特許 7595027 カメラビューを回転させるためのジャイロセンサを備える内視鏡用脈管採取装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-27

(45)【発行日】2024-12-05

(54)【発明の名称】カメラビューを回転させるためのジャイロセンサを備える内視鏡用脈管採取装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 17/3201 20060101AFI20241128BHJP

   A61B 1/018 20060101ALI20241128BHJP

   A61B 1/045 20060101ALI20241128BHJP

   A61B 1/06 20060101ALI20241128BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20241128BHJP

   A61B 18/14 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

A61B17/3201

A61B1/018 515

A61B1/045 610

A61B1/06 531

A61B1/00 732

A61B18/14

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021564489

(86)(22)【出願日】2020-04-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-06

(86)【国際出願番号】 US2020029498

(87)【国際公開番号】W WO2020223100

(87)【国際公開日】2020-11-05

【審査請求日】2023-01-27

(31)【優先権主張番号】62/840,480

(32)【優先日】2019-04-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500204326

【氏名又は名称】テルモ カーディオバスキュラー システムズ コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100137039

【弁理士】

【氏名又は名称】田上 靖子

(72)【発明者】

【氏名】藤井 達徳

(72)【発明者】

【氏名】カディコフスキ，ランダル

【審査官】鈴木 敏史

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１５５０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０２０２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２４６０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１５９６５３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １７／３２０１

Ａ６１Ｂ １／０１８

Ａ６１Ｂ １／０４５

Ａ６１Ｂ １／０６

Ａ６１Ｂ １／００

Ａ６１Ｂ １８／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内視鏡用採取システムであって：
ハンドルを有する、患者の中に挿入されるための採取デバイスと；
前記採取デバイスに挿入可能であり前記ハンドルの反対側の前記採取デバイスの遠位端のところの視野を示す画像を提供するように構成される光学システムと；
前記光学システムと共に回転するように、および前記採取デバイスの長手方向軸を中心とした角回転に反応して回転信号を提供するように、設置される角度モーションセンサと；
前記光学システムから前記画像を受信し、前記回転信号を受信するように構成される、画像プロセッサであって、前記画像プロセッサが、前記回転信号に反応して前記画像に反対方向の回転を適用することにより補償されるビデオ出力信号を発生させるように構成される、画像プロセッサと；
を備え、
前記光学システムが、近位端及び遠位端を有するカメラユニットであり、前記カメラユニットは、画像センサと光源を備え、前記近位端と前記遠位端との間に導管を有し、
前記内視鏡用採取システムが：
前記カメラユニットの前記導管内で長手方向に延在し、前記カメラユニットの前記近位端から外側へ延在する吸入チューブと；
前記角度モーションセンサ、前記画像センサ、および前記光源に接続されて、前記カメラユニットの前記近位端から外側へ延在するケーブルと
をさらに備え、
前記ケーブルおよび前記吸入チューブが束ねられる内視鏡用採取システム。

【請求項2】

前記モーションセンサがジャイロセンサから構成される、請求項１に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項3】

前記モーションセンサが加速度計から構成される、請求項１に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項4】

前記モーションセンサが多軸モーショントラッカーから構成される、請求項１に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項5】

前記画像プロセッサが、前記回転信号に従って現在の向きを計算するように、前記現在の向きと基準の向きとの差を決定するように、および前記差に従って前記ビデオ出力信号のビデオフレームを反対方向に回転させるように、構成される、請求項１に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項6】

前記画像プロセッサが、初期設定の回転位置に対して較正を行うように構成される、請求項５に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項7】

前記画像プロセッサが、前記ビデオフレームの視覚ディスプレイ内で前記初期設定の回転位置を維持するために前記ビデオフレームを反対方向に回転させるように構成される、請求項６に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項8】

ユーザ入力装置をさらに備え、前記画像プロセッサが、前記ユーザ入力装置からの信号に反応して、前記ビデオフレームの視覚ディスプレイ内で、前記初期設定の回転位置に対してオフセットされた回転位置を維持するために前記ビデオフレームを反対方向に回転させるように構成される、請求項６に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項9】

