(57)【要約】【課題】内視鏡には、良い進路誘導、追跡性、操作者との優れたインターフェース、内腔組織に対する摩擦力低下によるアクセス向上、患者の快適度の増加、などが求められている。【解決手段】内視鏡画像システムは、制御キャビネットに接続可能な軽量内視鏡の方向付けを制御するいくつかのアクチュエータを有する再利用可能な制御キャビネットを含む。この内視鏡は一人の患者に対して使用、配置される。この内視鏡は照明機構、イメージセンサー、および内部に設置された一つ以上の穴を有する長形軸を含む。内視鏡の遠位端の関節ジョイントにより、遠位端が制御キャビネット内のアクチュエータにより方向付けられる。内視鏡は摩擦係数を減少させる親水性コーティングで被覆され、軽量なため、患者内部の所望位置に内視鏡を前進させる力がより少ない。【選択図】図３Ｃ
2010158566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本願明細書に記載の画像内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は一般に医療機器に関するものであり、特に治療用および診察用の内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
病気の早期発見の一助として、消化管と気道、例えば、食道、肺、結腸、子宮、およびその他の器官系などの内部構造の通例の内視鏡検査からもたらされる主な公衆衛生において利益があることが充分に立証されている。かかる処置に使用される従来の撮影内視鏡は、照明光を外部光源から遠位端に方向付け、照明光は内視鏡を出て検査組織を照明する光ファイバーの光導体を有する可撓管からなる。多くの場合、追加の光学構成要素が内蔵され、繊維束と遠位端を出る光拡散を調整する。内視鏡の近接端のカメラまたは遠位端の画像カメラチップと連通する光学レンズ・光ファイバー画像光導体は、画像を生成し検査者に表示する。また、大部分の内視鏡は、生検鉗子、シュリンゲ、放電療法プローブ、およびその他のツールなどの医療機器が通される一つ以上の作動チャネルを含む。
【０００３】
複雑かつ曲がりくねった経路を通しての内視鏡の進路誘導は、患者に対して最少の痛み、副作用、リスク、または鎮静作用を以って検査の成功に重要である。このため、近年の内視鏡は、周囲の組織に対して最小の撓みまたは摩擦力で、内視鏡の遠位端を撓ませ、検査下の構造経路をたどるための手段を含む。パペット糸に類似した制御ケーブルは、遠位端の撓み部分を近接内視鏡把手の一組の制御ノブに接続するため、内視鏡本体内に搬送される。制御ノブを操作することにより、検査者は通常、不体裁かつ非直感的で、摩擦が制限された、かかる従来の制御システムの制限にかかわらず、挿入時内視鏡を操向し、目的部位に内視鏡を方向付けることができる。従来の内視鏡に関する一般操作者の苦情には、可撓性の制限、支柱強度の制限、および内視鏡の長さに沿った剛性の操作者による制御の制限といったものがある。
【０００４】
従来の内視鏡は、内視鏡の２５，０００ドルの範囲のコストがかかり、関連したオペレーター制御装置はさらにもっとコストがかかる高価な医療機器である。この費用のため、これらの内視鏡は繰り返し使用される消毒薬や多くの患者での使用に耐えるよう構成される。従来の内視鏡は一般に剛性材料で構成され、内視鏡の可撓性を減少させ、患者が快適でなくなる。さらに、従来の内視鏡は複雑で壊れやすい器具であり、使用時または消毒処置時に損傷すると、高額な修理を必要とすることがよくある。これらやその他の問題を克服するため、一回の処置で使用され廃棄できる低コストの画像内視鏡の必要性がある。内視鏡はより良い進路誘導かつ追跡性、操作者との優れたインターフェース、内腔組織に対する摩擦力低下によるアクセス向上、患者の快適度の増加、および現在利用可能な内視鏡より高い医療生産性と患者のスループットを有する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の要旨）
従来技術のこれらやその他の問題に対処するため、本発明は内視鏡ビデオ画像システムである。このシステムは、内視鏡の方向付けを制御するいくつかのアクチュエータを含む制御キャビネットと、内視鏡の遠位端のイメージセンサーにより収集される組織画像を生成する画像システムとを含む。使い捨て内視鏡は、制御キャビネットに接続可能で、患者を検査するのに使用される。検査処置後、内視鏡は制御キャビネットから外され、廃棄される。
【０００６】
本発明の使い捨て内視鏡は、可撓性の長形管または長形軸と、組織試料に光を方向付ける照明源とを含む。内視鏡の遠位端またはそれに隣接したイメージセンサー・対物レンズアセンブリは反射光を捕らえ、照明組織の画像を生成する。センサーにより生成された画像は、表示装置に送信され、検査者に観察される。一つの実施例では、内視鏡遠位端の画像アセンブリは、一つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＣＭＯＳソリッドステートイメージセンサーなどのイメージセンサー、およびレンズアセンブリを収容する、安価で組み立てやすい一組の構成要素を含む。ＬＥＤは熱交換器に熱結合され、ＬＥＤにより発生される余分な熱を除去するため、空気冷却または液体冷却される。
【０００７】
本発明の使い捨て内視鏡はまた、いくつかの引張り制御ケーブルなどの操向機構を含み、内視鏡の遠位端が所望方向に撓む。本発明の一つの実施例において、引張り制御ケーブルの近接端は制御キャビネット内のアクチュエータと連通する。自立ジョイスティックまたはその他の方向制御装置は、電気制御信号を発生し、制御キャビネット内の処理装置により送信され、検査者の所望方向に内視鏡の遠位端を方向付けるため、信号を計算しアクチュエータを駆動する。本発明の別の実施例では、イメージセンサーからの画像分析に基づいて、内視鏡の遠位端は自動的に操向される。ジョイスティックまたはその他の方向制御装置は触知フィードバックまたはその他の知覚フィードバックを含み、内視鏡が組織壁に対してループまたは位置付けられていたら操作者に知らせる。
【０００８】
本発明の一つの実施例では、内視鏡は内視鏡の遠位端を制御ケーブルにより所望方向に曲げられるようにする、低コストで、簡単に組み立てられるいくつかの部品を備える関節ジョイントを含む。本発明の一つの実施例では、関節ジョイントは張力の解放時、内視鏡の遠位端が強化するよう回復力を付勢する。
【０００９】
本発明の別の実施例では、内視鏡はその長さに沿って剛性のバラツキがあり、遠位端は比較的可撓性があるが、内視鏡のさらなる近接領域は支柱強度とトルク忠実度が増加し、医師は、さらに容易かつ正確に、誤って前進（「ループ」）させることがほとんどなく、内視鏡を捻り前進させることができる。その長さに沿った剛性のバラツキは、内視鏡の軸を備える材料の硬度計定格を変えることにより供される。操作者が制御する可変剛性は、きつくしたりまたは緩められる制御ケーブルにより供され、軸の剛性を調整する。さらに別の実施例では、関節ジョイントを備える構成要素間の間隔は、関節ジョイントの長さに沿って剛性のバラツキを供するよう選択される。
【００１０】
本発明のさらに別の実施例では、内視鏡は使用時内視鏡遠位端のカバーをとり、内視鏡が患者から除去された後、遠位端にわたって延長する後退可能なスリーブでカバーされる。
【００１１】
本発明の別の実施例では、内視鏡は親水性コーティングで被覆され摩擦係数を減少させる。
【００１２】
本発明の上記面と付随利点の多くは、添付図とともに以下の詳細な説明を参照してよりよく理解される時、さらに容易に理解される。
（項目１）
近接端と遠位端と一つ以上の穴を内部に有する軸と、
組織を照明するための、該軸の遠位端または該遠位端に隣接した一つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
組織の画像を生成するイメージセンサーを含む該軸の遠位端の画像アセンブリと、
該軸を所望方向に曲げるよう選択的に引っ張られるいくつかの制御ケーブルと、
ばねセグメントでともに接合され一つ以上の制御ケーブルの引っ張り下で曲げ可能ないくつかのリンクを含む変形可能な関節ジョイントと、
該関節ジョイント上の外装とを備える画像内視鏡。
（項目２）
前記制御ケーブルが、隣接する前記リンクを一緒に接合する前記ばねセグメントを通過する項目１に記載の画像内視鏡。
（項目３）
各リンクが前面と背面を備え、各々が一対の斜面を有し、隣接リンクからの該斜面が該リンクの曲げ増加を可能にする項目１に記載の画像内視鏡。
（項目４）
前記リンクを一緒に接合する前記ばねセグメントが、均一なピッチを有する項目１に記載の画像内視鏡。
（項目５）
前記リンクを一緒に接合する前記ばねセグメントは、交互になった、きつく巻かれた部分と緩く巻かれた部分とを有する項目１に記載の画像内視鏡。
（項目６）
前記軸は、内部に前記内視鏡の作動チャネルの入口を有するブレイクアウトボックスを含み、前記軸は、該ブレイクアウトボックスに近位より該ブレイクアウトボックスに遠位のトルク忠実度が高い項目５に記載の画像内視鏡。
（項目７）
前記内視鏡を制御キャビネットに接続するための、前記近接端のコネクタをさらに備え、該コネクタは、
該制御ケーブルの端部が巻かれる一つ以上のスプールと、
該内視鏡の異なる穴に液体を通すマニホルドと、
前記イメージセンサーと信号を通過させるための電気コネクタを備える項目１に記載の画像内視鏡。
（項目８）
前記マニホルドは、一緒に接合されて前記内視鏡の異なる穴に液体を方向付ける通路を形成する熱可塑性材料の二枚のシートを備える項目７に記載の画像内視鏡。
（項目９）
前記コネクタは二つのスプールを備え、各スプールはその上に巻かれた二本の制御ケーブルを有する項目７に記載の画像内視鏡。
（項目１０）
前記コネクタは三つのスプールを備え、各スプールはその上に巻かれた制御ケーブルを有する項目７に記載の画像内視鏡。
（項目１１）
前記コネクタは四つのスプールを備え、各スプールはその上に巻かれた制御ケーブルを有する項目７に記載の画像内視鏡。
（項目１２）
患者の内部体腔を検査するためのシステムを形成するための、再利用可能な制御装置に取り外し可能に接続可能な使い捨て内視鏡であって、
近接端、遠位端、およびいくつかの穴を内部に有する軸と、
該軸の遠位端が選択的に方向付けられるための、該遠位端または該遠位端に隣接した関節ジョイントと、
所望方向に該関節ジョイントを引っ張るいくつかの制御ケーブルと、
該内部体腔の画像を生成するための、該軸の遠位端でまたはそれに隣接した画像アセンブリであって、該画像アセンブリは、
照明光が通過し得る少なくとも一つの照明ポートと画像ポートを有するキャップと、
内部に取り付けられた一つ以上の発光ダイオードと、該発光ダイオードと熱接触する冷却チャネルと、レンズアセンブリと、ソリッドステート画像装置を含む熱交換器アセンブリであって、該熱交換器アセンブリは該キャップに挿入可能である使い捨て内視鏡。
（項目１３）
前記画像アセンブリのキャップは二つの照明ポートを含み、各証明ポートは該キャップ前面に成形されるウィンドウを有する項目１２に記載の使い捨て内視鏡。
（項目１４）
前記熱交換器は円筒型レンズアセンブリが熱交換器内にレンズアセンブリを保持するため装着される円筒型凹部を含む項目１２に記載の使い捨て内視鏡。
（項目１５）
前記照明ポートの各ウィンドウは蛍光体で被覆される項目１３に記載の使い捨て内視鏡。
（項目１６）
前記蛍光体は接着剤で前記照明ポートのウィンドウの内面に適用される項目１５に記載の使い捨て内視鏡。
（項目１７）
前記画像アセンブリは前記ソリッドステート画像装置から画像信号を様々に送信するための少なくとも二つの保護リードを有するケーブルを含む項目１５に記載の使い捨て内視鏡。
（項目１８）
内視鏡の方向付けを制御するよう動作するいくつかのアクチュエータを含む制御キャビネットと、
内視鏡のイメージセンサーにより生成される信号から受信される画像を生成するための画像処理装置ボードと、
組織の画像を表示するためのディスプレイと、
内視鏡の一つ以上の穴への洗浄流体、吸入空気／気体および真空の供給を制御する一つ以上の弁と、
医師により作動され該制御キャビネットに命令を供給できるいくつかの制御を含む手持ち式制御装置と、
該制御キャビネットに取り外し可能に接続可能な使い捨て内視鏡であって、該内視鏡は、近接端、遠位端、および一つ以上の管または穴を内部に有する軸と、
組織を照明するための照明光を供給する一つ以上の発光ダイオードと、
組織の画像を生成するための、該内視鏡の遠位端のイメージセンサーと、
ばねセグメントで一緒に接合され隣接セグメントが互いに曲がるいくつかの積み重ねられたセグメントを含む関節ジョイントと、
関節ジョイントに固定される遠位端と、アクチュエータにより選択的に引っ張られ内視鏡の遠位端を方向付ける近接端を有するいくつかの制御ケーブルとを備える画像内視鏡システム。
（項目１９）
前記制御ケーブルが引っ張られる際、固定したままである端部を持つ外装を有する項目１８に記載の画像内視鏡システム。
（項目２０）
前記内視鏡が、前記制御ケーブルが接続されるいくつかのスプールと、空気、水または真空を前記内視鏡の一つ以上の管または穴に選択的に方向付けるマニホルドを含むコネクタで、前記制御キャビネットに取り外し可能に接続される項目１８に記載の画像内視鏡システム。
（項目２１）
前記手持ち式制御装置はワイヤリンクを通して前記制御キャビネットに接続される項目１８に記載の画像内視鏡システム。
（項目２２）
前記手持ち式制御装置はワイヤレスリンクを通して前記運動制御キャビネットに接続される項目１８に記載の画像内視鏡システム。
（項目２３）
前記手持ち式制御装置は遠位端を動かすのに必要な力に比例した触知フィードバックをユーザーに供給する項目１８に記載の画像内視鏡システム。
（項目２４）
前記制御キャビネットは前記遠位端を動かすのに必要な力から前記軸を動かすのに必要な力を分離する処理装置を含み、ユーザーに供給される前記触知フィードバックは該遠位端を動かすのに必要な力に比例する項目２３に記載の画像内視鏡システム。
（項目２５）
前記制御キャビネットは前記内視鏡に対する力を求め、該力を可変ブレーキ閾値と比較する処理装置を備え、該処理装置により前記アクチュエータは該内視鏡の遠位端を動かし、該力は該ブレーキ閾値未満である項目１８に記載の画像内視鏡システム。
（項目２６）
前記制御ケーブルは金属から作製される項目１８に記載の画像内視鏡システム。
（項目２７）
前記制御ケーブルはＰＥＴから作製される項目１８に記載の画像内視鏡システム。
（項目２８）
前記軸は親水性コーティングで被覆され、該軸はさらに該親水性コーティングを作動するよう濡らすことができる把手を含む項目１８に記載の内視鏡。
（項目２９）
ハンドルと、
内視鏡の機能を制御するためのハンドル上に配置されるいくつかのボタンと、
遠位端を所望方向に移動させる命令を入力するための方向制御装置と、
該内視鏡の遠位端を移動させるのに必要な力のユーザーに触知フィードバックを供給するための、該方向制御装置に連結されるフィードバック機構とを備える操向可能な内視鏡を動作させるための手持ち式制御装置。
（項目３０）
前記方向制御装置はジョイスティックであり、前記フィードバック機構は該ジョイスティックに対するばねの引っ張りを選択的に調整する項目２９に記載の手持ち式制御装置。
（項目３１）
前記方向制御装置は少なくとも二つのモーターで可動するジョイスティックであり、前記フィードバック機構は該二つのモーターのトルクを選択的に調整する項目２９に記載の手持ち式制御装置。
（項目３２）
照明光とイメージセンサー用に開口部を内部に有する前面を有するキャップと、
キャップ内に装着される熱交換器であって、該熱交換器に取り付けられた少なくとも一つ以上の発光ダイオードを備える熱交換器と、
該熱交換器に固定されたイメージセンサーと、
一つ以上の発光ダイオードと熱接触するチャネルと、
レンズアセンブリが該イメージセンサーに装着され整合される凹部とを含む、内視鏡で使用される画像システム。
（項目３３）
前記キャップの前面が、前記熱交換器に取り付けられた、前記発光ダイオードに整合されたウィンドウを内部に有する項目３２に記載の画像システム。
（項目３４）
前記ウィンドウは内面に蛍光体コーティングを有する項目３３に記載の画像システム。
（項目３５）
前記蛍光体コーティングはエポキシと混合される項目３４に記載の画像システム。
（項目３６）
前記エポキシは前記キャップのウィンドウを通して示される紫外線で硬化可能である項目３５に記載の画像システム。
（項目３７）
