(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用具の遠位部に配置される柔軟デバイスを移動させる小型走査システムであって、
前記柔軟デバイスを縦軸（Δ）に沿って案内するように構成された、縦軸を持つ内側シャフト（４）と、
傾斜外面（２０）を有し前記柔軟デバイスを保持するように構成された支台（２）と、
前記支台と係合するように構成され、かつ前記支台の前記傾斜外面（２０）と接触点で接触するように構成された少なくとも一つの端部（３０）を有するプッシャー機構（３）と、
を備え、
前記端部は、前記内側シャフトの前記縦軸に沿って平行移動するように構成され、前記端部の平行移動の結果、前記内側シャフトの縦軸と前記接触点とによって画成される屈曲面内で前記柔軟デバイスが屈曲し、
前記プッシャー機構は、プッシャー機構に取り付けられる前記端部（３０）を持つ可動スリーブ（３１）を有し、前記可動スリーブは前記内側シャフトの周りに取り付けられ該内側シャフトの縦軸周りに回転するように構成され、可動スリーブの回転の結果、前記端部と前記支台の傾斜外面との間の接触点の変化が生じる
ことを特徴とする小型走査システム。
【請求項２】
前記支台は、前記柔軟デバイスの周りに取り付けられる軸対称の構造を有することを特徴とする請求項１に記載の小型走査システム。
【請求項３】
前記可動スリーブは、前記縦軸周りの回転と前記軸に沿った平行移動を同時に行うように構成されることを特徴とする請求項１に記載の小型走査システム。
【請求項４】
前記可動スリーブの周りに取り付けられる外側シャフト（５）をさらに備え、前記可動スリーブは前記外側シャフトの内面に結合されて該外側シャフトの前記内面に対してらせん運動を実行することを特徴とする請求項３に記載の小型走査システム。
【請求項５】
前記可動スリーブおよび前記外側シャフトの内面がねじシステムによって結合されることを特徴とする請求項４に記載の小型走査システム。
【請求項６】
前記支台の外面は、前記可動スリーブの同時の回転運動と平行移動の結果、前記柔軟デバイスの端部のらせん運動を生じさせるように計算されていることを特徴とする請求項３に記載の小型走査システム。
【請求項７】
前記内側シャフトの前記縦軸周りに前記可動スリーブの回転駆動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の小型走査システム。
【請求項８】
前記回転駆動機構は、前記内側シャフトの凹部（４１）と駆動ロッドの中に配置される歯付きホイールを備えることを特徴とする請求項７に記載の小型走査システム。
【請求項９】
前記プッシャー機構は、独立して平行移動するように構成された少なくとも二つの端部を備えることを特徴とする請求項１に記載の小型走査システム。
【請求項１０】
前記プッシャー機構の少なくとも一つの端部を駆動する少なくとも一つの駆動モータをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の小型走査システム。
【請求項１１】
前記端部は、前記支台の傾斜外面に接するように構成された縁（３７）を備えることを特徴とする請求項１に記載の小型走査システム。
【請求項１２】
医療用具の遠位部に配置される柔軟デバイスと、前記柔軟デバイスの端部を移動させる請求項１ないし１１のいずれかに記載の小型走査システムと、を備える自動化デバイス。
【請求項１３】
前記柔軟デバイスは、撮像デバイス、治療デバイス、中空管のうちの一つであることを特徴とする請求項１２に記載の自動化デバイス。
【請求項１４】
医療用具の遠位端に配置される柔軟デバイスと、
前記柔軟デバイスの端部を移動させる、請求項１ないし１１のいずれかに記載の小型走査システムと、
を備える医療用具。
【請求項１５】
前記小型走査システムは、前記医療用具の近位端に配置された少なくとも一つの駆動モータを備えることを特徴とする請求項１４に記載の医療用具。
【請求項１６】
生体組織を検査するファイバー共焦点顕微鏡システムであって、
生体組織と接触する遠位部を持つ共焦点マイクロスコープであって、前記遠位部が光ファイバー束に接続される光学ヘッドを有している、共焦点マイクロスコープと、
前記光学ヘッドを移動させる、請求項１ないし１１のいずれかに記載の小型走査システムと、
を備えるファイバー共焦点顕微鏡システム。
