(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱可能カメラに結合された内視鏡に無線給電する内視鏡ビデオシステムであって、
内視鏡コイルを備える第１送受信器が取り付けられた内視鏡を備え、前記第１送受信器が無線エネルギーを受信し、
前記内視鏡ビデオシステムが、
前記内視鏡に取り付けられたＬＥＤを備え、前記ＬＥＤが前記第１送受信器に結合されて前記第１送受信器から電力を受信し、
前記内視鏡ビデオシステムが、
前記第１送受信器の動作を制御するために前記内視鏡に取り付けられた内視鏡制御電子回路と、
前記内視鏡の近位端に固定された内視鏡結合機構と、
カメラヘッドコイルを備える第２送受信器が取り付けられたカメラとを備え、前記第２送受信器が前記第１送受信器に近接した場合に前記第１送受信器に無線接続し、前記第１送受信器にエネルギーを送信し、
前記内視鏡ビデオシステムが、
前記第２送受信器の動作を制御するために前記カメラに取り付けられたカメラ制御電子回路と、
前記カメラに前記内視鏡を機械的に結合するために、前記内視鏡結合機構と係合可能な軸対称カメラ結合機構と、
前記内視鏡に取り付けられたイメージャとを備え、前記イメージャは、前記第１送受信器に結合されるとともに、前記第１送受信器から電力を受信するイメージャとを備え、
前記イメージャが画像データを生成するとともに、
前記内視鏡結合機構が前記カメラ結合機構と係合した場合に、前記内視鏡が前記カメラに対して回転可能となり、かつ前記カメラヘッドコイルと前記内視鏡は軸方向に整列され、前記カメラコイルへの電力を使用不能にすることができ、前記カメラが従来のアイカップ内視鏡に適合される内視鏡ビデオシステム。
【請求項２】
前記内視鏡が、遠位端および近位端を有するシャフトをさらに備え、前記イメージャが前記シャフト内に配置される請求項１に記載の内視鏡ビデオシステム。
【請求項３】
前記イメージャが前記シャフトの前記遠位端に配置される請求項２に記載の内視鏡ビデオシステム。
【請求項４】
前記内視鏡ビデオシステムが、前記カメラに結合されたカメラ制御ユニットをさらに具備し、前記カメラ制御ユニットが前記画像データを受信および処理し、前記内視鏡ビデオシステムが、ユーザに前記画像データを提示する、前記カメラ制御ユニットに結合されたディスプレイをさらに備える請求項１に記載の内視鏡ビデオシステム。
【請求項５】
前記内視鏡ビデオシステムが、前記カメラ制御ユニットに結合されたネットワークコネクションをさらに備え、前記画像データが、表示および/または格納のために前記ネットワークコネクションを介してリモート位置に送信される請求項４に記載の内視鏡ビデオシステム。
【請求項６】
前記カメラ制御ユニットが前記カメラと一体的に設けられる、または前記カメラ上に着脱可能に取り付けられる請求項４に記載の内視鏡ビデオシステム。
【請求項７】
前記内視鏡がエネルギー貯蔵装置をさらに備える請求項１に記載の内視鏡ビデオシステム。
【請求項８】
前記内視鏡が、前記内視鏡に取り付けられ、かつ前記第１送受信器に結合されたメモリ装置をさらに備え、内視鏡パラメータデータおよび内視鏡使用履歴データが前記メモリ装置に格納される請求項１に記載の内視鏡ビデオシステム。
【請求項９】
内視鏡ビデオシステムが、前記カメラに結合されたカメラ制御ユニットをさらに備え、前記内視鏡パラメータデータおよび内視鏡使用履歴データが、前記内視鏡から前記カメラ制御ユニットに送信され、前記カメラ制御ユニットが修正された内視鏡使用履歴データを生成するとともに、前記修正された内視鏡使用履歴データが前記内視鏡の前記メモリ装置に送信および保存される請求項８に記載の内視鏡ビデオシステム。
【請求項１０】
内視鏡ビデオシステムが、着脱可能なカメラ制御ユニットの記憶装置をさらに備え、画像データが前記着脱可能なカメラ制御ユニットの記憶装置に保存される請求項９に記載の内視鏡ビデオシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内視鏡ビデオカメラシステムに関し、この内視鏡ビデオカメラシステムでは、ビデオカメラが、接続された内視鏡を電子的に識別し、一定の内視鏡パラメータに従ってシステムパラメータを自動的に設定し、内視鏡に電力をワイヤレスに供給する。内視鏡は、内視鏡の使用および保守、在庫追跡および管理、ならびに様々な他の内視鏡パラメータの監視の目的で操作する(すなわち、内視鏡から情報を読み取り、更新し、次いで情報を内視鏡に書き込む)ために、電子的に識別することができる。さらに、内視鏡は、カメラに結合することができ、またカメラに対して回転可能である。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、医療専門家による可視化および診察を容易にするために体腔内に挿入される、細長い管状構造の医療装置である。内視鏡は、その遠位端に、対物レンズを有する望遠鏡を含む。望遠鏡は画像転送システムを含み、硬質内視鏡では、画像転送システムは通常、一連の間隔を置いて配置されたレンズである。軟質内視鏡では、通常、画像転送システムは、コヒーレントに組み立てられた小さい光ファイバの束である。
【０００３】
通常、画像転送システムの近位端には、直接的人間可視化のための仮想画像を生成する接眼レンズがある。しばしば、電荷結合デバイス(CCD)チップやCMOSデバイスなどのカメラ手段が内視鏡に取り付けられる。カメラ手段は画像を受信し、ビデオディスプレイ用の信号を生成する。外科医は、接眼レンズを通じて内視鏡の中を直接的に見ることができ、しばしばそれを行うが、取り付けられたカメラを使用して、ビデオ画面上の画像を観察する方が一般的である。従来型ビデオカメラ構成では、通常は、カメラ(以後「カメラヘッド」と呼ぶ)が、着脱可能に内視鏡に接続される。カメラ制御ユニット(CCU)が、制御の中でもとりわけ、カメラヘッドとビデオディスプレイとの間のリンクを与えるために使用される。
【０００４】
カメラヘッドは内視鏡から着脱可能であるので、これにより、内視鏡と着脱可能カメラとの間で、例えばデータおよび/または光エネルギー(すなわち照明光)を送信するための結合機構が必要となる。しかし、結合位置での位置合せ不良、汚れ/破片、および光路に対する損傷によって光路の効率が低下する可能性があるので、内視鏡と着脱可能カメラとの間で光エネルギーを送信するための結合機構の必要をなくすことが有利であるはずである。しかし、内視鏡での光エネルギーの生成は、電源(例えば電池)が内視鏡に取り付けられたときの、対応する内視鏡の重量の増加のために、実現可能ではない。したがって、内視鏡での光エネルギーの生成を実現し、内視鏡の重量およびサイズを著しく増大させないシステムが望ましい。
【０００５】
あるビデオ内視鏡システムでは、例えばカメラから内視鏡に照明光を送るステム/レセプタクル構成と、内視鏡からカメラに画像データを送信するステム/レセプタクル構成とを含む、内視鏡とカメラとの間の結合機構が設けられている。しかし、この構成は必ずしも、内視鏡をパンするための容易な方式を実現するわけではない。例えば、内視鏡とカメラが共にロックされるとき、外科医は、パニング効果を達成するために手首を回転させなければならない。これにより可能となるのは限られた回転だけであり、すなわち手首を無限に回転させることはできず、パニング中にカメラと内視鏡が単一のユニットとして回転するときに、方向感覚を失わせる画像スピンを引き起こす。
【０００６】