前記光学システムが、前記採取デバイスに挿入可能である前記カメラユニットの前記遠位端のところに設置される前記画像センサから構成される、請求項１に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項10】

前記光学システムが前記カメラユニットの前記遠位端のところにある前記光源をさらに備える、請求項９に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項11】

前記カメラユニットが；
前記カメラユニットの前記導管を通って長手方向に延在する光ファイバと；
前記光ファイバの遠位端に設置されるレンズと；
前記光ファイバの近位端に配置される前記画像センサと
を備える
請求項１に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項12】

前記採取デバイスが切断ユニットを備える、請求項１に記載の内視鏡用採取システム。

【請求項13】

前記採取デバイスが、中心回転軸を有し；
前記光学システムが、前記画像の前記視野の中に中心軸を有し；
前記採取デバイスの前記中心回転軸が前記光学システムの前記中心軸からオフセットされる
請求項１に記載の内視鏡用採取システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、２０１９年４月３０日に出願した米国仮特許出願第６２／８４０４８０号の利益を主張するものである。
本発明は、概して、血管または他の組織の内視鏡用採取（ｅｎｄｏｓｃｏｐｉｃ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ）に関し、より詳細には、内視鏡内の光学システムを介するビデオ画像の採取デバイスの使用者への提示に関する。

【背景技術】

【0002】

冠動脈バイパス術（ＣＡＢＧ：ｃｏｒｏｎａｒｙ ａｒｔｅｒｙ ｂｙｐａｓｓ ｇｒａｆｔｉｎｇ）では、動脈または静脈などの、血管セクションまたは脈管セクションが、移植片として使用されるために、患者の身体内のその元のロケーションから「採取」される（すなわち、除去される）。除去後、血管のこのセクションが動脈血源と迂回すべき冠動脈との間に接合される。バイパス移植片として使用されるべき脈管のための好適な供給源として、特には、脚部の中の伏在静脈および腕の中の橈骨動脈がある。

【0003】

最小侵襲的なテクニックは、所望の脈管を見つけるのにおよび１つまたは複数の内視鏡用採取デバイスを導入するのに小切開部を採用する。作業スペースを作ることを目的としておよび周囲組織から脈管を部分的に分離することを目的として切開部を通して解剖器具を導入するときに最初の解剖が行われる。次いで、採取すべきセクションを囲む結合組織および血管の任意の側枝から血管を切り離すために切断器具が作業スペースに導入される。枝が切られ得、かつ／または焼灼され得る。

【0004】

１つの典型的な手技では、内視鏡の進入部位が採取される脈管の中間点の近くに位置し、ここでは、枝の解剖および切断が進入部位から脈管に沿って両方向に前進する。血管の所望のセクションを除去するために、第２の小切開部または刺創がこの所望のセクションの一方の端部のところに作られ、この血管セクションが結紮される。このように結紮された血管セクションのもう一方の端部のところに第３の小切開部が作られ、それにより、第１の切開部を通してこの所望の血管セクションを完全に除去することが可能となる。別法として、進入ポイントから血管に沿って一方向のみに作業を行いながら所望の長さの血管を得るのに内視鏡デバイスの長さが十分である場合、最初の２つの切開部のみが必要となる可能性がある。

【0005】

上述の内視鏡用脈管採取を実施するための市販の製品の１つの例として、ミシガン州、アナーバーのＴｅｒｕｍｏ Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＶｉｒｔｕｏＳａｐｈ（商標）の内視鏡用静脈採取システム（Ｅｎｄｏｓｃｏｐｉｃ Ｖｅｉｎ Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）がある。内視鏡用脈管採取システムが、Ｍａｅｄａらの米国特許第８，４６５，４８８号およびＫａｄｙｋｏｗｓｋｉの米国特許第７，５４７，３１４号に説明されており、これらは、両方、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。ＶｉｒｔｕｏＳａｐｈ（商標）システムでは、枝を切り離して焼灼するための切断ツールがＶカッターを形成し、ここでは、Ｖ形の先端部が、切断すべき枝を長手方向スリットの中まで誘導するためにユニットの遠位端から延伸可能である。スリットに隣接する電極が枝を焼灼して凝固により切り離すために高周波電圧で電気的に励起される。さらに、Ｖキーパが、脈管を捕捉して脈管に沿ってツールを誘導するために、遠位端から延伸する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

