(57)【要約】【課題】ユーザに対して観察される範囲を表示するビデオ内視鏡検査システムであって、観察される範囲を表す画像データをＵＷＢ信号技術によって無線送信するシステムを提供すること。【解決手段】ビデオ内視鏡検査システムは、観察される範囲に照明光を提供するためのＬＥＤおよびバッテリーを使用する。ビデオ内視鏡検査システムは、また、観察される範囲からの反射光を捕捉し、かつ反射光を表す画像データを生成するため、デジタルイメージングチップを使用し、反射光は次に、ユーザに対して表示するため、ビデオシステムに無線で送信される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオシステムに連結されている内視鏡装置であって、
前記内視鏡装置は、ハンドルに連結された近位端と、遠位端とを備え、かつ前記内視鏡にそれぞれ関連付けられたデジタルイメージングチップと照明装置とを備えており、
前記照明装置は、観察される範囲を照らすためのバッテリーと、前記範囲からの反射光を捕捉し、かつ画像データを生成す前記デジタルイメージングチップを備えた内視鏡装置を含んだ、ユーザに対して画像データを表示するビデオ内視鏡システムにおいて、
前記画像データは、ユーザに対して表示するために、超広帯域信号形式として前記ビデオシステムに無線で送信されることを特徴とする、ビデオ内視鏡システム。
【請求項２】
前記内視鏡装置は内視鏡を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項３】
前記内視鏡は可撓性の内視鏡を含んでいることを特徴とする、請求項２に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項４】
前記内視鏡装置は喉頭鏡を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項５】
前記デジタルイメージングチップは、ＣＭＯＳチップ、ＣＣＤチップ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択されていることを特徴とする、請求項１に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項６】
前記照明装置はＬＥＤを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項７】
前記画像データを表示するビデオ表示装置をさらに含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項８】
前記画像データを格納する記憶装置をさらに含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項９】
ビデオシステムに連結されているビデオ喉頭鏡であって、
前記ビデオ喉頭鏡は、ハンドルに接続された近位端と、遠位端とを備えたブレードを有しており、かつ前記ビデオ喉頭鏡にそれぞれ関連付けられたデジタルイメージングチップと照明装置とを備えており、
前記照明装置は、観察される範囲を照らすためのバッテリーと、前記範囲からの反射光を捕捉し、かつ画像データを生成する前記をデジタルイメージングチップと備えたビデオ喉頭鏡を含んでいる、ユーザに対して画像データを表示するビデオ喉頭鏡システムにおいて、
前記画像データは、ユーザに対して表示するために、超広帯域信号形式として前記ビデオシステムに無線で送信されることを特徴とする、ビデオ喉頭鏡システム。
【請求項１０】
前記デジタルイメージングチップは、ＣＭＯＳチップ、ＣＣＤチップ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択されていることを特徴とする、請求項９に記載のビデオ喉頭鏡システム。
【請求項１１】
前記照明装置はＬＥＤを含んでいることを特徴とする、請求項９に記載のビデオ喉頭鏡システム。
【請求項１２】
前記画像データを表示するビデオ表示装置をさらに含んでいることを特徴とする、請求項９に記載のビデオ喉頭鏡システム。
【請求項１３】
遠位端と近位端とを有するシャフトを含んでいる内視鏡であって、
前記近位端はハンドルに連結されており、
前記内視鏡は、
観察される範囲を照明する照明装置と、
前記照明装置に連結されて、該照明装置に電力を供給する電源と、
前記範囲からの反射光を捕捉し、かつ画像データを生成するデジタルイメージングチップとを備えた前記内視鏡を含んでいる、画像データを無線で送信しユーザに対して表示するビデオ内視鏡システムにおいて、
前記デジタルイメージングチップは、前記画像データを受信するために、連結回路を介してビデオシステムに超広帯域信号形式によって無線で連結され、
前記画像データが前記カップリング回路から表示装置に送信されることを特徴とする、ビデオ内視鏡システム。
【請求項１４】
前記デジタルイメージングチップは、ＣＭＯＳチップまたはＣＣＤチップから成る群から選択されていることを特徴とする、請求項１３に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項１５】
前記照明装置はＬＥＤを含んでいることを特徴とする、請求項１３に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項１６】
前記画像データを表示するビデオ表示装置をさらに含んでいることを特徴とする、請求項１３に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項１７】
前記画像データを格納する記憶装置をさらに含んでいることを特徴とする、請求項１３に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項１８】
