(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
腹腔鏡手術のための視覚装置であって、
遠位端及び近位端を有し、操作装置の挿入部内に少なくとも部分的に摺動可能に配置されるように構成された、信号を伝えるための細長コネクタを含み、前記挿入部の近位端は第１の開口を通って体腔の中に延びる一方、前記挿入部の遠位端は第２の開口を通って体腔から外に延び、更に、
撮像装置及び照明光源を含む視覚ヘッド部材を含み、
前記視覚ヘッド部材は、前記細長コネクタの前記遠位端に取り付けられ、前記細長コネクタの前記近位端には、前記挿入部の前記遠位端に挿入するための撮像接点が設けられ、前記操作装置の少なくとも１つの接触要素と直接通信するのを可能にし、
前記視覚ヘッド部材は少なくとも５ｍｍの直径を有し、
前記操作装置の前記挿入部は０．５ｍｍ乃至３ｍｍの外径を有し、
前記視覚ヘッド部材は、前記第２の開口を通って前記体腔の中に導入されることを特徴とする視覚装置。
【請求項２】
前記撮像装置は、画像センサ及び／又はレンズを含むことを特徴とする、請求項１に記載の視覚装置。
【請求項３】
前記画像センサは、前記細長コネクタの外径に等しいか又はそれより大きい有効面積サイズを有することを特徴とする、請求項２に記載の視覚装置。
【請求項４】
前記細長コネクタは、３ｍｍの最大外径を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の視覚装置。
【請求項５】
前記撮像装置は、７０°乃至１４０°の視野をもたらすことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の視覚装置。
【請求項６】
前記撮像装置は、１ｃｍ乃至３０ｃｍの被写界深度をもたらすことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の視覚装置。
【請求項７】
前記細長コネクタは、非剛性であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の視覚装置。
【請求項８】
前記視覚ヘッド部材の直径は、少なくとも５ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の視覚装置。
【請求項９】
遠位端と、近位端と、内腔とを有する挿入部を含み、前記内腔は少なくとも部分的に前記挿入部の長さに沿って軸方向に延び、前記挿入部は剛性であり、
さらに、外部装置と通信するための通信ユニットを有する手持ち操作部と、
視覚装置の視覚ヘッド部材への直接通信を可能にするための、撮像接点が設けられた接触要素と、
を含み、
前記手持ち操作部は、前記挿入部の前記近位端に配置され、前記挿入部の前記内腔内に前記視覚装置の、撮像接点が設けられた細長コネクタを摺動可能に位置決めし、受け入れるための開口部が、前記挿入部の前記遠位端に配置され、
前記挿入部は、身体組織を貫通することができる鋭利な遠位端を含むことを特徴とする腹腔鏡手術のための操作装置。
【請求項１０】
前記挿入部は、０．５ｍｍ乃至３ｍｍの外径を有することを特徴とする、請求項９に記載の操作装置。
【請求項１１】
前記細長コネクタが内部に収容されるとき、前記挿入部は、前記細長コネクタに支持及び剛性を与えることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の操作装置。
【請求項１２】
腹腔鏡手術のための視覚システムであって、
請求項１〜８のいずれかに記載の視覚装置と、
請求項９〜１１のいずれかに記載の操作装置と、
前記細長コネクタが前記挿入部の前記内腔内に取り付けられるとき、前記第１の接触要素を介して前記視覚ヘッド部材と通信するための手段を含む外部装置と、
を含み、
前記操作装置の前記挿入部は、体腔内から体腔外へ延びる気密通路を有する気密スリーブを通して体腔から外に伸張可能なように構成され、前記細長コネクタは、前記挿入部が前記体腔内に引き込まれると、前記体腔の外で前記挿入部の前記内腔内に摺動可能に取り付けられるように構成されることを特徴とする視覚システム。
【請求項１３】
腹腔鏡手術のための操作装置であって、
遠位端、近位端、及び内腔を有する挿入部を備え、前記内腔は前記挿入部の長さの少なくとも一部において軸線方向に延び、
遠位端及び近位端を有する、信号を伝えるための細長コネクタを備え、前記細長コネクタの前記遠位端には撮像接点が設けられ、
外部装置との通信のための通信ユニットを有する手持ち操作部と、
視覚ヘッド部材に直接接続するための接触要素と、
を含み、
前記手持ち操作部は、前記挿入部の前記近位端に配置され、前記挿入部の前記遠位端において、前記視覚ヘッド部材は、前記細長コネクタの前記撮像接点を通過させるために着脱可能であり、
前記視覚ヘッド部材の外径は前記挿入部の外径よりも大きいことを特徴とする操作装置。
【請求項１４】
近位端及び遠位端を有する、腹腔鏡手術のための視覚システムであって、
前記視覚システムの前記近位端に配置された手持ち操作部と、
前記視覚システムの前記遠位端に配置された視覚ヘッド部材と、
前記視覚ヘッド部材と前記手持ち操作部との間でデジタル信号を伝えるように構成され、撮像接点が設けられた剛性の細長コネクタと、
前記視覚システム内に配置された第１の接触要素を介して、前記視覚ヘッド部材と通信するための手段を含む外部装置と、
を含み、
前記視覚システムは、前記視覚システムの遠位端を、体腔内から体腔外へ延びる気密通路を有する気密スリーブを通して体腔から外に延ばすことによって取り付け可能であり、それにより、前記視覚ヘッド部材は、前記細長コネクタの遠位端において、体腔の外で前記第１の接触要素に対して取り付けられるか、又は
前記細長コネクタは、前記視覚ヘッド部材に予め接続され、前記細長コネクタの近位端は、前記撮像接点を介して前記手持ち操作部に付加配置された前記第１の接触要素に摺動可能に接続されることにより、接続時に、前記視覚ヘッド部材と前記外部装置との間の直接通信が可能になり、その後、前記視覚ヘッド部材は前記気密通路を通して前記体腔内に引き込まれることを特徴とする視覚システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、内視鏡システムに関し、より具体的には、細径腹腔鏡（ｍｉｃｒｏ−ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｙ）システム及びその配置法に関する。
【背景技術】
【０００２】
腹腔鏡式、つまり最小侵襲手術には、腹部への幾つかの比較的小さいポートが用いられ、それにより種々の型式の器具及び付属品を導入し、使用して、種々外科的介入を行う（通常、内視鏡視下で行われる）。通常、幾つかの面で開腹手術より優れていると考えられるが、複数の５乃至１５ｍｍのポートの使用は、依然として局部的な痛み、傷、及び場合によっては傷のヘルニア等のポート関連の合併症をもたらし、外科医に加えて１人又は２人の助手を必要とする。腹腔鏡法及び外科装置は、例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載され、これらの開示は引用により完全に本明細書に組み入れられる。
【０００３】
一般に「単孔式内視鏡手術（ｎｅｅｄｌｅｓｃｏｐｙ）」と呼ばれる比較的新しい腹腔鏡手法においては、腹腔鏡用ポートが、通常、直径が２ｍｍから３ｍｍまでの間の小さい切開部に置き換えられる。細い案内チューブを小さい切開部に挿入し、このチューブを通して、小さい手術器具をもたらし、操作する。小さい器具の非常に細長い先端部を有し、このことが切開及び組織操作をさらに難しくする。さらに、器具の先端部は非常に壊れやすい傾向があり、その除去は厄介かつ困難であり得る。単孔式内視鏡手術は、比較的大きいトロカール・ユニットを介して、通常は臍孔を介して導入される、サイズが相当に大きく（一般的に、直径が５−１０ｍｍ）、かつ、照明機能を内蔵する従来の腹腔鏡に取って代わる小型テレビカメラによる視覚化の下で行われる。通常、直径が３ｍｍ又はそれより小さい小型テレビカメラは、そのサイズが小さいために、従来の腹腔鏡に比べて、高解像度（ＨＤ）の画像データを取り込み、伝達する機能が劣っていると考えられ得る。小型カメラは、より小さいサイズのビデオ・センサを保持することになり、そのため、有効ピクセル数の減少のために、本質的により低い解像度がもたらされる。約５μｍのピクセル・サイズを用いてＨＤビデオ解像度を達成するためには、最小有効センサ表面を約８ｍｍの直径にする必要があり、他方、約２．５μｍのピクセル・サイズを用いるＲＧＢ方式においては、最小有効センサ面積を少なくとも約４ｍｍの直径にする必要がある。