カメラおよびビデオディスプレイを有する光学システムを介して内部の内視鏡のビューが使用者に提供される。カメラが採取デバイスの遠位側先端部の中に設置され得る。別法として、採取デバイスの中に装着されるレンズおよび光ファイバが、採取デバイスの外部の光ファイバの遠隔端部のところに位置するかまたはデバイスのハンドル内に位置するカメラに画像を伝送することができる。いずれの場合も、画像が遠位側先端部内の固定される光学機器を使用して得られ、それにより、採取デバイスが使用者によって操作されてその長手方向軸を中心として回転させられるときにディスプレイ上に提示される画像が回転することになる。例えば、ＶカッターおよびＶキーパが、脈管に沿っておよび脈管の周りで動かされるときにツールのいかなる回転運動にも関係なくビデオ画像の右側および左側で方向付けられた状態を維持することができる。結果として、脈管、枝、および結合組織などの画像内の相対的に静止する要素がツールの回転とは反対方向に回転しているように見える。画像の回転が直観で分かるものではない可能性があり、画像を適切に解釈するためには、使用者にとっての追加のスキルを必要とする。

【0007】

ＶｉｒｔｕｏＳａｐｈ（商標）システムでは、画像の回転を防止することを目的としてハンドルと共にカメラヘッドが回転するのを防止するために、採取装置（ｈａｅｖｅｓｔｅｒ）デバイスのハンドルのところに位置するカメラヘッドを保持することが可能である。しかし、このプロセスは時間を要するものであり、所望の画像の向きを維持するためにカメラヘッドを別途操作することの必要性から使用者を解放することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、採取手技中に採取装置ハンドルの回転角運動速度を検出することによりカメラビューの向きを補正する。ハンドルが回転させられるとき、検出される回転がカメラビューの反対方向（相殺方向）の回転を実現するのに使用され、その結果、ディスプレイには決まった向きが提示される。したがって、垂直上向き方向（または、任意の他の所望の基準方向）が表示されるビデオ画像内で実質的に固定された状態を維持する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】従来の採取装置ユニットを示す側面図である。

