(57)【要約】      （修正有）【課題】手術部位の画像データをユーザに表示する外科用撮像装置の提供。【解決手段】外科用システム１００は外科用付属装置１２０に取り外し可能に結合された電気機械的ドライバ装置１１０を含む。電気機械的ドライバ装置１１０は遠隔電力コンソール１０５を含み、ハウジング１１５のフロントパネル１２５に表示装置１３０及び表示器１３５ａ，１３５ｂが取り付けられる。電気機械的ドライバ装置はＲＰＣ１０５に取り付けたビデオ表示装置１４５を含む場合もある。ビデオ表示装置は、外科用装置１９０に取り付けられた撮像装置１９５からの画像信号を受信可能である。電気機械的ドライバ装置１１０は、受信器又は送受信器１５５と撮像装置１９５からの受信信号をビデオ表示器１４５に表示するため動作可能な回路１６０を有する受信システム１５０を含む。【選択図】図１
2011172947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
図１に示される外科用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願についての記載］
本出願は、２００１年４月２０日出願の米国特許出願第６０／２８５，１９３号、２００１年６月２２日出願の米国特許出願第６０／３００，１０７号、２００１年１２月３１日出願の米国特許出願第６０／３４４，６４８号、及び２００２年１月３０日出願の米国特許出願第６０／３５２，７２６号に関する。これら文献の各々は、参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、１９９９年６月２日に出願され、米国特許第６，４４３，９７３号として発行された米国暫定特許第０９／３２４，４５２号、２０００年１１月２８日出願の米国特許第０９／７２３，７１５号、１９９９年６月２日に出願され、米国特許第６，３１５，１８４号として発行された米国特許出願第０９／３２４，４５１号、１９９９年７月１２日に出願され、米国特許第６，２６４，０８７号として発行された米国特許出願第０９／３５１，５３４号、２０００年２月２２日に出願され米国特許第６，５１７，５６５号として発行された米国特許出願第０９／５１０，９２３号、２０００年２月２２日に出願された米国特許第０９／５１０，９２７号、２０００年２月２２日に出願された米国特許第６，４９１，２０１号として発行された米国特許第０９／５１０，９３２号、２００１年４月１７日出願の米国特許出願第０９／８３６，７８１号、２００１年７月２２日出願の米国特許出願第０９／８８７，７８９号、２００２年４月２２日出願の米国特許出願第１０／１２７，３１０号、及び２００３年１月３０日出願の米国特許出願第１０／３５５，９０６号にも関し、これはそれぞれ参照により全体が本明細書に明示的に組み込まれる。
【０００３】
本発明は外科用撮像装置に関する。より詳しくは、手術部位の画像データを提供するように構成された外科用撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
外科手術的処置中に、外科手術的処置が正確に実行されていることを保証するように、外科医が手術部位を見えることができることが通常は重要である。しかし、外科医が手術部位を見ることができない多くのタイプの外科手術的処置がある。例えば、非常に小さい切開部を通して外科医が手術部位にアクセスする腹腔鏡又は内視鏡外科手術では、外科医が手術部位を見ることができない。
【０００５】
このタイプの外科手術的処置を実行する１つの方法は、使用中に外科用装置の構成要素の位置を示す機構を含む外科用装置を使用することである。例えば、このような外科手術的処置用の手術装置は、外科用装置の構成要素の位置の表示を提供する遠隔状態表示装置を含むことがある。外科用装置の構成要素の位置を知ることにより、外科医は、外科手術的処置中に外科用装置が正確に操作されているか判断することができる。遠隔状態表示装置は、電磁センサに結合されたＬＣＤ表示装置を介して、この情報をユーザに提供することができる。例えば、外科用器具は、アンビル部とステープル、刃及びレザバ（ＳＢＲ）部分とを含むことがある。外科用器具は、軸部を介して電気機械的ドライバ装置に取り外し可能に結合することができる。外科医は付属装置の軸部及びＳＢＲ部分を体腔内に前進させる。アンビル部の基部及びＳＢＲハウジングの外縁は、取っ手のＬＣＤ表示装置に結合された電磁センサを含んでよく、これによって外科医は外科手術的処置中にアンビル及びＳＢＲの位置を知ることができる。
【０００６】
このタイプの外科手術的処置を実行する別の方法は、ビデオカメラなどを使用することである。例えば、様々なタイプのカメラは、患者の切開部を通して手術部位に挿入するように構成することができる。このようなカメラは、外科手術的処置中に手術部位のビデオデータを提供し、それによって外科医は実時間で起こっている外科手術的処置を見ることができる。しかし、切開部のサイズが小さいので、これらのカメラの１つを切開部に通して手術部位に挿入すると、操作が困難になることがある。また、これらのカメラは手術部位の１つの視像しか提供しない。外科医が、例えば異なる角度から手術部位を調べるために、手術部位の視像を変更する必要がある場合、外科医は通常、第１の切開部からカメラを取り出し、患者に別の切開部を作成して、カメラを第２の切開部に再挿入する必要がある。
【０００７】
例えば、外科医は腹腔内、胸腔内及び他の同様の外科手術的処置に様々な手術器具を使用する。通常、外科医は、これらの処置を最小限に侵襲性の外科技術を使用して実行したいと考えている。例えば内視鏡処置では、例えば患者の腹部などを小さく切開し、外科医が手術を実行しようと意図している体腔を見るためにその中に内視鏡を挿入する。これらのタイプの外科府術的処置は通常、内視鏡を使用する必要があり、これによって外科医は体腔の視像を獲得し、手術中に使用される外科用装置を操作することができる。外科医は何回も同じ切開部を通して内視鏡及び外科医用装置の両方を挿入するか、装置ごとに別個の切開部を使用することができる。内視鏡を使用する大部分の外科手術的処置では、手術チームの一員が、体腔の適切な視像及び外科用装置の操作を維持するために内視鏡の位置決めを継続的に監視することがある。
【０００８】
従来の外科用撮像システムによって経験される別の問題は、十分に安定した画像を提供しないことである。例えば、参照により全体が本明細書に明示的に組み込まれる特許文献１によると、従来の外科用撮像システムでは、カメラの動作が通常、最終的に表示され、外科医などのユーザが見る画像の望ましくない変化を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６，０９７，４２３号明細書
【特許文献２】米国特許出願第０９／７２３，７１５号明細書
【特許文献３】米国特許第０９／８３６，７８１号明細書
【特許文献４】米国特許出願第０９／８８７，７８９号明細書
【特許文献５】米国特許第６，４４３，９７３号明細書
【特許文献６】米国特許出願第６０／２８５，１１３号明細書
【特許文献７】米国特許出願第６０／２８９，３７０号明細書
【特許文献８】米国特許出願第１０／０９８，２１７号明細書
【特許文献９】米国特許第５，６０４，５３１号明細書
【特許文献１０】米国特許出願第０９／８３６，７８１号明細書
【特許文献１１】米国特許出願第１０／１２７，３１０号明細書
【非特許文献１】Allenその他の”Implementing a Gray-Code Bit-Plane Matching ImageStabilization Algorithm on a Xilinx FPGA”
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献２】Samsung Electronics Co.の1997年の「Digital Image Stabilization」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、ユーザに表示するために手術部位の画像データを提供するように構成された改良型の外科用撮像装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの例示的な実施形態によると、外科用装置の外面に取り外し可能に結合するように構成されたハウジング、及び画像データを生成するように構成された画像キャプチャー装置を含む外科用撮像ユニットが提供され、撮像ユニットは、ハウジング内に配置され、画像キャプチャー装置に電気的に結合する回路機構も含み、ここで回路機構は、画像データを少なくとも１つの遠隔装置に通信するように構成されている。
【００１３】
本発明の別の例示的な実施形態によると、外科用装置と、外科用装置の外面に取り外し可能に結合するように構成されたハウジング及び画像データを生成するように構成された画像キャプチャー装置を有する撮像ユニットとを含む外科用付属装置が提供され、撮像ユニットはさらに、ハウジング内に配置され、画像キャプチャー装置に電気的に結合する回路機構を含んでよく、ここで回路機構は、画像データを少なくとも１つの遠隔装置に通信するように構成されている。
【００１４】
本発明の別の例示的な実施形態によると、電気機械的ドライバ装置と、電気機械的ドライバ装置に取り外し可能に結合する外科用装置と、外科用装置の外面に結合するように構成されたハウジング及び画像データを生成するように構成された画像キャプチャー装置を有する外科用システムとを含む外科用付属装置が提供され、撮像ユニットはさらに、ハウジング内に配置され、画像キャプチャー装置に電気的に結合する回路機構を含んでよく、ここで回路機構は、画像データを少なくとも１つの遠隔装置に通信するように構成されている。
【００１５】
本発明の別の例示的な実施形態によると、外科用撮像装置が提供され、外科用撮像装置は、手術部位に挿入されるように構成され、外科用撮像装置は複数のプロングを含む。各プロングは、自身上に装着された画像センサを有する。画像センサは、手術部位に対応する様々な画像データを提供し、従って外科医は幾つかの異なる角度から手術部位を見ることができる。
【００１６】
プロングは、プロングが相互にほぼ平行である第１の位置と、プロングが相互に対してほぼ平行でない第２の位置との間で動作可能でよい。例えば第１の位置などのほぼ平行な構成では、プロングは切開部を通して手術部位に挿入されるように構成されている。切開部を通して手術部位に挿入されると、プロングは、ユーザが脚部によってプロングに接続された制御レバーを回転することにより、相互から半径方向に分離することができる。
【００１７】
また、プロングは、プロングが個々の脚部に対してほぼ直角である延長位置と、プロングが個々の脚部に対してほぼ直角でない後退位置との間で屈曲可能でよい。プロングは、手術部位に形成された空隙の形状に準じて、このような空隙を形成するように構成されたアクチュエータを作動させることによって屈曲するように構成すると有利である。
【００１８】
外科用撮像装置は、有線フォーマット、無線フォーマット、又はその両方で動作するように構成することができる。有線フォーマットでは、装置は画像センサと電気的に連絡したスロットを有する本体部分と、画像データを表示するように構成されたビデオ表示装置と、画像データを画像センサからビデオ表示装置へと伝送するように構成された制御ケーブルとを含んでよい。有線フォーマットでは、装置は電力を装置に供給するために制御ケーブルに結合可能な電源も含んでよい。有線フォーマットでは、装置は、第１のアンテナを有する本体部分、及び第２のアンテナを有する遠隔制御装置を含んでよく、遠隔制御装置は、第２のアンテナを介した無線制御信号を第１のアンテナを介して装置に提供するように構成されている。また、有線フォーマットでは、装置はアンテナを有するビデオ表示装置を含んでよく、装置は画像センサからの画像データに対応する無線信号を第１のアンテナを介して生成するように構成され、ビデオ表示装置は無線信号を受信して、画像データに対応する表示を提供するように構成されている。無線フォーマットでは、装置は電力を装置に提供する局所電源も含んでよい。
【００１９】
本発明の別の例示的な実施形態によると、対象を照明する少なくとも１つの光源を含む外科用撮像装置が提供される。外科用撮像装置は少なくとも２つの画像センサも含み、各画像センサは、画像フレームの形態で対象に対応する画像データを生成するように構成されている。外科用撮像装置はさらに、画像フレームに対応する画像データを各画像センサから受信し、複合画像を生成するように画像データを処理するように構成されたビデオ処理装置を含む。ビデオ処理装置は、各画像センサから受信した画像データを正規化、安定化かつ／又は配向するように構成してよい。また、ビデオ処理装置は、複合画像を生成するように各画像センサから受信した画像データをステッチするように構成してよい。ビデオ処理装置は、各画像センサから受信した画像データを、１つの画像センサから受信して別の画像センサから受信した画像データの一部とオーバーラップする画像データの部分を処理することによってステッチすることが好ましい。
【００２０】
本発明の別の例示的な実施形態によると、手術部位に挿入する外科用装置が提供される。例えば円形ステープラなどの外科用装置は、画像を受信するように構成された画像センサを含むＤＬＵ部分などの第１の部分を含む。外科用装置は、第１の部分に対して動作可能であるアンビル部などの第２の部分を含む。第２の部分は、画像を画像センサに伝達する機構、例えば自身を通って延在するボアを含む。この機構によって、手術部位から外科用装置を取り出さずに画像センサが画像を受信することができる。外科用装置は、画像センサと連絡し、画像に対応する画像データを表示ユニットに提供するように区政されたビデオ処理装置も含んでよい。１つの実施形態では、画像センサ及び機構が、例えば画像と機構とをそれぞれ第１の及び第２の部分内で中心に、例えば「軸上に」配置することによって、自動的に位置合わせされ、画像センサ及び機構は、位置合わせ機構を介して回転状態で位置合わせされる。別の実施形態では、画像及び機構が、それぞれ第１の及び第２の部分内で中心以外に、例えば「軸外し」で配置され、画像センサ及び機構は、位置合わせ機構を介して回転状態で位置合わせされる。
【００２１】
より特定すれば、本願発明は以下の項目に関し得る。
（項目１）
対象体を照明する少なくとも１つの光源と、
各々が、画像フレームの形態で上記対象体に対応する画像データを生成するように構成されている少なくとも２つの画像センサと、
各画像センサから上記画像フレームに対応する上記画像データを受信し、複合画像を生成するために該画像データを処理するように構成されているビデオ処理装置を備えていることを特徴とする外科用撮像装置。
（項目２）
上記外科用撮像装置が、患者の体内に挿入されるように構成されていることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目３）
上記外科用撮像装置が、患者の腹腔内に挿入されるように構成されていることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目４）
複合画像が患者の腹腔全体に対応することを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目５）
上記ビデオ処理装置が、各画像センサから受信した画像データを正規化するように構成されていることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目６）
上記ビデオ処理装置が、各画像センサから受信した上記画像データを配向するように構成されていることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目７）
上記ビデオ処理装置が、上記複合画像を生成するように各画像センサから受信した上記画像データをステッチするように構成されていることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目８）
上記ビデオ処理装置が、他の画像センサから受信された画像データの一部とオーバーラップさせる一の画像センサから受信された画像データの一部を処理するステップをさらに備えていることを特徴とする、項目２に記載の装置。
（項目９）
上記ビデオ処理装置が、上記複合画像の配向データ点を確立するか、又は調節するように構成されていることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目１０）
上記ビデオ処理装置が、１つ以上の上記画像センサを動作させる制御装置によって上記複合画像のデータポイントの方向を確立するか、又は調節することを特徴とする、項目９に記載の装置。
（項目１１）
上記ビデオ処理装置が、上記複合画像の部分に対応する該当領域を選択的に生成するように構成されていることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目１２）
上記ビデオ処理装置が、制御装置から受信した信号に従って上記複合画像の部分に対応する上記該当領域を選択的に生成することを特徴とする、項目１１に記載の装置。
（項目１３）
上記ビデオ制御装置が、上記該当領域を自動的に調節するように構成されていることを特徴とする、項目１１に記載の装置。
（項目１４）
上記ビデオ処理装置が、外科用器具を移動させるに従って該外科用器具を連続的に表示するように、上記該当領域を自動的に調節することを特徴とする、項目１３に記載の装置。
（項目１５）
上記ビデオ処理装置が、上記複合画像の一部を拡大又は縮小するために、ユーザの入力装置から受信した信号に対応する該当領域を選択的に生成するように構成されていることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目１６）
上記表示装置で表示するために表示画像を生成するように構成されている上記ビデオ処理装置に結合された表示装置をさらに備えていることを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目１７）
上記表示装置が無線パーソナル表示装置であることを特徴とする、項目１６に記載の装置。
（項目１８）
上記表示装置がオーバヘッド表示装置であることを特徴とする、項目１６に記載の装置。
（項目１９）
上記複合画像が１６：９のアスペクト比を有することを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目２０）