【請求項１７】
前記小型走査システムは、前記顕微鏡の近位部に配置された少なくとも一つの駆動モータを備えることを特徴とする請求項１６に記載のファイバー共焦点顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療用具の遠位部の二次元移動を行う小型走査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、例えば米国特許出願第２００５／０２４２２９８号（参照により全体が本明細書に援用される）に記載されているような、生体組織の生体内in situ画像法用のファイバー束プローブに基づく共焦点撮像システムを開発した。この種のシステムは、ファイバー式共焦点顕微鏡とも呼ばれ、例えば図１１に模式的に示されている。支台１２０を介して光放出モジュール１３０に接続されているファイバー束プローブ１１０の近位面１１２に、レーザ１４０が走査される。光放出モジュール１３０は、ファイバー束プローブの各ファイバー内にレーザからの光を適切に入射させるという目的を有している。ファイバー束の近位面を走査する結果、ファイバー対ファイバーの光の入射と、束１１１の遠位端において観察下にある物体の点対点の照射が生じる。その結果、光学ヘッドを使用して収集され、同一のファイバーを通してファイバー束の近位端１１２へと戻され、最終的に同一の走査過程で検出器に伝達される光を、観察対象の物体の各照射ポイントが再放出する。
【０００３】
ファイバー式共焦点顕微鏡によって獲得される単一の画像は、典型的に、２４０×２００μｍ２の範囲をカバーする。画像サイズの小ささは、一方では高レベル解像度の必要性のためであり、他方では、光学ヘッド内に収容される光学レンズと、画像を撮像するファイバー束プローブを最小化して侵襲を最小化するためである。単一の画像は、決定診断をするために常に十分な大きさであるわけではなく、撮像システムの光学ヘッドの移動および収集された画像の混合によって組織範囲の走査に基づく大きな視野を持つ高解像度を得るための解決法が開発されてきた。出願人名義の米国特許出願第２００９／００４１３１４号は、視野が拡大された有効かつ完全な表現を提供するために使用可能である画像モザイク化技術について記載する。米国特許出願第２００９／００４１３１４号に記載されたモザイク化のアルゴリズムを用いると、組織上の３ｍｍ２のサンプル走査は、典型的に、約１分の連続期間で、以前にトレースされたラインから約２５μｍの精度で１５０μｍの距離を維持する必要がある。手動のスイープを用いる場合、このような長時間にわたりこの精度を得ることは困難である。さらに、手動のスイープは、最小の加速度および／または方向変化を持つ滑らかな運動を与えることはできない。これらは、走査される表面が生体組織の場合に重要である。
【０００４】
いくつかのアシスト式携帯型装置が文献で公開されている（例えば、B.C. Becker, R.A. MacLachlan, L.A.J. Lobes, and C.N. Riviere, "Semiautomated intraocular laser surgery using handheld instruments", Lasers in Surgery and Medicine, vol. 42, pp. 246-273, 2010を参照）。
【０００５】
Siebel et al.の米国特許出願第２００１／００５５４６２号は、内視鏡画像取得システムについて記載する。唯一の光ファイバーが、二組の圧電アクチュエータを使用して視野を横切るように駆動され、撮像システムの遠位端に光ファイバーに沿って配置され横軸で振動し、これによってファイバーを屈曲させてファイバーの先端がらせんを描く。ファイバーの移動は圧電アクチュエータの共振周波数の近傍で駆動されるので、大きな屈曲度合いに到達することができる。しかしながら、リアルタイムで組織を撮像するには高い共振周波数が必要であり、重い可動素子を用いる場合この技術はとても使用できない。
【０００６】
出願人は、医療用具（例えば外科用具または内視鏡用具）の遠位部を二次元移動させるとともに走査精度、移動の再現性および滑らかさを維持することができる小型走査システムを以下で提案する。小型走査システムは、例えば遠位光学ヘッドに関連するファイバー束、カテーテル、治療デバイスなどの、遠位部が重い可動要素を有している任意の医療用具に適用することができる。