前記キャップは、該キャップの前面に成形される、前記レンズアセンブリ上に洗浄液を方向付ける洗浄ポートを有する項目３２に記載の画像システム。
（項目３８）
患者の内部体腔を検査するためのシステムを形成する再利用可能な制御キャビネットに取り外し可能に接続可能な使い捨て内視鏡であって、
近接端、遠位端、および一つ以上の穴を内部に有する軸と、
該軸の遠位端が選択的に方向付けられるための、該軸の遠位端に隣接した関節ジョイントと、
所望方向に該関節ジョイントを引っ張るのに引っ張られるいくつかの制御ケーブルと、
該内視鏡を該制御キャビネットに取り外し可能に接続するための、該軸の近接端のコネクタであって、該軸の一つ以上の穴に選択的に供給されるように洗浄流体を方向付けるマニホルドを含むコネクタを備える、使い捨て内視鏡。
（項目３９）
前記マニホルドは洗浄流体が流れることができるいくつかの通路を内部に有する撓みバッグを備える項目３８に記載の使い捨て内視鏡。
（項目４０）
前記通路は前記撓みバッグの通路を挟むか、または解除する一つ以上の弁で開閉する項目３９に記載の使い捨て内視鏡。
（項目４１）
患者の内部体腔の画像に使用される内視鏡であって、
近接端、遠位端、および一つ以上の穴を内部に有する軸と、
該軸の遠位端をいくつかの制御ケーブルにより所望方向に方向付けるための遠位端にまたはそれに隣接して配置された手段と、
体腔内の組織を照明し該体腔の画像を生成するための、該内視鏡の遠位端に配置された画像手段と、
該軸の近接端を再利用可能な制御キャビネットに選択的に連結するための手段と、
洗浄液と吸入気体を該内視鏡の一つ以上の穴に選択的に方向付けるための手段とを備える内視鏡。
（項目４２）
洗浄液と吸入気体を前記内視鏡の一つ以上の穴に選択的に方向付けるための前記手段は、洗浄液を該内視鏡の一つ以上の穴に接続する通路を内部に有する廃棄可能な撓みバッグを備え、該通路は、前記制御キャビネットの弁により選択的に開閉される項目４１に記載の内視鏡。
（項目４３）
前記画像手段は、
少なくとも一つの照明ポートと画像ポートを内部に有するキャップと、
熱交換器に取り付けられた一つ以上の発光ダイオードを有する熱交換器、冷却媒体が通過し一つ以上の発光ダイオードを冷却するチャネルと、
画像を生成するイメージセンサーと、
レンズアセンブリを該イメージセンサーに整合させるチャネルとを備える項目４１に記載の内視鏡。
（項目４４）
前記照明ポートは一つ以上の前記発光ダイオードにより発生される光から白い照明光を発生するための手段を含む項目４１に記載の内視鏡。
（項目４５）
前記白光発生手段は前記照明ポート上の蛍光体コーティングである項目４４に記載の内視鏡。
（項目４６）
前記蛍光体は紫外線硬化接着剤で前記照明ポートに接着される項目４５に記載の内視鏡。
（項目４７）
前記キャップはレンズを横切って洗浄流体を方向付ける成形洗浄キャップを含む項目４３に記載の内視鏡。
（項目４８）
前記軸の遠位端を所望方向に方向付けるための手段は、ばねセグメントで一緒に接合するいくつかの積み重ねられたリンクを備える項目４１に記載の内視鏡。
（項目４９）
前記ばねセグメントは均一巻きピッチを有する項目４８に記載の内視鏡。
（項目５０）
前記ばねセグメントはきつく巻かれた部分と緩く巻かれた部分の交互部分を有する項目４８に記載の内視鏡。
（項目５１）
前記軸の近接端を前記制御キャビネットに選択的に連結するための手段は、前記制御ケーブルが巻かれる少なくとも二つのスプールを含み、該軸が制御キャビネットに連結される場合、該スプールは該制御キャビネットのモーターに係合する項目４１に記載の内視鏡。
（項目５２）
前記軸を把持して前記患者内で該軸を動かすための手段をさらに備える項目４１に記載の内視鏡。
（項目５３）
前記軸の遠位端を動かすのに必要な力を求めるための手段と、該軸の遠位端を動かすのに必要な力に比例したフィードバック信号をユーザーに供給するための手段とをさらに備える項目５１に記載の内視鏡。
（項目５４）
前記制御装置はいくつかの方向に遠位端を選択的に移動させて、該軸を移動させる力と該軸の遠位端に対する力とを推定し、該遠位端を移動させる力は、フィードバック装置に供給され、該フィードバック装置は、該遠位端を移動させるのに必要な力に比例した触知信号をユーザーに発生する項目５１に記載の内視鏡。
（項目５５）
制御装置に固定された内視鏡の制御ケーブルを選択的に引っ張るためのいくつかのアクチュエータを内部に有する制御装置と、
該アクチュエータにより駆動される、該制御ケーブルに対する力を測定するためのセンサーを有する各アクチュエータと、
該制御ケーブルの力と可変ブレーキ閾値とを比較し、該いくつかのアクチュエータに、該内視鏡の遠位端を、該制御ケーブルに対する力が該可変ブレーキ閾値未満である位置に移動させる処理装置とを備える画像内視鏡システム。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａおよび図１Ｂは、本発明による内視鏡画像システムの概略図である。
【図１Ｂ】図１Ａおよび図１Ｂは、本発明による内視鏡画像システムの概略図である。
【図２】図２は、図１Ａに示される内視鏡画像システムで使用される使い捨て内視鏡のさらなる詳細を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施例による使い捨て内視鏡と連係させる制御キャビネットのブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の別の実施例による使い捨て内視鏡と連係させる制御キャビネットのブロック図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の別の実施例による制御キャビネットと使い捨て内視鏡のブロック図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図３Ｃに示される使い捨て内視鏡画像システムの流体工学図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、本発明の使い捨て内視鏡の実施例で使用される撓みマニホルドを示す。
【図４Ａ】図４Ａは、使い捨て内視鏡に接続するための制御キャビネットのコネクタの実施例を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂ〜４Ｄは、使い捨て内視鏡の近接端を制御キャビネットに接続するためのコネクタの実施例を示す。
【図４Ｃ】図４Ｂ〜４Ｄは、使い捨て内視鏡の近接端を制御キャビネットに接続するためのコネクタの実施例を示す。
【図４Ｄ】図４Ｂ〜４Ｄは、使い捨て内視鏡の近接端を制御キャビネットに接続するためのコネクタの実施例を示す。
【図４Ｅ】図４Ｅは、使い捨て内視鏡に接続するためのコネクタを持つ制御キャビネットの別の実施例を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の内視鏡画像システムで使用される手持ち式制御装置の一つの実施例の詳細図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の内視鏡画像システムで使用される力フィードバック機構を含むジョイスティック式制御装置を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂに示されるタイプのジョイスティックに力フィードバックを供するための機構の一つの実施例を示す。
【図５Ｄ】図５Ｄおよび図５Ｅは、本発明のブレイクブレイクアウトボックスと手持ち式制御装置の別の実施例を示す。
【図５Ｅ】図５Ｄおよび図５Ｅは、本発明のブレイクブレイクアウトボックスと手持ち式制御装置の別の実施例を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明による使い捨て内視鏡の遠位端の実施例を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂ〜６Ｉは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される画像アセンブリの実施例を示す。
【図６Ｃ】図６Ｂ〜６Ｉは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される画像アセンブリの実施例を示す。
【図６Ｄ】図６Ｂ〜６Ｉは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される画像アセンブリの実施例を示す。
【図６Ｅ】図６Ｂ〜６Ｉは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される画像アセンブリの実施例を示す。
【図６Ｆ】図６Ｂ〜６Ｉは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される画像アセンブリの実施例を示す。
【図６Ｇ】図６Ｂ〜６Ｉは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される画像アセンブリの実施例を示す。
【図６Ｈ】図６Ｂ〜６Ｉは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される画像アセンブリの実施例を示す。
【図６Ｉ】図６Ｂ〜６Ｉは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される画像アセンブリの実施例を示す。
【図７】図７は、画像内視鏡の遠位端のいくつかの制御ケーブルを終端接続するための一機構を示す。
【図８】図８は、内視鏡軸の壁の穴に通される制御ケーブルを有する使い捨て内視鏡を示す。
【図９Ａ】図９Ａおよび図９Ｂは、内視鏡軸の中心穴から関節ジョイントの制御ケーブル穴へ制御ケーブルを通す遷移ガイドを示す。
【図９Ｂ】図９Ａおよび図９Ｂは、内視鏡軸の中心穴から関節ジョイントの制御ケーブル穴へ制御ケーブルを通す遷移ガイドを示す。
【図１０Ａ】図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明の実施例による内視鏡の軸部分の構造を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明の実施例による内視鏡の軸部分の構造を示す。
【図１１】図１１は、長さに沿って剛性が変化する軸を備えるための一機構を示す。
【図１２Ａ】図１２Ａおよび図１２Ｂは、本発明の実施例による関節ジョイントを製造するために使用される押出しを示す。
【図１２Ｂ】図１２Ａおよび図１２Ｂは、本発明の実施例による関節ジョイントを製造するために使用される押出しを示す。
【図１３】図１３は、本発明の実施例による関節ジョイントを示す。
【図１４】図１４および図１５は、本発明の別の実施例による関節ジョイントを形成するのに使用される異なる硬度計の領域を有する押出しを示す。
【図１５】図１４および図１５は、本発明の別の実施例による関節ジョイントを形成するのに使用される異なる硬度計の領域を有する押出しを示す。
【図１６Ａ】図１６Ａおよび図１６Ｂは、いくつかのボール部分とソケット部分を含む本発明の実施例による関節ジョイントの別の実施例を示す。
【図１６Ｂ】図１６Ａおよび図１６Ｂは、いくつかのボール部分とソケット部分を含む本発明の実施例による関節ジョイントの別の実施例を示す。
【図１７Ａ】図１７Ａ〜１７Ｄは、関節ジョイントを構成するのに使用されるボール部分とソケット部分の各種構成を示す。
【図１７Ｂ】図１７Ａ〜１７Ｄは、関節ジョイントを構成するのに使用されるボール部分とソケット部分の各種構成を示す。
【図１７Ｃ】図１７Ａ〜１７Ｄは、関節ジョイントを構成するのに使用されるボール部分とソケット部分の各種構成を示す。
【図１７Ｄ】図１７Ａ〜１７Ｄは、関節ジョイントを構成するのに使用されるボール部分とソケット部分の各種構成を示す。
【図１８Ａ】図１８Ａ〜１８Ｂは、本発明の別の実施例による積み重なったいくつかのディスクから形成される関節ジョイントを示す。
【図１８Ｂ】図１８Ａ〜１８Ｂは、本発明の別の実施例による積み重なったいくつかのディスクから形成される関節ジョイントを示す。
【図１９Ａ】図１９Ａ〜１９Ｂは、本発明の別の実施例による関節ジョイントを形成するのに使用されるディスクを示す。
【図１９Ｂ】図１９Ａ〜１９Ｂは、本発明の別の実施例による関節ジョイントを形成するのに使用されるディスクを示す。
【図２０Ａ】図２０Ａ〜２０Ｂは、本発明の別の実施例による関節ジョイントを形成するのに使用されるディスクを示す。
【図２０Ｂ】図２０Ａ〜２０Ｂは、本発明の別の実施例による関節ジョイントを形成するのに使用されるディスクを示す。
【図２１Ａ】図２１Ａ〜２１Ｂは、本発明の別の実施例による関節ジョイントを形成するのに使用される非円形セグメントを示す。
【図２１Ｂ】図２１Ａ〜２１Ｂは、本発明の別の実施例による関節ジョイントを形成するのに使用される非円形セグメントを示す。
【図２２】図２２は、本発明の別の実施例による関節ジョイントとして編組部材を有する内視鏡を示す。
【図２３】図２３は、図２２に示される編組関節ジョイントに制御ワイヤの端部を固定するための一技術を示す。
【図２３Ａ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｂ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｃ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｄ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｅ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｆ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｇ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｈ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｉ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｊ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｋ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｌ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｍ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｎ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｏ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｐ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｑ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｒ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｓ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｔ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｕ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｖ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｗ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２３Ｘ】図２３Ａ〜２３Ｘは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイントの追加実施例を示す。
【図２４】図２４は、本発明の別の実施例によるラップを減少させる一つ以上のメモリを有する内視鏡軸を示す。
【図２５】図２５は、本発明の別の実施例による高硬度計材料の縦縞を含む内視鏡軸を示す。
【図２６】図２６〜２９は、本発明による使い捨て内視鏡を回転させる把持機構の別の実施例を示す。