前記連結回路は前記ハンドル内に配置されたことを特徴とする、請求項１３に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項１９】
前記連結回路は前記ハンドルと分離可能に接続することができることを特徴とする、請求項１８に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項２０】
ハンドルと、
遠位端と前記ハンドルに連結された近位端とを有するシャフトと、
観察される範囲に照明光を提供する照明装置と、
前記照明装置に連結された電池と、
前記観察される範囲の画像データを生成するイメージング装置と、
前記ハンドル内に位置しており、ユーザに対して表示するための前記画像データを処理し、超広帯域信号形式によってビデオシステムに送信する処理回路構成とを有する内視鏡を備えた、ユーザに画像データを無線で送信するためのビデオ内視鏡システムであって、
前記処理回路構成は前記ハンドルから分離可能に接続することができ、
前記イメージングチップは前記ビデオシステムに無線で連結されたことを特徴とする、ビデオ内視鏡システム。
【請求項２１】
前記処理回路構成は、前記ハンドルから分離可能に接続することができる封入カバー内に配置されたことを特徴とする、請求項２０に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項２２】
前記封入カバーは、前記封入カバーが前記ハンドルに挿入されたときに、完全に挿入されたかを前記封入カバーに示す可聴表示を含んでいることを特徴とする、請求項２１に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項２３】
前記バッテリーは前記封入カバー内に配置されたことを特徴とする、請求項２１に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項２４】
前記イメージングチップは、前記処理回路構成を介して前記ビデオシステムに無線で連結されたことを特徴とする、請求項２０に記載のビデオ内視鏡システム。
【請求項２５】
前記処理回路構成は、前記ビデオシステムに無線で送信するために前記画像データを処理することを特徴とする、請求項２０に記載のビデオ内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００６年２月２１日出願の米国特許出願第１１／３５８２０１号の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、ビデオ内視鏡装置に関し、より具体的には、非侵襲性の外科処置および挿管処置に使用される、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）信号形式を使用する無線送信内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国では、毎年約２０００万人の患者に対して手術および麻酔処置が行われる。外科手術の約５０％は全身麻酔を使用して行われ、それは、患者が眠らされ、換気および他の生理機能が監視されることを意味する。麻酔をかけられている間、患者の呼吸機能は一時的に無効になる。したがって、処置の間、換気は麻酔専門医によって患者に供給される。
【特許文献１】米国特許第６９１８８７２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／００８５９９４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
換気は気管内チューブを介して提供される。このチューブは、気管に挿入され、膨張可能なカフ（ｃｕｆｆ）によって気管の壁に接するようにされる。このチューブの挿入は危険を伴い、麻酔専門医は、それを回避するか少なくとも最小限に抑えようと努める。全身麻酔処置６，０００件〜８，０００例のうち１例が、死亡に至ると推測される。当然ながら多くの原因があるが、そのうち約３分の１が挿管処置によって引き起こされると推測される。
【０００５】
麻酔専門医が直面する主な障害としては、チューブが配置されるべき場所が離れていること、チューブが挿入されるとその結果として視界が制限されること、患者の解剖学的構造のばらつきおよび異常、器具を保持している間の麻酔専門医の姿勢が快適ではなく不自然であること、処置の間にブレード（ｂｌａｄｅ）を変更する必要がある可能性があること、ならびに迅速な挿管が必要なことが挙げられる。
【０００６】
チューブが挿入されるとき、処置のため、患者は眠らされ、高度に酸素供給され、次に麻痺され、したがって呼吸をしていないことに留意されたい。また、人工呼吸器はまだ作動していない。そのため、麻酔専門医は、患者に挿管し、カフを膨張させ、換気を開始するために、約２分しか与えられない。処置が失敗したために遅れが出ると、処置を止め、患者に換気マスクを当て、しばらくマスクを介して酸素を供給し、マスクを取外し、必要であれば投薬を調節し、次に改めて最初から始めなければならない。これにより、手術が遅れ、患者が麻酔を受ける時間が延びる。麻酔を受けている時間がこのように延びることは、特に高齢の患者にとって非常に重大な結果を有することがある。
【０００７】