【発明の概要】
【０００７】
少なくとも一つの態様では、本明細書に開示される実施形態は、医療用具の遠位部に配置される柔軟デバイスを移動させる小型走査システムに関する。小型走査システムは、柔軟デバイスを縦軸沿って案内するように構成された、縦軸を持つ内側シャフトと、外面を有し柔軟デバイスを保持するように構成された支台と、支台と係合するように構成され、かつ支台の外面と接触点で接触するように構成された少なくとも一つの端部を有するプッシャー機構と、を備える。端部は、内側シャフトの縦軸に沿って平行移動するように構成され、端部の平行移動の結果、内側シャフトの縦軸と接触点とによって画成される屈曲面内で柔軟デバイスが屈曲する。
【０００８】
このようにして、医療用具の近位部、すなわち、外科用具または内視鏡医療用具に適用されたときに手術領域に割り込むように意図された部分から離れたところに配置される、例えば電気モータである駆動モータによって、柔軟デバイスの端部の二次元運動を得ることができる。さらに、走査システムを小型化できるとともに、走査されるデバイスの端部の走査精度、再現性および運動の滑らかさを維持することができる。
【０００９】
一実施形態によると、支台は、柔軟デバイスの周りに取り付けられる軸対称の構造を有する。
【００１０】
さらなる実施形態によると、プッシャー機構は、プッシャー機構に取り付けられる端部を持つ可動スリーブを有し、可動スリーブは内側シャフトの周りに取り付けられ内側シャフトの縦軸周りに回転するように構成され、可動スリーブの回転の結果、端部と支台の外面との間の接触点の変化が生じる。
【００１１】
こうして、走査される面のアドレス指定が極基準座標内で実行される。
【００１２】
一実施形態によると、可動スリーブは、縦軸周りの回転と軸に沿った平行移動を同時に行うように構成されてもよい。
【００１３】
一実施形態によると、小型走査システムは、可動スリーブの周りに取り付けられる外側シャフトをさらに備えてもよく、可動スリーブは外側シャフトの内面に結合されて外側シャフトの内面に対してらせん運動を実行する。
【００１４】
一実施形態によると、可動スリーブおよび外側シャフトの内面がねじシステムによって結合される。
【００１５】
さらなる実施形態によると、支台の外面は、可動スリーブの同時の回転運動と平行移動の結果、柔軟デバイスの端部のらせん運動を生じさせるように計算されている。
【００１６】
一実施形態によると、小型走査システムは、内側シャフトの縦軸周りに可動スリーブの回転駆動機構をさらに備えてもよい。
【００１７】
一実施形態によると、回転駆動機構は、内側シャフトの中空部と駆動ロッドの中に配置される歯付きホイールを備える。
【００１８】
さらなる実施形態によると、プッシャー機構は、独立して平行移動するように構成された少なくとも二つの端部を備える。
【００１９】
一実施形態によると、小型走査システムは、プッシャー機構の少なくとも一つの端部を駆動する少なくとも一つの駆動モータをさらに備えてもよい。
【００２０】
さらなる実施形態によると、端部は、支台の外面に接するように構成された縁を備える。
【００２１】
第２の態様では、本明細書に開示される実施形態は、医療用具の遠位部に配置される柔軟デバイスと、柔軟デバイスの端部を移動させる第１の態様に係る小型走査システムと、を備えるロボット化デバイスに関する。
【００２２】
一実施形態によると、柔軟デバイスは、撮像デバイス、治療デバイス、中空管のうちの一つである。
【００２３】
第３の態様では、本明細書に開示される実施形態は、医療用具の遠位端に配置される柔軟デバイスと、柔軟デバイスの端部を移動させる、第１の態様に係る小型走査デバイスと、を備える医療用具に関する。
【００２４】
一実施形態によると、小型走査システムは、医療用具の近位端に配置された少なくとも一つの駆動モータを備える。
【００２５】
第４の態様では、本明細書に開示される実施形態は、生体組織と接触する遠位部を持つ共焦点マイクロスコープであって、遠位部が光ファイバー束に接続される光学ヘッドを有している、共焦点顕微鏡と、光学ヘッドを移動させる、第１の態様に係る小型走査デバイスと、を備える、ファイバー共焦点顕微鏡システムに関する。
【００２６】