様々なシステムが、内視鏡とカメラとの間の相対的回転を可能にするという問題に対処することを試みてきたが、その成功は限定されたものである。設計者が直面する課題は、シャフトがカメラに対して回転するとき、照明系または画像光学系のいずれかが中心軸の周りに回転しなければならないことである。通常、画像光学系が中心に配置され、すなわち内視鏡の中心軸を画定し、照明系が画像光学系に対して離心し、シャフトが回転/パンするとき、照明系は、内視鏡の中心軸の周りに同心状に移動する。この回転可能な照明系により、カメラから内視鏡に光を転送することが難しくなる。ある設計は、シャフトの運動に追従するように可動な、カメラ内に収容された照明系の部分を有する。これにより、光導管をカメラヘッド内部で巻き上げることが必要となる。しかし、光導管を無限に巻くことはできず、したがってパニング範囲を制限することが必要となる。制限に達すると、観察目的地に達するために、装置を逆方向にパンし直さなければならないので、この制限は外科医にとって不快であることがある。さらに、照明導管の巻上げと巻き戻しの反復に関連する機械的摩耗、ならびに結合からの望ましくない高輝度光の「漏れ」を防止するために任意の可動部を「密封」することが問題となる。
【０００７】
別の設計は、ファイバが環状構成に広げられ、したがって回転位置の如何に関わらず光を受け取る、照明スリップリングと呼ばれることがあるものに基づく。環状に配置されたLEDが使用されることもある。遺憾ながら、この光スリップリング設計は製造が難しく、一般に、効率が低く、過剰かつ/または安全でない熱が蓄積され、照明が非一様であるという問題を有する。
【０００８】
こうした多くの問題のために、内視鏡設計者は、従来は外部光ガイドを通じて光を供給する外部バルブであった照明源を、内視鏡シャフト内部に配置することに注目してきた。照明を供給するためにLEDが使用されてきた。しかし、LEDを使用することは、LED自体への電力を必要とする。恐らく、電気スリップリングは光スリップリングよりも多く試みられ、光スリップリングよりも適しているが、電気スリップリングは通常、摩耗、電磁雑音、および信頼性に伴う問題を有する。さらに、外科手術/医療環境では、開いた回転インターフェースを介する電力転送についてのさらなる安全上の問題がある。しかし、光源を内視鏡内に置く設計に伴う主な欠点は、既に当技術分野で存在する現在の内視鏡システムと互換性がないことである。
【０００９】
特定の応用例および外科手術処置に対して様々なサイズの内視鏡があることにさらに留意されたい。望遠鏡レンズ系は様々な光学的特性を有することがある。例えば、対物レンズはプリズムを含むことがあり、それによって、観察される画像が望遠鏡の軸に対してある角度となる。さらに、異なる内視鏡は異なる視野(FOV)を有することがある。これらおよび他の変動が、特定の内視鏡の光学的特性に影響を及ぼす。
【００１０】
上記のように、カメラヘッドは通常、内視鏡から着脱可能であり、しばしば、様々な光学的特性を有する様々な内視鏡に取付け可能となるように好都合に構築される。このため、取り付けられたカメラヘッドからビデオ信号を受信するCCUは、ビデオモニタ上に最適化された画像を提示するために内視鏡の光学的特性を認識している必要がある。現在、カメラヘッドおよびCCUの設定は、内視鏡の光学的特性に合わせて手動で調節される。
【００１１】
取り付けられた内視鏡に関するビデオカメラシステム設定を最適化するためにカメラヘッドおよび/またはCCUに対する手動調節を行う必要をなくすことによって内視鏡およびビデオカメラシステムの作業を単純化することが有利なはずである。
【００１２】
特定の内視鏡を使用する最適なビデオシステム操作を保証するために、内視鏡が周期的な定期保守および不定期保守を受けることも必要である。さらに、大部分の内視鏡製造業者は、信頼性の高い正確で精密な機能を保証するために、内視鏡製造業者の製品を適切に保守することを要求する。これにより、製造業者の評判と、製造業者の製品に対する医療専門家の信頼が高まる。製造業者の観点からは、工場が許可した人員だけが製造業者の製品をサービスすることが重要である。しかし、ある医療施設が無許可の修理サービスを使用する可能性があるということが市場の現実である。そのような最適以下の保守をやめさせることが製造業者の利点である。保守が誤って実施された場合、医療人員は、誤って実施された保守によって引き起こされた問題を、製品および/または製造設計によるものであると考える可能性があるからである。
【００１３】
内視鏡の保守には、内視鏡の使用特性が関係する。製造業者にとって、製造業者の製品がどのように使用されるかは有用な情報である。製造業者は、例えば、各製品がどれほどの頻度で使用されるか、各使用の経過時間、製品の保守履歴などを知りたいことがある。こうした要素は、耐久性、信頼性、構成要素、および製造工程で使用される材料に関する将来の内視鏡設計に影響を及ぼす可能性がある。
【００１４】
電子センサを利用して、内視鏡がさらされた、内視鏡の認識した安全動作範囲を超える動作条件を記録することが当技術分野で知られている。内視鏡がさらされた圧力、湿度、照射、および/または衝撃荷重などの条件に関するピーク値を記録することができる。次いで、内視鏡の故障時に、この情報を利用して故障の推定原因を判断することができる。
【００１５】
D'Alfonso他の特許文献1およびD'Alfonso他の特許文献2は共に、カメラパラメータおよびカメラ使用特性をカメラヘッド内に配置された不揮発性メモリに格納し、カメラ制御ユニットへのカメラユニットの接続時に、データ結合を通じてカメラパラメータおよびカメラ使用特性をカメラ制御ユニットに送信することを開示している。しかし、どちらの参考文献も、内視鏡が内視鏡内に位置するメモリ装置を有し、したがって単一のカメラユニットを複数の内視鏡の間で交換することができ、カメラユニットの接続時にカメラユニットが内視鏡パラメータおよび使用特性を自動的に読み取るシステムを開示していない。さらに、特許文献1と特許文献2のいずれも、特定の内視鏡使用の履歴を記録するために内視鏡使用特性を更新することのできるシステムを開示していない。むしろ、特許文献1と特許文献2はどちらも、カメラユニットのみを更新することに限定される。さらに、特許文献1と特許文献2のいずれも、非接触伝送を通じて内視鏡パラメータおよび使用特性を自動的に読み取ることのできるシステムを開示していない。
【００１６】
内視鏡管理の分野での別の問題は、施設全体にわたって使用される多数の異なる内視鏡を追跡することである。内視鏡の位置および在庫を追跡するための様々な手法があった。単純な在庫管理およびサインアウトシートは労働集約的で不正確であり、その結果、医療機器に対して要求される精査のレベルを保証するには効果がない。さらに、サインアウトシートでは、機器を監視すること、例えば内視鏡が適切に機能しているか、それとも保守が必要かを判定することが可能ではない。
【００１７】
追跡のためにバーコードが使用されている。機器のバーコーディングにより、バーコードをポータブルバーコードスキャナで読み取ることによって機器の識別および位置特定が可能となる。しかし、機器が最後にスキャンされた後に機器が移動したとき、バーコーディングは効果がない。さらに、バーコードの使用は、内視鏡を探して1つまたは複数のポータブルスキャナと共に施設を見て回るという労働集約的段階を必要とする可能性がある。さらに、サインアウトシートのようなバーコードでは、機器を監視すること、例えば内視鏡が適切に機能しているか、それとも保守が必要かを判定することが可能ではない。