上記複合画像が４：３のアスペクト比を有することを特徴とする、項目１に記載の装置。
（項目２１）
手術部位内の対象体を照明するステップと、
少なくとも２つの画像センサを介して、上記対象体に対応する少なくとも２組の画像データを生成するステップと、
複合画像を生成するように、上記少なくとも２組の画像データを処理するステップとを備えていることを特徴とする画像生成方法。
（項目２２）
患者の体内の画像を生成するステップをさらに備えていることを特徴とする、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
上記外科用撮像装置を患者の腹腔に挿入するステップをさらに備えていることを特徴とする、項目２１に記載の方法。
（項目２４）
上記処理するステップが、患者の腹腔全体の上記複合画像を生成することを備えていることを特徴とする、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
各画像センサから受信した上記画像データを正規化するステップをさらに備えていることを特徴とする、項目２１に記載の方法。
（項目２６）
各画像センサから受信した上記画像データを配向するステップをさらに備えていることを特徴とする、項目２１に記載の方法。
（項目２７）
上記複合画像を生成するために、各画像センサから受信した上記画像データをステッチするステップをさらに備えていることを特徴とする、項目２１に記載の方法。
（項目２８）
上記ステッチするステップが、他の画像センサから受信された画像データの一部とオーバーラップさせる一の画像センサから受信された画像データの一部を処理するステップをさらに備えていることを特徴とする、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
さらに、上記複合画像の配向データ点を確立するか、又は調節するステップを含むことを特徴とする、項目２１に記載の方法。
（項目３０）
上記複合画像の配向データ点を確立するか、又は調節する上記ステップが、１つ以上の上記画像センサを動作させる制御装置によって実行されることを特徴とする、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
上記複合画像の一部に対応する該当領域を選択的に生成するステップをさらに備えていることを特徴とする、項目２１に記載の方法。
（項目３２）
上記複合画像の一部に対応する上記該当領域を選択的に生成する上記ステップが、制御装置から受信した信号を処理するステップを含むことを特徴とする、項目３１に記載の方法。
（項目３３）
上記該当領域を自動的に調節するステップをさらに備えていることを特徴とする、項目３１に記載の方法。
（項目３４）
上記該当領域を自動的に調節する上記ステップが、外科用器具が移動するに従って上記外科用器具を連続的に表示するステップを含むことを特徴とする、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
該当領域を選択的に生成する上記ステップが、上記複合画像の一部を拡大又は縮小するために、ユーザの入力装置から受信された信号を処理するステップを含むことを特徴とする、項目３１に記載の方法。
（項目３６）
表示画像を生成するステップと、
上記表示装置に上記表示画像を表示するステップと
をさらに備えていることを特徴とする、項目２１に記載の方法。
（項目３７）
上記表示するステップが、無線パーソナル表示モニタに上記表示画像を表示するステップを含むことを特徴とする、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
上記表示するステップが、オーバヘッド表示モニタに上記表示画像を表示するステップを含むことを特徴とする、項目３６に記載の方法。
（項目３９）
上記処理するステップが、１６：９のアスペクト比を有するように上記複合画像を生成するステップを含むことを特徴とする、項目２１に記載の方法。
（項目４０）
上記処理するステップが、４：３のアスペクト比を有するように上記複合画像を生成するステップを含むことを特徴とする、項目２１に記載の方法。
（項目４１）
手術部位に挿入するための外科用装置であって、
画像を受信するように構成された画像センサを含む第１の部分と、
上記第１の部分に相対的に移動可能であり、上記画像を上記画像センサに伝送する機構を含む第２の部分とを備え、
上記装置が、上記外科用装置を上記手術部位から取り出さずに、上記画像を上記画像センサによって受信可能とすることを特徴とする外科用装置。
（項目４２）
上記外科用装置が円形ステープラであることを特徴とする、項目４１に記載の外科用装置。
（項目４３）
上記第１の部分がＤＬＵ部分であることを特徴とする、項目４２に記載の外科用装置。
（項目４４）
上記ＤＬＵ部分がハウジングを含むことを特徴とする、項目４３に記載の外科用装置。
（項目４５）
上記ハウジングがレンズ及び上記画像センサを収容することを特徴とする、項目４４に記載の外科用装置。
（項目４６）
上記画像センサがカメラであることを特徴とする、項目４１に記載の外科用装置。
（項目４７）
上記第２の部分がアンビル部であることを特徴とする、項目４２に記載の外科用装置。
（項目４８）
上記機構が上記アンビル部を通って延在するボアであることを特徴とする、項目４７に記載の外科用装置。
（項目４９）
上記ボアがレンズを含むことを特徴とする、項目４８に記載の外科用装置。
（項目５０）
上記画像センサと通信するビデオ処理装置をさらに備え、上記画像センサが、上記画像に対応する画像データを表示ユニットに付与するように構成されていることを特徴とする、項目４６に記載の外科用装置。
（項目５１）
上記画像センサ及び上記機構が自動的に位置合わせされることを特徴とする、項目４１に記載の外科用装置。
（項目５２）
上記第２の部分に取り付けられた場合における、上記第１の部分の相対的な回転位置に関係なく、上記画像センサ及び上記機構が、上記第１の部分が上記第２の部 分に取り付けられた場合に位置合わせされるように、上記画像センサが上記第１の部分内の中央に配置され、且つ、上記機構が上記第２の部分内の中心に配置されている従ってことを特徴とする、項目５１に記載の外科用装置。
（項目５３）
上記第１の部分及び上記第２の部分が、上記画像センサ及び上記機構を位置合わせするための位置合わせ機構を含むことを特徴とする、項目４１に記載の外科用装置。
（項目５４）
上記画像センサ及び上記機構が、上記位置合わせ機構が上記画像センサ及び上記機構を互いに相対的に位置合わせした場合に位置合わせされるように、上記画像セ ンサが上記第１の部分内の中心以外に配置され、且つ、上記機構が上記第２の部分内の中心以外に配置されている従ってことを特徴とする、項目５３に記載の外科用装置。
（項目５５）
手術部位に対応する画像データを生成するように構成された画像センサと、
上記画像センサから上記画像データを受信し、上記画像データを処理するように構成されたビデオ処理装置と、
上記ビデオ処理装置に結合された表示装置とを備え、
上記ビデオ処理装置が、上記表示装置に表示するために第１の方向に配向された表示画像を生成するように構成されており、
上記ビデオ処理装置が、上記画像センサの向きが変化された場合であっても、上記第１の方向と同一方向に、さらなる画像を表示するように構成されていることを特徴とする外科用撮像装置。
（項目５６）
上記ビデオ処理装置が、上記表示画像を安定させるように構成されていることを特徴とする、項目５５に記載の外科用装置。
（項目５７）
上記ビデオ処理装置が、カレント画像フレームを基準画像フレームと比較することによって、上記表示画像を安定させるように構成されていることを特徴とする、項目５６に記載の外科用装置。
（項目５８）
上記ビデオ処理装置が、上記カレント画像フレーム及び上記基準画像フレームを領域に分割し、上記画像フレームの対応する領域と上記基準画像フレームの対応する領域とを比較するように構成されていることを特徴とする、項目５７に記載の外科用装置。
（項目５９）
上記ビデオ処理装置が、上記カレント画像フレーム及び上記基準画像フレームの上記領域に対応するモーションベクトルを評価するように構成されていることを特徴とする、項目５８に記載の外科用装置。
（項目６０）
上記ビデオ処理装置が、グローバルモーションベクトルを決定し、上記グローバルモーションベクトルが所定の値を超えた場合に、上記グローバルモーションベクトルを上記カレント画像フレームに適用するように構成されていることを特徴とする、項目５９に記載の外科用装置。
（項目６１）
画像センサを利用して、手術部位に対応する第１の画像データを生成するステップと、
表示画像を生成するために上記第１の画像データを処理するステップと、
表示装置に上記表示画像を表示するステップと、
上記画像センサの向きを変更するステップと、
上記画像センサを利用して、上記手術部位に対応する第２の画像データを生成するステップと、
上記センサの上記向きが変化された場合であっても、第１の方向に上記第２の画像データを表示するために上記第２の画像データを処理するステップと、
を備えていることを特徴とする、外科用撮像装置を使用して表示画像を提供する方法。
（項目６２）
上記第２の処理ステップが、上記表示画像を安定させることを特徴とする、項目６１に記載の方法。
（項目６３）
上記安定化ステップが、カレント画像フレームを基準画像フレームと比較するステップを含むことを特徴とする、項目６２に記載の方法。
（項目６４）
上記比較ステップが、
上記カレント画像フレーム及び上記基準画像フレームを領域に分割するステップと、
上記カレント画像フレームの対応する領域と上記基準画像フレームの対応する領域とを比較するステップと、
を含むことを特徴とする、項目６３に記載の方法。
（項目６５）
上記安定化ステップが、上記カレント画像フレーム及び上記基準画像フレームの上記領域に対応するモーションベクトルを評価するステップを含むことを特徴とする、項目６４に記載の方法。
（項目６６）
上記安定化ステップが、
グローバルモーションベクトルを決定するステップと、
上記グローバルモーションベクトルが所定の値を超えた場合に、上記グローバルモーションベクトルを上記カレント画像フレームに適用するステップと
を含むことを特徴とする、項目６５に記載の外科用装置。
（項目６７）
電気機械的ドライバ装置と、
上記電気機械的ドライバ装置によって操作される少なくとも１つの光源と、
画像データを生成するように構成された画像センサと、
を備えており、
上記画像センサが、上記少なくとも１つの光源から離間して別々に配置されるものであることを特徴とする外科用システム。
（項目６８）
上記少なくとも１つの光源が外科用付属装置内に一体で配置されることを特徴とする、項目６７に記載の外科用システム。
（項目６９）
上記外科用付属装置が、可撓性軸部を介して上記電気機械的ドライバ装置に取り付けられるか、又は上記電気機械的ドライバ装置に取り付け可能であることを特徴とする、項目６８に記載の外科用システム。
（項目７０）
上記外科用付属装置が、上記電気機械的ドライバ装置の上記可撓性軸部に取り外し可能に結合されることを特徴とする、項目６９に記載の外科用システム。
（項目７１）
上記少なくとも１つの光源が、外科用付属装置に永久的に取り付けられていることを特徴とする、項目６７に記載の外科用システム。
（項目７２）
上記外科用付属装置が、可撓性軸部を介して上記電気機械的ドライバ装置に取り付けられるか、又は上記電気機械的ドライバ装置に取り付け可能であることを特徴とする、項目７１に記載の外科用システム。
（項目７３）
上記外科用付属装置が、上記電気機械的ドライバ装置の上記可撓性軸部に取り外し可能に結合されることを特徴とする、項目７２に記載の外科用システム。
（項目７４）
上記少なくとも１つの光源が外科用付属装置に一時的に取り付けられることを特徴とする、項目６７に記載の外科用システム。
（項目７５）
上記外科用付属装置が、可撓性軸部を介して上記電気機械的ドライバ装置に取り付けられるか、又は上記電気機械的ドライバ装置に取り付け可能であることを特徴とする、項目７４に記載の外科用システム。
（項目７６）
上記外科用付属装置が、上記電気機械的ドライバ装置の上記可撓性軸部に取り外し可能に結合されることを特徴とする、項目７５に記載の外科用システム。
（項目７７）
上記画像センサが、第２の外科用付属装置内に配置されることを特徴とする、項目６７に記載の外科用システム。
（項目７８）
上記第２の外科用付属装置が、可撓性軸部を介して上記電気機械的ドライバ装置に取り付けられるか、又は上記電気機械的ドライバ装置に取り付け可能であることを特徴とする、項目７７に記載の外科用システム。
（項目７９）
上記第２の外科用付属装置が上記電気機械的ドライバ装置の上記可撓軸部から分離可能であることを特徴とする、項目７８に記載の外科用システム。
（項目８０）
上記少なくとも１つの光源が、患者の手術部位に挿入されるように構成されていることを特徴とする、項目６７に記載の外科用システム。
（項目８１）
上記少なくとも１つの光源が、上記外科用付属装置を上記可撓性軸部から分離された場合に、上記患者の上記手術部位内に残留するように構成されていることを特徴とする、項目８０に記載の外科用システム。
（項目８２）
上記少なくとも１つの光源に電力を供給するように構成された電源をさらに備えることを特徴とする、項目６７に記載の外科用システム。
（項目８３）
上記画像センサに電力を供給するように構成された電源をさらに備えることを特徴とする、項目６７に記載の外科用システム。
（項目８４）
集束レンズを有する光学システムをさらに備えることを特徴とする、項目６７に記載の外科用システム。
（項目８５）
撮像センサが感光装置であることを特徴とする、項目６７に記載の外科用システム。
（項目８６）
上記感光装置が電荷結合素子であることを特徴とする、項目８５に記載の外科用システム。
（項目８７）
電気機械的ドライバ装置を提供するステップと、
上記電気機械的ドライバ装置によって少なくとも１つの光源を動作させるステップと、
上記少なくとも１つの光源によって照明を提供するステップと、
画像センサによって画像データを生成するステップと、
を備えており、
上記画像センサが上記少なくとも１つの光源から離間して別々に配置されるものであることを特徴とする、外科用システムを使用する方法。
（項目８８）
上記少なくとも１つの光源を外科用付属装置内に一体に配置するステップをさらに含むことを特徴とする、項目８７に記載の方法。
（項目８９）
上記外科用付属装置を上記電気機械的ドライバ装置に可撓性軸部を介して取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする、項目８８に記載の方法。
（項目９０）
上記外科用付属装置を上記電気機械的ドライバ装置の上記可撓性軸部に取り外し可能に結合するステップをさらに含むことを特徴とする、項目８９に記載の方法。
（項目９１）
上記少なくとも１つの光源を外科用付属装置に永久的に取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする、項目８７に記載の方法。
（項目９２）
上記外科用付属装置を上記電気機械的ドライバ装置に可撓性軸部を介して取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする、項目９１に記載の方法。
（項目９３）
上記外科用付属装置を上記電気機械的ドライバ装置の上記可撓性軸部に取り外し可能に結合するステップをさらに含むことを特徴とする、項目９２に記載の方法。
（項目９４）
上記少なくとも１つの光源を外科用付属装置に一時的に取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする、項目８７に記載の方法。
（項目９５）
上記外科用付属装置を上記電気機械的ドライバ装置に可撓性軸部を介して取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする、項目９４に記載の方法。
（項目９６）
上記外科用付属装置を上記電気機械的ドライバ装置の上記可撓性軸部に取り外し可能に結合するステップをさらに含むことを特徴とする、項目９５に記載の方法。
（項目９７）
上記画像センサを第２の外科用付属装置内に配置するステップをさらに含むことを特徴とする、項目８７に記載の方法。
（項目９８）
上記第２の外科用付属装置を上記電気機械的ドライバ装置に上記可撓性軸部を介して取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする、項目９７に記載の方法。
（項目９９）
上記第２の外科用付属装置を上記電気機械的ドライバ装置の上記可撓性軸部から取り外すステップをさらに含むことを特徴とする、項目９８に記載の方法。
（項目１００）
上記少なくとも１つの光源を患者の手術部位に挿入するステップをさらに含むことを特徴とする、項目９９に記載の方法。
（項目１０１）
上記外科用付属装置を上記可撓性軸部から取り外した際に、上記少なくとも１つの光源が上記患者の上記手術部位内に残留するステップをさらに含むことを特徴とする、項目１００に記載の方法。
（項目１０２）
上記少なくとも１つの光源に電力を供給するステップをさらに含むことを特徴とする、項目８７に記載の方法。
（項目１０３）
上記画像センサに電力を提供するステップをさらに含むことを特徴とする、項目８７に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の１つの実施例における例示的な外科用システムを示す。
【図２−１】本発明の１つの実施例における外科用円形ステープラを示す。
【図２−２】本発明の１つの実施例における外科用リニアステープラを示す。
【図３−１】本発明の１つの実施例において、外科用装置に結合するように構成された第１の例示的な撮像装置を示す。
【図３−２】外科用装置を撮像装置に結合した状態における、図３ａの撮像装置を示す。
【図４−１】本発明の１つの実施例における典型的な画像キャプチャー装置を示す。
【図４−２】図４（ａ）で示した画像キャプチャー装置の側面図である。
【図５】本発明の１つの実施例における典型的な回路機構を示す。
【図６】本発明の１つの実施例において、撮像装置に電力を提供する典型的な電源機構を示す。
【図７−１】本発明の１つの実施例において、他の典型的な撮像ポッド形態の撮像装置を示す。
【図７−２】さらに詳細に表わした図７（ａ）に示す撮像装置の側面図である。
