(57)【要約】  身体の窩洞の見えにくい部分を観察するためのシステム、装置、及び方法である。このシステムは、内視鏡形式の器械（１０）、画像化装置、及び人間インターフェース装置を備える。内視鏡形式の器械は、シャフト組立体（１２）に連結されたフェースチップ組立体（１１）を備え、シャフト組立体（１２）はハンドル及び観察用組立体に連結される。フェースチップ組立体（１１）は、複数の入力／出力ポート（２１、２２、２３、２４）及び光学画像コレクターを防護するための作業用チャンネル延長部（２５）を備える。シャフト組立体は、能動的な可撓性シャフトセグメント及び受動的な可撓性シャフトを備える。窩洞の見にくい部分を観察するための方法は、能動的な可撓性シャフトセグメントを有する装置の提供、及び能動的な可撓性シャフトセグメントを希望の角度方向の撓みに操作する諸段階を含む。
2007503277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体の窩洞の視覚的に不明瞭な部分を観察するための内視鏡システムであって；
シャフト組立体と組み合わせられた複数の入力／出力ポートを有するフェースチッ
プ組立体、ハンドル及び観察用組立体と組み合わせられているシャフト組立体；
末端及び窩洞内に挿入するためにシャフトの末端に配置された能動的な可撓性シャ
フトセグメントを有するシャフト組立体；
身体の窩洞内から画像を集めるようにされた少なくも１個の光学画像コレクター；
少なくも１個の光学画像コレクターと組み合わせられ、かつハンドル及び観察用組
立体に画像を送るようにされた少なくも１個の光伝導体；
身体の窩洞に照明を提供するようにされた少なくも１個の照明伝導体；
シャフト組立体内に配置され作業用器械が身体の窩洞内に入ることを許すようにさ
れた少なくも１個の作業用チャンネル
を有する内視鏡；及び
少なくも１個の光伝導体と組み合わせられ、かつ画像を獲得しこれを画像の観察を許すようにされた人間インターフェース装置に送るようにされた画像化装置
を備える内視鏡システム。
【請求項２】
フェースチップ組立体と組み合わせられた作業用チャンネル延長部を持ち、これが、作業用器械を案内しかつ少なくも１個の光学画像コレクター上への異物の衝撃を防ぐようにようにされた少なくも１個の突起を有する請求項１の内視鏡システム。
【請求項３】
３次元画像を作るために２個の光伝導体がある請求項１の内視鏡システム。
【請求項４】
画像を獲得できこれを人間インターフェース装置により表示するために３次元で描く画像処理装置を有する請求項３の内視鏡システム。
【請求項５】
３次元画像を作るために２個の画像コレクターがある請求項１の内視鏡システム。
【請求項６】
能動的な可撓性シャフトセグメントが、受動的な可撓性シャフトセグメントに隣接して配置される請求項１の内視鏡システム。
【請求項７】
受動的な可撓性シャフトセグメントが、半剛体シャフトセグメントに隣接して配置される請求項１の内視鏡システム。
【請求項８】
身体の窩洞のある部分を観察するための内視鏡システムであって；
複数の入力／出力ポートを有し、シャフト組立体と組み合わせられたフェースチップ組立体、ハンドル及び観察用組立体と組み合わせられているシャフト組立体；
長手方向軸線、末端を有するシャフト、及び身体の窩洞内に挿入するためにシャフトの末端に配置された能動的な可撓性シャフトセグメントを有するシャフト組立体；
身体の窩洞内から画像を集めるようにされた少なくも１個の光学画像コレクター；
少なくも１個の光学画像コレクターと組み合わせられ、かつハンドル及び観察用組立体に画像を送るようにされた少なくも１個の光伝導体；
身体の窩洞に照明を提供するようにされた少なくも１個の照明伝導体；及び
シャフト組立体内に配置されかつ作業用器械が身体の窩洞内に入ることを許すようにされた少なくも１個の作業用チャンネル
を備える内視鏡。
【請求項９】
作業用器械を案内するため及び少なくも１個の光学画像コレクター上への異物の衝撃を防止するために少なくも１個の突起を有するフェースチップ組立体と組み合わせられた作
業用チャンネル延長部を有する請求項８の内視鏡。
【請求項１０】
少なくも１個の光学画像コレクターが、シャフト組立体の長手方向軸線と実質的に直角に配置された第１の平面内にあり、そして少なくも１個の突起が少なくも１個の光学画像コレクターのある第１の平面の前方でシャフトの末端に配置され、これにより少なくも１個の光学画像コレクターが少なくも１個の突起を越えて前向きに通過している手術用器具を観察することがでる請求項９の内視鏡。
【請求項１１】
複数の入力／出力ポートが少なくも１個の手術用器具ポートを含み、そして手術用器具ポートは、少なくも１個の光学コレクターがある第１の平面と実質的に平行に配置された第２の平面内にある請求項１０の内視鏡。
【請求項１２】
第１の平面と第２の平面ととが実質的に同一平面にある請求項１１の内視鏡。
【請求項１３】
第２の平面がシャフトの末端に向かって第１の平面から間隔を空けられた関係にある請求項１１の内視鏡。
【請求項１４】
少なくも１個の突起が、フェースチップ組立体の末端に向かって前方に伸びる２個のピークを有する請求項９の内視鏡。
【請求項１５】
複数の入力／出力ポートが２個の側辺を有する少なくも１個の手術用器具ポートを含み、そして２個のピークが、ピークを手術用器具ポートの各側面に隣接して配置されるようにして互いに間隔を空けられる請求項１４の内視鏡。
【請求項１６】
ピークは、各ピークの相当な部分が長手方向軸線の下方に配置されるようにして長手方向軸線からずれて配置される請求項１５の内視鏡。
【請求項１７】
複数の入力／出力ポートが、少なくも１個の手術用器具ポート、少なくも１個の光学画像チャンネルポート、及び少なくも１個の照明チャンネルポートを含む請求項８の内視鏡。
【請求項１８】
フェースチップ組立体が少なくも２個の光学画像コレクターを有し、各光学画像コレクターがシャフト組立体の長手方向軸線に対して実質的に直角方向に配置された第１の平面内に配置される請求項８の内視鏡。
【請求項１９】
能動的な可撓性シャフトセグメントが、受動的な可撓性シャフトセグメントに隣接して配置される請求項８の内視鏡。
【請求項２０】
受動的な可撓性シャフトセグメントが、半剛体シャフトセグメントに隣接して配置される請求項１９の内視鏡。
【請求項２１】
能動的な可撓性シャフトセグメントが、半剛体シャフトセグメントに隣接して配置される請求項８の内視鏡。
【請求項２２】
身体の窩洞のある部分を観察するための内視鏡であって；
複数の入力／出力ポートを有しシャフト組立体と組み合わせられたフェースチップ組立体、ハンドル及び観察用組立体と組み合わせられているシャフト組立体；
長手方向軸線、末端を有するシャフト、及び身体の窩洞内に挿入するためにシャフトの末端に配置されたシャフトセグメントを有するシャフト組立体；
身体の窩洞内からの３次元画像を作る少なくも２個の光学画像コレクター；
少なくも２個の光学画像コレクターと組み合わせられ、かつハンドル及び観察用組立体に３次元画像を送るようにされた少なくも１個の光伝導体；
身体の窩洞に照明を提供するようにされた少なくも１個の照明伝導体；及び
シャフト組立体内に配置されかつ作業用器械が身体の窩洞内に入ることを許すようにされた少なくも１個の作業用チャンネル
を備える内視鏡。
【請求項２３】
シャフトの末端のシャフトセグメントが能動的な可撓性である請求項２２の内視鏡。
【請求項２４】
作業用器械を案内するため及び少なくも１個の光学画像コレクター上への異物の衝撃を防止するために少なくも１個の突起を有するフェースチップ組立体と組み合わせられた作業用チャンネル延長部を有する請求項２２の内視鏡。
【請求項２５】
少なくも２個の光学画像コレクターが、シャフト組立体の長手方向軸線と実質的に直角に配置された第１の平面内にあり；そして少なくも１個の突起が、少なくも２個の光学画像コレクターのある第１の平面の前方でシャフトの末端に配置され、これにより少なくも２個の光学画像コレクターが、少なくも１個の突起を越えて前向きに通過している手術用器具を観察することがでる請求項２４の内視鏡。
【請求項２６】
複数の入力／出力ポートが少なくも１個の手術用器具ポートを含み、そして手術用器具ポートは、少なくも１個の光学式コレクターがある第１の平面と実質的に平行に配置された第２の平面内にある請求項２５の内視鏡。
【請求項２７】
第１の平面と第２の平面とが実質的に同一平面にある請求項２６の内視鏡。
【請求項２８】
第２の平面がシャフトの末端に向かって第１の平面から間隔を空けられた関係にある請求項２６の内視鏡。
【請求項２９】
少なくも１個の突起が、フェースチップ組立体の末端に向かって前方に伸びる２個のピークを持つ請求項２５の内視鏡。
【請求項３０】
複数の入力／出力ポートが２個の側辺を有する少なくも１個の手術用器具ポートを含み、２個のピークがピークを手術用器具ポートの各側面に隣接して配置されるようにして互いに間隔を空けられる請求項２９の内視鏡。
【請求項３１】
ピークは、各ピークの相当な部分が長手方向軸線の下方に配置されるようにして長手方向軸線からずれて配置される請求項３０の内視鏡。
【請求項３２】
身体の窩洞のある部分を観察するための内視鏡であって；
複数の入力／出力ポートを有し、シャフト組立体と組み合わせられたフェースチップ組立体、ハンドル及び観察用組立体と組み合わせられているシャフト組立体；