【００１８】
Heinrichs他の特許文献3で開示されているように、高周波数コイルが疎結合変圧器のような働きをする誘導結合を通じてエネルギーおよびデータ伝送を行うことができることが当技術分野で知られている。高周波数コイルに電力が印加されるとき、高周波数コイルは高周波数界を生成し、別の装置が非常に近接したとき、高周波数界が別の装置の高周波数コイルに課される。
【００１９】
特許文献3で開示されている誘導結合の使用に伴う1つの大きな問題は、手術室環境内で受け入れられないレベルの電磁干渉(「EMI」)を生み出す可能性があることである。カメラヘッドからカメラ制御ユニットに送信されるビデオ信号などの電子機器は、特にEMIに敏感である可能性がある。したがって、EMIの負の効果を低減するために、十分な遮蔽を設けるべきである。しかし、これにより、装置のコストおよび製造時間が著しく増大する。したがって、EMIを生成しないシステムが大いに望ましい。
【００２０】
特許文献3で開示されている誘導結合の使用に伴う別の欠点は、内視鏡とカメラヘッドの両方で誘導コイルの使用を必要とし、装置のサイズおよび重量が非常に増大することである。誘導コイルのサイズおよび重量の増大に加えて、誘導コイルによって生成されるEMIのために必要な遮蔽により、装置のサイズおよび重量がさらに増大する。軽く、小型で、扱いやすい内視鏡およびカメラヘッドが望ましい。
【００２１】
特許文献3で開示されている誘導結合技法の別の欠点は、高周波数コイルが疎結合変圧器のような働きをするので、効果的なデータ転送を達成するために、両方の高周波数コイルを、一方の頂部に他方を直接的に位置合せすべきであることである。高周波数コイルによって生み出される誘導場は単方向であり、したがって構成要素の正確な位置合せが重要である。この状況は、医療専門家にとって、ビデオシステムを適切に機能させるためにカメラヘッドと内視鏡を正確に位置合せしようと試みて時間を費やさなければならず、非常に苛立たしいものとなる可能性がある。したがって、構成要素の正確な位置合せを必要としないシステムが望ましい。
【００２２】
様々な装置および/または機器の位置を特定するのに無線自動識別(「RFID」)が使用されている。しかし、手術室環境で使用されるRFIDは、装置の位置を特定するのに必要とされる広い電力範囲のために限られている。位置特定のために利用されるRFIDは、妥当なだけ広い電力範囲を有する送受信器を使用することを必要とする。遺憾ながら、広い電力範囲により、意図しないRFID受信器による信号の受信が引き起こされることがある。すなわち、内視鏡が部屋Aで使用されている場合、部屋B内の無関係の内視鏡機器に、送受信器に「応答」させることは望ましくない。RFIDは、装置および/または機器の位置を追跡することに限定されており、装置および/または機器から記録または追跡システムへの一方向通信のみを可能にする。
【００２３】
RFIDは、比較的迅速な読取り速度を有するという利点を有するが、RFIDが直面している1つの特定の制限は、比較的過酷な環境でのスキャンの精度である。例えば、RFIDは、液体および金属を通じて、または液体および金属付近で正確な読みを得るのが難しいことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】米国特許第5896166号
【特許文献２】米国特許第6313868号
【特許文献３】米国特許第6092722号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
したがって、内視鏡およびビデオカメラの使用を単純化および最適化し、敏感な電子装置と干渉せず、製造業者のパラメータに合わせて内視鏡を保守するように顧客に奨励し、製品の使用および保守に関する情報を内視鏡製造業者に提供するシステムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
したがって、本発明のいくつかの態様は、内視鏡カメラヘッドから、内視鏡のハンドルまたはシャフト内に配置することのできる内視鏡内の搭載光源への無接点ワイヤレス誘導電力転送のための方法およびシステムを提供することによって上述の問題に対処する。この方式は以下を可能にする。1)横方向に接続された光ガイドからの横方向の力またはモーメントがない、2)光ガイド巻上げなしにカメラヘッドと内視鏡シャフトとの間の無制限の相対的回転、3)内視鏡シャフトをパンするときに方向感覚を失わせる画像回転がない、4)処置中の内視鏡間の容易かつ迅速な切換え、5)病院および医療センタに既に配置されている内視鏡システムとの互換性、6)システムがモジュール式であるためにトラブルシューティングおよび修理が容易、および7)堅牢性-単一のシステムは、重いカメラ/ハンドル部分が壊れやすい内視鏡部分にしっかりと接続されるので、再処理/滅菌中に破損しやすい。
【００２７】
本発明の一態様では、内視鏡および着脱可能カメラヘッドを含むシステムが提供される。内視鏡はトランスポンダ/送受信器を備え、着脱可能カメラヘッドは、カメラヘッドから内視鏡に電力が送信されるように、対応するトランスポンダ/送受信器を備える。内視鏡は、光源(例えばLED)が取り付けられ、電力が着脱可能カメラヘッドから内視鏡にワイヤレスに送信され、LEDに電力供給される。電力が送信されるだけではなく、内視鏡によって(例えばCCDまたはCMOSデバイスを介して)生成された画像データを内視鏡から着脱可能カメラヘッドにワイヤレスに送信することもできることがさらに企図される。さらに、コマンドおよび制御データを内視鏡と着脱可能カメラヘッドとの間で送信することができる。
【００２８】
本発明の別の態様では、内視鏡パラメータデータおよび内視鏡使用履歴データにアクセスし、必要なら、内視鏡使用履歴データを更新し、格納のために内視鏡に再書込みすることのできる着脱可能カメラを利用して、内視鏡読取り/書込み機器が内視鏡パラメータおよび内視鏡使用履歴データを格納および供給するようなシステムが提供される。トランスポンダ/送受信器は内視鏡に固定され、内視鏡トランスポンダ/送受信器は、ワイヤレス信号を送信および受信することができる。内視鏡トランスポンダ/送受信器はメモリ装置に結合され、メモリ装置は、内視鏡パラメータおよび内視鏡使用履歴データの電子表現を格納し、照会されたとき、内視鏡トランスポンダ/送受信器に電子表現を供給する。内視鏡トランスポンダ/送受信器との通信のためにワイヤレス信号を送信する目的で、カメラトランスポンダ/送受信器はカメラに固定され、内視鏡トランスポンダ/送受信器が送信したワイヤレス信号を受信するように設定される。
【００２９】
一実施形態では、本発明は、RFIDフォーマット、またはIEEE1902.1と呼ばれ、「RuBee」フォーマットとも呼ばれる標準のいずれかを使用するワイヤレストランスポンダ/送受信器を利用する。したがって、放射されるEMI、位置合せ要件、装置の位置を特定できないことなどの、誘導結合に関連する問題はない。
【００３０】
本願では、以下の用語および定義が適用されるものとする。
【００３１】
本明細書で使用する「データ」という用語は、永続的または一時的な、可視、可聴、音響、電気、磁気、電磁気、またはその他の方法で明示される、任意の表示、信号、マーク、シンボル、領域、シンボルセット、表現、および情報を表す任意の他の物理的形態を意味する。ある物理的形態で所定の情報を表すのに使用される「データ」という用語は、異なる物理的形態の同一の所定の情報の任意かつすべての表現を包含するとみなされるものとする。
