(57)【要約】  内視鏡撮像装置は、患者（１４）の体腔（１２）に挿入されるよう構成された内視鏡（１６）と、内視鏡によって、体腔の画像を形成し、形成された画像に応じて画像信号を送信するよう構成された画像センサ（１１６）とを含む。装置は、内視鏡に物理的に接続され、画像信号を受信し、画像信号をエンコードし、エンコードされた画像信号を含む光放射を送信するよう構成された光送信機（１４８）をさらに含む。取付固定具（５４）を有する光受信機（５２）は、光ブーム（５６）に接続するよう構成され、光放射を受信し、画像信号を復元するために光放射をデコードし、復元された画像信号を送信するよう構成されている、カメラ制御ユニット（３２）は、復元された画像信号を受信し、画像をスクリーン（３４）に表示する。
2016535619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡撮像装置であって、
患者の体腔に挿入されるよう構成された内視鏡と、
前記内視鏡によって、前記体腔の画像を形成し、かつ形成された前記画像に応じて画像信号を送信するよう構成された画像センサと、
前記画像信号を受信し、前記画像信号をエンコードし、かつ前記エンコードされた画像信号を含む光放射を送信するよう構成された、前記内視鏡に物理的に接続された光送信機と、
光ブームに連結するよう構成された取付固定具を有する光受信機であって、前記光放射を受信し、前記光放射をデコードして前記画像信号を復元し、かつ前記復元された画像信号を送信するよう構成された光受信機と、
前記復元された画像信号を受信し、かつそれに応じて前記画像をスクリーンに表示するよう構成されたカメラ制御ユニットと、
を備える、内視鏡撮像装置。
【請求項２】
前記光送信機が、単一の送信機を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
リフレクターを備え、前記光放射が前記リフレクターを介して反射放射線として送信される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
ディフューザーを備え、前記光放射が前記ディフューザーを介して散乱放射線として送信される、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記光ブームに取り付けられたランプを備え、前記取付固定具は、前記ランプを介して前記光受信機を前記光ブームに接続するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記光受信機が前記復元された画像信号を無線周波数画像信号として送信するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記光受信機は、前記カメラ制御ユニットに接続されたケーブルを介して前記復元された画像信号を送信するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記光送信機は、前記光放射の第１円錐体、および前記第１円錐体とは異なる前記光放射の第２円錐体をそれぞれ送信する、第１光送信機および第２光送信機を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１光送信機および前記光受信機の間に第１のクリアな見通しが存在すること、および前記第２光送信機および前記光受信機の間には第２のクリアな見通しは存在しないことを検出するよう構成されたコントローラを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記コントローラが、前記第１光送信機による前記光放射の前記第１円錐体の送信を維持するように、前記第１光送信機に第１制御信号を送信し、かつ前記第２光送信機の電力を落とすように、前記第２光送信機に第２制御信号を送信するよう構成されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記復元された画像信号に応じて前記光送信機に無線周波数制御信号を提供するよう構成されたコントローラを備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
撮像方法であって、
患者の体腔に内視鏡を挿入するステップと、
前記内視鏡によって、前記体腔の画像を形成するように画像センサを構成するステップと、
形成された前記画像に応じて画像信号を送信するステップと、
光送信機を前記内視鏡に物理的に接続し、かつ前記画像信号を受信し、前記画像信号をエンコードし、かつ前記エンコードされた画像信号を含む光放射を送信するよう前記光送信機を構成するステップと、
光ブームに接続するよう構成された取付固定具を有する光受信機を設けるステップと、
前記光放射を受信し、前記画像信号を復元するために前記光放射をデコードし、かつ前記復元された画像信号を送信するよう前記光受信機を構成するステップと、
前記復元された画像信号を受容し、かつそれに応じて前記画像をスクリーンに表示するステップと、
を備える、撮像方法。
【請求項１３】
前記光送信機が、単一の送信機を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