内視鏡設備および小型カメラの出現によって、器具類は、ビデオ画面上で帯状部分（ｃｏｒｄｓ）および喉頭を見ることができるようになり、それによって、比較的迅速かつ安全なやり方で患者の挿管が容易になる程度まで改善された。システムは、一般に、例えば、感光性チップの形態のイメージセンサとしての電荷結合素子（ＣＣＤ）を使用し、それは、光学信号を電気信号に変換し、その信号はＣＣＤから例えば画像感知カメラモジュールに送信される。しかしながら、そのようなシステムは、一般に、照明ケーブルを介して装置の前方の範囲に照明光を供給する照明源を使用し、ＣＣＤによって捕捉された画像を、画像ケーブルを介してビデオモニタに返す。ケーブル配線および光ガイドは、システムに複雑さを付加し、かつそれに応じて装置のサイズおよび重量を増加させる場合がある。
【０００８】
内視鏡は、現在、低侵襲手術に広く使用されている。内視鏡は、一般に、光を手術範囲に導くため、通常は光ファイバーケーブルの形態である光誘導システムを含む。光誘導システムは、一般に、光誘導システムがブレードの前方の範囲を照明するように配置されるように、喉頭鏡のハンドルの中を通って、かつブレード内に位置するガイドチューブの中を通って伸びる。内視鏡は、一般に、内視鏡のシャフト内に配置された、例えば剛体のロッドレンズシステムの形態の画像誘導システムも含む。画像誘導システムは、規則正しい可撓性の光ファイバー束として構成することもできる。画像誘導システムは、ブレードの前方の範囲からの反射光をカメラに伝達するために利用される。内視鏡の近位端に取り付けられたカメラは、通常、ＣＣＤセンサを含む。イメージガイドは、一般に、装置の遠位端から、ガイドチューブの中を通って、次に例えば装置のハンドルの中を通って伸びる。
【０００９】
一般に、光誘導システムおよび画像誘導システムの組み合わせは、ハンドルに恒久的に取り付けられ、また連続的であって、装置の遠位端から、ハンドルの中を通って、画像誘導システムはカメラまで伸び、光誘導システムは光源まで伸びる。したがって、ガイドチューブに挿入するためにハンドルから伸びる光誘導システムおよび画像誘導システムは、一般に、可撓性の干渉性光ファイバー束を含む。ただし、装置を再構成するとき、その束は、ガイドチューブの開口部に慎重に挿入されるか、またはそこから引き抜かれなければならない。このため、装置が挿管プロセスの最中に再構成されなければならない場合、医師が束をチューブに通すのに受容し難い量の時間がかかることがある。
【００１０】
光および画像誘導システムは、システムが照明光および反射画像を信頼性高く伝達することを確保するため、一般に、ハンドルに恒久的に取り付けられている。分離可能に接続することができる光および画像誘導システムを利用するため、取付け手段は、光および画像誘導システムの位置合わせがずれないように、部材を適所にしっかりと保持しなければならない。また、取付け手段は、できるだけ注意を払わずに、それでもなお信頼性高く連結手続きを実行することができるように、可能な限り容易かつ迅速に操作できるものでなければならない。
【００１１】
また、使用されるいずれの可撓性の束も、容易に破損し、かつ／または時間とともに摩耗して、システムが劣化したり動作不能になることがある。束が破損したかどうかは、装置の目視検査では分からないことが多いので、医師が、破損していることに気付かずに、破損したまたは誤動作する喉頭鏡を調達する場合があることが考えられる。器具が誤動作していることを判断し、それを引き抜き、別の喉頭鏡を見つけ、次に患者に挿管するのに伴う時間は、麻酔を受けている患者に対する深刻な悪影響を有することがある。
【００１２】
さらに、喉頭鏡は、ほとんどの医療器具と同様、使用後に滅菌されなければならない。光および画像誘導システムは、ハンドルに恒久的に取り付けられているため、非常に高い温度にさらされ、それもまた可撓性の束の摩耗および／または不具合を引き起こす。また、光および画像誘導システムがハンドルおよびブレードと共に滅菌プロセスを受けるので、ハンドルは気密封止されなければならず、それが、そのような装置を製造する際のコストを大幅に増加させることがある。
【００１３】
体内の情報を得るために無線システムを使用することが検討されてきた。例えば、特許文献１および特許文献２は、電波によって情報を送信するカプセルタイプの医療装置を使用することを教示している。カプセル装置は患者によって呑み込まれる。しかし、これらのタイプのシステムに関する問題は、装置が、患者の消化路を検査するためにしか使用できず、体内の特定範囲を検査するために医師が操作できないことである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
したがって、現在のシステムの複雑さとサイズを低減する、内視鏡装置に使用される改善されたビデオイメージングシステムを提供することが求められる。
【００１５】
さらに、装置の変更または再構成に必要な時間を低減する、内視鏡装置に使用される改善されたビデオイメージングシステムを提供することが求められる。
【００１６】
さらに、上述の利点を達成するとともに、装置の製造に関連するコストを低減する、内視鏡装置に使用される改善されたビデオイメージングシステムを提供することが求められる。
【００１７】
さらにまた、ブレードの端部からハンドルまで、またハンドルからビデオ機器まで伸びるガイドを有することに関連する問題を最小限に抑える、喉頭鏡に使用される改善されたビデオイメージングシステムを提供することが求められる。
【００１８】
これらおよび他の目的は、内視鏡装置内に位置するデジタルイメージングチップ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｃｈｉｐ）を利用する内視鏡装置を提供することによって達成される。また、観察される範囲を照明するため、発光ダイオード（ＬＥＤ）がさらに内視鏡装置内に位置してもよい。
【００１９】
デジタルイメージングチップは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳチップのいずれかを含んでもよいと考えられる。