【０００４】
有効ピクセル・サイズがより小さいため、捕捉される照明の量又はフラックスも劣っていると考えられ、従って、ビデオ品質にさらなる影響を与え得る。現在、単孔式内視鏡手法は、従来の腹腔鏡内蔵照明おけるように、透過光の過剰な減衰のために、複数の細い光ファイバを利用して、照明を外部照明光源から体腔内に伝達する。
【０００５】
小型カメラはまた、直径が小さい対物レンズを使用するため、通常、標準的な腹腔鏡において７５°乃至９０°である小さい視野（ＦＯＶ）にも悩まされる。さらに、外科医は、焦点を当てたターゲットの位置の背景にある組織又は器官が、ぼやけ過ぎて識別及び監視できなくならないように、大きな被写界深度（ＤＯＦ）を好む場合があるが、これも小さいレンズにより損なわれ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，９８０，４９３号明細書
【特許文献２】米国特許第７，５９３，７７７号明細書
【特許文献３】米国特許第７，３１６，６９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の実施形態は、好ましくは、添付の特許請求の範囲による装置、システム、及び方法を単独で又はいずれかの組み合わせで提供することにより、上記で識別したような当技術分野における１つ又はそれ以上の欠陥、不利な点又は問題を、緩和、軽減又は解消しようと努める。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様において、腹腔鏡手術のための視覚装置（ｖｉｓｕａｌ  ｄｅｖｉｃｅ）が提供される。この視覚装置は、視覚システムの一部である。視覚装置は、デジタル信号などの信号を伝えるための細長いコネクタを含む。細長コネクタは、遠位端及び近位端を有し、操作装置の挿入部内に少なくとも部分的に摺動可能に配置されるように構成される。挿入部は細長い中空ニードルとすることができる。さらに、視覚装置は、撮像装置及び照明光源を含む視覚ヘッド部材を含む。視覚ヘッド部材は細長コネクタの遠位端に取り付けられ、細長コネクタは、操作装置の少なくとも１つの接触要素と直接通信するのを容易にする。
【０００９】
視覚装置の一実施形態において、細長コネクタは、細長いプリント回路基板（ＰＣＢ）である。細長コネクタは、少なくとも５ｃｍ、随意的に少なくとも１０ｃｍ、随意的に少なくとも１５ｃｍ、随意的に少なくとも２０ｃｍ、随意的に１５ｃｍ乃至３５ｃｍ、又はより長く、又はより短く、又は中間にすることができる。
【００１０】
視覚装置の一実施形態において、細長コネクタの近位端は、第２の接触要素を有する。第２の接触要素は、撮像接点及び／又は照明接点及び／又は電源接点を含むことができる。第２の接触要素は、操作装置の第１の接触要素に接続される。
【００１１】
視覚装置の一実施形態において、撮像装置は、画像センサ及び／又はレンズを含む。レンズは、１つより多いレンズ要素を含むレンズ・システムを意味することもある。
【００１２】
視覚装置の一実施形態において、画像センサは、細長コネクタの外径に等しいか又はそれより大きい有効面積サイズを有することができる。さらに、レンズは、細長コネクタの外径に等しいか又はそれより大きい直径を有することができる。センサは、高解像度画像を与えるように構成されることが好ましい。より大きいセンサ及び／又はレンズは、例えば、改善された視野及び被写界深度能力をもたらす。
【００１３】
視覚装置の一実施形態において、照明光源は、ＬＥＤである。照明光源を視覚ヘッド部材に直接設けて、改善された照明能力をもたらす。ＬＥＤは、白色ＬＥＤ、又は好ましい波長付近の狭いスペクトルを有するＬＥＤとすることができる。
【００１４】
視覚装置の一実施形態において、照明光源は、撮像装置の対物レンズ開口部からある距離を置いた位置に配置される。対物レンズ開口部から配置される場合、視覚ヘッド部材は、照明光源によって生じた光の少なくとも一部分をターゲットに向けて集光、反射及び／又は投射するための手段をさらに含むことができる。
【００１５】
視覚装置の一実施形態において、集光、反射及び／又は投射するための手段は、配置可能な構成を有する反射鏡とすることができる。
視覚装置の一実施形態において、反射鏡は、小さい直径と大きい直径との間で伸張可能及び／又は収縮可能である。これは、例えば、複数の剛性又は半剛性部材を含む絞り設計とすることができる。
【００１６】
視覚装置の一実施形態において、照明光源は、視覚ヘッド部材上に、その長さに沿って設けられた複数の光ファイバに結合される。
視覚装置の一実施形態において、複数の光ファイバを伸張可能部材の上に配置して、それにより、円錐形状の光の投射を可能にすることができる。
【００１７】
視覚装置の一実施形態において、細長コネクタは、３ｍｍの最大外径を有する。
視覚装置の一実施形態において、細長コネクタは、挿入部の外径より０．１乃至０．３ｍｍだけ小さい外径を有する。
【００１８】
視覚装置の一実施形態において、撮像装置は、７０°乃至１４０°の視野を与える。撮像装置は、１ｃｍ乃至３０ｃｍの被写界深度を与えるようにも構成される。
【００１９】
視覚装置の一実施形態において、細長コネクタは、非剛性である。
視覚装置の一実施形態において、視覚ヘッド部材は、挿入部の直径に比べて実質的に大きい直径を有する。
視覚装置の一実施形態において、視覚ヘッド部材の直径は、少なくとも５ｍｍである。
【００２０】
本発明の第２の態様は、腹腔鏡手術のための操作装置を提供する。この操作装置は、遠位端、近位端及び内腔を有する挿入部を含む。内腔は、少なくとも部分的に挿入部の長さに沿って軸方向に延びる。挿入部は剛性である。挿入部は、中空のニードルとすることができる。挿入部が細長コネクタを収容すると、挿入部は、細長コネクタを保護及び／又は補強する。
【００２１】
操作装置は、外部装置と通信するための通信ユニットを有する手持ち操作部（ｈａｎｄｈｅｌｄ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｐｏｒｔｉｏｎ）をさらに含む。外部装置は、電源、電気信号装置、画像信号装置、ビデオ受信機などとすることができる。操作装置は、視覚装置の視覚ヘッド部材との直接通信を容易にするための接触要素を含む。手持ち操作部は、挿入部の近位端に配置され、挿入部の内腔の内部に視覚装置の細長コネクタを摺動可能に位置決めするように、開口部が挿入部の遠位端に配置される。
【００２２】
操作装置の一実施形態において、接触要素は、前述の手持ち操作部の内部に配置される。
操作装置の一実施形態において、通信ユニットは、ケーブル又はケーブル用の接点とすることができる。通信ユニットは、付加的に及び／又は代替的に、外部装置への無線接続も提供することができる。
【００２３】
操作装置の一実施形態において、挿入部は、０．５乃至３ｍｍの外径を有する。いずれも随意的に視覚ヘッド内に設けられる、センサの有効表面サイズ及び／又はレンズの直径は、操作装置の最大外径より大きくすることができる。
【００２４】
操作装置の一実施形態において、内腔は、挿入部の外径より０．１乃至０．３ｍｍだけ小さい内径を有する。
操作装置の一実施形態において、挿入部は、身体組織を突き刺すことができる鋭利な遠位端を含む。
操作装置の一実施形態において、挿入部は、細長コネクタを内部に収容すると、細長コネクタを支持し、剛性を与える。
【００２５】
操作装置の一実施形態において、操作装置は、視覚ヘッドを体腔内の任意の位置／配向に操作するのに十分なだけ伸張され、かつ、離れた気密通路を介して身体の外に突き出るように構成される。
【００２６】
