび１０８ｂの各々に装着された画像形成センサ１１８が同一の空間領域へ、たとえば図９に例示された空間領域２０１へ、向けられるように、外科手術用画像形成装置１００の突起１０８ａ〜１０８ｄは、そのそれぞれのレッグ１０６ａ〜１０６ｄに対して動く。空間領域２０１は、外科手術中に外科手術器具が使用されている空間領域であってもよい。したがって、この実施形態において、収縮位置では、突起１０８ａ〜１０８ｂの各々の画像形成センサ１１８は、外科手術中に異なる角度から手術部位の画像を提供する。あるいは、外科手術用画像形成装置１００の突起１０８ａ〜１０８ｄは、突起１０８ａ〜１０８ｂの各々の画像形成センサ１１８が異なる空間領域に向けられるように、動いてもよい。
【００２６】
１つの実施形態において、外科手術用画像形成装置１００は、収縮アクチュエータ１０５の作用によって拡張位置から収縮位置内へ動く。収縮アクチュエータ１０５は、収縮中に、収縮アクチュエータ１０２の底部部分１１０が本体部分１０４から離れて矢印Ｒによって示される方向に動くように、本体部分１０４に対して軸方向に動く。突起１０８ａ〜１０８ｄは、好ましくは、可撓性のある材料から作られており、力がかけられたときに突起１０８ａ〜１０８ｄを曲げることができる。たとえば、収縮アクチュエータ１０２の底部部分が体腔内に動くときには、体腔の壁によって突起１０８ａ〜１０８ｄに力がかけられてもよい。結果として、突起１０８ａ〜１０８ｄは、曲がるようにされてもよく、図９に示されるように、湾曲した形状を形成してもよい。１つの実施形態において、突起１０８ａ〜１０８ｄの各々の湾曲した形状は、突起１０８ａ〜１０８ｄが配置される体腔の壁に従う。このようにして、各突起１０８ａ〜１０８ｄの先端に配置された画像形成センサ１１８は、ユーザに体腔区域の複数の画像を提供してもよい。加えて、ユーザは、体腔を様々な角度から見るために、各突起１０８ａ〜１０８ｄを回転してもよい。
【００２７】
先に述べたように、画像データは、一端が本体部分１０４のスロット１０５内に挿入され他端がビデオディスプレイ装置２０５へ挿入された制御ケーブル２００を経由して、伝達されてもよい。あるいは、画像データは、ビデオディスプレイ装置に表示するためにワイヤレスで伝達されてもよい。たとえば、外科手術用画像形成装置１００は、ビデオディスプレイ装置に表示するために画像データをワイヤレスで伝達するためのワイヤレス配列を含んでもよい。図１０は、ビデオディスプレイ装置に表示するために画像データをワイヤレスで伝達するためのワイヤレス配列を使用する本発明の１つの実施形態を例示する。具体的には且つ図１０に例示されるように、外科手術用画像形成装置１００は、画像データおよび／または制御信号を伝達するように構成されたアンテナ１４５ａを含んでもよい。外科手術用画像形成装置１００のアンテナ１４５ａは、リモートコントロールユニット１４７のアンテナ１４５ｂから制御信号１４８を受け取ってもよい。これらの制御信号は、たとえば、画像形成センサ１１８か光源１１５によって提供された光の強度かを制御する信号か、または、外科手術用画像形成装置１００の操作を制御するための他のいずれの信号か、を含んでもよい。加えて、外科手術用画像形成装置１００は、外科手術用画像形成装置１００のアンテナ１４５ａを経由して、ビデオディスプレイ装置１５０のアンテナ１５０ａへビデオ信号を伝達してもよい。
【００２８】