リフレクターを介して反射放射線として前記光放射を送信するステップを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ディフューザーを介して散乱放射線として前記光放射を送信するステップ備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記光ブームにランプを取り付けるステップ、および前記ランプを介して前記光受信機を前記光ブームに接続するように前記取付固定具を構成するステップを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記光受信機が前記復元された画像信号を無線周波数画像信号として送信するよう構成されている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記光送信機が、前記光放射の第１円錐体および前記第１円錐体とは異なる前記光放射の第２円錐体をそれぞれ送信する第１光送信機および第２光送信機を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１光送信機および前記光受信機の間に第１のクリアな見通しが存在すること、および前記第２光送信機および前記光受信機の間には第２のクリアな見通しは存在しないことを検出するステップを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１光送信機による前記光放射の前記第１円錐体の送信を維持するように、第１制御信号を前記第１光送信機に送信するステップと、および前記第２光送信機の電力を落とすように、第２制御信号を前記第２光送信機に送信するステップと、を備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記復元された画像信号に応じて前記光送信機に無線周波数制御信号を提供するステップを備える、請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に撮像、特に内視鏡を用いた撮像に関する。
【背景技術】
【０００２】
参照によってその開示内容が本明細書に組み込まれるBlairらによる特許文献１は、医療処置において問合せおよび検出システムによって対象物の有無を検出するためのシステムであって、コントローラおよび患者支持構造に沿って配置された複数のアンテナを含むシステムについて示している。アンテナは、遮光具に取り付けることができる。
【０００３】
参照によってその開示内容が本明細書に組み込まれるTesarによる特許文献２は、近赤外線撮像に有用であると主張され、かつ赤外線スペクトル内の波長の約９５％〜９９．９％のエネルギーを送信する伝達部材を有することが記載されている内視鏡について示している。
【０００４】
参照によってその開示内容が本明細書に組み込まれるGravesらによる特許文献３は、大気光学データ伝達システムについて説明している。このシステムは、互いにかなりの距離離間し、互いに向けられた望遠鏡を有する第１および第２送受信機を有している。
【０００５】
参照によってその開示内容が本明細書に組み込まれるSuenらによる特許文献４は、画像感知ユニット、画像表示ユニット、および医療処理の画像データベースを有する画像取得処理システムについて説明している。画像感知ユニットは、画像センサ、光学部品、およびＩＣ通信部品を含んでいる。
【０００６】
小川らによる特許文献５は、手持ちの無線内視鏡を示している。内視鏡は、第１アンテナおよび第２アンテナを有すると記載されている。さらに、体腔の内部を撮像することによって得られた画像が無線信号に変換され、第１および／または第２アンテナを介して外部へ／からの無線信号の送信／受信が可能であることが記載されている。
【０００７】
参照によってその開示内容が本明細書に組み込まれる、川崎らによる特許文献６は、対象物を撮影する生成ユニットを有する内視鏡スコープを示している。スコープは、動画データおよび静止画像データを生成し、静止画像データのための送信命令を受信する受信ユニットおよび静止画像データを無線で送信する送信ユニットを有する。
【０００８】
参照によってその開示内容が本明細書に組み込まれる、豊田らによる特許文献７は、無線内視鏡システムを示している。システムは、同じ型の複数の内視鏡システムが周囲にあったとしても、手元の所望のプロセッサと内視鏡システムとの間の無線通信を安全かつ容易に開始できると記載されている。
【０００９】
参照によってその開示内容が本明細書に組み込まれるKedmiらによる特許文献８は、送信機および受信機の間の連続見通し通信を有する医療撮像ガントリーのための光学通信リンクを示している。
【００１０】
参照によってその開示内容が本明細書に組み込まれる、浜田らによる特許文献９は、光によって第１部材および第２部材の間の信号の非接触送信を行う非接触タイプの信号送信装置を示している。
【００１１】
本明細書に参照によって組み込まれる文献は、本明細書に明示的または暗黙的に定められた定義と矛盾する方法でこれらの組み込まれた文書において定義されている任意の用語以外は、本願の不可欠な部分として見なされるべきであり、本明細書の定義のみが考慮されるべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０００４２７６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３／０１８４５９１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／０１５６６３８号明細書
【特許文献４】台湾特許出願公開第２００９／２７０５９号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第２４３０９７２号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１２／０２００６８５号明細書