本発明のさらに別の態様は、腹腔鏡手術のための視覚システムを提供する。視覚システムは、視覚ヘッド部材及び細長コネクタを有する視覚装置と、手持ち操作部、挿入部及び第１の接触要素を有する操作装置と、細長コネクタが挿入部の内腔内に取り付けられるとき、第１の接触要素を介して視覚ヘッド部材と通信するための手段を含む外部装置とを含む。
【００２７】
操作装置の挿入部は、気密通路を通して体腔から外に伸縮可能に出るように構成され、それにより、挿入部が体腔内に引き込まれると、細長コネクタが体腔の外で挿入部の内腔内に摺動可能に取り付けられるように構成される。
【００２８】
本発明のさらに別の態様は、挿入部及び第１の接触要素を有し、視覚ヘッド部材を有する視覚装置と接続可能な操作装置を含む視覚システムの組み立て方法を提供する。この組み立て方法は、挿入部の遠位端を、気密通路を通して体腔の外に延ばすステップを含む。気密通路は、体腔内部から体腔外部まで延びる。気密通路は、視覚ヘッド部材の最大直径より大きい内径を含む。さらに、本方法は、視覚装置を操作装置に接続するステップと、視覚装置を、気密通路を通して体腔内に引き込むステップとを含む。
【００２９】
方法の一実施形態において、視覚装置は、剛性腹腔鏡又は腹腔鏡カメラである。
方法の一実施形態において、視覚ヘッド部材は、レンズ、視覚信号導体、デジタル信号導体、プリント回路基板（ＰＣＢ）のうち少なくとも１つを含む。
方法の一実施形態において、挿入部は、３ｍｍに等しいか又はそれより小さい最大直径を有する。
方法の一実施形態において、視覚ヘッド部材は、レンズ、画像センサ及び照明光源のうち少なくとも１つを含む。
【００３０】
方法の一実施形態において、挿入部の遠位端に隣接するまで、気密スリーブを、気密通路を通して体腔内に伸縮式に通すステップをさらに含み、スリーブは、視覚ヘッド部材の最大直径に等しいか又はそれより大きい最小内径を含む。
方法の一実施形態において、前記の挿入部の遠位端を延ばすことは、気密スリーブを通ってなされる。
【００３１】
方法の一実施形態において、視覚ヘッド部材は、挿入部の内腔内に摺動可能に取り付け可能な細長コネクタに接続された状態で設けられ、かつ、少なくとも１つのＰＣＢ及び／又はその近位端に配置された少なくとも１つの第２の接触要素を含む。
方法の一実施形態において、視覚システムは、挿入部に接続可能な制御ユニット及び／又は表示装置をさらに含む。
【００３２】
方法の一実施形態において、操作装置への視覚装置の接続は、細長コネクタの近位端を挿入部の内腔内に摺動可能に取り付けるステップと、制御ユニット及び／又は表示装置を挿入部及び／又は視覚装置に接続して、少なくとも１つの第２の接触要素との直接通信を容易にするステップとを含む。
【００３３】
本発明の一態様は、腹腔鏡手術のための代替的な操作装置を提供する。この操作装置は、信号を伝えるための細長コネクタを含む。操作装置は、遠位端及び近位端を有する。さらに、操作装置は、外部装置との通信のための通信ユニットを有する手持ち操作部と、視覚ヘッドに直接接続するための接触要素とを含む。手持ち操作部は、挿入部の近位端に配置され、挿入部の遠位端において、視覚ヘッド部材は着脱可能である。
さらに、操作装置は、細長コネクタを支持するための、細長コネクタを収容する付加的な剛性挿入部を含むことができる。
【００３４】
本発明の一態様は、近位端及び遠位端を有する代替的な視覚システムを提供する。視覚システムは、視覚システムの近位端に配置された手持ち操作部と、視覚システムの遠位端に配置された視覚ヘッド部材とを含む。さらに、視覚システムは、視覚ヘッド部材と手持ち操作部との間でデジタル信号を伝えるように構成された細長コネクタを含む。視覚システムはまた、視覚システム内に配置された第１の接触要素を介して、視覚ヘッド部材と通信するための手段を含む外部装置を含む。
【００３５】
視覚システムは、視覚システムの遠位端を、気密通路を通して体腔の外に延ばすことによって取り付けることができ、それにより、視覚ヘッド部材は、細長コネクタの遠位端において第１の接触要素に対して取り外される。代替的に、細長コネクタは、視覚ヘッド部材に予め接続され、細長コネクタの近位端は、手持ち操作部に付加配置された第１の接触要素に摺動可能に接続される。
【００３６】
いずれの場合も、接続時に、視覚ヘッド部材と外部装置の間の直接通信が容易になり、その後、視覚ヘッド部材は、気密通路を通して体腔内に引き込まれる。
【００３７】
「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）／含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で用いる場合、記述された特徴、整数、ステップ又は構成要素の存在を明示すると理解されるが、１つ又はそれ以上の他の特徴、整数、ステップ、構成要素又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではない。
【００３８】
ここで、添付の図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態を例示の方法のみにより説明する。図面に対する詳細な具体的な言及に関して、示される具体性は、例示の方法のみであって、本発明の実施形態の例証的な議論のためであることに留意されたい。この点で、当業者であれば、図面に関する説明により、本発明の実施形態をいかに実施することができるかが明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】本発明の実施形態による、概略的に示される概念的視覚システムの異なる配置段階を示す。
【図１Ｂ】本発明の実施形態による、概略的に示される概念的視覚システムの異なる配置段階を示す。
【図１Ｃ】本発明の実施形態による、概略的に示される概念的視覚システムの異なる配置段階を示す。
【図１Ｄ】本発明の実施形態による、概略的に示される概念的視覚システムの異なる配置段階を示す。
【図２】本発明の実施形態による、第１の例示的な視覚システムを概略的に示す。
【図３Ａ】本発明の実施形態による、例示的な腹腔鏡挿入ユニットの斜視図を概略的に示す。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による、例示的な腹腔鏡挿入ユニットの断面図を概略的に示す。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による、例示的な腹腔鏡挿入ユニットの断面図を概略的に示す。
【図４Ａ】本発明の実施形態による、図２の例示的な視覚システムの異なる配置段階を示す。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による、図２の例示的な視覚システムの異なる配置段階を示す。
【図４Ｃ】本発明の実施形態による、図２の例示的な視覚システムの異なる配置段階を示す。
【図４Ｄ】本発明の実施形態による、図２の例示的な視覚システムの異なる配置段階を示す。
【図５】本発明の実施形態による、第２の例示的な視覚システムを概略的に示す。
【図６】本発明の実施形態による、第３の例示的な視覚システムを概略的に示す。
【図７】本発明の実施形態による、第４の例示的な視覚システムを概略的に示す。
【図８】本発明の実施形態による、照明反射鏡を含む例示的な腹腔鏡挿入ユニットの部分断面図を概略的に示す。
【図９】本発明の実施形態による、照明光ファイバを含む例示的な腹腔鏡挿入ユニットの部分断面図を概略的に示す。
【図１０Ａ】一方の端部に視覚ヘッド部材、及び他方の端部にオス・コネクタを含む細長コネクタを有する視覚装置の例示的な実施形態を示す。
【図１０Ｂ】一方の端部に視覚ヘッド部材、及び他方の端部にオス・コネクタを含む細長コネクタを有する視覚装置の例示的な実施形態を示す。
【図１１】操作装置の例示的な実施形態を示す。
【図１２Ａ】視覚装置が操作装置に摺動可能に接続される前の、システムの例示的な実施形態を示す。