長手方向軸線、末端を有するシャフト、及び身体の窩洞内に挿入するためにシャフトの末端に配置されたシャフトセグメントを有するシャフト組立体；
身体の窩洞内からの３次元画像を作る少なくも２個の光学画像コレクター；
少なくも２個の光学画像コレクターと組み合わせられ、かつハンドル及び観察用組立体に３次元画像を送るようにされた少なくも１個の光伝導体、
身体の窩洞に照明を提供するようにされた少なくも１個の照明伝導体；
シャフト組立体内に配置されかつ作業用器械が身体の窩洞内に入ることを許すようにされた少なくも１個の作業用チャンネル、及び
フェースチップ組立体と組み合わせられ、作業用器械を案内するため及び少なくも１個
の光学画像コレクター上の異物の衝撃を防ぐために少なくも１個の突起を有する作業用チャンネル延長部；
を備える内視鏡。
【請求項３３】
少なくも１個の光学画像コレクターが、シャフト組立体の長手方向軸線と実質的に直角に配置された第１の平面内にあり；そして少なくも１個の突起が少なくも１個の光学画像コレクターのある第１の平面の前方でシャフトの末端部に配置され、これにより少なくも１個の光学画像コレクターが、少なくも１個の突起を越えて前向きに通過している手術用器具を観察することがでる請求項３２の内視鏡。
【請求項３４】
複数の入力／出力ポートが少なくも１個の手術用器具ポートを含み、そして手術用器具ポートは、少なくも１個の光学コレクターがある第１の平面と実質的に平行に配置された第２の平面内にある請求項３３の内視鏡。
【請求項３５】
第１の平面と第２の平面とが実質的に同一平面にある請求項３４の内視鏡。
【請求項３６】
第２の平面が、シャフトの末端に向かって第１の平面から間隔を空けられた相互関係にある請求項３４の内視鏡。
【請求項３７】
フェースチップ組立体が少なくも２個の光学画像コレクターを含み、各光学画像コレクターがシャフト組立体の長手方向軸線に対して実質的に直角方向に配置された第１の平面内に配置される請求項３２の内視鏡。
【請求項３８】
少なくも１個の突起が、フェースチップ組立体の末端に向かって前方に伸びる２個のピークを持つ請求項３３の内視鏡。
【請求項３９】
複数の入力／出力ポートが２個の側辺を有する少なくも１個の手術用器具ポートを含み、２個のピークが、ピークを手術用器具ポートの各側面に隣接して配置されるようにして、互いに間隔を空けられる請求項３８の内視鏡。
【請求項４０】
ピークは、各ピークの相当な部分が長手方向軸線の下方に配置されるようにして長手方向軸線からずれて配置される請求項３９の内視鏡。
【請求項４１】
シャフトの末端に配置されたシャフトセグメントが能動的な可撓性である請求項３２の内視鏡。
【請求項４２】
能動的な可撓性シャフトセグメントが受動的な可撓性シャフトセグメントに隣接して配置される請求項４１の内視鏡。
【請求項４３】
身体の窩洞のある部分を観察するための方法であって；
末端と手元側端部とを有するシャフト組立体と組み合わせられたフェースチップ組立体を有する内視鏡形式の器械を準備し、
このシャフト組立体はその末端に能動的な可撓性シャフトセグメントを有し、そし
てシャフト組立体の手元側端部はハンドル及び観察用組立体と組み合わせられ；
照明源を準備し；
シャフト組立体の末端を身体の窩洞内に挿入し；そして
身体の窩洞内の対象域を適切に観察するために能動的な可撓性セグメントを希望の角度方向の撓みに操作する
諸段階を含む方法。
【請求項４４】
内視鏡器械を通して作業用器具を前進させ、実質的に同時にこれがフェースチップ組立体を通って出ることを観察する段階を含む請求項４３の方法。
【請求項４５】
対象区域を洗浄し；そして
身体の窩洞から微粒子状の物質を吸引する
諸段階を含む請求項４３の方法。
【請求項４６】
シャフト組立体を対象区域に関して適正に位置決めするために、シャフト組立体の末端の挿入中、フェースチップ組立体の相対位置を観察する段階を含む請求項４３の方法。
【請求項４７】
身体の窩洞のある部分を観察するための内視鏡であって；
複数の入力／出力ポートを有し、シャフト組立体と組み合わせられたフェースチップ組立体、ハンドル及び観察用組立体と組み合わせられているシャフト組立体；
長手方向軸線、末端を有するシャフト、及び身体の窩洞内に挿入するためにシャフトの末端に配置されたシャフトセグメントを有するシャフト組立体；
身体の窩洞内から画像を集めるための１個の光学画像コレクター；
光学画像コレクターと組み合わせられ、かつ画像をハンドル及び観察用組立体に送るようにされた１個の光伝導体；
身体の窩洞に照明を提供するようにされた少なくも１個の照明伝導体；
シャフト組立体内に配置されかつ身体の窩洞内に作業用器械が入ることを許すようにされた少なくも１個の作業用チャンネル；及び
フェースチップ組立体と組み合わせられ、作業用器械を案内するため及び光学画像コレクター上の異物の衝撃を防ぐために少なくも１個の突起を含む作業用チャンネル延長体
を備えた内視鏡。
【請求項４８】
光学画像コレクターがシャフト組立体の長手方向軸線と実質的に直角に配置された第１の平面内にあり；そして少なくも１個の突起が光学画像コレクターのある第１の平面の前方のシャフト末端に配置され、これにより光学画像コレクターが少なくも１個の突起を越えて前方に通過していく手術用器具を観察できる請求項４７の内視鏡。
【請求項４９】
複数の入力／出力ポートが少なくも１個の手術用器具ポートを含み、そして手術用器具ポートが光コレクターのある第１の平面と実質的に平行に配置された第２の平面にある請求項４８の内視鏡。
【請求項５０】
第１の平面と第２の平面とが実質的に同一平面にある請求項４９の内視鏡。
【請求項５１】
第２の平面が、シャフトの末端に向かって第１の平面から間隔を空けられた関係に配置される請求項４９の内視鏡。
【請求項５２】
光学画像コレクターが、シャフト組立体の長手方向軸線と実質的に直角に配置された第１の平面内に配置される請求項４７の内視鏡。
【請求項５３】
少なくも１個の突起が、フェースチップ組立体の末端に向かって前方に伸びる２個のピークを有する請求項４８の内視鏡。
【請求項５４】
複数の入力／出力ポートが、２個の側辺を有する少なくも１個の手術用器具ポートを含み、そして２個のピークが、ピークを手術用器具ポートの各側面に隣接して配置されたようにして互いに間隔を空けられる請求項５３の内視鏡。
【請求項５５】
ピークは、各ピークの相当な部分が長手方向軸線の下方に配置されたようにして長手方
向軸線からずれて配置される請求項５４の内視鏡。
【請求項５６】
シャフトの末端に配置されたシャフトセグメントが能動的な可撓性である請求項４７の内視鏡。
【請求項５７】
能動的な可撓性シャフトセグメントが、受動的な可撓性シャフトセグメントに隣接して配置される請求項５６の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断装置に関し、特に内視鏡形式の器械に関する。本願が特許文献１の恩典を請求する。
【背景技術】
【０００２】
医師及び外科医に身体の窩洞の見にくい部分の観察を許す内視鏡形式の器械が開発されている。医師及び外科医は、特に、比較的大きい切開部を通して行われる通常形式の外科術と通常組み合う外傷、瘢痕、支出、及び危険を限定してある種の外科処置を実行するために体内で内視鏡形式の器械を使用する。
【０００３】
内視鏡形式の器械は剛体、半剛体、又は可撓性であるように構成することができる。１９８０年代以前は、尿管、前立腺及び膀胱のような尿管系の外科は、かなり剛性の大きい内視鏡及び／又は大きな切開を必要とする通常の外科処置の使用によってのみ検査及び手術をすることができる解剖学的領域であった。１９８０年代の初期に、新たな細くて長い内視鏡の導入が、尿管（腎臓から膀胱に至る中空のチューブ状構造）及び腎臓内の上尿路系の探索を許し泌尿器科学に大きな革命を与えた。これら革命的な器械は大きい切開を要する外科処置に対する必要性を否定した。これら新しい器械は尿管内視鏡及び腎内視鏡と名付けられた。こうして最小侵襲性外科術が始まった。これらの装置は腎臓結石の除去に特に有用であった。また、体外衝撃波砕石術（腎臓の外側からの結石の破砕）の進歩は、尿管内の内視鏡形式の器械を使用して結石を破壊し腎臓から結石の破片を取り除くことを必要とした。この時期においては、内視鏡は剛性がかなり大きくかつその直径も大きめであり、これが尿管のような柔らかでかつ湾曲した管路に入れて探索するときに厳しい限界を持つ。
【０００４】
続いて、１９８０年代の終わりに向かうと、光ファイバーの内視鏡内への組み込みにより装置の直径の減少を可能としかつ装置のシャフトをある程度可撓性にし、剛性の大きい内視鏡の限界の「幾つか」を克服した。この新時代の装置は「半剛体」ミニスコープと名付けられ、そして剛体鏡を、剛体鏡をまだ使用している経皮的処置を除いて、尿管及び上尿路における大多数の外科処置に対して時代遅れにした。しかし、これら内視鏡形式の器械は上尿路系におけるような身体の窩洞の診断及び外科術を容易にしない多くのデザインと機能的な制限を持っていた。例えば、剛体及び半剛体の内視鏡は腎臓内の上尿路系を探索することができず、従って診断中に、Ｘ線、ＭＲＩ、及びＣＴスキャンなどのような別の画像化技術により明らかにされないかもしれない疾病の兆候を見失う危険があった。また剛体及び半剛体の内視鏡は、可撓性が必要な外科処置を行うとき更なる本質的な制限があった。