【図２７】図２６〜２９は、本発明による使い捨て内視鏡を回転させる把持機構の別の実施例を示す。
【図２８】図２６〜２９は、本発明による使い捨て内視鏡を回転させる把持機構の別の実施例を示す。
【図２９】図２６〜２９は、本発明による使い捨て内視鏡を回転させる把持機構の別の実施例を示す。
【図３０Ａ】図３０Ａおよび図３０Ｂは、本発明の別の実施例による使い捨て内視鏡を選択的にカバーする後退可能なスリーブを示す。
【図３０Ｂ】図３０Ａおよび図３０Ｂは、本発明の別の実施例による使い捨て内視鏡を選択的にカバーする後退可能なスリーブを示す。
【図３１】図３１は、本発明による使い捨て内視鏡の間接熱を放散する遠位端の実施例を示す。
【図３２】図３２および図３３は、本発明による間接熱を放散する遠位端の別の実施例を示す。
【図３３】図３２および図３３は、本発明による間接熱を放散する遠位端の別の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（好ましい実施例の詳細な説明）
上記したように、本発明は医師が患者の体内に外科器具を挿入できるだけでなく、患者の内部体腔を観察できる内視鏡ビデオ画像システムである。本発明で使用される画像内視鏡は製造するには十分安価で、内視鏡は使い捨て、廃棄可能なアイテムであると考えられる。
【００１５】
図１Ａに示されるように、本発明の一つの実施例による内視鏡ビデオ画像システム１０は、使い捨て画像内視鏡２０、制御キャビネット５０、および手持ち式制御装置８０を含む。使い捨て内視鏡２０は、患者の体腔に前進させる遠位端２２と、制御キャビネット５０に接続される近接端２４とを有する。下記にさらに詳細に説明するように、制御キャビネット５０は、遠位端２２の方向付けを変更するため内視鏡２０内の操向機構を制御するいくつかのアクチュエータを含む。医師またはアシスタントは、手持ち式制御装置８０を使用し、内視鏡２０の遠位端２２を移動させる制御信号を入力する。また、制御キャビネット５０は、内視鏡２０を洗浄するための空気／気体および水などの洗浄液の源への接続部である。制御キャビネット５０はまた、イメージセンサーから受信した画像とその他の患者データを生成および／または医師や技術者により観察されるためのビデオディスプレイ（図示せず）に転送する画像電子回路を含む。
【００１６】
例示実施例では、使い捨て内視鏡２０はまた、内視鏡の長さに沿ってほぼ中間に位置付けられるブレイクアウトボックス２６を含む。ブレイクアウトボックス２６は、作動チャネルの入口を備え、内視鏡内の穴から受ける液体や異物を収集する真空収集ボトル４０用の取付点を含む。真空収集ボトル４０は、ブレイクアウトボックス２６に位置付けられた真空弁２８により制御される。別法として、弁は制御キャビネット５０内に位置付けられ、手持ち式制御装置８０から制御される。
【００１７】
必要に応じて、手持ち式制御装置８０はブレイクアウトボックス２６に固定され、ニ台の装置が一台として移動できる。患者の検査処置終了時、使い捨て内視鏡２０は制御キャビネット５０から外され、廃棄される。新しい使い捨て内視鏡２０は、次の検査処置用に制御キャビネット５０に接続される。
【００１８】
図１Ａに示される実施例は、内視鏡２０と手持ち式制御装置８０が制御キャビネット５０の異なるコネクタに別々に差し込まれる「平行」構成である。この平行構成により、一方の操作者は内視鏡を取り扱い、もう一方の操作者は手持ち式制御装置８０を操作する。別法として、手持ち式制御装置８０は内視鏡２０に固定され、一人の操作者が両方を制御する。図１Ｂは、本発明の「直列」構成を示す。ここでは、使い捨て内視鏡２０は、手持ち式制御装置８０を通して制御キャビネット５０に接続される。
【００１９】
図２は、使い捨て内視鏡２０の一つの実施例のさらなる詳細を示す。内視鏡の近接端には、低トルク軸２４と、内視鏡２０を制御キャビネット５０に接続するコネクタ３４とがある。ブレイクアウトボックス２６の遠位端には、高トルク軸がある。内視鏡２０の遠位端には、光照明ポート、イメージセンサー、作動チャネルの入口、および洗浄ポート（図示せず）を含む遠位端２２がある。遠位端２２に近接しているのは、軸の遠位端部分に十分な可撓性を供する関節ジョイント３０であり、遠位端２２は操向機構により所望撓み範囲（１８０°以上）にわたって方向付けられ、遠位端の円周に所望方向に曲げられるよう方向付けられる。すなわち、操作者は曲げ量または関節量と曲げ方向の両方を選択する。
【００２０】
上記したように、本発明の一つの実施例による使い捨て内視鏡２０は、内視鏡の遠位端部分に高トルク軸と、近接端に低トルク軸とを有する。内視鏡軸の長さに沿って位置付けられたブレイクアウトボックス２６は、医療検査処置時、内視鏡の遠位端の回転を与える把手として使用できる。軸の高トルク部分は、内視鏡の遠位端をガイドするため遠位端近くの位置で与えられる回転運動を転送する。内視鏡の低トルク軸部分は、操作を簡単にするため同程度にトルクを意図的に転送せず、回転運動を加えると捻る。
【００２１】
使用時、医師は生検鉗子、シュリンゲなどの医療機器をブレイクアウトボックス２６にある内視鏡の作動チャネルの入口に挿入することができる。別の実施例では、作動チャネル穴の入口は、内視鏡のさらに近接端に向けて位置付けられる。
【００２２】
図３Ａは、制御キャビネット５０の一つの実施例内に含まれる主な構成要素のブロック図である。制御キャビネット５０はホイールに取り付けられ、検査処置に先立って患者の近くに容易に配置されることが好ましい。制御キャビネットは、交流電源かバッテリーのいずれかの電力源と吸入気体および洗浄液の源に接続される。制御キャビネット５０内には、手持ち式制御装置８０に接続され、そこから制御信号を受信する制御装置インターフェース５２がある。内視鏡の遠位端の方向付けを変更するには、制御信号は手持ち式制御装置８０の方向スイッチから受信される。制御信号はサーボモーター５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄなどのいくつかのアクチュエータを制御するサーボモーター制御装置５４に供給される。サーボモーター５６ａ〜５６ｄの各々は、内視鏡内の一つ以上の制御ケーブルに接続される。サーボモーター５６ａ〜５６ｄの動きにより、内視鏡２０の遠位端２２の方向付けを変更するため制御ケーブルを引っ張ったり放したりする。図３Ａに示された実施例では、四つのサーボモーターと制御ケーブルが示されているが、それ以下かまたはそれ以上のサーボモーターと一致する制御ケーブルが遠位端を移動させるのに使用されることが分かる。例えば、一部の内視鏡は三本の制御ケーブルと三台の関連サーボモーターまたは四本の制御ケーブルを持つニ台のモーターを使用する。
【００２３】
画像電子回路ボード６０は、使い捨て内視鏡の遠位端のイメージセンサー（図示せず）とそれに関連した電子回路から送信された信号を受信する。画像電子回路ボード６０は、受信画像を高め、ビデオディスプレイ（図示せず）の画像表示に先立って、ズーム、色変更、ハイライトなどのビデオ効果を供することができる。組織の画像はまた、画像電子回路ボード６０および／または別の処理回路により分析され、下記にさらに詳細に説明される内視鏡の遠位端を自動的に操向するため、サーボモーター制御装置５４に供給される制御信号を発生する。画像電子回路ボード６０により生成される画像はまた、デジタルプリンターで印刷され、医師によるその後の検索と分析のためのフロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ、ＤＶＤなどのコンピューター読み取り可能な媒体またはビデオテープに保存されるネットワークサーバーまたは記憶装置に送信される。
【００２４】
画像電子回路ボード６０はまた、画像内視鏡の遠位端２２のいくつかの発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源に電力を供給する。別法として、内視鏡が外部光源を利用する場合、運動制御キャビネットは、体内の器官を照明するため、画像内視鏡２０内の光ファイバー照明ガイドに光を供給するレーザーまたはアークランプ源などの光強度光源を含むことができる。ユーザーが光源を作動するか、または発生した光の強度を調整しようとする際、いずれかの電源５８は手持ち式制御装置８０から受信された信号により制御される。
【００２５】
最後に、制御キャビネット５０は、患者の体腔を吸入する吸入空気／気体と、体腔を洗い流す洗浄液の供給を制御および／または内視鏡の遠位端の画像光源とイメージセンサーを洗浄する弁７０を含む。吸入空気／気体と洗浄液は、内視鏡２０の吸入／洗浄穴に接続するコネクタ３８を介して画像カテーテルに接続される。本発明の一つの実施例では、洗浄／吸入穴は画像カテーテルと同一穴である。しかし、必要に応じて、内視鏡に空間があれば、別の洗浄／吸入穴が供されることが理解される。
【００２６】
図３Ｂは、図３Ａに示されるキャビネットに類似した制御キャビネット５０Ａの別の実施例を示す。制御キャビネット５０Ａは真空収集ボトル４０に供給される真空を制御する真空弁７１を含む。真空ライン７３は画像内視鏡２０内の真空穴に接続する。真空弁７１は手持ち式制御装置８０から制御される。
【００２７】
図３Ｃは、本発明による使い捨て内視鏡画像システムの別の実施例を示す。内視鏡画像システム１００は、使い捨て内視鏡１０４の方向付けと機能を制御する働きをする制御キャビネット１０２を含む。制御キャビネット１０２はジョイスティックなどの入力装置から命令を受け取る制御装置インターフェース１０６を含み、医師やアシスタントに使用され、使い捨て内視鏡の動作を制御する。ジョイスティックからの命令は、画像システムおよびサーボ制御装置１０８の全体的な動作を制御するデジタル信号処理装置などのプログラム可能な処理装置に供給される。処理装置およびサーボ制御装置は、一対のサーボモーター１１０、１１２の動作を制御し、内視鏡１０４内の制御ケーブルを駆動する。遠位端の方向付けは、サーボモーター１１０、１１２の各々の位置とトルクを測定するセンサーから取得したフィードバック信号と同様にユーザー入力装置から受信される方向信号に応じて制御される。
【００２８】
本発明の一つの実施例では、処理装置およびサーボ制御装置１０８は、遠位端がユーザー入力装置の方向スイッチの位置の機能として移動する速度を変更する位置対比率制御を実行する。しかし、位置対位置または位置対力（すなわち、加速）などのその他の制御アルゴリズムもまた実行される。
【００２９】
処理装置およびサーボ制御１０８により実行される別の機能は、ビデオディスプレイでユーザーに示される遠位端の近似関節の図示を生成することである。処理装置は、制御ケーブル短縮化の長さが決められるサーボモーターの位置に関するフィードバック信号と、ケーブルを移動するのに必要なトルクを受信する。これらの値から、近似化は内視鏡の遠位端の関節量から行われる。近似関節量と関節方向は、内視鏡画像システムのイメージセンサー、患者データ、および／またはその他の動作パラメーターから受信した画像とともに医師に表示される。
【００３０】
処理装置およびサーボ制御装置１０８はまた、サーボモーター１１０、１１２が患者の体内で遠位端を移動させる医師により逆駆動される可変制動機能を実行する。可変制動は、医師または処理装置にモーターにより供給される０と最大トルク間の可変制動閾値を選択させることにより達成される。医師が内視鏡を移動させると、モーターのトルクは可変制動閾値以上か、またはそれに等しいかどうか調べるため検出される。そうである場合、処理装置およびサーボ制御装置１０８は、遠位端が新しい位置に移動するようサーボモーター１１０、１１２の一方または両方を制御し、モーターからのトルク読み取りが可変制動閾値未満であるようにする。
【００３１】
患者の解剖学の敏感に近い部分などの一部の例では、可変制動閾値はモーターを逆駆動するのに必要な圧力がほとんどなくなるよう低く設定される。その他の例では、進路誘導などの内視鏡で手の形状を維持することが必要な場合、制動閾値は高く設定される。
【００３２】
制御キャビネット１０２はまた、使い捨て内視鏡１０４の遠位端のイメージセンサーから受信される信号から画像を生成する画像ボード１１４を含む。画像ボード１１４はＣＭＯＳ画像からデジタルビデオ信号を非直列化し、非モザイク化、ゲイン制御、ホワイトバランスなどの必要なアルゴリズムを実行し、品質カラー画像を生成する。システムのゲイン制御は、照明強度（ＬＥＤに供給される電流）を調整し、ＲＧＢゲインをＣＭＯＳ画像装置に調整することにより実行される。画像ボード１１４はまた、画像ボード１１４上または制御キャビネット１０２内の電気障害の際、患者が衝撃を受けないようにする分離回路と、制御信号をイメージセンサーに送信し、イメージセンサーから画像信号を受信するための回路とを含む。本発明の一つの実施例では、画像ボード１１４は標準ＰＣ回路ボードに備えられ、個別内視鏡がパーソナルコンピューターで試験され、追加制御キャビネット１０２の必要性がない。
【００３３】
図３Ｃに示される実施例では、使い捨て内視鏡１０４は、旋回接続部１２４でブレイクアウトボックス１２２に接続される遠位端軸部分１２０を有する。また、軸の近接部分１２６は、第二の旋回接続部１２８でブレイクアウトボックス１２２に接続される。旋回接続部１２４、１２８により、内視鏡の遠位端と近接端がブレイクアウトボックス１２２に対して回転し、医師またはアシスタントの手中でブレイクアウトボックス１２２を捻らない。
【００３４】
例示実施例では、使い捨て内視鏡１０４は、コネクタ１３０で制御キャビネット１０２に接続される。コネクタ１３０内には、サーボモーター１１０、１１２の駆動軸に係合可能な一対のスプール１３２、１３４がある。各スプール１３２、１３４は反対方向に一対の制御ケーブルを駆動する。ある一対の制御ケーブルは、上下方向に内視鏡の遠位端を駆動し、もう一方の一対の制御ケーブルは左右方向に内視鏡の遠位端を駆動する。
【００３５】
コネクタ１３０はまた、内視鏡１０４内の各種管または穴に対して流体、空気、および真空の供給を制御するマニホルド１４０を含む。また、コネクタ１３０は、制御キャビネット１０２の一致する電気コネクタに接合する電気コネクタ１４２を含む。コネクタ１４２は、照明ＬＥＤへの電力と同様に、イメージセンサーおよび熱センサーと信号を転送し合う。水はポンプ１４５で内視鏡に供給される。ポンプ１４５は、近接コネクタ１３０に延長する可撓管を通して水を移動させる蠕動ポンプであることが好ましい。蠕動ポンプが好ましいのは、ポンプ構成要素が内視鏡内の水またはその他の流体と接触する必要がなく、濡れた構成要素が使い捨てになるからである。ポンプ１４５に接続された貯水槽１５０は、水を供給し患者を洗浄するだけでなく照明ＬＥＤを冷却する。ＬＥＤを冷却するよう供給される水は、閉ループで貯水槽１５０に戻される。廃水またはその他の異物は、収集ボトル１６０内を空にする真空ラインで患者から除去される。収集ボトル１６０に対する真空制御は、近接コネクタ１３０内のマニホルド１４０に備えられる。
【００３６】
図３Ｄは、図３Ｃに示されるような使い捨て内視鏡１０４の流体工学図である。上記したように、殺菌水または塩水のバッグなどの水供給部１５０は、蠕動ポンプ１４２で内視鏡に水を供給するのに使用される。水は管１６２に送水され、ＬＥＤ照明源に連結される熱交換器に水を供給する。熱交換器から戻った水は、管１６４で受け、流量計１６６を通って貯水槽１５０に通される。本発明の本実施例では、水は熱交換器に連続して送水され、照明源が患者体内で熱すぎないようにする。水が熱交換器に送水されていない場合、流量計１６６は信号を供給し、医師は患者から内視鏡を除去することを決める。
【００３７】
冷却に加えて、水は選択的に管１７０に加えられ、内視鏡の遠位端の画像レンズの前面から汚染物を洗浄するレンズ洗浄管１７２だけでなく、患者の内腔を洗浄するための高圧洗浄を供する。必要に応じて、水はまた、内視鏡の作動チャネル管に接続される管１７４に選択的に加えられ、作動チャネルを洗浄する。管１７０、１７２、１７４の各々の水の流れは、必要に応じて水が管を通って注水される関連弁により選択的に制御される。弁１８０は、必要に応じて、真空を内視鏡の作動チャネル管に加え、患者から洗浄液、異物、またはその他の汚染物を除去する。弁１８２は、空気またはその他の生体適合性の気体を供給し、本発明の実施例では、内視鏡の遠位端のレンズ洗浄管１７２と同一の管である。異なる圧力で空気を供給し、空気源または気体源に平行接続される調整弁に沿ってソレノイド弁１８４、１８６、１８８を使用して各種の圧力下で空気が患者に供給される。レンズ洗浄管１７２に供給される空気圧は、弁１８４、１８６、１８８の組み合わせを選択的に開くことにより調整できる。逆止弁１８９は空気供給ラインに沿っており、内視鏡から空気供給機構内に空気または液体の逆流を防止する。