別の実施形態において、カメラ１１４ａ〜１１４ｄは、ワイヤレス信号１５８を直接ビデオディスプレイ装置１５０へワイヤレスに伝達することを可能にするワイヤレス回路を含んでもよい。外科手術用画像形成装置１００のワイヤレスの実施形態は、制御ケーブル２００およびパワーサプライ２１０を排除することを可能にするため、外科手術用画像形成装置１００は、図１０に示されるように、局所電源、たとえば電池１０９を含んでもよい。局所電源１０９は、画像形成センサ１１８、光源１１５、カメラ１１４ａ〜１１４ｄのいずれの追加内部回路等へ電力を供給してもよい。本発明のこのワイヤレスの実施形態において、外科手術用画像形成装置１００は、制御ケーブル２００を受け取るように構成された本体部分１０４のスロット１０５（図１）も排除してもよい。
【００２９】
さらに別の実施形態において、外科手術用画像形成装置１００は、ワイヤまたはワイヤレスのいずれのフォーマットで代替的に機能するように装備されてもよい。この実施形態において、スロット１０５は、外科手術用画像形成装置１００がワイヤレスで操作されるときにユーザがスロット１０５を覆うことを可能にするカバーを有してもよい。ユーザが外科手術用画像形成装置１００をワイヤフォーマットで操作することを望む場合には、ユーザはカバーを取り外して、制御ケーブル２００をスロット１０５内に接着してもよい。この実施形態において、外科手術用画像形成装置１００の操作プログラムは、有利なことに、制御ケーブル２００がスロットに接着しているときまたは接着していないときを検出し、且つ、それにしたがって外科手術用画像形成装置１００をワイヤまたはワイヤレスのフォーマットのいずれかで操作するように構成されている。
【００３０】
本発明の別の例示的な実施形態において、１つ以上の画像形成センサたとえば画像形成センサ１１８が、本体部分たとえば本体部分１０４に、または、リモート装置に、設けられてもよい。図１２は、本体部分１０４に設けられた画像形成センサ１１８を有する１つの例示的な実施形態を例示する。この実施形態において、突起１０８ａ〜１０８ｄは、光ガイドたとえば光ガイド３１５ａ〜３１５ｄ、および／またはレンズシステム、たとえばレンズシステム３１４ａ〜３１４ｄを含み、これらは、体腔の画像を遠隔的に得るために、体腔内で反射した光を画像形成センサ１１８ａ〜１１８ｄへガイドする。たとえば、光ファイバがこれに関して使用されてもよい。
【００３１】
本発明の外科手術用画像形成装置１００は、様々な種類の外科手術に使用されてもよい。図１１（ａ）から１１（ｃ）は、模範的な種類の外科手術たとえば開腹手術を実行するための外科手術用画像形成装置１００の操作を例示する。これは単に、本発明の外科手術用画像形成装置１００で実行されてもよい多くの種類の外科手術の１つにすぎないことを認識すべきである。この模範的な手術にしたがって且つ図１１（ａ）を参照すると、切開部１９９は、腹壁ＡＷ内で腹膜脂肪層ＰＦＬに対して作られる。突起１０８ａ〜１０８ｄは、切開部１９９を通って挿入される。突起１０８ａ〜１０８ｄの挿入を容易にし必要な切開部のサイズを最小限にするために、突起１０８ａ〜１０８ｄは、ユーザによって第１の位置、たとえば、突起１０８ａ〜１０８ｄが互いに平行である図６に例示された第１の位置、に配置されてもよい。突起１０８ａ〜１０８ｄが挿入されるときには、それらが腹膜Ｐを腹膜脂肪層ＰＦＬから離す。
【００３２】
突起１０８ａ〜１０８ｄおよび底部部分１１０が切開部に挿入された後に、ユーザは制御レバー１１２ａ〜１１２ｄを使用して突起１０８ａ〜１０８ｄを分離してもよい。図１１（ｂ）は、突起１０８ａ〜１０８ｄおよび底部部分１１０が切開部に挿入され突起１０８ａ〜１０８ｄが分離された後の外科手術用画像形成装置１００を例示する。図１１（ｂ）に示されるように、突起１０８ａ〜１０８ｄが、第２の位置、たとえば、突起１０８ａ〜１０８ｄが本体部分１０４の中心軸１０４ａに対して互いからおよそ９０度離れる図１および８に示された第２の位置、になるまで、突起１０８ａ〜１０８ｄが分離されてもよい。