【特許文献７】特開２０１０−２０７４５９号公報
【特許文献８】米国特許第５，３５４，９９３号明細書
【特許文献９】米国特許第６，７１８，００５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施形態は、内視鏡撮像装置を提供し、該内視鏡撮像装置は、
患者の体腔に挿入されるよう構成された内視鏡と、
体腔の画像を形成し、かつ形成された画像に応じて画像信号を送信するよう内視鏡によって構成された画像センサと、
画像信号を受信し、画像信号をエンコードし、かつエンコードされた画像信号を含む光放射を送信するよう構成された、内視鏡に物理的に接続された光送信機と、
光ブームに連結するよう構成された取付固定具を有する光受信機であって、光放射を受信し、光放射をデコードして画像信号を復元し、かつ復元された画像信号を送信するよう構成された光受信機と、
復元された画像信号を受信し、それに応じて画像をスクリーンに表示するよう構成されたカメラ制御ユニットと、
を備える。
【００１４】
通常、光送信機は、単一の送信機を含む。装置は、リフレクターを含むことができ、かつ光放射は、リフレクターを介して反射放射として送信され得る。あるいは、装置は、ディフューザーを含むことができ、光放射は、ディフューザーを介して散乱放射として送信され得る。
【００１５】
開示される実施形態において、装置は、光ブームに取り付けられるランプを含み、取付固定具は、ランプを介して光受信機を光ブームに接続するよう構成されている。
【００１６】
さらに開示される実施形態において、光受信機は、復元された画像信号を無線周波数画像信号として送信するよう構成される。あるいは、または追加的に、光受信機は、カメラ制御ユニットに接続されたケーブルを介して復元された画像信号を送信するよう構成される。
【００１７】
光送信機は、光放射の第１円錐体および第１円錐体とは異なる光放射の第２円錐体をそれぞれ送信する第１光送信機および第２光送信機から成ることができる。通常は、コントローラは、第１光送信機および光受信機の間で第１のクリアな見通しが存在すること、および第２光送信機および光受信機の間で第２のクリアな見通しが存在しないことを検出するよう構成されている。コントローラは、第１送信機による光放射の第１円錐体の送信を維持するように、第１光送信機へ第１制御信号を送信し、かつ第２光送信機の電力を落とすように第２光送信機へ第２制御信号を送信するよう構成することができる。
【００１８】
代替の実施形態においては、装置は、復元された画像信号に応じて無線周波数制御信号を光送信機に提供するよう構成されたコントローラを含む。
【００１９】
本発明の実施形態によると、撮像方法がさらに提供され、該方法は、
患者の体腔内に内視鏡を挿入するステップと、
内視鏡によって、体腔の画像を形成するように画像センサを構成するステップと、
形成された画像に応じて画像信号を送信するステップと、
光送信機を内視鏡に物理的に接続するステップ、および画像信号を受信し、画像信号をエンコードし、かつエンコードされた画像信号を含む光放射を送信するように光送信機を構成するステップと、
光ブームに接続するよう構成された取付固定具を有する光受信機を設けるステップと、
光放射を受信し、画像信号を復元するために光放射をデコードし、かつ復元された画像信号を送信するよう受信機を構成するステップと、
復元された画像信号を受信するステップ、およびそれに応じて画像をスクリーンに表示するステップと、
を含む。
【００２０】
本発明は、図面と共に以下の実施形態の詳細な説明によって、より完全に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態による内視鏡撮像システムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態による光受信機の取り付けの概略図である。
【図３】本発明の実施形態による内視鏡の概略断面図である。
【図４】本発明の代替実施形態による内視鏡撮像システムの概略図である。
【図５】本発明のさらなる代替実施形態による内視鏡撮像システムの概略図である。
【図６】本発明のさらに別の代替実施形態による内視鏡撮像システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
概要
本発明の実施形態は、内視鏡撮像装置を提供する。装置は、患者の体腔内に挿入されるよう構成された内視鏡から構成される。内視鏡は、内視鏡の遠位または近位部分にある画像センサを有し、該画像センサは、体腔の画像を形成し、かつ形成された画像に応じて画像信号を送信する。通常は、光放射送信機が内視鏡に直接取り付けられることによって内視鏡に物理的に接続されるが、いくつかの実施形態では、送信機は、ケーブルによって内視鏡に接続される。送信機は、画像信号を受信し、画像信号をエンコードし、かつエンコードされた画像信号を含む光放射を送信する。
【００２３】
装置は、光ブームに接続するためのそれぞれの取付固定具を有する１または複数の光受信機をさらに含む。典型的には、１または複数の受信機は、撮像装置のためのシステムコントローラを備える。１または複数の光受信機は、送信機からの光放射を受信し、画像信号を復元するために光放射をデコードし、かつ復元された画像信号をカメラ制御ユニットに、ケーブルを介して直接、または無線周波数信号として送信する。カメラ制御ユニットは、復元された画像信号を受信し、かつそれに応じて画像センサによって得られた画像をスクリーンに表示する。
