(57)【要約】体腔または臓器の内部の解剖学的構造を照明し、視覚化するために、医療デバイスと共に使用するのに適した視覚化スタイレットが提供されており、該スタイレットは、小型カメラと、光源と、搭載の電源とを含む。スタイレットは、近位端と遠位端とを有し、その間に管腔を有する細長い本体と、遠位端に隣接して管腔の中に配置された画像収集デバイスを含み、該画像収集デバイスは、外部ユニットと連絡するように適合されたレセプタクルに電気的に結合されている。電源は、細長い本体の中に配置され、画像収集デバイスに電気的に結合されている。スイッチは、電源に電気的に接続されており、該スイッチは、電源と少なくとも１つの他のコンポーネントとの間の電気接続を選択的に可能にする。
2009506832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタイレットであって、
近位端と遠位端とを有し、その間に管腔を有する細長い本体と、
該遠位端に隣接して該管腔の中に配置された画像収集デバイスであって、該画像収集デバイスは、外部ユニットと連絡するように適合されたレセプタクルに電気的に結合されている、画像収集デバイスと、
該細長い本体の中に配置され、該画像収集デバイスに電気的に結合された電源と、
該電源に電気的に接続されたスイッチであって、該スイッチは、該電源と少なくとも１つの他のコンポーネントとの間の電気接続を選択的に可能にする、スイッチと
を備えている、スタイレット。
【請求項２】
光源をさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光源は、１つ以上の発光ダイオードを備えている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記１つ以上の発光ダイオードは、環状部を備えている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記細長い本体の遠位端において光伝達材料をさらに備えており、前記光源は、該光伝達材料を照明する、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記電源は、バッテリである、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記レセプタクルは、前記スタイレットに取り外し可能に据え付けられている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記レセプタクルが、前記スタイレットから取り外されたときに、前記スイッチは、作動させられる、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記外部ユニットが、前記レセプタクルに取り付けられたときに、前記スイッチは作動させられる、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記レセプタクルは、ＲＣＡプラグまたはＲＣＡジャックである、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記スイッチは、バネを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記スイッチは、一方向トグルを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記本体は、均一ではない直径を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記本体の前記直径は、前記遠位端において、該遠位端と前記近位端との間の地点におけるものよりも大きい、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記画像収集デバイスの遠位に配置されたレンズをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記レンズに配置されたコーティングをさらに備えている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記レンズは、親水性の材料または疎水性の材料を備えている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記本体の前記遠位端に配置されたワイパーをさらに備えている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記ワイパーは、電気活性ポリマを備えている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記光源と前記画像収集デバイスとの間に光学的に配置されたコリメータをさらに備えている、請求項２に記載の装置。
【請求項２１】
前記スタイレットの前記本体の前記遠位端に音声受信器をさらに備えている、請求項２に記載の装置。
【請求項２２】
前記スタイレットの前記本体の前記遠位端に二酸化炭素センサをさらに備えている、請求項２に記載の装置。
【請求項２３】
前記二酸化炭素センサからの測定値が、前記外部ユニットに伝達される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記細長い本体は、選択的に変形可能である、請求項２に記載の装置。
【請求項２５】
前記細長い本体は、張力を伝達することが可能である１つ以上のマニピュレータをさらに備えており、該細長い本体は、該１つ以上のマニピュレータに加えられた張力に応答して変形させられる、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記細長い本体は、電気活性ポリマをさらに備えており、前記細長い本体は、該電気活性ポリマの作動に応答して変形させられる、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
開口部の内部を調べる方法であって、
スタイレットを提供することであって、該スタイレットは、近位端と遠位端とを有し、かつ、その間に管腔を有する本体と、該遠位端に隣接するように配置され、かつ、外部ユニットと連絡するように適合された画像収集デバイスと、該スタイレットに脱着可能に据え付けられ、かつ、該画像収集デバイスに結合されたレセプタクルと、電源と、該レセプタクルが該スタイレットから脱着されたときに、該画像収集デバイスに該電源を選択的に結合するように構成されたスイッチとを備えている、ことと、
該スタイレットから該レセプタクルを脱着することと、
開口部に該スタイレットを挿入することと、
該画像収集デバイスからデータを受け取ることと
を包含する、方法。
【請求項２８】
前記レセプタクルを外部ユニットに取り付けることをさらに包含する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記画像収集デバイスからデータを受け取ることは、前記外部ユニットの画像を見ることを包含する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
開口部の内部を調べる方法であって、
スタイレットを提供することであって、該スタイレットは、近位端と遠位端とを有し、かつ、その間に管腔を有する本体と、該遠位端に隣接するように配置され、かつ、外部ユニットと連絡するように適合された画像収集デバイスと、該画像収集デバイスに電気的に結合されたレセプタクルと、電源と、該外部デバイスが該レセプタクルに接続されたときに、該画像収集デバイスに該電源を選択的に結合するように構成されたスイッチとを備えている、ことと、
該外部デバイスを該レセプタクルに取り付けることと、
開口部に該スタイレットを挿入することと、
該画像収集デバイスからデータを受け取ることと
を包含する、方法。
【請求項３１】