【０００５】
１９８０年代の終わり頃、上尿路系における検査及び手術の機会を提供するために「可撓性」内視鏡が作られた。現在は、半剛体及び可撓性の内視鏡は、尿管及び上尿路系に対して最も普通に利用される器具である。可撓性内視鏡の長所は、器具の適合性、細さ、又は制御性である。剛体内視鏡、又は半剛体内視鏡であっても、これら本来の適合性及び可撓性の欠如のため、腎臓内の上尿路の探索及び介入を許さない。例えば、剛体内視鏡の使用は検査中の腎臓の穿通が必要であり、或いは自然の通路を通して入れる場合は器具の過度の回転と操作とが必要である。一方、可撓性内視鏡には、尿路を通して腎臓内に直接入れるように操作するための万能性がある。特に、剛体及び半剛体の内視鏡は腎臓内の上尿路系を適正に探査することができず、このため診断を誤ることがある。可撓性でない内視鏡の使用は、外科医に、通路と相談するために器具を回転させることを要求する。剛体及び半剛体の内視鏡は、典型的に硬い金属で作られ、これは、使用法が適切でない場合は、
特に回転操作中に尿路系を傷つけ又は断裂させる可能性がある。従って、尿路系の自然の解剖学的な曲線内の検査は、尿路を器械の形状に適合させるのではなくて尿路を通路用に適合しかつ操作できる可撓性の器械の使用を要求することが理想的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし可撓性内視鏡は、柔軟性が器械の挿入を難しくするので使用することが非常に難しく、上尿路系のような解剖学的部分における適切な使用は、典型的な使用者の経験のレベルを越える。大多数の泌尿器科医は、完全可撓性の内視鏡で手術するための技量、敏感性、器用さ、又は専門知識を持っていない。完全に可撓性の内視鏡形式の器械は、これらが、光ファイバーのまわりに形成される材料のような曲がり易い軟質プラスチック、又はポリマーから作られることによるこれらの低い剛さ及び堅さのため挿入が困難である。また、可撓性の器械は、器械の挿入端部の曲がりに加えてハンドルと器械のシャフトとの結合部が破損し易い。器械の過剰な可撓性は取り扱いを困難にし、かつその導入について看護士又は医師のような熟練者の特別なペアを必要とする。この使用の困難性のため、多くの泌尿器科医は、制限があっても剛体又は半剛体の内視鏡を好むことが多い。従って、泌尿器科医は、外科的に親しみ易く、使用の難しさが少なく、成功の可能性が高く、同時に外科処置中の危険を最小にする内視鏡形式の器械を求めてきた。このため、技術もまた、（腎臓内の上尿路、膀胱、前立腺及び尿管を含んだ）尿路系の外科を改良し容易にし、かつ外科処置中の断裂及び外傷の危険を最小にする新世代の内視鏡を求めてきた。より特別には、技術は尿路のような敏感で真っすぐでない窩洞内への挿入と通過を容易にし、尿路系内のどこでも診断及び外科的な介入をするための上尿路の探査を容易にし、処置中の破損を防ぐための安定性を提供し、上尿路系の容易な移動を提供し、更により多くの人による種々のアクセサリー類の導入を容易にする器械のデザインを探求してきた。
【０００７】
剛体、半剛体又は可撓性のいずれの内視鏡形式の器械の伝統的なフェースチップのデザイン及び要素は、装置の最初の導入以来、ほとんど変化していない。その理由は、これらは、いずれも、１個又は複数個の以下の入力／出力ポート、即ち、処置を行うために手術用アクセサリー類を導入するための作業用チャンネルポート；光学画像コレクター伝導体ポート、例えば観察用の望遠鏡ポート；照明伝導体ポート、例えば、照明用光ファイバーポート；及びときには洗浄及び吸引チャンネルポートを備える。通常の内視鏡では、尿路系内部の観察より前にアクセサリーが導入されると信じられる。ポートから出た通常の手術用アクセサリー類は「見えない場所」にされた光学系の背後に置かれ；従ってこれらは外科医による視覚的制御より前に尿路系に入る。医療上の設定の際、器械側面のアクセサリーの出口は尿路の壁面に極めて近いことが普通である。見えない場所のため生じた尿路の自然の曲線の観察についての外科医の欠如、不注意による尿壁の裂傷又は穿孔を生ずる可能性がある。また、器械側面の手術用器具の存在のため、外科医は、探査又は介入の目的を達成するために病変又は異質体を適切に狙うために器械を回転させなければならない。この操作、又は「頻繁な回転」は、探査している組織の炎症を生ずる器械の挿入又は圧力による固有の外傷の危険を増大させることがある。このため、技術は、器械のアクセサリーが光学系、レンズの前面、又は装置のフェースチップの中央部にあり、これらを外科医が見ることにより裂傷の危険を減らすために、作業用器具又はアクセサリー類がフェースチップにある内視鏡形式の器械を探索してきた。
【０００８】
内視鏡形式の器械は、典型的に、光源と接眼レンズを使用する単純な観察鏡から、光源、画像収集システム、流体チャンネル、及び外科用又は作業用器具チャンネルを有する比較的複雑な器械に及んでいる。内視鏡形式の器械における使用に対して要求される特徴は、部分的に、器械を使用する検査又は外科術の形式に要求により決定される。
【０００９】
対象位置の照明のための光源は、通常は窩洞の外側に置かれる。光は、通常は光ファイ
バーの束で形成される照明伝導体又は光伝導体により器械を通って伝えられる。光伝導体を器械自体から分離することが考えられる。これにより、小直径の内視鏡を使用でき、又は与えられた直径の範囲内でより多くの機能の追加を許すであろう。内視鏡形式の器械に何かを追加使用しても、それらの検査特性はそれらの安定した使用を保つ。画像の収集及び送信用の通常のレンズは、器械が剛体又は半剛体であることを要求する。可撓性の内視鏡形式の器械は、典型的にファイバーの両端が同じく順序付けられた可干渉性の光ファイバーの束を使用する。画像の収集及び送信に基づくレンズの画質は、一般に、光ファイバーで形成された画像の収集及び送信、又は光ファイバー単体に対して優れている。
【００１０】
内視鏡形式の器械は、多種の種々の目的に使用し得る流体チャンネルを有するように構成することができる。例えば、肺のある処置において、流体チャンネルは肺の呼吸を許すための空気通路を提供する。別の処置においては、流体チャンネルは、より良い観察が得られるより良いアクセスのために身体の窩洞への通気又は膨張をするために使用することができる。別の処置においては、検査を容易にするため又は画像コレクターを清浄化するために、血液のような望ましくない汚染流体をある位置から取り去るために水のような洗浄液の供給を使うことができる。特定場所から流体を取り去るために、吸引管路が使用されることが多い。種々の作業用器具又はアクセサリーを挿入するために作業用器具チャンネルが設けられる。鉗子、ハサミ、ポンチ、電極、レーザー及び同等のような種々の作業用器具、又はアクセサリーの器具を通しての挿入を提供する。
【００１１】
内視鏡形式の器械は、観察用装置が接続された器械式連結具を提供するハンドル及び観察用組立体に連結された典型的に筒状のシャフトを備える。典型的な内視鏡形式の器械は、ハンドル及び観察用組立体上の外部流体継手と接続されたシャフトを通って伸びている流体チャンネルを備えることができる。ハンドル及び観察用組立体上の作業用器具ポートは、典型的に、シャフト内の作業用器具チャンネルに連絡しかつ作業用器具を定位置に保持するためにクランプ又はその他の支持具を持つことができる。照明ポートは、典型的に光源と連絡する。光は、通常は、装置の観察用端部又は手前側端部から末端の光指向用レンズに送られる。対物レンズを有する光学コレクターが末端に位置決めされ、そして画像を、画像伝導体を経てハンドル及び観察用組立体に通過させ、操作者は、これを通して対象窩洞の部分を観察する。対物レンズは、もし使用される場合は、典型的に固定され、そしてシャフトの長手方向軸線に沿って、又は側方の観察のために軸線から離れて斜めに向けるることができる。ある内視鏡形式の器械は、機能の固定された組合せを持つが、別の器械は種々の作業用器具及び観察方法から機能を選ぶことができる。
【００１２】
内視鏡形式の装置のハンドル及び観察用組立体は、通常、種々の形式のビデオ、又はその他の画像化器具の接続用の種々のアダプターに適合する。ある事例においては、直接観察用の光学式ビュアー、及び処置をテレビ映像化し又は記録するビデオイメージャーに同時に表示するために画像を分離するためにイメージマルチプレクサーが利用される。
【００１３】
単一の光学コレクター−光伝導体又は単一の望遠鏡のみを有する内視鏡形式の器具は、検査領域の２次元的又は単眼鏡的な像を作るだけである。これは、器械使用者に対して奥行きの認知の欠如をもたらし、正確な検査又は外科術の実行を困難にする。３次元又は３Ｄ観察は、尿路のような解剖学的特徴の内部で操作するときのより正確な観察を許し、かつ特に器械が流体を含んだ窩洞内で使用されるときの器械の先端から問題の対象までの寸法及び距離のより良い識別と理解とを許すであろう。立体顕微鏡のような３次元又は立体鏡的の腹腔鏡形式の器械は、内視鏡の使用に適さない検査下の対象又は領域の３次元的像を作るめに開発された。これら装置は、対象物の同時に集められた複数の画像を立体鏡のビュワーに送るために１対の光通路又はチャンネルが設けられる。伝統的に、立体鏡ビュワーは、顕微鏡と同様なアイピースを有し、観察者はこれを通してそれぞれの画像を観察する。アイピースは、観察者の目が画像を立体画像に組み合わせるために必要な収束を提
