多觀察元件內(nèi)窺鏡的制作方法
【專利摘要】本文提供了多觀察元件內(nèi)窺鏡的末端段，該末端段包括：指向前方的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的前照明器和配置成由于清潔所述指向前方的照相機和所述分立的前照明器中的至少一個的前流體注射器；工作通道，該工作通道配置成用于手術(shù)工具的插入；及通路流體注射器，該通路流體注射器用于充注和/或清潔內(nèi)窺鏡插入到其中的體腔。
【專利說明】多觀察元件內(nèi)窺鏡
[0001]領(lǐng)域
[0002]公開內(nèi)容的實施方式涉及多觀察元件內(nèi)窺鏡(mult1-viewing elementsendoscope)。
[0003]背景
[0004]由于內(nèi)窺鏡提供了用于以最小的患者創(chuàng)傷來進行手術(shù)的方式，同時使得醫(yī)生能夠觀察患者的內(nèi)部解剖構(gòu)造，因此內(nèi)窺鏡在醫(yī)學(xué)界中已經(jīng)獲得了好的接受性。多年以來，已經(jīng)發(fā)展了許多內(nèi)窺鏡并根據(jù)特定的應(yīng)用進行分類，比如膀胱鏡檢查、結(jié)腸鏡檢查、腹腔鏡檢查、上消化道內(nèi)窺鏡檢查及其它。內(nèi)窺鏡可以插入到身體的自然孔口中或穿過皮膚中的切口插入。
[0005]內(nèi)窺鏡通常是在其遠端處具有攝像機或光纖透鏡組件的剛性的或柔性的長形管狀軸。軸被連接到手柄，手柄有時包括用于直接觀察的目鏡。經(jīng)由外部的屏幕進行觀察通常也是可能的。可以通過內(nèi)窺鏡中的工作通道插入各種手術(shù)工具，以用于進行不同的外科手術(shù)。
[0006]現(xiàn)有內(nèi)窺鏡的缺點之一為它們的有限的視場和它們的所有所需元件的復(fù)雜包裝，所有所需元件比如在小尺寸的內(nèi)窺鏡末端段中的電子設(shè)備連同輸送流體的元件。
[0007]因此，在本領(lǐng)域中存在對允許更寬的視場且還實現(xiàn)末端段中的所有必要元件的功能的諸如結(jié)腸鏡的內(nèi)窺鏡的需要。
[0008]相關(guān)技術(shù)的前述例子及與其相關(guān)的限制意在是說明性的且不是排他性的。在閱讀說明書及學(xué)習(xí)附圖時，相關(guān)技術(shù)的其它限制將對本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得明顯。
[0009]概述
[0010]以下實施方式及其方面連同系統(tǒng)、工具和方法一起來描述和說明，其意圖是解釋性和說明性的，而沒有在范圍上限制。
[0011]根據(jù)一些實施方式，提供了多觀察元件內(nèi)窺鏡的末端段，該末端段包括:指向前方的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的前照明器；前流體注射器，其配置成用于清潔所述指向前方的觀察元件和/或所述分立的前照明器中的至少一個；指向側(cè)面的觀察元件；工作通道，其配置成用于手術(shù)工具的插入；及通路流體注射器，其用于充注和/或清潔內(nèi)窺鏡插入到其中的體腔。
[0012]根據(jù)一些實施方式，提供了多觀察元件內(nèi)窺鏡的末端段，該末端段包括:指向前方的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的前照明器；兩個指向側(cè)面的觀察元件；及工作通道，其配置成用于手術(shù)工具的插入。
[0013]末端段還可包括配置成用于清潔所述指向前方的觀察元件和/或所述分立的前照明器中的至少一個的前流體注射器。
[0014]末端段還可以包括用于充注和/或清潔內(nèi)窺鏡插入到其中的體腔的通路流體注射器。
[0015]根據(jù)一些實施方式，術(shù)語“觀察元件”可以包括照相機。根據(jù)另外的或可選擇的實施方式，術(shù)語“觀察元件”可以包括光纖透鏡組件。光纖透鏡組件可以包括位于內(nèi)窺鏡的末端段處的一個或多個透鏡和與該一個或多個透鏡相關(guān)聯(lián)的光纖，且該光纖配置成接收來自感興趣的區(qū)域(測試/檢查的區(qū)域，比如經(jīng)受者的結(jié)腸)的光且將所接收的光傳輸至(視頻)照相機，該(視頻)照相機可以位于內(nèi)窺鏡的手柄或與內(nèi)窺鏡相關(guān)聯(lián)的控制臺(console)中。
[0016]根據(jù)一些實施方式，提供了一種多觀察元件內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括:長形軸，該長形軸以通過彎曲段可轉(zhuǎn)動的末端段來終止，其中所述末端段包括:指向前方的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的前照明器；前流體注射器，其配置成用于清潔所述指向前方的觀察元件和/或所述分立的前照明器中的至少一個；指向側(cè)面的觀察元件；工作通道，其配置成用于手術(shù)工具的插入；及通路流體注射器，其用于充注和/或清潔內(nèi)窺鏡插入到其中的體腔。
[0017]根據(jù)一些實施方式，提供了一種多觀察元件內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括:長形軸，該長形軸以通過彎曲段可轉(zhuǎn)動的末端段來終止，其中所述末端段包括:指向前方的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的前照明器；兩個指向側(cè)面的觀察元件；及工作通道，其配置成用于手術(shù)工具的插入。