一実施形態によると、小型走査システムは、顕微鏡の近位部に配置された少なくとも一つの駆動モータを備える。
【００２７】
第５の態様では、本明細書に開示される実施形態は、生体組織と接触する遠位部を持つ共焦点顕微鏡を使用する、高解像度高視野の生体内撮像を行う方法であって、遠位部は、光ファイバー束に接続された光学ヘッドを備え、第１の態様に係る小型走査システムを使用して光学ヘッドを移動し、光学ヘッドが移動される間、画像を収集し、収集された画像を組み合わせることを含む方法に関する。
【００２８】
一実施形態によると、光学ヘッドの運動がらせん運動である。
【００２９】
本開示の他の態様および利点は、以下の説明および添付の請求項から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】医療用具用の光学プローブの一例を示す図である。
【００３１】
【図２】一実施形態に係る小型走査システムの支台を示す図である。
【００３２】
【図３】一実施形態に係る小型走査システムのプッシャー機構を示す図である。
【００３３】
【図４】一実施形態に係る小型走査システムの内側シャフトを示す図である。
【００３４】
【図５】一実施形態に係る小型走査システムの外側シャフトを示す図である。
【００３５】
【図６】図３ないし６に示した部品を備える小型走査システムの一実施形態を示す図である。
【００３６】
【図７】図７Ａ、７Ｂは、図６に示した小型走査システムを使用する動作原理の模式図である。
【００３７】
【図８】一実施形態に係る支台の円錐形外表面の一例を示す図である。
【００３８】
【図９】図９Ａ、９Ｂは、理想的なアルキメデスらせんと比較した、本開示の一実施形態にしたがって作成された５倍プロトタイプの自動化ロボットおよびマニュアル駆動によって引かれるらせんの画像である。
【００３９】
【図１０】小型化走査システムの別の実施形態を示す図である。
【００４０】
【図１１】ファイバー式共焦点顕微鏡を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本開示の特定の実施形態について、添付の図面を参照して以下で詳細に説明する。様々な図における同じ要素には、同じ数字が付されている。本開示の実施形態は、医療用具の遠位部に配置された柔軟デバイスを動作させる小型走査システム、および小型走査システムを備えるロボット化デバイスに関する。
【００４２】
図２ないし５は、図６に示す小型走査システムの様々な部品であり、光学プローブ１の光学ヘッド１１の二次元移動を生じさせるように構成されている。光学プローブ１の一実施形態を図１に示す。
【００４３】
図１に示す光学プローブ１は、一つまたは複数の光学レンズと、光学プローブ１の柔軟部であるファイバーケーブル１２と、を収容する光学ヘッド１１を備える。光学プローブは、例えば、図１１に示すファイバー式共焦点マイクロスコープの遠位部である。光学ヘッド１１は、典型的に直径２．６ｍｍ、長さ１ｃｍであり、横方向解像度１．２μｍ、軸方向解像度３μｍであるサイズ２４０×２００μｍ２の画像を収集する。例えば図６に示す小型走査システムは、約３ｍｍ２の領域にわたり光学ヘッドを走査することができ、内径５ｍｍのチューブ内に組み込まれる全体構造を維持し、自動的に画像を収集するように光学ヘッドをナビゲートする。これについては以下で詳細に説明する。
【００４４】
図６は、図１に示す光学プローブを備えるロボット化（すなわち自動化）光学プローブ６の一部を示す。図６に示す実施形態では、小型走査システムは、支台（abutment）２、プッシャー機構３、および内側シャフト４を備える。支台２、プッシャー機構３、内側シャフト４は、それぞれ拡大図２、３、４に示されている。
【００４５】
図２では、支台２は、その遠位部に光学プローブを保持するように構成される。図２に示す実施形態では、支台２は、光学プローブの周りに取り付けられる軸対称の構造を有している。図２に示す実施形態に係る支台２は、光学ヘッドを保持する第１部分２１と、光学ヘッドに接続されたファイバーケーブルの一部をその間に保持する第２部分２２と、傾斜外面２０を持つ部分と、を備える。外面２０は例えば円錐形である。後述するように、平行方向に、しかしその名目位置で支台の軸とは異なる表面２０上に押し付けることで、支台−ゆえに走査デバイス−が上記軸と直角方向に曲がる。
【００４６】