【図７−３】撮像ポッドが外科用装置に結合された外科用付属装置を示す。
【図８−１】本発明の１つの実施例における他の典型的な撮像ポッドを示す。
【図８−２】図８（ａ）に示した撮像ポッドを受容するように構成された外科用装置の典型的なレセプタクルを示す図である。
【図９】本発明の１つの実施例における他の典型的な外科用付属装置を示す。
【図１０】本発明の１つの実施例における外科用撮像装置の斜視図である。
【図１１】図１０に表わす外科用撮像装置の本体部分の断面Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図１２】本発明の１つの実施例におけるカメラを備えたプロングを示す。
【図１３】図１２で示したプロングの断面Ａ−Ａにおける断面図である。
【図１４】本発明の１つの実施例における制御ケーブルを示す。
【図１５】本発明の１つの実施例における、第１の位置にある外科用撮像装置の脚部及びプロングを示す。
【図１６】図１５で示したプロングの断面Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図１７】図１０で示した外科用撮像装置の底面図である。
【図１８】本発明の１つの実施例における、後退位置にある図１０の外科用撮像装置を示す。
【図１９】本発明の１つの実施例における、ビデオ表示装置に表示するために画像データを無線送信する無線機構を示す。
【図２０−１】本発明の１つの例示的な実施例における、典型的な外科手術的処置を実行する外科用撮像装置の動作を示す。
【図２０−２】本発明の１つの例示的な実施例における、典型的な外科手術的処置を実行する外科用撮像装置の動作を示す。
【図２０−３】本発明の１つの例示的な実施例における、典型的な外科手術的処置を実行する外科用撮像装置の動作を示す。
【図２１】本発明の１つの例示的な実施例により本体部分に設けられた撮像センサを有する外科用撮像装置を示す図である。
【図２２】本発明の他の実施例における例示的な外科用画像キャプチャー装置を示す。
【図２３】複数の画像フレームを示す概略図である。
【図２４】本発明の１つの例示的な実施例における、外科手術用装置の動作中に実行されるステップを備えたビデオ処理プログラムのフローチャートである。
【図２５−１】本発明の１つの例示的な実施例における基準画像フレームを示す。
【図２５−２】本発明の１つの例示的な実施例におけるカレント画像フレームを示す。
【図２５−３】本発明の１つの例示的な実施例における、処理装置によって利用可能なフレーム安定化処置を示すフローチャートである。
【図２６−１】本発明の１つの例示的な実施例における、第２の画像フレームとオーバーラップする第１の画像フレームを示す。
【図２６−２】本発明の１つの例示的な実施例における、処理装置によって利用可能なフレームをステッチする処置を示すフローチャートである。
【図２７−１】本発明の１つの例示的な実施例における、「軸外し」画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置の様々な部分を示す側面断面図である。
【図２７−２】本発明の１つの例示的な実施例における、「軸外し」画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置の様々な部分を示す側面断面図である。
【図２７−３】本発明の１つの例示的な実施例における、「軸外し」画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置の様々な部分を示す側面断面図である。
【図２７−４】本発明の１つの例示的な実施例における、「軸外し」画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置の様々な部分を示す側面断面図である。
【図２７−５】本発明の１つの例示的な実施例における、「軸外し」画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置の様々な部分を示す側面断面図である。
【図２８−１】本発明の他の例示的な実施例における、「軸外し」画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置の様々な部分を示す側面断面図である。
【図２８−２】本発明の他の例示的な実施例における、「軸外し」画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置の様々な部分を示す側面断面図である。
【図２８−３】本発明の他の例示的な実施例における、「軸外し」画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置の様々な部分を示す側面断面図である。
【図２９−１】本発明の１つの例示的な実施例における外科用システムの斜視図である。
【図２９−２】本発明の１つの例示的な実施例における画像キャプチャー装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、外科用システム１００を表わしている。外科用システム１００は、外科用付属装置１２０に取り外し可能に結合された電気機械的ドライバ装置１１０を含む。このような電気機械的ドライバ装置は、例えば”Electro-MechanicalSurgical Device”と題され、２０００年１１月２８日に出願された特許文献２、”Electro-Mechanical Surgical Device”と題され、２００１年４月１７日に出願された特許文献３、及び”Electro-MechanicalSurgical Device”と題され、２００１年６月２２日に出願された特許文献４に記載されている。これら文献の各々は参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる。電気機械的ドライバ装置１１０は、例えば遠隔電力コンソール（ＲＰＣ：remotepower console）を含んでいる場合がある。この遠隔電力コンソールは、フロントパネル１２５を有するハウジング１１５を含む。表示装置１３０及び表示器１３５ａ、１３５ｂが、フロントパネル１２５に取り付けられている。フロントパネル１２５には、接続スロット１４０も設けられている。電気機械的ドライバ装置１１０は、ＲＰＣ１０５に取り付けられたビデオ表示装置１４５（例えば、テレビモニタ、コンピュータモニタ、ＣＲＴ又は他の表示装置）も含んでいる場合もある。例えば、ビデオ表示装置１４５は、撮像装置１９５からの画像信号（例えばビデオ信号）を受信することができる。電気機械的ドライバ装置１１０は、受信器又は送受信器１５５と、撮像装置１９５から受信した信号をビデオ表示装置１４５に表示するのに適切な形態に変換するように動作可能な回路１６０とを有する受信システム１５０も含んでいる。受信システム１５０は、撮像装置１９５から受信した処理が完了した画像データをバッファし及び／又は記憶するためにメモリ装置１６５も含んでいる場合がある。
【００２４】
可撓性軸部１７０がハウジング１１５から延在し、第１の連結部１７５を介して前記ハウジングに取り外し可能に固定することができる。可撓性軸部１７０の遠位端１８０は、外科用付属装置１２０を可撓性軸部１７０の遠位端１８０に取り外し可能に固定するように適合された第２の連結部１８５を含んでいる場合がある。
【００２５】
回転可能な軸部、ステアリングケーブル、１つ以上のデータ送信ケーブル及び電力分配リード線は、可撓性軸部１７０の内部通路内に配置されており、該可撓性軸部の全長に沿って延在し、可撓性軸部１７０の遠位端１８０にある第２の連結部１８５で終端する。電気機械的ドライバ装置１１０はモータシステム（図示せず）を含んでいる場合がある。このモータシステムは駆動軸を回転させて、張力を働かせるか、又はそうでなければステアリングケーブルを駆動し、これにより可撓性軸部１７０の遠位端１８０を操縦するように構成された１つ以上のモータを含んでいる。
【００２６】
様々なタイプの外科用装置１９０が、可撓性軸部１７０の遠位端１８０に取り付けられ得る。この外科用装置として、図２（ａ）で概略的に示す円形の外科用ステープラ付属装置（ＣＳＳ）２５０が挙げられる。図２（ａ）を参照すると、ＣＳＳ２５０は、ＣＳＳ２５０を取り外し可能に結合した可撓性軸部１７０の第２の連結部１８５と協働するようにサイズ及び構成において適合された連結部２５５を含んでいる。ＣＳＳ２５０は、アンビルステム２７０の遠位端に取り付けられたアンビル２６５を有するアンビル部２６０を含んでいる。アンビルステム２７０は、ＣＳＳ２５０の本体部分２７５内部に回転可能に固定されたアンビル駆動軸（図示せず）を動作させることによって伸縮する。ＣＳＳ２５０は、本体部分２７５内にステープルドライバ／カッタ機構（図示せず）をさらに含んでいる。動作時には、アンビル２６５及びステープルドライバ／カッタの伸縮は、電気機械的ドライバ装置１１０内のモータの動作によって実行され得る。アンビル２６５及びステープルドライバ／カッタの動作及び制御は、遠隔制御ユニット（図示せず）の使用によって実行することができる。アンビル２６５及びステープルドライバ／カッタの位置（position）及び配置（location）は、電気機械的ドライバ装置１１０に送信される信号によって示され、表示装置１３０及び表示器１３５ａ、１３５ｂにユーザのために表示される。ＣＳＳ２５０は、第２の連結部１８５に電気的かつ通信可能な状態で結合するように適合されたデータコネクタ（図示せず）をさらに含んでいる。
【００２７】
図２（ｂ）は、他の例示的な外科用装置１９０として外科用リニアステープラ２０５を表わしている。この外科用リニアステープラは特許文献５に詳細に記載されている。特許文献５は、参照により全体が本明細書に明示的に組み込まれている。外科用リニアステープラ２０５は、下顎部２１０、上顎部２１５及び連結部２２０を備える分割顎システムを含んでいる。連結部２２０は、２つの六角状のソケット２２５ａ、２２５ｂを含んでいる。これらソケットには、可撓性軸部１７０の第２の連結部１８５が取り外し可能に受容されている。２つの対向する磁気センサ２３０、２３５が、上顎部２１５及び下顎部２１０の遠位先端に位置している。これら磁気センサそれぞれが、可撓性軸部１７０を介して電気機械式ドライバ装置１１０に接続する回路構成部材（図示せず）に結合している。下顎部２１０及び上顎部２１５が重なり合った場合には、回路が閉じて、電気機械式ドライバ装置１１０の表示器１３５ａ、１３５ｂが、下顎部２１０のステープル固定機構（図示せず）を安全に動作可能である（fire）ことを示す信号を発する。外科用リニアステープラ２０５は、組織の上でジョー２１０、２１５を閉じ、且つ、閉じるためにステープルを組織に押し込むように構成されたドライバ及び軸部の構成要素（shaftand driver component）も含んでいる場合もある。例えば、磁気センサ２３０、２３５及び外科用リニアステープラ付属装置２０５に形成された回路は、組織部を十分に締め付けた場合にユーザに表示することができる。
【００２８】
外科用リニアステープラ２０５は、電極（図示せず）も含んでいる場合がある。電極は、接点２４０を通してＲＦエネルギを受け取り、組織を凝固及び／又は接合させることができる。外科用リニアステープラ付属装置２０５は、それぞれ参照により全体が本明細書に明示的に組み込まれた”ASurgical Linear Clamping, Stapling and Cutting Device”と題され、２００１年４月２０日に出願された特許文献６及び”BipolarSurgical Device”と題され、２００１年５月８日に出願された特許文献７に記載されたように、様々な電極及び／又はステープル固定構成を組み込んでよい。
【００２９】
図２（ａ）、図２（ｂ）はそれぞれ外科用円形ステープラ及び外科用リニアステープラのみを示しているが、外科用装置１９０は他の配置構成を含んでいる場合があることに留意すべきである。例えば、外科用装置１９０は、参照により本明細書に明示的に組み込まれた２００２年３月１４日出願の特許文献８に記載されたように套管針装置を含んでよい。
【００３０】
図３（ａ）は、外科用装置１９０、例えばリニアステープラ又は外科用円形ステープラに結合するように構成された第１の例示的な撮像装置３００を表わしている。撮像装置３００はボア３１０を有するハウジング３０５、画像キャプチャー装置３１５（例えばカメラ）、画像キャプチャー装置３１５に電気的に結合する回路機構３２０、及び電力を撮像装置３００に供給する電源機構３３０を含む。
【００３１】
撮像装置３００は、外科用装置１９０をボア３１０内で滑動自在に受容するように適切に構成されている。そのために、外科用装置１９０は、図３（ｂ）で示すように第１の方向３２５でボア３１０に挿入され得る。一旦挿入されると、結合機構（図示せず）は、外科用装置１９０をボア３１０内の所定位置に保持することができる。
【００３２】
結合機構は、クランプ、ナット、ボルト、留め金、ストラップ、摩擦嵌合機構、スナップ嵌合機構など、外科用装置１９０をボア３１０内の所定の位置に取り外し可能に保持するに適切な任意の機構を含んでいる場合があることに留意すべきである。従って、撮像装置３００は、外科用装置１９０の外面に取り外し可能に結合されるか、又は取り付けられている場合がある。このように構成されている場合には、撮像装置３００を外科用装置１９０と共に使用された後に、撮像装置３００を外科用装置１９０から取り外し、別の外科用装置で再使用することができる。このことは、例えば外科用装置が使い捨てである場合に特に有利であり、撮像装置３００を数回再使用することが望ましい。言うまでもなく、代替的な実施例では、外科用装置１９０を撮像装置３００に永久的に結合している場合がある。
【００３３】
図３（ａ）、図３（ｂ）は円筒形状のボア３１０を示しているが、ボア３１０は、その形状が円筒状であってもなくても、他の外科用装置に互換性を有して取付可能なように適合した形状及び構成とされていることは言うまでもない。
【００３４】
図４（ａ）は、図３（ａ）、図３（ｂ）で示した画像キャプチャー装置３１５のさらなる詳細を表わす前面図である。図４（ａ）に表わすように、画像キャプチャー装置３１５はレンズ４０５、撮像すべき対象を照明する光源４１０（例えば光ファイバ光源、電球、ＬＥＤなど）、レンズ４０５を介して画像をキャプチャーするように位置決めされた画像センサ４４０（例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳタイプ画像センサのような感光装置）を含む。一の実施形態では、画像キャプチャー装置３１５は、レンズ４０５からの破片をクリーニングするクリーニング機構４１５をさらに含んでいる場合がある。レンズ４０５、光源４１０、画像センサ４４０及びクリーニング機構４１５はそれぞれ、データバス４３０と通信可能に結合されている。
【００３５】
使用時において、画像センサ４４０は、例えば外科用装置１９０の遠位端からレンズ４０５を介して見たままの画像を受容する。画像キャプチャー装置３１５は、画像に従って画像データを生成し、データバス４３０を介して回路機構３２０に画像データを通信する。
【００３６】
図示の例示的な実施形態では、画像センサ４４０がレンズ４０５の後方に位置決めされる。しかし、レンズ４０５からの光が例えば光ファイバ接続部を介して画像センサ４４０に伝送された状態で、画像センサ４４０は、レンズ４０５から離間された所定位置に配置されている場合がある。一の例示的な実施形態では、画像センサ４４０はハウジング３０５内に位置決めされている。他の例示的な実施形態では、画像センサ４４０は可撓性軸部１７０、該可撓性軸部１７０に対する連結部、及び／又は電気機械的ドライバ装置１１０内に位置決めされている。いかなる場合であっても、画像データは、無線接続又は有線接続を介して電気機械的ドライバ装置に伝送される。
【００３７】
次に図４（ｂ）は、図４（ａ）で示した画像キャプチャー装置３１５の側面図を表わす。クリーニング機構４１５は、例えばレンズ４０５全体に空気／水の混合物を分散させる中空ステム４２０を含んでいる場合がある。このために、中空ステム４２０の近位端（図示せず）は遠方の供給源（図示せず）、例えば電気機械的ドライバ装置１１０から空気／水の混合物を受容することができる。空気／水の混合物は中空ステムを通って推進され、中空ステム４２０の遠位端４２５から出る。このようにして、空気／水の混合物はレンズ４０５全体に分散し、使用中にレンズ４０５から飛散物をクリーニングするのに役立つ。
【００３８】
データバス４３０を介して画像データを回路機構３２０に通信することに加えて、画像補族機構３１５はデータバス４３０を介して回路機構３２０から制御データを受信する。制御データは、例えばレンズ４０５のズームを制御する、光源４１０によって生成される照明を制御する、及び／又はクリーニング機構４１５の中空ステム４２０を通って推進される空気／水の混合物の流量を制御することができる。
【００３９】
画像キャプチャー装置３１５は１つ以上のレンズ４０５、１つ以上の画像センサ４４０及び／又は１つ以上の光源４１０を含んでいる場合があることに留意すべきである。複数のレンズ４０５及び／又は画像センサ４４０によって、ユーザは異なるレンズ４０５間で切り換えて、異なる視野で複数の視像を獲得することを可能になる。例えば、ユーザは外科手術的処置の各ステップを通じて異なる画像を見ることができる。さらに、複数のレンズがパノラマ視像又は広角視像を可能にすることができる。
【００４０】
図５は、図３（ａ）、図３（ｂ）で示した回路機構３２０のさらなる詳細を表わす。回路機構３２０は、画像キャプチャー装置３１５から画像データを受信し、画像データを電気機械的ドライバ装置１１０などの遠隔供給源に通信するように適合した回路を含む。回路は、例えば撮像装置３００のハウジング３０５内に配置された硬質の回路基板又はフレキシブル回路基板上に物理的に配置することができる。回路機構３２０は、処理機構５０５、メモリ装置５１０、ユーザ入力機構５２５、及び送信機構５１５を含み、これらのそれぞれが、データバス５２０を介して通信可能に結合される。画像キャプチャー装置３１５のデータバス４３０も、データバス５２０と通信可能に結合する。このようにして、画像データは画像キャプチャー装置３１５から受信され、データバス５２０を介して処理機構５０５及び／又はメモリ装置５１０に通信され得る。
【００４１】