【図１２Ｂ】視覚装置が操作装置に摺動可能に接続される前の、システムの例示的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本明細書で用いる用語は、特定の実施形態を説明するためだけに用いられ、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことが理解される。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、文脈により特に明記されない限り、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「この（ｔｈｅ）」は、複数形の言及を含むことにも留意されたい。従って、例えば、「１つのレンズ」への言及は、１つ又はそれ以上のレンズ及び当業者には周知のその等価物への言及である。
【００４１】
特に定めがない限り、本明細書で用いられる全ての技術及び科学用語は、本発明が関係する分野の当業者によって通常理解される意味と同じ意味を有する。本発明の実施形態、及びその種々の特徴及び有利な詳細は、添付図面において記載及び／又は例証され、以下の説明において詳述される非限定的な実施形態及び例を参照してより完全に説明される。図面に示される特徴は必ずしも一定の尺度で描かれておらず、１つの実施形態の特徴は、本明細書で明示的に記述されなくても、当業者であれば認識するように、他の実施形態と共に利用できることに留意されたい。本発明の実施形態を不必要に不明瞭にしないように、周知の構成要素及び処理技術の説明は省略されることがある。本明細書で用いられる例は、単に、本発明を実施することができる方法の理解を容易にし、かつ、当業者が本発明の実施形態を実施するのを可能にすることを意図したものである。従って、本明細書における例及び実施形態は、本発明の範囲を限定するものと解釈するべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及び準拠法によってのみ定められる。さらに、図面の幾つかの図の全体を通じて、同じ参照数字は類似の部分を指すことに留意されたい。
【００４２】
場合によっては、説明及び理解を容易にするために、好ましい実施形態を例示的な腹腔鏡撮像システムの文脈で説明することがある。しかしながら、本発明は、具体的に説明される装置及びシステムに限定されるものではなく、本発明の全体的範囲から逸脱することなく、種々の用途に適合させることができる。
【００４３】
本発明の幾つかの実施形態の態様において、腹腔鏡手術中に、患者の体腔内の画像を取得することができる腹腔鏡システムが提供され、この腹腔鏡システムは、通常３ｍｍ又はそれより小さい直径の、通常サイズの腹腔鏡挿入ユニット又はカメラ・ヘッドに着脱可能に接続できる細径腹腔鏡サイズの細長本体を含む。細長本体及び通常サイズのカメラ・ヘッドは、最初に、細長い本体で選択された入口点において体腔に貫入させた後に体腔内で接続することができ、最小の貫入／切開傷跡を残し、伝統的な腹腔鏡手術におけるような通常サイズのトロカール入口に関連した潜在的な合併症及び／又は危険を回避することができる。直径が小さいために、他の場合には、伝統的な腹腔鏡手術におけるように、主として臨床上又は美容上の考慮事項が原因で回避していた前腹壁にわたって、より多くの可能な入口点で細長本体を導入することができる。腹腔鏡手術において、腹腔鏡は、通常、臍における切開部を通る大きなトロカールを介して導入されるが、腹腔鏡システムを種々の位置に配置することは有利である。例えば、胆嚢除去手術において、カメラ・ヘッドを腹腔の左上象限に配置することが有利であり、他方、結腸手術においてはカメラ・ヘッドを上腹部の切開部の近くに配置することが有利である。小さいサイズの、随意的な傷を残さない入口をもたらすという利点の他に、このように腹腔鏡の配置を移動させることにより、体腔内に、吸引具、クリッパ、及びステープラなどの大きいサイズの器具を挿入するための主要な臍部トロカールをあけておくことができる。
【００４４】
随意的に、２つ又はそれ以上のカメラ・ヘッドを導入し、体腔内で、異なる位置及び／又は配向で組み立て、主トロカール内に配置された通常の腹腔鏡に加えて、随意的に少なくとも１つのカメラ・ヘッドを配置する。２つ又はそれ以上のカメラ・ヘッド及び／又は腹腔鏡の使用は、互いから数センチメートル離すときに、高品質の３Ｄ画像を得るために有利になり得る。幾つかの実施形態において、少なくとも２つのカメラ・ヘッドが、人間の目の最小焦点距離として知られる７ｃｍ又はそれより大きい距離で配置される。
【００４５】
本発明は、その幾つかの実施形態において、外科的手技を監視するために作動する必要がある場合、随意的に体腔内において及び／又は体腔を通って移動させることにより組み立てるように構成された腹腔鏡システムに関する。外科的手技の終了後、システムは、体腔内で／体腔を通って分解し、その部品を取り出すことができる。幾つかの実施形態において、システムは、予め作られた切開部又は実際の先端部の貫入による、体腔の異なる開口部、随意的に外科的に作られた開口部を通して体腔内に送られる、寸法及び／又は形状が異なる少なくとも２つの部分を含む。幾つかの実施形態において、腹腔鏡システムは、通常サイズのカメラ・ヘッドに着脱可能に接続できる細い細長本体を含む。幾つかの実施形態において、腹腔鏡システムの第１の部分又は部材（例えば、細長本体）は、ある入口点で体腔内に導入され、次いで、第２の点で体腔及び／又は患者の身体の外に突き出され、次に、第２の部分又は部材（例えば、カメラ・ヘッド）に取り付けられ、再び体腔内に引き込まれる。幾つかの実施形態において、システムの部品の送出及び／又は組み立ては、腹腔鏡システムの第２の視覚システムを用いて及び／又は随意的なカメラ・ヘッドにより監視される。同じカメラ・ヘッドを、最初に主ポート（例えば、臍部に配置されたポート／トロカール）を通して患者の体腔内に導入し、カメラ・ヘッドの細長本体のための入口点の選択を助け、その貫入及び入口を監視し、次に、初めに体腔から引き戻すことによって細長本体に接続し、例えば患者の体外など、その裏側で接続（反対側の位置において）することができる。
【００４６】
幾つかの実施形態において、本システムは、第１のより小さい開口部（随意的に、３ｍｍ又はそれより小さい直径の）を通って入る薄い部材と、第２のより大きい開口部（随意的に、５ｍｍ又はそれより大きい直径の）を通って入る第２のより幅広の部材とを含む。幾つかの実施形態において、腹腔鏡システムは、随意的に、皮膚組織及び／又は関節組織などの組織層を通って体腔に貫入するように構成された、３ｍｍに等しいか又はそれより小さい外径を有する細長の中空ニードルを含む。幾つかの実施形態において、中空ニードルは、剛性又は半剛性である。
【００４７】
幾つかの実施形態において、腹腔鏡システムは、画像センサ、レンズ、照明光源のうちの少なくとも１つを含むカメラ・ヘッドをさらに含む。本発明の実施形態において、カメラ・ヘッドは、少なくとも１ピクセルが２．５μｍ、随意的には少なくとも４μｍのピクセル・サイズを有する、少なくとも１つの中型又は大型画像センサ、随意的にはＨＤ画像センサを含むようなサイズにされる。カメラは、高解像度の記録、又は選択されたＤＯＦ及びコントラストでの大型スクリーン又はＴＶへのリアルタイムの投影を可能にし、それにより、治療チームによる外科的手技の高品質な監視が可能になる。幾つかの実施形態において、カメラ・ヘッドの直径は、５ｍｍ又はそれより大きく、随意的には８ｍｍから１０ｍｍまでであり、又はそれより大きい。幾つかの実施形態において、カメラ・ヘッドは、約７５°又はそれより大きい、随意的には９０°又はそれより大きい、又はより広い、又はより狭い、又は中間の視野を随意的に可能にするレンズ（例えば、対物レンズ、随意的にはより多くの光学素子との組み合わせ）を含む。幾つかの実施形態において、ＤＯＦは、腹腔を網羅するように選択される。ＤＯＦは、１ｃｍ−３０ｃｍであることが好ましい。本発明の幾つかの実施形態において、カメラ・ヘッドは、少なくとも１つの照明光源、随意的にＬＥＤ型の、随意的に複数の照明光源をさらに含む。
【００４８】
幾つかの実施形態において、カメラ・ヘッドは、視覚画像、超音波及び／又は赤外線画像（例えば、組織の腫瘍又はしこりを観察するため又は血管を観察するための）、光学的コヒーレント断層画像、標識付き抗体画像等のうちの少なくとも１つを取得及び／又は記録することができる。
【００４９】