【００３８】
図３Ｅは、空気、水および／または真空を内視鏡内の各種管または穴に方向付けるマニホルド１４０の一つの実施例を示す。本発明の一つの実施例では、マニホルドはＲＦ溶接または接合されるポリウレタンなどの熱可塑性材料のニ枚のシートから形成され、シート間の一連の経路を形成する。ピンチ弁は経路上に配置され、選択的に開閉され、内視鏡の異なる管に、流体、空気または真空の供給を制御する。一つの実施例では、マニホルド１４０は一方の側に三つのコネクタを、もう一方の側に六つのコネクタを有する。一方の側では、コネクタ１９０は貯水槽１５０から水を受ける。コネクタ１９２は、遠位端の熱交換器から貯水槽１５０に水を戻す管に接続され、コネクタ１９４は真空源に沿って収集ジャー１６０に接続される。弁の構成要素が内視鏡の水またはその他の流体に接触する必要がなく、濡れた構成要素が使い捨てになるため、ピンチ弁が好ましい。
【００３９】
マニホルドのもう一方の側では、コネクタコネクタ１９６は作動チャネルに接続され、作動チャネルに水を供給するか、真空を加える。コネクタ１９８はレンズ洗浄管に接続される。コネクタ２００は内視鏡内の高圧洗浄管に接続される。コネクタ２０４、２０６は、ＬＥＤ照明源を冷却する熱交換器に水を供給し、熱交換器から水を戻す管に接続される。
【００４０】
コネクタ１９０のマニホルドに入る水は、四つの異なる経路に流される。このうち三つの経路を通る流体の流れは、マニホルド内の経路上の位置２０８、２１０、２１２のマニホルド１４０を挟むソレノイド弁で選択的に制御される。本発明の本実施例では、水は常に熱交換器を通って注水され、ＬＥＤ照明源を冷却する。位置２０８、２１０、２１２のソレノイド弁を選択的に作動することによって、水は内視鏡内のその他の管に供給できる。
【００４１】
また、マニホルド１４０はコネクタ１９６、１９４間で経路を開いたままにする管またはその他のストロー状構成を含み、コネクタ１９４、１９６間の位置２１４にあるソレノイド弁が解除された場合、真空でマニホルド１４０はつぶされない。管またはストローはまた、少なくとも一つの穿孔（図示せず）を含み、液体を作動チャネルに流す。管が穿孔され、必要に応じて水が作動チャネルに流れる。
【００４２】
使用後、マニホルド１４０は、水、真空などを供給する管から除去され、使い捨て内視鏡の残りとともに廃棄される。撓みマニホルドバッグ１４０は内視鏡に流体または空気の使用を制御するための安価な装置を形成し、内視鏡画像システムそれ自体の廃棄不可能な部分と流体が接触しないようにする。図４Ａは、内視鏡検査を行うに先立って、制御キャビネット２５０に使い捨て内視鏡の近接端を固定するためのコネクタの一つの実施例を示す。制御キャビネット２５０は、図３Ａおよび図３Ｂに示されるタイプのサーボモーターに連結されるいくつかの軸２５４を有する外部コネクタ２５２を含む。各軸２５４は、制御ケーブルが巻かれる一致するスプールで受けるような形状となる。また、コネクタ２５２内には、吸入弁および洗浄弁２５６と真空弁２５８への接続部があり、内視鏡に空気、水、および真空を供給する。
【００４３】
図４Ｂおよび図４Ｃは、内視鏡２０の近接端を制御キャビネット２５０に固定するのに使用されるコネクタ２６０の一つの実施例を示す。コネクタ２６０は、コネクタ２６０が制御キャビネット２５０の外部の外部コネクタ２５２に簡単に固定されるいくつかの蝶ねじ２６２またはその他の迅速解除機構を含む。図４Ｃに示すように、コネクタ２６０は、制御ケーブルが巻かれるいくつかのスプール２６２を含む。各スプールはねじ切りされるか溝を付けるようにすることが好ましく、使用時制御ケーブルがスプールに巻かれないようにする。カバー２６５はスプールの一部を取り囲み、スプールに対して、また溝内で制御ケーブルを保ち、コネクタ２６０内にスプールを支持する助けとなる。本発明の一つの実施例では、コネクタ２６０がスプールの一致するスロット内に嵌合させるピンを有するブレーキ２６６により制御キャビネット２５０に係合しない場合、スプールは回転しなくなり、ケーブルが巻かれないようにする。いったんコネクタ２６０が制御キャビネット２５０に取り付けられると、ブレーキ２６６はスプールから外され、スプールがサーボモーターにより移動される。クランプ２６７は、制御ケーブルをカバーする外部ジャケットの近接端を固定するのに使用される。空気弁および水弁への接続部だけでなく光源とイメージセンサーの電気接続部は、図４Ａに示されるように、コネクタ２６０の側面または弁に係合するコネクタ２６０の背面にある。
【００４４】
図４Ｄは、スプール２６２内でスプライン穴に装着されるスプライン軸２５４の断面図を示す。軸２５４は内部にばね２５８を有する円筒体２５６により支持され、軸２５４は円筒体２５６内で自由に動く。円筒体２５６は制御キャビネット内でサーボモーターに連結される。ばね２５８により、軸がより簡単に整合し、コネクタが制御キャビネット２５０に取り付けられる際スプール２６２の接合面に係合するよう、軸２５４は浮動する。
【００４５】
スプール２６２への軸２５４の挿入の際、ブレーキ２６６が解除され、スプール２６２は円筒体２５６の回転により動く。一部の例では、ブレーキ２６６は省略され、コネクタ２６０が制御キャビネット２５０に係合しない場合、スプール２６２は自由に回転する。
【００４６】
図４Ｅは、内視鏡から生成された患者データとビデオまたは静止画像を含むグラフィカルユーザーインターフェースが表示されるディスプレイ２８２を有する制御キャビネット２８０の別の実施例を示す。コネクタ２８４は、使い捨て内視鏡の近接端を接続するため制御キャビネット２８０の外部に備えられる。コネクタ２８４は、制御キャビネット内でサーボモーターに連結されるいくつかの軸２８６を含む。いくつかのピンチ弁２８８は、内視鏡の管に流体貯水槽、真空源、および空気供給（図示せず）を接続するマニホルドを通して空気流、水および真空を制御するよう備えられる。蠕動ポンプ２９０は、上記したような使い捨て内視鏡を通して液体を注水するよう備えられる。ジョイスティック手持ち式制御装置２９２は、制御キャビネット２８０に接続され、操作者は使い捨て内視鏡とその方向付けの操作に関する命令を入力する。
【００４７】
図５Ａは、本発明による手持ち式制御装置３００の一つの実施例に位置する各種制御を示す。手持ち式制御装置３００は、本発明の平行実施例では、電気コード３０４、無線高周波チャネル、赤外線またはその他の光学リンクにより制御キャビネットに連結される制御装置本体３０２を含む。電気コードで接続が行われる場合、止め子８６は電気コード３０４と制御装置の本体３０２の接合点に位置付けられ、電気コード３０４内の電線の結合を制限する。本発明の直列実施例では、手持ち式制御装置３００の制御キャビネットへの接続は、吸入空気／気体および洗浄液を搬送する穴だけでなく、運動制御装置および画像システムに信号を送信する両方のワイヤを含む導体で行われる。また、内視鏡の制御ケーブルは、手持ち式制御装置３００を通して運動制御キャビネットのアクチュエータに接続されるケーブルに係合する。
【００４８】
手持ち式制御装置３００の人間工学配置に位置付けられているのは、いくつかの電気スイッチである。関節ジョイスティック３０８またはその他の多位置装置はいくつかの方向に動かされ、医師は所望方向に画像内視鏡の遠位端を方向付ける。手動で画像内視鏡をガイドするには、医師はビデオモニターの画像を見ながら、またはＸ線透視法などの別の医療画像技術で遠位端位置を観察しながら、ジョイスティック３０８を動かす。内視鏡の遠位端が所望方向にジョイスティック３０８を移動させることによって操向される際、医師は内視鏡を押したり、引っ張ったり、および／または捩り、所望方向に遠位端をガイドする。
【００４９】
カメラボタン３１０は、使い捨て内視鏡が配置される内部体腔または器官の画像を捉えるよう備えられる。収集された画像は、静止画像またはビデオ画像である。画像はコントラスト調整されるか、表示に先立って向上されるか、または記録可能媒体に保存される。
【００５０】
洗浄ボタン３１２は洗浄源を作動し、使い捨て内視鏡の洗浄穴を通して水などの液体を供給する。液体は内視鏡の遠位端の光源だけでなく、イメージセンサー正面のウィンドウおよび／または体腔領域を洗浄する。吸入ボタン３１４は吸入源を作動し内視鏡の穴を通して空気／気体を供給するよう備えられる。吸入気体の供給は、内視鏡の遠位端周囲の体腔部分を拡張し、医師は内視鏡をさらに容易に前進させることができ、内視鏡正面の組織がよく見える。
【００５１】
本発明の一つの実施例では、手持ち式制御装置３００の本体３０２はまた、上記したように、ブレイクアウトボックスに手持ち式制御装置を固定するための蝶ねじ３１６などの取り外し可能なジョイントを含む。ブレイクアウトボックスの一致するソケットまたはねじセットは、このニつの部分を接合するため蝶ねじ３１６を受ける。一つ以上の追加ボタン３１８はまた、画像記録または印刷、光強度の調節、真空制御弁作動、または必要に応じて遠位端の上下左右の動きを供する制御ケーブルの可変制動ドラグ供給などの追加機能を作動するよう備えられる。
【００５２】
図５Ｂは、操作者が制御キャビネットと使い捨て内視鏡の動作を制御する命令を入力できる手持ち式制御装置の別の実施例を示す。制御装置３５０は、ユーザーが親指および／または複数の指で動作を人間工学的に制御できるような形状にする把手３５２を含む。ジョイスティック３５４は、制御装置３５０の上面に位置付けられ、ユーザーは親指でジョイスティックを動かすことにより内視鏡を操向する。いくつかの制御ボタン３５６は、ユーザーの親指または複数の指で作動され、照明源強度などを調整する内視鏡の穴に洗浄水／真空を供給するなどの内視鏡のその他の動作を制御できる。制御装置３５０はまた、ジョイスティック３５４を偏倚させるばね３６２に可変力を加える力フィードバック機構３６０を含む。フィードバック機構３６０により加えられる力は、内視鏡を操向するのに必要なトルクに比例してバラツキがある。例えば、内視鏡は組織壁に対して位置付けられるか、その長さに沿っていくつかのループを有する。したがって、ユーザーはフィードバック機構３６０によりばね３６２に与えられる力を変更することにより、内視鏡を操向するのに必要な力の触知指示が与えられる。
【００５３】
上記したように、本発明の一つの実施例では、サーボモーターは位置対比率制御アルゴリズムを実行し、ジョイスティック３５４の位置は遠位端の所望方向の位置変化率に移行される。したがって、ユーザーがいずれかの方向にジョイスティックを押すと、力フィードバック機構３６０によりばね３６２に加えられる復帰力は制御ケーブルを動かすのに必要なトルク機能として変化し、ばねの力を変更することはまた、ばねがジョイスティックに加える力を変える。ばねがジョイスティックに加える力はジョイスティックを通じてユーザーが感じ、ユーザーにより命令されている方向に遠位端を動かすのに加えられている力のレベルの触知指示をユーザーに与える。
【００５４】
図５Ｃは、手持ち式制御装置３５０内の力フィードバック機構３６０を備えるための一機構を示す。ジョイスティック内に、モーター３７０に直接連結される第一ラック３７２と、プリテンションばね３６２に直接連結される第二ラック３７４を含むラックピニオン機構を駆動するモーター３７０がある。モーター３７０の回転により、第一ラック３７２を上下に動かすねじタイプ機構（図示せず）が駆動される。ピニオンギア３７６は、第一ラック３７２の縦運動を第二ラック３７４の縦運動に移行させ、ばね３６２のプリテンションを調整する。例示実施例では、ニつのラックは、手持ち式制御装置３５０の縦軸に対してジョイスティックの方向付けにより必要とされる。しかし、ジョイスティックが手持ち式制御装置で様々に方向付けられる場合、その他の構成が使用される。
【００５５】
同様に、プラスチック材料は、ばねを全体的に交換するのに使用され、力はプラスチック材料の一領域に加えられ、プラスチックがジョイスティックに接触し偏倚させる同様の力を発生する。このように、プラスチックは作動油のように使用されていて、ある場所から別の場所に力を伝える。しかし、作動油と違って、プラスチックは液体処理と液体防止シールの問題を回避する。同様に、可変トルクモーターは、ジョイスティックに直接連結され、制御ケーブルの張力により調整されたモーターのトルクは、ジョイスティックを通してユーザーに力を直接伝える。ジョイスティックの動きの各直交軸に作用するモーターとともに二台のモーターを使用すると、ジョイスティックの移動のすべての方向に応じて力フィードバック信号を発生できる。直接駆動モーターのこの種の使用と配置は同様に遠位端の位置をフィードバックするのに使用できる。この配置では、位置制御モーターは、トルク制御モーターの代わりに使用される。制御ケーブルの位置とこれらのケーブルを駆動するサーボモーターの位置は、遠位端の近似位置を計算するのに使用される。位置制御モーターが駆動され、ジョイスティック位置は遠位端の計算位置に従う。操作者が遠位端を動かそうとし、遠位端の動きがその環境により阻止される場合、ジョイスティックの操作者の動きが位置制御モーターにより加えられる力により抵抗され、ジョイスティック位置を遠位端位置に合致させる。
【００５６】
例示実施例がモーターとラックピニオンギアシステムを開示しジョイスティック３５４に偏倚させるばね３６２の圧縮を変更するが、油圧アクチュエータまたは磁気アクチュエータを含むその他の機構が使用されるのが理解される。別法として、熱可塑性物質などの擬似流体装置が使用される。熱可塑性材料を選択的に圧縮することにより、その弾性は変更され、ばね３６２に異なる圧力を加えるのに使用される。
【００５７】
別の実施例では、ワイヤのすべての力がユーザーにフィードバックされるとは限らない。一つの実施例では、システムは軸の抵抗対遠位端の抵抗を区別し、遠位端の抵抗のみがユーザーにフィードバックされる。
【００５８】
軸の力対遠位端の力を区別するには、遠位端は異なる方向にぶれる。抵抗が遠位端にある場合、その抵抗は一方向にのみ高くなる。抵抗が軸のループにより発生する場合、抵抗はすべての方向に等しい。処理装置の力を比較し、遠位端を動かすのに必要な力を分離することにより、大きい力が遠位端に加えられないようにする。高いモータートルクは、ループによる抵抗を克服することにのみ使用され、抵抗に合致する場合、遠位端を曲げるのに使用されない。したがって、大きな力が遠位端に加えられないようにし、遠位端が定位置にパチンと嵌まる危険性を減少させる。
【００５９】
図５Ｃおよび図５Ｄは、ブレイクアウトボックスと手持ち式制御装置の別の実施例を示す。本実施例では、手持ち式制御装置３８０は、遠位端３８２と近接端３８４とを有する。制御装置は一般に、ユーザーの手で人間工学的に適合するよう「バナナ形状」である。また、ユーザーが手に制御装置を持ち、手のひらが床に対して水平に方向付けられる際、近接端が床に向かって下方に向けられるよう、制御装置３８０の近接端３８４は方向付けられる。したがって、ブレイクアウトボックスから延長する内視鏡の軸の近接端は、医師の前腕から角度付けられ、じゃまでなくなる。
【００６０】
手持ち式制御装置３８０はまた、上部にキャップを有する作動チャネル３８６の入口を含む。体液またはその他の汚染物が医師や看護士に飛び散らないようにするため、作動チャネルの入口が医師に向かないよう位置付けられる。キャップを取り外すことにより、ユーザーは生検材料を受け取り、薬を投与するか、またはその他の医療処置を行うために作動チャネルにツールを挿入できる。
【００６１】
ブレイクアウトボックス３８０に選択的に連結されるのは、手持ち式制御装置３８８である。手持ち式制御装置は、内視鏡の遠位端の方向付けを制御する方向スイッチ３９０を含む。さらなるボタンまたは制御スイッチ３９２は、ユーザーが内視鏡の追加機能を作動するか、内視鏡画像システムの動作パラメーターを変更するよう備えられる。
【００６２】
図５Ｄに示すように、手持ち式制御装置３８８はオスおよびメス接合機構３９６、３９８を協働することによりブレイクアウトボックス３８０に選択的に連結される。例示実施例では、接合機構は一致スロットに弾性的に受けられるタブを備える。しかし、その他の取付機構が使用できる。
【００６３】
その他の実施例では、手持ち式制御装置は、軸の遠位端を把持する把持機構に装着される。したがって、操作者は医師が患者に近づけるようにするため、その長さに沿って各種位置で軸に手持ち式制御装置を固定できる。