メモリ装置５１０は、ＲＡＭ、ＦＬＡＳＨ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭのような画像データを記憶可能な読み込み／書き込み可能なメモリ装置を含んでいる。例えば、画像キャプチャー装置３１５から受信された画像データは、メモリ装置５１０に直接的に記憶され、その後に処理機構５０５によって処理され得る。このようにして、メモリ装置５１０は、画像キャプチャー装置３１５から画像データを受信し、次に画像データを処理機構５０５に通信する。あるいは、画像データは、処理するために処理機構５０５に直接的に送信される場合もある。このようにして、処理機構５０５は、データバス５２０を介して直接的に画像キャプチャー装置３１５から画像データを受信可能である。また、メモリ装置５１０は、処理機構５０５から処理済み画像データを受信し記憶して、その後に付加的な処理をし、及び／又は送信機構５１５を介して遠隔装置に直接送信することができる。あるいは、画像データは、画像キャプチャー装置３１５から電気機械的ドライバ装置１１０に直接的に送信され得る。
【００４２】
ユーザ入力機構５２５は、ユーザからの指令を受信するように構成されている。指令は、例えばレンズ４０５をズームする、異なる視像間で切り換える、連続（例えばビデオ）又は静止画像を受信する、光源４１０によって生成された照明を制御する、クリーニング機構４１５の中空ステム４２０を通って推進された空気／水の混合物の流量を制御する、パノラマ視像を切り換えるなどの指令を含んでよい。
【００４３】
そのために、ユーザ入力機構５２０は、例えば遠隔制御ユニットから指令を無線で受信する無線受信器を含んでよい。あるいは、ユーザ入力機構５２０は、例えば可撓性軸部１７０の内部又は可撓性軸部１７０の外部に配置された線を介して電気機械的ドライバ装置１１０に通信可能に結合される電気接点を含んでよい。このようにして、ユーザ入力機構５２０は電気機械的ドライバ装置１１０の遠隔電力コンソール１０５を介して指令を受信することができる。
【００４４】
ユーザ入力機構５２０は、ユーザから受信した指令に従ってユーザ入力データを生成し、データバス５２０を介してユーザ入力データを処理機構５０５に通信する。処理機構５０５は、画像キャプチャー装置３１５を制御し、ユーザ入力機構５２０から受信したユーザ入力データに従って画像データを処理するように構成されている。
【００４５】
処理機構５０５は、画像キャプチャー装置３１５を制御するために、ユーザ入力機構５２０から受信したユーザ入力データに従って画像キャプチャー装置３１５の様々な機能を制御する制御データを生成することができる。そのために、処理機構５０５はデータバス４３０、５２０を介して画像キャプチャー装置３１５へと制御データを通信する。制御データは、例えばレンズ４０５のズームを制御する、光源４１０によって生成された照明を制御する、かつ／又はクリーニング機構４１５の中空ステム４２０を通って推進された空気／水の混合物の流量を制御することができる。
【００４６】
処理機構５０５は、ユーザ入力機構５２０から受信した入力データに従って画像データの処理も実行する。このようにして、処理機構５０５は画像データを処理する、連続又は静止画像を通信する、デジタルズームを実行するなどができる。このようにして、外科用付属装置１２０を挿入して、例えば患者の結腸区域を探る場合、撮像装置３００は外科医にビデオ画像を提供することができる。動く画像も静止画像も、撮像装置３００を介して外科医に提供することができる。例えば、外科医が結腸を探って癌性組織を突き止める間、撮像装置３００は結腸の連続画像を供給することができる。外科医が制し画像として見た方がよいと考える画像に遭遇した場合、外科医は対応する制御機構を起動することによって、動く画像を即座にフリーズすることができる。従って、所望に応じて、つまり回転、ズーム及び／又は拡大してフリーズフレーム画像を操作することができる。動く画像は、その後の視覚的分析のために所望に応じて記憶し、操作することもできる。
【００４７】
送信機構５１５は、データバス５２０を介して処理機構５０５から処理済み画像データを受信し、処理済み画像データを遠隔装置（図示せず）に通信する。そのために、送信機構５１５は、処理済み画像データを、遠隔装置が無線で受信するＲＦ送信に変換するように動作可能である無線送信器を含んでよい。あるいは、送信機構５１５は、例えば可撓性軸部１７０の内部又は外部に配置された線を介して電気機械的ドライバ装置１１０に通信可能に結合される電気接点を含んでよい。このようにして、送信機構５１５は処理済み画像データを電気機械的ドライバ装置１１０のビデオ表示装置１４５に通信することができる。
【００４８】
次に図６を参照すると、図３（ａ）、図３（ｂ）で示した例示的な電源機構３２５のさらなる詳細が見られる。電源機構３２５は、撮像装置３００に電力を提供するバッテリ電力ユニット６０５を含む。バッテリ電力ユニット６０５は、例えばニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム電池などを含んでよい。バッテリ電力ユニット６０５に加えて、又はその代わりに、電源機構３２５は外部電源（図示せず）、例えば電気機械的ドライバ装置１１０から電力を受容する電力接点６１０を含んでよい。このようにして、電気機械的ドライバ装置１１０は、可撓性軸部１７０の内部又は外部に配置した線を介して電力を電源機構３２５に送信することができる。
【００４９】
バッテリ電力ユニット６０５は、例えば電力接点６１０が外部電源、例えば電気機械的ドライバ装置１１０から電力を受け取らない場合に、撮像装置３００に電力を提供するように構成することができる。このようにして、バッテリ電力ユニット６０５は外部電源からの電力送信が中断かつ／又は除去された場合に撮像装置３００が電力を受容することを保証する「バッテリバックアップ」として機能することができる。
【００５０】
次に図７（ａ）を参照すると、撮像ポッド７００の形態で別の例示的な撮像装置が見られる。撮像ポッド７００は、取り付け機構７１０を有するハウジング７０５、及びハウジング内に配置された画像キャプチャー装置７１５を含む。画像キャプチャー装置７１５は１つ以上の光源７３０、及び集束レンズ７３５がある光学システム７２０を含む。取り付け機構７１０は、撮像ポッド７００を外科用装置１９０の対応するレセプタクルに取り外し可能に結合するように構成された例えばピン、ばね式支承部、隆起部などを含んでよい。ハウジング７０５は、例えば透明プラスチック材料で形成することができるが、ハウジングは他の材料で形成してもよい。
【００５１】
次に図７（ｂ）を参照すると、図７（ａ）で示した撮像ポッド７００のさらなる詳細が見られる。図７（ｂ）で見られるように、画像キャプチャー装置７１５はさらに撮像センサ、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）７２５などの感光装置を含む。撮像ポッドが撮像すべき対象に向かって配向されると、集束レンズ７３５が反射光をＣＣＤ７２５に集束する。無線送信器（又は例えば送受信器）７４０がハウジング７０５内に配置され、ＣＣＤ７２５に通信可能に結合される。このような無線送信器の実施例が、参照により全体が本明細書に明示的に組み込まれる特許文献９に記載されている。また、小型バッテリなどの電源７４５がハウジング７０５内に配置され、ＣＣＤ７２５、光源７３０及び無線送信器７４０に電力を提供するように動作可能である。使用時には、ＣＣＤ７２５がキャプチャーした画像は、無線送信器７４０を介して電気機械的ドライバ装置１１０などの遠隔装置の対応する受信器（又は送受信器）に無線で送信することができる。
【００５２】
この実施形態はＣＣＤを画像センサとして使用するものとして説明されているが、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）型画像センサなど、他の適切な画像センサを使用してもよい。ＣＭＯＳセンサは、ＣＣＤ画像センサより光に対する感度が高いので、これより少ない電力しか必要としないでよい。ＣＭＯＳ画像センサは、例えば光ダイオード及び／又はフォトトランジスタを含み、撮像すべき対象からの反射光を検出することができる。ＣＭＯＳ画像センサは、画像データをアナログ信号として、あるいはアナログデジタル変換器で処理した後にデジタル信号として送信することができる。
【００５３】
次に図７（ｃ）を参照すると、外科用装置１９０に結合された撮像ポッド７００を含む外科用付属装置７５０が見られる。撮像ポッド７００は、外科医用装置１９０のレセプタクル７５５内で取り外し可能に受容する。従って、外科用装置１９０を使い捨てユニットとして設計した場合、撮像ポッド７００を外科用装置１９０から外し、別の外科用装置とともに再使用することができる。あるいは、撮像ポッド７００は外科用装置１９０に永久的に固定するか、それと一体であってもよい。これに関して、永久的に結合した撮像ポッド７００は、外科用装置１９０と一緒に廃棄されることになる。
【００５４】
次に図８（ａ）を参照すると、別の例示的な撮像ポッド８００が見られる。撮像ポッド８００は、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）に関連して説明した撮像ポッド７００に類似しているが、撮像ポッド８００は画像データを電気機械的ドライバ装置１１０などの遠隔装置に送信するための有線接続部を含む。図８で示すように、撮像ポッド８００は、外科用装置１９０のレセプタクル７５５のソケット内で受容するようなサイズにされた接点ピン８０５を含み、それによって差し込み式接続を提供する。撮像ポッド８００を外科用装置１９０に挿入すると、接点ピン８０５が回路７６０に接続部を提供し、これは撮像ポッド８００の適切な構成要素に電力を供給して、ＣＣＤ７２５からの信号を例えば外科用装置１９０及び可撓性軸部１７０を通して電気機械的ドライバ装置１１０などの遠隔装置の対応する受信器に送信する。
【００５５】
次に図８（ｂ）を参照すると、撮像ポッド１８０を受容するように構成された外科用装置１９０の例示的なレセプタクル７５５が見られる。図８（ｂ）で示すように、レセプタクル７５５は、撮像ポッド８００の接点ピン８０５を受容するようなサイズにされたソケット８１０を含む。ソケット８１０は接点ピン８０５を外科用装置１９０の電気リード線（図示せず）に電気的に結合する。電気リード線は、例えば電気機械的ドライバ装置１１０の可撓性軸部１７０内などに配置された線を介して遠隔装置（例えば電気機械的ドライバ装置１１０）に電気的に接続される。
【００５６】
撮像ポッド８００は、電力用のバッテリを含み、ＣＣＤからの信号の有線送信を使用するか、あるいは有線接続部を介して電力を受け取り、ＣＣＤからの信号の無線送信を使用することができることを認識されたい。
【００５７】
次に図９を参照すると、別の例示的な外科用付属装置９００が見られる。この実施形態では、撮像装置９０５は、外科用装置１９０の外面に結合されるか、それに装着されるように構成されている。言うまでもなく、撮像装置９０５は、上記の参照によって組み込まれた米国特許出願に記載されたような他の外科用装置に装着するように構成することもできる。
【００５８】
この例示的な実施形態によると、外科用装置１９０は外科用円形ステープラである。撮像装置９０５は外科用装置１９０の本体９１０に装着される。外科用装置１９０は連結部９１５、アンビル部９２０及び本体９１０を含む。アンビル部９２０はアンビル９２５及びアンビルステム９３０を含む。画像データを遠隔装置、例えば電気機械的ドライバ装置１１０（図示せず）に通信するために可撓線アセンブリ９４０を設ける。
【００５９】
撮像装置９０５は、本体９１０上に滑動状態で嵌り、本体に永久的又は取り外し可能に装着することができる。図９で示す例示的な実施形態では、撮像装置９０５は弾性の、例えばプラスチック又は弾性材料のストラップ９３５を介して本体９１０に取り外し可能に装着される。ストラップ９３５は取り外すことができ、例えばこれによって撮像装置９０５を別の外科用装置又は付属装置で再使用可能にすることができる。あるいは、撮像装置９０５は、カメラのフラッシュユニットで使用するタイプと類似したシュー（図示せず）を介して外科用装置１９０に装着してよい。
【００６０】
ビデオユニット１００は、無線接続部、又は可撓線アセンブリ９４０を介した有線接続部を介して例えば処理装置に結合することができる。可撓線アセンブリ９４０は電力、制御及びデータ線を含むことができる。可撓線アセンブリ９４０は、例えば特許文献１０で説明されたような遠隔電力コンソールの処理装置などに結合することができる。言うまでもなく、可撓線アセンブリ９４０の代わりに、撮像装置９０５と例えば処理装置との間の有線接続は、電気機械的ドライバ装置１１０の可撓性軸部１７０の内部又は外部に配置された個々の線を介して実行することができる。
【００６１】
撮像装置９０５からの画像データを例えば処理装置に通信する可撓線アセンブリ９４０の線及び／又は電気機械的ドライバ装置１１０の可撓性軸部１７０の内部又は外部に配置された線は、光ファイバ接続で置換してよいことを認識されたい。
【００６２】
撮像装置９０５は、上述した撮像装置３００及び７００と同様の形体を含んでよい。例えば、撮像装置９０５は画像キャプチャー装置（例えばカメラ）、画像キャプチャー装置に電気的に結合した回路機構、及び撮像装置９０５に電力を供給する電源機構を含んでよい。
【００６３】
撮像装置９０５の画像キャプチャー装置はレンズ、撮像すべき対象を照明する光源（例えば光ファイバ光源、電球、ＬＥＤなど）、レンズを介して画像をキャプチャーするように位置決めされた画像センサ（例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳ型画像センサ）を含んでよい。１つの実施形態では、撮像装置９０５の画像キャプチャー装置はさらに、レンズからの破片をクリーニングするクリーニング機構を含んでよい。レンズ、光源、画像センサ、及びクリーニング機構はそれぞれ、データバスに通信可能に結合される場合もある。
【００６４】
図１０は、本発明の別の例示的な実施形態による外科用撮像装置１００の斜視図を示す。外科用撮像装置１１００は、脚部１１０６ａから１１０６ｄ及び後退アクチュエータ１１０２を囲む本体部分１０４を含む。脚部１１０６ａから１１０６ｄはそれぞれレバー１１１２ａから１１１２ｄに接続される。プロング１１０８ａから１１０８ｄはそれぞれ脚部１１０６ａから１１０６ｄから延在する。各プロング１１０８ａから１１０８ｄそれぞれの遠位先端に、又はその付近にはそれぞれカメラ１１１４ａから１１１４ｄが配置される。
【００６５】
本発明の１つの実施形態によると、脚部１１０６ａから１１６ｄは個々のプロング１１０８ａから１１０８ｄとともに動作可能である。例えば、脚部１１０６ａから１１０６ｄは本体部分１１０４（以下でさらに詳細に説明）の円筒形開口内で動作可能でよく、従って脚部１１０６ａから１１０６ｄが本体部分１１０４の中心軸１１０４ａの周囲で半径方向に動作する。また、脚部１１０６ａから１１０６ｄは、本体部分１１０４内で回転自在に動作可能、例えば自身の中心軸の周囲で回転可能でよく、従ってプロング１１０８ａから１１０８ｄをそれぞれ脚部１１０６ａから１１０６ｄの中心軸の周囲で旋回させることができる。脚部１１０６ａから１１０６ｄは、以下でさらに説明するように、レバー１１２ａから１１２ｄそれぞれを動作させることによってこれらの方法の両方で動作可能であってよい。制御レバー１１１２ａから１１１２ｄが開口１１１１を通って延在する。特に、本体部分１１０４内の脚部１１０６ａから１１０６ｄの動作については、図１５、図１６及び図１７に関して以下でさらに詳細に説明する。
【００６６】
また、プロング１１０８ａから１１０８ｄは個々の脚部１１０６ａから１１０６ｄに対して動作可能でよい。例えば、プロング１１０８ａから１１０８ｄは、各プロング１１０８ａから１１０８ｄがほぼ同じ面に位置決めされ、例えば個々の脚部１１０６ａから１１０６ｄに対してほぼ直角である延長位置と、各プロング１１０８ａから１１０８ｄがほぼ同じ面に位置決めされていない、例えば個々の脚部１１０６ａから１１０６ｄに対してほぼ直角でない後退位置との間で動作可能であってよい。延長位置と後退位置間のプロング１１０８ａから１１０８ｄの動作については、図１８に関して以下でさらに説明する。
【００６７】
本体部分１１０４はメモリ装置１１６１も含んでよい。本発明の１つの実施形態では、メモリ装置１１６１は外科用撮像装置１１００に対応するデータを記憶する。メモリ装置１１６１に記憶されているデータはモデル／シリアル番号識別情報１１６１ａ、使用データ１１６１ｂ、画像データ１１６１ｃ及び処理データ１１６１ｄを含んでよい。モデル／シリアル番号識別情報１１６１ａは外科用撮像装置１１００を一意に特定する。使用データ１１６１ｂは、例えば外科用撮像装置１１００が使用されてきた時間数、及び外科用撮像装置１１００を使用して見てきた処置のタイプに関する情報などを含んでよい。画像データ１１６１ｃは、体腔の視覚的像を描くビデオクリップ、静止フレームなどを含んでよい。本発明の１つの実施形態では、ユーザは外科手術的処置中に撮像装置１１００を使用しながら画像データ１１６１ｃにラベルし、分類することができる。また、使用データ１１６１ｂ及び画像データ１１６１ｃは、外科医が後日、記憶されているデータを検討できるように、フロッピディスク、ＣＤ、ハードドライブディスクなどのような記憶装置に永久的に記憶するために伝達することができる。
【００６８】
本体部分１１０４は処理装置１１６１ｄも含んでよい。本発明の１つの実施形態では、処理装置１１６１ｄは画像データ１１６１ｃなどのデータを処理するように構成され、例えば外科用撮像装置１１００の動作を制御するか、画像データ１１６１ｃなどのデータの処理を制御するオペレーティングプログラムなどを含んでよい。例えば、処理装置１１６１ｄは、レンズの動作、光強度の調節、ズームの倍率、色、輝度及び焦点などの外科用撮像装置１１００の様々な機能を制御又は動作させるオペレーティングプログラムを含んでよい。
【００６９】
外科用撮像装置１１００の本体部分１１０４は、図１４に関して医科でさらに説明するように制御ケーブル１２００を受けるように構成されたスロット１１０５も含んでよい。通常、制御ケーブル１２００はカメラ１１１４ａから１１１４ｄとビデオ表示装置１２０５及び／又は電源１２１０の間でデータ及び／又は電力を搬送する。
【００７０】