【００３２】
本明細書で使用する「ネットワーク」という用語は、インターネットを含む、すべての種類のネットワークとインターネットワークのどちらも含み、何らかの特定のネットワークまたはインターネットワークに限定されない。
【００３３】
本明細書で使用する「結合される」、「に結合される」、および「と結合される」という用語はそれぞれ、2つ以上の装置、機器、ファイル、プログラム、媒体、構成要素、ネットワーク、システム、サブシステム、および/または手段の間の関係を意味し、(a)直接的な、あるいは1つまたは複数の他の装置、機器、ファイル、プログラム、媒体、構成要素、ネットワーク、システム、サブシステム、または手段を介する接続、(b)直接的な、あるいは1つまたは複数の他の装置、機器、ファイル、プログラム、媒体、構成要素、ネットワーク、システム、サブシステム、または手段を介する通信関係、ならびに/あるいは(c)任意の1つまたは複数の装置、機器、ファイル、プログラム、媒体、構成要素、ネットワーク、システム、サブシステム、あるいは手段の動作が、その任意の1つまたは複数の他の動作に全体的または部分的に依存する機能関係のうちの任意の1つまたは複数を構成する。
【００３４】
本明細書で使用する「プロセス」および「処理」という用語はそれぞれ、限定はしないが、例えば、連続的または非連続的、同期または非同期、データの方向、データの修正、フォーマッティング、および/または変換、データのタグ付けまたは注釈、データの測定、比較、および/または検討を含む動作または一連の動作を意味し、プログラムを含むことがあり、または含まないことがある。
【００３５】
「第1」および「第2」という用語は、1つの要素、セット、データ、物体、または物を他と区別するのに使用され、時間的な相対位置または構成を指定するのには使用されない。
【００３６】
本明細書で使用される「共振」相互作用という用語は、2つのほぼ同一の周波数物体(例えば、送信器/受信器)間で生じる比較的強い結合を記述するのに使用されるのに対して、他のオフ共振環境物体(off-resonant environmental object)とは比較的弱く相互作用する。「共振」相互作用はさらに、共振エバネッセント結合(resonant evanescent coupling)を包含し、共振結合は、2つの物体の非放射近距離場の重複によって生じる。
【００３７】
本発明の有利な一実施形態では、内視鏡パラメータおよび内視鏡使用履歴データを含むワイヤレス信号を送信するように設定され、修正後内視鏡使用履歴データを含むワイヤレス信号を受信するように設定された、内視鏡に固定された第1トランスポンダ/送受信器と、修正後内視鏡使用履歴データを含むワイヤレス信号を送信するように設定され、内視鏡パラメータおよび内視鏡使用履歴データを含むワイヤレス信号を受信するように設定された、着脱可能カメラに固定された第2トランスポンダ/送受信器と、ワイヤレス信号内に含まれるデータを格納するためのメモリ位置を有する、第1トランスポンダ/送受信器に結合されたメモリ装置と、内視鏡パラメータおよび内視鏡使用履歴データを受信および処理する、カメラに結合されたカメラ制御ユニットとを備える、内視鏡と着脱可能カメラとの間で通信する内視鏡ビデオシステムが提供される。
【００３８】
本発明の別の有利な実施形態では、内視鏡パラメータおよび内視鏡使用履歴データを含むワイヤレス信号を送信するように設定され、修正後内視鏡使用履歴データを含むワイヤレス信号を受信するように設定された、内視鏡に固定されたトランスポンダ/送受信器と、ワイヤレス信号内に含まれるデータを格納するためのメモリ位置を有する、トランスポンダ/送受信器に結合されたメモリ装置とを備える、内視鏡からのデータの転送のための内視鏡ビデオシステムが提供される。
【００３９】
本発明のさらに別の有利な実施形態では、修正後内視鏡使用履歴データを含むワイヤレス信号を送信するように設定され、内視鏡パラメータおよび内視鏡使用履歴データを含むワイヤレス信号を受信するように設定された、カメラヘッドに取り付けられたトランスポンダ/送受信器と、内視鏡パラメータおよび内視鏡使用履歴データを受信および処理する、カメラに結合されたカメラ制御ユニットとを備える、複数の内視鏡のパラメータに合わせて自動的に調節し、修正後内視鏡使用履歴データの転送を実現する内視鏡ビデオシステムが提供される。
【００４０】
本発明のさらに別の有利な実施形態では、メモリ装置と、メモリ装置に結合された第1トランスポンダ/送受信器とを有する内視鏡からカメラ制御ユニットに内視鏡パラメータおよび使用特性を通信し、カメラ制御ユニットから内視鏡に修正後内視鏡使用特性を通信する方法であって、複数の内視鏡パラメータおよび内視鏡使用特性をメモリ装置に格納する段階と、カメラに第2トランスポンダ/送受信器を提供する段階と、カメラ制御ユニットに第2トランスポンダ/送受信器を結合する段階と、メモリ装置から内視鏡パラメータおよび内視鏡使用特性を取り出す段階と、第1トランスポンダ/送受信器から内視鏡パラメータおよび内視鏡使用特性を含む第1ワイヤレス信号を送信する段階と、第2トランスポンダ/送受信器で第1ワイヤレス信号を受信する段階と、カメラヘッドからカメラ制御ユニットに第1ワイヤレス信号内に含まれる内視鏡パラメータおよび内視鏡使用特性を転送する段階と、カメラ制御ユニットからカメラに修正後内視鏡使用特性を転送する段階と、第2トランスポンダ/送受信器から第1トランスポンダ/送受信器に修正後内視鏡使用特性を含む第2ワイヤレス信号を送信する段階と、修正後内視鏡使用特性を含む第2ワイヤレス信号を受信する段階と、メモリ装置メモリ位置に修正後内視鏡使用特性を格納する段階とを含む方法が提供される。
【００４１】
本発明の別の有利な実施形態では、第1データを送信および受信する、内視鏡に取り付けられた第1トランスポンダ/送受信器と、第2データを送信および受信する、着脱可能カメラに取り付けられた第2トランスポンダ/送受信器と、データを格納するためのメモリ位置を有する、第1トランスポンダ/送受信器に結合されたメモリ装置とを備える、内視鏡と着脱可能カメラとの間で通信する内視鏡ビデオシステムが提供される。
【００４２】
さらに別の有利な実施形態では、受信器が取り付けられた内視鏡であって、受信器がワイヤレスエネルギーを受信する内視鏡と、前記内視鏡の近位端に固定された内視鏡結合機構とを備える、着脱可能カメラに結合された内視鏡に無線給電する内視鏡ビデオシステムが提供される。このシステムは、送信器が取り付けられたカメラであって、送信器が受信器に近接したときに受信器に無線接続し、受信器にエネルギーを送信するカメラと、カメラに内視鏡を機械的に結合するために内視鏡結合機構と係合可能なカメラ結合機構とをさらに備える。このシステムは、内視鏡に取り付けられた内視鏡光源をさらに備え、内視鏡光源が受信器に結合され、受信器から電力を受信し、内視鏡光源が照明光を生成する。
【００４３】
さらに別の有利な実施形態では、着脱可能カメラに結合された内視鏡に無線給電する方法であって、内視鏡結合機構を有する内視鏡上に受信器を配置する段階と、カメラ結合機構を有するカメラ上に送信器を配置する段階と、内視鏡上に内視鏡光源を配置する段階とを含む方法が提供される。この方法は、内視鏡およびカメラ機構を介してカメラに内視鏡を機械的に結合する段階と、受信器に内視鏡光源を結合する段階とをさらに含む。この方法は、送信器から受信器にエネルギーをワイヤレスに送信する段階と、受信器から内視鏡光源に供給される電力を用いて内視鏡光源で照明光を生成する段階とをさらに含む。