前記外部デバイスを前記レセプタクルに取り付けることは、該外部ユニットと前記画像デバイスとの間の連絡を提供することをさらに包含する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記画像収集デバイスからデータを受け取ることは、前記外部ユニットにおいて画像を見ることを包含する、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載された電源を有する小型カメラを使用して、体腔または臓器の内部の解剖学的構造を照明して視覚化するために使用される医療デバイスおよび方法に関する。本発明は、気管内への挿管の間の口腔の内側の視覚化に特に適用の可能性を有する。
【背景技術】
【０００２】
医療ケアを提供する間、特に、緊急的な状況において、または麻酔の間に、麻酔および／または患者の肺の機械的換気を可能にするために、患者の気管の中にチューブを挿入することが頻繁に必要になる。この処置は、気管内挿管と呼ばれている。気管内チューブが患者の食道（またはどこか他の場所）の中よりも、患者の気管の中に配置されることが重要であり、そうしなければ空気が肺に送達されない。この理由で、気管内挿管の間に患者の声門を視覚化できることが重要である。不適切な気管内挿管は、麻酔の間の罹病および死亡の重大な原因となる。
【０００３】
一般的に、喉頭鏡と呼ばれるデバイスが、気管内挿管を容易にするために使用される。このデバイスはハンドルとブレードとから成る。直線のブレード（「Ｍｉｌｌｅｒ  ｂｌａｄｅ」）とわずかに湾曲したブレード（「Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ  ｂｌａｄｅ」）とが存在する。喉頭蓋は、通常、咽頭の中への声門の開口部と重なり、食事の間、気管の中への食物の通過を防止し、従って、気管内挿管において、喉頭蓋を声門の開口部から移動し、気管内チューブが気管の中に挿入されることを可能にすることが必要である。ブレードは、患者の口に挿入され、患者の舌および喉頭蓋を邪魔にならない所に持ち上げるために使用され、その結果、患者の声門（気管の入口）が、視覚化され得、気管内チューブは、気管に首尾よく挿入され得る。
【０００４】
一部の患者、例えば、肥満の患者、または異常な解剖学的構造を有する患者において、喉頭鏡だけでは、患者の声門の明確な光景を提供することが不可能である。所謂「盲目的挿管」がこのような患者には試みられ得るが、盲目的挿管の失敗の確率は高い。盲目的挿管は、咽頭の粘膜の外傷および出血を頻繁にもたらし、挿管の成功は、多くの場合に、何度かの試みを必要とし得、重要なケアを遅らせ、患者の健康を危険にさらす。従って、このような患者においては、声門の光景を提供し、気管内チューブの適切な挿入を可能にするために、視覚化および／または照明のデバイスを患者の咽頭に配置することが望ましい。
【０００５】
一部の場合において、経口挿管は望ましくないか、または実行可能ではなく、鼻腔挿管が使用されなければならない。鼻腔挿管のために、３つの主要な技術が使用される。１つの方法は、経口喉頭鏡を使用し、鼻腔気管内挿管の配置を観察および監視することである。第２の方法は、チューブおよび／または患者の頭および首を操作する盲目的挿管を使用することである。第３の方法は、可撓性光ファイバ気管支鏡を利用し、気管内チューブの適切な配置の誘導および視覚的な確認の両方を行うことである。経口挿管または鼻腔挿管が行われるか否かに関わらず、声門は最終的には乗り越えられなければならず、従って、照明および視覚化は、いずれにせよ非常に望ましい。
【０００６】
いくつかの視覚化および／または照明デバイスが製作されており、商業用に使用されている。例えば、Ａａｒｏｎ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｏｒｙは、ライト付きの挿管ガイドを製作し、該ライト付きの挿管ガイドは、実質的には、先端に明るいライトを有する薄いスタイレット（ワンド）である。このスタイレットは、気管内チューブの中に配置される。気管内チューブは、それに含まれるスタイレットと共に、咽頭を通って（手探りで）誘導されるので、チューブのオペレータが、患者の首を通して伝えられる光の位置を観察することによって、気管内チューブの先端の大まかな位置を判断し得る。このデバイスは、声門の直接的な視覚化を提供せず、盲目的挿管に対してほんのわずかな改善を提供するだけである。
【０００７】
Ｖｏｌｐｉ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、声門の直接的な視覚化を提供するスタイレットデバイスを製造する。デバイスは、気管内チューブの中に配置され、光ファイババンドルを使用して、チューブの先端からデバイスのオペレータに視覚的情報を伝える。このデバイスは、自身の光源を有しておらず、別個の光源を必要とする。別の気管内挿管デバイスと、それを使用する方法とが、非特許文献１の論文に記述されている。デバイスは遠位端に据え付けられた電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラを有するワンドを備え、サイドチューブを含み、該サイドチューブを通って、チューブイントロデューサが挿入される。イントロデューサは、声帯を通って気管の中に配置され、次に、ワンドが引き抜かれ、イントロデューサを適切な場所に残す。Ｖｉｔａｉｄ  Ａｉｒｗａｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、ＧｌｉｄｅＳｃｏｐｅＴＭデバイスを販売しており、該ＧｌｉｄｅＳｃｏｐｅＴＭデバイスは、喉頭鏡のブレードの中にビデオカメラと発光ダイオード（ＬＥＤ）の光源とを埋め込む。このデバイスは、気管内チューブの内側には嵌まらない。
【０００８】
Ｏｌｙｍｐｕｓ  ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎおよびＰｅｎｔａｘ  ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの両方は、可撓性の光ファイバ気管支鏡を製作し、該可撓性の光ファイバ気管支鏡は、画像配信と光伝達との両方の光ファイババンドル、および完全に関節で動く誘導可能な先端を含む。これらのデバイスは、元々は気管支鏡（肺の気管支の視覚化）のために設計されているが、困難な挿管のためにも、以下のように使用され得る。第１に、光ファイバ気管支鏡の遠位部分が、気管内チューブの中に挿入される。次に、気管内チューブを操作しながら、気管支鏡の接眼レンズを通して見ることによって、デバイスのオペレータが、咽頭の中へのチューブの配置を直接的に視覚化することを可能にする。気管内チューブが首尾よく配置されたときに、光ファイバデバイスは、チューブから引き抜かれる。このように使用されるので、光ファイバの気管支鏡は、（先に記述されたブレード状の標準的な喉頭鏡と混同しないように）光ファイバの喉頭鏡と呼ばれる。このような光ファイバデバイスの使用は、盲目的挿管に対してかなりの改善を提供するが、これらのデバイスは、非常に複雑でありかつ高価であり、効果的な使用にはかなりの訓練を必要とする。
【０００９】
特許文献は、照明および視覚化を提供する、口腔への挿管のための多数のデバイスを含む。最も早い例のうちの１つは、Ｓｍｉｔの特許文献１であり、該特許文献１は、内部電気光源とガラスの光伝導要素とを有する圧舌器を開示しており、該圧舌器は、光がバルブから器具の先端に伝導され、口腔の視覚化を補助することを可能にする。
【００１０】
Ｐａｃｅｙに対する特許文献２は、器具の先端の近くに配置されたカメラとライトとを有する気管内挿管器具を開示する。カメラとライトとは、デバイスのハンドルの内側のバッテリによって電力を供給され得る。カメラは、必要に応じて、ＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）カメラとなり、光源は、必要に応じて、ＬＥＤとなる。デバイスの先端近くに吸引が提供され、光源を冷却し、湿度を取り除く。湿度は、そうしなければカメラのレンズを曇らせる。視覚化要素は、気管内チューブに嵌合するように設計されていないが、チューブの外側に、またはチューブに隣接して据え付けられる。
【００１１】
Ｓｍｉｔｈに対する特許文献３は、自蔵軽量気管支鏡を開示しており、該自蔵軽量気管支鏡は、デジタルカメラと「光エミッタ」とを含み、両方が、気管支鏡の遠位端の近くに配置されており、内部バッテリによって電力を供給されている。デバイスは、端部においてクランプを含み、該クランプは、気管内チューブを適切に誘導されるように掴握する。上記のように、このデバイスは、気管内チューブに嵌合するようには設計されていない。