【００６４】
内視鏡の開示実施例では一般に、操作者は遠位端の方向付けを制御させる必要があるが、本発明の使い捨て内視鏡もまた自動的に操向される。画像電子回路が受信した画像は、プログラム処理装置により分析され、内視鏡の遠位端の所望方向または方向付けを決める。結腸内視術の場合、内視鏡を盲腸に前進させる場合、処理装置は吸入空気／気体の供給を制御し結腸を膨張させる。処理装置は、内視鏡を前進させる方向を一般にマークする暗い開口穴の結腸の画像を分析する。処理装置はサーボ制御装置に制御指示を供給し、遠位端が暗い領域の方向に位置付けられるよう方向付けされる。
【００６５】
その他のモードでは、制御キャビネットの処理装置により内視鏡の遠位端が所定パターンで動く。例えば、内視鏡が後退している場合、遠位端はスパイラルサーチパターンで移動し、体腔のすべての領域が病気の存在をスキャンされる。遠位端の自動制御を使用して、医師は内視鏡を前進させたり後退させるだけで検査を行う。
【００６６】
以下にさらに詳細に説明するように、使い捨て内視鏡は一般に、遠位端で終端接続するポリウレタン管またはポリエチレン管から形成される一つ以上の穴を有する空洞軸を備える。また、作動チャネルの管は、スパイラル巻きラップで補強される。図６Ａに示すように、遠位端４００の一つの実施例は遠位端部分４０２と近接部分４０４を有する円筒体を備える。近接部分４０４は段差肩領域を形成するため遠位端部分４０２の直径より小さい直径を有する。肩の直径は内視鏡の軸壁が肩領域に位置し遠位端部分４０２でスムーズな外表面を形成するよう選択される。遠位端４００の遠位端面は、カメラポート４０６、一つ以上の照明ポート４０８、作動チャネル穴４１０のアクセスポート、および方向洗浄ポート４１２を含むいくつかのポートを含む。
【００６７】
カメラポート４０６内に装着されているのは、好ましくはＣＭＯＳ画像センサーまたはその他のソリッドステート画像装置と、カメラポート４０６正面に状況の画像を示す電子信号を発生する一つ以上のガラスまたはポリマーレンズを備えるイメージセンサー（図示せず）である。イメージセンサーは好ましくはＳＶＧＡ、ＳＸＧＡ、またはＸＧＡなどのＶＧＡ解像度またはそれ以上の、低光感度、低ノイズ、ＣＭＯＳカラー画像装置である。低解像度を所望の場合、１／２ＶＧＡセンサーもまた使用される。従来のビデオシステムの場合、２５〜３０ｆｐｓの最小フレームレートは、リアルタイムビデオを達成する必要がある。システムのビデオ出力は、ＰＡＬまたはＮＴＳＣまたは高定義ビデオフォーマットを含む従来のデジタルフォーマットまたはアナログフォーマットにある。
【００６８】
照明ポート４０８は、一つ以上のレンズと一つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）（図示せず）を収容する。ＬＥＤは高強度の白色光源か、または赤外線（ＩＲ）の赤、緑、青、または紫外線（ＵＶ）ＬＥＤなどのカラー光源を備える。カラーＬＥＤで、異なるスペクタルバンドの画像は、一つ以上の個別色で照明により得られる。白色光画像は、カラーＬＥＤの同時照明または連続照明と、各照明波長にて個別カラー画像を組み合わせることにより得られる。カラーＬＥＤの連続照明を使用する場合、別法として、モノクロＣＭＯＳ画像装置が使用できる。ＬＥＤの代替として、光源は内視鏡と光ファイバー束で照明ポートに供給される照明光外にある。
【００６９】
アクセスポート４１０は、使い捨て内視鏡の作動チャネルまたは穴の終端点である。一つの実施例では、図２に示されるように、作動チャネルの近接端はブレイクアウトボックス２６で終端接続する。しかし、作動チャネルは内視鏡の近接端近くで終端接続する。
【００７０】
方向洗浄ポート４１２は、カメラポート４０６および／または照明ポート４０８の方向に遠位端４００の前面を横切って洗浄・吸入穴を通して供給される液体または空気を方向付けるキャップ４１４を含む。キャップ４１４は、内視鏡が配置される内部体腔をよりよく見えるようにするため、カメラポート４０６と照明ポート４０８を洗浄し乾燥させる。また、洗浄液は内視鏡の遠位端を囲む組織領域を洗浄する。
【００７１】
図６Ｂ〜６Ｉは、本発明による廃棄可能な内視鏡の遠位端を形成する画像アセンブリの別の実施例を示す。上記したように、画像アセンブリは低コストで、安価なアセンブリに対応し、さらに高価な画像機構と同等に、医師が内視鏡を使用して患者を検査できるようにする。
【００７２】
図６Ｂに示すように、内視鏡の遠位端は、前面にいくつかの開口部を有する遠位端キャップ４５０を含む。開口部は低圧洗浄用の作動チャネル４５２と開口部４５４に対する開口部を含み、液体の流れは内視鏡を通って供給され、患者から異物または障害物を除去できる。レンズ洗浄吸入ポートは、イメージセンサーのレンズを横切って水を方向付けし、吸入気体を供給し内視鏡が挿入される穴を拡大する一体型洗浄キャップ４５６を含む。内視鏡の縦軸からオフセットされるのは、照明源をカバーする一対のウィンドウまたはレンズ４６０、４６２により囲まれるレンズポート４５８である。
【００７３】
図６Ｃによく示されるように、画像アセンブリは、遠位端４５０、円筒型レンズアセンブリ４７０、および熱交換器４８０を含む。熱交換器４８０は円筒型レンズアセンブリ４７０が装着される凹部４８２を有する半円形部分を備える。凹部４８０は、内視鏡の縦軸に垂直な方向にレンズアセンブリ４７０の位置を保ち、レンズアセンブリ４７０は内視鏡の縦軸に沿って移動するだけである。いったんレンズアセンブリが熱交換器４８０の背面に固定されたイメージセンサー４９０に焦束するように位置付けられると、レンズアセンブリは接着剤で熱交換器に固定される。一対のＬＥＤ４８２、４８４は、熱交換器に固定された回路基板に接着され、チャネルは流体または気体の通路の回路基板の背後に形成され、ＬＥＤを冷却する。制御装置と信号を送受信する回路を含む回路基板またはフレックス回路４９２はイメージセンサー４９０の背後に固定され、熱交換器４８０の背面に固定される。熱交換器４８０に固定されたレンズアセンブリ４７０、ＬＥＤ４８０、４８２、イメージセンサー４９０、および関連回路４９２で、熱交換器アセンブリは遠位端キャップ４５０内に装着され、図６Ｄに示したように画像アセンブリを完成する。
【００７４】
図６Ｅは、遠位端キャップ４５０の背面等角図である。遠位端キャップ４５０はＡＢＳプラスチック材料で成形した精度であることが好ましい。上記したように、遠位端キャップ４５０の前面は、一体型洗浄キャップ４５６とＬＥＤの正面に位置した一対のウィンドウ４６０を含む。ウィンドウは、遠位端キャップ４５０の残りでオーバーモールドされた透明なプラスチック材料を備えることが好ましい。また、遠位端キャップ４５０の内部には、近接して延長する平らな面４７０があり、遠位端キャップの円筒型内面を半円形熱交換器４８０アセンブリが装着できる半円形管に分割する。突出部４７２は遠位端キャップ４５０の内部前面から延長し、熱交換器４８０の前面に整合し、熱交換器４８０が遠位端キャップ４５０に挿入される範囲を制限する。
【００７５】
図６Ｆは、ＬＥＤの正面に位置するウィンドウ４６０、４６２の断面図である。ウィンドウ４６０は、遠位端キャップ４５０の前面にウィンドウ４６０を固定する外向き延長フランジ４６４で光学的に透明なプラスチック材料から成形されることが好ましい。いったんウィンドウが成形されると、遠位端キャップ４５０はウィンドウを所定位置に固定するためウィンドウ４６０、４６２上に成形される。
【００７６】
図６Ｇは、画像アセンブリの熱交換器４８０部分の正面等角図である。上記したように、熱交換器は、遠位端キャップ４５０内部の平らな面４７０と接合する比較的平らな底面５００と円形の上面５０２を有する半円形部分である。熱交換器の内部は一般に空洞で、冷却液体または冷却気体が通過するチャネルを形成し照明ＬＥＤを冷却する。凹部４８２は熱交換器の平らな底面５００に形成され、図６Ｃに示すように円筒形レンズアセンブリ４７０を受ける。熱交換器４８０から後ろに延長しているのは、熱交換器４８０の内部に流体的に接続される孔を有する一対の脚部５０６、５０８である。リップ５１２は熱交換器４８２の前面の内面まわりに延長し、一致形状の回路基板が固定され接着固定された接着面を形成する。本発明の一部の実施例では、熱交換器４８０は脚部５０６、５０８に位置付けられた追加の背面に延長するフィン５１４、５１６を含み、スロットは回路基板またはその他の構成要素を熱交換器に固定するために形成される。しかし、一部の実施例では、フィン５１４、５１６が省略される。
【００７７】
図６Ｈは、熱交換器４８０の背面等角図である。上記したように、脚部５０６、５０８の各々は、管が装着され冷却液体または冷却気体が通過する穴５２０、５２２を含み、液体または気体が熱交換器の空洞半円形チャネル部分内に流れるようにする。また、熱交換器４８０は発光ダイオードの温度と信号を示す信号を制御装置の処理装置に供給できるサーミスタまたはその他の温度感知装置用の凹部５２６を含む。
【００７８】
図６Ｉは、熱交換器４８０の前面内に装着するよう設計される半円形回路基板５５０を示す。具体的に、回路基板５５０は、図６Ｇに示すように、内部リップ５１２に対して熱交換器４８０の前面に接着固定される。回路基板は熱導電、金属またはセラミック、電気分離絶縁材料および回路層であるベース材料を備える。回路基板５５０は、回路基板が熱交換器４８０に取り付けられる際、レンズアセンブリ４７０が装着される凹部４８２の一方側に位置付けられる熱導電パッド５５６、５５８に位置される一対のＬＥＤに電流を供給するのに使用される一つ以上のトレース。
【００７９】
本発明の一つの実施例では、ベース材料は銅を備える導電パッド５５６、５５８を有する銅である。ＬＥＤは結合パッド５５４とトレース５５２にワイヤ結合される。回路基板５５０の背面は、脚部５０６、５０８を介して熱交換器を通して注水される冷却液体または冷却気体に直接露出される金などの熱導電の、無反応、生体適合性の材料で被覆されるのが好ましい。
【００８０】
本発明の好ましい本実施例では、ＬＥＤ４８４、４８６は、約６０ルーメンの光を共に発生する蛍光体材料で被覆される大領域の金型、高電力、青いＬＥＤが好ましい。本実施例はレンズアセンブリ４７０の一方の側の二つのＬＥＤを示すが、追加ＬＥＤが使用され、ＬＥＤの正面に位置付けられたウィンドウ４６０、４６２の形状に合わせて一致して変更されることが分かる。
【００８１】
別法として、ウィンドウ４６０、４６２の内面は、ＬＥＤにより発生する青い光に露出された場合白光を発生する蛍光体のコーティングで被覆される。選択される特殊蛍光体は、使用されるＬＥＤのスペクトル特性に依存する。蛍光体はウィンドウ４６０、４６２の背面に適用され、紫外線源上の遠位端４５０を通過して硬化されるエポキシ接着剤と混合される。接着剤の蛍光体のコーティングの混合は、蛍光体の均一分布を促進し、製造が容易である。
【００８２】
レンズアセンブリ４７０は、ｆテラの歪みとｆ／８アパーチャの１４０°の視界を供するプラスチックレンズ群を備える。内視鏡のＦＤＡガイダンス文献により、レンズの解像度は遠位端から１０ｍｍ離れた物体の１ミリ以上につき５ラインペアである。個別レンズとレンズアセンブリの開口は、熱交換器４８０の円筒型孔に挿入するためのプラスチック円筒体に含まれる。レンズアセンブリの前面は、キャップ４５０のレンズポート４５８に接着封止される。
【００８３】
本発明の好ましい実施例では、イメージセンサー４９０は、６４０Ｘ４８０個のアクティブピクセルを持つＶＧＡ  ＣＭＯＳイメージセンサーと、直列状の制御キャビネットに画像データを送信するオンチップシリアライザーとを備える。かかるＣＭＯＳイメージセンサーは、アイダホ州ＢｏｉｓｅのＭｉｃｒｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓの機種番号ＭＩ−３７０として利用可能である。内視鏡の長さに沿って直列画像データと制御信号を送
信するため、データおよび制御信号は、一対の捻りマイクロ同軸ケーブルに沿って種々に送信されることが好ましい。
【００８４】
画像アセンブリを構成するには、洗浄ポート４５６を含む遠位端キャップ４５０は、ＬＥＤウィンドウ４６０、４６２上にＡＢＳプラスチックから成形される。それに接合されるＬＥＤ４８２、４８４を有する回路基板５５０は、熱交換器４８０内に固定され、ＣＭＯＳセンサー４９０と関連電子回路４９２は、脚部５０６、５０８間に熱交換器４８０の背面５２５に固定される。レンズアセンブリ４７０は凹部４８２に挿入され、所定位置に接着される前、イメージセンサー４９０に光を収束する最適位置になるまで縦方向に調整される。完成した熱交換器アセンブリは、遠位端４５０に挿入され接着され画像アセンブリを完成する。低圧洗浄ボーラス洗浄チャネル４５４の残りの管、レンズ洗浄吸入チャネルと作動チャネルは、使い捨て内視鏡の遠位端画像部分を完成するため遠位端の一致する穴に固定される。
【００８５】
図７は、図６Ａに示されたものに類似する画像内視鏡の遠位端６００の実施例のさらなる詳細を示す。本実施例では、遠位端部分６００は遠位端６００の外周に位置付けられたいくつかの座ぐり孔６０２を含む。座ぐり孔６０２は、遠位端を方向付ける制御ケーブル（図示せず）のスウェイジまたはフランジ端部を受ける。制御ケーブルの張力は、張力の方向に遠位端６００を引っ張る。
【００８６】
図８は、本発明の一つの実施例による使い捨て内視鏡６５０の横断面図である。遠位端６５２は関節ジョイント６５４の遠位端の中心穴内に接着固定、溶接または結合される。関節ジョイント６５４の近接端に固定されるのは、軸６５６の遠位端である。上記したように、軸６５６は引っ張り剛性より固く、または内視鏡の近接端より内視鏡の遠位端に向かうトルクをよりよく伝えることが好ましい。
【００８７】
内視鏡の遠位端を動かす制御ケーブル６５８は、ステンレス鋼などの非伸張材料または高く方向付けられたポリエチレンセラライト（ＰＥＴ）糸を備えることが好ましい。制御ケーブル６５８は軸６５６の中心穴内で通され、または、図８に示すように、軸６５６の壁内に形成された穴に通される。制御ケーブル５６０は関節ジョイント６５４の壁内のガイドを貫通し、関節ジョイント６５４の遠位端または遠位端部分６０２で終端接続する。本発明の好ましい本実施例では、制御ケーブルは、ＨＤＰＥなどの潤滑ライナーを有する外部ステンレス鋼ジャケットを有するステンレス鋼ボーデンケーブルと、摩擦を減少させるため、シリコンなどの潤滑剤で被覆された内部ケーブルである。外部ジャケットの遠位端は関節ジョイント６５４の近接端で受けられ、ジャケットの近接端は使い捨て内視鏡を制御キャビネットに接合させるコネクタに固定される。
【００８８】
制御ケーブルが軸６５６の中心穴を通される場合、ケーブルは好ましくはステンレス鋼またはプラスチックスパイラルラップジャケット内で搬送され、結合を防止し、図９Ａおよび９Ｂに示されたような遷移ガイド６７０は、関節ジョイントの近接端に制御ケーブルをガイドするのに使用される。遷移ガイド６７０は、軸の遠位端の穴内に固定された近接端６７２を有する。遷移ガイド６７０の中心本体部分６７４は、画像内視鏡の外形に等しい直径を有する。また、本体部分６７４は、近接端６７２の中心穴から遷移ガイドの段差遠位端６７６の外面に延長するいくつかの傾斜穴６７８を含む。遠位端６７６は、関節ジョイント６５４の近接端内に固定される。斜めに延長する穴６７８の制御ケーブルは、カテーテルの外縁にガイドされ、関節ジョイント６５４のガイドまたは制御ケーブル穴を通って延長する。
【００８９】
図１０Ａおよび１０Ｂは、使い捨て画像内視鏡を形成するのに使用される軸の一つの実施例を示す。軸６８０は、内部に埋め込まれたワイヤまたはその他の編組６８４を含む押出しスリーブ６８２を有する。あれば、編組６８４は軸のトルク特性を調整する。スリーブ６８２は、マンドレル上にスリーブを配置することにより形成される。編組６８４はスリーブ上に配置され、マンドレルはコーティング材料に浸されるかスプレーされる。スリーブとコーティング材料は、ポリウレタンまたはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコールなどの確立された生物医学的使用の生体適合性の材料のその他の材料を備えることが好ましい。好ましい本実施例では、スリーブ６８２は、外形が０．５０７インチで、内径が０．４６０インチのＥＧ−８０Ａ硬度計ポリウレタンからなる。ステンレス