【００４４】
本発明ならびにその特定の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら考慮する以下の詳細な説明からより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】内視鏡に対する着脱可能カメラのアセンブリの図である。
【図２】内視鏡メモリ装置のプログラミング、および着脱可能カメラヘッドとの通信を示す図である。
【図３】本発明の方法を実施するブロック図である。
【図４】図1による本発明の有利な実施形態を示す図である。
【図５】図1による本発明の有利な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
ここで、図全体にわたって同様の参照番号が対応する構造を示す図面を参照する。
【００４７】
図1に、例えば内視鏡特性の電子表現を格納および送信することを含む、エネルギーおよびデータをワイヤレスに送信する内視鏡システム10を示す。有利な一実施形態によれば、内視鏡トランスポンダ/送受信器20が内視鏡12上に取り付けられ、着脱可能カメラヘッド14上に取り付けられたカメラヘッドトランスポンダ/送受信器24と通信する。内視鏡トランスポンダ/送受信器20およびカメラヘッドトランスポンダ/送受信器24は、当業者に周知の任意のタイプの比較的近距離の装置のうちの1つでよい。内視鏡トランスポンダ/送受信器20およびカメラヘッドトランスポンダ/送受信器24は、それぞれが互いにワイヤレス信号の送信と受信のどちらも行うことができるように設定される。
【００４８】
有利な一実施形態では、トランスポンダ/送受信器20および24は、RFID高周波(HF)または極超短波(UHF)のRF信号を生成、送信、および受信することのできる無線周波数(RF)送受信器として提供される。
【００４９】
別の有利な実施形態では、IEEE1902.1と呼ばれ、「RuBee」フォーマットとも呼ばれる標準を介してワイヤレス信号を生成、送信、および受信するようにトランスポンダ/送受信器20および24を提供することができる。従来のRFIDタグが後方散乱トランスポンダである場合、RuBeeはアクティブな送受信器として動作する。RuBeeは、450kHz未満の波長で動作する双方向、オンデマンド、ピアツーピア、放射型送受信器プロトコルである。このプロトコルは、数千のタグのネットワークを有する過酷な環境で有利であり、10から約50フィートのエリア範囲を有することができる。
【００５０】
RuBeeは、300から9600ボーの速度で動作する、資産分類法(asset taxonomy)にリンクされたIPv4アドレスおよびサブネットアドレスを使用するリアルタイムのタグ探索可能プロトコルを提供する。RuBee Visibility Networkはまた、低コストイーサネット(登録商標)使用可能ルータで管理されうる。個々のタグおよびタグデータは、世界中の任意の場所からのスタンドアロンウェブサーバとみなすことができる。各RuBeeタグは、適切に動作可能にされる場合、普及している検索エンジン(例えばGoogle)を使用してワールドワイドウェブを介して、またはVisible Assetの.tag Tag Name Serverを介して発見および監視されうる。
【００５１】
ネットワークコネクション29が利用される場合、ネットワークが、例えば、インターネット、イントラネット、LAN(ローカルエリアネットワーク)、WAN(広域ネットワーク)、MAN(大都市圏ネットワーク)、フレームリレー接続、Advanced Intelligent Network(AIN)接続、同期式光ネットワーク(SONET)接続、デジタルT1、T3、またはE1回線、デジタルデータサービス(DDS)接続、DSL(デジタル加入者線)接続、イーサネット(登録商標)接続、ATM(非同期転送モード)接続、FDDI(ファイバ分布データインターフェース)、またはCDDI(銅線分布データインターフェース)接続などのうちの任意の1つまたは複数でよく、またはそれらを含むことができることが企図される。この方式では、カメラ制御ユニット16が、例えば、内視鏡12との間で送信されるデータおよび/または情報へのリモートアクセスのために、ネットワークコネクション29を介してリモートコンピュータ31に結合されうる。
【００５２】
RuBeeの別の利点は、液体および金属を通じて良好に動作することができ、消費する電力が少ないことである。価格の観点からは、RuBeeと従来のRFIDは同様のコストである。
【００５３】
内視鏡トランスポンダ/送受信器20がメモリ装置22に結合される。メモリ装置22は、内視鏡12のパラメータの電子表現を格納し、それを内視鏡トランスポンダ/送受信器20に供給することができる。メモリ装置22は、電気的手段、磁気的手段、光周波数による手段、または当業者に一般的に知られている任意のタイプの手段などによってプログラム可能である任意のタイプでよい。
【００５４】
内視鏡光源21、内視鏡電子回路23、およびイメージャ25が内視鏡12内または内視鏡12に取り付けられることも示されている。一実施形態では、内視鏡光源21は、例えば内視鏡12の遠位端の前方に照明光を供給する、LEDを備える。内視鏡トランスポンダ/送受信器20は、ワイヤレス接続を介してカメラトランスポンダ/送受信器24から電力を受信する。電力の伝送のためのワイヤレス結合が、医療器具に取り付けられたどんなタイプの蓄電装置も必要とせずに機能するように、例えば、共振結合構成を備えることができることが企図される。別の実施形態では、ワイヤレス電力結合の瞬間的切断の場合に、限られた電力量を蓄積するために、重量が低減された蓄電装置19が医療装置に取り付けられうる。この第2実施形態では、医療装置は、ワイヤレス電力送信ユニットの近傍に入ったときに自動的に再充電を開始する。
【００５５】
有利な一実施形態では、カメラトランスポンダ/送受信器(送信器/受信器)24および内視鏡トランスポンダ/送受信器(送信器/受信器)20は、共振送信器および受信器を備えることができる。例えば、共振送信器は共振磁場を生成することができる。トランスポンダ/送受信器は、カメラトランスポンダ/送受信器24と内視鏡トランスポンダ/送受信器20との間に強い共振結合が生じるように同一の周波数に「同調」することができる。有利な一実施形態での共振結合は、エバネッセント定常近距離場を含む。トランスポンダ/送受信器は、ほぼ任意のタイプの共振構造を備えることができるが、有利な実施形態では、電磁共振システムが誘電体円板および容量性装荷導体ワイヤループを備えることができることが企図される。この構成は、比較的大きく、効率的な電力転送のための強い結合、ならびに近傍のオフ共振環境物体との比較的弱い相互作用という利点を与える。
【００５６】