【００１２】
Ｇｒａｖｅｎｓｔｅｉｎに対する特許文献４は、ＣＣＤカメラと、器具の近位端（オペレータの近く）に配置されたＬＥＤライトとを有する気管画像化鏡を記述しており、光ファイバを使用して、器具の遠位端とカメラ／ライトとの間で光と画像とを伝える。単純な電気および／または光学の「クイックコネクタ」がコンポーネントとカメラとを連結するために使用され、ライトは、外部の電源によって電力を供給される。デバイスは、換気、洗浄、または吸引のために管腔を含み得るが、気管内チューブと嵌合するようには設計されていない。
【００１３】
Ｂｕｌｌａｒｄに対する特許文献５は、カメラに接続された「光学チャネル」と、内部光源に接続された「光チャネル」とを有する自蔵鼻腔気管挿管デバイスを記述する。電力は内部バッテリによって供給される。このデバイスは、気管内チューブの中に配置され、気管内チューブを適切に誘導するように使用され得る。
【００１４】
Ｚｕｋｏｗｓｋｉに対する特許文献６は、光源と光ファイバのビューイングバンドルとを有する照明される気管内チューブインサータを記述する。このインサータデバイスは、気管内チューブに嵌合するように設計されている。
【００１５】
Ａｄａｉｒに対する特許文献７は、ハンドヘルド気管内チューブ挿入デバイスを記述しており、該ハンドヘルド気管内チューブ挿入デバイスは、光および画像を伝える光ケーブルを含む。デバイスは、展性のある「挿入部分」を含み、使用において、標準的な気管内チューブは、挿入部分の上に嵌められ、かつ、デバイスのハンドルに取り外し可能に取り付けられ、気管の中の気管内チューブの視覚化と気管の中への気管内チューブの挿入とを可能にする。ほとんどの気管内チューブにおいて標準的なタイプの膨張可能なカフが、デバイスの遠位端の近くに提供され、該膨張可能なカフは、使用時に膨張され、気管の中に気管内チューブを密閉し、２つの気管支の上にかつ間にチューブの先端を適切に配置する。
【００１６】
Ｕｐｓｈｅｒに対する特許文献８は、湾曲したブレードを有する喉頭鏡を記述しており、該喉頭鏡は、気管内チューブを取り外し可能に掴握する。ブレードは、さらに、光源と光ファイバのビューイング部材とを有し、喉頭蓋と咽頭との視覚化を可能にする。電力は、ハンドルの中のバッテリによって供給される。ブレードは可撓性であり得、その結果、解剖学的構造または特定の患者に適した様々な湾曲に曲げられ得る。
【００１７】
Ｒｕｄｉｓｃｈｈａｕｓｅｒに対する特許文献９は、湾曲したスパチュラブレードを有する気管支鏡を記述し、該ブレードは、光を伝達する導波管と画像を伝達する別個の画像導波管とを含む。
【００１８】
Ａｄｙｄｅｌｏｔｔｅに対する特許文献１０は、ユーザに画像を伝達するために使用される光ファイバのライトバンドルと反射するようにコーティングされたボアとを有する「強化気管内チューブ」を記述する。さらに、空気の通路が、デバイスを配置するために膨張可能なカフを膨張するように提供される。
【００１９】
Ｍｕｎｏｚに対する特許文献１１は、気管内チューブ誘導イントロデューサを記述し、該気管内チューブ誘導イントロデューサは、気管の中に可撓性の誘導チューブを導入するために使用され得る。適切に配置されると、誘導チューブは、気管内チューブを標的に誘導するために使用される。デバイスは、使用中に、喉頭蓋と咽頭とを照明し、見るために、光ファイバの視覚化経路と光経路とを含む。
【００２０】
Ｂｕｌｌａｒｄに対する特許文献１２は、気管内チューブガイドを記述する別の特許である。ガイドは、気管に配置され、気管内チューブは、所望の位置までガイドに沿って前進させられる。光ファイバケーブルは、光と画像との伝達を提供する。
【００２１】
Ｂｕｌｌａｒｄに対する特許文献１３は、鉗子を含む作用チャネル、および体の内部領域を照らして見るための光ファイバを含むチャネルを含む筐体を有する気管内挿管のための喉頭鏡と、患者の喉頭蓋を操作して標的領域を見ることを可能にする喉頭鏡ブレードとを開示する。
【００２２】
Ｏｚｂｅｙに対する特許文献１４は、使い捨てのブレードと光ガイドとを有する喉頭鏡を記述する。光ガイドは、ブレードに組み込まれ、ハンドル内のバルブから光を伝達する。バルブはバッテリによって電力を供給され、かつ、またハンドル内に配置されている。ブレードは、製造するのが安価になり、かつ、必要に応じて使い捨てになるように設計されている。
【００２３】
視覚化スタイレット、気管内ガイド、ならびに光ファイバの喉頭鏡および気管支鏡は、元々は、気管支検査（肺の気管支の視覚化）のために設計されており、気管内挿管のためには設計されておらず、それらは、概して、多数の不利な点に苦しむ。それらは、多くの場合に、複雑であり、かつ、製造するために費用がかかり、専用の部品の製作と専用のアセンブリとを必要とする。コストにより、それらは、概して、使い捨てではなく、このことは、それらが殺菌されることが必要であり、かつ、各使用の後に注意深く保存されなければならないことを意味する。これは、このようなデバイスを保存するコストを追加する。それらは、サブコンポーネントの数および複雑さのために殺菌するのが困難であり、洗浄および殺菌のために特別な処置を必要とし得る。それらは、多くの場合に壊れやすく、光ファイバのライトバンドルは、特に、損傷を受けやすい。修理には費用がかかり、器具の使用の停止を必要とする。
【００２４】
光ファイバの喉頭鏡／気管支鏡の使用における主な問題の１つは、利点のうちの１つ、すなわち、可撓性の影響である。可撓性と複雑な制御システムにより、気管支鏡が患者の気道を通って声帯に前進されるにつれ、多くの場合に、気管支鏡を制御することが困難になる。このような光ファイバデバイスの適切な使用は、かなりの訓練を必要とし、医師が、「困難な気道管理」と呼ばれるものを試みるべき前に、マネキンでの２５回から５０回の練習の挿管と、それに続いて、通常の患者での５０回から１００回の挿管とが必要とされることが見積られている。
【００２５】
上記の不利な点を鑑みて、一般的な喉頭鏡だけを介して挿管され得ない患者（例えば、肥満の患者）における気管内挿管の財政的費用は、非常に高い。さらに、治療におけるかなりの遅れが、適切な光ファイバ機器を探し出して準備することの必要性によって生じ得る。小さいハンドヘルド気管内視覚化スタイレットに対する必要性が存在しており、該小さいハンドヘルド気管内視覚化スタイレットは、質の高い光学的特性を提供し、使用が容易であり、かつ、製造するために費用がかからない。
【特許文献１】米国特許第１，２４６，３３９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６５５，３７７号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６５２，４５３号明細書
【特許文献４】米国特許第６，３２２，４９８号明細書
【特許文献５】米国特許第５，８４２，９７３号明細書
【特許文献６】米国特許第３，６７７，２６２号明細書
【特許文献７】米国特許第５，３２９，９４０号明細書
【特許文献８】米国特許第４，３３７，７６１号明細書
【特許文献９】米国特許第５，６７６，５９８号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，６２９，９２４号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，１４６，４０２号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，６５５，０５２号明細書
【特許文献１３】米国特許第４，０８６，９１９号明細書
【特許文献１４】米国特許第３，７６６，９０９号明細書
【非特許文献１】Ｈｉｋａｒｕ  Ｋｏｈａｓｅ、「Ｅｎｄｏｔｒａｃｈｅａｌ  Ｉｎｔｕｂａｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｃａｍｅｒａ」（Ａｎｅｓｔｈ．Ａｎａｌｇ．２００３年：９６：４３２−４３４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