図１１は、図１０で示した本体部分１１０４を線Ｂ−Ｂに沿って切り取った断面図を示す。前述したように、この実施形態では脚部１１０６ａから１１０６ｄが制御レバー１１１２ａから１１１２ｄそれぞれに接続する。制御レバー１１１２ａから１１１２ｄは開口１１１１を通って延在し、本体部分１１０４の中心軸１１０４ａに対して半径方向に動作可能でよい。脚部１１０６ａから１１０６ｄは本体部分１１０４を通って軸方向に延在し、円筒形開口１１０７から出る。開口１１１１は、以下でさらに説明するように脚部１１０６ａから１１０６ｄが本体部分１１０７の円筒形開口１１０７の様々な位置の間で動作できるために、制御レバー１１１２ａから１１１２ｄに十分な動作を提供するように構成されている。
【００７１】
上述したように、プロング１１０８ａから１１０８ｄの遠位先端に、又はその付近にはカメラ１１１４ａから１１１４ｄがそれぞれ配置される。図１２及び図１３は、本発明の１つの実施形態によりカメラ１１１４を有するプロング１１０８を示す。図１２には、レンズ１１１６及び撮像センサ１１１８を含むカメラ１１１４が図示されている。１つ以上の光源１１１５が、カメラ１１１４の隣に装着され、撮像センサ１１１８が像を感知できるように光を提供することができる。プロング１１０８は、電力を撮像センサ１１１８及び光源１１５５に送信する、かつ／又は画像データ信号を撮像センサ１１１８との間で送信する制御及び電力リード線を有する制御線１１２２も含んでよい。光源１１１５は、例えば発光ダイオードなどを含んでよい。
【００７２】
図１３は、図１２で示したプロング１１０８を線Ａ−Ａに沿って切り取った断面図である。図１３は、１対のレンズ１１１６、レンズ１１１６を保護するレンズカバー１１２０、及び撮像センサ１１１８を含むカメラ１１１４を示す。撮像センサ１１１８は、例えば電荷結合素子（以降、「ＣＣＤ」と呼ぶ）でよい。撮像センサ１１１８はレンズ１１１６から画像を受け取り、制御線１１２２を通して送信するために画像を電気信号などの画像データに変換する。カメラ１１１４は、撮像センサ１１１８によってキャプチャーされた画像をビデオ表示装置に送信するための電気信号に変換する内部回路も含んでよい。
【００７３】
本発明の１つの実施形態は、撮像センサ１１１８としてＣＣＤを使用しているが、他の適切な撮像センサも使用してよい。本発明の別の例示的な実施形態では、撮像センサ１１１８は、相補型金属酸化膜半導体（以降、「ＣＭＯＳ」と呼ぶ）プロセスを使用する集積回路である。ＣＭＯＳ型画像センサは、光検出要素として光ダイオード又はフォトトランジスタを含んでよい。さらに、ＣＭＯＳ画像センサは、アナログ信号を送信するか、信号送信のためにアナログデジタル変換器を使用してよい。ＣＭＯＳセンサは、ＣＣＤより感光性が高いせいで動作中に必要とする電力が少なくなるＣＣＤの代替物を提供することができる。参照により全体が本明細書に明示的に組み込まれる２００２年４月２７日出願の特許文献１１は、例示的な実施形態に関して使用できる他の可能な撮像装置及び機構について説明している。
【００７４】
図１４は、本発明の１つの実施形態による制御ケーブル１２００を示す。制御ケーブル１２００は連結部１２１１、リード線１２１５及び連結部１２１２を含む。制御ケーブル１２００は、本体部分１１０４上に配置されたスロット１１０５へと連結部１２１１を介して取り付けられるように構成されている。リード線１２１５は各カメラ１１１４ａから１１１４ｄの撮像センサ１１１８との間で信号を送信する。また、リード線１２１５はカメラ１１１４ａから１１１４ｄの様々な構成要素に通電するための電力を送信することができる。連結部１２１２は、見るために画像データを受信して、処理するテレビモニタ、コンピュータモニタ、ＣＲＴ又は同様の見る装置などのビデオ表示装置１２０５に取り付けられる、かつ／又は電源１２０５に取り付けられるように構成されている。
【００７５】
上述したように本発明の１つの実施形態では、脚部１１０６ａから１１０６ｄが個々のプロング１１０８ａから１１０８ｄとともに様々な位置の間で動作可能である。例えば、脚部１１０６ａから１１０６ｄは個々のプロング１１０８ａから１１０８ｄとともに、プロング１１０８ａから１１０８ｄが相互に平行である第１の位置と、プロング１１０８ａから１１０８ｄの遠位端が相互に平行でない第２の位置との間で動作可能でよい。図１５は、第１の位置にある脚部１１０６ａから１１０６ｄを個々のプロング１１０８ａから１１０８ｄとともに示す。この第１の位置で、脚部１１０６ａから１１０６ｄは、プロング１１０８ａから１１０８ｄの遠位端、例えばそれぞれカメラ１１１４ａから１１１４ｄを有するプロング１１０８ａから１１０８ｄの端部が相互に隣接して位置決めされるように、本体部分１１０４内で回転する。本発明の１つの実施形態では、プロング１１０８ａから１１０８ｄは、相互に嵌って、プロング１１０８ａから１１０８ｄの遠位端の断面積を減少させるように構成されている。例えば、図１６は、図１５で示したプロング１１０８ａから１１０８ｄの線Ｃ−Ｃに沿って切り取った断面図を示し、プロング１１０８ａから１１０８ｄの遠位端はそれぞれ、相互に平行になった場合にプロング１１０８ａから１１０８ｄの断面積を最小限に抑えるように、相互に対して相補的な断面形状を有する。この平行位置は、以下でさらに詳細に説明するように、プロング１１０８ａから１１０８ｄを患者の切開部に出し入れして操作するために適切である。
【００７６】
以上で詳細に説明した図１０は、第２の位置にある脚部１１０６ａから１１０６ｄを個々のプロング１１０８ａから１１０８ｄとともに示す。この第２の位置で、脚部１１０６ａから１１０６ｄは、相互に平行でないようにプロング１１０８ａから１１０８ｄがほぼ同じ面、例えば本体部分１１０４の中心軸１１０４ａにほぼ直角である面の中で動作するように、本体部分１１０４内で回転する。例えば、図１０は、プロング１１０８ａから１１０８ｄが相互に対して半径方向に分離され、本体部分１１０４の中心軸１１０４ａに対して相互から約９０°離れて位置決めされるように、本体部分１１０４内で回転する脚部１１０６ａから１１０６ｄを個々のプロング１１０８ａから１１０８ｄとともに示す。
【００７７】
第２の位置にある脚部１１０６ａから１１０６ｄ及びプロング１１０８ａから１１０８ｄの別の図が、図１７で図示されている。図１７は、図１０で示した外科用撮像装置１１００の底面図である。図１７で示した実施形態では、矢印Ｆは脚部１１０６ｂ、１１０６ｃ及び１１０６ｄが本体部分１１０４の円筒形開口１１０７内で動作できる方向を示す。また、矢印Ｇは、個々の脚部１１０６ａから１１０６ｄが個々の中心軸の中心で回転した場合にプロング１１０８ａから１１０８ｄが動作できる方向を示す。
【００７８】
前述したように、図１７で示したような脚部１１０６ａから１１０６ｄ及びそのプロング１１０８ａから１１０８ｄの動作に加えて、プロング１１０８ａから１１０８ｄは延長位置と後退位置との間でも動作可能である。上述した図１０は、各プロング１１０８ａから１１０８ｄがほぼ同じ面、例えばそれぞれが個々の脚部１１０６ａから１１０６ｄに対してほぼ直角である面にある延長位置でプロング１１０８ａから１１０８ｄを示す。他方で、図１８は後退位置にある外科用撮像装置１１００を示す。前述したように、図示の実施形態では、外科用撮像装置１１００のプロング１１０８ａから１１０８ｄは、後退位置では個々の脚部１１０６ａから１１０６ｄに対してほぼ直角ではない。外科用撮像装置１１００のプロング１１０８ａから１１０８ｄは、後退位置では個々の脚部１１０６ａから１１０６ｄに対して、各プロング１１０８ａから１１０８ｄのカメラ１１１４ａから１１１４ｄが空間の領域に向くように動作する。本発明の１つの実施形態では、外科用撮像装置１１００のプロング１１０８ａから１１０８ｄは、各プロング１１０８ａから１１０８ｂに装着された撮像センサ１１１８が空間の同じ領域、例えば図１８で示す空間領域１２０１に向くように個々の脚部１１０６ａから１１０６ｄに対して動作する。空間領域１２０１は、外科手術的処置中に外科用器具が使用される空間領域でよい。従ってこの実施形態では、各プロング１１０８ａから１１０８ｂの撮像センサ１１１８が後退位置で、外科手術的処置中に異なる角度から手術部位の視像を提供する。あるいは、外科用撮像装置１１００のプロング１１０８ａから１１０８ｄは、各プロング１１０８ａから１１０８ｂの撮像センサ１１１８が異なる空間領域に向くように動作してよい。
【００７９】
１つの実施形態では、外科用撮像装置１１００が、後退アクチュエータ１１０５の起動によって延長位置から後退位置へと動作する。後退アクチュエータ１１０５は本体部分１１０４に対して軸方向に動作し、従って後退中に後退アクチュエータ１１０２の底部分１１１０は矢印Ｒで示す方向で本体部分１１０４から離れる。プロング１１０８ａから１１０８ｄは可撓性材料で作成し、力が加えられた場合にプロング１１０８ａから１１０８ｄが屈曲できるようにすることが好ましい。例えば、後退アクチュエータ１１０２の底部分が体腔に入ったら、対空の壁によってプロング１１０８ａから１１０８ｄに力を加えることができる。その結果、プロング１１０８ａから１１０８ｄが屈曲し、図１８で示すように湾曲形状を形成することができる。１つの実施形態では、各プロング１１０８ａから１１０８ｄの湾曲形状は、プロング１１０８ａから１１０８ｄが配置された体腔の壁に一致する。このようにして、各プロング１１０８ａから１１０８ｄの先端に位置決めされた撮像センサ１１１８は、ユーザに体腔区域に複数の視像を提供することができる。また、ユーザは、様々な角度から体腔を見るために各プロング１１０８ａから１１０８ｄを回転することができる。
【００８０】
前述したように、画像データは、一方端が本体部分１１０４のスロット１１０５に挿入され、他方端がビデオ表示装置１２０５に挿入された制御ケーブル１２００を介して送信することができる。あるいは、画像データはビデオ表示装置で表示するために無線で送信することができる。例えば、外科用撮像装置１１００はビデオ表示装置で表示するために画像データを無線送信する無線機構を含んでよい。図１９は、ビデオ表示装置で表示するために画像データを無線送信するために無線機構を使用する本発明の１つの実施形態を示す。特に、図１９で示すように外科用撮像装置１１００は、画像データ及び／又は制御信号を送信するように構成されたアンテナ１１４５ａを含んでよい。外科用撮像装置１１００のアンテナ１１４５ａは、遠隔制御ユニット１１４７のアンテナ１１４５ｂから制御信号１１４８を受信することができる。これらの制御信号は、例えば撮像センサ１１１８を制御する信号、光源１１１５によって提供される光の強度、又は外科用撮像装置１１００の動作を制御する任意の他の信号を含んでよい。また、外科用撮像装置１１００は、外科用撮像装置１１００のアンテナ１１４５ａを介してビデオ信号１１５８をビデオ表示装置１１５０のアンテナ１１５０ａに送信することができる。
【００８１】
別の実施形態では、カメラ１１１４ａから１１１４ｄは、無線信号１１５８をビデオ表示装置１１５０へと直接送信できるようにする無線回路を含んでよい。外科用撮像装置１１００の無線実施形態は、制御ケーブル１２００及び電源１２１０を省略可能にするので、外科用撮像装置１１００は図１９で示すように、局所電源、例えばバッテリ１１０９を含んでよい。局所電源１１０９は、撮像センサ１１１８、光源１１１５、カメラ１１１４ａから１１１４ｄの任意の追加的内部回路などに電力を供給することができる。本発明のこの無線実施形態では、外科用撮像装置１１００は、制御ケーブル１２００を受容するように構成された本体部分１１０４（図１０で図示）のスロット１１０５も省略することができる。
【００８２】
さらに別の実施形態では、外科用撮像装置１１００は、有線又は無線フォーマットで交互に機能するように装備することができる。この実施形態では、スロット１１０５は、撮像装置１１００を無線で動作させる場合にユーザがスロット１１０５を覆えるようにするカバーを有してよい。ユーザが外科用撮像装置１１００を有線フォーマットで動作したいと考える場合は、ユーザがカバーを外し、制御ケーブル１２００をスロット１１０５内に取り付けることができる。この実施形態では、撮像装置１１００の動作プログラムは、制御ケーブル１２００が取り付けられているか、取り付けられていない場合にそれを検出し、それに従って外科用撮像装置１１００を有線フォーマット又は無線フォーマットで動作させるように構成することが有利である。
【００８３】
本発明の別の例示的な実施形態では、１つ以上の撮像センサ、例えば撮像センサ１１１８を本体部分、例えば本体部分１１０４又は遠隔装置内に設けることができる。図２１は、本体部分１１０４に設けた撮像センサ１１１８を有する１つの例示的な実施形態を示す。この実施形態では、プロング１１０８ａから１１０８ｄが、体腔の像を遠隔キャプチャーするために体腔内で反射した光を撮像センサ１１１８ａから１１１８ｄへと案内する光ガイド３１５ａから３１５ｄなどの光ガイド及び／又はレンズシステム３１４ａから３１４ｄを含む。例えば、これに関して光ファイバを使用することができる。
【００８４】
本発明の外科用撮像装置１１００は、様々なタイプの外科手術的処置に使用することができる。図２０（ａ）から図２０（ｃ）は、例示的なタイプの外科手術的処置、例えば腹部手術を実行するための外科用撮像装置１１００の動作を示す。これは本発明の外科用撮像装置１１００で実行できる多くのタイプの外科手術的処置の１つにすぎないことを認識されたい。この例示的な処置によると、図２０（ａ）では、腹壁ＡＷに腹膜脂肪層ＰＦＬまで切開部１１９９を作成する。切開部１１９９を通してプロング１１０８ａから１１０８ｄを挿入する。プロング１１０８ａから１１０８ｄの挿入を容易にし、必要な切開部のサイズを最小限に抑えるために、プロング１１０８ａから１１０８ｄは、ユーザによって第１の位置、例えばプロング１１０８ａから１１０８ｄが相互に平行である図１５で示した第１の位置に位置決めすることができる。プロング１１０８ａから１１０８ｄが挿入されると、これが腹膜Ｐを腹膜脂肪層ＰＦＬから分離する。
【００８５】
プロング１１０８ａから１１０８ｄ及び底部分１１１０を切開部に挿入した後、ユーザは制御レバー１１１２ａから１１１２ｄを使用してプロング１１０８ａから１１０８ｄを分離することができる。図２０（ｂ）は、プロング１１０８ａから１１０８ｄ及び底部分１１１０を切開部に挿入し、プロング１１０８ａから１１０８ｄを分離した後の外科用撮像装置１１００を示す。図２０（ｂ）で示すように、プロング１１０８ａから１１０８ｄが第２の位置、例えばプロング１１０８ａから１１０８ｄが本体部分１１０４の中心軸１１０４ａに対して相互に約９０°離れた図１０及び図１７で示した第２の位置になるまで、プロング１１０８ａから１１０８ｄを分離することができる。
【００８６】
プロング１１０８ａから１１０８ｄを分離した後、ユーザは後退アクチュエータ１１０２に下方向の圧力を加えることができる。ユーザが切開部を通して後退アクチュエータ１１０２を延長させると、後退アクチュエータ１１０２の底部分１１１０が腹膜Ｐを押下し、従って腹膜Ｐが腹膜脂肪層ＰＦＬから外されるが、腹膜Ｐには穴を開けない。このようにして、腹壁ＡＷと腹膜Ｐの間に空隙Ｃが形成され、外科医に外科手術的処置を実行する空間を与える。図２０（ｃ）は、腹壁ＡＷと腹膜Ｐの間に空隙Ｃを形成するように、後退アクチュエータ１１０２の底部分１１１０が腹膜Ｐを押下した後の外科用撮像装置１１００を示す。図２０（ｃ）は、後退アクチュエータ１１０２を延長中に、腹壁ＡＷと腹膜Ｐの間に空隙Ｃが形成されると、プロング１１０８ａから１１０８ｄが腹膜脂肪層ＰＦＬの湾曲と一致して屈曲することも示す。プロング１１０８ａから１１０８ｄが図２０（ｃ）で示すような後退位置に配置されると、外科医は空隙Ｃの画像データを生成するように、電源１２１０を介して光源１１１５及び撮像センサ１１１８に電力を提供することができる。この後退位置で、各プロング１１０８ａから１１０８ｄの画像センサ１１１８は、空隙Ｃの多方向視像を提供し、外科医が空隙Ｃ内で実行している外科手術的処置を様々な角度から見られるようにする。追加の視像が必要である場合、外科医は所望の視像が獲得されるまで制御レバー１１１２ａから１１１２ｄを操作することができる。
【００８７】
従って、本発明の様々な実施形態による外科用撮像装置は、体腔内の手術部位の様々な視像を獲得する困難さを低減させることができる。手術部位の視野を変更したり、異なる角度から手術部位を検査したりするために、外科医が第１の切開部からカメラを取り出し、患者に別の切開部を作成して、カメラを第２の切開部に再挿入する必要がある従来の外科手術用カメラとは異なり、本発明の外科用撮像装置は、装置を取り出さずに複数の視像を見られるようにする。代わりに、外科医は単純に手術部位内の異なる位置に配置した様々な画像センサからの画像データを見ることにより、異なる角度から手術部位を見ることができる。さらに、これらの視像が不十分である場合、外科医は装置を取り出すか、追加の外科的切開部を作成する必要なく、制御レバー１１１２ａから１１１２ｄを介して所望通りにプロング１１０８ａから１１０８ｄを動作させ、新しい視像を獲得することができる。さらに、本発明の様々な実施形態による外科用撮像装置は、手術部位に空隙を形成し、外科手術的処置を実行するための空間を提供することを可能にする１つの装置を提供する。また、本発明の様々な実施形態による外科用撮像装置は、追加の光源を挿入するために追加の切開部を作成する必要なく、手術部位内で光を提供し、それによって画像センサが有用な画像データを提供できるようにする１つ以上の光源を提供する。
【００８８】
図２２は、本発明の１つの実施形態による例示的な外科用画像キャプチャー装置１５００を示す略図である。図２２で示すように、画像キャプチャー装置１５００は、光源１５１０ａ、１５１０ｂ、１５１０ｃ及び１５１０ｄのような少なくとも１つの光源１５１０を含む。任意の数の光源１５１０を使用してよいことを認識されたい。光源１５１０は、撮像すべき対象を照明するように構成されている。以上でさらに十分に述べたように、光源１５１０は、例えば光ファイバ光源、電球、ＬＥＤなどでよい。図２２は、患者の腹腔（空隙１５０１として概略的に図示）又は任意の他の空隙を照明するために使用することができるような４つの光源１５１０を有する１つの可能な機構を示す。例示のためのみに、以下で説明する機構は、患者の体腔１５０１内で使用する外科用画像キャプチャー装置１５００を指す。光源１５１０は、腹腔及び腹腔１５０１内の任意の外傷が全角度から十分に照明されていることを保証するように、腹腔１５０１を様々な角度から照明するよう、腹腔１５０１内で位置決めすることが好ましい。
【００８９】