供するように配列される。対象物の右目の画像と左目の画像との収束は、脳が１個の３次元画像として画像を組み合わせるために十分に近くで一緒に画像を受け入れて知覚するように、左右の像をの収束を達成するように両目又は光／器械式手段と光軸とを収束させることによる通常の立体映像で行われる。立体顕微鏡は、かかる光／器械式装置の一例である。人の脳は、分離した２個の画像の間の分離が大きくないときは２個の分離した画像を収束し「融合」することができるが、これを実際に達成することは容易又は安楽ではない。典型的な立体顕微鏡においては、この問題は、２個の収束用光学システムにより解決される。しかし、これは内視鏡形式の器械においては実際的な解決ではない。非常に短い焦点距離における必要な収束は、内視鏡チューブを１個の最小寸法の外科的切開部を通して挿入し侵襲性処置を最小にするようにシステムの全直径をできるだけ小さく保つという要求と組み合わせられる。また、伝統的に、ビデオ観察システムが使用される場合は、かかる配列において使用される２個の平行な光学系は、画像を収束せず、２個の分離した画像又はビデオ像を提供する。
【００１４】
従って、本発明の開発以前は、可撓性内視鏡の万能性を持ち、同時に半剛体又は剛体の内視鏡の制御性を保持し、長さのある部分に対する剛性と長さのある部分に対する可撓性の両者である装置シャフトを有し、目標合わせが必要なとき及び敏感な窩洞内での作業中に器械を回転させる必要性を回避し又は低減し、３次元画像を提供し、作業用器具又はアクセサリーが器械から出たときに器械と組み合わせられた見えない点を持たない内視鏡形式の器械はなかったと信じられる。従って、技術は、可撓性内視鏡の万能性を有し、同時に半剛体又は剛体の内視鏡の制御性を保持し；剛体部分と可撓性部分と有する器械シャフトを持ち；目標合わせが必要なとき及び敏感な窩洞内での作業中に器械を回転させる必要性を回避し又は低減し；観察システムにおける３次元画像を提供し、更に作業用器具又はアクセサリーが装置から出るとろろに見えない点を持たない内視鏡装置が探索されてきた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以上の長所は、本発明により本発明の身体窩洞にある部分を観察するための内視鏡、内視鏡システム、及び方法により達成されたと信じられる。身体の窩洞の見える部分を観察するための本発明の内視鏡システムは；身体の窩洞の視覚的に不明瞭な部分を観察するための内視鏡システム；シャフト組立体と組み合わせられた複数の入力／出力ポートを有するフェースチップ組立体、ハンドル及び観察用組立体と組み合わせられているシャフト組立体；末端及び窩洞内に挿入するためにシャフトの末端に配置された能動的な可撓性シャフトセグメントを有するシャフト組立体；身体の窩洞内から画像を集めるようにされた少なくも１個の光学画像コレクター；少なくも１個の光学画像コレクターと組み合わせられ、かつハンドル及び観察用組立体に画像を送るようにされた少なくも１個の光伝導体；身体の窩洞に照明を提供するようにされた少なくも１個の照明伝導体；シャフト組立体内に配置され作業用器械を身体の窩洞内に入れることを許すようにされた少なくも１個の作業用チャンネルを有する内視鏡；及び，少なくも１個の光伝導体と組み合わせられ、かつ画像を獲得しこれを画像の観察を許すようにされた人間インターフェース装置に送るようにされた画像化装置を備える。
【００１６】
本発明のこの態様の別の特徴は、フェースチップ組立体と組み合わせられた作業用チャンネル延長部を持ち、これが作業用器械を案内しかつ少なくも１個の光学画像コレクター上への異物の衝撃を防ぐようにようにされた少なくも１個の突起を持つことである。本発明のこの態様の追加の特徴は、３次元画像を作るための２個の光伝導体があることである。本発明のこの態様の更なる特徴は、能動的な可撓性シャフトセグメントが、受動的な可撓性シャフトセグメントに隣接して配置されることである。追加の特徴は、受動的な可撓性シャフトセグメントが、半剛体のシャフトセグメントの隣接して配置されることである。
【００１７】
本発明により、以上の特徴は身体の窩洞内のある部分を観察するための本内視鏡により達成された。本発明のこの態様は、複数の入力／出力ポートを有し、シャフト組立体と組み合わせられたフェースチップ組立体、ハンドル及び観察用組立体と組み合わせられたシャフトチップ組立体；長手方向軸線、末端を有するシャフト、及び身体の窩洞内に挿入するためにシャフトの末端に配置された能動的な可撓性シャフトセグメントを有するシャフト組立体；身体の窩洞内から画像を集めるようにされた少なくも１個の光学画像コレクター；少なくも１個の光学画像コレクターと組み合わせられ、かつハンドル及び観察用組立体の画像を送るようにされた少なくも１個の光伝導体；身体の窩洞に照明を提供するようにされた少なくも１個の照明伝導体；及びシャフト組立体内に配置されかつ作業用器械が身体の窩洞内に入ることを許すようにされた少なくも１個の作業用チャンネルを含む。
【００１８】
本発明のこの態様の追加の特徴は、作業用器械を案内するため及び少なくも１個の光学画像コレクター上への異物の衝撃を防止するために少なくも１個の突起を有するフェースチップ組立体と組み合わせられた作業用チャンネル延長部を持つことである。本発明のこの態様の更なる特徴は、シャフト組立体が長手方向軸線を有し、少なくも１個の光学画像コレクターがシャフト組立体の長手方向軸線と実質的に直角方向に配置された第１の平面内にあり；そして少なくも１個の突起が少なくも１個の光学画像コレクターのある第１の平面と前方でシャフトの末端に配置され、これにより少なくも１個の光学画像コレクターが少なくも１個の突起より前方に通過している手術用器具を観察できることである。
【００１９】
本発明のこの態様の別の特徴は、複数の入力／出力ポートが少なくも１個の手術用器具ポートを含み、そして手術用器具ポートが少なくも１個の光コレクターのある第１の平面と実質的に平行な第２の平面内にあることである。第１の平面と第２の平面とは実質的に同一平面にあり、又は第２の平面がシャフトの末端に向かって第１の平面から間隔を明けられた相互関係に配置される。
【００２０】
以上、本発明の特徴、利点、及び便益の幾つかを説明したが、その他は付属図面を参照しなされる説明の進行とともに明らかになるであろう。
【本発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、その好ましい実施例に関連して説明されるが、本発明をこの実施例に限定することを意図するものでないことが理解されるであろう。逆に、すべての代替例、変更及び相当品は、請求項により定められたような本発明の精神及び範囲内に含まれることが意図される。
【００２２】
本発明は、以下、本発明の実施例を示す付属図面を参照し、より完全に説明されるであろう。しかし、本発明は、多くの異なる形式で具体化することができ、ここに説明される図示実施例に限定されると解釈すべきではない。これら実施例は、この開示を徹底的かつ完全とするために提供され、そして本発明の範囲を本技術の熟練者に完全に伝えられるであろう。全文を通して同様な部材は同様な番号が付けられ、かつ（’）記号は、使用された場合は、別の実施例における同様な部材を示す。本発明の好ましい実施例は、内視鏡形の器械、又は尿管鏡の形式となし得る内視鏡に関与する。
【００２３】
さて、図面を参照すれば、尿管鏡１０の形式の本発明の第１の実施例が図１−４に示される。この尿管鏡１０は、本発明の教示を使用して製造し得る多くの内視鏡、又は内視鏡形式の器械の一つであるに過ぎない。本発明の尿管形の１０の好ましい実施例は、一般に、シャフト、又はシャフト組立体１２に連結されたフェースチップ組立体１１を備え、シャフト組立体１２はハンドル及び観察用組立体１３に連結され又はこれと組み合わせられる。フェースチップ組立体１１に関連して、図２及び５の光学画像コレクター６１の前面
に置かれた器具出口又はポート２１及び図７のフェースチップ組立体１１の中央の出口又はポート２１’を設けて、通常の器械アクセサリー又は「手術用器具」（図示せず）の使用又は観察を許すことにより窩洞を傷つける危険を減らす。シャフト組立体１２は、観察装置と手術用器具の両者の同時使用を提供し、上方尿路のような窩洞における診査を容易にし、更に標的の捕捉又は観察が必要であり同時に尿路のような敏感な窩洞内における作業の際の器械の過剰な回転の必要性を回避する。
【００２４】