【００３３】
突起１０８ａ〜１０８ｄが分離した後に、ユーザは、下向き圧力を収縮アクチュエータ１０２に加えてもよい。ユーザが、収縮アクチュエータ１０２を切開部を通って拡張すると、収縮アクチュエータ１０２の底部部分１１０は腹膜Ｐを押し、そのため、腹膜Ｐは腹膜脂肪層ＰＦＬから外れるが、腹膜Ｐを突き刺すことはない。このようにして、キャビティＣが腹壁ＡＷと腹膜Ｐとの間に形成され、外科医に外科手術を実行する空間を与える。図１１（ｃ）は、腹壁ＡＷと腹膜Ｐとの間にキャビティＣを形成するように、収縮アクチュエータ１０２の底部部分１１０が腹膜Ｐを押した後の外科手術用画像形成装置１００を例示する。図１１（ｃ）はまた、収縮アクチュエータ１０２の拡張中に且つキャビティＣが腹壁ＡＷと腹膜Ｐとの間に形成されるときに、突起１０８ａ〜１０８ｄが腹膜脂肪層ＰＦＬの湾曲にしたがって曲がるようにされるのを例示する。ひとたび突起１０８ａ〜１０８ｄが図１１（ｃ）示された収縮位置に配置されると、外科医は、キャビティＣの画像データを生成するように、パワーサプライ２１０を経由して光源１１５へおよび画像形成センサ１１８へ電力を提供してもよい。この収縮位置で、突起１０８ａ〜１０８ｄの各々の画像形成センサ１１８は、キャビティＣの複数方向画像を提供し、外科医がキャビティＣで行われている外科手術の画像を様々な角度から見ることを可能にする。さらなる画像が必要な場合には、所望の画像が得られるまで、外科医は制御レバー１１２ａ〜１１２ｄを操作してもよい。
【００３４】
このようにして、本発明の様々な実施形態にしたがった本発明の外科手術用画像形成装置は、体腔の手術部位の異なる画像を得る際の困難さを減少することができる。従来の手術用カメラは、手術部位の画像を変えるために且つ／または異なる角度から手術部位を調べるために、外科医がカメラを第１の切開部から取り外し、患者の別の切開を行って、カメラを第２の切開部に挿入することを必要とするが、それとは異なり、本発明の外科手術用画像形成装置は、装置を取り外さずに複数の画像を見ることを可能にする。その代わり、外科医は、単に手術部位内の異なる場所に位置する様々な画像形成センサから画像データを見ることによって、異なる角度から手術部位を見ることができる。さらに、これらの画像が不適切であれば、外科医は、制御レバー１１２ａ〜１１２ｄを経由して所望のように突起１０８ａ〜１０８ｄを動かして、装置を取り外したり追加外科切開を行ったりする必要なく、新しい画像を得ることができる。さらに、本発明の様々な実施形態にしたがった本発明の外科手術用画像形成装置は、手術部位にキャビティを形成することを可能にし、それによって外科手術を行うための空間を提供する単一の装置を提供する。加えて、本発明の様々な実施形態にしたがった本発明の外科手術用画像形成装置は、手術部位に光を提供し、それによって、追加光源を挿入するために追加外科切開を行う必要なく、画像形成センサが、有用な画像データを提供することを可能にする１つ以上の光源を提供する。
【００３５】
本発明の数種類の実施形態が、ここに具体的に例示され且つ／または説明されている。しかし、本発明の精神および意図された範囲から逸脱することなく、本発明の修正例および変形例が上記の教示によってカバーされることが理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２】
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