編組はその中に埋め込まれ、１インチ当たり２３ピックである。また、軸の内部穴と外部は参照として本明細書に取り込まれている米国特許第５，７０２，７５４号および第６，０４８，６２０号に記載されたマサチューセッツ州のＮａｔｉｃｋのＢｏｓｔｏｎ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  から利用可能なＨＹＤＲＯＰＡＳＳＴＭ親水性コーティングなどの押出し可能な、親水性潤滑コーティングで被覆される。
【００９０】
Ｐａｎｄｕｉｔ  Ｉｎｃ．から利用可能なスパイラルワイヤラップなどのプラスチックスパイラルワイヤ６８６は、軸６８０の中心穴に挿入される。スパイラルラップ６８６は、患者の解剖学の曲線に曲げられる際軸６８０がつぶれないようにする。
【００９１】
軸６８０の一つの実施例では、スパイラルラップは、厚さが０．０６０インチで、ピッチが３／１６インチである。スパイラルラップ６８６は、外径が０．５００インチで内径が０．３８０インチで、軸６８０に捻られ障害フィットを形成する。しかし、異なるピッチのスパイラルラップのその他の厚さが所望支柱強度と曲げモジュールを供し、よじれを防止するのに使用される。プラスチックカバーは、軸の関節ジョイント部分に装着され、汚染物が間隙を通して関節ジョイントの軸に入り込むのを防止する。
【００９２】
上記したように、内視鏡軸の近接部分は遠位端部分より可撓性であることが好ましい。軸の近接部分は、Ｐａｎｄｕｉｔ  Ｉｎｃ．から利用可能な機種番号ＣＬＴＳ  ５０Ｆ−Ｃなどのポリエチレン波形管を備えることが好ましい。
【００９３】
図１１は、軸の遠位端部分のトルク忠実度を変更する一方法を示す。軸７００は内視鏡のブレイクアウトボックスの遠位端に向かう撓み部分７０２と、ブレイクアウトボックス（図示せず）により近接する固い部分７０４とを有する。さらに遠位端の内視鏡の部分は、遠位端に向かって増加する可撓性と、逆に近接的に高トルク忠実度と支柱強度を有する。軸の遠位端部分７０４のトルク忠実度特性を増加するには、その部分の編組７０６は反対方向に巻かれる二本以上のワイヤを含む。一つの実施例では、ワイヤ編組は１４〜１６ピックのピッチを有する。しかし、ワイヤ数とその間隔は、軸のトルク忠実度を供するため必要に応じて調整できる。
【００９４】
軸７００のさらなる遠位端７０２は、軸７００の中心穴でプラスチックスパイラルラップと同一方向に巻かれるのが好ましい一本のスパイラルワイヤ７０６を有する。再び、軸７０２の近接端のトルク忠実度は、ワイヤ７０６とその忠実度のピッチおよび／または方向を調整することにより変更される。
【００９５】
理解されるように、一本のワイヤスパイラル７０６はあるトルク忠実度を供するが、例えば、ループ解像度を簡単に操作するため軸の遠位端部分の二重ワイヤ編組と同一のトルク忠実度を有する。単一ワイヤスパイラル７０６は低いトルク忠実度が所望な場合、軸の遠位端部分から省略される。
【００９６】
上記したように、画像内視鏡の遠位端の操向を容易にするため、内視鏡は遠位端が制御ケーブルにより、すなわち１８０°の円弧上にそれ自体が戻るようにする関節ジョイントを含み、遠位端の円周に所定方向に曲げられるよう方向付けることができる。すなわち、操作者は曲げ量あるいは関節量と曲げの方向とを両方選択できる。図１２Ａ、１２Ｂに示されるように、本発明の一つの実施例による関節ジョイント７５０は、中心穴７５２を有するプラスチック変形材料の円筒体と、関節ジョイントの壁に位置付けられるいくつかの制御ケーブル穴７５４とから形成される。必要に応じて、円筒体壁の制御ケーブル穴間の間隔は、制御ケーブル穴が円筒体の中心穴に延長するボスを形成するよう薄くなる。制御ケーブル穴７５４は、三本の制御ケーブルを使用する場合１２０°離れて、または四本の制御ケーブルを使用する場合９０°離れて方向付けるのが好ましい。
【００９７】
関節ジョイントの曲げを容易にするため、円筒体はその長さに沿って形成されたいくつかの回りヒンジ７６０を含む。図１３に見られるように、各回りヒンジ７６０は円筒体の一方側の一対の対向Ｖ字形状の切込み７７０を備え、ヒンジの曲げ可能部分を形成する撓みウェブ７７２により分離される。四本の制御ケーブル用に設計された実施例では、各回りヒンジは隣接ヒンジに対して９０°で方向付けられる。
【００９８】
制御ケーブルの引っ張りに際し、後退制御ケーブルに沿ってウェブ７７２を有するヒンジは曲がらない。制御ケーブルに沿っていないウェブを有するこれらの回りヒンジは閉じられ、引っ張り下の制御ケーブルの方向に関節ジョイントを曲げる。
【００９９】
図１３に示される関節ジョイント７５０の別の長所は、内視鏡の遠位端がすべての制御ケーブルを同時に引っ張ることにより後退できることにある。これにより、医師は内視鏡の残りの長さ分移動する必要がなく、体内で遠位端を操作できる。このことは、生検またはシュリンゲでポリープを取得するなどの外科処置を行う際有用である。
【０１００】
中心穴および制御ケーブル穴を有する円筒体を所定位置に押出し、ナイフ、レーザー、ウォータージェット、またはその他の材料除去機構で円筒管を切断して回りヒンジを形成することにより、関節ジョイントが形成できる。別法として、関節ジョイントは、所定位置に回りヒンジジョイントで成形される。理解されるように、ヒンジを形成するＶ字形状の切込みの角度は、均一または関節ジョイントの長さに沿って変わる。同様に、隣接した回りヒンジ間の距離は、均一または関節ジョイントの曲げおよびトルク忠実度の特性を供するため変わる。本発明の一つの実施例では、各回りヒンジ７６０は、３０°の閉じ角度を有し、六個のヒンジが１８０°の移動を供することが必要とされる。関節ジョイント７５０の遠位端は座ぐりされ、上記したように、内視鏡の遠位端部分を受ける。同様に、関節ジョイント７５０の近接端は、内視鏡の軸部分の遠位端を受けるようになる。図１３に示される実施例では、制御ケーブル穴７５４は、回りヒンジの最も広い間隔と各ヒンジのウェブ部分に整合される。しかし、ヒンジの制御ケーブルの曲げを減少させるため、ヒンジに対して制御ケーブル穴７５４をオフセットすることが望ましい。上記したように、関節ジョイントは曲がるが撓み込まない医療用に承認された生体適合性の材料からなることが必要である。適切な材料はポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはその他の生体適合性のポリマーを含む。
【０１０１】
制御キャビネットの作動機構により引っ張られる際制御ケーブルによる摩擦を防止するには、異なる硬度計の領域を有する材料から関節ジョイントを製造することが望ましい。図１４および図１５に示されるように、押出し管７８０から形成される円筒体は、円周に高硬度計材料７８２と低硬度計材料７８４の交互バンドを有する。制御ケーブルを通すのに使用される穴７８６は、高硬度計材料７８２で形成され、制御ケーブルが引っ張られ解除される際摩擦に抵抗する。また、高硬度計材料は、制御ケーブルと周囲穴との間の摩擦を減少させる。図１５は、制御ケーブル穴が回りヒンジのウェブ部分の方向付けに対してオフセットされ、制御ケーブルがヒンジのウェブ部分７７２を通過しない関節ジョイントを示す。
【０１０２】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、関節ジョイントの別の実施例を示す。本実施例では、ジョイントは一緒にリンクされる一連のボールおよびソケットコネクタを備える。図１６Ａに示されるように、各コネクタはソケット部分８００とボール部分８０２を含む。ボール部分８０２は隣接コネクタのソケット部分８００に嵌め込まれる。穴はボール部分８０２を通って軸方向に延長し、光源、イメージセンサー、洗浄流体と吸入気体を搬送する管を接続するワイヤを通過させる。ボール部分とソケット部分は、生体適合性のポリマーから成形されるのが好ましい。
【０１０３】
各ソケット部分は、図１７Ａに示されるボール部分８１０などの完全に形成されたボール部分で形成される。別法として、ボール部分８１４などの部分的ボール部分は、図１７Ｂに示すようにソケット部分８１６に形成される。制御ケーブルを移動させる空間を作るには、ボール部分は、ボール部分の中央と側面を通して切断する図１７Ａおよび１７Ｂに示されたようなスロット８１８を含むことができる。別法として、いくつかの小型スロット８２０は、図１７Ｃおよび１７Ｄに示されたようなボール部分の円周に位置付けることができる。スロットにより制御ケーブルは引っ張り下で縮小される。ボール部分とソケット部分のインターフェースのいくつかの孔８２２は、図１７Ｄに示されるようにソケット部分からボール部分内の制御ケーブルの通過を可能にする。
【０１０４】
関節ジョイントの別の実施例では、関節ジョイントは互いに隣接して位置付けられ互いに動く積み重ねられた一連のディスクを備える。図１８Ａに示されるように、ディスク８５０は一対の後方向きロッカー面またはカム８５４と、一対の前方向きロッカー面またはカム８５６とを有する環状リング８５２を備える。カム８５４は環状リング８５２の背面で１８０°離れて位置付けられるが、前方向きカム８５６は環状リング８５２の前面で１８０°離れて位置付けられる。例示実施例では、前方カム８５６は、背面カム８５４に対して９０°で方向付けられる。環状リングのもう一方の側の各カムに対向しているのは、平らなランド部分であり、隣接ディスクのカムは平らな部分に係合して揺動する。孔８６０は環状リングに穿孔され、制御ケーブルの通路のカムに穿孔される。制御ケーブルの引っ張りの際、ディスクはカム８５４、８５６の表面で揺動し、所望方向に関節ジョイントを曲げる。
【０１０５】
図１８Ｂは、互いに係合して関節ジョイントを形成する積み重ねられた一連のディスク８５０ａ、８５０ｂ、８５０ｃ・・・を備える関節ジョイントを示す。いくつかの制御ケーブル８７０ａ、８７０ｂ、８７０ｃ、８７０ｄはディスクを通過してカム表面のディスクを引っ張り、所望方向にジョイントを動かすのに使用される。
【０１０６】
図１９Ａおよび図１９Ｂは、図１８Ａおよび図１８Ｂに示される関節ジョイントの別の実施例を示す。本実施例では、関節ジョイントは積み重ねられた一連のディスク８８０を備え、各々は背面に一対の凹状ポケット８８２と、前面に一対の一致形状の凸状カム８８４を有する環状リングを備える。凹状ポケット８８２は凸状カム８８４に対して９０°で方向付けられ、隣接ディスクはディスクのカムが隣接ディスクのポケット内に装着するよう積み重ねられる。一致形状カム８８４とポケット８８２は、ディスクが互いに回転しないようにする。穴８８６は、図１９Ｂに示されるように、いくつかの制御ケーブル８９０ａ、８９０ｂ、８９０ｃ、８９０ｄの通路の環状リング８８０を通して形成される。穴８８６は、カムとポケットの中心に位置付けられる。しかし、制御ケーブルの穴は必要に応じてカムとポケットの位置からオフセットされる。ディスク８８０は隣接カムとポケット間の摩擦を減少させるポリウレタン、ポリプロピレン、またはポリエチレンにどの比較的滑らかな面を有する生体適合性のポリマーから成形される。
【０１０７】
図２０Ａおよび図２０Ｂは、関節ジョイントのさらに別の実施例を示す。本実施例では、関節ジョイントは、各々が環状リングを備えるディスクの積み重ねから形成される。環状リングは、ディスクが隣接ディスクに対して移動する際、制御ケーブルをカム内で自由に動けるようにする内部に成形された弓状スロット８９２を有する前方延長カムを有する。図２０Ｂによく示されるように、スロット８９２は、スロット８９２がカムの外縁の最も広い点８９４から狭い点８９６にテーパーし、そこで、スロットが環状リング８８０の対向縁に延長する円筒孔８９８を形成する。制御ワイヤ８９６は、隣接ディスクが回転する際、弓状スロット８９２の広い部分内で自由に曲がる。
【０１０８】
図１８〜２０に示される関節ジョイントのディスクは一般に円形状であるが、その他の形状が使用できることが理解される。図２１Ａおよび図２１Ｂは、概ね四角形の外形を有するいくつかの部分から形成される関節ジョイントを示す。図２１Ａに示されるように、部分９００は、四角形部分の背面の対向側で外側に延長する一対のピン９０２を有する四角形のバンドである。前面の対向側には、背面のピンに対して９０°に方向付けられ、隣接部分の丸いピン９０２を受けるような寸法にされた一対の対向円形凹部９０４がある。例示実施例では、制御ケーブルは四角形部分９００の各角にある角ブロック９０６の穴に通される。図２１Ｂは、共に固定された二つの隣接四角形部分９００ａ、９００ｂを示す。示されるように、部分９００ｂは隣接部分９００ａに対してピンを上下に回転させる。円形および四角形関節部分が示されているが、三角形または五角形などのその他のセグメントの形状が、関節ジョイントを形成するのに使用できることが理解される。
【０１０９】
上記した関節ジョイントの実施例では、ジョイントを備える各ディスクまたはセグメントは、同一材料からなることが好ましい。しかし、長さに沿ってジョイントの可撓性とトルク忠実度を変更するため、セグメントが製造される材料および／または隣接セグメント間の物理寸法または間隔を変更することが可能である。
【０１１０】
一部の環境では、画像内視鏡の遠位端の完全な１８０°回転の半径は必要でない。それらの環境では、相互接続されたディスクまたはセグメントを備える関節ジョイントは、編組ステントなどの撓み部材と交換される。図２２は、関節ジョイントとして編組ステント９３０を有する画像内視鏡９２５を示す。編組ステント９３０は遠位端９３２とコネクタ９３４間で延長し、ステント９３０の近接端と撓み軸９３６の遠位端を接合する。カバー９３８は撓み軸９３６と編組ステント９３０上で延長する。制御ケーブル（図示せず）は撓み軸９３６の穴を通って延長し、遠位端９３２が所望方向に方向付けられるようステント９３０を引っ張るのに使用される。また、制御ケーブルを同時に引っ張ることにより、内視鏡の遠位端は後退する。
【０１１１】
図２３は、制御ケーブルの遠位端を編組ステント９３０に固定する一方法を示す。制御ケーブル９４０ａ、９４０ｂ、９４０ｃ、９４０ｄはステント９３０のワイヤを通して織られ、ステントを備えるワイヤ周囲にループを形成することにより終端接続する。別法として、ケーブル９４０の端部ははんだ付けされるか、またはステントのワイヤに接着固定される。
【０１１２】
図２３Ａは、本発明の使い捨て内視鏡で使用される関節ジョイント１０００のさらに別の実施例を示す。関節ジョイント１０００は、積み重ねられた一連のリング１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃなどからなる。好ましくは、各リングは、リングが固くなるようにする深絞りされた鋼鉄またはその他の金属から形成され、内部穴のサイズを最大にするため薄い壁の輪郭を有する。リングの外周に等間隔に位置付けられるのは、隣接リングを一緒に接合するのに使用される短いばね部分１００６を受ける内側延長凹部１００４である。リング１００２の反対側の２つのばねは、隣接リングを一緒に接合するのに使用される。例えば、三個のリング１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃが整合される場合、リング１００２ａ、１００２ｂはリング上で０°と１８０°に位置するばねセグメントとともに接合され、リング１００２Ｂはリング周りに９０°と２７０°に位置する直交整合ばねセグメントでリング１００２ｃに接合される。間隙は隣接リング間に形成され、一対のばねは関節ジョイントの縦軸から離れる方向に曲がることができる撓みジョイントを形成するが、関節ジョイントの縦軸の方向に関節ジョイントを圧縮する制限能力を有する。各ばね１００６は接着剤、縁曲げ、溶接、またはその他の固定機構を使用してリング１００２の凹部１００４内に固定される。
【０１１３】
図２３Ａに示される関節ジョイント１０００は、制御ケーブルがばねセグメント１００６の中心と関節ジョイントの外周上を通過して、各リング１００２の中心開口部を通る管とその他のケーブルに利用可能な空間量を最大にし、関節ジョイントを曲げるのに必要なトルクを最小にする。
【０１１４】
図２３Ｂは、図２３Ａに示された関節ジョイントの別の実施例を示す。本実施例では、関節ジョイントは各リングの内周に位置するばねとともに接合されるいくつかの深絞りなどで形成された金属リング１００８ａ、１００８ｂ、１００８ｃからなる。各リングはリングの反対側に位置する一対のばね部分で隣接リングに接続される。ばね１０１０は、接着剤、または溶接、またはその他の固定手段でリング１００８の内周に固定される。図２３Ｂに示された実施例では、制御ケーブルはばね部分を通され、関節ジョイントの縦軸にさらに近接して位置付けられる。縦軸に近接することにより、制御ケーブルの力が所望方向に関節ジョイントを曲げる必要がある。