したがって、共振結合実施形態では、カメラトランスポンダ/送受信器24は共振磁場を生成し、共振磁場は内視鏡トランスポンダ/送受信器20によって受信される。次いで、内視鏡トランスポンダ/送受信器20は、内視鏡光源21に電力を送信し、さらに、イメージャ25を含むことのできる内視鏡電子回路23に電力を送信することができる。内視鏡が、医療処置を実施すべき体腔に挿入される硬質または軟質のシャフト27を備えることにさらに留意されたい。一実施形態では、内視鏡光源21は、(図1に図示するように)内視鏡のハンドル部分内に位置し、照明光が、(シャフト27内の)光経路を下ってシャフト27の遠位端まで送られ、シャフトの前方のエリアが照明される。イメージャ25は、反射光を受ける、または拾い上げて画像データを生成するために、(図1に示すように)内視鏡のハンドル部分内に、またはシャフト27の遠位端に配置されうる。次いで、画像データは、カメラ制御ユニット(「CCU」)16に送信されうる。
【００５７】
画像データが、毎秒約30から約60フレームのデータを含むビデオ画像データストリームとして供給されることに留意されたい。共振結合によって内視鏡送受信器208に十分な電力を送信することが可能となるので、このことが可能となる。
【００５８】
上述のように、カメラヘッド14は内視鏡12から着脱可能であり、他の内視鏡に取り付けることができる。カメラヘッド14は、ケーブル18によってCCU16に結合される。しかし、カメラヘッド14は、例えば、アナログケーブル接続、デジタルケーブル接続、または光ケーブル接続を含むケーブル接続、あるいはワイヤレス接続によってCCU16に結合されうる。ケーブル18は、CCU16をカメラヘッド14に結合し、したがってカメラヘッドトランスポンダ/送受信器24と結合する。内視鏡システム10を操作する人員に内視鏡パラメータを通信する目的で、アナンシエータ28がCCU16に組み込まれうる。アナンシエータ28は、機器を操作する人員に内視鏡に関する情報を通信する手段を提供する。アナンシエータは、ランプ、可聴信号、英数表示、または他のそのような通信装置でよい。好ましくは、CCU16によって受信された適用可能な内視鏡パラメータが、その後で復号化され、内視鏡システム10のオペレータが閲覧するためにビデオモニタ上に表示される。外部コンピュータ(図示せず)によって本発明を通じてメモリ装置22に照会することができ、メモリ装置22内に格納されたデータを編集および解析のために取り出すことができることが企図される。内視鏡搭載回路、トランスポンダ/送受信器20、およびメモリ装置22のための電力は、カメラヘッド14または外部コンピュータからの信号から導出される、カメラヘッドトランスポンダ/送受信器24からの電力信号によって供給されうる。
【００５９】
内視鏡12またはカメラヘッド14の滅菌中に損傷を受けないように、内視鏡トランスポンダ/送受信器20、カメラヘッドトランスポンダ/送受信器24、メモリ装置22などの構成要素が選択され、保護される。滅菌は、当技術分野で一般的に使用される高温滅菌、化学的滅菌、照射滅菌の方法のいずれかまたはすべてを含むことができる。内視鏡トランスポンダ/送受信器20、メモリ装置22、およびカメラヘッドトランスポンダ/送受信器24で使用される構成要素は、オートクレーブで一般的に使用される温度、グルタルアルデヒドやエチレンオキシドなどの化学物質、ガンマ放射、または当業者に周知の任意の他のそのような滅菌技法で劣化してはならない。
【００６０】
内視鏡12内に取り付けられた様々なセンサが、内視鏡12がさらされるピーク値をメモリ装置22上に記録することも企図される。これにより、製造業者および保守人員が、使用に基づいて内視鏡故障の理由および必要な保守のための期間を判断することが可能となる。
【００６１】
内視鏡システム10のユーザが、特定の内視鏡の保守が必要であるとユーザが判断した場合に、「要保守」信号で特定の内視鏡を手動で「マーク」できることがさらに企図される。「マーキング」は、システムにローカルに取り付けられたボタンまたはスイッチで実施されうる。あるいは、「マーキング」は、所定の基準に基づいてシステムで自動的に行うこともできる。基準は、限定はしないが、使用経過時間、超過したピーク値測定の受信時の一定の作動回数、または最後の保守以降の延長された期間を含むことができる。この「マーク」は、内視鏡によってCCUに送信され、将来のユーザが確認するためにビデオ画面上に目立つように現れることができる。
【００６２】
メモリ装置22は、工場人員および/または機器だけが「要保守」表示を除去することができるように書込み保護される。このことは、例えば、特定の機器が「要保守」表示を消去することを要求することによって、または「要保守」表示の除去を可能にするためにまず入力しなければならない所定のコードによって達成されうる。これにより、内視鏡システム10のユーザが、工場が許可した人員だけを利用して内視鏡システム10を修理および保守することが保証され、そのことは、より高いサービス標準を保証する助けとなる。
【００６３】
図2を参照すると、メモリ装置22は、内視鏡パラメータおよび内視鏡使用履歴データの電子表現を格納し、供給する。こうしたパラメータおよびデータは、内視鏡に関する様々な情報を提供する。内視鏡に格納された情報は、内視鏡の最適な使用のために必要なすべてのデータを提供する。このようにして、CCU16、または他の接続された医療機器は、多数の異なる内視鏡に関するデータをローカルまたはリモートに格納してそれにアクセスする必要はない。さらに、内視鏡が修正および/または改善されるとき、対応するパラメータおよびデータが、内視鏡の使用時に直ちにアクセス可能となる。
【００６４】
内視鏡パラメータは、大まかには固定または不変の情報として分類される。固定または不変の内視鏡パラメータの例は、内視鏡モデルおよびシリアル番号、画像中継オプティクスタイプ(例えば、ロッドレンズ、溶融石英、光ファイバ)、内視鏡サイズ、視野などの光学的特性、ビデオ信号最適化のためにCCU16で使用される信号処理データ、保守要件および間隔、通信バスを介してCCU16によって接続および/または制御される他の医療機器(高輝度光源や通気器(insufflator)など)に関する設定情報、あるいは内視鏡、ビデオカメラシステム、および他の医療機器使用の際に有用である可能性のある任意の様々な特性を含むことができる。
【００６５】
内視鏡使用履歴データは、大まかには可変または更新可能と分類される。可変または更新可能な内視鏡使用履歴データの例は、例えば、内視鏡使用回数、各内視鏡使用時間、合計内視鏡操作時間、作動回数、および(内視鏡と共に使用する)医療機器識別および設定情報を含むことができる。
【００６６】
メモリ装置22位置は、大まかには書込み可能位置54および書込み保護位置56として分類される。メモリ装置22は、指定の条件が満たされるまで、メモリ位置に対する変更を拒否することができる。こうした条件は、既知の信号または一連の信号の注入を要求するような電気的なものでよく、またはパスワードや、メモリ装置位置の無許可変更を防止するための任意の類似のそのような方法などのプログラム的なものでよい。書込み保護位置は、工場プログラミング52中にだけ変更することができ、または工場で許可された人員/機器50のみによって変更することのできるパラメータを格納する。こうした内視鏡パラメータは、必ずしもそうではないが、一般には上記で列挙した固定または不変のものである。書込み可能位置は、工場プログラミング52中に、工場で許可された人員/機器50によって、または内視鏡トランスポンダ/送受信器20から受信したデータの電子表現で変更されうる。
【００６７】