【００２０】
さらに、デジタルイメージングチップは、観察される範囲から捕捉された画像データを無線で送信するため、無線装置として提供されてもよいと考えられる。これは多くの顕著な利点を提供する。第一に、データを無線で送信することにより、装置に対する光ガイドおよびイメージガイドの両方を排除することが可能になる。可撓性の内視鏡において、これは、例えば、干渉性光ファイバーケーブルの提供に関連したコストが低減され得ることを意味する。また、そのようなケーブルが正常な使用および操作によって受ける摩耗および断裂も回避される。さらにまた、可撓性の部分がその中に光ガイドまたはイメージガイドを維持する必要がなくなるので、装置のサイズ、すなわち直径が低減され得る。
【００２１】
ビデオ喉頭鏡の場合、光ガイドおよびイメージガイド（ｉｍａｇｅ  ｇｕｉｄｅｓ）は、可撓性のケーブルか剛性の取付け部材かに関わらず排除されてもよい。このように、ケーブルが排除されているので、医師は、ケーブルを取り付けたり、またはガイドに通すことを気にしたりする必要がなくなる。これにより、ブレードのより迅速な変更、および、例えば喉頭鏡の患者へのより迅速な挿管が可能になる。
【００２２】
光ガイドおよびイメージガイドを排除することで、また、内視鏡か喉頭鏡かに関わらず、装置の設計をより単純かつより面倒の少ないものにすることができる。特に、内視鏡または喉頭鏡が完全に無線で提供される場合、医師は、ワイヤまたはケーブルに配慮することなく、自由に移動し、装置を操作することができる。
【００２３】
ビデオ内視鏡の場合、デジタルイメージングチップは、１つの有利な実施形態では、可撓性の内視鏡の遠位端に配置されてもよい。デジタルイメージングチップに隣接して配置されるＬＥＤは、例えば１２時間まで持続できるバッテリーを備えてもよい。あるいは、ＬＥＤおよび／またはデジタルイメージングチップは、個々に、または両方とも、内視鏡の近位端または内視鏡ハンドル内に位置してもよいと考えられる。ＬＥＤおよび／またはデジタルイメージングチップのいずれかが内視鏡の近位端またはハンドル内に配置される場合、照明光ガイドは、内視鏡の前方の観察される範囲に照明光を伝達するため、可撓性の内視鏡の中に配置されると考えられる。同様に、デジタルイメージングチップが内視鏡の近位端またはハンドル内に位置するとき、イメージガイドは、反射光をデジタルイメージングチップに戻すため、可撓性の内視鏡の中に位置することが必要になる。
【００２４】
同様の構成は、ビデオ喉頭鏡の用途に使用されてもよく、デジタルイメージングチップは、ＬＥＤと共に、喉頭鏡ブレードの遠位端または近位端のいずれか、あるいはハンドル内に位置してもよい。ビデオ／照明装置がブレードまたはハンドルから取外し可能であるように、ブレードまたはハンドルは、デジタルイメージングチップおよびＬＥＤを受け入れるためのキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）を備えてもよいと考えられる。このように、ブレードまたはハンドルは正常なものとして滅菌されてもよく、単一のビデオ／照明装置は多数のブレードと共に使用されてもよい。これにより、ビデオ／照明装置が破損した場合に、それを修理および／または交換することも可能になる。
【００２５】
さらに、デジタルイメージングチップによって生成された画像信号は、表示のためにビデオシステムに無線で送信されてもよいと考えられる。デジタルイメージングチップからの無線送信は、本明細書に上述された利点を可能にする。
【００２６】
１つの有利な実施形態では、無線送信は、超広帯域（ＵＷＢ）技術を使用することによって実施されてもよい。ＵＷＢシステムは、従来のシステムよりもはるかに広い周波数にわたって信号を送信する。ＵＷＢ信号が占めるスペクトルの量、例えばＵＷＢ信号の帯域幅は、一般に中心周波数の少なくとも２５％である。ＵＷＢ信号を生成するための一般的な技術は、１ナノ秒未満の持続時間を有するパルスを送信することである。
【００２７】
多くのＵＷＢ技術を有効に使用できると考えられる。例えば、１つのＵＷＢ技術は多帯域直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）方式であり、別の技術は直接拡散超広帯域（ＤＳ−ＵＷＢ）方式である。これらの技術のどちらかを有効に使用できると考えられる。
【００２８】
無線送受信機は、電子機器が例えば無効分を使用しないＣＭＯＳに統合されるので、比較的小型で、低電力、かつ低コストで製作することができる。さらに、超広帯域／非正弦波信号は、正弦波スペクトルと共存し、かつそれに干渉しないスペクトルを形成する。これは、任意の周波数帯中の電力の量が比較的小さくなるように、送信された電力が比較的大きな帯域幅全体にわたって拡散されるためである。
【００２９】
メモリ装置がさらに、処置を記録するために提供されてもよい。デジタルイメージングチップとビデオ表示装置との間に通信の中断がある場合に、集められた画像データが一時的に蓄積されて、何らかの起こり得る中断の後に医師が装置の配置を監視できるように、メモリ装置は、例えば内視鏡装置内に提供されてもよい。
【００３０】
さらに、一実施形態において、ビデオ／照明モジュールを取外し可能にキャビティに挿入できるように、キャビティを覆う窓が提供されてもよいと考えられる。あるいは、ビデオ／照明モジュールは、ハンドルに取外し可能に、または恒久的に固着されてもよい。
【００３１】
したがって、無線送信によって、装置をより小型にし、設計をより単純にし、ワイヤまたはケーブルの取り扱いを不要にすることができ、医師の移動が大幅に容易になり、コストが低減され、かつ交換可能にすることができる。
【００３２】