【００２４】
撮像装置は、内視鏡から光受信機へ光放射を送信することによって動作し、このような送信は、送信を成功させるために送信機および受信機の間のクリアな見通しを必要とする。通常は、光ブームが必要である医療処置の間、光受信機を光ブームに接続することにより、内視鏡に連結された光放射送信機および受信機の間にクリアな見通しがある可能性が最大になる。
【００２５】
詳細な説明
本開示、および特許請求の範囲において、光放射は、送信が成功するように光放射送信機および光放射受信機の間でクリアな見通しが必要な、可視または近可視スペクトルにおける電磁放射を含むものとする。また、本開示および特許請求の範囲において、無線周波数（ＲＦ）信号は、送信が成功するようにＲＦ信号送信機およびＲＦ信号受信機の間にクリアな見通しを必要としない、可視または近可視スペクトル外の電磁放射を含むものとする。
【００２６】
ここで、本発明の実施形態による内視鏡撮像システム１０の概略図である図１を参照する。システム１０は、体腔の一部またはすべてを撮像するために、患者１４の体腔１２における侵襲医療処置、典型的には低侵襲処置において使用することができる。一例として、本説明において、体腔は、患者１４の腹部とし、体腔１２は、また本明細書では腹部１２と呼ばれる。しかし、システム１０は、膀胱、気管支、または胸部などの実質的に任意の人間の体腔、または人以外の空洞を撮像するために使用することができることが理解できるだろう。
【００２７】
システム１０は、内視鏡１６を備え、該内視鏡は、処置の間、医療従事者１８によって腹部壁２２を貫通するトロカール２０を用いて腹部１２に挿入される。挿入を行うために、従事者１８は、通常内視鏡の近位端部２４によって内視鏡を保持する。処置の間、患者は、通常無菌カバー２６によって少なくとも部分的に覆われている。
【００２８】
システム１０は、システムコントローラ３０によって動作し、コントローラ３０のためのソフトウェアは、例えばネットワークから電子的方式によってコントローラにダウンロードされる。あるいは、または追加的に、ソフトウェアは、光学的、磁気、または電子記憶媒体などの固定有体に設けられ得る。
【００２９】
カメラ制御ユニット（ＣＣＵ）３２は、内視鏡１６を作動し、さらに内視鏡によって得られた画像３６を表示するスクリーン３４を動かす。画像３６は、内視鏡によって見える腹部１２の一部の画像である。
【００３０】
システム１０は、それぞれの取付固定具５４によって光ブーム５６に接続された１または複数の光受信機５２を備える。通常は、受信機がブームの一体部分となるように、光ブームに直接接続することができる。または間接的に、他の部材を介して光ブームに取り付けることができる。以下の説明において、システムコントローラ３０は、１つの受信機５２に組み込まれているものとする。しかし、コントローラ３０が受信機に組み込まれる必要はなく、コントローラを独立のユニットとすることができるか、またはシステム１０の他の任意の部材に組み込むことができる。光ブーム５６は、通常システム１０が機能する手術室６４の天井６０に固定して取り付けられるが、いくつかの実施形態では、光ブームは、手術室内の移動可能なガントリーに固定して取り付けることができる。通常はランプにおける複数の光７０が手術室６４内の投影方向７２の範囲に光放射を投影するように、光ブーム５６は、医療従事者１８によって配向されるランプ６８を保持する。図２に関してより詳細に示され説明される、開示の実施形態において、光受信機５２は、それらの固定具５４によってランプ６８の縁７４に取り付けられる。通常は、固定具５４および受信機５２は、受信機が、投影方向７２の範囲とほぼ同じ向きだが逆方向の受信方向７６から光放射を受信するように構成されている。
【００３１】
本発明の実施形態において、受信機５２は、内視鏡１６に取り付けられたリダイレクト光学部品８２からの光放射８０を受信する。光放射８０の生成およびリダイレクト光学部品８２の動作は、図３を参照してより詳細に説明される。
【００３２】
図１に参照符号と共に特定されるシステム１０の他の部材は、図２および図３を参照して以下に説明される。
【００３３】
図２は、本発明の実施形態による、縁７４への光受信機５２の取り付けを示す概略図である。上述のように、受信機５２は、それぞれの固定具５４によって直接または間接的に光ブーム５６に接続される。図２に示す実施形態において、接続は、間接的であり、ランプ６８を備える中間部材に受信機を取り付けることによって行われ、一例として、固定具５４は、ランプの縁７４においてランプに取り付けられるものとする。各固定具５４は、回転可能なボール継手９０を備えることができ、それによりシステム１０の作業者は、受信方向の範囲９２を調整することができ、この範囲内で各受信機５２は、光放射を受信するよう動作する。通常は、必須ではないが、各範囲９２は、受信方向７６の部分集合である。
【００３４】
各受信機５２は、それぞれのハウジング９８内に取り付けられたそれぞれの光検出器９６、通常はフォトダイオードを備える。略図に示されるように、少なくとも１つの受信機５２をシステムコントローラ３０に組み込むことができる。ハウジング９８は、通常入射光放射を検出器９６へ集める円錐または回転放物面ミラーの形であり、ハウジング９８の寸法は、各受信機９２のための広がり範囲９２を設定するよう調整される。通常は、全ての受信機のための広がり範囲９２はほぼ同じ、受信機の対称軸１００に対して測定すると約±３０°である。しかし、いくつかの実施形態では、広がりは、異なり、例えばいくつかの広さは、約±２０°であるのに対して他の広さは、約±４０°とすることができる。通常は、狭帯域フィルタ９４が検出器９６の前に配置され、フィルタは、検出器９６によって受信される光放射を光学波長の比較的狭い通過帯域に制限するよう機能する。