[0018]多觀察元件內(nèi)窺鏡還可包括配置成用于清潔所述指向前方的觀察元件和/或所述分立的前照明器中的至少一個的前流體注射器。
[0019]多觀察元件內(nèi)窺鏡還可以包括用于充注和/或清潔內(nèi)窺鏡插入到其中的體腔的通路流體注射器。
[0020]末端段還可以包括與指向側(cè)面的觀察元件相關(guān)聯(lián)的分立的側(cè)面照明器。末端段還可以包括配置用于清潔所述指向側(cè)面的觀察元件和/或所述分立的側(cè)面照明器的側(cè)面流體注射器。
[0021]根據(jù)一種實施方式，提供了一種多觀察元件內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括:長形軸，所述長形軸以通過彎曲段可轉(zhuǎn)動的末端段來終止，其中所述末端段包括:指向前方的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的前照明器；前流體注射器，其配置成用于清潔所述指向前方的觀察元件和所述分立的前照明器中的至少一個；指向側(cè)面的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的側(cè)面照明器；側(cè)面流體注射器，其配置成用于清潔所述指向側(cè)面的觀察元件和所述分立的側(cè)面照明器中的至少一個；工作通道，其配置成用于手術(shù)工具的插入；及通路流體注射器，其用于充注和/或清潔內(nèi)窺鏡被插入到其中的體腔。
[0022]根據(jù)一種實施方式，還提供了一種多觀察兀件內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其包括:內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括手柄和長形軸，該長形軸以通過彎曲段可轉(zhuǎn)動的末端段來終止，其中所述末端段包括:指向前方的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的前照明器、配置成用于清潔所述指向前方的觀察元件和所述分立的前照明器中的至少一個的前流體注射器、指向側(cè)面的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的側(cè)面照明器、配置成用于清潔所述指向側(cè)面的觀察元件和所述分立的側(cè)面照明器中的至少一個的側(cè)面流體注射器、配置成用于手術(shù)工具的插入的工作通道，以及用于充注和/或清潔內(nèi)窺鏡插入到其中的體腔的通路流體注射器；控制器，其通過實用電纜(utility cable)連接到所述內(nèi)窺鏡的所述手柄；及顯示器，其連接到所述控制器且配置成顯示從所述指向前方的觀察元件和所述指向側(cè)面的觀察元件接收的視頻流。
[0023]在一些實施方式中，指向前方的觀察元件、指向側(cè)面的觀察元件或兩者包括光纖透鏡組件。在一些實施方式中，指向前方的觀察元件包括照相機且指向側(cè)面的觀察元件包括光纖透鏡組件。在一些實施方式中，指向前方的觀察元件包括光纖透鏡組件且指向側(cè)面的觀察元件包括照相機。[0024]在一些實施方式中，光纖透鏡組件配置成接收來自感興趣的區(qū)域的光且將所接收的光傳輸至位于所述末端段外部的照相機。照相機可以位于所述內(nèi)窺鏡的手柄中或位于與所述內(nèi)窺鏡相關(guān)聯(lián)的控制臺中。
[0025]在一些實施方式中，所述指向前方的觀察元件和所述指向側(cè)面的觀察元件在實質(zhì)上垂直于彼此的方向上指向。
[0026]在一些實施方式中，所述指向前方的觀察元件和所述指向側(cè)面的觀察元件相對于彼此大約100度至145度地指向。
[0027]在一些實施方式中，所述指向側(cè)面的觀察元件的中心定位成距所述末端段的遠端大約7毫米至11毫米。
[0028]在一些實施方式中，所述分立的前照明器和所述分立的側(cè)面照明器中的每一個包括一個或多個發(fā)光二極管(LED)。
[0029]在一些實施方式中，所述分立的前照明器和所述分立的側(cè)面照明器中的至少一個配置成發(fā)射白光。
[0030]在一些實施方式中，所述分立的前照明器和所述分立的側(cè)面照明器中的至少一個配置成發(fā)射紫外光。
[0031]在一些實施方式中，所述分立的前照明器和所述分立的側(cè)面照明器中的至少一個配置成發(fā)射紅外光。
[0032]在一些實施方式中，所述分立的前照明器和所述分立的側(cè)面照明器中的至少一個配置成發(fā)射近紅外光。`
[0033]在一些實施方式中，所述分立的前照明器和所述分立的側(cè)面照明器配置成發(fā)射不同波長的光。
[0034]在一些實施方式中，所述末端段還包括配置成發(fā)射具有不同于所述分立的前照明器的波長的光的另外的分立的前照明器。
[0035]在一些實施方式中，所述另外的分立的前照明器和所述分立的前照明器配置成同時發(fā)射光，每一個以不同的波長發(fā)射光。
[0036]在一些實施方式中，所述末端段還包括配置成發(fā)射具有不同于所述分立的側(cè)面照明器的波長的光的另外的分立的側(cè)面照明器。