したがって、本発明の１つの有利な実施形態では、ビデオシステムに連結される内視鏡装置を備え、内視鏡装置が、遠位端とハンドルに接続された近位端とを有し、かつ、内視鏡装置に関連付けられた、観察される範囲を照明するための照明装置およびバッテリーを有するビデオ／照明装置と、その範囲からの反射光を捕捉し、かつ画像データを生成するデジタルイメージングチップとを含む、ユーザに対して画像データを表示するビデオ内視鏡システムが提供される。システムは、画像データが、ユーザに対して表示するため、ビデオシステムに無線で送信されるように提供される。
【００３３】
別の有利な実施形態では、ビデオシステムに連結される可撓性の内視鏡を備え、可撓性の内視鏡が、遠位端とハンドルに接続された近位端とを有し、かつ、可撓性の内視鏡にそれぞれ関連付けられた、観察される範囲を照明するためのバッテリーを有する照明装置と、その範囲からの反射光を捕捉し、かつ画像データを生成するデジタルイメージングチップとを含む、ユーザに対して画像データを表示するビデオ内視鏡システムが提供される。システムは、画像データが、ユーザに対して表示するため、ビデオシステムに無線で送信されるように提供される。
【００３４】
さらに別の有利な実施形態では、ユーザに対して画像データを表示するビデオ喉頭鏡システムが提供される。システムは、ビデオシステムに連結されて、遠位端とハンドルに接続された近位端とを有するブレードを有するビデオ喉頭鏡を備える。システムは、さらに、ビデオ喉頭鏡にそれぞれ関連付けられた、観察される範囲を照明するためのバッテリーを有する照明装置と、その範囲からの反射光を捕捉し、かつ画像データを生成するデジタルイメージングチップとを含む。システムは、画像データが、ユーザに対して表示するため、ビデオシステムに無線で送信されるように提供される。
【００３５】
さらに別の有利な実施形態では、デジタルイメージングチップおよび照明装置を内視鏡装置上に配置する工程と、内視鏡装置をビデオシステムに無線で連結する工程とを含む、内視鏡装置で範囲を観察する方法が提供される。方法は、さらに、観察される範囲をバッテリーによって電力供給された照明装置で照明する工程と、デジタルイメージングチップによって捕捉された反射光に基づいて画像データを生成する工程とを含む。方法は、さらにまた、画像データをビデオシステムに無線で送信する工程と、画像データをユーザに対して表示する工程とを含む。
【００３６】
さらに別の有利な実施形態では、画像データを無線で送信し、それをユーザに対して表示するビデオ内視鏡システムは、内視鏡装置を備えて提供される。内視鏡装置は、観察される範囲を照明する照明装置と、照明装置に連結された、それに電力を供給する電源と、その範囲からの反射光を捕捉し、かつ画像データを生成するデジタルイメージングチップとを含む。システムは、画像データを受信するため、デジタルイメージングチップがカップリング回路を介してビデオシステムに連結されるように提供される。システムは、さらに、画像データがカップリング回路から表示装置に送信されるように提供される。
【００３７】
さらに別の有利な実施形態では、ビデオシステムに連結されて、遠位端とハンドルに接続された近位端とを有する内視鏡を備える、ユーザに対して画像データを表示するビデオ内視鏡システムが提供される。内視鏡は、内視鏡に関連付けられた、デジタルイメージングチップおよび照明装置を含む。照明装置は、観察される範囲を照明するためのバッテリーを有する。デジタルイメージングチップは、その範囲からの反射光を捕捉し、かつ画像データを生成するために提供される。システムは、画像データが、ユーザに対して表示するため、超広帯域信号形式としてビデオシステムに無線で送信されるように提供される。
【００３８】
さらに別の有利な実施形態では、ビデオシステムに連結されて、遠位端とハンドルに接続された近位端とを有するブレードを有するビデオ喉頭鏡を備える、ユーザに対して画像データを表示するビデオ喉頭鏡システムが提供される。システムは、さらに、ビデオ喉頭鏡に関連付けられた、デジタルイメージングチップおよび照明装置を含む。照明装置は、観察される範囲を照明するために提供され、バッテリーを有する。デジタルイメージングチップは、その範囲からの反射光を捕捉し、かつ画像データを生成するために提供される。システムは、画像データが、ユーザに対して表示するため、超広帯域信号形式としてビデオシステムに無線で送信されるように提供される。
【００３９】
さらに別の有利な実施形態では、遠位端とハンドルに連結された近位端とを含む内視鏡装置を備える、画像データを無線で送信し、それをユーザに対して表示するビデオ内視鏡システムが提供される。内視鏡装置は、さらに、観察される範囲を照明する照明装置と、照明装置に連結された、それに電力を供給する電源と、その範囲からの反射光を捕捉し、かつ画像データを生成するデジタルイメージングチップとを含む。システムは、画像データを受信するため、デジタルイメージングチップが、カップリング回路を介してビデオシステムに超広帯域信号形式によって無線で連結され、また、画像データがカップリング回路から表示装置に送信されるように提供される。
【００４０】
本発明の他の目的ならびにその詳細な特徴および利点は、以下の図面および付随する詳細な説明を考察することによってさらに明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
ここで図面を参照するが、図面全体にわたって類似の参照番号は対応する構造を表す。
【００４２】
内視鏡装置１０２と共に使用されるビデオシステム１００が、図１に示されている。内視鏡装置１０２は、例えば、図４〜６に示されるような喉頭鏡１３０、または図７〜８に示されるような内視鏡１７０を含んでいてもよいと考えられる。