さて、図２−４を参照すれば、フェースチップ組立体１１の実施例は、複数の入口／出口ポートを備える。ポートは、通常の手術用アクセサリー（図示せず）を出し入れできる手術用器具ポート、又は器具出口２１を持つことができ；少なくも１個の光学画像チャンネルポート２２、及び少なくも１個の照明チャンネルポート２３を備えることができる。フェースチップ組立体１１は、少なくも１個の流体及び／又は吸引チャンネルポート２４も備えることができる。フェースチップ組立体１１は、体内の窩洞内から画像を集めるために、フェースチップ組立体１１の少なく１個の光学画像チャンネルポート２２と接して少なくも１個の光学画像コレクター６１も備える。光学画像コレクター６１の形式は、尿管鏡１０において使用される光伝導体６２の形式に対応する。例えば、光伝導体６２を実施するために光導波路を選択したときは、光学画像コレクター６１としてレンズ又はプリズムが要求されるであろう。使用される光伝導体６２を実施する手段が光ファイバーの束又はアレイのような光ファイバーであるならば、光ファイバーアレイのフェースは、視覚の鋭敏さが減らされた状態ではあるが、光伝導体６２を経てハンドル及び観察用組立体１３に送るための光学画像を集めることが要求される手段に過ぎない。図２−４のフェースチップ組立体のデザインは、以下説明されるその他のデザインと同様に、腎臓内の上尿路系にアクセスするための運動性を提供し、改良された万能性を組み込み、現在技術よりなる多くのシステムにおける固有の「見えない点」を回避する。
【００２５】
フェースチップ組立体１１の好ましい実施例が、３次元的に見たフェースチップのデザインとして図２−４に最もよく示される。この実施例においては、フェースチップ組立体１１は、シャフト組立体１２の第１の可撓性シャフトセグメント３１の末端３２と組み合わせられ、又ははこれと連結された別個のユニットである。この実施例においては、末端３２は実質的に円形断面形状を有し、フェースチップ組立体１１は「顔面状」又は図２に示されるように２個の目と口とを有するように見える。フェースチップ組立体１１は複数個の光学画像コレクター６１を備え、これは、この実施例においては、３次元の観察を提供する１対のレンズ５５の形式を取る。レンズ５５は、シャフトセグメント３１及びシャフト組立体１２及び（図３に示されるように）フェース組立体１１の長手方向軸線Ｌに対して実質的に直角に配置された平面Ｐ内に置かれることが好ましい。平面Ｐは、シャフト組立体１２の可撓性セグメント３１の末端３２とフェースチップ組立体１１との間の境界面５６と実質的に平行に配置されると考えることもできる。図示のように、２個のレンズは長手方向軸線Ｌの上方に離されることが好ましい。この実施例においては、フェースチップ組立体１１は手術用器具ポート２１も有し、このポートは、レンズ５５から離され、フェースチップ組立体１１の中心又は長手方向軸線Ｌから外周５７に向かってずらされる。この実施例においては、フェースチップ組立体１１の外周５７は、第１の可撓性シャフト組立体３１の末端３２の外周５８と部分的に一致するようにすることができる。この実施例においては、光ファイバーの束、アレイ、又は単一の光ファイバーストランドの形式の光の伝導及び照明用の光伝導体６３が、図２に示されるようにレンズ５５と手術用器具ポート２１との間の空間部分内に置かれる。
【００２６】
図３及び４に示されるように、フェースチップ組立体１１は作業用チャンネルポート延長部２５を有し、これは、一般に長手方向軸線Ｌに沿った手術用器具の運動を制限する手術用器具案内として機能する少なくも１個の突起６５の形式とすることができる。手術用器具（図示せず）が手術用器具ポート又は器具ポート２１から出ると、手術者がレンズ５
５を介して器具の端部を見ることができるまで、突起６５が案内として作用し手術用器具が隣の身体管腔と隣接した壁面に向かって外向きに動くことを防ぐ。加えて、突起６５は、レンズ５５を微粒子（結石の破片など）との衝撃から保護する。突起６５は、フェースチップ組立体１１の外周部５７と単体構造に一体に形成することができる。突起６５は、滑らかな丸くされた末端面６６からフェースチップ組立体の末端に向かって前向きに伸びている２個の間隔を開けられたピーク６０、７０を持つことができる。ピーク６０、７０は、図２−４に示されるように、器具ポート２１の各側に隣接して設けられることが好ましい。この実施例においては、突起６５は単体構造として形成され、このため、突起６５は境界面５６から間隔を空けて外周５７に隣接した中低の手元側の偏倚部６７を持つ。或いは、作業用チャンネルポート延長部２５は、フェースチップ組立体１１の前面に連結された分離構造とすることができる。図３−４に示された作業用チャンネルポート延長部２５は、滑らかで丸くされた外側末端面６６及び滑らかな輪郭にされかつ手術用器具ポート２１に向かってテーパーになっている滑らかな内面６８を有する単体構造であるが、通常の技術者は、本発明の精神及び範囲内で作業用チャンネルポート延長部２５を位置決めする多くの変更例があることを理解するであろう。図３、４、及び６に示されるように、ピーク６０、７０は、フェースチップ組立体１１、１１’の中央、又は長手方向軸線Ｌからずれて配置され、かつピーク６０、７０の大部分が長手方向軸線Ｌの下方に配置されることが好ましい。。
【００２７】
更に、手術用器具ポート２１、レンズ５５、及び第１の可撓性セグメント３１の末端３２は、好ましい実施例については一般に円形断面構成に配置されるが、この実施例の変更例においては、本技術の通常の熟練者の知られるように、楕円形、卵形、又はその他の形状のようなその他の幾何学的形状は本開示の精神内にあることに注意すること重要である。また、好ましい実施例の精神内で、第１の可撓性セグメント３１の末端３２は、第１の可撓性シャフトセグメント３１のシャフト本体３４より小さい円周、又は直径を持つことができ、これによりフェースチップ組立体１１の外周５７が、末端３２の小さい外側円周を少なくも部分的に受け入れそしてこれと連結することができる。更に図２−４を参照すれば、フェースチップ組立体１１は、外周５７の形状における変更、レンズ５５、手術用器具ポート２１、及び光伝導路６２における変更を含むことができ。加えて、図２−４に示されたフェースチップ組立体１１の構造の別の実施例においては、光学画像コレクター６１は、角柱状又は実質的に平らな光ファイバーの束のような別な形状又は本技術の通常の技術者によりよく知られるようなその他の方法とすることができる。光伝導体６２及び照明伝導体６３は、光ファイバーと実質的に同じ機能を実行できる本技術の通常の技術者により知られる適宜の受け入れ得る形式とすることができる。
【００２８】
さて、図５−６を参照すれば、モノプチック（ｍｏｎｏｐｔｉｃ）フェースチップ組立体の実施例が示される。このフェースチップ組立体１１’においては、外周部５７及び突起６５の一般的形状は、図２−４と関連して説明されたものと実質的に同様である。この実施例においては、フェースチップ組立体１１’は、第１の可撓性シャフトセグメント３１の末端３２に連結された分離ユニットである。この実施例においては、末端３２が実質的に円形断面の構成を持った場合は、フェースチップ組立体１１’は、一般に対応した図５に示される円形断面の構成を持つことができる。フェースチップ組立体１１’は１個の光学画像コレクター６１を備え、これは、この実施例においては、３次元的観察に適合させることが難しい場合に、使用者を支援するように観察を提供する単一のレンズ５５の形式を取る。レンズ５５は、平面Ｐ上でかつ長手方向軸線Ｌから間隔を空けそして外周５７の方にずれて位置決めされ、又は配置される。この実施例においては、フェースチップ組立体１１’は手術用器具ポート２１を有し、このポートは、レンズ５５から離れるように、フェースチップ組立体１１’の中心、又は長手方向軸線Ｌからレンズ５５と反対側の外周５７の方にずらされる。この実施例においては、フェースチップ組立体１１’の外周５７は、第１の可撓性セグメント３１の末端３２の外周５８と部分的に適合する。光ファイバーの形式の光伝導及び照明用の光伝導体６３は、レンズ５５の両側に置くことができる。この実施例においては、ファイバー組立体１１’は、前述の突起６５の形式の作業用チャンネルポート延長部２５も有し、これは、前述のように手術用器具の案内として機能することができ、かつレンズ５５を微粒子（結石の破片など）との衝撃から保護する。この実施例においては、突起６５は、フェースチップ組立体１１’の外周５７との単体構造として一体に形成することができる。突起６５は、滑らかな丸くされた末端面６６により形成された２個のピーク６９、７０を持つことができる。この実施例においては、突起６５が一体構造で形成されたとき、突起６５は境界面５６から間隔を空けられた手前側の中低の偏倚部６７を持つことができる。作業用チャンネルポート延長部２５は、フェースチップ組立体１１’の前面に連結された分離構造とすることができる。
【００２９】
作業用チャンネル延長部２５は、図５−６においては、滑らかな円い外側末端面６６、及び滑らかな形状にされかつ手術用器具ポート２１に向かってテーパーの付けられた滑らかな内面６８から前向きに伸びている単体構造として示される。本技術の通常の技術者は、開示の精神内で作業用チャンネルポート延長部２５を位置決めする多くの変更例があることを理解するであろう。更に、手術用器具ポート２１、レンズ５５、及び第１の可撓性シャフトセグメント３１の末端３２は、この実施例においては一般に円形を有するように示されるが、この実施例の変更例においては、本技術の通常の技術者により知られるようなその他の幾何学的デザイン又は形状は本発明の精神の範囲内である。更に、第１の可撓性セグメント３１の末端３２は、第１の可撓性シャフトセグメント３１のシャフト本体３４より小さい外周を持つことができ、これによりフェースチップ組立体１１の外周５７が少なくも部分的に受け入れられ、そして末端３２のより小さい外周に連結される。なお図５−６を参照すれば、外周５７の形状の変更例、レンズ５５、手術用器具ポート２１、及び光伝導路６２の位置決めの本発明の精神内における変更例がある。また、光学画像コレクター６１は、角柱状又は実質的に平らな光ファイバーの束或いは本技術の通常の技術者の知られるようなその他の方法のような別の形式とすることができる。光伝導体６２及び照明伝導体６３も、光ファイバーと実質的に同じ機能を果たし得る本技術の通常の技術者に知られるような容認し得る形式とすることができる。図２−４及び図５−６に関して説明された実施例における突起６５は、上述されたピーク及び谷と同様な形とは異なり等しい末端高さの半円状の中空円筒とすることができ、同様に希望の器具の案内機能を提供する別の形状を持つことができる。