【００３５】
図３は、本発明の実施形態による内視鏡１６の概略断面図である。内視鏡１６は、腹部壁２２を貫通した後の状態で示されており、内視鏡の遠位端部１０２は、腹部１２内にある。（話を簡単にするために、トロカール２０は、図には図示していない。）内視鏡１６は、対称軸１０６を有する筒１０４、通常は円筒チューブとして形成され、腹部１２の部分からの入射放射線を集光する集束光学素子１１０が筒の遠位先端部１１２に取り付けられている。素子１１０は、素子からの集束された放射線が、腹部の画像を画像センサ１１６に形成するように構成されている。本明細書において、一例として、センサ１１６および光学素子１１０は、カメラ１２０として内視鏡に共に取り付けられているものとする。
【００３６】
しかし、センサ１１６を遠位先端部へ配置する必要はなく、本発明の他の実施形態においては、センサ１１６は、遠位端部１０２から離れた内視鏡１６の近位領域１３０に配置される。センサが内視鏡の近位領域に配置される実施形態においては、光学素子１１０からの集束された放射は、リレー光学部品および／または光ファイバー束を用いてセンサ１１６に伝えることができる。当業者は、センサ１１６が内視鏡の近位領域に配置される実施形態のために必要な変更を加えて説明を適合させることができるだろう。
【００３７】
センサ回路１４０は、ケーブル１３８を介してその動作電力を受信する。電力は、内視鏡に取り付けられたバッテリーによって、またはライン供給から提供され得る。センサ回路１４０は、ケーブル１４２を介してセンサ１１６に接続され、回路およびケーブルは、電力、駆動および制御信号をセンサ１１６に提供するよう機能する。さらに、センサ１１６からの画像信号は、ケーブル１４２を介して回路１４０に伝えられ、回路は、通常は、増幅およびフィルタ処理によって画像信号を処理する。回路１４０はまた、光放射発生器１４４、通常は、ＬＥＤ（発光ダイオード）、またはＶＣＳＥＬ（垂直キャビティ面発光レーザー）を備え、発生器は、フィルタ９４の通過帯域に対応する光放射を放射するよう構成される。放射線の波長は、通常は、必須ではないが、可視スペクトル外である。例えば、発生器１４４によって放射される放射線は、赤外（ＩＲ）放射線を含むことができる。回路１４０は、センサ１１６から来る処理された画像信号をエンコードし、かつ光放射を変調することによりエンコードされた信号を発生器１４４によって送信された光放射に組み込む。したがって回路１４０および発生器１４４は、光送信機１４８として動作する。光放射の変調は、通常は、振幅および／または周波数変調であるが、処理されたエンコードされた画像信号の情報を光放射に組み込むのに適した他の任意の好都合な変調を使用することができる。
【００３８】
発生器１４４は、その変調された光放射を比較的狭い放射円錐体１４６として送信し、発生器は、ほぼ軸１０６に沿って放射円錐体を送信するよう構成される。リダイレクト光学部品８２は、内視鏡１６の近位領域１３０に配置され、それは、患者の壁２２より外側かつ近位端部２４に対しては遠位の内視鏡の領域である。リダイレクト光学部品８２は、放射円錐体１４６を受信し、かつ受信された放射線をリダイレクト放射線８０として向きを変えるよう構成され、リダイレクト放射線は、通常は、範囲９２内である、軸１０６にほぼ直交する方向に送信される。
【００３９】
いくつかの実施形態において、リダイレクト光学部品８２は、放射円錐体１４６を鏡面反射するよう構成される。リダイレクト反射放射線は、角度θ内に閉じ込められ、一実施形態においては、θの範囲は、軸１０６に直交する平面に対して＋３０°〜−３０°である。しかし、他の実施形態においては、角度θの範囲は、＋３０°〜−３０°以外の値とすることができ、および角度θの適切な範囲は、過度の実験をすることなくシステム１０の作業者によって決定することができる。通常は、リダイレクト光学部品８２は、円錐のミラーとして構成されるが、上述のリダイレクト光学部品のための反射機能を有する光学素子の他の形も光学分野の当業者によって明らになるだろう。
【００４０】
あるいは、本発明のいくつかの実施形態では、リダイレクト光学部品８２は、入射する放射円錐体１４６を拡散するディフューザーとして構成され、光学部品からのリダイレクト拡散放射線は、４πステラジアンまでの立体角で送信される。
【００４１】
図１を参照すると、各光受信機５２は、リダイレクト光学部品８２からのリダイレクト光放射８０を受信し、かつデコードするよう構成されている。所定の光受信機の構成は、通常は、光学部品８２および所定の受信機の間の直接の見通しがある場合にのみ、受信機が放射８０を受信および処理できるようになっている。このような構成は、受信機５２が放射８０を首尾よく受信およびデコードすることができるように、送信機１４８による送信に必要な電力を制限する。一実施形態において、受信機５２は、受信機との干渉を最小にするようにランプ７０の電源が切れている間に作動する。しかし、フィルタ９４の存在により、受信機５２を機能させるためにランプ７０の電源を切る必要はなく、他の実施形態においては、受信機５２は、ランプの電源が入っている間に作動する。
【００４２】