内側シャフト４は光学プローブを案内するように構成される。例えば図４および６に示すように、内側シャフト４は、光学プローブの柔軟部である光ファイバーケーブル１２を受け入れるように構成された溝４５を持つチューブ４０を備える。溝の遠位端４４には、光ファイバーケーブル１２が保持され、溝の縦軸Δに沿って案内される。図６から明らかなように、光ファイバーケーブル１２の部分１３は自由であり、したがって支台の外面２０に軸力が作用すると屈曲することができる。光ファイバーケーブル１２のこの部分１３は、支台によって保持される光学プローブの部分と、内側シャフトに固定された光学プローブの部分と、の間に配置される。部分１３の長さは、屈曲時に最小曲率半径を確保するように十分長く、かつ部分１３が柔らかくなりすぎないように十分短い長さであってもよい。典型的に、光ファイバーケーブルの部分１３は０．３ｍｍ〜０．７ｍｍの間に構成され、好ましくは約０．５ｍｍである。
【００４７】
プッシャー機構３は、支台２と係合するように構成される。図３および６に示す実施形態では、プッシャー機構３は可動スリーブ３１に取り付けられた端部３０を備える。可動スリーブは内側シャフト４の周りに取り付けられ、内側シャフトの縦軸Δに沿って平行移動しかつ上記軸に沿って回転して、端部３０とともに駆動するように構成されている。端部は、動作時に支台の外面２０に接するように構成され、例えば、内側シャフトの縦軸Δと平行であるが明確に異なる面３６のエッジである。エッジ３７は、所与の接触点で外面２０と接触するように構成される。内側シャフトの縦軸に沿った可動スリーブの平行移動により、端部が支台を押して、内側シャフトの縦軸Δと、支台の外面２０とプッシャー機構の端部の表面３６との間の接触点と、によって画成される平面内で、支台および柔軟デバイスを屈曲させる。可動スリーブの回転の結果、上記接触点に変化が生じ、屈曲面内で変化が生じる。回転および平行移動は、独立してまたは同時に駆動されてもよい。図３の例に示す可動スリーブ３は、可動スリーブの平行移動中に支台２の部分２２と係合するガイド３２をさらに備える。支台２０は、可動スリーブの平行移動のコースを制限するようにさらに構成されてもよい。この目的のために、支台２は、ガイド３２の表面３５を停止するための面２０を備えていてもよい。
【００４８】
図６に示す例では、走査機構は、可動スリーブ３１の周りに取り付けられる外側シャフト５（図５に示す）をさらに備える。可動スリーブは、外側シャフトの内面に対してらせん運動を実行するように、外側シャフトの内面５１に結合されてもよい。この結果、可動スリーブの回転と平行移動が組み合わされる。例えば、らせん運動は、可動スリーブと外側シャフトの内面との間のねじシステム（３３、５１）によって達成される。こうすると、平行移動は回転角と比例する。走査システムは、内側シャフトの縦軸の周りに可動スリーブの回転駆動機構をさらに備えてもよい。例えば、回転駆動機構は、内側シャフトの凹部４１内に収容される歯付きホイール（図示せず）を備える。歯付きホイールは、可動スリーブ３１の歯付き内面３４と係合するように構成される。回転駆動機構は、内側シャフトの開口部４２を通過して歯付きホイールを駆動する駆動ロッド（図示せず）をさらに備えてもよい。医療用具の近位部に配置された駆動モータが、駆動ロッドを使用して歯付きホイールを回転させてもよい。図４に示すように、内側シャフト４は、溝の遠位端４４内での光ファイバーケーブルの案内を助ける凹部４３を備えてもよい。
【００４９】
支台の外面２０は、走査機構が駆動されるときの、走査デバイスの端部の二次元移動を決定するように計算されてもよい。例えば、二次元移動はらせんであってもよい。
【００５０】
光学ヘッド（図７Ａ、７Ｂには示さず）が配置される先端Ｐにおけるらせん移動を生じさせる、図６に示す小型走査システムの動作原理について、図７Ａ、７Ｂを参照して以下で説明する。この例では、可動スリーブ３１はらせん運動を描き、可動スリーブに取り付けられた端部３０の表面３６を駆動する。支台２の外面２０は、例えば円錐面である。上記円錐面の断面が図８に示されている。この円錐面は、図８に示すパラメータｆとパラメータｓの間の関係によって規定される。円錐面の上記パラメータは、例えば、半径が回転角に比例するアルキメデスらせんなどの、任意の所望のらせん形態を生成するように決定されてもよい。
【００５１】