[0037]在一些實施方式中，所述另外的分立的側(cè)面照明器和所述分立的側(cè)面照明器配置成同時發(fā)射光，每一個以不同的波長發(fā)射光。
[0038]在一些實施方式中，所述指向前方的照相機和/或所述指向側(cè)面的照相機中的任一個包括電荷耦合裝置(CXD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器。
[0039]在一些實施方式中，所述前流體注射器和所述側(cè)面流體注射器連接到相同的流體供應(yīng)通道。
[0040]在一些實施方式中，所述通路流體注射器與所述前流體注射器和所述側(cè)面流體注射器一起連接到所述流體供應(yīng)通道。
[0041]在一些實施方式中，所述指向前方的觀察元件和所述指向側(cè)面的觀察元件中的至少一個包括提供90度或更大的視場的透鏡組件。
[0042]在一些實施方式中，所述指向前方的觀察元件和所述指向側(cè)面的觀察元件中的至少一個包括提供120度或更大的視場的透鏡組件。[0043]在一些實施方式中，所述指向前方的觀察元件和所述指向側(cè)面的觀察元件中的至少一個包括提供150度或更大的視場的透鏡組件。
[0044]在一些實施方式中，所述指向前方的觀察元件包括提供大約3-100毫米的焦距(focal length)的透鏡組件。
[0045]在一些實施方式中，所述指向側(cè)面的觀察元件包括提供大約2-33毫米的焦距的透鏡組件。
[0046]在一些實施方式中，所述末端段還包括相對的指向側(cè)面的觀察元件，該相對的指向側(cè)面的觀察元件在實質(zhì)上與所述指向側(cè)面的觀察元件相反的方向上指向。
[0047]在一些實施方式中，所述末端段還包括垂直的指向側(cè)面的觀察元件，該垂直的指向側(cè)面的觀察元件在實質(zhì)上垂直于所述指向側(cè)面的觀察元件的方向上指向。
[0048]在一些實施方式中，所述內(nèi)窺鏡為結(jié)腸鏡。
[0049]在一些實施方式中，所述指向前方的觀察元件和指向側(cè)面的觀察元件的視場是至少部分重疊的，使得經(jīng)由所述指向側(cè)面的觀察元件觀察到的感興趣的對象保持在所述指向側(cè)面的觀察元件的視場中，同時所述末端段朝著對象轉(zhuǎn)動，且至少直到對象通過所述指向前方的觀察元件變得可見。
[0050]在一 些實施方式中，所述實用電纜包括:流體通道，其用于將流體提供給所述注射器中的至少一個；數(shù)據(jù)電纜，其用于接收來自所述指向前方的照相機和所述指向側(cè)面的照相機的視頻信號；電力電纜，其用于將電力提供給所述指向前方的照相機和所述指向側(cè)面的照相機以及提供給所述分立的前照明器和所述分立的側(cè)面照明器；光纖；或其任意組合。根據(jù)可選擇的實施方式，可以獨立地驅(qū)動任意通道、光纖和/或電纜。
[0051]在一些實施方式中，所述控制器配置成將從所述照相機(例如，指向前方的照相機和指向側(cè)面的照相機)接收的視頻信號處理且組合成單一的全景視頻圖。
[0052]除了上文所述的示例性方面和實施方式以外，通過參考附圖且通過學(xué)習(xí)以下的詳細描述，另外的方面和實施方式將變得明顯。
[0053]附圖簡述
[0054]參考附圖圖示了示例性的實施方式。為了介紹的方便和清楚，通常選擇附圖中所示的部件的尺寸和特征，且不一定按比例示出。本文所公開的實施方式和附圖意在被認為是說明性的，而不是限制性的。附圖在以下列出:
[0055]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)窺鏡的橫截面圖；
[0056]圖2示出了根據(jù)一些實施方式的多照相機內(nèi)窺鏡的橫截面；
[0057]圖3示出了根據(jù)一些實施方式的多照相機內(nèi)窺鏡的透視圖；
[0058]圖4示出了根據(jù)一些實施方式的多照相機內(nèi)窺鏡的彎曲段的橫截面圖；
[0059]圖5示出了根據(jù)一些實施方式的多照相機內(nèi)窺鏡的末端段的橫截面圖；
[0060]圖6示出了根據(jù)一些實施方式的多照相機內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的半繪畫性視圖(sem1-pictorial view)；
[0061]圖7A-7D示出了根據(jù)一些實施方式的多個末端段構(gòu)造的透視圖；以及
[0062]圖8示出了根據(jù)一些實施方式的多觀察元件內(nèi)窺鏡的透視圖。
[0063]詳述
[0064]一些實施方式的方面涉及具有安裝有兩個或更多個觀察元件的末端段的內(nèi)窺鏡。根據(jù)一個實施方式，觀察元件中的一個定位在末端段的遠端處且指向前方，且剩余的觀察元件在末端段中進一步向后定位且指向側(cè)面。
[0065]根據(jù)另一個實施方式，觀察元件中的一個定位在末端段的遠(前)端表面處且指向前方，且剩余的觀察元件在末端段中進一步向后定位且指向側(cè)面。
[0066]有利地，與常規(guī)構(gòu)造相比，這種構(gòu)造可允許存在于內(nèi)窺鏡在其內(nèi)操作的體腔中的病理學(xué)對象的更高的檢出率。
[0067]存在于末端段的照相機及可選擇的其它元件(比如光源、工作通道、流體注射器和/或類似物)被獨特地按比例確定、配置且包裝，使得它們適合在末端段內(nèi)可利用的最小空間內(nèi)，同時還提供有價值的結(jié)果。