画像キャプチャー装置１５００は少なくとも２つの画像センサ１５４０も含む。図示の実施形態では、画像キャプチャー装置１５００は６つの画像センサ１５４０を含み、ここでは画像センサ１５４０ａ、１５４０ｂ、１５４０ｃ、１５４０ｄ、１５４０ｅ及び１５４０ｆとして図示されている。任意の数の画像センサ１５４０を使用してよいことを認識されたい。画像センサ１５４０はそれぞれ、例えばレンズなどを介して画像をキャプチャーするように構成されている。以上でさらに十分に述べたように、画像センサ１５４０は、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳ型画像センサなどの感光装置でよい。画像センサ１５４０は、集合的に腹腔１５０１全体に対応する画像をキャプチャーするように、腹腔１５０１内で位置決めすることが好ましい。しかし、画像センサ１５４０は集合的に腹腔１５０１全体に対応する画像をキャプチャーするように、腹腔１５０１内で位置決めすることが好ましいが、他の実施形態では、画像センサ１５４０は、集合的に腹腔１５０１の全体には足りない部分に対応する画像をキャプチャーするように、腹腔１５０１内に位置決めされることを認識されたい。また、画像センサ１５４０は、光源１５１０によって十分に照明された画像をキャプチャーするように、これも腹腔１５０１内に位置決めされた光源１５１０に対して腹腔１５０１内で位置決めすることが好ましい。
【００９０】
個々の各画像センサ１５４０によってキャプチャーされた画像を、本明細書では画像フレームと呼ぶ。図２３は、複数の画像フレーム５４００を示す略図である。図２３で示すように、各画像フレーム５４００は、画像センサ１５４０によってキャプチャーされた画像に対応する。例えば、画像フレーム５４０１は、画像センサ１５４０ａによってキャプチャーされた画像に対応する。同様に、画像フレーム５４０２、５４０３、５４０４、５４０４及び５４０６は、画像センサ１５４０ｂ、１５４０ｃ、１５４０ｄ、１５４０ｅ及び１５４０ｆによってキャプチャーされる画像に対応する。
【００９１】
画像センサ１５４０は、各画像センサ１５４０によってキャプチャーされる画像フレームが重複して複合画像を形成するように、腹腔１５０１内に位置決めされる。図２３は、画像センサ１５４０ａから１５４０ｆそれぞれによってキャプチャーされた画像フレーム５４０１から５４０６が重複して複合像５４０７を形成することを示す。複合像５４０７は、各画像フレーム５４０１から５４０６の選択された部分を含んでよい。上述したように、複合像５４０７は、腹腔１５０１全体の画像に対応することが好ましい。しかし、他の実施形態では複合像５４０７は、腹腔１５０１の一部の画像に対応する。１つの実施形態では、複合像５４０７は１６：９のアスペクト比を有する。別の実施形態では、複合像５４０７は４：３のアスペクト比を有する。複合像５４０７は任意の予想可能なアスペクト比を有してよいことを認識されたい。図２３は腹腔１５０１の複合視像５４０７を前面図で示し、図２２も複合視像５４０７を示すが、上面図であることが分かる。従って、図２２は、複合視像５４０７を生成するために複数の画像センサ１５４０を使用できる１つの方法を示す。
【００９２】
図２４は、ビデオ処理プログラムのフローチャートを示し、そのステップは、本発明の１つの例示的な実施形態による外科用装置の動作中に実行される。本発明の１つの例示的な実施形態によると、ビデオ処理ルーチンは、例えば図１０で示す処理装置１１６１ｄ内に記憶し、それによって実行することができる。しかし、図２４で示すステップの幾つか又は全部を実行するために、他の制御装置、電子装置などを構成してよいことを理解されたい。
【００９３】
ステップ２３０２では、図２２で示す画像センサ１５４０ａから１５４０ｆなどの少なくとも２つの画像センサが、画像フレームの形態で画像データを提供する。ステップ２３０２では、画像フレーム１５４０ａから１５４０ｆそれぞれからの画像フレーム５４０１から５４０６などの各画像センサからの画像フレームが、入力としてビデオ処理装置に提供される。例示的な目的のみで、図２４のフローチャートを、以下では図１０で示した処理装置１１６１で実行するものとして説明するが、本発明では、以下で説明するステップを実行するように構成された任意のビデオ処理装置を使用してよいことを認識されたい。
【００９４】
ステップ２３０４では、処理装置１１６１ｄがフレーム正規化手順を実行する。特に、処理装置１１６１ｄは、相互に対して同じサイズになるように必要に応じて画像フレームを調節することにより、各画像センサ、例えば１５４０ａから１５４０ｆから受信した画像フレーム、例えば画像フレーム５４０１から５４０６を正規化する。また、ステップ２３０４では、処理装置１１６１ｄはフレーム配向手順を実行する。特に、処理装置１１６１ｄは、相互に対して同様に配向されるように画像フレームを必要に応じて回転することにより、各画像センサ、例えば１５４０ａから１５４０ｆそれぞれから受信した画像フレーム、例えば画像フレーム５４０１から５４０６を配向する。
【００９５】
ステップ２３０６では、処理装置１１６１ｄはフレームをステッチする手順を実行する。特に、処理装置１１６１は各画像センサ、例えば１５４０ａから１５４０ｆそれぞれから受信し、正規化して配向した画像フレーム、例えば画像フレーム５４０１から５４０６をステッチして合成する。１つの実施形態によると、処理装置１１６１ｄは、相互に共通する画像フレーム５４０１から５４０６の部分、例えばピクセル、例えば相互に対して重複する画像フレーム５４０１から５４０６の部分を識別することにより、ステップ２３０６のフレームをステッチする手順を実行する。処理装置１１６１ｄが使用できるフレームをステッチする手順の一例を、図２６（ｃ）で示すフローチャートに関して以下でさらに詳細に述べる。
【００９６】
ステップ２３０６のフレームをステッチする手順を実行した後、処理装置１１６１ｄは次にステップ２３０８で図２３で示すような複合画像５４０７のような十分な仮想視野を生成する。さらに、処理装置１１６１ｄはステップ２３０８で、画像安定化手順を実行するように構成することができる。画像安定化手順は、画像センサ１１１４ａから１１１４ｄの動作、例えば第１の方向での回転が、対応する変化、例えば表示されてユーザに見られる視像の第２の方向での回転につながらないように、ユーザに対して表示される画像を安定化するために実行すると有利である。処理装置１１６１ｄによって使用可能な安定化手順の一例を、図２５（ｃ）で示すフローチャートに関して以下でさらに詳細に述べる。
【００９７】
ステップ２３１０では、処理装置１１６１ｄが受信し、処理装置１１６１ｄが複合画像５４０７の方向データポイントを確立するか、調節するために使用する制御信号、例えば制御信号１１４８を生成するために、図１９で示した遠隔制御ユニット１１４７のようなユーザ入力装置を使用することができる。例えば、オペレータは１つ以上の画像センサ１５４０を動作させることによって複合画像５４０７の方向を確立するか、調節するように、例えばジョイスティック又は他の制御装置を使用することができる。ステップ２３１０で複合画像５４０７の方向データポイントを確立するか、調節するためにユーザ入力装置、例えば遠隔制御ユニット１１４７を使用する場合、処理装置１１６１ｄは、ステップ２３１０で確立又は調節された方向データポイントに従って新しい複合画像５４０７のような十分な仮想視野を再び生成するように、ステップ２３０８を再度実行することができる。これによって処理装置１１６１ｄは、ステップ２３０８を介して例えば画像センサの動作又は再配向に関係なく、複合画像５４０７が適切に配向されたままであることを保証する。
【００９８】
これで、処理装置１１６１ｄはステップ２３１２で十分な仮想視野の部分、例えば複合画像５４０７の部分に対応する該当領域を選択的に生成することができる。ステップ２３１６では、処理装置１１６１ｄが受信し、処理装置１１６１ｄが複合画像５４０７の部分を選択するために使用する制御信号、例えば制御信号１１４８を生成するために、遠隔制御ユニット１１４７のようなユーザ入力装置を使用することができる。例えば、オペレータは、複合画像５４０７の所望の部分、例えば１つ以上の画像センサ１５４０の画像フレームを選択的に表示するように、例えばジョイスティック又は他の制御装置を使用することができる。１つの実施形態では、処理装置１１６１ｄは任意選択の自動追跡形体も有する。この実施形態によると、処理装置１１６１ｄは、ステップ２３１６でユーザによって選択された該当領域を自動的に調節するように構成されている。このようにして、ステップ２３１６でユーザが元々選択した該当領域を、例えば外科用器具が腹腔１５０１内で動作するにつれて、外科用器具を表示し続けるように調節することができる。
【００９９】
さらに別の実施形態では、複合画像５４０７の部分を拡大又は縮小するために、遠隔制御ユニット１１４７のようなユーザ入力装置を使用することができる。例えば、オペレータは、プロセッサ１１６１ｄが受信し、複合画像５４０７の所望の部分を選択的に拡大又は縮小するために処理装置１１６１ｄが使用する制御信号、例えば制御信号１１４８を生成するために、例えばジョイスティック又は他の制御装置を使用することができる。この実施形態によると、処理装置１１６１ｄはステップ２３１４で、オペレータによって提供された信号に従ってユーザが選択した該当領域を自動的に調節するように構成されている。
【０１００】
ステップ２３１８では、処理装置１１６１ｄは、例えばオペレータが見るために表示を生成する。言うまでもなく、ステップ２３１８で表示される画像は、例えばステップ２３０８で生成した腹腔全体の複合画像５４０７、ステップ２３１２で生成したような腹腔の選択部分に対応する複合画像５４０７の該当領域、ズームした画像などでよい。ステップ２３１８では、画像を任意の適切な表示装置に、例えばステップ２３２０では図１９で示した無線ビデオ表示装置１１５０などの無線パーソナル表示モニタに、ステップ２３３２では図１で示した有線ビデオ表示装置１４５などのオーバヘッド表示モニタなどに表示することができる。
【０１０１】
前述したように、図２５（ｃ）は本発明の１つの例示的な実施形態により処理装置１１６１ｄによって使用し得るフレーム安定化手順を示すフローチャートである。ステップ２５０２で、処理装置１１６１ｄはフレーム安定化プロセスを開始する。ステップ２５０４で、処理装置１１６１ｄは画像センサ、例えば画像センサ５４０ａから画像フレーム、例えば画像フレーム５４０１を取得し、画像フレーム５４０１を基準画像フレーム２５５０として記憶する。例えば図２５（ａ）は、本発明の１つの例示的な実施形態による基準画像フレーム２５５０を示す。
【０１０２】
図２５（ｃ）に戻ると、処理装置１１６１ｄはステップ２５０６で基準画像フレーム２５５０を複数の画像領域に分割する。例えば、図２５（ａ）は９つの基準画像領域に分割された基準画像フレーム２５５０を示し、これは基準画像領域Ｒ１からＲ９と呼ばれる。図２５（ａ）は９つの基準画像領域に分割された基準画像フレーム２５５０を示しているが、他の実施形態では、基準画像フレーム２５５０は任意の数の基準画像領域に分割してよいことを理解されたい。
【０１０３】
ステップ２５０８で処理装置１１６１ｄはカレント画像フレーム、例えば画像センサ、例えば画像センサ５４０ａからの画像フレーム５４０１を取得する。例えば、図２５（ｂ）は本発明の１つの例示的な実施形態によるカレント画像フレーム２５６０を示す。また、ステップ２５０８で処理装置１１６１ｄはカレント画像フレーム２５６０を複数の現在画像領域に分割する。処理装置１１６１ｄはカレント画像フレーム２５６０を複数の現在画像領域に分割し、これはステップ２５０６で基準画像フレーム２５５０を分割した結果の基準画像領域に対して、全体的に同様に配置される。例えば図２５（ｂ）は９つの現在画像領域に分割されたカレント画像フレーム２５６０を示し、これは画像領域Ｒ１’からＲ９’と呼ばれる。
【０１０４】
ステップ２５１０で処理装置１１６１ｄはカレント画像フレーム２５６０の領域ごとに、基準画像フレーム２５５０の各領域に対する相関測定を評価する。ステップ２５１２で処理装置１１６１ｄは、カレント画像フレーム２５６０の各現在画像領域のモーションベクトルを評価する。処理装置１１６１ｄは、カレント画像フレーム２５６０の現在画像領域ごとに、最近接一致、例えばカレント画像フレーム２５６０の現在画像領域に対する最小数の相関係数を有する基準画像フレーム２５５０の基準画像領域を選択することにより、この評価を実行する。
【０１０５】
ステップ２５１４で処理装置１１６１ｄは、グローバルモーションベクトルが、カレント画像フレーム２５６０の現在画像領域ごとにステップ２５１２で求めた個々のモーションベクトルに基づくように、カレント画像フレーム２５６０全体に対応するグローバルモーションベクトルを評価する。処理装置１１６１ｄは、グローバルモーションベクトルが、カレント画像フレーム２５６０の現在画像領域ごとにステップ２５１２で求めた個々のモーションベクトルに基づくように、カレント画像フレーム２５６０全体に対応するグローバルモーションベクトルを評価することが好ましい。
【０１０６】
ステップ２５１６で処理装置１１６１ｄは、ステップ２５１４で求めたグローバルモーションベクトルが所定の安定化値を超えているか判断する。処理装置１１６１ｄがステップ２５１６でグローバルモーションベクトルが所定の安定化値を超えていないと判断した場合、処理装置１１６１ｄはステップ２５１８へと進む。ステップ２５１８で処理装置１１６１ｄはステップ２５１４で求めたグローバルモーションベクトルをカレント画像フレーム２５６０の各ピクセルに適用する。また、ステップ２５１８で処理装置１１６１ｄは、グローバルモーションベクトルを適用したカレント画像フレームのピクセルから出力フレームを生成する。出力フレームは、例えばユーザに表示される画像である。処理装置１１６１ｄは、新しいカレント画像フレーム２５６０を取得してその後のステップ２５１０、２５１２などを繰り返すようにステップ２５０８へと戻る。
【０１０７】
処理装置１１６１ｄがステップ２５１６でグローバルモーションベクトルが所定の安定化値を超えていると判断した場合、処理装置１１６１ｄはステップ２５２０へと進む。ステップ２５２０で処理装置１１６１ｄは例えばユーザにエラーメッセージを提供することにより、安定化エラーを通信する。また、ステップ２５２０で処理装置１１６１ｄは新しい基準画像フレーム２５５０をキャプチャーする機会をユーザに提供する。
【０１０８】
ステップ２５２２で処理装置１１６１ｄは、ユーザがステップ２５２０で新しい基準画像フレーム２５５０をキャプチャーするように選択したか判断する。処理装置１１６１ｄがステップ２５２２でユーザが新しい基準画像フレーム２５５０をキャプチャーすることを選択しなかったと判断した場合、処理装置１１６１ｄは新しいカレント画像フレーム２５６０を取得してその後のステップ２５１０、２５１２などを繰り返すようにステップ２５０８へと戻る。処理装置１１６１ｄがステップ２５２２でユーザが新しい基準画像フレーム２５５０をキャプチャーすることを選択したと判断した場合、処理装置１１６１ｄは新しい基準画像フレーム２５６０を取得してその後のステップ２５０６、２５０８などを繰り返すようにステップ２５０４へと戻る。
【０１０９】
フレーム安定化手順を実行する追加の方法を、処理装置１１６１ｄが使用してよい。例えば、本発明の１つの例示的な実施形態によると、処理装置１１６１ｄは参照により全体が本明細書に明示的に組み込まれるAllenその他の非特許文献１に記載された画像安定化処理を実行するように構成されている。本発明の別の例示的な実施形態によると、処理装置１１６１ｄはこれも参照により全体が本明細書に明示的に組み込まれるSamsungElectronics Co.の１９９７年の非特許文献２に記載された画像安定化手順を実行するように構成されている。
【０１１０】
前述したように、図２６（ｃ）は本発明の１つの例示的な実施形態により、処理装置１１６１ｄが使用し得るフレームをステッチする手順を示すフローチャートである。ステップ２６０２で処理装置１１６１ｄはフレームをステッチするプロセスを開始する。ステップ２６０４で処理装置１１６１ｄは、重複する視野を有する各画像センサ、例えばカメラから画像フレームを取得する。例えば、処理装置１１６１ｄは第１のカメラから第１の画像フレームを、第２のカメラから第２の画像フレームを取得することができる。図２６（ａ−ｂ）は本発明の１つの例示的な実施形態により第２の画像フレーム２６６０と重複する第１の画像フレーム２６５０を示す。
【０１１１】
図２６（ｃ）に戻ると、ステップ２６０６で処理装置１１６１ｄは第１の画像フレーム２６５０と第２の画像フレーム２６６０の重複部分を複数の重複画像領域に分割する。例えば、図２６（ａ−ｂ）は、第１の画像フレーム２６５０及び第２の画像フレーム２６６０の重複部分で第１の画像フレーム２６５０が第１の重複画像領域Ｒ１からＲ３と呼ばれる３つの重複画像領域に分割され、第２の画像フレーム２６６０が第２の重複画像領域Ｒ１’からＲ３’と呼ばれる３つの重複画像領域に分割されることを示す。図２６（ａ−ｂ）は３つの重複画像領域に分割される第１の画像フレーム２６５０及び第２の画像フレーム２６６０それぞれの重複部分を示すが、他の実施形態では第１の画像フレーム２６５０及び第２の画像フレーム２６６０それぞれの重複部分を、任意の数の重複画像領域に分割することができる。
【０１１２】
ステップ２６１０で処理装置１１６１ｄは、第１の画像フレーム２６５０の重複画像領域ごとに第２の画像フレーム２６６０の各重複画像領域に対する相関測定を評価する。ステップ２６１２で処理装置１１６１ｄは、第１の画像フレーム２６６０の各重複画像領域の位置合わせベクトルを評価する。処理装置１１６１ｄは、第１の画像フレーム２５６０の重複画像領域ごとに、最近接一致、例えば第１の画像フレーム２６５０の重複画像領域に対する最小数の相関係数を有する第２の画像フレーム２５５０の重複画像領域を選択することにより、この評価を実行することが好ましい。
【０１１３】
ステップ２６１４で処理装置１１６１ｄは、第２の画像フレーム２６６０全体に対応するグローバル位置合わせベクトルを評価する。処理装置１１６１ｄは、グローバルモーションベクトルが、第２の画像フレーム２６６０の第２の画像領域ごとにステップ２６１２で求めた個々の位置合わせベクトルに基づくように、第２の画像フレーム２６６０全体に対応するグローバル位置合わせベクトルを評価することが好ましい。
【０１１４】