図７Ａ、７Ｂは、円錐面２０を押して回転させるプッシング機構３を案内するらせん運動を生成する。これらの図において、円錐構造２が点Ｏに固定される。円錐構造は二方向（ピッチおよびヨー）でこの点の周りに移動できるが、自身の周りに回転する（ロール運動）ことはできない。この構成は、小さな傾き角度（θ＜１０°）では、光ファイバーケーブルのような堅いケーブルは、ファイバーが固定された点で正確に屈曲し、他の部分は直線のままであるという仮定に基づいている。屈曲に対して堅いファイバーケーブルの抵抗のために、プッシング機構の端部３０上に円錐構造が押し付けられると考えられる。光ファイバーケーブル１２は、端部３０および円錐構造２に取り付けられた可動スリーブ３１の中心線を通過する。
【００５２】
図７Ａでは、プッシング機構３は名目位置（ｄ＝０）にある。可動スリーブ３１と円錐構造２の中心線は一致する。この状況では、走査される領域の中心に、先端Ｐが配置される。図７Ｂでは、可動スリーブが反復される（ｄ＞０）。端部３０は円錐面２０を押す。これにより、円錐構造２が角度θで傾く。その結果、ｚ＝ｒ  ｓｉｎ（θ）の距離だけ点Ｐが平行移動する。可動スリーブの繰り返し回数ｄが、先端位置（ｚ）の変化量を決定する。可動スリーブが回転すると、半径ｚの円に沿ってｘｙ次元で先端Ｐを平行移動させる。可動スリーブの繰り返し（ｄ）を変化させると、この円の半径が変化する。このようにしてらせん運動が得られる。
【００５３】
こうして先端Ｐは、システムの機構によって受動的に制約される軌道をたどる。所望の軌道をたどる精度は、部品の機械構造の精度によってのみ制限されうる。図７Ａ、７Ｂに示す実施形態では、先端Ｐの所望の運動を得るためには、可動スリーブを回転させる必要があるのみである。遠位走査システムから離れて配置されたモータによって、単一の回転が駆動される。
【００５４】
図９Ａ、９Ｂは、Staubli（登録商標）ロボット、および本開示に記載された走査システムのプロトタイプによって、理想的なアルキメデスらせんとの一致度を測るためにそれぞれ描かれたらせんを比較している。プロトタイプは図６に示したシステムであるが、医療用具と共に使用される小型走査システムと比較して寸法が５倍に拡大されている。先端に鉛筆が配置され、駆動ロッドの回転によって可動スリーブを手動で動かすことによってらせんが描かれる。図９Ｂでは、この画像は５分の１の寸法で画像９１として再現されており、１倍の寸法の所望のアルキメデスらせんと比較される。理想的ならせんは、図９Ｂにドット９２で示されている。図９Ａでは、線９３が実際の寸法でStaubli（登録商標）ロボットによって作成されたらせんに対応する。図９Ａにも、理想的なアルキメデスらせん９２（指令された軌跡）が示されている。二つのシステムの比較は、関連する点の総数に対する、１５μｍの精度範囲の外にある点の測定された平均値に基づいている。これらの点は、図９Ａ、９Ｂに×印で示されている。この比率は、Staubli（登録商標）ロボットでは０．８９、本開示に係る走査システムでは０．９４である。これは、５倍の寸法では、本開示に係る走査システムは、１倍寸法のStaubli（登録商標）ロボットと同程度にアルキメデスらせんに追従することができることを意味する。Staubli（登録商標）ロボットは、大きな加速度が必要とされるごく中心部では理想的ならせんに追従することが困難である。
【００５５】
本開示は、ファイバー式共焦点マイクロスコープ（例えば、Mauna Kea Technorogies（登録商標）（パリ、フランス）製のCellvizio（登録商標）に組み合わせて生体内撮像向けに実装することができる。このシステムは、共焦点蛍光イメージングを実行し、１２フレーム毎秒の速度で、横方向解像度１２μｍ、軸方向解像度３μｍでサイズ２４０×２００μｍ２の画像を記録することができる。また、米国特許出願第２００９／００４１３１４号に開示されたモザイク化アルゴリズムを使用してもよい。共焦点プローブは、光ファイバーの柔軟な束と、先端に配置された、マイクロレンズをホスティングする光学ヘッドと、で構成されてもよい。柔軟な束の直径は１．４ｍｍである。光学ヘッドは、例えば２．６ｍｍの直径を持つ例えば１２ｍｍ長のシリンダである。
【００５６】