各光受信機５２は、受信した光放射をデコードして、受信した放射線にエンコードされた画像信号を復元する。復元された画像信号は、通常は、受信機をＣＣＵに接続するケーブル８６を介してＣＣＵ３２に伝達される。代替の開示される実施形態において、各光受信機５２は、それに組み込まれた復元された画像信号を有する略無指向性無線周波数（ＲＦ）画像信号を送信するよう構成されている。さらなる別の方法としては、光受信機５２は、通常は、光ブーム５６に取り付けられる中央ＲＦ送信機８４に接続することができ、これは、受信機から復元された画像信号を受信し、かつ復元された画像信号を略無指向性ＲＦ画像信号として送信する。ＲＦ信号が送信される周波数は、画像信号のリアルタイム送信に必要な比較的高いデータ速度に対応するために、１ＧＨｚのオーダーとすることができる。しかし、１ＧＨｚより大きいまたは１ＧＨｚ未満の周波数も使用することができる。
ＲＦ画像信号の送信において、任意の好都合なプロトコルを使用することができる。
【００４３】
ＣＣＵ３２は、ケーブル８６を介して、または送信機８４または受信機５２からのＲＦ信号を介して復元された画像信号を受信するよう構成されている。ＣＣＵ３２は、復元された画像信号を処理して、センサ１１６によって得られた画像に対応する画像をスクリーン３４に表示する。通常は、ＣＣＵ３２はまた、復元された画像信号を分析し、かつその分析をケーブル８６を介して、または上で参照されるＲＦ信号を介してコントローラ３０に伝達する。分析は、通常は、画像信号レベルおよびノイズレベルを含む。それに応じて、コントローラ３０は、内視鏡１６内の要素の制御値を計算し、これらの値を略無指向性ＲＦ制御信号として送信し、その信号は、回路１４０によって受信される。回路１４０は、ＲＦ制御信号をデコードし、上で参照されたセンサ１１６のための制御信号および回路１４０のための制御パラメータを生成する。センサ１１６のための制御信号は、所望のフレームレートおよび／または各フレームの所望の解像度を含むことができ、回路１４０のための制御パラメータは、スクリーン３４に表示された画像３６が許容できる信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）を有するような、発生器１４４が作動する電力水準を含むことができる。通常は、ＲＦ制御信号は、制御データに対しては十分だが、画像信号には適していない低帯域幅を有するプロトコルで送信される。いくつかの実施形態では、ＲＦ制御信号は、ＢＴＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）低エネルギー）またはＮＦＣ（近距離無線通信）プロトコルで送信される。
【００４４】
図４は、本発明の代替実施形態による内視鏡撮像システム２００の概略図である。以下に説明する相違点以外は、システム２００の作用は、システム１０（図１、図２、および図３）とほぼ類似しており、両方のシステム２００および１０において同じ参照符号によって示される要素は、ほぼ類似の構造および作用である。システム２００において、リダイレクト光学部品８２は、近位端部２４の最近位点２０２などの、システム１０における近位位置に配置される。光学部品８２の位置の変更に対応するために、回路１４０および／または発生器１４４は、場合によっては近位端部２４内に再配置する必要がある。位置の変更に対応するために本明細書の説明に必要な変更を加えた改変形は、当業者には明らかであろう。
【００４５】
図５は、本発明のさらなる代替実施形態による内視鏡撮像システム３００の概略図である。以下に説明する相違点以外は、システム３００の作用は、システム１０および２００（図１、図２、図３、および図４）とほぼ類似しており、システム３００、２００および１０において同じ参照符号によって示される要素は、ほぼ類似の構造および作用である。システム１０および２００と対照的に、システム３００ではリダイレクト光学部品８２を使用しない。光学部品８２の代わりに、システム３００は、複数の光発生器３０２を使用する。当該光発生器は、発生器１４４にそれぞれほぼ類似し、それぞれの放射円錐体３０６を有する。光発生器３０２は、放射器の集合体３１０としてグループ化され、集合体内の各発生器３０２の放射円錐体は、他の発生器の円錐体とは異なるように配向される。通常は、円錐体の向きは、少なくとも２πステラジアンの立体角にわたって略均等に分配される。集合体３１０は、患者１４の外の内視鏡１６の任意の好都合な近位領域に取り付けられる。一実施形態において、集合体３１０は、最大でも近位端部２４の近位点２０２に取り付けられる。
【００４６】
各発生器３０２によって送信された放射線の波長は、通常は、単一帯域とすることができるが、発生器が受信機５２によって特定されるように各発生器３０２の放射線を異なる特定の波長にすることができる。あるいは、または追加的に、識別は、放射線の時間キーイングおよび／または周波数キーイングによってなされ得る。
【００４７】
一実施形態において、全ての発生器３０２は、実質的に回路１４０に似た単一回路３１４によって動かされる。必要に応じて、回路３１４を形成するために追加的な電子部材を回路１４０に組み込むことができ、特定されるべき異なる発生器の放射を可能にする、このような追加的な部材は、当業者には明らかであろう。
【００４８】
代替の実施形態において、各発生器３０２は、回路１４０に実質的に類似するそれぞれの回路によって動かされ、それぞれの各回路は、特定されるべき異なる発生器の放射を可能にするよう構成されている。
【００４９】
特に明記される以外は、以下の説明において発生器３０２は、単一回路３１４によって動かされるものとする。
【００５０】