上記を鑑みて、自蔵電源を含む視覚化スタイレットを備えている、体腔を視覚化する装置を提供することが本発明の目的である。本発明の視覚化スタイレットは、気管内挿管を含む様々な医療処置のために使用され得るか、または結腸、膣、子宮、食道、鼻道、耳管、関節、または腹腔のような任意の解剖学的構造の内部の特徴を視覚化するために使用され得る。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
好適な実施形態において、本発明の視覚化スタイレットは、気管内挿管を容易にするために使用される。視覚化スタイレットは、人間または動物の被検体の気管内挿管のために設計された気管内チューブの内側に嵌まり得るように形作られており、かつ、そのような大きさに合わせて作られている。スタイレットは細長く、好適には湾曲されており、かつ、薄い可撓性のチューブ状の本体を含む多数の要素を備えており、該薄い可撓性のチューブ状の本体は、その中を通る管腔を画定し、（オペレータの近くの）近位端と（オペレータからより遠くに離れた）遠位端とを有する。スタイレットはまた、画像収集デバイス、例えば、電荷結合素子デバイス（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、または超大規模集積（ＶＬＳＩ）チップカメラを、本体の遠位端に、または本体の遠位端の近くに含み、かつ、発光デバイス、例えば、１つのＬＥＤまたは複数のＬＥＤを、また本体の遠位端に、または本体の遠位端の近くに含む。電子コネクタは、画像収集デバイスおよび発光デバイスに電力を送り、画像収集デバイスからのデータを送る。
【００２８】
使用において、視覚化スタイレットは、スタイレットの先端が気管内チューブの遠位端にあるように気管内チューブの中に配置され、スタイレットの電子コネクタは、気管内チューブの近位端からアクセス可能である。視覚化スタイレットは、任意に、標準的なルアーロック特徴を使用することによって、気管内チューブに対して適切な場所に可逆的に取り付けられ得る。電子コネクタは、内部または外部の電源に取り付けられ、かつ、視覚化デバイス、例えば、ブラウン管（ＣＲＴ）または均等なデバイス（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モニタ）に取り付けられ、その結果、挿管の間に、患者の咽頭、声門、および他の解剖学的構造の光景を提供する。挿管が達成されると、視覚化スタイレットは気管内チューブから引き抜かれ、消毒されるか、または好適には捨てられる。
【００２９】
光源は、条件に合った任意のタイプであり得、例えば、光源は、白熱電灯、または好適には発光ダイオード（ＬＥＤ）であり得る。光源は、概して、スタイレットの遠位端に据え付けられており、好適には、光源からの照明が、カメラによって受信された画像を妨げないような方法で配置され、かつ、保護されている。一実施形態において、光源は、カメラの前に配置され、（例えば、コリメータのリムによって）カメラから保護されており、その結果、光は、デバイスから前に投射するが、カメラに向けて後ろ向きには投射しない。光は、任意的に、デバイスとは別個の光源によって供給され、この場合、光は、光ファイバケーブルによってスタイレットの遠位端に伝達される。スタイレットは、単一の光源、例えば、１つのＬＥＤまたは複数のＬＥＤを利用し得る。このようなＬＥＤは、任意的に、スタイレットの遠位先端の周りに概ね円形のパターンで配置され得る。
【００３０】
カメラは、当該分野においては公知の任意の適切な画像収集デバイス、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、または他の電子カメラが使用され得る。カメラによって受信された画像は、照明された対象から直接的に伝達され得るか、または１つのレンズ（または複数のレンズ）を経由して、照明された対象からカメラに伝達され、焦点を合わされ得る。
【００３１】
さらに、任意のコリメータが、レンズの前に配置され得る。１つ以上のＬＥＤがコリメータの周囲に据え付けられ得、その結果、コリメータは、ＬＥＤによって発せられた光からカメラを保護する。コリメータは、平行ではない入射光をフィルタリングすることによるシステムの光学的特性の改善と、光源による直接的な照明からのカメラの保護との両方を行う。
【００３２】
代替の実施形態において、スタイレットは、２つ以上のカメラを提供される。特に、２つの隣接するカメラの供給が、立体的な画像化を可能にする。複数のレンズが使用される立体化の実施形態において、デバイスは、各カメラにレンズを含む。各カメラは、１つ以上の関連するレンズを含み得る。各カメラは、任意的に、自身のレンズと自身のコリメータとを有し得る。
【００３３】
本開示において、用語「レンズ」は、光の焦点を合わせるように働き得るか否かに関わらず、任意の透明なカバー、すなわち、唯一の目的が、画像収集デバイス（例えば、カメラ）を保護することである透明なカバーを含む。
【００３４】
カメラのフロントレンズを、結露、流体、粘液、または他のゴミのない状態に維持するために、デバイスはまた、以下のうちの１つ以上を含み得る。デバイスは、水分除去要素を含み、例えば、レンズを水分のない状態に維持するようにレンズと熱連通する加熱要素、または真空デバイスもしくは吸引デバイスを含み得る。デバイスは、固体のゴミまたは液体のゴミを除去するゴミ除去要素を含み、例えば、真空デバイスもしくは吸引デバイス、またはレンズ洗浄要素、または空気噴出デバイスもしくは水噴出デバイス、または機械ワイパーデバイスを含み得る。これらのコンポーネントは、明るい視界を維持するために、オペレータの意志で作動され得る。このようなデバイスは周知であり、本発明と共に使用するように適合され得る。
【００３５】
さらに、レンズは、水、血液、または挿管手順の間に遭遇され得る他の物質を管理することを助けるために、親水性の物質または疎水性の物質を用いて予備処理され得る。同様に、レンズは、親水性の材料または疎水性の材料で構成され得る。
【００３６】
特定の実施形態において、１つ以上の作用チャネルがまた、スタイレットに含まれ得る。このような作用チャネルは、可撓性の誘導部材を受け取り得、該可撓性の誘導部材は、使用において、被検体の中への挿管装置の導入に先立ち、作用チャネルを通過させられ、声帯を通って気管の中に誘導され得る。あるいは、作用チャネルは、カテーテルを受け取るために使用され得るか、または酸素または他の気体の吸引もしくは送達、または被検体に対する局部麻酔および／または全身麻酔の送達のために使用され得る。
【００３７】
別の実施形態において、スタイレットの遠位先端は、オペレータによって制御可能であり得、２次元または３次元で旋回され、内部構造のさらなる視覚化を可能にし得る。このような操作を達成する方法は、公知であり、例えば、米国特許第５，３１８，００８号および米国特許第５，８４２，９７３号に記述されている。
【００３８】
本発明のスタイレットチューブは、展性のある任意の適切な材料から作られ得、その結果、スタイレットチューブは、特定の空間の解剖学的構造、例えば、口腔および喉頭の中への導入に適した形状に曲げられ得る。スタイレットチューブを作る適切な材料は、カテーテルの分野において周知であり、アルミニウムと、プラスチックと、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、およびシリコーンなどのポリマとのような材料を含む。このような材料は、様々な形状およびサイズに製造することが簡単であり、殺菌することが容易である。
【００３９】
本発明の一局面に従って、スタイレットは、内部電源、例えば、バッテリを含む。特定の実施形態において、例えば、光源および／またはカメラが非常に弱い電流を使用して機能し得るときに、標準的な使い捨ての乾式電池バッテリが使用され、カメラとライトとの両方に電力を供給し得る。バッテリは、スタイレットの構造の中に含まれ得るか、または外部に配置され、標準的な電気コネクタを経由して接続され得る。一部の実施形態は、置換可能であり得るか、再充電可能あり得るか、または使い捨てであり得るバッテリを含む。他の実施形態は、外部電源を使用し得る。