外側シャフトは、例えば５ｍｍの内径を持つ約３．５ｃｍの長さである。撮像のために、外科医は、外側シャフトの先端を手で対象の軌跡に移動し、組織をわずかに押す。外側シャフトの外縁が走査される領域を安定化させる。外側シャフトのエッジによって覆われた組織がわずかに曲がり、内部の光学ヘッドの先端に触れる。外科医はボタンを押して、可動スリーブを駆動するモータを起動する。可動スリーブが回転すると、光学ヘッドがらせん経路をたどって組織を自動的に走査する。走査が完了（約１分以内）すると、駆動モータが停止し、外科医はＬＥＤが点灯したことに気づく。この時点で走査は終了しモザイク化用の画像が収集される。外科医は組織からチューブを解放し、別のボタンを押して、別の走査をするためにシステムを初期化する。このボタンは駆動モータを逆方向に駆動して、約５〜１０秒で初期位置まで巻き戻す。
【００５７】
したがって、本開示の小型走査機構を用いて、組織の３ｍｍ２の範囲を走査することが可能である。これは、直径約２ｍｍの円形領域に相当する。完全ならせん走査のために、１分の期間が目標とされる。これは、連続する曲線の間に０．１５ｍｍの距離を持つらせん上の約０．３８ｍｍ／秒の直線速度に対応する。二つの連続する走査線の間の距離は、画像サイズによって制限され、０．２ｍｍ（２００μｍ）未満でなければならない。
【００５８】
上述したように、操作中に、外側シャフトが組織上に押し付けられる。外側シャフトおよび光学ヘッドがチューブ内部に接触する。走査中に機構がチューブ内部を移動するときに、この接触が維持されてもよい。例えば図８で説明した円錐構造２を用いると、走査半径は先端の傾斜によって変化する。らせんの半径が１ｍｍの場合、先端の高さの変化は０．０２５ｍｍであり、傾きは２．８７度である。両方の値とも、組織が光学ヘッドへの接触を維持するため、０．１ｍｍ未満および５度未満という許容範囲内にある。
【００５９】
図１０は、小型走査システムの別の実施形態を示す。小型走査システムは、縦軸に沿って柔軟デバイスを案内する内側シャフト（図１０には示さず）と、外面２０を用いて柔軟デバイス（図示せず）を保持するように構成された支台と、を備える。上記外面は、例えば軸対称の面であってもよい。小型走査システムは、内側シャフトの縦軸に沿って独立して平行移動するように構成された少なくとも二つの端部を持つプッシャー機構をさらに備える。図１０の例では、プッシャー機構は、三つの端部１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃを備えている。それぞれの端部が、外面２０と接触する縁１３７を有している。プッシャー機構は、上記端部を平行に駆動するための機構、例えばスライドシステム１３１、１３２を各端部１３０にさらに備える。図１０の例では、端部の一方の平行移動の結果、内側シャフトの縦軸と、端部１３０の縁１３７と外面２０との間の接触点と、によって画成される平面内で柔軟デバイスが屈曲する。異なる端部をともに駆動することで、柔軟部の先端の移動を規定することができる。
【００６０】
光学プローブを移動する上述の実施形態について説明したが、本開示の小型走査デバイスの機構は、デバイスの特性およびジオメトリから独立している。具体的には、小型走査デバイスは、操作される物体上でのあらゆる特別な操作を必要とせず、支台でのデバイスの固定で十分である。その結果、同じものを使用して、医療用具、または例えば中空管（例えばカテーテル）、治療装置（例えばプラズマジェット、電極、手術用具）、撮像デバイス（例えば内視鏡用の光学プローブ、内顕微鏡）などの柔軟部を有する少なくとも任意のデバイスの遠位部に配置されるように、任意の柔軟デバイスを移動させることができる。
【００６１】
限られた数の実施形態に対して本開示を説明してきたが、本開示の利益を受ける当業者であれば、本明細書の開示の範囲から逸脱しない他の実施形態を考案可能であることを理解するだろう。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項のみによって限定されるべきである。
【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７Ａ−７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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