[0068]現(xiàn)在參考圖1，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)窺鏡的橫截面圖的，在這個例子中，內(nèi)窺鏡100用于患者的結(jié)腸120內(nèi)。人的結(jié)腸包括一系列的環(huán)形肌肉，環(huán)形肌肉在這個圖中表現(xiàn)為從結(jié)腸的內(nèi)表面124突出的皺襞122。
[0069]內(nèi)窺鏡100包括定位在結(jié)腸鏡的遠端102處的指向前方的照相機104。照相機104通常具有寬的視場106。當(dāng)內(nèi)窺鏡100用在諸如結(jié)腸120的體腔內(nèi)時，操作者推進內(nèi)窺鏡100，同時觀察由照相機104傳輸?shù)膱D像(通常為視頻)。當(dāng)在結(jié)腸120的壁上發(fā)現(xiàn)了諸如息肉110或息肉112的息肉時，操作者可穿過工作通道105插入手術(shù)工具(未示出)，以除去、處理和/或提取息肉的樣品或其全部，以用于活組織檢查。
[0070]然而，在一些情況下，諸如息肉114的息肉可位于皺襞126的內(nèi)側(cè)上，使得其從照相機104的視場106隱藏。據(jù) 說這種現(xiàn)象極大地影響了常見的統(tǒng)計，根據(jù)該統(tǒng)計，多達12-24%的息肉在結(jié)腸鏡檢查期間被漏掉。漏掉的息肉或“假陰性”診斷可導(dǎo)致癌癥的遲的發(fā)現(xiàn)。
[0071]現(xiàn)在參考圖2，圖2示出了根據(jù)一種實施方式的多照相機內(nèi)窺鏡200的橫截面圖。內(nèi)窺鏡200可以包括以末端段202終止的長形軸203 (未完全示出)，末端段202通過彎曲段204可轉(zhuǎn)動。有利地，末端段可包括指向前方的照相機206以及指向側(cè)面的照相機210。雖然指向前方的照相機206可能夠基于其視場208來檢測諸如息肉218和息肉220的息肉，但是指向側(cè)面的照相機210可進一步能夠檢測通常從指向前方的照相機被隱藏的息肉，比如息肉216。通過圍繞其長度旋轉(zhuǎn)內(nèi)窺鏡200，指向側(cè)面的照相機210可以圍繞內(nèi)窺鏡360度地周向地檢測息肉。這可以使得能夠檢測諸如息肉222的息肉，息肉222類似于位于皺襞內(nèi)側(cè)上的息肉216。在另外的構(gòu)造(未示出)中，兩個或更多個指向側(cè)面的照相機可存在于末端段中，每一個具有不同(或在某種程度上重疊)的視場。
[0072]有利地，指向前方的照相機206和指向側(cè)面的照相機210的視場至少部分重疊，使得經(jīng)由指向側(cè)面的照相機觀察到的感興趣的對象(比如息肉或另外的病理)保持在這個照相機的視場中，同時末端段朝著對象轉(zhuǎn)動，且至少直到對象通過指向前方的照相機變得可見。當(dāng)通過指向側(cè)面的照相機210發(fā)現(xiàn)息肉且操作者期望使用穿過工作通道(在圖中未示出)而插入的手術(shù)工具對該息肉進行外科手術(shù)時，這可以是有益的，該工作通道具有在末端段202的遠端表面中、緊挨指向前方的照相機206的開口。為了進行外科手術(shù)，末端段202可需要朝著息肉轉(zhuǎn)動。如果指向前方的照相機206和指向側(cè)面的照相機210的視場具有一些重疊，使得在末端段的整個轉(zhuǎn)動期間息肉保持看得見且操作者沒有變得辨不清方向，則其可以極大地幫助操作者。[0073]現(xiàn)在參考圖3，圖3更為詳細地示出了根據(jù)一種實施方式的多照相機內(nèi)窺鏡300的透視圖。內(nèi)窺鏡300可以包括長形軸(未示出)、彎曲段(部分示出)302和終止內(nèi)窺鏡的末端段304。
[0074]彎曲段302可以包括多個連接件，比如連接件302a_c302，這使末端段304能夠在不同的方向上轉(zhuǎn)動。在不同的構(gòu)造(未示出)中，彎曲段可以被不同地構(gòu)建，只要其使末端段能夠在不同的方向上轉(zhuǎn)動。彎曲段302可覆蓋有彈性鞘(未示出)，彈性鞘還可延伸以覆蓋長形軸。
[0075]末端段304可以包括在其中的指向前方的照相機304，指向前方的照相機304可以通過末端段的遠端表面306中的孔捕捉圖像?？蛇x擇地為發(fā)光二極管(LED)的分立的前照明器308可以與指向前方的照相機304相關(guān)聯(lián)且用于通過遠端表面306中的另一個孔照亮其視場。LED可以是白光LED、紅外光LED、近紅外光LED或紫外光LED。關(guān)于前照明器308的術(shù)語“分立的”可以指照明源，該照明源內(nèi)部地產(chǎn)生光-與非分立的照明器相比，非分立的照明器可以為例如僅傳輸遠程產(chǎn)生的光的光纖。在不同的構(gòu)造(未示出)中，兩個或更多個分立的前照明器可以存在于末端段中，比如用于提供整體更強的照明和/或用于增加照明的角度覆蓋。這些兩個或更多個分立的前照明器可彼此緊挨地定位，使得它們共用末端段的遠端表面上相同的保護窗。
[0076]前流體注射器310可用于清潔指向前方的照相機304和分立的前照明器308中的至少一個。前流體注射器310可以從遠端表面306被稍微提升，以使前流體注射器310能夠從其側(cè)面310a將流體注射到指向前方的照相機304和分立的前照明器308。前流體注射器310可配置成注射諸如水、空氣和/或類似物的流體。
[0077]遠端表面306還可以包括界定工作通道312的孔。工作通道312可以是中空管，該中空管配置成用于插入手術(shù)工具以對各種組織進行手術(shù)。例如，微型鑷子可以穿過工作通道312插入，以除去息肉或息肉樣品以用于活組織檢查。