【０１１５】
図２３Ｃは、積み重ねられた一連の金属リング１０１２ａ、１０１２ｂ、１０１２ｃなどからなる関節ジョイントのさらに別の実施例を示す。各リング１０１２は別のきつく巻かれた部分１０１４と、さらに緩く巻かれた部分１０１６とを有するばね１０１５により接合され、ばねの長さに沿ってばね力を変更する。緩く巻かれた部分１０１６により、関節ジョイントはその領域で撓み込み、さらに近接して巻かれた部分１０１４は隣接リング１０１２にヒンジ機構を供する。リング１０１２の各々はさらに、ばねが通過する打ち抜かれた一対の内側または外側延長タブ１０１８を含み、ばねが曲げられ、溶接され、または固定される表面を形成する。図２３Ｃに示された実施例では、各リングは完全に円筒型ではないが、隣接リングが接合される点から離れて延長する傾斜した前面と背面１０２０を含む。リングの斜面により、隣接リング間の増加移動を可能にし、止め子を備え、隣接リングが互いに滑らないようにする。隣接リングの斜面１０２０は、関節ジョイントが撓み込まれるＶ字形状の溝を形成する。
【０１１６】
図２３Ｄは、図２３Ｂに示された関節ジョイントに類似した関節ジョイントの別の実施例を示す。しかし、本実施例では、関節ジョイントは反対に配置された凹部１０２４と凸部とを有するいくつかのリング１０２２ａ、１０２２ｂ、１０２２ｃを備え、別のきつく巻かれた部分と緩く巻かれた部分とを有するばね１０１５が交互になるように、一つのリングの外側と隣接リングの内部上で通過できる。反対に配置された凸部と凹部により、ばねは接着剤、溶接、またはその他の接合機構でリングに固定される。
【０１１７】
図２３Ｅおよび図２３Ｆは、本発明による関節ジョイントのさらに別の実施例を示す。本実施例では、ジョイントは交互に直交配置された複数対のばねセグメント１０２４で接合される積み重ねられた一連のリンク１０２２ａ、１０２２ｂ、１０２２ｃなどから形成される。ばねセグメント１０２４は各リングセグメントの内周に溶接、ブレイジング、接着固定または接合される。リングセグメントとばねセグメントは、ステンレス鋼またはその他の生体適合性の金属からなることが好ましい。ばねは、レーザーまたはその他の切断ツールで切断される前にリングに固定される。別法として、ばねはセグメントに切断され、アセンブリジグでリングに固定される。
【０１１８】
図２３Ｆに示されるように、側面から見ると、各リングは平らな部分１０２６を持つ正面と、平らな部分１０２６から後方に傾斜する一対の傾斜部分１０２８を有する。リングの背面は類似形状を持つが、斜面は前側斜面に対して９０°で方向付けられる。各斜面はジョイントの縦軸に垂直な線から１４°の角度を持ち、隣接リングが約２８°曲がる。
【０１１９】
図２３Ｇは、本発明による関節ジョイントのさらに別の実施例を示す。本実施例では、関節ジョイント１０３０は深絞り、打抜き鋼、または別の金属により形成される一連の金属リンク１０３２ａ、１０３２ｂ、１０３２ｃなどからなる。各リンクは、円形か八角形などの多面である概ねリング状構成１０３４を有する。さらに、各リンク１０３２は、端部で外側延長タブ１０３８を持つ一対の後方延長脚部１０３６を有する。脚部１０３６の各々は、リンク１０３２の反対側に位置付けられる。脚部１０３６に対して９０°で、リンク１０３２は隣接セグメントからタブ１０３８を受けるリンクの側壁に一致孔１０４０を含む。さらにセグメント１０３２は制御ケーブルを保持するためのアイレットを備える一体形成ワイヤガイド１０４２を含む。関節ジョイントの隣接リンクは、第一リンク１０３２から隣接リンクの一致孔１０４０にタブ１０３８を挿入することにより一緒に固定される。編組は一連のリンク上に配置され、関節ジョイントを曲げる必要がある力を加えずに捻り強度を向上させる。編組は、関節ジョイントを渡るカバーに内蔵される。
【０１２０】
図２３Ｈは、図２３Ｅに示されるようなリンクの別の実施例を示す。しかし、本実施例では、丸孔１０４０の代わりに蝶形状孔１０５２を持ち、隣接リンクのタブを受ける。蝶形状孔１０５２は一致する平らなタブが隣接リンクから回転できる範囲を制限する。蝶形状孔１０５２を形成する円弧の曲率を調整することにより、隣接リンク間の回転度が制御される。リンク１０５０は、深絞り金属および／または打抜き操作により形成されるのが好ましい。
【０１２１】
図２３Ｉは、一連の相互接続金属リンク１０６０から形成される本発明の関節ジョイントのさらに別の実施例を示す。各リンク１０６０は、各端部で内方に延長するタブを有する一対の後方延長対向脚部１０６２を有する。タブは隣接リンクの一致孔またはスロットに延長する。しかし、本実施例では、脚部１０６２の各々のタブはさらに、関節ジョイントの中心穴に延長する。各タブはまた、ばね１０６６が通過できる孔１０６４を備える。ばね１０６６によりタブ１０６２が隣接リンクから後退できないようにするため、孔１０６４は隣接リンクのタブをロックする。
【０１２２】
図２３Ｊは、一連の相互接続リンク１０８０ａ、１０８０ｂ、１０８０ｃなどの本発明の関節ジョイントのさらに別の実施例を示す。各リンクはリンク部分を内方に曲げた後、リンク部分のまわりに周方向に延長するスロットを作ることにより形成される円周まわりに交互フープまたはアイレット１０８２を有する。一対の内方延長アイレットがリンクの背面に形成された前面のアイレットに対して９０°で方向付けられた一対のアイレットを有するリンクの前面の反対側に形成されるようスロットが配置される。リンク１０８０ａ、１０８０ｂ、１０８０ｃなどに形成されたアイレットで、ばねはアイレットの各々でリンクに固定できる。
【０１２３】
図２３Ｋは、図２３Ｊに示される関節ジョイントの配置に類似した本発明の関節ジョイントの別の実施例を示す。本実施例では、関節ジョイントは、一連の金属リンク１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃなどからなる。各リンクは弾性管または弾性ばね１１０６が通過できる円形に曲げられた一対の対向形成内方延長タブ１１０４を含む。管またはばね１１０６は縁曲げ、溶接、または管またはばね１１０６をタブ１１０４に固定することによりリンクに固定される。
【０１２４】
図２３Ｌは、本発明による関節ジョイントのさらに別の実施例を示す。本実施例では、関節ジョイントは一連の打抜きまたは深絞り金属リンク１１２０ａ、１１２０ｂ、１１２０ｃなどからなる。各リンクは前面の一対の前方延長タブ１０２２と、背面の一対の後方延長タブ１０２４を含む。前面と背面のタブ１０２２、１０２４は、互いに９０°で方向付けされる。タブ１０２２、１０２４の各々は、固定機構が整合タブを一緒に固定するため通過できる孔を含む。図２３Ｍに示されるように、固定機構は一連のワイヤばね１０４０ａ、１０４０ｂなどにより備えられる。各ばねは関節ジョイントの一対の整合タブの孔を通して挿入される端部を持つワイヤを備える。ばね１０４０は関節ジョイントの内部穴に沿って移動し、別の一対のリンクを接続する別組の整合タブの孔を通して終端接続する第二端部を有する。各ばねはさらに制御ワイヤを内部で保持するためのアイレットとして作用する内部で巻かれるループを含む。
【０１２５】
図２３Ｎ〜２３Ｐは、本発明の廃棄可能な内視鏡で使用される関節ジョイント１２００のさらに別の実施例を示す。本実施例では、関節ジョイントは図２３Ｎに示されたタイプの積み重ねられた一連のディスクを備える。各ディスク１２０２は、前面１２０６と背面１２０８を有する。ディスク周囲に等間隔にあるのは、制御ケーブルが通過できるいくつかの孔１２１０である。前面１２０６はディスクを二分する一対の対向配置された平らな部分１２０７を含み、隣接ディスクの一致する平らな面に係合する一対の面を画成する。ディスクの前面はさらに、平らな面１２０７から近接して離れた二つの傾斜部分を含む。本発明の一つの実施例では、傾斜部分はディスクの縦軸に垂直な線から約１４°である。同様に、背面１２０８はディスクの前面で平らな面１２０７に対して９０°回転する一対の平らな面から遠位に離れた二つの傾斜部分を含む。図２３Ｐに示されるように、関節ジョイント１２００はいくつかのディスク１２０２ａ、１２０２ｂ、１２０２ｃなどを積み重ねることにより作られ、各ディスクは平らな面で近接ディスクと整合し、傾斜部分は関節ジョイントを通過する制御ケーブルの引っ張り下で接近することができるヒンジを形成する。図２３Ｐに示される実施例では、積み重ねられた七対のセグメント１２０２があり、各対は２８°の曲げを作ることができる。したがって、図２３Ｐに示した関節ジョイント１２００は、上下左右に全部で１９６°曲がる。関節ジョイント１２００の近接端には、関節ジョイントを軸の遠位端に接合する近接コネクタ１２２０がある。外装（図示せず）は積み重ねられた一連のディスク１２０２をカバーし、各ディスクが誤整合しないようにする。
【０１２６】
図２３Ｑは、本発明の関節ジョイントを製造するのに使用される別のディスクを示す。各ディスク１２４０は図２３Ｎおよび２３Ｍに示されたディスク１２０２に類似する。本実施例では、各セグメントが一対の対向する平らな面１２４６から離れて傾斜する一対の斜面１２４２、１２４４を持つ前面を有する。同様に、各セグメントの背面では、斜面は前面の斜面に直交して配置される。隣接ディスク１２４０ａ、１２４０ｂはディスク前面と背面の平らな面部分で形成される凹部または皿穴で設定される端部を有する一対の対向配置されたばねセグメントにより一緒に固定される。ばねセグメントはまた、制御ケーブルが通過できるガイドとして作用する。さらに、ばねは隣接セグメントが互いに回転しないようにするか、または誤整合しないようにする。
【０１２７】
図２３Ｒは、本発明による関節ジョイントを形成するのに使用できるセグメントのさらに別の実施例を示す。本実施例では、関節ジョイントは中心円筒軸１３０２と外部円筒リム１３０４を有する一連のセグメント１３００を備える。軸１３０２はいくつかの外方延長スポーク１３０６により外部円筒体１３０４に接合される。各スポークは、軸近くの中心点から外部リング１３０４の中心線に向かって下向きに傾斜する。傾斜したスポーク１３０６により、隣接セグメントはスポークが互いにぶつからないように軸点で接触し互いに回転できる。各スポークはさらに、制御ケーブルが通過できる外縁に向かう穴１３１２を含む。セグメント１３００の外部リム１３０４は、一つのセグメントの歯が隣接セグメントの凹部に整合するように周方向に配置される交互間隔の歯１３０８、１３１０を有する。
【０１２８】
図２３Ｓは、関節ジョイントを形成するための互いに曲がる一連のセグメント１３００ａ、１３００ｂ、１３００ｃなどを示す。個別セグメント１３００の各々は、熱可塑性材料または金属から成形されるのが好ましい。
【０１２９】
図２３Ｔは、本発明による関節ジョイントのさらに別の実施例を示す。本実施例では、関節ジョイントは一連のセグメント１３３０ａ、１３３０ｂ、１３３０ｃなどから形成される。各セグメントは一端部で中心ピン１３３２と放射状に延長する脚部１３３４を備える。各脚部１３３４の外縁には、制御ケーブルが通過できる孔がある。中心ピンの端部はとげ状突起の支柱のようにセグメントに対して嵌合し、各セグメント１３３２は隣接セグメントに対して振動させる。一部の実施例では、メッシュ管で部分をカバーして個別セグメントの整合を保持することが望ましい。
【０１３０】
図２３Ｕは、本発明による関節ジョイントを形成する隣接リンクに接合されるリンクの別の実施例を示す。本実施例では、リンクは一対の対向配置された、後方延長リング１３５２と、後方延長リング１３５２に対して９０°で方向付けられた一対の前方延長リング１３５４を有する金属注入成形リングを備える。したがって、隣接リングは、隣接リンクの後方延長リングに対する１つのリンクの前方延長リングを配置することにより整合される。各リング１３５２または１３５４は、リングを一緒に固定するためリベットが通過できる孔を含む。リング１３５０の内周は、リンクの制御ケーブルの動きを阻止するための一対の一体型制御ケーブルガイド１３５６を含む。
【０１３１】
図２３Ｖは、図２３Ｔに示されるリンク１３５０に類似したリンク１３７０の別の実施例を示す。本実施例では、各リンクは内部に孔を有する一対の後方延長タブ１３７２と、内面に一体的に形成されたピン（図示せず）を有する一対の前方延長タブ１３７４を含む。いったん接合されると、内方延長ピンを有するタブ１３７４は、隣接リンクの後方延長タブ１３７２の孔に接合し、別のリベットで隣接リンクを固定する必要性がなくなる。リンク１３７０はまた、リンク１３７０の制御ケーブルの動きを阻止するための一対の対向整合制御ケーブルガイド１３７６を含む。
【０１３２】
図２３Ｗは、本発明による関節ジョイントを形成する他のリンクで組み立てられたリンクのさらに別の実施例を示す。本実施例では、リンク１３９０は背面の一対の対向弓状凹部１３９２と、前面の一致して形状化された前方延長弓状タブ１３９４を有する注入成形リングを備える。前面のタブ１３９４は、背面で弓状凹部１３９２に対して直交して配置される。弓状タブ１３９４の各々の内面に整合されるのは、リンク１３９０の制御ケーブルの動きを阻止する一体的に形成された制御ケーブル穴１３９６である。
【０１３３】
リンク１３９０が熱可塑性材料から成形されるため、弓状タブ１３９４は隣接リンクの弓状凹部１３９２に圧入でき、隣接リンクは互いに前後に揺動する。
【０１３４】
一部の実施例では、使い捨て内視鏡が制御ケーブルからの引っ張り解除時真っ直ぐになるよう、関節ジョイントは回復力を付勢するよう設計される。その他の場合、ある方向に遠位端位置を維持することが望ましい。その場合、図２４に示されたような構成が使用できる。ここでは、画像内視鏡の軸は、ニつ以上のプラスチックスパイラルラップ１４５２、１４５４、１４５６に重ねられる内部スリーブ１４５０を含む。ラップ１４５２は時計回りに巻かれ、ラップ１４５４はラップ１４５２に反時計回りに巻かれ、ラップ１４５６は第一ラップ１４５２と同じ方向に巻かれる。ラップは比較的粗いプラスチック材料から形成され、摩擦はラップの交互に巻かれた層間に作られる。プラスチックラップの適切な材料は、編組ポリエステルまたはポリウレタンリボンを含む。制御ケーブルのいずれかによる内視鏡の引っ張り時、プラスチックスパイラルラップは互いに移動し、重複ラップ間の摩擦は、所望方向に内視鏡の方向付けを維持しようとする。内視鏡は制御ケーブルにより異なる方向に引っ張られるまで所望方向に残る。交互に巻かれたスパイラルラップ１４５２、１４５４、１４５６をカバーしているのは、編組１４５８である。編組は、交互方向に巻かれる一つ以上のプラスチックまたはワイヤねじから形成される。外部スリーブ１４６０は、編組１４５８をカバーして軸を完成する。
【０１３５】
図２５は、本発明による使い捨て内視鏡で使用される軸構成のさらに別の実施例を示す。軸は、外装１４７０の円周で交互になる高硬度計材料１４７２と低硬度計材料１４７４のバンドを有するカバー外装１４７０を含む。高硬度計材料と低硬度計材料は、軸の長さに沿って延長する縦片を形成する。外装１４７０内にあるのは、患者の解剖学で曲げられる際軸１４７０がつぶされないようにするプラスチックスパイラルラップ１４７５である。高硬度計材料は、軸のトルク忠実度特性に加えられる。低硬度計材料と比較して、高硬度計材料片の幅は、所望のトルク忠実度特性に従って調節される。
【０１３６】
画像内視鏡による検査時、医師は、所望方向に内視鏡をガイドするため、内視鏡を捻る必要がある。内視鏡の外面が潤滑剤で被覆され、丸いことが好ましいため、医師が回転させるために軸で完全なてこを維持することは難しい。それ自体、本発明の画像内視鏡は回転させるかまたは縦方向に軸を動かすために軸を把持する際、医師を助ける把持機構を含む。軸把持装置の一つの実施例が、図２６に示される。ここでは、把手１５００は画像内視鏡２０の縦軸に整合される一対の脚部１５０２、１５０４を有するＵ字形部材を備える。脚部１５０２、１５０４の遠位端には、ニつの９０°曲げ１５０６、１５０８がある。把手１５００は、９０°部分１５０６、１５０８の各々の孔だけでなく、脚部を接合する把手の湾曲部分に位置付けられた孔１５０５を含む。画像内視鏡は孔を通過し、把手１５００が内視鏡の軸部分の長さに沿ってスライド可能である。把手を形成するのに使用される材料のばね特性により、脚部１５０２、１５０４が内視鏡の軸から偏倚される。曲げ部分１５０６、１５０８の対向穴の摩擦のみが把手１５００を軸の長さに沿って自由にスライドできないようにする。脚部１５０２、１５０４の内面には、内視鏡の軸部分の外周に合致するよう形状化された内面を有する一対のタッチパッド１５１０、１５１２がある。医師が脚部１５０２、１５０４を放射方向に内方に押し込むと、タッチパッド１５１０、１５１２は軸に係合し、医師は内視鏡を押したり引っ張ったりするか回転させることができる。脚部１５０２、１５０４の解除時、タッチパッド１５１０、１５１２は軸の面から解除し、把手１５００は必要に応じて別の位置に軸の長さに沿って移動できる。