【００４３】
ビデオ／照明装置１０４は、内視鏡装置１０２内に位置し、図２に示されるような、デジタルイメージングチップ１０６、ＬＥＤ１０８、バッテリーなどの電源１１０、およびメモリ１１１を含んでいてもよい。あるいは、ビデオ／照明装置１０４は、デジタルイメージングチップ１０６およびＬＥＤ１０８のみを含み、バッテリー１１０およびメモリ１１１は、バッテリー１１０およびメモリ１１１の図２における破線によって表されたハンドル１３２内に配置されてもよいと考えられる。この構成では、電力は、チャネルまたはカップリングを介して、ハンドルからＬＥＤ１０８およびデジタルイメージングチップ１０６に伝達され、画像データは、画像チャネルを介してデジタルイメージングチップ１０６からハンドル１３２に送信される。電力およびデジタル画像データの伝達を容易にするため、有線接続または無線接続を含んでもよい単一のカップリングまたはチャネルが使用されてもよいと考えられる。
【００４４】
ＬＥＤ１０８は、サイズが非常にコンパクトであるが、それでもなお、観察される範囲、例えば内視鏡装置１０２の前方の範囲などを照明することができる。
【００４５】
バッテリー１１０は、業界で一般的に使用されるような任意のバッテリータイプを含んでもよく、また、１２時間のバッテリー寿命を有していてもよいと考えられる。さらに、バッテリー１１０は、１つの有利な実施形態では再充電可能であってもよい。
【００４６】
図１を再び参照すると、ビデオ／照明装置１０４は、観察される範囲からの反射光を捕捉し、反射光を、送信回路構成１０５を介してビデオシステム１１２に送信されてもよい画像データに変換する。この送信は、有利には無線であってもよい。送信は、任意の受信可能な送信手段を含んでいてもよく、例えば無線周波送信が挙げられるがそれに限定されない。好ましい一実施形態では、送信回路構成１０５は、画像データをビデオシステム１１２に送信するため、ハンドル１３２内に配置される。
【００４７】
ビデオシステム１１２は、１つの有利な実施形態では、ビデオ受信器／カプラー１１４およびビデオシステム／表示装置１１６を含んでいてもよい。ビデオ受信器／カプラー１１４は、ビデオ／照明装置１０４によって生成された画像データを受信するため、任意のタイプの電子回路構成および／またはハードウェアを含んでいてもよい。ビデオ受信器／カプラー１１４は、例えば、図３に示されるような、カップリング回路構成またはハードウェア（１１８）、増幅回路構成またはハードウェア（１２０）、ならびに送信回路構成またはハードウェア（１２２）を含んでいてもよいと考えられる。
【００４８】
ビデオ／照明装置１０４とビデオシステム１１２のと間の無線送信は、２つの異なる方向を指す矢印を有する曲線として図１に示される。ビデオシステム１００の起動の際、ビデオ受信器／カプラー１１４は、ビデオ／照明回路構成と「手をつないで」それらの間の通信を確立することができると考えられる。
【００４９】
１つの有利な実施形態では、無線送信はＵＷＢ送信を含む。ＵＷＢシステムは、従来のシステムよりもはるかに広い周波数にわたって信号を送信するため、比較的大量のデータを送信することができる。これは、比較的高い解像度が有益であり、かつ信号の遅れは望ましくない、ビデオ医療システムには有利である。例えば、多帯域直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）方式または直接拡散超広帯域（ＤＳ−ＵＷＢ）方式など、多くのＵＷＢ技術を有効に使用することができる。
【００５０】
デジタルイメージングチップ１０６は、１つの有利な実施形態では、ＣＭＯＳチップを含んでもよいと考えられる。ＣＭＯＳチップは、比較的小さなサイズで製造し、比較的低い電力を利用し、かつ安価にすることができる。ＵＷＢ信号は、また、医療環境に使用されるのに良好な信号特性を示してもよい。例えば、超広帯域／非正弦波信号は、既存の手術室設備におけるあらゆる干渉を最小限に抑えるように、正弦波スペクトルに干渉しない。この利点は、少なくとも部分的には、ＵＷＢ信号によって送信される電力が比較的大きな帯域幅全体にわたって拡散されることによって達成される。換言すれば、任意のある周波数帯における任意の時間の電力量は比較的小さい。
【００５１】
また、ビデオ／照明装置１０４に関連する情報、例えば、コンフィギュレーションデータ、使用データ、および／または保守データに関連する情報は、ビデオ受信器／カプラー１１４によってメモリ１１１からダウンロードされてもよいと考えられる。これは、異なるビデオ受信器／カプラー１１４が異なる内視鏡装置と共に使用される場合に特に有用である。データは、例えば、特定のビデオ受信器／カプラー１１４の総使用時間数を医師に通知し、また、予定されている、あるいは必要な保守に関連するメッセージを提供してもよい。さらに、メモリ１１上のデータ、特にシステムの使用および保守に関連するものは更新されてもよいと考えられる。
【００５２】
ビデオシステム１１２が、内視鏡装置１０２を識別し、それとの通信を確立すると、ＬＥＤ１０８を作動させるため、コマンド信号がビデオ／照明装置１０４に送られてもよい。コマンド信号は、通信を確立する際には自動であってもよく、または、有利には、図１に見られるような内視鏡装置１０２上に位置するスイッチ１２４を介して手動であってもよいと考えられる。
【００５３】
ビデオシステム／表示装置１１６は、実際には、ビデオ／照明装置１０４によって生成された画像データを表示するための、任意の市販のビデオシステムおよびモニタを含んでいてもよい。
【００５４】