[0078]由遠端表面306中的另一個孔界定的通路流體注射器314可用于充注和/或清潔內(nèi)窺鏡300插入到其中的體腔。充注可通過使空氣或另一氣體穿過通路流體注射器314流動來進行，且對于諸如結(jié)腸的體腔是皺縮的或另外不允許有效的檢查的情況下，可以是有益的。例如，清潔可以通過在體腔的不潔凈區(qū)域上注射諸如水或鹽水的液體來實現(xiàn)。而且，通路流體注射器314 (或不同的管子，未示出)可以用于施加抽吸，以便排出存在于體腔中且干擾檢查的各種液體和/或固體。
[0079]末端段304還可包括在其中的指向側(cè)面的照相機316，指向側(cè)面的照相機316可通過末端段的圓柱面305中的孔捕捉圖像。任選地類似于分立的前照明器308的分立的側(cè)面照明器322可以與指向前方的照相機304相關(guān)聯(lián)且用于通過圓柱面305中的另一個孔照亮其視場。在不同的構(gòu)造(未示出)中，兩個或更多個分立的側(cè)面照明器可存在于末端段中，以比如用于提供整體更強的照明和/或用于增加照明的角度覆蓋。這些兩個或更多個分立的側(cè)面照明器可彼此緊挨地定位，使得它們共用在末端段的圓柱面上的相同的保護窗。
[0080]側(cè)面流體注射器320可用于清潔指向側(cè)面的照相機304和分立的側(cè)面照明器322中的至少一個。為了防止當(dāng)末端段304的圓柱面305接觸體腔的側(cè)壁時的組織損傷，側(cè)面流體注射器320和指向側(cè)面的照相機316可定位在圓柱面中的凹部318中。這樣，側(cè)面流體注射器320可以從凹部318提升，但仍沒有從圓柱面305的水平顯著突出。側(cè)面流體注射器320的提升可以使側(cè)面流體注射器320能夠從其側(cè)面320a將流體注射到指向側(cè)面的照相機316上。在可選擇的實施方式(未示出)中，一個或多個分立的側(cè)面照明器還可包括在凹部中，使得從側(cè)面流體注射器注射的流體可以達到該側(cè)面照明器。在另外的構(gòu)造(未示出)中，指向側(cè)面的照相機、一個或多個側(cè)面照明器和側(cè)面流體注射器可不定位在凹部中，而是定位在與末端段的圓柱面基本上相同的水平上。
[0081]現(xiàn)在參考圖4，圖4示出了諸如圖3的多照相機內(nèi)窺鏡300的多照相機內(nèi)窺鏡的彎曲段400的橫截面圖。諸如四個眼狀物408的多個轉(zhuǎn)向纜線眼狀物定位在彎曲段400的內(nèi)壁上。轉(zhuǎn)向纜線穿過這些眼狀物408，以實現(xiàn)彎曲段400的操縱。彎曲段400還可包括:工作通道402,手術(shù)工具可通過該工作通道402插入；流體通道406,流體和/或液體可通過該流體通道406注入；及電氣通道404，多個電纜可穿過該電氣通道404，以用于傳輸來自照相機的視頻信號以及用于為照相機和分立的照明器提供電力。 [0082]為了陳述的簡化，圖4僅示出單一的工作通道402，盡管在不同的構(gòu)造(未示出)中可存在多個工作通道，以實現(xiàn)同時插入多個手術(shù)工具。類似地，僅示出了一個流體通道406，盡管在不同的構(gòu)造(未示出)中可使用多于一個流體通道，以比如用于分別供給前流體注射器、側(cè)面流體注射器和/或通路流體注射器中的至少一個，以及用于分別提供通過通路流體注射器的抽吸。此外，圖4僅示出單一的電氣通道404，但在其它構(gòu)造(未示出)中，穿過長形軸和/或彎曲段的一個或多個電纜可分離到多個管子中，例如以便將引起磁感應(yīng)的電纜與可受到這種現(xiàn)象的影響的電纜隔開。
[0083]現(xiàn)在參考圖5，圖5示出了根據(jù)一種實施方式的多照相機內(nèi)窺鏡的末端段500的橫截面圖。末端段500可包括指向前方的圖像傳感器502，比如電荷耦合裝置(CXD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器。指向前方的圖像傳感器502可以安裝在集成電路板506上，集成電路板506可以為剛性的或柔性的。集成電路板506可以為指向前方的圖像傳感器502提供必要的電力，且可以導(dǎo)出由圖像傳感器捕捉的靜態(tài)圖像和/或視頻饋入。集成電路板506可連接到一組電纜(未示出)，該電纜可穿過貫穿內(nèi)窺鏡的長形軸的電氣通道。指向前方的圖像傳感器502可具有透鏡組件504，該透鏡組件504安裝在圖像傳感器502之上且提供必要的光學(xué)器件以用于接收圖像。透鏡組件504可以包括靜止的或可移動的多個透鏡，該多個透鏡可提供至少90度且高達實質(zhì)上180度的視場。透鏡組件504可以提供約3毫米至100毫米的焦距。不管具有或不具有集成電路板506，指向前方的圖像傳感器502和透鏡組件504可共同地稱為“指向前方的照相機”。
[0084]一個或多個分立的前照明器508可以緊挨著透鏡組件504放置，以用于照亮其視場?？蛇x擇地，分立的前照明器508可附接到指向前方的圖像傳感器502安裝在在其上的相同集成電路板506 (未示出這個構(gòu)造)。
[0085]末端段500可包括指向側(cè)面的圖像傳感器512，比如電荷耦合裝置(CXD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS )圖像傳感器。指向前方的圖像傳感器502可安裝在集成電路板516上，該集成電路板516可以為剛性的或柔性的。集成電路板516可以為指向側(cè)面的圖像傳感器512提供必要的電力，且可以導(dǎo)出由圖像傳感器捕捉的靜態(tài)圖像和/或視頻饋入。集成電路板516可連接到一組電纜(未示出)，電纜可穿過貫穿內(nèi)窺鏡的長形軸的電氣通道。