【００３０】
図７を参照すれば、別の３次元観察用のフェースチップ組立体１１”が示される。フェースチップ組立体１１”は、一般にフェースチップ組立体１１及び１１’のフェースの形を有するが、一般に外見が平らでありかつ実質的な突起６５を欠く。言い換えれば、フェースチップ組立体１１”の前面７８は、一般に前述の平面Ｐと実質的に平行な平面内にある。フェースチップ組立体１１”は、一般に楕円状の手術器具ポート２１’を持つことができ、これはレンズ５５間の実質的に中心に置かれる。ポート２１’の両側に複数の光学画像コレクター６１が配置され、これは、この実施例においては、３次元の観察を提供する１対のレンズ５５の形式を取ることができる。レンズ５５は、一般に、前述の平面Ｐと実質的に平行な平面内に位置決めされる。
【００３１】
更に図７を参照すれば、フェースチップ組立体１１”の外周５７は、一般に、第１の可撓性シャフトセグメント３１の末端３２の外周５８と一致する。この実施例においては、前述の光ファイバーの形式の光伝導及び照明用の光伝導体６３は、楕円状のポート２１’の上方及び下方に位置決めすることができる。手術用器具ポート２１’は一般に楕円状に示され、そしてレンズ５５及び第１の可撓性セグメント３１の末端３２はこの実施例では円形に配置されるが、この実施例の変更例においては、本技術の通常の技術者に知られるようなその他のデザイン及び形状は本発明の範囲内にある。更に、本発明の精神内で、第１の可撓性シャフトセグメント３１の末端３２は、第１の可撓性シャフトセグメント３１
のシャフト本体３４より小さい外周を持つことができ、これによりフェースチップ組立体１１の外周５７が末端３２の小さい外周を少なくも部分的に取り巻き、かつこれに連結することができる。更に図７を参照すれば、別の実施例は、外周５７の形状の変更例、レンズ５５、手術用器具ポート２１’、及び光伝導路６３の位置決めの変更例である。更に、図７に示されたフェースチップ組立体１１’構造の別の実施例においては、光学画像コレクター６１は、角柱状又は実質的に平らな光ファイバーの束或いは本技術の通常の技術者の知られるようなその他の方法のような別の形式とすることができる。光伝導体６２及び照明伝導体６３も、光ファイバーと実質的に同じ機能を果たし得る本技術の通常の技術者に知られるような容認し得る適宜の形式とすることができる。
【００３２】
さて、図８を参照すれば、別の３次元観察用のフェースチップ組立体１１”’が示される。このフェースチップ組立体１１”’においては、フェースチップ組立体１１”’のフェース７８’の一般的形状は、図２−４及び図５−６において説明されたものと比較し外見が平らであり、従ってピーク６９、７０により形成された実質的な突起２５を欠く。前面７８’は、一般に前述の平面Ｐと実質的に平行な平面内にある。フェースチップ組立体１１１”’は、１対の光学画像コレクター６１’を備え、これは、この実施例においては、３次元の観察を提供する１対の六角形レンズ５５’の形式を取ることができる。レンズ５５’は、前述のように平面Ｐ内に位置決めされ、かつ外周５７に向かってずらされる。この実施例においては、フェースチップ組立体１１”’は、レンズ５５’から外周５７に向かってフェースチップ組立体１１”’の中心、又は長手方向軸線Ｌからずらされる。この実施例においては、光ファイバーの形式の光伝導及び照明用の照明伝導体６３がレンズ５５’の間及びレンズ５５’と手術用器具ポート２１”との間で円周方向に置かれた照明チャンネルポート２３”’内に配置され、そして三角形のアレイを形成し、各ポート２３”’は三角形の先端に置かれる。この実施例においては、ファイバー組立体１１は六角形であり、そして第１の可撓性シャフトセグメント３１と、又はその対と連結される。手術用器具ポート２１”’及びレンズ５５’は六角形にされ、照明チャンネルポート２３”は菱形であり、そして第１の可撓性シャフトセグメント３１は円形であるとして描かれたが、この実施例の変更例は、本発明の範囲内で、本技術の通常の技術者により知られるその他の幾何学的デザインを許すであろうことに注意することが重要である。また、第１の可撓性シャフトセグメント３１の末端３２は、これを六角形とし、そして、第１の可撓性シャフトセグメント３１の本体３４より小さい外周を持ち、これによりフェースチップ組立体１１”’の外周５７は、末端３２のより小さい外周を少なくも部分的に囲みかつこれと連結することができる。更に図８を参照すれば、別の実施例は外周５７の形状の変更例、レンズ５５”、手術用器具ポート２１”、及び光ファイバー光伝導体６２の位置決めの変更例が含まれる。加えて、図８に示された組立体１１”’の別の実施例においては、光学画像コレクター６１’は、角柱状又は実質的に平らな光ファイバーの束或いは本技術の通常の技術者の知られるようなその他の方法のような別の形式とすることができる。光伝導体６２及び照明伝導体６３も、光ファイバーと実質的に同じ機能を果たし得る本技術の通常の技術者に知られるような容認し得る適宜の形式とすることができる。
【００３３】
図１及び９を参照すれば、尿管鏡、又は内視鏡１０のシャフト組立体１２は、長手方向に伸びている少なくも１個の通路２８及びハンドル及び観察用組立体インターフェース２９を有するシャフト２７を備える。各手術用器具ポート２１−２１”、光学画像チャンネルポート２２、２２’、及び照明チャンネルポート２２−２３”に相当し、及びこれらと連絡する通路２８があることが好ましい。シャフト２７は、プラスチック又はポリマー材料のような適切な無毒材料で構成されることが好ましく、そして窩洞内に挿入されるようにされた末端３２を有しかつ境界５６においてフェースチップ組立体１１とインターフェース接続された第１の可撓性シャフトセグメント３１、第１の可撓性シャフトセグメント３１の手元側端部３３に連結された末端４２を有する第２の可撓性シャフトセグメント４１、及び第２の可撓性シャフトセグメント４１の手元側端部４３に連結された末端５２を
有する第３のシャフトセグメント５１を備える。
【００３４】
シャフト２７は、実質的に滑らかで連続した外側面を持つように構成されることが好ましく、更に断面形状が円形であることが好ましい。第３のシャフトセグメント５１の長さは、好ましくはほぼ５０ｃｍである。第１の可撓性シャフト部分３１は好ましくは長さ４ｃｍであり、そして第２の可撓性シャフト部分４１は好ましくは長さ２０ｃｍである。第１及び第２の可撓性シャフト部分３１、４１は、好ましくはその長さに沿って実質的に一様な断面形状を有するが、フェースチップ組立体１１に向かって先細にテーパーを付けることができる。シャフト２７の第３の部分５１は，膀胱内での使用を許しかつ第１及び第２の可撓性部分３１、４１の尿管内への進入を支持するように構成された剛体又は半剛体として表すことができる。第１及び第２の可撓性シャフト部分３１、４１は、尿管の形状に追随するように構成される。また、内視鏡技術の通常の技術者の知るように、シャフト２７の第１のセグメント３１、第２のセグメント４１、及び第３のセグメント５１は、内視鏡１０の意図する用途に従って変えることができる。
【００３５】
第３のシャフトセグメント５１は、これが尿管を通りかつ実質的に膀胱を通るように人体内で受け入れられる寸法にされる。セグメント５１の末端５２は第２の可撓性セグメント４１の手前側端部４３を受け入れるようにテーパーにされかつ第２の可撓性セグメント４１と第３のセグメント５１との間の滑らかで緩やかな移り変わりを提供するように形成され、シャフト２７の尿管を通り膀胱に入る外傷無しの通過を許す。第３の部分５１は、ハンドル及び観察用組立体１３の操作を、シャフト２７の過度の捩れなしに軸方向及び回転方向で伝えるに十分な強度と剛性とを持つことが好ましい。更に、シャフトセグメント５１とハンドル及び観察用組立体１３との間の連結具１４は、内視鏡１０の使用中及び取扱い中の破損を避けるに十分な強度と剛性とを持つ。そこで、使用者は、フェースチップ組立体１１によりシャフト２７を導いて尿管内に挿入し、そして第１の可撓性部分を、従ってフェースチップ組立体１１を尿管の開口内に位置決めするために膀胱を通る器械を操作することができる。窩洞内への挿入に適した末端３２を有する第１の可撓性セグメント３１は、患者の尿管内に受け入れられるような寸法にされる。
【００３６】