本発明の幾つかの例示的実施形態において、カメラ・ヘッドは、随意的にその後端部で、自由端に配置された少なくとも１つの接点を有する細長コネクタに接続された状態で提供される。細長コネクタは、体腔内の及び／又は体腔壁から遠く離れた任意の選択された点に配置されたカメラ・ヘッドと、患者の体外に提供された電源との間を直接電気的に接続するように設計することができる。細長コネクタは、カメラ・ヘッドと共に／カメラ・ヘッドの内部に設けられた少なくとも１つの照明光源を外部電源と接続するように装備することもできる。随意的に、細長コネクタは、中空ニードルに摺動可能に取り付けることができる。幾つかの実施形態において、細長コネクタは、ひとたび中空ニードル内に取り付けられると、電源、電気信号装置、画像信号装置、ビデオ受信機等のような外部装置との接続を容易にする。代替的に又は付加的に、カメラ・ヘッドは、取り付け可能な細長コネクタを含んでも又は含まなくてもよいが、外部電源又は受信機に有線又は無線接続することができる。
【００５０】
幾つかの実施形態において、本システムは、細長コネクタがニードル内に取り付けられたとき、少なくとも１つの接点と通信するための手段を含む、カメラ制御ユニット及び／又は表示装置をさらに含む及び／又はそれらと接続することができる。
【００５１】
本発明は、幾つかの実施形態において、密封された穿孔可能な空洞内、随意的には体腔内で、広い視覚ヘッドと接続可能な細い細長本体を含む視覚装置を組み立てる及び／又は配置する方法にも関し、この方法は、細長本体の遠位端を、第１の小型穿孔部を通って体腔内に通すステップと、第２の穿孔部を通って延び、かつ、視覚ヘッドの最大直径より大きい内径を含む気密通路を提供するステップと、気密通路を通して細長本体の遠位端を体腔の外に延ばすステップと、視覚ヘッドを細長本体に接続するステップと、視覚装置を体腔内に引き込むステップとを含む。
【００５２】
幾つかの実施形態において、視覚ヘッドは、細長本体の通路、随意的には内腔に摺動可能に取り付けることができ、かつ、少なくとも１つのＰＣＢを含む細長コネクタ、及び／又はその自由端上に配置された少なくとも１つの接点に接続された状態で提供される。幾つかの実施形態において、視覚装置は、細長本体及び／又は視覚ヘッドに接続可能な制御ユニット及び／又は表示装置をさらに含む。
【００５３】
随意的に、視覚ヘッドを細長本体に接続するステップは、次のステップ、即ち、細長コネクタの自由端を細長本体通路内に摺動可能に取り付けるステップと、制御ユニット及び／又は表示装置を細長本体及び／又は視覚ヘッドに接続して、少なくとも１つの接点との直接通信を容易にするステップとを含む。
【００５４】
ここで図面を参照すると、図１Ａ−図１Ｄは、本発明の実施形態による、概念的な視覚システム１０００の異なる配置段階を示す。システム１０００は、例えば腹腔ＣＡＶ内など体腔内で使用する前に配置される。システム１０００は、身体の外部に配置されたビデオ記録カメラ、又は代替的にＣＡＶ内部からのビデオ画像を記録するように適合された侵襲的カメラ・ユニットに接続することができる、例えば剛性レンズバー型内視鏡などの、いずれかの内視鏡又は腹腔鏡に関連した視覚装置を含むことができる。
【００５５】
システム１０００は、体腔ＣＡＶ内に配置された画像ソース（例えば、照明された内臓器官）から撮像する、及び／又は、画像を、ヒトの目、固体センサ、カメラ、ビデオ表示装置等とすることができる、身体の外部に配置された画像受信機（図示せず）へ移送するための手段を組み込む細長本体１１００を含む。幾つかの実施形態において、細長本体１１００は、ＣＡＶを囲む組織におけるポート又は切開部を通って貫入及び／又は操作する際に、身体組織への損傷を最小限にするように、現在の既知の腹腔鏡の寸法に比べて特に細いものである。細長本体１１００は、５ｍｍに等しいか又はそれより小さく、随意的に３ｍｍに等しいか又はそれより小さく、随意的に１．５ｍｍに等しいか又はそれより小さく、又はより大きい値若しくはより小さい値若しくは中間の値の、最大直径を含むことができる。
【００５６】
幾つかの実施形態において、システム１０００は、細長本体１１００の遠位先端部に着脱可能に接続できるヘッド１２００と結合されたときにのみ、完全に動作可能である。ヘッド１２００は、例えば、カメラ、レンズ、照明光源、又はそれらの任意の組み合わせなど、システム１０００の適正な及び／又は要求される動作に必要ないずれかの機能又は要素を含むことができる。幾つかの実施形態において、相関性がある細長本体１１００の寸法より概ね大きい寸法を含む、システム・ヘッド１２００のようなシステム部品を導入することが必要である。幾つかの例示的な実施形態において、システム・ヘッド１２００は、３ｍｍに等しいか又はそれより大きく、随意的に５ｍｍに等しいか又はそれより大きく、随意的に１０ｍｍに等しいか又はそれより大きく、又はより大きい値若しくはより小さい値若しくは中間の値の最小直径を含む。幾つかの実施形態において、ヘッド１２００は、トロカール１００（図１Ｃに示される）のような、５ｍｍに等しいか又はそれより大きい、随意的に１０ｍｍに等しいか又はそれより大きい最小内径を有する、通常サイズの腹腔鏡トロカール・ユニットを通して移送可能なように構成される。
【００５７】
図１Ａにおいて、腹腔ＣＡＶ内に挿入された後及びシステム・ヘッド１２００を取り付ける前、システムの細長本体１１００が位置決めされる。随意的に、トロカール１００は、外科的手技の少なくとも一部、又はＣＡＶにおける視覚システム１０００の配置段階のみを監視するように操作することができる、内視鏡（図示せず）などの第２の視覚ユニットを収容することができる。ヘッド１２００を細長本体１１００の遠位端に取り付けるために、外科医は、細長本体１１００をトロカール１００の内腔を通ってＣＡＶから体外環境に（図１Ｂに示されるように）、随意的に内視鏡レンズに（又は「自分の目に」）向けて、通す必要がある。本体１１００がトロカール１００の内腔を通って移動する前又は移動する間に、内視鏡が引き込まれる。次に、図１Ｃに示されるように、ヘッド１２００が、本体１１００に、随意的に手作業で接続される。次に、完成したシステム１０００が腹腔ＣＡＶ内に引き戻され、外科的手技を開始することができる。代替的に、内視鏡の代わりに、システム・ヘッド１２００を用いて、入口点の選択を監視及び支援し、及び／又は細長本体１１００が患者の体外でトロカール１００に接続されるように、トロカール１００に向けて及びこれを通って移動するのを監視及び支援することができる。
【００５８】
幾つかの実施形態において、トロカール１００は、腹腔ＣＡＶに予め導入された空気／気体（通常は、ＣＯ2であるが必ずしもこれに限定されない）の派生的損失なしに、器具類を両方向に完全に又は著しく移動させることを可能にする、気密二方向バルブ又は他の気密機構（図示せず）を含む。トロカール１００は、任意の好ましいサイズのものとすることができ、通常は直径が３ｍｍから２０ｍｍまで、随意的には約１０ｍｍ又は１２ｍｍ（例えば、通常の腹腔鏡ポートと類似のサイズ）とすることができる。トロカール１００は、特定のツール・キット内に最大の手術ツールを収容するようなサイズ（例えば、最小の断面）にすることができる。
【００５９】
幾つかの実施形態において、細長本体１１００は遠位先端部を含む。細長本体１１００の先端部は、組織貫通及びヘッド１２００との容易な係合の少なくとも一方を可能にするように、随意的に鋭利に及び／又は面取りされる。随意的に、先端部は、「非作動状態（ａｒｍｅｄ）」のときに内臓器官（例えば、腸）を損傷するのを防ぎながら、皮膚及び腹壁組織への貫通を可能にするベレス・ニードルとする。随意的に、細長本体１１００は、その遠位端部に、例えば、ヘッド１２００と堅固に接続するためのねじ又は嵌りばめ用の溝（図示せず）などの連結手段、又は代替的にいずれかの摩擦、圧力手段、又は当業者には既知の他の手段を含む。
【００６０】
器具の少なくとも一部は、当業者には周知の剛性又は半剛性生体適合性材料から作成され、随意的には炭素コーティング又は繊維により硬化又は補強されたステンレス鋼、セラミック材料、プラスチック／ポリマー材料（例えば、ＰＥＥＫ）、複合材料（例えば、炭素エポキシ）又はこれらの任意の組合せを含むことができる。
【００６１】