カメラヘッドトランスポンダ/送受信器24が非常に近接すると、内視鏡トランスポンダ/送受信器20はカメラヘッドトランスポンダ/送受信器24と通信する。前述のように、内視鏡トランスポンダ/送受信器20のための電力は、カメラヘッドトランスポンダ/送受信器24から供給される。このようにして電力が供給される送受信器は通常、それ自体の電源を有する類似の装置と比べて短いレンジを有する。有利なことに、内視鏡トランスポンダ/送受信器20およびカメラヘッドトランスポンダ/送受信器24の有効伝送範囲が非常に短いことが予想される。このことは有益である。不利なことに、広範な伝送エリアによって内視鏡が無関係のカメラヘッドと通信し、または手術室内の他の機器との間の他の通信問題が引き起こされることがあるからである。例えば、RuBee信号フォーマットが利用される場合、信号範囲が約10フィートから約50フィートに拡張されることが企図される。
【００６８】
カメラヘッドトランスポンダ/送受信器24はまた、ケーブル18を介してCCU16と信号を交換する。CCU16は、受信した信号をアナンシエータ28上に提示することができる。例えば、内視鏡の保守が必要であることを示すデータを、内視鏡トランスポンダ/送受信器20によってカメラヘッドトランスポンダ/送受信器24に供給することができ、そのデータがCCU16に転送され、CCU16は、内視鏡保守が必要であるという警報をアナンシエータ28に提示する。
【００６９】
図3に、本発明の別の応用例を示す。100で、内視鏡の製造中に、その特定の内視鏡105に特有のパラメータおよびデータの電子表現で、内視鏡内または内視鏡上に取り付けられたメモリ装置をプログラムする。こうしたパラメータは、光学的特性、シリアル番号、モデル番号、保守スケジュール、必要なカメラ設定、必要な機器設定、故障コード、ならびに他のそのような特性およびパラメータを含むことができる。メモリ装置は、以下で説明するように、他のデータを格納するのに十分な追加のメモリ位置を有する。
【００７０】
カメラヘッドに通電する、すなわち「電源投入」すると、近距離ワイヤレス信号がカメラヘッドトランスポンダ/送受信器から放射される。通電したカメラヘッドを特定の内視鏡110に取り付けたとき、カメラヘッドトランスポンダ/送受信器から放射されるワイヤレス信号が、内視鏡トランスポンダ/送受信器に電力供給する。したがって、内視鏡トランスポンダ/送受信器は内視鏡メモリ装置に通電し、内視鏡メモリ装置は、内視鏡パラメータの電子表現を内視鏡トランスポンダ/送受信器に供給し、カメラヘッドトランスポンダ/送受信器は、内視鏡トランスポンダ/送受信器115から内視鏡パラメータの電子表現を含むワイヤレス信号を受信する。カメラヘッドに接続されたCCUが、内視鏡パラメータの電子表現を復号化し、したがって使用中の内視鏡を識別する。次いで、限定はしないが、内視鏡タイプ/モデルやシリアル番号などの特定の情報をシステムユーザに通信することができる(120)。通信は、視覚的標識、英数表示またはプリントアウト、可聴信号、または任意のそのような通信技法でよい。好ましくは、情報がシステムビデオモニタ上に表示される。カメラヘッドに取り付けられた内視鏡が、トランスポンダ/送受信器およびプログラムされたメモリ装置を有さない場合、ビデオシステム構成は不変のままとなる。
【００７１】
内視鏡が識別され、内視鏡パラメータがCCUにロードされると、CCUは、内視鏡が内視鏡リーダ互換ビデオシステムと共に何回使用されたかについてのカウントを追跡および更新するための「使用時間」カウンタ(データ)125を解析および増分する。次いで、カメラヘッドトランスポンダ/送受信器および内視鏡トランスポンダ/送受信器130によって更新後使用カウントデータを修正後内視鏡使用履歴データとして内視鏡メモリ装置に書き込む。
【００７２】
内視鏡が使用中である時間量は、保守の必要を決定し、工場が設計およびマーケティングで使用するための統計データを与える。「使用時間」カウンタの増分と同時に、CCUは、経過時間(「使用時間」)クロック135も開始する。経過時間は、カメラヘッドが内視鏡に取り付けられている限り累積され続ける。周期的に、内視鏡の現在の使用全体にわたって、CCUは、カメラヘッドトランスポンダ/送受信器および内視鏡トランスポンダ/送受信器により、新しい累積「使用時間」データ135を含む修正後内視鏡使用履歴データで内視鏡メモリ装置130を更新する。このようにして、内視鏡の特定の使用に対応する合計「使用時間」が内視鏡メモリ装置に格納される。
【００７３】
内視鏡メモリ装置から抽出した内視鏡パラメータに基づいて、内視鏡の保守状況140がCCUによって判断される。115で、保守要件基準、内視鏡使用履歴データ、およびCCUが内視鏡の現状況を判断するのに必要な他の基準項目が、あらかじめCCUによって内視鏡メモリ装置から受信されている。内視鏡保守が必要である(145)とCCUが判断した場合、保守関連情報をユーザに通信する(150)。通信は、視覚的標識、英数表示またはプリントアウト、可聴信号、または任意のそのような通信技法でよい。好ましくは、情報がシステムビデオモニタ上に表示される。
【００７４】
必要な内視鏡保守のタイプに応じて、内視鏡の使用を続行するためのオプションをユーザに提供することができる(160)。ユーザが続行を選択した場合、カメラヘッドトランスポンダ/送受信器および内視鏡トランスポンダ/送受信器130により、続行に関係する情報を内視鏡メモリ装置に書き込む。ユーザが内視鏡使用の続行を選択しない場合(165)、または続行オプション155がユーザに提供されない場合、内視鏡が工場で許可された保守170のために送られると予想される。保守が完了したとき、定期保守要件をリセットするようにメモリ装置を更新し(105)、ビデオシステムはもはや、保守が必要であるとレポートしない。内視鏡は再び、カメラヘッド取付け110および使用の準備ができている。
【００７５】
140で、内視鏡保守が不要であり(175)、155で、ユーザが内視鏡の使用を続行することを選択した(160)場合、CCUは、以前に115で取り出された内視鏡パラメータに従ってビデオシステムを最適化するために、ビデオ処理設定を調節する(180)。さらに、前述のように、内視鏡パラメータに従って、光源または通気器設定などの他の医療機器を最適化することができる(180)。
【００７６】
収集、解析、および編集した別の情報を、内視鏡メモリ装置130に格納するために、CCUによって内視鏡使用履歴データ内に含めることができる。内視鏡使用履歴データは、どのカメラヘッド、CCU、および他の医療機器が内視鏡と共に使用されたかに関するデータを含むことができる(機器シリアル番号、モデル番号、ソフトウェア改訂番号などを含む)。内視鏡がどれほど良好に機能したか、または内視鏡がどんな条件下で機能したかを判断する際に有用である可能性のある任意の情報を内視鏡使用履歴データ内に含めることができる。集団統計または性能解析のために、後で性能内視鏡使用履歴データを取り出すことができる。一例は以下の通りである。特定の内視鏡が多数のCCUに公称値を上回る露光レベルを設定させる場合、内視鏡がカメラヘッドに適切に画像を中継していないことを示す可能性がある。このCCU露光レベルデータが内視鏡使用履歴データ内に含められ、内視鏡メモリ装置に格納される。格納されたデータの検討により、この動作「傾向」が明らかとなり、内視鏡を検査することができ、必要なら、破局的な故障が生じる前に修理することができる。
【００７７】