[0086]指向側(cè)面的圖像傳感器512可以具有透鏡組件514，該透鏡組件514安裝在圖像傳感器512之上且提供必要的光學(xué)器件以用于接收圖像。透鏡組件514可以包括靜止的或可移動的多個透鏡，該多個透鏡可以提供至少90度且高達實質(zhì)上180度的視場。透鏡組件514可以提供約2毫米至33毫米的焦距。不管具有或不具有集成電路板516，指向側(cè)面的圖像傳感器512和透鏡組件514可共同地稱為“指向側(cè)面的照相機”。
[0087]一個或多個分立的側(cè)面照明器518可以緊挨著透鏡組件514放置，以用于照亮其視場?？蛇x擇地，分立的前照明器518可附接到指向側(cè)面的圖像傳感器512安裝在其上的相同集成電路板516 (未示出這個構(gòu)造)。
[0088]在另一個構(gòu)造(未示出)中，集成電路板506和集成電路板516可以是單一的集成電路板，指向前方的圖像傳感器502和指向側(cè)面的圖像傳感器512均安裝在該單一的集成電路板上。為了這個目的，集成電路板可以是實質(zhì)上L型的。
[0089]在例如視場、分辨率、光敏性、像素尺寸、焦距、焦點距離(focal distance)和/或類似物方面，指向前方的圖像傳感器502和指向側(cè)面的圖像傳感器512可以是相似的或相同的。
[0090]可選擇地，指向側(cè)面的圖像傳感器512和透鏡組件514有利地定位成相對接近末端段500的遠端表面。例如，指向側(cè)面的照相機的中心(其為指向側(cè)面的圖像傳感器512和透鏡組件514的中心軸線)定位成距末端段的遠端大約7毫米至11毫米。這通過指向前方的照相機和指向側(cè)面的照相機的有利的微型化來實現(xiàn)，其允許在末端段中的充足的內(nèi)部空間以用于使照相機成角度的定位而沒有碰撞。
[0091]現(xiàn)在參考圖6，圖6示出了多照相機內(nèi)窺鏡系統(tǒng)600的半繪畫性的視圖。系統(tǒng)600可包括多照相機內(nèi)窺鏡602，比如圖2、圖3、圖4和/或圖5的內(nèi)窺鏡。多照相機內(nèi)窺鏡602可包括手柄604,長形軸606從該手柄604引出。長形軸606以末端段608終止,末端段608通過彎曲段610可轉(zhuǎn)動。手柄604可用于操縱體腔內(nèi)的長形軸606 ;手柄可以包括控制彎曲段610以及諸如流體注射和抽吸的功能的一個或多個按鈕和/或開關(guān)605。手柄604還可包括工作通道開口 612，手術(shù)工具可穿過該工作通道開口 612插入。
`[0092]實用電纜614可連接在手柄604和控制器616之間。實用電纜614可包括在其中的一個或多個流體通道和一個或多個電氣通道。電氣通道可包括用于接收來自指向前方的照相機和指向側(cè)面的照相機的視頻信號的至少一個數(shù)據(jù)纜線，以及用于為照相機和分立的照明器提供電力的至少一個電力纜線。
[0093]控制器616可支配至內(nèi)窺鏡602的末端段608的電力傳輸,該電力傳輸比如用于末端段的照相機和照明器?？刂破?16還可以控制為內(nèi)窺鏡602提供相應(yīng)的功能的一個或多個流體泵、液體泵和/或抽吸泵。一個或多個輸入裝置比如鍵盤618可以連接到控制器616上，以用于人與控制器的相互作用的目的，。在另外的構(gòu)造(未示出)中，諸如鍵盤的輸入裝置可與控制器一體化在相同的殼體中。
[0094]顯示器620可以連接到控制器616，且配置成顯示從多照相機內(nèi)窺鏡602的照相機接收的圖像和/或視頻流。顯示器620還可操作以顯示用戶界面，以用于允許人類操作者設(shè)置系統(tǒng)600的各種特征。
[0095]可選擇地，從多照相機內(nèi)窺鏡602的不同照相機接收的視頻流可以并排地或可交換地(即，操作者可以在來自不同照相機的視圖之間手動切換)分別顯示在顯示器620上?？蛇x擇地，這些視頻流可由控制器616來處理，以基于照相機的視場之間的重疊將這些視頻流組合成單一的全景視頻幀。[0096]另外的構(gòu)造(未示出)中，兩個或更多個顯示器可連接到控制器616，每一個用于顯示來自多照相機內(nèi)窺鏡的不同照相機的視頻流。
[0097]現(xiàn)在參考圖7A-7D，其中示出了末端段的多種構(gòu)造700、720、740和760。
[0098]在構(gòu)造700中，指向前方的照相機702和指向側(cè)面的照相機704實質(zhì)上垂直于彼此，且相應(yīng)地具有垂直的視場。
[0099]在構(gòu)造720中，指向前方的照相機722實質(zhì)上垂直于第一指向側(cè)面的照相機724和第二指向側(cè)面的照相機726。第一指向側(cè)面和第二指向側(cè)面的照相機724-726垂直于彼此地指向，且實質(zhì)上相距90度地定位在末端段的圓柱面中。在另一個構(gòu)造(未示出)中，第一指向側(cè)面和第二指向側(cè)面的照相機可相距大于90度地定位在末端段的圓柱面中，比如相距120-150度或相距150-180度。例如，第一指向側(cè)面和第二指向側(cè)面的照相機可相距180度地定位在末端段的圓柱面的相對側(cè)面中，使得第一指向側(cè)面和第二指向側(cè)面的照相機在相反的方向上指向。在另外的構(gòu)造(未示出)中，三個或更多個指向側(cè)面的照相機可定位在末端段的圓柱面中，例如，具有在其彼此之間的120度的三個照相機。