【０１３７】
図２７は、同一参照番号で識別される同一部分を持つ図２６のそれと同一の把手を示す。本実施例では、把手は脚部１５０２、１５０４の外側面に位置付けられる二つの半円形ディスク１５２０、１５２２を含む。半円形面１５２０、１５２２は医師の手の中に装着するよう設計され、把手から軸までの放射距離を増加させ、必要に応じて軸を捻ることが容易になる。
【０１３８】
図２８は、軸の把手のさらに別の実施例を示す。本実施例では、把手１５５０が画像内視鏡の縦軸に垂直に方向付けられる一対の脚部１５５２、１５５４を有するＵ字形部材を備える。脚部１５５２、１５５４は、内視鏡の軸部分の外径を受けるよう形状化された凹部１５５６、１５５８を含む。蝶ねじ１５６０は脚部の遠位端に位置付けられ、脚部が一緒に引っ張られ脚部１５５４、１５５６は内視鏡の軸を固定して係合する。蝶ねじ１５６０の解除時、脚部１５５４、１５５２は軸から偏倚され、把手１５５０が移動できる。軸は、軸の縦軸に対して脚部１５５２、１５５４を回転させることにより捻られる。
【０１３９】
図２９は、図２８に示された把手１５５０の別の実施例を示す。本例では、把手１５８０は一対の脚部１５８２、１５８４を有するＵ字形部材を備える。各脚部の遠位端には、軸の外径を受けるよう形状化される凹部１５８６、１５８８がある。軸は凹部１５８６、１５８８に配置され、蝶ねじは脚部１５８２、１５８４の端部と把手１５８０のＵ字形曲げとの間に位置付けられる。蝶ねじ１５９０を締めることにより、脚部は画像内視鏡２０の軸に対して圧縮され、医師は把手１５８０を動かすことにより内視鏡を回転させる。
【０１４０】
本発明の一つの実施例では、内視鏡は使用に先立って内視鏡の遠位端を清潔に保つようにする可動スリーブを有し、内視鏡が使用された後、患者に接触した内視鏡の端部をカバーする。
【０１４１】
図３０Ａおよび図３０Ｂは、遠位端にスポンジ１５０４を有する内視鏡１５９４の一つの実施例を示す。スポンジは内視鏡上に装着され、除去されるラッパーを剥がし、水またはその他の液体がスポンジに適用される。水は親水性コーティングを作動し、内視鏡の遠位端が増加潤滑性を有する。また、スポンジは圧縮時把手として機能し、医師は内視鏡を引っ張ったりおよび／または捻る。
【０１４２】
撓み込み可能なスリーブ１５９８は内視鏡の遠位端上に位置付けられ、プローブの潤滑遠位端を露出するよう後退できる。一つの実施例では、スリーブ１５９８は、遠位端がスポンジ１５９４に、近接端がブレイクアウトボックスに固定される。スポンジを近接して移動させてスリーブを後退させ、内視鏡が使用可能になる。処置後、スポンジ１５９４は遠く移動し、内視鏡の遠位端上にスリーブを延長させる。スリーブを延長させると、プローブの汚染物は患者と処置を行う医師またはスタッフに接触しなくなる。
【０１４３】
一部の例では、画像内視鏡の遠位端に放散される熱量を制限することが望ましい。発光ダイオードを使用する場合、照明光を発生する過程で多少の熱を発生させる。同様に、イメージセンサーは操作時熱を発生する。内視鏡の遠位端がどのくらい熱くなるかを制限および／またはこれらの構成要素の寿命を延ばすため、熱を放散させることが必要である。それを行う技術は、画像内視鏡の遠位端で受け熱シンクを形成することである。図３１に示されるように、遠位端１６００は、キャップ１６０２と生体適合性の金属などの熱放散材料からなる熱放散部分１６０４を含む。熱放散部分１６０４は、熱放散部分１６０４の直径に沿って近似して延長する比較的平らなベース１６０８を有する半円形開口部１６０６を含む。平らなベース１６０８は、ＬＥＤなどの電気構成要素とイメージセンサーが熱伝導接着剤またはその他の熱導電材料で取り付けられるパッドを形成する。熱発生装置は熱放散部分１６０４に操作時に発生した熱を転送する。遠位端カバー１６０２は熱放散部分１６０４が体内の組織に接触しないようにし、画像カテーテルが患者内で動く際体を保護するため、熱放散部分１６０４の遠位端をカバーする。プリズム、レンズ、またはその他の光曲げ装置は、熱放散部分１６０４の比較的平らなベース１６０８に固定される画像電子回路に内視鏡の遠位端を挿入する光を曲げる必要がある。
【０１４４】
図３２は、遠位端がカバーを含まないが生体適合性の金属などの一個の熱放散材料から成形される内視鏡の熱放散遠位端を示す。熱放散部分１６２０は再び、その部分の直径に沿って延長し、熱発生電子装置が取り付けられる比較的平らな面１６２２を持つ半円形開口部を含む。半円形開口部を熱放散遠位端１６２０の遠位端に形成し、照明機構とイメージセンサーは平らな面１６２２に取り付けられる。照明機構とイメージセンサーまたはイメージセンサーレンズを洗浄するため、半円形切抜き上に水を方向付けるよう、洗浄ポートは方向付けられる。
【０１４５】
本発明のさらに別の実施例では、内視鏡の遠位端の画像装置は、穴を通って内視鏡の端部を通過し体外に通気する空気または水により冷却できる。例えば、圧力下の空気は、画像電子回路近くのオリフィスを通って通気される。空気の膨張は、画像電子回路を冷却する温度を低下させる。温められた空気は排気穴を通って内視鏡の近接端に押しやられる。別法として、内視鏡は遠位端の熱交換器に水を供給する水供給穴を含む。遠位端の電子構成要素により温められた水は水戻り穴で除去される。
【０１４６】
図３３は、図３１に示された受け熱放散遠位端の別の実施例を示す。本実施例では、熱放散遠位端１６４０は遠位端の円周に位置付けられたいくつかのホタテガイ状チャネル１６４２を有する。ホタテガイ状チャネル１６４２は、熱放散遠位端の表面領域を増加させ、照明および画像電子装置から熱を放散させる遠位端の能力を増加させる。
【０１４７】
本内視鏡画像システムには多くの用途があるが、結腸内視術検査を行うのに特に適する。一つの実施例では、１／４インチのピッチで０．０６０内部スパイラルラップを有し、親水性コーティングで被覆された１０〜１３ｍｍ直径のプロトタイプが、従来の内視鏡の０．８５と比較して０．１５の摩擦係数を有する。また、本発明の内視鏡は、従来の内視鏡がかかるきつい曲げを通過できない２インチのＵ字形曲げを通してそれを押す０．５  ｌｂｓの力を必要とする。したがって、本発明により、結腸内視術が安価軽量で製造され、低い摩擦係数と高い追跡性により患者がさらに快適になる。
【０１４８】
結腸内視術を行うに加えて、本発明の内視鏡画像システムはまた、カニューレ、ガイドワイヤ、括約筋切開器、結石回収バルーン、回収バスケット、拡張バルーン、ステント、サイトロジーブラシ、結紮装置、電気止血装置、硬化療法針、シュリンゲおよび生検鉗子を含む各種の外科装置で有用である。
【０１４９】
カニューレは内視鏡画像システムで使用され、オッディ括約筋または乳頭突起にカニューレ挿入し、胆管または膵管にアクセスできる。ガイドワイヤは内視鏡の作動チャネル沿いに下って供給され、レールとして使用され、対象領域に外科装置を供給する。括約筋切開器は、ステントを配置したり患者から結石を除去したりするため、乳頭突起を開くのに使用される。結石回収バルーンは、ガイドワイヤとともに、胆管から結石を引っ張るのに使用される。回収バスケットはまた、胆管から結石を除去するのに使用される。拡張バルーンは、胃腸管、尿管、または肺管の狭窄を開くのに使用される。ステントは、胃腸管、尿管、または肺管の狭窄を開くのに使用される。ステントは、金属またはプラスチックであり、自立膨張または機械膨張され、通常カテーテルの遠位端から供給される。サイトロジーブラシは、ガイドワイヤの端部で、細胞試料を収集するのに使用される。結紮装置は、食道の静脈瘤を結紮するのに使用される。バンド結紮器は、静脈瘤をシンチングする弾性バンドを使用する。電気止血装置は電流を使用して胃腸管の出血組織を焼灼する。硬化療法針は、凝固溶液またはシーリング溶液を静脈瘤に注入するのに使用される。シュリンゲは、胃腸管からポリープを除去するのに使用され、生検鉗子は、組織試料を収集するのに使用される。
【０１５０】
本発明の内視鏡画像システムで処理できる特殊外科処置の例は、バルク剤充填、インプラント、胃底ヒダ形成術、組織瘢痕化、縫合、または弁交換による胃食道逆流症（ＧＥＲＤ）の治療、または下部食道括約筋（ＬＥＳ）を閉じるのを助けるその他の技術を含む。
【０１５１】
外科処置の別の例は、インプラントを配置するか、または整復外科、胃バイパス、およびヒダ形成または組織ヒダの形成を行い、患者の体重低下を助けることによる病的肥満治療である。
【０１５２】
内視鏡的粘膜切除術（ＥＭＲ）は、切除に先立ってそれらを食塩水などで満たし、それらを持ち上げることにより、無茎性ポリープまたは扁平な病巣の除去を伴う。本発明の内視鏡は、この処置を行うのに有用な針、シュリンゲ、および生検鉗子を供給するのに使用できる。
【０１５３】
また、本発明の内視鏡画像システムは、胃腸管壁の一部が切除され、傷がステープラーやファスナーで回復する全層切除（ＦＴＲＤ）を行うのに使用できる。最終的に、本発明の内視鏡画像システムは、組織を弱める硬化剤、または体内組織の疾患を治療する薬剤供給剤を供給するのに使用できる。
【０１５４】
本発明の好ましい実施例が例示され説明されたが、各種変更が本発明の範囲から逸脱することなくなされることが理解される。例えば、開示実施例の一部がプルワイヤを使用して内視鏡の長さを圧縮するが、専用ワイヤなどのその他の機構が使用できることが理解される。別法として、ばねは内視鏡を遠位端に偏倚させるのに使用され、ワイヤはばねを圧縮するのに使用され、内視鏡の長さを短縮する。さらに、開示実施例は回転サーボモーターを使用して制御ケーブルを駆動するが、直線アクチュエータなどのその他のアクチュエータが使用できる。同様に、好ましい実施例に関連して説明された内視鏡が作動チャネルを備えるが、かかるチャネルが省略され、残りのカテーテルがシュリンゲ、ｒｆ切除チップなどの専用ツールを所望位置に供給するのに使用されることが理解される。別法として、カテーテルは画像のみに使用される。最後に、開示構成要素が内視鏡画像システムで使用されるとして説明されているが、多くの構成要素がそれ自体またはその他の医療機器で別の利用がある。したがって、本発明の範囲は、以下のクレームとその同等物から決定される。
【０１５５】
特殊特性または利益が主張される本発明の実施例は、上記のように定義される。
【図１Ａ】
2010158566.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
2010158566.tif 000006
【図３Ｂ】
2010158566.tif 000007
【図３Ｃ】
2010158566.tif 000008
【図３Ｄ】
2010158566.tif 000009
【図３Ｅ】
2010158566.tif 000010
【図４Ａ】
2010158566.tif 000011
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
2010158566.tif 000013
【図４Ｄ】
2010158566.tif 000014
【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
2010158566.tif 000016
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2010158566.tif 000019
【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
2010158566.tif 000021
【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
2010158566.tif 000023
【図６Ｄ】
2010158566.tif 000024
【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
2010158566.tif 000027
【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
2010158566.tif 000034
【図１０Ｂ】
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【図１１】
2010158566.tif 000036
【図１２Ａ】
2010158566.tif 000037
【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010158566.tif 000041
【図１６Ａ】
2010158566.tif 000042
【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８Ａ】
2010158566.tif 000048
【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
2010158566.tif 000050
【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２３Ｄ】
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【図２３Ｅ】
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【図２３Ｆ】
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【図２３Ｇ】
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【図２３Ｈ】
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【図２３Ｉ】
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【図２３Ｊ】
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【図２３Ｋ】
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【図２３Ｌ】
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【図２３Ｍ】
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【図２３Ｎ】
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【図２３Ｏ】
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【図２３Ｐ】
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【図２３Ｑ】
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【図２３Ｒ】
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【図２３Ｓ】
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【図２３Ｔ】
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【図２３Ｕ】
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【図２３Ｖ】
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【図２３Ｗ】
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【図２３Ｘ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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