コントローラ３０は、各発生器３０２のための所望の電力水準を単一回路３１４に伝達するために、上で言及されたＲＦ制御信号を使用することができる。例えば、システム３００の運用の最初の段階では、全ての発生器３０２は、フル光学パワーで送信し、コントローラ３０は、受信機５２によって受信される光放射を生成する発生器を確認することができる。通常は、コントローラ３０は、放射円錐体３０６が受信機５２に向かい、かつ受信機への直接の見通しを有するものを特定された発生器として選択するよう構成されている。識別は、受信された放射線の放射電力水準を測定することによって行われる。
【００５１】
一旦識別が行われると、コントローラ３０は、その放射線が受信機によって受信されない発生器３０２の電力を切るために、ＲＦ制御信号を回路３１４へ送信することができる。必要であれば、電源を入れる、または切る発生器３０２を確認するために、最初の段階を繰り返すことができる。このようなプロセスは、許容可能なＳ／Ｎ比を維持しながら許容可能な画像信号を受信機５２に提供するために、発生器３０２にとって必要な電力を最小にする。あるいは、許容可能なＳ／Ｎ比を維持しながら許容可能な画像信号を提供するように、電源を入れる発生器３０２を特定する他の方法をシステム３００に対して実行することができる。このような方法は、当業者には明らかであり、本発明の範囲内で含まれるものとする。
【００５２】
図６は、本発明のさらに別の代替実施形態による内視鏡撮像システム４００の概略図である。以下に説明する相違点以外は、システム４００の作用は、システム３００とほぼ類似しており、システム３００および４００において同じ参照符号によって示される要素は、ほぼ類似の構造および作用である。システム３００と対照的に、集合体３１０が内視鏡１６領域に取り付けられ、システム４００において、集合体３１０は、内視鏡と物理的に分離される。この場合、集合体３１０は、ケーブル４０４によって内視鏡１６に接続され、ケーブルは、電力、制御、および画像信号を回路３１４を介して集合体３１０内の発生器３０２に伝達するよう機能する。集合体３１０は、受信機５２へのクリアな見通しを有する手術室６４内の任意の好都合な位置に配置される。一実施形態において、集合体３１０は、カバー２６に配置される。
【００５３】
なお、上述の実施形態は例として引用されるものであり、本発明は、特に示され上述されたものに限定されるものではないことを理解されたい。例えば、システム３００およびシステム４００は、システムの作業者の要求に応じてシステム３００およびシステム４００の構成の間で変換可能な単一のシステムとして構成することができる。したがって、本発明の範囲は、上述された様々な特徴の組み合わせおよび部分組み合わせ、および前述の説明を読んだ際に当業者が思いつく、従来技術において開示されていない変化形および改良を含むものである。
【符号の説明】
【００５４】
１０  内視鏡撮像システム
１２  体腔
１４  患者
２２  腹部壁
３０  システムコントローラ
３２  カメラ制御ユニット（ＣＣＵ）
３４  スクリーン
５２  光受信機
５４  取付固定具
５６  光ブーム
７０  ランプ
８０  リダイレクト光放射
８２  リダイレクト光学部品
８４  中央ＲＦ送信機
９２  受信機
９４  フィルタ
９６  光検出器
９８  ハウジング
１１０  集束光学素子
１１６  画像センサ
１２０  カメラ
１４０  センサ回路
１４４  光放射発生器
１４８  光送信機
３０２  光発生器
３０６  放射円錐体
３１０  集合体
【図１】
2016535619.tif 000003
【図２】
2016535619.tif 000004
【図３】
2016535619.tif 000005
【図４】
2016535619.tif 000006
【図５】
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【図６】
2016535619.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月22日(2016.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡撮像装置であって、
患者の体腔に挿入されるよう構成された内視鏡と、
前記内視鏡によって、前記体腔の画像を形成し、かつ形成された前記画像に応じて画像信号を送信するよう構成された画像センサと、
前記画像信号を受信し、前記画像信号をエンコードし、かつ前記エンコードされた画像信号を含む光放射を送信するよう構成された、前記内視鏡に物理的に接続された光送信機と、
光ブームに連結するよう構成された取付固定具を有する光受信機であって、前記光放射を受信し、前記光放射をデコードして前記画像信号を復元し、かつ前記復元された画像信号を無線周波数画像信号として送信するよう構成された光受信機と、
前記復元された画像信号を受信し、かつそれに応じて前記画像をスクリーンに表示するよう構成されたカメラ制御ユニットと、
を備える、内視鏡撮像装置。
【請求項２】
前記光送信機が、単一の送信機を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
リフレクターを備え、前記光放射が前記リフレクターを介して反射放射線として送信される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