[0100]在構(gòu)造740中，指向側(cè)面的照相機744稍微向后指向，使得其形成相對于指向前方的照相機742的大于90度的角。作為例子，示出了 120度的角。在另一個構(gòu)造(未示出)中，角度為100-145度。
[0101 ] 在構(gòu)造760中，示出了兩個相對的側(cè)面照相機764和766，照相機764和照相機766稍微向后指向，使得它們各自形成相對于指向前方的照相機762的大于90度的角。作為例子，示出了 120度的角。在另一個構(gòu)造(未示出)中，角度為100-145度。
[0102]類似地，在其它構(gòu)造(未示出)中，三個或更多個指向側(cè)面的照相機可定位在末端段的圓柱面中，每一個稍微向后指向且具有在彼此之間的某一角度；在三個照相機的情況下，它們可以具有在彼此之間的120度的角。
[0103]根據(jù)可選擇的實施方式，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡可以包括在它們的末端段處的指向前方/側(cè)面的照相機，但除了一個或多個照相機以外或代替一個或多個照相機，還可以包括光纖透鏡組件。這樣的光纖透鏡組件可以包括透鏡和與之相關(guān)聯(lián)的光纖，該光纖配置成接收來自感興趣的區(qū)域(測試/檢查的區(qū)域，比如結(jié)腸)的光且將所接收的光傳輸至可位于內(nèi)窺鏡的手柄或控制臺中的(視頻)照相機?，F(xiàn)在參考圖8，圖8示出了根據(jù)一些實施方式的多觀察元件內(nèi)窺鏡的透視圖，該多觀察元件內(nèi)窺鏡具有切去的窗口(cut-away window),以顯示內(nèi)窺鏡的內(nèi)部部分，尤其是指向側(cè)面的觀察元件。
[0104]內(nèi)窺鏡800包括通常包括彎曲段(未示出)的長形軸802和終止內(nèi)窺鏡的末端段804。內(nèi)窺鏡800圖示有切去的窗口 801，該窗口 801在真實的內(nèi)窺鏡中并不存在，但是，僅在這個圖中展現(xiàn)，以顯示內(nèi)窺鏡的內(nèi)部部分，尤其是指向側(cè)面的觀察元件。末端段804包括指向前方的觀察元件808和三個分立的照明器(例如LED)806a-806c，該三個分立的照明器806a-806c與指向前方的觀察元件808相關(guān)聯(lián)且配置成用于照明。末端段804還包括一個或多個指向側(cè)面的觀察元件814 (在這個圖中僅示出一個，用于說明的目的)。指向側(cè)面的觀察元件814包括透鏡組件815和光纖816。透鏡組件815位于末端段804的側(cè)壁處且配置成接收來自感興趣的區(qū)域(測試/檢查的區(qū)域，比如經(jīng)受者的結(jié)腸的內(nèi)部部分)且通過光纖816將所接收的光傳輸至(視頻)照相機，該(視頻)照相機可以位于內(nèi)窺鏡的手柄或控制臺中。[0105]應(yīng)注意，指向前方的觀察元件808和指向側(cè)面的觀察元件814可以彼此相似或不同。例如，指向前方的觀察元件808可以包括位于末端段中的照相機，且指向側(cè)面的觀察元件814可以包括透鏡組件和將光傳輸至位于末端段外部的圖像傳感器的光纖。根據(jù)另一個例子，指向前方的觀察元件和指向側(cè)面的觀察元件可以包括透鏡組件和將光傳輸至位于末端段外部的圖像傳感器的光纖。根據(jù)另一個例子，指向側(cè)面的觀察元件可以包括位于末端段中的照相機，且指向前方的觀察元件可以包括透鏡組件和將光傳輸至位于末端段外部的圖像傳感器的光纖。
[0106]末端段804還包括工作通道810，工作通道810可以是配置成用于插入手術(shù)工具以對各種組織進行手術(shù)的中空開口。例如，微型鑷子可以通過工作通道810插入，以除去息肉或息肉樣品，以用于活組織檢查。
[0107]末端804還可以包括其它的元件/部件(例如，如在本文中根據(jù)各種實施方式所描述的)，比如另外的觀察元件、用于清潔照相機和/或照明器的流體注射器和用于充注和/或清潔內(nèi)窺鏡800插入到其中的體腔的通路流體注射器。
[0108]盡管上文已經(jīng)討論了許多示例性方面和實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到某些改進、排列(permutation)、添加及其子組合(sub-combination)。因此，以下所附的權(quán)利要求和下文所介紹的權(quán)利要求意在被解讀為將所有這樣的改進、排列、添加及其子組合包括在它們的真實精神和范圍之內(nèi)。
[0109]在申請的說明書和權(quán)利要求中，詞匯“包括(comprise)”^包括(include)”和“具有(have)”及其變化形式中 的每一個不一定限于在列表中該詞匯可與其相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件。
【權(quán)利要求】