【００４０】
スタイレットが内部電源を含む一部の実施形態において、電源は、特定の刺激に応答して作動され得る。例えば、実施形態は、伸ばされてディスプレイデバイスに結合され得るデータケーブルを含み、例えば、テレビスクリーンで見ることができる信号を配信することが可能であるビデオケーブルを含み得る。このような実施形態においては、ビデオケーブルの取外しが、電源を作動し得る。同様に、別の実施形態は、別個のビデオケーブルが結合され得るポートを含み得る。その実施形態においては、ポートへのビデオケーブルの結合が、電源を作動し得る。
【００４１】
電力が外部からスタイレットに供給される実施形態において、標準的な電気カップリングが使用され、外部電源、例えば、バッテリまたは変圧器から電力を伝え得る。視覚信号は、デバイスのカメラからディスプレイスクリーン、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）またはブラウン管（ＣＲＴ）に伝達され、このような信号は、標準的な光ケーブルまたは電気ケーブルを経由して伝達され得る。視覚情報は、後で引き出すために、アナログ格納デバイスまたはデジタル格納デバイスに格納され得る。
【００４２】
本発明の視覚化スタイレットは、いくつかの有利な特性を示しており、このいくつかの有利な特性は、本発明の視覚化スタイレットが、ＬＥＤ、ＣＣＤカメラ、またはＣＭＯＳカメラのような標準的な電気コンポーネントと、他の標準的な電気コンポーネントとから構成され得るので、製造するために費用がかからないという事実を含む。製造費は、非常に少なく、従って、デバイスは、事実上、使い捨てとなり得る。使い捨てである場合には、デバイスは殺菌を必要とすることがなく、手術費を減少させる。視覚化スタイレットはまた、丈夫であり、そして、比較的に単純であることにより、故障しにくくなり、かつ、現在使用されているデバイスよりも損傷を与えにくい。使用の容易さと効率性とが、患者に対する外傷の発生を減少させ、挿管速度を増加させ、このことが、命を救い得る。さらに、本発明のスタイレットは、質の高い光学特性を提供し、特別な訓練をすることなく、使用することが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明の上および他の目的ならびに利点が、添付の図面と共に挙げられる以下の詳細な記述に関する考慮により明らかになり、図面においては、同様な参照番号は全体を通して同様な部分を指す。
【００４４】
図１および図２を参照すると、本発明の原理に従って構成された視覚化スタイレット１４の概略的な表示が記述されている。他の実施形態は、他の位置に追加の特徴または要素を備え得るが、スタイレットのこの特定の実施形態における全ての要素が、スタイレットチューブ１の管腔の中に含まれる。この特定の実施形態におけるスタイレットは、スタイレットの遠位先端の外側周囲に円形のパターンで配置され、中央レンズ２を囲む複数の白色ＬＥＤライト３を有する。レンズは、画像からＣＭＯＳカメラ４に光の焦点を合わせる。ＬＥＤライトは、１つ以上の電力コンジット５から電力を受け取り、該電力コンジット５は、電源８に電気接続されている。電源は、スタイレットの本体の中に含まれた１つ以上の乾式電池バッテリを備えている。ＣＭＯＳまたはＣＣＤカメラであり得るカメラは、管腔の軸の中で中央に置かれ、かつ、スタイレットチューブ１の遠位先端の少し後ろにあり、ライト３から保護されている。カメラは、電源１０から電源コンジット６を経由して電力を受け取り、データ送信コンジット７を経由してビデオディスプレイ９に視覚情報を送信する。カメラとＬＥＤライトとに対する電源は、カメラとＬＥＤライトとの電圧／電力の要求に従って同一であり得る。
【００４５】
視覚化スタイレット１４の本体は、好適には、中空の展性チューブから形成される。スタイレットチューブは、実際には可塑性である任意の適切な材料、すなわち、曲げられた形状を維持する任意の適切な材料である。好適な実施形態において、本体は、合成の形状保持材料から作られる。概して、アルミニウム、真鍮、プラスチック、またはその他任意の形状保持材料、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、およびシリコーンが使用され得る。
【００４６】
スタイレットは、直線であり得るか、またはスタイレットの遠位部分が湾曲され得る。湾曲された実施形態において、遠位部分（該遠位部分は約２インチ〜１０インチ）は、２度と４５度との間の角度で均等に湾曲され、好適には、５度と２２度との間、または７度と１５度との間の角度で均等に湾曲され得る。湾曲されているスタイレットの部分は、例えば、乳児などの様々な被検体に対して異なり得、スタイレットは、終端の１インチから３インチの部分だけ湾曲され得る。スタイレットが気管内チューブの管腔に嵌合するように、スタイレットの最大の直径が適切である。例えば、７．５ミリメートルの直径を有する成人の気管内チューブにおいて、本発明のスタイレットに対する好適な直径は、約６．５ミリメートルである。同様に、より小さい直径を有するスタイレットは、小児科の気管内チューブに適切である。
【００４７】
さらに、直径はスタイレットの長さに沿って変化し得る。均一ではない直径を有する実施形態において、スタイレットの外側と気管内チューブまたは他のデバイスの管腔の内側との相互作用を減少させるために、遠位端よりも小さい中央部分を有するスタイレットを提供することが好ましい。
【００４８】
視覚化スタイレット１４の遠位先端は、１つ以上の光源３を含む。好適な実施形態において、光源はスタイレットの遠位先端の外側周囲に円形のパターンで配置される。光源は、好適には、白色ＬＥＤライトであるが、白熱灯または蛍光灯であり得るか、または、他の実施形態においては、光ファイババンドルを経由して送られる非干渉性の光であり得る。光源はまた、光を生成する環状部、例えば、ＬＥＤ、または別の光源からの光を送る環状部のいずれかを含み得る。１つ以上の光源は、挿管の間に、スタイレットの先端から前に光を投射し、それにより見られるべき対象を照明する。見られるべき対象から反射された入射光線は、レンズ２を通ってカメラ４に焦点を合わせられる。
【００４９】
一部の実施形態において、レンズ２または透明な表面材１８が、親水性の物質または疎水性の物質を用いて予備処理され、水、血液、または挿管処置の間に遭遇され得、かつ、可視性に影響し得る他の物質を管理し得る。他の実施形態は、レンズ２、または親水性の材料もしくは疎水性の材料から形成された透明な表面材１８の使用によってこれらの物質を管理し得る。一部の実施形態は、可視性を保持することを補助する機械デバイス、例えば、電気活性ポリマ（ＥＡＰ）部分を利用し、該電気活性ポリマ（ＥＡＰ）部分は、レンズ２または透明な表面材１８の表面においてワイパーブレードのように振る舞う。一部の実施形態は、カメラ４の前に直接的にレンズ２を配置するが、他の実施形態は、様々な構成を利用し得、ミラーまたは他の公知のデバイスを用いて光波の方向を変え得る。
【００５０】
カメラは、好適には、デジタルカメラに一般的に使用されるタイプのＣＭＯＳまたはＣＣＤである。カメラは、電源コンジット５を経由して電力を受け取り、データ送信コンジット７を経由して電気信号をビデオディスプレイスクリーン９、例えば、ＬＣＤスクリーンまたはＣＲＴスクリーンに送信する。オペレータは、スクリーンを見て、声帯を通って気管の中へ進む気管内チューブの進行を監視する。
【００５１】
電力コンジットとデータ送信コンジットとは、スタイレットの管腔の中を走り、スタイレットの近位端から突出し、標準的なビデオ出力カップリングおよび電源入力カップリングにおいて終了し、該標準的なビデオ出力カップリングおよび電源入力カップリングは、ビデオスクリーンおよび電源のそれぞれに動作可能に取り付けられる。デバイスが内部バッテリを含む場合には、以下でさらに詳細に記述されるように、ビデオ出力だけがデバイスの近位端から突出することを必要とする。カメラおよびＬＥＤならびにその他任意のコンポーネントの電圧要求に依存して、単一の電源（内部バッテリまたは外部バッテリのいずれか）が、カメラ、ＬＥＤ、および他のコンポーネントに電力を供給するために使用され得る。あまり好適ではない実施形態において、光は光ケーブルを経由して送られ、非干渉性の光ファイババンドルが、スタイレットを通って、光源からスタイレットの遠位先端に走る。