ステップ２６１６で処理装置１１６１ｄは、ステップ２６１４で求めたグローバル位置合わせベクトルが所定のステッチ値を超えているか判断する。処理装置１１６１ｄがステップ２６１６でグローバル位置合わせベクトルが所定のステッチ値を超えていないと判断した場合、処理装置１１６１ｄはステップ２６１８へと進む。ステップ２６１８で処理装置１１６１ｄはステップ２６１４で求めたグローバル位置合わせベクトルを第１の又は第２の画像フレーム２６５０、２６６０の各ピクセルに適用する。また、ステップ２６１８で処理装置１１６１ｄは、グローバル位置合わせベクトルを適用した第１の又は第２の画像フレーム２５６０、２６６０いずれかのピクセルから複合出力フレームを生成する。複合出力フレームは、第２の画像フレーム２６６０に位置合わせされた第１の画像フレーム２５６０を含む。複合出力フレームはユーザに表示することができる。次に処理装置１１６１ｄは、重複視野を有する各カメラから画像フレームを取得してその後のステップ２５１０、２５１２などを繰り返すようにステップ２６０４へと戻る。
【０１１５】
処理装置１１６１ｄがステップ２６１６でグローバル位置合わせベクトルが所定のステッチ値を超えていると判断した場合、処理装置１１６１ｄはステップ２６２０へと進む。ステップ２６２０で処理装置１１６１ｄは例えばユーザにエラーメッセージを提供することにより、ステッチエラーを通信する。また、ステップ２６２０で処理装置１１６１ｄは新しい第１の及び第２の画像フレーム２６５０、２６６０をキャプチャーする機会をユーザに提供する。
【０１１６】
ステップ２６２２で処理装置１１６１ｄは、ユーザがステップ２６２０で新しい第１の及び第２の画像フレーム２６５０、２６６０をキャプチャーするように選択したか判断する。処理装置１１６１ｄがステップ２６２２でユーザが新しい第１の及び第２の画像フレーム２６５０、２６６０をキャプチャーすることを選択しなかったと判断した場合、処理装置１１６１ｄは重複する視野を有する各カメラから画像フレームを取得してその後のステップ２６０６、２６０８などを繰り返すようにステップ２６０４へと戻る。処理装置１１６１ｄがステップ２６２２でユーザが新しい第１の及び第２の画像フレーム２６５０、２６６０をキャプチャーすることを選択したと判断した場合、処理装置１１６１ｄは重複する視野を有する各カメラから画像フレームを取得してその後のステップ２６０６、２６０８などを繰り返すようにステップ２６０４へと戻る。
【０１１７】
以上でさらに詳細に述べたように、通常は外科手術中に、外科手術的処置が適正に実行されていることを保証するために外科医が手術部位を、及び手術部位内で使用する器具を見ることができることが重要である。本発明は、外科用ステープラなどのような外科用器具に関連する目標を達成する様々な実施形態も想定する。図２７（ａ）から図２７（ｅ）は、本発明の１つの例示的な実施形態により軸外し画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置２８００の様々な部分を示す一連の側断面図である。他方で図２８（ａ）から図２８（ｅ）は、本発明の別の例示的な実施形態により軸外し画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置２９００の様々な部分を示す一連の側断面図である。
【０１１８】
図２７（ａ）を参照すると、外科用装置２８００、例えば吻合外科手術的処置で使用できるような円形切断／ステープル固定装置のＤＬＵ部分２８０２を示す側断面図が図示されている。ＤＬＵ部分２８０２は、例えば電気機械的ドライバ装置１１０によって駆動された第１の回転式駆動軸を操作することによってＤＬＵ部分２８０２に対して中心軸２８０６に沿って軸方向に動作可能であり、図１３で示した可撓性軸部１７０内に収容された套管針２８０４を含む。図２７（ａ）は、ＤＬＵ部分２８０２内の後退位置にある套管針２８０４を示す。
【０１１９】
ＤＬＵ部分２８０２は第１の画像センサ部分２８０８も含む。第１の画像センサ部分２８０８は、第２の軸２８１０に沿ってＤＬＵ部分２８０２内に位置決めされる。第２の軸２８１０は中心軸２８０６とは異なり、例えば軸外しである。第１の画像センサ部分２８０８は遠位端に開口を有するハウジング２８１２を含む。ハウジング２８１２内には画像キャプチャー装置２８１４が位置決めされる。本発明の１つの実施形態によると、画像キャプチャー装置２８１４はハウジング２８１２の開口の背後に位置決めされた第１のレンズ２８１６及び画像センサ２８１８、例えばカメラを含んでよい。第１の画像センサ部分２８０８は、ＤＬＵ部分２８０２の締め付け表面２８２０に対して軸方向に窪むように、ＤＬＵ部分２８０２内に位置決めされることが有利である。画像キャプチャー装置２８１４は、画像に従って画像データを生成し、画像データを処理装置、例えば図３（ｂ）で示した回路機構３２０へとデータ送信ケーブル、例えば図４（ｂ）で示したデータバス４３０を介して通信するように構成することができる。
【０１２０】
図２７（ａ）は、第１のレンズ２８１６の真後ろに位置決めされている画像センサ２８１８を示しているが、他の実施形態では、第１のレンズ２８１６からの光が例えば光ファイバ接続部を介して画像センサ２８１８へと送信される状態で、画像センサ２８１８を第１のレンズ２８１６から離れた位置に配置構成してよいことを認識されたい。１つの例示的な実施形態では、画像センサ２８１８がＤＬＵ部分２８０２内に位置決めされる。別の例示的な実施形態では、画像センサ２８１８は軸部、例えば図１で示した可撓性軸部１７０の中、その連結部、例えば図１で示した第１の連結部１７５及び／又は第２の連結部１８５の中、及び／又はドライバ装置、例えば図１で示した電気機械的ドライバ装置１１０の中に位置決めされる。いずれの場合も、画像データは、無線又は有線接続を介してドライバ装置へ、例えば図１で示した電気機械的ドライバ装置へと送信することができる。外科用装置２８００はクリーニングシステム２８２７も含んでよい。クリーニングシステム２８２７は、画像センサ２８１８及び／又は第１のレンズ２８１６をクリーニングするように構成することができる。
【０１２１】
図２７（ｂ）は外科用装置２８００のＤＬＵ部分２８０２を示す側断面図である。図２７（ｂ）では、套管針２８０４が、ＤＬＵ部分２８０２内の延長位置になるように、中心軸２８０６に沿って遠位方向へと軸方向に前進する。
【０１２２】
図２７（ｃ）は、外科用装置２８００のＤＬＵ部分２８０２に装着されたアンビル部２８３０を示す側断面図である。特に、アンビル部２８３０は、套管針２８０４に対して軸方向に固定され、套管針２８０４が後退位置と延長位置との間で動作すると、ＤＬＵ部分２８０２に対して中心軸２８０６に沿って軸方向に動作可能であるように、ＤＬＵ部分２８０２上に套管針受けスリーブ２８３２を介して装着される。図２７（ｃ）は、ＤＬＵ部分２８０２に対して延長位置にある套管針２８０４及びアンビル部２８３２を示す。
【０１２３】
アンビル部２８３０は第２の画像センサ部分２８３４も含む。第２の画像センサ部分２８３４は、第三軸２８３６に沿ってアンビル部２８３０内に位置決めされる。第三軸２８３６は中心軸２８０６とは異なり、例えば軸外しである。好ましい実施形態では、ＤＬＵ部分２８０２及びアンビル部２８３０は、例えばキー及び／又はキー溝、スロットなどに対応するような位置合わせ機構２８３８を有するように構成され、従ってアンビル部２８３０がＤＬＵ部分２８０２の套管針２８０４に套管針受けスリーブ２８３２を介して装着されると、第三軸２８３６が第２の軸２８１０に位置合わせされる。
【０１２４】
第２の画像センサ部分２８３４は管２８４０を含む。管２８４０内に第２のレンズ２８４２が位置決めされる。本発明の１つの実施形態によると、管２８４０は近位方向に延在する鋭利な端部２８４２ａを有する。図２７（ａ）で示したクリーニングシステム２８２７は、第２のレンズ２８４２をクリーニングするように構成してもよい。管２８４０は、ＤＬＵ部分２８０２の第１の画像センサ部分２８０８のハウジング２８１２の外径に対応する、例えばそれよりわずかに大きい内径を有することが有利である。管２８４０は、例えばアンビルの開口２８４６を通して、第２のレンズ２８４２を通して、及び管２８４０の鋭利な近位端２８４２ａを通して管２８４０の遠位端から光を搬送可能にするように、アンビル部２８３０を通って延在する。
【０１２５】
図２７（ｄ）は、ＤＬＵ部分２８０２に対して後退位置にある套管針２８０４及びアンビル部２８３０を示す側断面図である。図２７（ｅ）は、図２７（ｄ）で示したようにＤＬＵ部分２８０２に対して後退位置にある套管針２８０４及びアンビル部２８３２を示すが、さらに詳細な側断面図である。図２７（ｅ）で示すように、アンビル部２８３０はＤＬＵ部分２８０２に対して、例えばそれに隣接するように後退する。この位置で、アンビル部２８３０の管２８４０はハウジング２８１２を囲み、第１の画像センサ部分２８０８の第１のレンズ２８１６は第２の画像センサ部分２８３４の第２のレンズ２８４２と位置合わせされる。
【０１２６】
使用時には、ＤＬＵ部分を患者の体内、例えば消化管内に挿入できるように、套管針２８０４を最初に図２７（ａ）で示す位置まで後退させる。次に套管針２８０４を図２７（ｂ）で示した位置へと延長し、套管針２８０４を使用して、消化管の閉鎖区間を穿孔する。アンビル部２８３０を、消化管の第２の隣接区域内に位置決めし、アンビル部２８３０を套管針２８０４に装着するように、套管針２８０４をアンビル部２８３０の套管針受けスリーブ２８３２内に挿入する。位置合わせ機構３８によって、ＤＬＵ部分２８０２がアンビル部２８３０に対して回転状態で位置合わせされることが保証される。次に、アンビル部２８３０がＤＬＵ部分２８０２の締め付け表面２８２０にほぼ隣接するまで、套管針２８０４を後退させる。この位置で、消化管の組織をアンビル部２８３０とＤＬＵ部分２８０２の締め付け表面２８２０との間で締め付ける。套管針２８０４をＤＬＵ部分２８０２に対して後退させている間に、管２８４２の鋭利な端部２８４２ａが、アンビル部２８３０とＤＬＵ部分２８０２の締め付け表面２８２０との間で締め付けられた消化管の組織を穿孔する。自動又は手動でクリーニングシステム２８２７を使用して、管２８４２の鋭利な端部２８４２ａで組織の区間を穿孔した結果である血液又は他の体液又は組織を画像センサ２８１６、第１のレンズ２８１８及び第２のレンズ２８４２からクリーニングすることができる。
【０１２７】
ＤＬＵ部分２８０２に対して套管針２８０４をさらに後退させると、アンビル部２８３０の管２８４０が第１の画像センサ部分２８０８のハウジング２８１２上で滑動し、従って第１の画像センサ部分２８０８の第１のレンズ２８１６が第２の画像センサ部分２８３４の第２のレンズ２８４２と位置合わせされる。このようにして、光、例えば画像が管２８４０の遠位端から例えばアンビルの開口２８４６を通り、第２のレンズ２８４２を通って管２８４０の鋭利な近位端２８４２ａに向かい、第１のレンズ２８１６を通って画像センサ２８１８へと搬送される。画像キャプチャー装置２８１４の画像センサ２８１８は、これで画像に対応する画像データを生成し、さらに処理するために画像データを処理装置に、例えば図３（ｂ）で示した回路機構３２０へとデータ送信ケーブル、例えば図４（ｂ）で示したデータバス４３０を介して通信することができる。
【０１２８】
図２７（ａ）から図２７（ｅ）で示す外科用装置は、最初に手術部位から外科用装置２８００を取り出すことなく、ユーザが手術部位を見られるようにする機構を提供する。例えば本発明の上述した実施形態によると、外科医は、外科用装置２８００のアンビル部２８３０とＤＬＵ部分２８０２の間で組織の区間を締め付けて、ステープル固定することによって、吻合処置を実行することができる。外科医は、次に画像センサ２８１８を通して組織のステープル固定区間の完全性を見ることができ、画像センサは、手術部位から外科用装置２８００を取り出す必要なく管２８４０を通して手術部位の画像を提供するように構成されている。例えばステープル線のような手術部位の全体的視像を獲得するために、例えばアンビル部２８３０の幾何学的形状に応じて、ＤＬＵ部分２８０２を手術部位内で回転することができる。図２７（ａ）から図２７（ｅ）で示した外科用装置２８００は、外科用装置２８００の構成要素の多くが、このような光学／撮像システムのない外科用装置に使用可能な構成要素と類似するか、それに共通し、それによってこのような外科用装置間の部品の互換性を促進するという利点も提供する。
【０１２９】
前述したように、図２８（ａ）から図２８（ｅ）は、本発明の別の例示的な実施形態により「軸上」画像システムを有する円形切断／ステープル固定装置２９００の様々な部分を示す一連の側断面図である。図２８（ａ）を参照すると、例えば吻合外科手術的処置で使用できるような円形切断／ステープル固定装置など、外科用装置２９００のＤＬＵ部分２９０２を示す側断面図が図示されている。ＤＬＵ部分２９０２は、套管針ヘッド２９０５が装着された套管針延長部２９０４を含む。套管針ヘッド２９０５は、套管針延長部２９０４に取り外し可能に装着することが好ましい。套管針延長部２９０４、従ってそれに装着される套管針ヘッド２９０５は、例えば電気機械的ドライバ装置１１０によって駆動され、図１３で示した可撓性軸部１７０内に収容された第１の回転式駆動軸を動作させることにより、中心軸２９０６に沿ってＤＬＵ部分２９０２に対して軸方向に動作可能である。図２８（ａ）はＤＬＵ部分２９０２内の後退位置にある套管針延長部２９０４及び套管針ヘッド２９０５を示す。
【０１３０】
套管針延長部２９０４は少なくとも部分的に中空であり、その遠位端に開口を有する。また、套管針ヘッド２９０５は自身内に軸方向に延在するボアを有する。この少なくとも部分的に中空の内部のおかげで、套管針延長部２９０４は自身内に第１の画像センサ部分２９０８を含むことができる。第１の画像センサ部分２９０８は、第２の軸２９１０に沿って套管針延長部２９０４内に位置決めされる。第２の軸２９１０は中心軸２９０６と一致する、例えばそれと同軸である、例えば「軸上」であることが好ましい。第１の画像センサ部分２９０８は画像キャプチャー装置２９１４を含む。本発明の１つの実施形態によると、画像キャプチャー装置２９１４は第１のレンズ２９１６及び画像センサ２９１８、例えばカメラを含んでよい。画像キャプチャー装置２９１４は、画像に従って画像データを生成し、画像データを処理装置に、例えば図３（ｂ）で示した回路機構３２０にデータ送信ケーブル、例えば図４（ｂ）で示すデータバス４３０を介して通信するように構成されている。
【０１３１】
図２８（ａ）は第１のレンズ２９１６の真後ろに位置決めされている画像センサ２９１８を示すが、他の実施形態では、第１のレンズ２９１６からの光が例えば光ファイバ接続部を介して画像センサ２９１８に送信する状態で、画像センサ２９１８を第１のレンズ２９１６から離れた位置に配置構成してよいことを認識されたい。１つの例示的な実施形態では、画像センサ２９１８は套管針延長部２９０４内に位置決めされる。別の例示的な実施形態では、画像センサ２９１８は軸部、例えば図１で示した可撓性軸部１７０の中、その連結部、例えば図１で示した第１の連結部１７５及び／又は第２の連結部１８５の中、及び／又はドライバ装置、例えば図１で示した電気機械的ドライバ装置１１０の中に位置決めされる。いずれの場合も、画像データは、無線又は有線接続を介してドライバ装置へ、例えば図１で示した電気機械的ドライバ装置１１０へと送信することができる。
【０１３２】
図２８（ｂ）は外科用装置２９００のＤＬＵ部分２９０２を示す側断面図である。図２８（ｃ）では、套管針ヘッド２９０５が装着された套管針延長部２９０４が、ＤＬＵ部分２９０２に対して延長位置になるように、中心軸２９０６に沿って遠位方向へと軸方向に前進する。
【０１３３】
図２８（ｄ）は、外科用装置２９００のＤＬＵ部分２９０２に装着されたアンビル部２９３０を示す側断面図である。特に、アンビル部２９３０は、套管針２９０４に対して軸方向に固定され、套管針２９０４が後退位置と延長位置との間で動作すると、ＤＬＵ部分２９０２に対して中心軸２９０６に沿って軸方向に動作可能であるように、套管針２９０４上に套管針受けスリーブ２９３２を介して装着される。図２８（ｄ）は、ＤＬＵ部分２９０２に対して延長位置にある套管針２９０４及びアンビル部２９３２を示す。
【０１３４】
アンビル部２９３０は第２の画像センサ部分２９３４も含む。第２の画像センサ部分２９３４は、アンビル部２９３０によって画定され、中心に配置されて軸方向に延在するボア２９４０内に位置決めされる。ボア２９４０は第三軸２９３６を画定し、これは中心軸２９０６と一致し、例えばこれと同軸であり、例えば「軸上」である。
【０１３５】
第２の画像センサ部分２９３４はボア２９４０内に第２のレンズ２９４２を含む。管２９４０は、ＤＬＵ部分２９０２の套管針延長部２９０４の外径に対応する、例えばそれよりわずかに大きい内径を有することが有利である。管２９４０の内径及びＤＬＵ部分２９０２の套管針延長部２９０４の外径は、アンビル部２９３０を套管針延長部２９０４に装着し、それに対して所定の位置にて軸方向に固定できるようにする対応の係合機構２９３８を有することが有利である。ボア２９４０は、ボア２９４０の遠位端から第２のレンズ２９４２を通して、及び管２９４０の近位端を通して光を搬送可能にするように、アンビル部２９３０を通って延在する。
【０１３６】
図２８（ｅ）は、ＤＬＵ部分２９０２に対して後退位置にある套管針延長部２９０４及びアンビル部２９３０を示す側断面図である。図２８（ｅ）で示すように、アンビル部２９３０はＤＬＵ部分２９０２に対して、例えばそれに隣接するように後退する。
【０１３７】
使用時には、ＤＬＵ部分２９０２を患者の体内、例えば消化管内に挿入できるように、套管針ヘッド２９０５を自身上に装着した状態で、套管針２９０４を最初に図２８（ａ）で示す位置まで後退させる。次に套管針延長部２９０４及び套管針ヘッド２９５０を図２８（ｂ）で示した位置へと延長し、套管針ヘッド２９０５を使用して、消化管の閉鎖区間を穿孔する。次に、套管針ヘッド２９０５を套管針延長部２９０４の遠位端から取り出す。アンビル部２９３０を、消化管の第２の隣接区域内に位置決めし、套管針延長部と套管針受けスリーブ２９３２の係合機構２９３８が係合するまで、套管針延長部２９０４をアンビル部２９３０の套管針受けスリーブ２９３２に挿入する。このようにして、アンビル部２９３０を套管針延長部２９０４に装着する。次に、アンビル部２９３０がＤＬＵ部分２９０２の締め付け表面２９２０にほぼ隣接するまで、套管針延長部２９０４を後退させる。この位置で、消化管の組織をアンビル部２９３０とＤＬＵ部分２９０２の締め付け表面２９２０との間で締め付ける。套管針延長部２９０４をＤＬＵ部分２９０２に対して後退させている間に、アンビル２９３０の套管針受けスリーブ２９３４を、ＤＬＵ部分２９０２の套管針ヘッド２９０５によって以前に作成した組織の開口を通して引っ張る。