ここで図２を参照すると、本発明の実施形態による第１の例示的な視覚システム２０００が概略的に示される。幾つかの実施形態において、システム２０００は、主として、少なくとも幾つかの面で以前に提示した細長本体１１００に類似する操作部２１００と、操作部２１００と着脱可能に接続できる腹腔鏡挿入ユニット２２００と、撮像（ｉｍａｇｅ  ｐｉｃｋｕｐ）ケーブル２１３０等の少なくとも１つの有線又は無線接続により操作部２１００及び／又は腹腔鏡挿入ユニット２２００と接続できる外部視覚ユニット２３００とで構成される。
【００６２】
幾つかの実施形態において、操作部２１００は、長さ及び外径を有し、随意的に剛性又は半剛性の挿入部２１１０を含み、この挿入部２１１０は体腔内での手動操作を容易にし、随意的には関連する体腔内の任意の位置への前進及び／又は任意の位置における配向を可能にする。挿入部２１１０は、手持ち操作部２１２０に接続される。幾つかの実施形態において、挿入部２１１０は、鋭利な及び／又は面取り遠位先端部を含む。代替的に又は付加的に、挿入部２１１０は、腹腔鏡トロカールを通過するように構成される。幾つかの実施形態において、挿入部２１１０は、これに取り付け可能な撮像装置を封入し及び／又は撮像装置に強度を与えるように構成される。幾つかの実施形態において、挿入部２１１０は、最小直径を有する内腔と、内腔の最小内径に等しいか又はこれより小さい最大外径を有する長手方向挿入部の挿入及び封入を可能にする、その遠位端の開口部とを有する。
【００６３】
幾つかの実施形態において、挿入部２１１０の最大断面の直径は、０．５乃至５ｍｍ、随意的に１乃至２．５ｍｍ、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ又は約２ｍｍ、又はより大きく、又はより小さく、又は中間とすることができる。幾つかの実施形態において、挿入部２１１０は、その外径より０．１乃至０．３ｍｍだけ小さい内径を有する内腔を含む。例えば、挿入部２１１０は、２．２ｍｍの外径及び２．０５ｍｍの内径を含むことができる。挿入部２１１０の長さは、１５乃至５０ｃｍとすることができ、随意的に、キットは、患者のサイズによって幾つかの長さを含むことができ、例えば、乳児に対しては長さ２０ｃｍ、普通サイズの成人に対しては長さ２７ｃｍ、大柄な成人に対しては長さ４５ｃｍとすることができる。
【００６４】
幾つかの実施形態において、腹腔鏡挿入ユニット２２００は、剛性レンズバー型腹腔鏡である。代替的に、腹腔鏡挿入ユニット２２００は、ビデオカメラ型腹腔鏡であり、随意的にデジタルビデオカメラを含む。幾つかの実施形態において、腹腔鏡挿入ユニット２２００は、細長コネクタ２２２０に接続された（随意的に、着脱可能に接続できる）撮像装置２２１０を含む。幾つかの実施形態において、撮像装置２２１０は、例えば、ＣＣＤ（電荷結合デバイス）又はＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）などの少なくとも１つの固体センサを含み、随意的に、少なくとも１つのレンズ及び／又は他の光学素子、及び／又は、ＬＥＤ（発光ダイオード）照明装置などの少なくとも１つの照明光源又はプロジェクタをさらに含む。細長コネクタ２２２０は、その長さに沿った少なくとも一方向における、ビデオ及び／又は画像信号及び／又はデジタル信号及び／又は電流及び／又は照明の伝達を可能にする。幾つかの実施形態において、細長コネクタは、少なくとも１つのＰＣＢ（プリント回路基板）及び／又は光ファイバ及び／又は通信ケーブルを含む。随意的に、細長コネクタ２２２０は、非剛性であり、挿入部２１１０の内部に封入されたときに、機械的耐久性／強度を得る。幾つかの実施形態において、細長コネクタ２２２０は、少なくとも一方の端部内に導電性接点を含む。幾つかの実施形態において、細長コネクタ２２２０は、０．５ｍｍから２．５ｍｍまでの間の内径又は外径、例えば、１．８ｍｍの内径及び２ｍｍの外径を有する覆い又はスリーブ（図示せず）を含み、これは、少なくとも１つの細長ＰＣＢを封入し、２ｍｍに等しいか又はこれよりわずかに大きい内径を有する挿入部２１１０内に取り付け可能である必要がある。
【００６５】
幾つかの実施形態において、腹腔鏡挿入ユニット２２００は、操作部２１００内に適切に装着されるとき、随意的に撮像ケーブル２１３０により、外部視覚ユニット２３００に接続することができ、それにより、患者の体外からの制御、表示、記録及び／又は他の機能が可能になる。幾つかの実施形態において、外部視覚ユニット２３００が、随意的に通信ケーブル２３３０によって相互接続可能な、ＣＣＵ（カメラ制御ユニット）２３１０及び表示装置２３２０を含む。幾つかの実施形態において、ＣＣＵ２３１０は、画像処理回路を有する信号処理装置を含む。ＣＣＵ２３１０は、伝送された画像信号に基づいてビデオ信号を生成し、ビデオ信号を表示装置２３２０に出力するように構成することができる。
【００６６】
次に、本発明の実施形態による例示的な腹腔鏡挿入ユニット３０００の斜視図及び断面図を概略的に示す図３Ａ−図３Ｃを参照する。図３Ａに示されるように、腹腔鏡挿入ユニット３０００は、前述のユニット２２００と同様に、例示的な撮像装置又はカメラ・ヘッド３１００と、例示的なコネクタ・ユニット３２００とを含む。実施形態において、腹腔鏡挿入ユニット３０００の遠位部の横断面図を概略的に示す図３Ｂに示されるように、例示的なカメラ・ヘッド３１００は、ハウジング３１１０と、少なくとも１つの光学素子を有するレンズ３１２０と、少なくとも１つのＬＥＤ３１３０（この例では２つのＬＥＤ）と、画像センサ回路３１４０（随意的に少なくとも１つのＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサを含む）とを含む。幾つかの実施形態において、レンズ３１２０は、７０°から１４０°までの間、随意的に９０°から１１０°までの角度又は視野を可能にし、他方、提供されるキットにおいては、視野角によって区別される異なるヘッド及び／又はレンズ結合部を設けることができる。幾つかの実施形態において、カメラ・ヘッド３１００は、０．１ｃｍから４０ｃｍまでの間、随意的に１ｃｍから２０ｃｍまでの視距離を含む。幾つかの実施形態において、カメラ・ヘッド３１００は、ＬＥＤ３１３０のための受動的又は能動的冷却手段（図示せず）をさらに含む。
【００６７】
実施形態において、コネクタ・ユニット３２００の断面図を概略的に示す図３Ｃ、並びに図３Ａ及び３Ｃに示されるように、コネクタ・ユニット３２００は、この例では単一の撮像用ＰＣＢ３２２０及び２つのＬＥＤ  ＰＣＢ３２３０である長手方向ＰＣＢを封入するスリーブ３２１０を含む。代替的に、ＰＣＢのうちの少なくとも１つは、実質的により短く、他方、他の手段（ワイヤなど）が、コネクタ・ユニット３２００の長さにわたって信号を伝送するために用いられる。撮像用ＰＣＢ３２２０は、センサ・ＰＣＢ接点３１５０及び撮像接点３２４０と適切に接触すると、電力及び／又は画像信号及び／又はデジタル・コンテンツを、回路３１４０から外部ＣＣＵ（図示せず）及び／又は電源に、及び／又はその反対に伝送するように構成される。随意的に、例えば１４個の接点など、少なくとも１０個のセンサ・ＰＣＢ接点３１５０が用いられる。ＬＥＤ  ＰＣＢ３２３０は、ＬＥＤ・ＰＣＢ接点３１６０及びＬＥＤ・電源接点３２５０と適切に接触すると、外部電源（図示せず）からＬＥＤ３１３０に電力を伝達するように構成される。代替的に、ＬＥＤ  ＰＣＢ３２３０及び接点３１６０の代りに、電力線をＬＥＤ３１３０に接続し（例えば、ハンダ付けし）、撮像用ＰＣＢ３２２０上にこれに沿って近位端まで通し、そこで随意的に短いＰＣＢコネクタと接続する。第３の代案において、カメラ・ヘッド３１００は、ＬＥＤ３１３０及び／又は回路３１４０に電力供給するための電源（図示せず）を含む。
【００６８】
幾つかの実施形態において、ＬＥＤ３１３０は、体腔内のターゲット物体に向けて照明を投射し、照明は続いて反射して戻され、レンズ３１２０を通して回路３１４０により収集され、デジタル画像として取り込まれる。次にデジタル画像が、撮像用ＰＣＢ３２２０を介して体腔外に配置された外部ＣＣＵ（図示せず）に伝送される。
【００６９】