第１の可撓性シャフト３１と同様に、末端４２を有する第２の可撓性シャフトセグメント４１は、患者の尿管内に受け入れられる寸法にされ、かつ尿管のような人体の種々の管に追随するためその長さに沿って十分に可撓性である。剛体内視鏡の制御性を保ちつつ可撓性内視鏡の多様性を最適化するために、第２の可撓性セグメント４１は「受動的な可撓性」である。用語「受動的な可撓性」は、シャフトセグメント４１が窩洞又は人体の通路を通って通過するとき、これは、シャフト２７に加わる力に応じて湾曲した形状にされるように動かされ、撓みを受け、又は曲げられるが、動き、撓み、又は曲がることは器械の操作者により実質的に制御されないことを意味することを意図する。第３のシャフトセグメント５１は十分な感覚と器械１０の制御を提供するが、第２の可撓性セグメント４１は、いかなる外傷の影響も最小にするたに、容易に撓みかつ尿管のような窩洞の形状に追随する能力を持つ。
【００３７】
対照的に、第１の可撓性シャフトセグメント３１は「能動的な可撓性」である。用語「能動的な可撓性」は、シャフトセグメント３１が図１における想像線１５で示されるような湾曲した形状又は長手方向軸線Ｌに関して角度的な配列にされるように、動かされ、撓みを受け、又は曲げられ、そしてかかる動き、撓み又は曲がりは操作者により実質的に制御され、操作者は希望の動き、撓み及び／又は曲げをさせ又は制御することを意味する。操作者又は使用者が指令し又は制御したときのフェースチップ組立体１１の撓みが、尿管の開口の検知及び挿入について使用者を支援する。更に、フェースチップ組立体１１及び第１の可撓性シャフトセグメント３１の比較的小さい直径が、使用者に、尿管及び腎臓へのアクセスを得るための尿管の狭い開口内へのシャフト２７の挿入を許す。第１の可撓性
シャフトセグメント３１の能動的な可撓性は、器械１０の外傷なしの使用及び病変部又は腎臓結石のような対象に隣接したフェースチップ組立体１１の正確な位置決めも提供する。本発明のその他の特徴、即ち、作業用チャンネル７１及び手術器具ポート２１を介して対象部位に作業用器具を外傷なしに給送することと共に、最も重要な点は、能動的に撓み得る第１の可撓性セグメント３１が、使用者の観察を可能とすることである。第１の可撓性セグメント３１の可撓性は、器械を希望のように目標に向け又は進めるとき、一般に器械を回す必要性を無くす。
【００３８】
第１の可撓性シャフトセグメント３１は、種々の方法を使用して能動的な可撓性に作ることができる。好ましい実施例においては、第１の可撓性セグメント３１は、シャフトセグメント３１を通り又はシャフト２７内の通路２８を通り末端３２に向かって長手方向に伸びる個々の導管を通って案内される作動用又は案内用のワイヤー３０の使用により能動的な可撓性にされる。このワイヤーは、シャフトセグメント３１を希望の方向で曲げ、動かし、又は撓む等の操作ができ又は引っ張ることができる。ワイヤー３０の末端はシャフトセグメント３１の末端３２の近くで適切に係留され、これによりワイヤー３０を引いたとき、希望の制御された撓み、動き又は曲がりが生ずるであろう。或いは、第１の可撓性シャフトセグメント３１が、選択的に制御できる拡張可能な本体を形成する半円形の円板状のリング部材よりなる本体部材の連結された弦より構成され、これにより選択されたリング部材が管理された伸長をすると、シャフトセグメント３１が蛇の運動方法と同様に希望の方向に動き又は撓む。要求された可撓性を提供する他の方法は、中でもバネ、分離したワイヤー案内、又はそれ自体で作動する器具を含むことができる。希望するならば、固有の可撓特性を変えるために、第１の可撓性シャフトセグメント３１の断面形状を変えることができる。換言すれば、シャフトセグメントを、第１の方向においてはより容易に撓み、第２の方向においてはより強固にするように、第１の可撓性シャフトセグメント３１の１個又は複数個の部分又は側面を、同じ第１の可撓性シャフトセグメントのその他の部分又は側面よりもより柔軟に、又はより可撓性に作ることができる。
【００３９】
或いは、第１の方向、例えば上下方向で横方向よりより容易に曲がり、又は撓むように前以て配置された第１の可撓性シャフトセグメント３１を、異なる特性を有する複合材料から作ることができる。或いは、端末にバネ撓み回復用部材を有し長手方向に配置された引っ張りケーブルを使用し、これにより可撓性シャフトセグメント３１を希望方向で撓ませ又は撓みを減らす適切な制御により引っ張りケーブルに生ずる張力又は圧縮力を増加させ、第１の可撓性シャフトセグメント３１の希望の能動的な可撓性を得ることができる。
【００４０】
フェースチップ組立体１１、１１’、１１”、１１”’は、前述のように、シャフト２７の第１のシャフトセグメント３１の末端３２に連結された分離した多ポートピースとすることができる。更なる実施例においては、フェースチップ組立体１１−１１”’は、前述のように第１の可撓性セグメント３１と一体に形成された単一ピースとすることができる。希望するならば、第１の可撓性シャフトセグメント３１を形成するために使用されたと同じ材料を、第２の可撓性シャフトセグメント４１用にも使用することができる。第１の可撓性シャフトセグメント３１は第２の可撓性シャフトセグメント４１とほぼ同じ直径を持つことができ、２個のセグメントを互いに一体に形成でき、又は分離して形成しそして適切な連結具により連結することができる。希望するならば図１及び９に見られるように、第１のシャフトセグメント３１をシャフト２７の長手方向軸線Ｌに沿って末端３２からハンドル及び観測用組立体１３に延ばすことができ、これによりシャフトセグメント３１を第２のシャフトセグメント４１及び第３のシャフトセグメント５１内に同心に配置することができる。一方、第２のシャフトセグメントは、これをシャフト２７の長手方向軸線Ｌに沿ってハンドル及び観測用組立体１３に延ばし、これによりシャフトセグメント４１を第３のシャフトセグメント５１内に同心に配置することができる。第１のシャフトセグメント３１が第２のシャフトセグメント４１に入ったところ、及び第２のシャフトセグ
メント４１が第３のシャフトセグメント５１に入ったところが遷移域、又は遷移位置３９、４９を定め、そしてこれらの区域においては、図１に区域４９で示されたように大きい直径のシャフトセグメントが好ましい。これらテーパーになっている遷移域３９、４９が曲げ疲労に対するシャフト２７の耐久性を増加させかつ希望の身体窩洞内へのシャフト２７の挿入を容易にする。第２の可撓性セグメント４１は、第３のセグメント５１とは異なる直径を持つことができ、第２の可撓性セグメント４１を第３のセグメント５１の内側に配置することができる。好ましい実施例においては、第１及び第２の可撓性部分３４、４１は、ほぼ２．１６ｍｍに等しいほぼ７．２Frenchの直径を持ち、第３のセグメント５１は、ほぼ２．４６ｍｍに等しいほぼ８．２Frenchの直径を持つ。
【００４１】
図１、９、及び１０を参照すれば、ハンドル及び観察用組立体１３は、シャフト２７の対応した通路又はチャンネル２７と連絡している複数の通路又はチャンネル８８を有し、フェースチップ組立体１１−１１”’の入力／出力ポートに向かって第１の可撓性シャフトセグメント３１に長手方向に伸びる。フェースチップ組立体１１とハンドル及び観察用組立体１３との間の通路又はチャンネルは、同じ直径又は異なる直径のものとすることができ、このため、これらは一方の端部から他方の端部への通路又はチャンネルの滑らかな連続性を提供するようにテーパーを付けられる。
【００４２】
図１、９、及び１０を参照すれば、ハンドル及び観察用組立体１３は、器械１０を通る種々の手術用器具のためのアクセスを提供する作業用チャンネルインターフェース組立体７２を含んだ作業用チャンネルインターフェース部分８２をシャフト２７と連結し又はインターフェースする末端部分８１；例えばランプボックスのような光源と照明伝導体６３との連絡、又はインターフェースを提供する照明伝導体インターフェース組立体７３；及び光チャンネルインターフェース組立体７４を有し、かつ通常の画像化装置（図示せず）へのインターフェース又は中間連結のいずれかを提供する手元側部分組立体８４を備える。ハンドル及び観察用組立体１３は、希望するならば、１個又は複数個の次の連結要素を備えることができる；即ち、手持ち形又はピストル形のグリップ、望遠鏡形観察用組立体、アイピース調整具、光学画像の画像化装置への送信用光学タップ、電子式画像強化／送信機、及び／又は洗浄／吸引用の弁。
【００４３】
器械１０は、通常の作業用器械用の内部窩洞内への通路を提供する作業用チャンネル７１を持つ。さて、図１、２、９及び１０を参照すれば、好ましい実施例においては、作業用チャンネル７１は、通路２８、８８を経て形成され、そして内部窩洞への作業用器具のアクセスを提供する。チャンネル７１は、作業用チャンネルインターフェース組立体７２から手術用器具ポート２１に伸びる。ある実施例においては、作業用チャンネル７１は、実質的に滑らかな内面を有し、器械１０を通る作業用器具の滑らかな運動を提供する。作業用チャンネル７１は実質的に円形の断面を有し、かつシャフト２７のシャフトセグメント３１、４１、及び５１により同軸で囲むことができる。作業用チャンネル７１の内壁面７５は、作業用チャンネル７１における作業用アクセサリ又は器具の通過と使用とを容易にするために、低摩擦係数を有する材料で塗装し又は形成することができる。
【００４４】