1.一種多觀察元件內(nèi)窺鏡的末端段，所述末端段包括: 指向前方的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的前照明器； 前流體注射器，其配置成用于清潔所述指向前方的照相機和所述分立的前照明器中的至少一個； 指向側(cè)面的觀察元件； 工作通道，其配置成用于手術(shù)工具的插入；以及 通路流體注射器，其用于充注和/或清潔所述內(nèi)窺鏡插入到其中的體腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的末端段，其中所述指向前方的觀察元件、所述指向側(cè)面的觀察元件或兩者包括光纖透鏡組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的末端段，其中所述指向前方的觀察元件包括照相機且其中所述指向側(cè)面的觀察元件包括光纖透鏡組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的末端段，其中所述光纖透鏡組件配置成接收來自感興趣的區(qū)域的光且將所接收的光傳輸至位于所述末端段外部的照相機。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的末端段，其中所述照相機位于所述內(nèi)窺鏡的手柄或與所述內(nèi)窺鏡相關(guān)聯(lián)的控制臺中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的末端段，還包括與指向側(cè)面的觀察元件相關(guān)聯(lián)的分立的側(cè)面照明器。`
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的末端段，還包括配置成用于清潔所述指向側(cè)面的觀察元件和/或所述分立的側(cè)面照明器的側(cè)面流體注射器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的末端段，其中所述指向前方的觀察元件和所述指向側(cè)面的觀察元件在實質(zhì)上垂直于彼此的方向上指向。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的末端段，其中所述指向前方的觀察元件和所述指向側(cè)面的觀察元件相對于彼此大約100度至145度地指向。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的末端段，其中所述分立的前照明器和所述分立的側(cè)面照明器中的每一個包括一個或多個發(fā)光二極管(LED)。
11.一種多觀察元件內(nèi)窺鏡，包括: 長形軸，其以通過彎曲段可轉(zhuǎn)動的末端段來終止，其中所述末端段包括: 指向前方的觀察元件和與之相關(guān)聯(lián)的分立的前照明器； 前流體注射器，其配置成用于清潔所述指向前方的照相機和所述分立的前照明器中的至少一個； 指向側(cè)面的觀察元件； 工作通道，其配置成用于手術(shù)工具的插入；以及 通路流體注射器，其用于充注和/或清潔所述內(nèi)窺鏡插入到其中的體腔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多觀察元件內(nèi)窺鏡，其中所述指向前方的觀察元件、所述指向側(cè)面的觀察元件或兩者包括光纖透鏡組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多觀察元件內(nèi)窺鏡，其中所述指向前方的觀察元件包括照相機且其中所述指向側(cè)面的觀察元件包括光纖透鏡組件。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多觀察元件內(nèi)窺鏡，其中所述光纖透鏡組件配置成接收來自感興趣的區(qū)域的光且將所接收的光傳輸至位于所述末端段外部的照相機。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多觀察元件內(nèi)窺鏡，其中所述照相機位于所述內(nèi)窺鏡的手柄或與所述內(nèi)窺鏡相關(guān)聯(lián)的控制臺中。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多觀察元件內(nèi)窺鏡，其中所述末端段還包括與指向側(cè)面的觀察元件相關(guān)聯(lián)的分立的側(cè)面照明器。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多觀察元件內(nèi)窺鏡，其中所述末端段還包括配置成用于清潔所述指向側(cè)面的觀察元件和/或所述分立的側(cè)面照明器的側(cè)面流體注射器。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多觀察元件內(nèi)窺鏡，其中所述指向前方的觀察元件和所述指向側(cè)面的觀察元件在實質(zhì)上垂直于彼此的方向上指向。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多觀察元件內(nèi)窺鏡，其中所述指向前方的觀察元件和所述指向側(cè)面的觀察元件相對于彼此大約100度至145度地指向。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多觀察元件內(nèi)窺鏡，其中所述分立的前照明器和所述分立的側(cè)面照明器中的每一個包括一個或多個發(fā)光二極管(LED)。
【文檔編號】A61B1/06GK103732120SQ201280038808
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月18日
【發(fā)明者】阿維·利維, 亞尼夫·基爾馬, 摩西·利維 申請人:恩多卓斯創(chuàng)新中心有限公司