ここで、本発明の実施形態による、以前に図２に示された例示的な視覚システム２０００の、体腔ＣＡＶ（随意的に予め膨張された）における異なる配置段階を示す図４Ａ−図４Ｄを参照する。幾つかの実施形態において、システム２０００の操作部２１００が、内臓器官を不必要に傷つけることを避けるように、ＣＡＶ内に僅かに導入される。操作部２１００は、組織層を通してＣＡＶ内に貫入するか、又は予め形成された切開部又は専用トロカール（図示せず）を通して挿入することができる。腹腔鏡トロカール２４００もまた、随意的に臍部を通して、ＣＡＶ内に導入される。幾つかの実施形態において、トロカール２４００は、ＣＡＶ内に閉じ込められた膨張用気体の漏れが最小限の又はない状態で、体腔の内から外へ及び外から内へと両方向の移動が可能なように構成される。トロカール２４００は、ＣＡＶ内の複数の位置に向けて伸張、配向及び操作することができる内部伸縮式スリーブ２４５０の通過を可能にするように構成される。腹腔鏡２５００は、トロカール２４００を通して挿入され、視覚システム２０００を配置するのを視認するのを可能にする。腹腔鏡２５００は、任意の型の腹腔鏡とすることができ、随意的に、システム２０００の他の部分と共に後に配置することが意図される腹腔鏡挿入ユニット２２００を含むことができる。
【００７０】
図４Ａに示されるように、腹腔鏡２５００は、操作部２１００の遠位先端部のＣＡＶ周辺を走査するために用いられる。図４Ｂにおいて、随意的に腹腔鏡２５００が内部に封入された伸縮式スリーブ２４５０が、操作部２１００の突出する遠位先端部に隣接又は接触するまでこれに向けて延ばされる。代替的に、伸縮式スリーブ２４５０は、ＣＡＶ周辺の選択点に向かって延ばされ、これを外向きに押すことにより、操作部２１００が貫入できる、操作部２１００のための入口点が視覚的に示される。
【００７１】
伸縮式スリーブ２４５０の内径（例えば、内腔の直径）は、約３乃至１５ｍｍ、又は随意的に約１０ｍｍとすることができ、その外径は、約４乃至２０ｍｍとすることができる。幾つかの実施形態において、伸縮式スリーブ２４５０の使用に対して付加的に又は代替的に、他の位置決め及び／又は案内及び／又は把持／接続装置（図示せず）を用いて、操作部２１００の遠位端をＣＡＶ内に位置決め及び／又は案内及び／又は把持し、これを、トロカール２４００を通して身体外の環境に移動させるのを支援する又は移動に使用することができる。
【００７２】
ひとたび直接接触すると、図４Ｃに示されるように、操作部２１００を、ＣＡＶ及び患者身体の外部に突出するまで、伸縮式スリーブ２４５０内にこれを通って押し込むことができる。操作部２１００を押し込む間、又は、伸縮式スリーブ２４５０内に導入する前に、腹腔鏡２５００は取り外される。次に、腹腔鏡挿入ユニット２２００が操作部２１００内に導入されて、視覚システム２０００が組み立てられる。図４Ｄに示されるように、次にシステム２０００をＣＡＶ内に引き戻し、視覚監視のもとでそこを通る要素の通過及び後の外科的介入のためのトロカール２４００の随意的な使用を可能にする。
【００７３】
ここで、本発明の実施形態による第２の例示的な視覚システム４０００を概略的に示す図５を参照する。システム４０００は、剛性の細長コネクタ４１１０と、手持ち操作部４１２０と、外部視覚ユニット（図示せず）に接続可能な撮像ケーブル４１３０とを含む。システム４０００は、細長コネクタ４１１０に着脱可能に接続できるカメラ・ヘッド４２００をさらに含む。幾つかの実施形態において、カメラ・ヘッド４２００の直径は、細長コネクタ４１１０の直径に比べて実質的に大きい。幾つかの実施形態において、カメラ・ヘッド４２００の設計及び／又は動作は、以前に提示したカメラ・ヘッド３１００と類似しているが、細長コネクタと接続の型式及び手段が異なり得る。システム４０００の取り付け及び／又は動作は、システム２０００のものに類似し得る。
【００７４】
代替的に、細長コネクタ４１１０は、保護及び／又は剛性の向上のために、挿入部内に収容することができる。
【００７５】
ここで本発明の実施形態による第３の例示的な視覚システム５０００の概略を示す図６を参照する。システム５０００は、画像ガイド（例えば、光学キャリア及びレンズを含む）を随意的に封入する剛性挿入部５１１０と、ビデオカメラ５１４０に随意的に着脱可能に接続された手持ち操作部５１２０と、外部視覚ユニット（図示せず）に接続できる撮像ケーブル５１３０とを含む細型剛性腹腔鏡ユニット５１００を含む、剛性ロッドレンズ型腹腔鏡である。システム５０００は、細型剛性腹腔鏡ユニット５１００よりも実質的に大きい直径を有する着脱可能に接続できる照明スリーブ５２００をさらに含む。幾つかの実施形態において、照明スリーブ５２００は、挿入部５１１０の遠位端の外径と実質的に等しい直径を有する内腔又は孔を含み、かつ、遠位端上に配置されるように構成される。幾つかの実施形態において、照明スリーブ５２００は、電源内蔵式であるか、又は剛性挿入部５１１０を介して接続可能な外部電源により電力供給される。システム５０００の取り付け及び／又は動作は、システム２０００のものに類似し得る。
【００７６】
ここで本発明の実施形態による第４の例示的な視覚システム６０００の概略を示す図７を参照する。システム５０００と同様に、システム６０００もまた、随意的に画像ガイド及び光ガイド（図示せず）のバンドルを封入する剛性挿入部６１１０と、随意的にビデオカメラ６１５０に着脱可能に接続された手持ち操作部６１２０と、外部視覚ユニット（図示せず）に接続可能な撮像ケーブル６１３０と、外部照明光源（図示せず）に接続可能な照明ケーブル６１４０とを含む、剛性ロッドレンズ型腹腔鏡である。システム６０００は、細型腹腔鏡ユニット６１００よりも実質的に大きい直径を有する、着脱可能に接続できる遠位ロッドレンズ６２００をさらに含む。幾つかの実施形態において、遠位ロッドレンズ６２００は、挿入部６１１０内に封入されるもののような、より小さい直径のロッドレンズにおいて達成できるよりも、大きい視野角を可能にする。システム６０００の取り付け及び／又は動作は、システム２０００のものに類似し得る。
【００７７】
本発明の幾つかの実施形態において、腹腔鏡ユニット及び／又はカメラ・ヘッドは、一体部分として、又は潜在的な追加の構成要素として提供される少なくとも１つの照明光源を含むことができる。幾つかの実施形態においては、例えば視覚化及び／又はビデオ品質パラメータを向上させるように、ずっと多くの光をターゲット物体に投射し、その結果、腹腔鏡挿入ユニットを用いて、より大きい及び／又はより多くの照明光源（例えば、ＬＥＤ）を提供できるようにすることが好ましい場合がある。随意的に、代替的又は付加的に、レンズ／対物レンズ及び／又はいずれかの温度感受性構成要素に隣接する照明光源によって発生する熱を低減させる／最小にする必要性が生じ得る。随意的に、代替的又は付加的に、ユニットの直径を低減させ／最小にし、例えば、該ユニットを、ケースに入れられたレンズ／対物レンズよりも僅かに大きくすることだけが必要になり得る。
【００７８】
本発明の幾つかの実施形態において、上記の考察事項のいずれか及び／又はいずれかの他の考察事項によると、レンズ／対物レンズ開口部から遠ざかるように、随意的に後方に離れるように配置された照明光源を含む腹腔鏡挿入ユニット（又はカメラ・ヘッド）を設けることができる。実施形態の幾つかの変形において、照明光源で発生した大部分の又は全ての光を、特定のターゲットに向けて、随意的に物体／レンズの前方に及び／又はこれから半径方向に遠ざかるように、集光、反射及び／又は投射するための手段を設けることができる。
【００７９】