図４では、内視鏡装置１０２は、取付け可能なブレード１３４と共にハンドル１３２を有するビデオ喉頭鏡１３０を含んでいる。ハンドル１３２は、刻み付きの外側把持面１３６を備えていてもよいが、これは必須ではない。この実施形態に示されるブレード１３４は、よく知られたＭｃＩｎｔｏｓｈブレードであり、任意に、ヒンジタイプの接合部（ｊｏｉｎｄｅｒ）１３８もさらに含んでいてもよい。
【００５５】
ヒンジタイプの接合部１３８は、ハンドル１３６の下側端部とブレード１３４の近位端１４４とにそれぞれ固定された、一対の従来のヒンジソケット１４０とコネクタ１４２とを含んでいる。ソケット１４０は、さらに、クロスバー（ｃｒｏｓｓｂａｒ）１４６を含んでいる。コネクタ１４２は、ブロック１５０内にフック１４８を含んでおり、図４および５に見られるように、ブロック１５０はソケット１４０内に嵌合する。フック１４８はクロスバー１４６に係合し、ハンドル１３２は、ブレード１３４がハンドル１３２にしっかりと固定されるように９０度回転される。これは、この種の器具類に使用される一般的なヒンジタイプの接合部１３８であって、すべてのブレードの形態に有用であり、それらの形態のうち２つの図示された形態（図４および６）は例にすぎない。移動止めボール１５２は、ハンドル１３２およびブレード１３４を共に分離可能に保持し、組み立てられた構成では直立している。組み立てられた器具は、処置の間、剛体である。
【００５６】
ブレード１３４は、球状の縁部１５６によって滑らかにされてもよい遠位端１５４を有している。ブレードは、遠位端１５４から近位端１４４に向かって伸びた、湾曲した上面１５８を有している。この上面１５８は、舌を持ち上げ、その下の声帯を映像化できるようにするのに使用される。
【００５７】
図４および５に見られるように、ブレード１３４は、さらに、ブレード１３４の遠位端１５４にキャビティ１６０を含む。キャビティ１６０は、ビデオ／照明装置１０４をその中に受け入れるように設計されている。さらに、１つの有利な実施形態では、キャビティ１６０は、ビデオ／照明装置１０４を保護するように働いてもよい透明な窓１６２を含んでもよい。さらに、ビデオ／照明装置１０４は、キャビティ１６０から取外し可能であってもなくてもよいと考えられる。
【００５８】
図４に見られるように、ビデオ／照明装置１０４は、ブレード１３４の前方の範囲を照明するように、例えばブレード１３４の遠位端１５４にあるキャビティ１６０内に配置されてもよい。ビデオ／照明装置１０４は、さらに、反射光に対応する画像データを生成するため、ブレード１３４の前方の範囲からの反射光を捕捉するように配置される。次に、画像データは、有利には、処理回路構成１０５に連結１０７されて、表示するためにビデオシステム１１２に無線で送信されてもよい。無線送信は、例えばＵＷＢ信号によって実施されてもよいと考えられる。このように、処理回路構成１０５は、ビデオシステムに送信するため、画像データをＵＷＢ信号形式にするために使用されてもよい。
【００５９】
さらに、ハンドル１３２内に配置された処理回路構成１０５は、ハンドル１３２内に配置された分離可能な封入カバー（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）１０９（図９）内にさらに封入されてもよいと考えられる。例えば、ブレード１３４に沿って配置されてもよいデジタルイメージングチップ１０６およびＬＥＤ１０８の電源を入れ、かつそれらを制御するため、エレクトロニクスの封入カバーは、ハンドル１３２に挿入可能であって、ハンドル１３２内で適所に係止するために可聴の「クリック音（ｃｌｉｃｋ）」を提供してもよい。これは、有利には、例えば滅菌および／または加圧減菌の間の、分離可能な封入カバー１０９の取外しを提供する。分離可能な封入カバー１０９は、さらにバッテリー１１０を含んでいてもよいと考えられる。
【００６０】
次に図４Ａおよび５Ａを参照すると、本発明の代替実施形態が示されている。この実施形態では、ビデオ／照明装置１０４はブレード１３４の近位端に位置している。ビデオ／照明装置１０４は、ブレード１３４の近位端に位置するように示されているが、例えば、デジタルイメージングチップ１０６および／またはＬＥＤ１０８は、個々に、または両方とも、近位端に配置されていてもよいと考えられる。この実施形態では、ＬＥＤ１０８によって生成された照明光をブレード１３４の遠位端に伝達し、かつ反射光をデジタルイメージングチップ１０６に返すため、照明／イメージガイド１６１が提供される。デジタルイメージングチップ１０６は、例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳチップを含んでいてもよいが、それらに限定されない。有利には、システムはさらにＵＷＢ信号技術を利用していてもよい。
【００６１】
ＬＥＤ１０８のみがブレード１３４の遠位端に配置される場合、照明／イメージガイド１６１は、デジタルイメージングチップ１０６に反射光を返すため、イメージガイドを含んでいればよい。同様に、デジタルイメージングチップ１０６のみがブレード１３４の遠位端に配置される場合、照明／イメージガイド１６１は、観察される範囲に照明光を伝達するため、照明ガイドを含んでいればよい。
【００６２】
次に図６を参照すると、ビデオ喉頭鏡１３０の代替構成が提供される。この構成では、ビデオ喉頭鏡１３０は、図４および５に関連して記載されたものに類似しているが、真直ぐなブレード１３４を備えている。これは、よく知られたＦｏｒｅｇｇｅｒ−Ｍａｇｉｌｌブレードである。本発明は、多くの異なる構成で等しく使用されてもよく、また、図４〜６に示された特定の構成は、単に例として提供されたものであり、限定として提供されたものではないと考えられる。本発明は、実質的に、患者の必要性に応じて医師が選択するあらゆる喉頭鏡構成で使用されてもよいことが、医師には明らかであろう。
【００６３】