前述のように、周期的に、CCUは、新しい累積「使用時間」データ135を含む修正後内視鏡使用履歴データで内視鏡メモリ装置130を更新する。カメラヘッドが内視鏡190から取り外されたとき、最後の累積「使用時間」データが、内視鏡メモリ装置に既に格納されている。「使用時間」データが内視鏡メモリ装置で更新される間隔は、カメラヘッドが内視鏡から取り外される前のデータの精度を保証するのに十分な頻度となる(すなわち、数分ごとまたは毎分)。
【００７８】
図4に、本発明の別の有利な実施形態を示す。内視鏡290は、LED302、光ファイバ照明導管300、光トレイン(optical train)310、セラミックフェライトコア330を備えるワイヤコイル320、および制御電子回路332を収容する。内視鏡290は、従来の内視鏡アイカップと同様の形状を有する軸対称コネクタ340を備え、カメラヘッド360に取り付けられた従来の結合機構350で回転することが可能となる。コア380を備える別のワイヤコイル370と、電子回路382とがカメラヘッド360内に配置される。電力が変圧器内のコイルを介して送信されるのとほぼ同様に、カメラケーブル390を通じて電力がカメラヘッドコイル370に供給され、カメラ-内視鏡インターフェースを介して内視鏡ワイヤコイル320にワイヤレスに送信される。内視鏡290は、結合350で自由に回転することができる。さらに、カメラヘッドコイル370への電力を使用不能にすることができ、カメラヘッド360が従来のアイカップ内視鏡に適合される。
【００７９】
結合機構350は、カメラヘッド360に対して内視鏡290の滑らかで自由な回転を可能にするように設計されると共に、内視鏡290とカメラヘッド360との間の緊密な対合を確実に維持する堅牢な結合を実現する。適切な対合は、インターフェースを介する確実な電力転送のために重要である。変圧器効率は、コイル320、370間の距離が増加すると共に急激にほぼ線形に低下する。したがって、相対的回転中に、対合が密で、一貫したままとなることが重要である。変圧器効率は、周波数、電流、磁気誘電率、材料、幾何形状などのパラメータにも敏感である。Hブリッジおよび電子回路332、382が変圧器の動作をサポートする。
【００８０】
この設計は、結合インターフェースで光または電流の転送を必要としないので、通常はCCDまたはCMOSセンサであるイメージャ312が内視鏡の先端の方へ配置される、いわゆるチップインチップ内視鏡にも適している。この場合、カメラヘッド360は主に電子回路を含み、事実上、外科医が握るためのハンドルとして機能する。イメージャは、搭載光源と同様に電力供給を受ける。そのようなモジュラ設計は、従来の内視鏡システムとは後方互換性がないが、光学サブシステム、電気サブシステム、照明サブシステム、およびカメラサブシステムを単一のユニットに一体化する設計に勝るいくつかの利点をもたらす。1)敏感な制御電子回路を内視鏡部分から分離することができ、恐らくは滅菌が単純となり、より効果的となる、2)ハンドル部分または内視鏡部分が故障した場合、故障が単一のモジュールに限定される可能性が高く、したがってトラブルシューティングおよび修理が容易となる、および3)再処理および滅菌中に、一般に重いハンドル部分を内視鏡部分から分離することができる場合、システムが破損する可能性が低くなる。
【００８１】
制御電子回路332が、例えば、メモリ装置22(図1)、蓄電装置19(図1)、内視鏡電子回路23(図1)などの、図1に関して論じた機能のいずれかまたはすべてを備えることができることをさらに理解されたい。このようにして、図1によるシステムの特定の機能および利点が、図4に示す有利な実施形態にも適用される。
【００８２】
図4には、カメラ制御ユニット392、ネットワークコネクション394、およびコンピュータ396も示されており、これらはやはり、図1に関して説明した、対応する装置に従って機能する。
【００８３】
図5に、本発明の別の実施形態を示す。図5の実施形態は、図4に関して説明したものと同様であるが、カメラ制御ユニット392がカメラヘッド360に一体化される。カメラ制御ユニット392は、図4に関して上記で説明したのとほぼ同一の機能を提供するが、カメラ制御ユニット392はカメラ360と一体的に設けられ、またはカメラ360上に着脱可能に取り付けられる。このようにして、システムは、内視鏡290および(その上に一体型カメラ制御ユニットまたはCCUが取り付けられた)カメラ360を含む完全に可搬式のユニットである。カメラ制御ユニット392によって受信および処理された画像データを、例えば、カメラ制御ユニット392内の(USBサムドライブなどの取外し可能を備えることのできる)記憶装置上に保存することができ、かつ/またはディスプレイおよび/またはリモート記憶装置にワイヤレスに送信できることが企図される。カメラ制御ユニット上のストレージは、文書化すべき処置のすべてまたはいずれかの部分の格納を実現することができる。さらに、記憶装置は、通信中断の場合に、再接続時に画像データを送信することができるように、画像データのバッファリングを実現することができる。
【００８４】
カメラ制御ユニット392はまた、カメラヘッド360/カメラ制御ユニット392を充電クレードルに配置することによって再充電することのできる充電式電池398を備えることができる。あるいは、再充電クレードルに配置する必要があるのは電池だけとなるように、充電式電池は取外し可能でよい。さらに、カメラヘッド360/カメラ制御ユニット392を、壁付きコンセントにプラグ接続して充電されるように構成できることが企図される。いずれにしても、充電式電池398は、本明細書の上記で説明したように、内視鏡に電力をワイヤレスに供給する。前述のように、ディスプレイおよび/またはリモートストレージをネットワークコネクションに結合することもできる。
【００８５】
部品、機能などの特定の構成を参照しながら本発明を説明したが、こうしたものはすべての可能な構成または機能を論じ尽くすことを意図するものではなく、実際には、多くの他の修正形態および変形形態を当業者は確認することができるであろう。例えば、本発明の原理から逸脱することなく、幾何形状および材料の変更を含む、本発明を設計、構築、製造する多くの代替方式が可能である。さらに、本発明は医療に限定されず、例えば工業内視鏡検査にも適用される。
【符号の説明】
【００８６】
10  内視鏡システム
12、290  内視鏡
14  着脱可能カメラヘッド
16、392  カメラ制御ユニット
18  ケーブル
20  内視鏡トランスポンダ/送受信器
21  内視鏡光源
22  メモリ装置
23  内視鏡電子回路
24  カメラヘッドトランスポンダ/送受信器
25、312  イメージャ
27  シャフト
28  アナンシエータ
29  ネットワークコネクション
31  リモートコンピュータ
50  工場で許可された人員/機器
52  工場プログラミング
54  書込み可能位置
56  書込み保護位置
300  光ファイバ照明導管
302  LED
320、370  ワイヤコイル
330  セラミックフェライトコア
332  制御電子回路
340  軸対称コネクタ
350  結合機構
360  カメラヘッド
380  コア
382  電子回路
390  カメラケーブル
394  ネットワークコネクション
396  コンピュータ
【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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