【００５２】
内部バッテリ２０は、例えば、単一使用の用途に対しては使い捨てであり得るか、または代替的に、再充電可能または置換可能であり得、従ってスタイレットの繰り返しの使用により適している。
【００５３】
さらに図２を参照すると、視覚化スタイレット１４は、気管内チューブ１１の管腔の中に配置され、気管内カフ１２が収縮されている。カフは、気管内チューブ１１の遠位端の外側表面の周りにトロイドに（ｔｏｒｏｉｄａｌｌｙ）取り付けられた可撓性バルーンであり、膨張チューブ１３と気体／流体連通する。使用において、気管内チューブ１１の気管内カフ１２は、膨張チューブ１３を経由して正の圧力を提供することによって膨張され、気管内カフ１２は、気管内チューブ１１を適切に保持するためと、肺の中への胃の内容物または咽喉の内容物の通過を防止するためとの両方に働く。視覚化スタイレット１４は、気管内カフ１２の膨張に先立ち、気管内チューブ１１の適切な配置を確実にするために使用され得る。次に、視覚化スタイレット１４が、固定された気管内チューブ１１から取り除かれ得る。
【００５４】
ここで図３を参照すると、代替の実施形態が記述されており、該代替の実施形態において、２つのカメラが隣り合わせで据え付けられ、立体的画像を提供する。特定の立体鏡の実施形態において、対象からカメラに光の焦点を合わせるために、レンズが使用され得る。レンズの数は、概して、カメラの数と等しい。図３の実施形態においては、２つのカメラと２つのレンズとが存在する。一部の実施形態において、透明な窓が、レンズに加えてか、またはレンズの代わりに提供され、流体および他の物が、カメラまたは他の基本となるコンポーネントを汚すことの防止を助け得る。このような窓は、ガラスまたはその他任意の生体適合性の適切な透明な材料で作られ得る。さらに別の実施形態においては、レンズまたは窓は提供されない。画像が、カメラを経由して送信され、色差画像（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｃｏｌｏｒ  ｉｍａｇｉｎｇ）を使用してスクリーンに表示され得る。画像はまた、オペレータによって、３Ｄゴーグルを使用して見られ、３次元画像の効果を与え得る。
【００５５】
あるいは、別々の画像がコンピュータによって処理されて、専用の３Ｄ眼鏡を必要とすることなく、表示され認識され得る３次元画像を生成し得る。別の実施形態において、立体的画像は、第２のカメラを必要とすることなく提供され得る。これは、光学的経路セパレータを使用し、各画像を別々のカメラに導いて、単一の画像を２つの画像に分割することによって行われ得る。このような実施形態は、例えば、単一のガラスまたはプラスチックの光学的ロッド要素を利用して、最初の単一の画像を捕獲し得、ロッドレンズの後に据え付けられたプリズムの光学的経路セパレータ、および２つのＣＣＤまたはＣＭＯＳ要素を利用して、立体的画像を捕獲し得る。ビデオ画像が処理され、ヘッドマウントディスプレイに画像を電子的に伝え得る。例えば、Ｅｇｕｃｈｉらによる「Ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ  Ｍｉｃｒｏｅｎｄｏｓｃｏｐｅ  Ｓｙｓｔｅｍ」、Ａｒｃｈ．Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ．１１５：１３３６−１３３８、１９９７、およびＮｅｕｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｆｏｃｕｓ  ６  （４）：Ａｒｔｉｃｌｅ  １２、１９９９を参照されたい。両文献は、本明細書によって参考として援用される。
【００５６】
図４を参照すると、代替の実施形態が記述されており、該代替の実施形態は、コリメータを利用し、カメラが光源によって直接的に照明されることから保護する。図面内のコリメータは、幾分誇張されているが、カメラを保護するために充分なサイズおよび形状であることだけを必要とする。示された例において、コリメータは、スタイレットの遠位先端から突出している中空のチューブである。光源（ＬＥＤ）は、コリメータの周りの円周に据え付けられているが、カメラは、スタイレットの先端からやや後に、かつ、スタイレットチューブの中央管腔の中に配置されている。他の実施形態において、別々のコリメータが、個々の光源の上におよび周りに配置され得、ライトの周りにチューブを形成し、該チューブは、光の周辺への分散を制限し、その結果、所望の標的だけが照明される。
【００５７】
ここで、図５を参照すると、１つ以上の光源に対する代替の構成が、本発明に従ったスタイレットに対して記述される。図５Ａにおいて、光源３は、視覚化スタイレット１４の遠位端に配置された環形または輪形の構造を含む。光源は、ＬＥＤ、または当該分野において公知の発光要素を含み得る。レンズ２は、光源３の環状部の内側部分に配置される。この実施形態において、レンズ２が、親水性の材料または疎水性の材料から形成され、水、血液、または挿管処置の間に遭遇され得、かつ、可視性に影響し得る他の物質を管理することを助ける。
【００５８】
光源３は、ライトに対する電源８から電力を受け取り、該電力は、光源に対する電源コンジット５を通って送られる。作動において、環状の光源３が照明し、それにより均等に分散された光線を提供し、該光線は、光源３の中央部分の中に配置されたレンズ２に入る前に、周りの環境から反射され得る。有利なことに、環状の光源３の使用は、スタイレット１４の直径の削減を可能にする。なぜならば、スタイレット１４の遠位先端が、光源３および他のコンポーネントを収容するためにより少ない材料しか要求しないからである。
【００５９】
ここで図５Ｂを参照すると、１つ以上の光源に対する代替の構成が示されている。ここで、光源３は、好適には、ＬＥＤを含むが、光ファイバ、白熱灯、蛍光灯、または他の光源も含み得る。図５Ｂに示された実施形態において、他の実施形態は、より多いか、またはより少ない光源を有し得るが、２つの光源３が示されている。
【００６０】
光源３は、光伝達環２４に隣接して据え付けられ、その結果、光源３の作動が、光伝達環２４を照明する。光伝達環２４は、リング状に配置された小さな非干渉性光ファイババンドル、または同様に配置された他の公知の光伝達構造を含み得る。作動において、スタイレット１４は、光がレンズ２の周りに実質的に均等に分散されるという点で、上に記述されたように動作し、次に、該レンズ２は反射された光線をカメラ４に導き得る。
【００６１】
使用において、上に記述された実施形態の視覚化スタイレット１４は、スタイレットの先端が、気管内チューブの先端にあるか、または気管内チューブの先端の近くにあるように、標準的な気管内チューブ１１に挿入される。（好ましい場合である、カメラとＬＥＤとの両方が同じ電源によって電力を供給される場合には）電源コンジット５、または（カメラおよびＬＥＤが別々の電源を必要とする場合には）コンジット６と、データ送信コンジット７とが、気管内チューブの近位端から突出する。１つの電源コンジットまたは複数の電源コンジットが、適切な電源（内部バッテリ、または外部バッテリのいずれか）に動作可能に取り付けられ、データ送信コンジットは、スクリーン（例えば、ＬＣＤまたはＣＲＴ）に通信可能に取り付けられており、その結果、挿管の間に、患者の咽頭、声門、および他の解剖学的構造の図を提供する。挿管が達成されると、視覚化スタイレットは、気管内チューブから引き抜かれ、再使用のために殺菌されるか、または好適には捨てられるかのいずれかである。
【００６２】
ここで図６を参照すると、本発明の別の実施形態が記述されている。ここで、視覚化スタイレット１４は、外部のディスプレイソース（ｄｉｓｐｌａｙ  ｓｏｕｒｃｅ）に取り付けられるときに、内部電源を作動するように構成されている。特に、視覚化スタイレット１４は、内部バッテリ２０を含み、該内部バッテリ２０は、ライトに対する電源８として働き、かつ、カメラに対する電源１０として働く。内部バッテリ２０は、電源コンジット５および電源コンジット６を経由して光源３およびカメラ４と連絡し、該電源コンジット５および電源コンジット６は、図６に示されているように、長さの少なくとも一部分に沿って共存し得る。