【０１３８】
ＤＬＵ部分２９０２に対して套管針延長部２９０４をさらに後退させると、第１の画像センサ部分２９０８の第１のレンズ２９１６が第２の画像センサ部分２９３４の第２のレンズ２９４２にさらに近づく。このようにして、光、例えば画像がアンビル部２９３０のボア２９４０の遠位端から第２のレンズ２９４２を通り、第１のレンズ２９１６を通って画像センサ２９１８へと搬送される。画像キャプチャー装置２９１４の画像センサ２９１８は、これで画像に対応する画像データを生成し、さらに処理するために画像データを処理装置に、例えば図３（ｂ）で示した回路機構３２０へとデータ送信ケーブル、例えば図４（ｂ）で示したデータバス４３０を介して通信することができる。
【０１３９】
前述したように、図２８（ａ）から図２８（ｅ）で示す外科用装置２９００は、最初に手術部位から外科用装置２９００を取り出すことなく、ユーザが手術部位を見られるようにする機構を提供する。例えば本発明の上述した実施形態によると、外科医は、外科用装置２９００のアンビル部２９３０とＤＬＵ部分２９０２の間で組織の区間を締め付けて、ステープル固定することによって、吻合処置を実行することができる。外科医は、次に画像センサ２９１８を通して組織のステープル固定区間の完全性を見ることができ、画像センサは、手術部位から外科用装置２９００を取り出す必要なくボア２９４０を通して手術部位の画像を提供するように構成されている。図２８（ａ）から図２８（ｅ）で示した外科用装置２９００は、ＤＬＵ部分２８０２を手術部位内で回転する必要なく、ユーザが手術部位、例えばステープル線の全体視像を獲得可能にすることができる。
【０１４０】
また、以上で述べた外科用装置２９００は、アンビル部２９３０をＤＬＵ部分２９０２と回転状態で位置合わせするステップを省略するという利点を有する。というのは、中心に配置された「軸上」機構のおかげで、套管針延長部２９０４の画像センサ２９１８がアンビル部２９３０のボア２９４０と自動的に位置合わせされるからである。さらに、上述した外科用装置２９００は、図２７（ｃ）で示す管２９４０の鋭利な端部２９４２ａなどの鋭利な部品の必要性をなくすという利点を有する。というのは、ＤＬＵ部分２９０２に対して套管針延長部２９０４が後退する間にアンビル２９３０の套管針受けスリーブ２９３４が、ＤＬＵ部分２９０２の套管針ヘッド２９０５によって以前に作成された組織の開口を通して引っ張られるからである。鋭利な部品をなくすと、手術中に組織の区間を意図せずに穿孔してしまう可能性が低下するからである。また、鋭利な部品で組織の区間を穿孔する必要性がないと、血液又は他の体液又は組織が、画像センサ２９１８の受容する画像を不明瞭にする可能性を低下させることができる。その結果、鋭利な部品で組織の区間を穿孔した結果生じる血液又は他の体液又は組織を画像センサ及び／又はレンズからクリーニングするためのクリーニングシステムの必要性もなくすことができる。というのは、アンビル部２９３０のレンズ２９４２は、ＤＬＵ部分２９０２に装着する前にユーザが手作業でクリーニングできるからである。
【０１４１】
以上では円形ステープラの様々な実施形態を説明したが、本発明は、手術部位で使用するように構成された任意のタイプの外科用装置で使用してよいことを認識されたい。例えば、本発明は、画像センサを含むＤＬＵ部分などの第１の部分、及び第１の部分に対して動作可能であり、画像などの光を画像センサに搬送する機構を含むアンビル部などの第２の部分を有する任意のタイプの外科用装置で使用することができる。外科用装置の機構は、手術部位から外科用装置を取り出すことなく、画像を画像センサで受け取れるようにできることが有利である。
【０１４２】
本発明の様々な実施形態では、撮像センサと光源とを別個に配置できるので有利である。例えば、撮像センサと光源は、撮像センサが適正に動作できるように十分な光を確実に提供するために、様々な時に一緒に配置することが望ましいが、他の実施形態では、光源を様々な外科手術用構成要素又は付属装置に統合することが有利なことがある。このようにして、撮像センサを動作可能にするために十分な光を提供する以外に、様々な目的で光源を使用することができる。
【０１４３】
次に図２９（ａ）を参照すると、図１で図示した外科用システム１００と同様であり、これ以上検討しない構成要素を含む外科用システム３１００が図示されている。外科用システム３１００は、可撓性軸部３１７０を介して外科用付属装置３１２０に取り外し可能に結合された電気機械的ドライバ装置３１１０を含む。外科用付属装置３１２０は、任意のタイプの外科手術を実行するように構成された任意のタイプの外科手術用構成要素を含むことができる。例示的な目的のみで、外科用付属装置３１２０について、大動脈締め付け付属装置として以下でさらに説明する。他の実施形態では、外科用付属装置３１２０は光源のハウジングにすぎず、任意の他の外科的機能を実行しないことがあることを認識されたい。
【０１４４】
外科用付属装置３１２０は、本発明のこの実施形態によると１つ以上の光源３１５０を含む。光源３１５０は、照明を提供することが可能な任意の装置、例えば発光ダイオード、燐蛍光源、光ファイバなどでよい。１つの実施形態では、光源３１５０は外科用付属装置３１２０内に一体で配置してよい。あるいは、光源３１２０は外科用付属装置３１２０に永久的に取り付けるか、一時的に取り付けることができる。外科用付属装置３１２０は、小型バッテリなどの電源３７４５も有してよい。電源３７４５は、１つ以上の光源３１２０に電力を提供するように動作可能でよい。
【０１４５】
また、外科用システム３１００は画像キャプチャー装置３７１５を含むことができる。画像キャプチャー装置３７１５は、可撓性軸部３１７０に取り付け可能であるように構成された装置、又は装置の部品でよい。このようにして、画像キャプチャー装置３７１５は、図２９（ｂ）で示す第２の外科用付属装置３７００のような第２の外科用付属装置を構成することができ、電気機械的ドライバ装置３１１０で操作かつ／又は制御することができる。あるいは、画像キャプチャー装置３７１５は、可撓性軸部３１７０に取り付け可能であるようには構成されず、電気機械的ドライバ装置３１１０から独立して動作可能であり、機能する装置、又は装置の部品でよい。例えば、画像キャプチャー装置３７１５は画像ポッド、例えば図４（ａ）などで示した画像ポッド、又は外科用撮像装置、例えば図１０などで示した外科用撮像装置でよい。あるいは、画像キャプチャー装置３７１５は任意の他の可能な機構を有してよい。
【０１４６】
図２９（ｂ）は画像キャプチャー装置３７１５の１つの例示的な実施形態を示す。画像キャプチャー装置３７１５は、集束レンズ３７３５がある光学システム３７２０を含んでよい。また、画像キャプチャー装置３７１５はさらに撮像センサ、例えばＣＣＤ３７２５のような感光装置を含んでよい。画像キャプチャー装置３７１５を撮像すべき対象に向けると、集束レンズ３７３５が反射光をＣＣＤ３７２５に集束する。無線送信器（又は例えば送受信器）３７４０を、画像キャプチャー装置３７１５内に配置し、ＣＣＤ３７２５に通信可能に結合されることができる。このような無線送信器の実施例が、参照により全体が本明細書に明示的に組み込まれる特許文献９に記載されている。また、小型バッテリなどの電源３７４５ａを画像キャプチャー装置３７１５内に配置し、ＣＣＤ３７２５及び無線送信器３７４０へと電源を提供するように動作可能である。使用時には、ＣＣＤ３７２５によってキャプチャーされた画像が、無線送信器３７４０を介して電気機械的ドライバ装置１１０などの遠隔装置の対応する受信器（又は送受信器）へと無線送信することができる。
【０１４７】
この実施形態は、画像センサとしてＣＣＤを使用するものとして説明しているが、ＣＭＯＳ型画像センサなどの他の適切な画像センサを使用してもよい。ＣＭＯＳセンサは、ＣＣＤ画像センサより感光性が高いので、それより少量の電力しか必要としないことがある。ＣＭＯＳ画像センサは、撮像すべき対象からの反射光を検出するために、例えば光ダイオード及び／又はフォトトランジスタを含んでよい。ＣＭＯＳ画像センサは、画像データをアナログ信号として、あるいはアナログデジタル変換器によって処理した後にデジタル信号として送信することができる。
【０１４８】
使用時には、外科用付属装置３１２０を手術部位に挿入することができる。外科用付属装置３１２０は、手術部位に配置されると、その構成目的となるタイプの外科手術を実行するために使用することができる。上述した例示的な実施形態では、例えば外科用付属装置３１２０が大動脈締め付け付属装置である場合、大動脈を締め付け表面の間で位置決めするように、外科用付属装置３１２０を手術部位に挿入することができる。これで、例えば電気機械的ドライバ装置３１１０の制御下などで外科用付属装置３１２０を操作し、大動脈を締め付けることができる。１つの実施形態では、手術部位内に照明を提供するように、次に光源３１５０を起動する。言うまでもなく、光源３１５０は外科用付属装置３１２０を手術部位に挿入する前に起動してもよいことを認識されたい。
【０１４９】
１つの実施形態では、外科用付属装置３１２０を手術部位内で使用し、光源３１５０を起動したら、外科用付属装置３１２０を可撓性軸部３１７０から切り離すことができる。次に、可撓性軸部３１７０を手術部位から取り出す一方、光源３１５０が手術部位内に照明を提供するように、外科用付属装置３１７０を手術部位内に残してよい。その後、画像キャプチャー装置３７１５は、手術部位に対応する画像データを取得するように、手術部位内に位置決めすることができる。以上でさらに詳細に述べたように、１つの実施形態では、画像キャプチャー装置３７１５を可撓性軸部３１７０に取り付けて、電気機械的ドライバ装置３１１０で動作させ、制御するが、他の実施形態では、画像キャプチャー装置３７１５を電気機械的ドライバ装置３１１０から独立して動作させる。
【０１５０】
光源３１２０は、画像キャプチャー装置３７１５が手術部位に対応する十分亜画像データを取得できるように、手術部位に十分な光を提供することが有利である。例えば、光源３１２０は、画像データに対応する画像を見ているユーザが、外科用付属装置３１２０を適切に使用しているか否かを判断できるように、十分な光を提供するように動作可能でよい。上述した実施形態では、光源３１２０は、画像データに対応する画像を見ているユーザが、大動脈クランプによって大動脈が十分に締め付けられているか否かを判断できるように、十分な光を提供するように動作可能でよい。追加的又は代替的に、光源３１５０は患者の手術部位に残留し、オペレータが実行する必要がある任意の他の機能、例えば異なる外科用器具の挿入、オペレータによる手術部位の物理的検査などのために、種々部位に照明を提供し続けるように使用することができる。
【０１５１】
図２９（ａ）及び図２９（ｂ）は、別個に配置された撮像センサ及び光源を含む外科用システムの１つの例示的な実施形態を示すが、本発明は、撮像センサ及び光源を別個に配置するか、配置可能でよい様々な他の構成も含んでよいことを認識されたい。
【０１５２】
本明細書では、本発明の幾つかの実施形態を特に図示かつ／又は説明している。しかし、本発明の精神及び意図された範囲から逸脱することなく、本発明の改造及び変形が以上の教示によって網羅されることが認識される。
【符号の説明】
【０１５３】
１００ 外科用システム
１０５ ＲＰＣ
１１０ 電気機械的ドライバ装置
１１５ ハウジング
１２０ 外科用付属装置
１２５ フロントパネル
１３０ 表示装置
１３５ 表示器
１４０ 接続スロット
１４５ ビデオ表示装置
１５０ 受信システム
１５５ 送受信器
１６０ 回路
１６５ メモリ装置
１７０ 可撓性軸部
１７５ 第１の連結部
１８０ 遠位端
１８５ 第２の連結部
１９０ 外科用装置
１９５ 撮像装置
２０５ 外科用リニアステープラ
２１０ 下顎部
２１５ 上顎部
２２０ 連結部
２２５ 六角形ソケット
２３０ 磁気センサ
２３５ 磁気センサ
２４０ 接点
２５０ 外科用円形ステープラ付属装置
２５５ 連結部
２６０ アンビル部
２６５ アンビル
２７０ アンビルステム
２７５ 本体部分
３００ 第１の撮像装置
３０５ ハウジング
３１０ ボア
３１４ レンズシステム
３１５ 画像キャプチャー装置
３２０ 回路機構
３２５ 第１の方向
３３０ 電源機構
４０５ レンズ
４１０ 光源
４１５ クリーニング機構
４２０ 中空ステム
４３０ データバス
４４０ 画像センサ
５０５ 処理機構
５１０ メモリ装置
５１５ 送信機構
５２０ データバス
５２５ ユーザ入力機構
６０５ バッテリ電力ユニット
５１０ 電力接点
７００ 撮像ポッド
７０５ ハウジング
７１０ 取り付け機構
７１５ 画像キャプチャー装置
７２５ ＣＣＤ
７３０ 光源
７４０ 無線送信器
７４５ 電源
７５０ 外科用付属装置
７５５ レセプタクル
８００ 撮像ポッド
８０５ 接点ピン
８１０ ソケット
９００ 外科用付属装置
９０５ 撮像装置
９１０ 本体
９１５ 連結部
９２０ アンビル部
９２５ アンビル
９３０ アンビルステム
９３５ ストラップ
９４０ 可撓線アセンブリ
１１００ 外科用撮像装置
１１０２ 後退アクチュエータ
１１０４ 本体部分
１１０５ スロット
１１０６ 脚部
１１０７ 開口
１１０８ プロング
１１０９ バッテリ
１１１０ 底部分
１１１１ 開口
１１１２ レバー
１１１４ カメラ
１１１５ 光源
１１１６ レンズ
１１１８ 撮像センサ
１１２０ レンズカバー
１１２２ 制御線
１１４５ アンテナ
１１４７ 遠隔制御ユニット
１１４８ 制御信号
１１５０ ビデオ表示装置
１１５５ 光源
１１５８ ビデオ信号
１１６１ メモリ装置
１１６１ｄ 処理装置
１１９９ 切開部
１２００ 制御ケーブル
１２０１ 空間
１２０５ ビデオ表示装置
１２１０ 電源
１２１１ 連結部
１２１２ 連結部
１２１５ リード線
１５００ 画像キャプチャー装置
１５０１ 空隙
１５１０ 光源
１５４０ 画像センサ
２５５０ 画像フレーム
２５６０ 画像フレーム
２６５０ 画像フレーム
２６６０ 画像フレーム
２８００ 円形切断／ステープル固定装置
２８０２ ＤＬＵ部分
２８０４ 套管針
２８０６ 中心軸
２８０８ 第１の画像センサ部分
２８１０ 第２の軸
２８１２ ハウジング
２８１４ 画像キャプチャー装置
２８１６ 第１のレンズ
２８１８ 第２のレンズ
２８２０ 締め付け表面
２８２７ クリーニングシステム
２８３０ アンビル部
２８３２ 套管針受けスリーブ
２８３４ 第２の画像センサ部分
２８３６ 第三軸
２８３８ 位置合わせ機構
２８４０ 管
２８４２ 第２のレンズ
２８４６ 開口
２９００ 円形切断／ステープル固定装置
２９０２ ＤＬＵ部分
２９０４ 套管針延長部
２９０５ 套管針ヘッド
２９０６ 中心軸
２９０８ 第１の画像センサ部分
２９１０ 第２の軸
２９１４ 画像キャプチャー装置
２９１６ 第１のレンズ
２９１８ 画像センサ
２９３０ アンビル部
２９３２ 套管針受けスリーブ
２９３４ 第２の画像センサ部分
２９３６ 第三軸
２９３８ 係合機構
２９４０ ボア
２９４２ 第２のレンズ
３１００ 外科用システム
３１１０ 電気機械的ドライバ装置
３１２０ 外科用付属装置
３１５０ 光源
３１７０ 可撓性軸部
３７００ 第２の外科用付属装置
３７１５ 画像キャプチャー装置
３７２５ ＣＣＤ
３７３５ 集束レンズ
３７４０ 無線送信器
３７４５ 電源
５４００ 画像フレーム
５４０１ 画像フレーム
５４０２ 画像フレーム
５４０３ 画像フレーム
５４０４ 画像フレーム
５４０５ 画像フレーム
５４０６ 画像フレーム
５４０７ 画像
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０−１】
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【図２０−２】
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【図２０−３】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５−１】
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【図２５−２】
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【図２５−３】
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【図２６−１】
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【図２６−２】
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【図２７−１】
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【図２７−２】
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【図２７−３】
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【図２７−４】
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【図２７−５】
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【図２８−１】
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【図２８−２】
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【図２８−３】
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【図２９−１】
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【図２９−２】
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【外国語明細書】
2011172947000001.pdf