ディフューザーを備え、前記光放射が前記ディフューザーを介して散乱放射線として送信される、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記光ブームに取り付けられたランプを備え、前記取付固定具は、前記ランプを介して前記光受信機を前記光ブームに接続するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記光受信機は、前記カメラ制御ユニットに接続されたケーブルを介して前記復元された画像信号を送信するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記光送信機は、前記光放射の第１円錐体、および前記第１円錐体とは異なる前記光放射の第２円錐体をそれぞれ送信する、第１光送信機および第２光送信機を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１光送信機および前記光受信機の間に第１のクリアな見通しが存在すること、および前記第２光送信機および前記光受信機の間には第２のクリアな見通しは存在しないことを検出するよう構成されたコントローラを備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記コントローラが、前記第１光送信機による前記光放射の前記第１円錐体の送信を維持するように、前記第１光送信機に第１制御信号を送信し、かつ前記第２光送信機の電力を落とすように、前記第２光送信機に第２制御信号を送信するよう構成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
内視鏡撮像装置であって、
患者の体腔に挿入されるよう構成された内視鏡と、
前記内視鏡によって、前記体腔の画像を形成し、かつ形成された前記画像に応じて画像信号を送信するよう構成された画像センサと、
前記画像信号を受信し、前記画像信号をエンコードし、かつ前記エンコードされた画像信号を含む光放射を送信するよう構成された、前記内視鏡に物理的に接続された光送信機と、
光ブームに連結するよう構成された取付固定具を有する光受信機であって、前記光放射を受信し、前記光放射をデコードして前記画像信号を復元し、かつ前記復元された画像信号を送信するよう構成された光受信機と、
前記復元された画像信号を受信し、かつそれに応じて前記画像をスクリーンに表示するよう構成されたカメラ制御ユニットと、
前記復元された画像信号に応じて前記光送信機に無線周波数制御信号を提供するよう構成されたコントローラを備える、内視鏡撮像装置。
【請求項１１】
撮像方法であって、
患者の体腔に内視鏡を挿入するステップと、
前記内視鏡によって、前記体腔の画像を形成するように画像センサを構成するステップと、
形成された前記画像に応じて画像信号を送信するステップと、
光送信機を前記内視鏡に物理的に接続し、かつ前記画像信号を受信し、前記画像信号をエンコードし、かつ前記エンコードされた画像信号を含む光放射を送信するよう前記光送信機を構成するステップと、
光ブームに接続するよう構成された取付固定具を有する光受信機を設けるステップと、
前記光放射を受信し、前記画像信号を復元するために前記光放射をデコードし、かつ前記復元された画像信号を無線周波数画像信号として送信するよう前記光受信機を構成するステップと、
前記復元された画像信号を受容し、かつそれに応じて前記画像をスクリーンに表示するステップと、
を備える、撮像方法。
【請求項１２】
前記光送信機が、単一の送信機を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
リフレクターを介して反射放射線として前記光放射を送信するステップを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ディフューザーを介して散乱放射線として前記光放射を送信するステップ備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記光ブームにランプを取り付けるステップ、および前記ランプを介して前記光受信機を前記光ブームに接続するように前記取付固定具を構成するステップを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記光送信機が、前記光放射の第１円錐体および前記第１円錐体とは異なる前記光放射の第２円錐体をそれぞれ送信する第１光送信機および第２光送信機を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１光送信機および前記光受信機の間に第１のクリアな見通しが存在すること、および前記第２光送信機および前記光受信機の間には第２のクリアな見通しは存在しないことを検出するステップを備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１光送信機による前記光放射の前記第１円錐体の送信を維持するように、第１制御信号を前記第１光送信機に送信するステップと、および前記第２光送信機の電力を落とすように、第２制御信号を前記第２光送信機に送信するステップと、を備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記復元された画像信号に応じて前記光送信機に無線周波数制御信号を提供するステップを備える、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2016535619.tif 000009
2016535619.tif 000010
2016535619.tif 000011
2016535619.tif 000012