【００６３】
この実施形態は、スタイレットチューブ１をさらに備え、該スタイレットチューブ１は、内部バッテリ２０を収容する。成人に使用するスタイレットにおいて、スタイレット１４の全体の長さは、約４０ｃｍであり、小児科のスタイレット１４は、より短い。これに関して、適切なサイズにされたときには、スタイレット１４は、気管内チューブ（または他のデバイス）の近位端から突出する比較的に小さい部分を用いて、気管内チューブ（または他のデバイス）の管腔の内側に嵌まるべきである。
【００６４】
一部の実施形態において、好適には６．５ｍｍの直径を超過しないスタイレットチューブ１は、コア１９と、電源コンジット５および電源コンジット５と、データ送信コンジット７とを囲む。コアは、変形可能な構造、例えば、薄い金属ロッド、または同様な可塑性の変形可能な材料を含み、該変形可能な構造は、ユーザによって様々な形状に処理され得る。他の実施形態は、コア１９を有さないことがあり得る。カメラ４と、光源３と、レンズ２と、透明な表面材１８と、コリメータ１７とは、スタイレットチューブ１の近位端の近くに配置される。一部の実施形態において、透明な表面材１８またはレンズ２の外側は、コーティング２８で覆われ、水、血液、または挿管処置の間に遭遇され得、かつ、可視性に影響し得る他の物質を管理することを助け得る。コーティング２８は、親水性の物質または疎水性の物質であり得る。さらに別の実施形態は、親水性の物質または疎水性の物質で形成された透明な表面材１８またはレンズ２を含む。
【００６５】
スイッチ２３は、内部バッテリ２０と、電力を供給されたコンポーネント、ここでは光源３およびカメラ４との間の連絡経路に沿って配置される。好適な実施形態において、スイッチ２３は、ユーザがデバイスと交流するまで、開いた状態で偏らされている。図６に描かれた実施形態において、スイッチ２３は、ビデオケーブルの雄コネクタ２２がビデオケーブルの雌コネクタ２４と結合されたときに動く要素を含む。スイッチ２３の動きは、電気接続を完了し、光源３とカメラ４とが、電力を受け取ることを可能にする。他の実施形態は、様々な公知の切り替え機構を含み得る。これらの機構は、オンとオフとの間で切り替え可能であり得るか、または一方向のトグルスイッチであり得、該一方向のトグルスイッチは、作動後に、「オン」の位置を維持することによって、意図的ではない作動停止を防止する。
【００６６】
図６の実施形態において、ビデオケーブル２１が、遠位端に配置された雄コネクタ２２と近位端に配置された雌コネクタ２４とを使用して、視覚化スタイレット１４に取り付けられる。ビデオケーブル２１の近位端は、ビデオディスプレイ９に対するソースフィードとして使用される。好適には、雄コネクタ２２と雌コネクタ２４とが、一般的に利用可能なコネクタ、例えば、ＲＣＡプラグおよびＲＣＡジャックである。スタイレット１４からのデータ出力は、好適には、ビデオディスプレイ９に直接的に配信され得るフォーマット、例えば、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、またはＳＥＣＡＭアナログビデオ信号であり得る。
【００６７】
図６の実施形態は、有利にも、医師が、コネクタを使用してビデオケーブル２１に視覚化スタイレット１４を単に接続することによって、デバイスを作動することを可能にする。好適には、デバイスは、３Ｖまたは５Ｖのバッテリ、例えば、リチウムコインバッテリを装備され、有効性を失う前に約１０分間の動作時間を提供する。同様な実施形態はまた、スイッチ２３の様々な構成を利用し得る。例えば、スイッチ２３は、機械的な動き、磁気、または他の方法の使用によって、電気接続を切り替え得る。
【００６８】
ここで図７を参照すると、本発明の別の代替の実施形態が記述されている。ここで、デバイスは、上および図６に記述された実施形態と同様であるが、統合されたビデオケーブル２１が、視覚化スタイレット１４から少なくとも部分的に取り外されるときには、内部電源を作動するように適合された構成において示されている。同様に、上および図６に記述された実施形態は、透明な表面材１８の外側にコーティング２８を有するが、この実施形態は、親水性の材料または疎水性の材料から形成された透明な表面材１８を含む。視覚化スタイレット１４は、内部バッテリ２０を含み、該内部バッテリ２０は、ライトに対する電源８として働き、かつ、カメラに対する電源１０として働く。上に記述されたように、内部バッテリ２０は、使い捨て、取替え可能、または再充電可能であり得る。内部バッテリ２０は、コンジット５およびコンジット６を経由して、光源３およびカメラ４と連絡し、該コンジット５およびコンジット６は、長さの少なくとも一部分に沿って共存し得る。
【００６９】
スイッチ２３は、内部バッテリ２０と、電力を供給されたコンポーネント、ここでは、光源３およびカメラ４との間の連絡経路に沿って配置される。好適な実施形態において、スイッチ２３は、閉じた位置において安定するが、ユーザがデバイスと交流するまで、開いた位置で保持される。図７に描かれているように、スイッチ２３は、雄コネクタ２２がスタイレット１４から脱着されたときに動く要素を含む。スイッチ２３の動きが電気接続を完了し、光源３およびカメラ４が電力を受け取ることを可能にする。スイッチ２３は、オンの位置とオフの位置との間で切り替え可能であり得るか、または一方向のトグルスイッチであり得、該一方向のトグルスイッチは、作動後に、「オン」の位置を維持することによって、意図的ではない作動停止を防止する。
【００７０】
図７において、ビデオケーブル２１が視覚化スタイレット１４に統合され、雌コネクタ２４を有する別個のデバイスに直接的に取り付けるように構成されている。好適には、雄コネクタ２２と雌コネクタ２４とが、一般的に利用可能なコネクタ、例えば、ＲＣＡプラグおよびＲＣＡジャックである。スタイレット１４からのデータ出力は、好適には、ビデオディスプレイ９に直接的に配信され得るフォーマット、例えば、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、またはＳＥＣＡＭアナログビデオ信号であり得る。
【００７１】
この実施形態は、有利にも、医師が、単に、雄コネクタ２４を引っ張って、ビデオディスプレイ９を有する別個の受信器に直接的に視覚化スタイレット１４を取り付けることによって、デバイスを作動することを可能にする。好適には、視覚化スタイレット１４は、約１メートルのビデオケーブル２１を含み、該ビデオケーブル２１は、スタイレット内のコンパートメントから伸ばされ得る。好適には、デバイスは、３Ｖまたは５Ｖのバッテリ、例えば、リチウムコインバッテリを装備され、有効性を失う前に約１０分間の動作時間を提供する。同様な実施形態はまた、スイッチ２３の様々な構成を利用し得る。例えば、スイッチ２３は、機械的な動き、磁気、または他の方法の使用によって、電気接続を切り替え得る。
【００７２】
図６および図７に記述されたような視覚化スタイレット１４を使用する好適な方法が、ここで記述される。第１に、視覚化スタイレット１４が、図６の実施形態に対するように、ビデオケーブルコネクタ２２を取り付けることか、または図７に示された実施形態に対するように、ビデオケーブルコネクタ２２を取り外すことかのいずれかによって作動される。視覚化スタイレット１４が作動されると、スタイレットの遠位端が、気管内チューブの遠位先端にあるか、または気管内チューブの遠位先端の近くにあるように、標準的な気管内チューブ１１の中に挿入され得る。１つの電源コンジットまたは複数の電源コンジットが、内部バッテリ２０に動作可能に取り付けられ、データ送信コンジットは、ビデオディスプレイ９に連絡可能に取り付けられ、その結果、挿管の間に、患者の咽頭、声門、および他の解剖学的構造の図を提供する。挿管が達成されると、視覚化スタイレットは、気管内チューブから引き抜かれ、好適には、捨てられる。
【００７３】