ここで、本発明の実施形態による、照明反射鏡７１３０（横断面図で示す）を含む例示的な腹腔鏡挿入ユニット７１００の部分断面図を概略的に示す図８を参照する。腹腔鏡挿入ユニット７１００は、レンズ／対物レンズ、画像センサ及び電子回路（図示せず）を収容することができ、細長コネクタ・ユニット７１４０（部分的に示される）と接続された状態で設けられる、幅広のビデオカメラ・ヘッド本体７１１０（断面側面図で示されない）を含む。カメラ・ヘッド本体７１１０は、コネクタ・ユニット７１４０の近位端に接続される又はこれを収容する小直径部７１１２で終端することができる。複数の照明光源（１つで十分であるが）７１２０が小直径部７１１２の外周上に設けられ、随意的に、必ずしもではないが、本体７１１０の最大直径を超えて出ない。照明光源は、半径方向外方に逆方向に（コネクタ・ユニット７１４０に向かって）、又は任意の角度を付けた方法で設置することができる。例示的な実施形態において、照明光源は、コネクタ・ユニット７１４０を介して、かつ、その長さに沿って、患者の身体（図示せず）の外部に提供される電源に電気的に接続可能なＬＥＤ光源である。幾つかの実施形態において、反射鏡７１３０は、配置形態において、照明光源７１２０によって生じた光の大部分を反射するように設計及び成形される。幾つかの実施形態において、反射鏡７１３０は、当業者には周知の反射材料で作成又は被覆された内面７１３２を含むことができる。反射鏡７１３０は、複数の照明光源７１２０から生じた散乱光を選択されたターゲット領域に向けて集光及び／又は合焦するように成形することができる。反射鏡７１３０は、剛性、半剛性又は弾性とすることができ、単一部品で形成すること又は単一部品に組み立てること、又は複数の構成要素（例えば、複数の剛性又は半剛性部材を含む絞り設計（図示せず））を含むことができる。幾つかの実施形態において、反射鏡７１３０は、小さい直径から大きい直径までの間で伸張可能又は収縮可能である。例示的な小直径は、カメラ・ヘッド本体７１１０の直径より小さくてもよく、これと実質的に同じであってもよく、又はこれよりも僅かに大きくてもよく、より細い導入サイズを維持し、後に、患者の体腔内に配置されるとき、選択的に又は予め設定された通りに、自動的に、又は必要に応じて、拡張することができる。
【００８０】
図９は、本発明の実施形態による、照明光ファイバ７２３０を含む別の例示的な腹腔鏡挿入ユニット７２００の部分断面図を概略的に示す。ユニット７１００と同様に、腹腔鏡挿入ユニット７２００は、より小さいサイズの遠位端部７２１２を組み込み、細い細長コネクタ・ユニット７２４０に接続された、ワイドカメラ・ヘッド本体７２１０を含む。複数の照明光源７２２０もまたより小さい部分７２１２の外周上に同様に配置される。反射手段の代りに、複数の光ファイバ７２３０をカメラ・ヘッド本体７２１０の上にその長さに沿って配置して、これにより、照明光源７２２０からの光が、遠位方向に、カメラ・ヘッド本体７２１０に向かい、かつ、その前方に移動することが可能になる。複数の光ファイバを用いて単一の照明光源からの光を伝達することができる。光ファイバを伸張可能な部材（図示せず）の上に配置して、光の円錐形状の投射を可能にする。
【００８１】
図１０Ａ及び図Ｂは、オス・コネクタ８１１０を有する細長コネクタである細長内部シャフト８１２０に接続された自己照明式視覚ヘッド８１３０の、例示的な一体型カメラ及びオス・コネクタ８１００の実施形態を示す。視覚ヘッド８１３０は、カメラ・ユニット８１４０及び２つの照明用ＬＥＤ８１５０を有する。オス・コネクタ８１１０は、本実施形態においては、例えば、電力供給、制御及び情報伝送のための、導電性のような非光学コネクタである。非光学コネクタの使用により、細長内部シャフト８１２０の小さい断面が可能になり、従って、傷を残さない腹腔鏡手術に使用するのに有利になり得る。
【００８２】
図１１は、剛性挿入部がニードル等の外側シャフト８２１０である例示的な操作部８２００を示す。剛性挿入部は、細長コネクタに剛性の支持を与える。操作部８２００は、ハンドル８２２０などの手持ち操作部をさらに含む。ハンドル８２２０の内部には、メス・コネクタ８２３０が、カメラのオス・コネクタ８１１０及びオス・コネクタ８１００に接続されるように配置され。さらに、ハンドル８２００は、視覚ヘッド８１３０を、スクリーンなどの外部視覚ユニットと接続するためのビデオコンソール・ケーブル・コネクタ８２４０を有する。代替的に、ビデオコンソール・ケーブル・コネクタ８２４０の代わりに、外部視覚ユニットに信号を転送するための無線通信ユニットをハンドル８２２０に装備することができる。
【００８３】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、カメラ及びオス・コネクタ８１００、並びに操作部８２００の例示的な組立体８３００を示す。オス・コネクタ８１１０を有する内部シャフト８２１０は、オス・コネクタ８１１０がハンドル８２２０内部のメス・コネクタ８２３０に接続するまで、ニードルなどの外部シャフト８２１０内に押し込まれる。接続されると、内部シャフト８１２０の大部分が外部シャフト８２１０の内部に収容される。前に本明細書で説明したように、組立体８３００の取り付けは、外部シャフト８２１０を、気密通路を通して体腔の外に延ばすことによって行われる。
【００８４】
非限定的な例として、図１０乃至図１２に示した例示的な実施形態は、１０ｍｍの最大外径及び６０ｍｍの最大長を有する視覚ヘッド８１３０を有することができるが、外側シャフト８２１０の最大外径は僅か２．８ｍｍである。視覚ヘッド８１３０には、２つのＬＥＤ８１５０のほかに、最先端の高解像度センサであるカメラ・ユニット８１４０が取り付けられる。組立体８３００の各部分は、手技の後に清浄にされ滅菌されるように設計される。
【００８５】
本発明を、その特定の実施形態に関連して説明したが、当業者には、多くの代替、修正及び変形が明らかであろう。従って、添付の特許請求の範囲の趣旨及び広い範囲に入る全てのこうした代替、修正及び変形を包含することが意図されている。
【００８６】
本明細書で言及した全ての刊行物、特許及び特許出願は、各々の刊行物、特許又は特許出願が引用により本明細書に組み入れられるように具体的かつ個別に記述されたのと同じ程度に、引用によりその全体が本明細書に組み入れられる。さらに、本出願におけるいずれの参考文献の引用又は識別も、そうした参考文献が本発明に対する先行技術として利用可能であることの承認するものとして解釈されるべきではない。見出しが用いられる場合、それらは、必ずしも限定するものとして解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００８７】
１００、２４００：トロカール
１０００、２０００、４０００、５０００、６０００：視覚システム
１１００：細長本体
１２００：ヘッド
２１００、８２００：操作部
２１１０、５１１０、６１１０：挿入部
２１２０、４１２０、５１２０、６１２０：手持ち操作部
２１３０、４１３０、５１３０、６１３０：撮像ケーブル
２２００、３０００、７２００：腹腔鏡挿入ユニット
２２１０：撮像装置
２２２０：細長コネクタ
２３００：外部視覚ユニット
２３１０：カメラ制御ユニット
２３２０：表示装置
２３３０：通信ケーブル
２４５０：内部伸縮式スリーブ
２５００：腹腔鏡
３１００、４２００：カメラ・ヘッド
３１１０：ハウジング
３１２０：レンズ
３１３０、８１５０：ＬＥＤ
３１４０：画像センサ回路
３１５０：センサＰＣＢ接点
３１６０：ＬＥＤＰＣＢ接点
３２００：コネクタ・ユニット
３２１０：スリーブ
３２２０：撮像用ＰＣＢ
３２３０：ＬＥＤ  ＰＣＢ
３２４０：撮像接点
３２５０：ＬＥＤ電源接点
４１００：操作部
４１１０：細長コネクタ
５１００：腹腔鏡システム
５１４０：ビデオカメラ
５２００：照明用スリーブ
６１００：腹腔鏡ユニット
６１４０：照明ケーブル
６１５０：ビデオカメラ
６２００：ロッドレンズ
７１００：腹腔鏡挿入ユニット
７１１０：カメラ・ヘッド本体
７１１２：小直径部
７１２０、７２２０：照明光源
７１３０：反射鏡
７１４０：コネクタ・ユニット
７２１０：カメラ・ヘッド本体
７２１２：遠位端部
７２３０：照明用光ファイバ
７２４０：細長コネクタ・ユニット
８１００：一体型カメラ及びオス・コネクタ
８１１０：オス・コネクタ
８１２０：内部シャフト
８１３０：自己照明型視覚ヘッド
８１４０：カメラ・ユニット
８２１０：外側シャフト
８２２０：ハンドル
８２３０：メス・コネクタ
８２４０：ビデオコンソール・ケーブル・コネクタ
８３００：組立体
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ−３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ−１２Ｂ】
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