さらに、本発明は、同様に、乳児および未熟児の解剖学的構造の理由から喉頭鏡の直径が非常に小さい、新生児の挿管処置における用途を有してもよいと考えられる。これらのタイプの非常に小さな直径の喉頭鏡は、一般に、挿入部分の少なくとも一部に関して可撓性である。
【００６４】
図６Ａを参照すると、図６の代替実施形態は、ビデオ／照明装置１０４がブレード１３４の近位端に配置されて示される。この有利な実施形態は、図４Ａおよび５Ａに関連して記載した実施形態に類似しており、したがって、ここでは再び説明しない。
【００６５】
次に図７および８を参照すると、内視鏡装置１０２としての内視鏡１７０が示されている。内視鏡１７０は、図４〜６に関連して上述したようなハンドル１３２と、シャフト１７２とを含んでいてもよいと考えられる。シャフト１７２は、図７に示すような剛性の部材を含んでいてもよく、または、有利には、図８に示すように、シャフト１７２の少なくとも一部については可撓性の部材を含んでいてもよい。内視鏡のシャフト１７０は、剛性か可撓性かに関わらず、当該分野でよく知られた接続機構によってハンドル１３２に取り付けられていてもよい。
【００６６】
キャビティ１６０は、シャフト１７０の遠位端１７４に位置している。キャビティ１６０は、上述したように、ビデオ／照明装置１０４をその中に受け入れるために提供される。さらに、１つの有利な実施形態では、例えばビデオ／照明装置１０４を封入し保護するため、キャビティ１６０上に窓１６２が提供される。
【００６７】
さらに、ビデオ／照明装置１０４は、上述したように、ハンドル１３２内に配置された送信回路構成１０５に連結１０７されてもよいと考えられる。さらに、内視鏡１７０は、上述したように、ビデオシステム１１２に対するＵＷＢ無線接続を利用してもよい。
【００６８】
図７Ａおよび８Ａは、ビデオ／照明装置１０４がシャフト１７２の近位端に配置された、図７および８に示したものの代替実施形態を示す。やはり、デジタルイメージングチップ１０６および／またはＬＥＤ１０８のどちらかが、シャフト１７２の近位端に配置されていてもよいと考えられる。あるいは、デジタルイメージングチップ１０６が遠位端に配置され、ＬＥＤ１０８が近位端に配置されるか、またはその逆であってもよい。いずれの場合も、デジタルイメージングチップ１０６またはＬＥＤ１０８のどちらかあるいは両方がシャフト１７２の近位端に位置している場合、図４Ａおよび５Ａに関連して記載したように、照明光を観察される範囲に伝達するため、かつ反射光をそこから伝達するため、照明／イメージガイド１６１が提供されると考えられる。あるいは、イメージングチップ１０６および／またはＬＥＤ１０８は、送信回路構成１０５と共にハンドル１３２内に位置していてもよい。
【００６９】
本発明を、ビデオ喉頭鏡およびビデオ内視鏡に関連して記載してきたが、これらは単に本発明が利用されてもよい２つの用途にすぎず、あらゆる可能な用途をすべて述べることを意図したものではない。より正確には、本発明は、デジタルイメージングチップによって捕捉された画像が、ユーザに対して表示するためにＵＷＢ信号技術によって無線で送信される、多くの様々な用途に有効に利用されることができると考えられる。
【００７０】
本発明を、部品、特徴などの特定の構成を参照して記載してきたが、これらは、すべての可能な構成または特徴を述べることを意図したものではなく、実際には、多くの他の変更および変形が当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の１つの有利な実施形態のブロック図である。
【図２】図１によるビデオ／照明モジュールのブロック図である。
【図３】図１によるビデオシステムのブロック図である。
【図４】図１にしたがった湾曲したブレードを備えたビデオ喉頭鏡の図である。
【図４Ａ】図４にしたがった代替実施形態である。
【図５】図４にしたがったハンドルから分離された湾曲したブレードの図である。
【図５Ａ】図５にしたがった代替実施形態である。
【図６】図１にしたがった真直ぐなブレードを備えたビデオ喉頭鏡の図である。
【図６Ａ】図６にしたがった代替実施形態である。
【図７】図１にしたがった剛性の内視鏡装置の図である。
【図７Ａ】図７にしたがった代替実施形態である。
【図８】図１にしたがった可撓性の内視鏡装置の図である。
【図８Ａ】図８にしたがった代替実施形態である。
【図９】図１、４、および７〜８にしたがった本発明の別の有利な実施形態の図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００  ビデオシステム
１０２  内視鏡装置
１０４  ビデオ／照明装置
１０５  送信回路構成
１０６  デジタルイメージングチップ
１０８  ＬＥＤ
１１０  バッテリー
１１１  メモリ
１１２  ビデオシステム
１１４  ビデオ受信器／カプラー
１１６  ビデオ表示装置
１２４  スイッチ
１３０  喉頭鏡
１３２  ハンドル
１３４  ブレード
１３６  外面把持面
１３８  接合部
１４２  コネクタ
１４６  クロスバー
１４８  フック
１５０  ブロック
１５２  移動止めボール
１５８  上面
１６０  キャビティ
１６２  窓
１７０  内視鏡
１７２  シャフト
【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４Ａ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図９】
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【外国語明細書】
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