図８を参照すると、本発明の視覚化スタイレットの別の実施形態の概略的な表示が記述されている。この実施形態において、スタイレットチューブ１は、均一ではない直径を有しており、均一ではない直径のうちの大部分が、遠位端における直径よりも小さい。さらに、ワイパー２５が提供され、レンズ２の上の障害物を減少することを助ける。ここで、コンジット６は、カメラに対する電源１０にカメラ４を接続し、カメラからの出力は、カメラに対するデータ送信コンジット７を通ってビデオディスプレイ９に伝達される。光源３は、ライトに対する電源８から電力を受け取り、該ライトに対する電源８は、光源に対する電源コンジット５を通って連絡される。
【００７４】
図８のスタイレットチューブ１は、長さに沿って均一ではない直径を含む。特に、スタイレットチューブ１の遠位端は、レンズ２、カメラ４、および光源３を取り囲む。この部分の近くに、スタイレットチューブ１は、遠位端よりもわずかに狭い直径を有する。有利にも、この均一ではない設計が、気管内チューブまたは同様なデバイスの管腔を通って視覚化スタイレット１４を動かすときに遭遇される摩擦および抵抗を減少し得る。好適には、直径の減少された部分は、視覚化スタイレット１４が、所望されないねじれまたは屈曲を有することなく、管腔を通って押すように前進させられることを可能にするように充分に硬い。
【００７５】
図８の実施形態に示された別の特徴は、ワイパー２５である。ワイパー２５は、機械デバイスを含み、可視性を維持することを補助する。例えば、ワイパー２５は、電気活性ポリマを含み得、該ワイパー２５は、ワイパーに対する電源２６から送られた電力を受け取ると、レンズ２または透明な表面材２を横切って動き、コンジット２７を通って連絡される。他のワイパー設計は、ポリマのブレードまたは回転面を含み得る。
【００７６】
視覚化スタイレット１４はまた、センサを含み得、該センサは、呼吸を検出するために使用され得る。２つのタイプのこのようなセンサが、図８に例示的に示されている。第１に、二酸化炭素センサ２８は、スタイレット１４の遠位端に配置され得るか、またはスタイレット１４の遠位端の近くに配置され得る。二酸化炭素センサ２８は、ＣＯ２センサコンジット２９を経由してディスプレイ２０と連絡する。ディスプレイ３０は、スタイレット１４に組み込まれ得るか、または外部にあり得る。あるいは、二酸化炭素センサ２８からの出力は、ビデオディスプレイ９に配信され得る。この代替の実施形態において、二酸化炭素センサ２８からの出力は、カメラ４からの出力と共に表示され得るか、またはビデオディスプレイは、カメラ４からの出力または二酸化炭素センサ２８を選択的に見るために切り替え可能であり得る。
【００７７】
あるいは、呼吸が、マイクロフォンを使用して検出され得、該マイクロフォンは、スタイレット１４の遠位端に配置され、かつ、音声伝達コンジット３２を経由してスピーカ３３に接続されている。スピーカ３３は、スタイレット１４の一部分として組み込まれ得るか、または外部にあり得る。
【００７８】
図９は、本発明のスタイレットの代替の実施形態を描いている。ここで、スタイレットチューブ１は、壁３５を通る１つ以上の管腔３４を含む。マニピュレータ３６が、管腔３４を通過し、遠位端に付着されている。マニピュレータに対する力の適用は、スタイレットチューブ１を偏向させ、それにより取外しおよび再挿入を必要とすることなく、デバイスの操作を可能にする。
【００７９】
マニピュレータ３６は、好適には、ワイヤ、ストリング、撚糸、または張力を伝えることが可能である他の可撓性の部材から成る。スタイレットチューブ１は、好適には、マニピュレータに加えられた張力が、変形をもたらすように充分な可撓性を有し、さらに、スタイレットチューブ１が、外部の力が全くないと変形されていない構成に実質的に戻り得るように充分な弾性を有するポリマを含む。
【００８０】
マニピュレータ３６の近位端は、ユーザによる動作を容易にするように構成されており、例えば、ハンドル３７、レバー、または他のデバイスに取り付けられている。気管内チューブのような一部の用途においては、一方向における操作、例えば、遠位先端を単に上げ下げする動きを可能にするだけで充分であることが理解されるべきである。同様に、多方向の動きが他の用途には望ましくなり得、スタイレット１４が多方向に動かされ得る。
【００８１】
図１０は、本発明の原理に従った、選択的に変形可能なチューブを有するスタイレットの代替の実施形態を描いている。この実施形態において、スタイレット１は、コンジット３９を介してコントローラ４０によって作動される電気活性ポリマ３８を含む。従って、ユーザによる電気活性ポリマ３８の作動は、スタイレットチューブ１の変形をもたらし、このことが、取外しおよび再挿入を必要とすることなく、デバイスを操作するために使用され得る。
【００８２】
使用において、図９または図１０に示された実施形態は、気管内チューブまたは他の器具に挿入され、次に、デバイスのこの組み合わせが患者に挿入される。スタイレット１４のフィードバックが、再配置が望ましいと示していることを、ユーザが判断した場合には、ユーザは、例えば、マニピュレータ３６に張力を加えるか、または電気活性ポリマ３８を作動するかによって、スタイレットチューブ１を選択的に変形し得る。次に、ユーザは、スタイレット１４からの出力を観察し、デバイスの位置を再評価し、気管内チューブまたは他の周囲の器具が適切な場所にくるまで、スタイレットチューブ１の変形を続け得る。
【００８３】
本発明の好適な例示的実施形態が上に記述されてきたが、様々な変更および改変が、本発明を逸脱することなく行われ得ることが当業者には明らかである。本発明の真の精神および範囲内にある全てのこのような変更および改変を含むことが、添付の特許請求の範囲において意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】図１は、視覚化スタイレットの概略的な実施形態の長手方向断面の概略図である。
【図２】図２は、気管内チューブの中に嵌合された視覚化スタイレットの概略図である。
【図３】図３は、２つの別々のカメラと２つのレンズとを利用する立体的な視覚化スタイレットの概略図である。
【図４】図４は、任意的なコリメータと嵌合された、本発明の視覚化スタイレットの概略図である。
【図５Ａ】図５Ａおよび図５Ｂは、環状の光源と光伝達要素とにそれぞれ嵌合された、本発明の視覚化スタイレットの概略図である。
【図５Ｂ】図５Ａおよび図５Ｂは、環状の光源と光伝達要素とにそれぞれ嵌合された、本発明の視覚化スタイレットの概略図である。
【図６Ａ】図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ、ビデオケーブルの取り付けによって作動される、内部バッテリを利用する視覚化スタイレットの実施形態の透視図および概略図である。
【図６Ｂ】図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ、ビデオケーブルの取り付けによって作動される、内部バッテリを利用する視覚化スタイレットの実施形態の透視図および概略図である。
【図７Ａ】図７Ａおよび図７Ｂはそれぞれ、ビデオケーブルの取り外しによって作動される、内部バッテリを利用する視覚化スタイレットの実施形態の透視図および概略図である。
【図７Ｂ】図７Ａおよび図７Ｂはそれぞれ、ビデオケーブルの取り外しによって作動される、内部バッテリを利用する視覚化スタイレットの透視図および概略図である。
【図８】図８は、ワイパーと呼吸を検出するセンサとを嵌合された、本発明の視覚化スタイレットの概略図である。
【図９Ａ】図９Ａおよび図９Ｂは、スタイレットチューブ内にマニピュレータを嵌合された、本発明の視覚化スタイレットの概略図および断面図のそれぞれである。
【図９Ｂ】図９Ａおよび図９Ｂは、スタイレットチューブ内にマニピュレータを嵌合された、本発明の視覚化スタイレットの概略図および断面図のそれぞれである。
【図１０Ａ】図１０Ａおよび図１０Ｂは、スタイレットチューブの中に電気活性ポリマを組み込む、本発明の視覚化スタイレットの概略図および断面図のそれぞれである。
【図１０Ｂ】図１０Ａおよび図１０Ｂは、スタイレットチューブの中に電気活性ポリマを組み込む、本発明の視覚化スタイレットの概略図および断面図のそれぞれである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
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