器械１０は内部窩洞内を照明するために少なくも１個の照明伝導体６３を備える。照明伝導体６３はハンドル及び観察用組立体１３の照明伝導体インターフェース組立体７３からシャフト２７を通り、フェース組立体１１−１１”’への第１の可撓性シャフトセグメント３１の末端３２に伸びる。照明伝導体６３は、光ファイバーの束の形式のものである。照明伝導体インターフェース組立体７３は、本技術の通常技術者により理解されるように照明伝導体（光ガイド）６３と通常の光源（図示せず）との間の連結を提供する。光は、光伝導体インターフェース組立体７３を通り、ハンドル及び観察用組立体のハウジング８７及びシャフト２７を通って、フェースチップ組立体１１−１１”’の構成に応じた方法で内部窩洞内に行く。例えば、図２に関して説明された実施例の一つにおいては、照明
伝導体６３は１束の光ファイバーであり、作業用チャンネル７１の光伝導体６２の間に挿入することができる。しかし、図３、４、又は５の実施例の一つにおいては、複数の独立した光ファイバーの束又は照明チャンネルポート２３に達するより前又は達した所で分割された１個の光ファイバーの束を通る方法が最良である。またある実施例においては、照明伝導体インターフェース組立体７３は、光の強さを選択的に調整するために調光器（図示せず）を備えることができる。別の実施例においては、ハンドル及び観察用組立体１３が、複数の照明伝導体インターフェース組立体７３を備えることができる。
【００４５】
図１及び９を参照すれば、本発明のある実施例は、集められた内部窩洞の画像をハンドル及び観察用組立体１３に送るために光コレクター６１と光学的にインターフェースされた少なくも１個の光伝導体６２を備える。好ましい実施例においては、光伝導体６２は光ファイバーの束６４の形式である。この実施例においては、器械１０は、複数の光伝導体６２、６４を囲んで受け入れる光伝導体チャンネル９２を備える。光伝導体６２、６４は、作業用チャンネル７１内に配置することによるようにして器械１０内に置くことができ、或いは別個のチャンネルとして形成することができる。対応した内部窩洞、従って対象部位に光を送るために、フェースチップ組立体１１−１１”’に照明伝導体チャンネル９３を設けることができる。熔融された光ファイバー画像束６２が、シャフト２７を通ってフェースチップ組立体１１−１１”’に、対応して光学画像コレクター６１に伸びるであろう。ある実施例においては、光伝導体６２は、本技術の熟練者により知られ手段により、ハンドル及び観察用組立体ハウジング８７内で支持される。例えば、光伝導体６２は、ハンドル及び観察用組立体ハウジング８７内で支持されるであろう。内視鏡１０のハンドル及び観察用組立体１３は、画像化装置９１とインターフェースして設けることができ（図１１）、この画像化装置は、モニター及び／又はビデオ可能な眼鏡のような人間インターフェース装置１０１に送る画像を処理するために、光学画像コレクター６１により集められた画像を捕らえるための画像化処理装置９３を持つ。別の実施例においては、ハンドル及び観察用組立体１３は、本技術の熟練者により知られるような望遠鏡の形式として使用され、これにより接眼レンズ支持具がバネ手段と協同し、光伝導体６２とハウジング８７との間の相対運動を許し調整可能な可視画像を直接提供する。ある実施例においては、光学クサビ（図示せず）が備えられ、この光学クサビは、尿管鏡として実行された場合のように水の下方で観察されたとき、約５−１０゜の観察方向の補正を提供するように、第１の可撓性セグメント３１の末端３２の近くに置かれる。
【００４６】
さて、図１、２、及び１１を参照すれば、身体窩洞の見にくい部分を観察すためのシステムが説明されるであろう。このシステムは、前述のような内視鏡１０を備える。システムは、更に画像を獲得しこれを人間インターフェース装置１０に送るために、ハンドル及び観察用組立体１３を介して少なくも１個の光伝導体６２に結合された画像化装置９１を備える。ある実施例においては、現在の技術の多くの場合におけるように観測用組立体の望遠鏡又はアイピース部分を通じて光学画像コレクター６１により集められただ像を使用者が厳密に観察する代わりに、本発明のハンドル及び観察用組立体１３は、本技術熟練者に知られるように画像化装置９１のためのインターフェースを提供する手元側部分の組立体８４を備えることができる。ある実施例においては、画像化装置９１は、人間インターフェース装置１０１にビデオ出力を提供し得る画像化処理装置９３を含んだ画像転送装置９２である。別の実施例においては、画像化装置９１は、複数の光伝導体６２と光学的に結合された１対のカメラである。画像化装置９１の好ましい機能は、使用者により選ばれた対象区域の３次元画像を描くことである。典型的に、これは、それぞれ「光学的供給」を使用して達成される。更に、１対の光伝導体６２と光学画像コレクター６１とを利用している好ましい実施例においては、画像化装置９１は、対象区域の完全かつより広範囲の観察を描くために画像の各半分を獲得する。
【００４７】
本システムは、図１１に示されるように、人間インターフェース装置１０１を備える。
人間インターフェース装置１０１は、画像化装置９１と電気的又は光学的に結合される。種々の実施例において、人間インターフェース装置１０１は、例えばＣＲＴ、ＨＤＴＶのような第１の画像ディスプレー装置９４を有するディスプレー／インターフェース装置を含むことができ、そして好ましい実施例においては、第２の画像ディスプレー装置９４は本技術熟練者により知られかつ理解されるようにビデオステレオビュアーユニット９５を備える。人間インターフェース装置１０１の明瞭に見えることは重要な特徴であるが、本発明は、上に提供された例、又はその品質には限定されない。
【００４８】
本発明のある実施例は、直接視認制御下で身体窩洞の見にくい部分における処置を行う方法を含む。特に、本発明の方法は、端末に能動的可撓性シャフトセグメント３１を有しかつハンドル及び観察用組立体１３に連結されているシャフト組立体１２に連結されたフェースチップ組立体１１−１１”’のような内視鏡形式の器械１０を提供し；照明伝導体６２のような照明源を準備し；身体窩洞内にシャフト組立体の末端を挿入し；診断及び手術処置の両者を許すように挿入区域を適切にねらい、又は観察するために能動的な可撓性シャフトセグメントを希望の角度方向の撓みに操作する諸段階を含む。別の段階は、作業用器具を作業用チャンネル７１を通して身体窩洞内に前進させ、同時にこの器具がフェースチップ組立体１１−１１”’を通って出ることを監視することを含む。使用者は、例えば尿管又は腎臓のような身体窩洞の内側部分を観察でき、同時に作業用／手術用の器具の挿入を見ることができる。従って、直接の視認管理下で窩洞内の種々の処置を行うことができる。本方法は、挿入区域の洗浄及び身体窩洞からの特定物質の吸引の諸段階を含むことができる。本技術熟練者は、上の諸段階のあるものは、この実施例において提供された順序で行う必要がないことを知るであろうことに注意されたい。この方法は、対象区域１１４に関する組立体の適性位置に対するフェースチップ組立体の相対位置を、挿入中に観察する段階も含むことができる。
【００４９】
図面及び明細書において、本発明の典型的な好ましい実施例が明らかにされ、そして特定の用語が使用されたが、これら用語は説明のためにのみ使用され、限定を目的とするものではない。本発明は、図示された実施例を参照しかなり詳細に説明された。しかし、明細書において説明された本発明の精神と範囲の中で種々の変更及び変化を行うことができる。影響を受ける身体部分の寸法に留意しつつ本発明の内視鏡形式の器械に対して他の材料及び寸法を使用し得ることが理解される。更に、使用されるチャンネルの数と寸法範囲、器械に関連して使用できるアクセサリー（即ち、色素レーザー、光ファイバーなど）に応じて変更可能である。加えて、能動的な可撓性シャフトセグメントを、全固体、全半固体、完全可撓性、又はこれらの組合せであるその他のシャフトセグメントと共に使用することができる。更に、フェースチップ組立体は、適宜形式の内視鏡器械又はシャフト組立体と共に使用することができる。また、他の形状のハンドル及び別のデザインのハンドルを使用することができる。従って、本発明は、特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による、尿管鏡のような内視鏡の側面図である。
【図２】図１の内視鏡とともに使用するフェースチップ組立体の正面図である。
【図３】図２のフェースチップ組立体の側面図である。
【図４】図２及び３のフェースチップ組立体の斜視図である。
【図５】図１の内視鏡と共に使用するフェースチップ組立体の別の実施例の正面図である。
【図６】図５のフェースチップ組立体の側面図である。
【図７】図１の内視鏡と共に使用するフェースチップ組立体の別の実施例の正面図である。
【図８】図１の内視鏡と共に使用するフェースチップ組立体の別の実施例の正面図である。
【図９】図１の線９−９に沿って得られた図１の内視鏡の部分断面図である。
【図１０】図１の線１０−１０に沿って得られた図１の内視鏡の部分断面図である。
【図１１】窩洞内の見にくい部分を観察するためのシステムの線図である。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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2007503277.tif 000015
2007503277.tif 000016
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