【図2】図１のＶキーパおよびＶカッターをより詳細に示す斜視図である。

【図3】従来の解剖器具ユニットおよび内視鏡ユニットを示す側面図である。

【図4】標的の脈管の周りの作業用トンネル内に配備される採取装置ユニットのＶキーパおよびＶカッターを描くカメラビューを示す図である。

【図5】本発明の画像補償なしの、採取装置ユニットの反時計回り方向の回転の前のおよびその後のカメラビューを示す図である。

【図6】本発明の画像補償なしの、採取装置ユニットの反時計回り方向の回転の前のおよびその後のカメラビューを示す図である。

【図7】図６のカメラビューに対して画像補償を適用した後のカメラビューを示す図である。

【図8】本発明の、モーション追跡センサを有する採取装置ユニットを示す側面図である。

【図9】本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。

【図10】本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。

【図11】本発明の一実施形態による画像補償を示すブロック図である。

【図12】別の実施形態による脈管採取システムの構成要素を示す側面図である。

【図13】図１２のカメラユニットをより詳細に示す斜視図である。

【図14】図１２のカメラユニット内のモーション追跡センサを示す断面斜視図である。

【図15】本発明の別の実施形態による採取ユニットを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１が、解剖されている標的の脈管を握持するのに、および脈管に接続される任意の枝または結合組織を切り離すのに、使用される採取棒１０を示す。採取棒１０が、解剖器具ロッドを使用して作られる、標的の脈管に沿う作業用トンネルの中に挿入される（例えば、図４を参照されたい）。採取棒１０が、細長いスリーブ部材または挿入部材１２に接続されさらに内視鏡レシーバ１３に接続されるハンドル１１を有する。挿入部材１２の遠位端のところに、解剖されている脈管を保持するための捕捉フレームである脈管キーバ（Ｖキーパ）１４、ならびに側枝および結合組織を切り離すためのＶカッター１５が存在する。Ｖキーパ１４がハンドル１１上にあるＶキーパボタン１６によって操作される。ハンドル１１上のＶカッター延伸ボタン１７を操作することにより、Ｖカッター１５が延伸または後退させられる。吸入器チューブ２０が、吸入ガスを挿入部材１２の遠位端に送達するために、ＣＯ_２などのガスの供給源に接続され得る。バイポーラコード２１が高周波電圧の供給源に接続されるためのコネクタ２２を一方の端部のところに有し、Ｖカッター１５上の電極に電圧を供給するための導体を有する。

【0011】

Ｖキーパ１４およびＶカッター１５が図２により詳細に示される。Ｖキーパ１４が、支持棒２６および可動棒２７に設置される誘導フレーム２５を有する。誘導フレーム２５および棒２７が、一体に、内部開口部２８を備える捕捉フレームを形成する。採取されるべき静脈または他の脈管が開口部２８の中にうまく移動させられされ、次いで、ハンドル上のＶキーパボタンが操作されて捕捉フレームの一方側に沿って棒２７を延伸させ、開口部２８を閉じてそれにより脈管を保持する。Ｖカッター１５が、側枝をスリットの中に配置するためにハンドル上のＶカッターボタンによって操作される延伸可能ガイドに設置される中央スリットを備えるＶ形の先端部を有する。

【0012】

Ｖキーパ１４が矢印３０によって示されるように長手方向に延伸可能であり、対して棒２７が矢印２９によって示されるように独立して長手方向に延伸可能である。図２では、棒２７が開口部２８内で採取されている脈管を維持するのに利用される延伸位置にある（すなわち、捕捉フレームの側部が閉じられる）。

【0013】

Ｖカッター１５が矢印３１によって示される方向に長手方向に延伸可能である。細長い挿入部材１２が、挿入部材１２の端部よりさらに延伸させられる前にＶカッター１５を露出する終端部を備えるノッチを有する。内視鏡の端部のところにあるレンズ部分３２が部材１２の遠位端の近くに配置されて示される。レンズ部分３２が、カメラ（すなわち、画像センサ）に一体化されるか、またはそのもう一方の端部のところでカメラに接続される光ファイバの端部のところに配置される、レンズであってよい。

【0014】

部材１２をその中に挿入する作業用トンネルが図３に示される鋭利ではない解剖器具デバイス３５を使用して作られ得、作業用トンネルが同様に剛体の内視鏡４３も受ける（または、別法として、透明の先端部３６の中に添着されるカメラを有することができる）。内視鏡４３が遠位端まで延在してその近位端のところで内視鏡ヘッド４５に接続される剛体の内視鏡棒４４を有する。ヘッド４５がアイピース４６およびライトコネクタ４７を有する。ディスプレイ上にビデオ画像を提示するために、アイピース４６が直接に観察され得るかまたはカメラに結合され得る。解剖器具３５が、内部孔３８を備える外側シース３７を有する解剖器具棒を有する。シース３７が遠位端のところで鋭利ではない解剖器具先端部３６に接続される。解剖器具３５の近位端のところのあるハンドル４０が軸方向において内視鏡４３を受け（矢印４８によって示される方向において）、その結果、内視鏡棒４４が中空先端部３６に入れられるまで孔３８の中に挿入され、それにより透明の先端部３６を通して解剖されているエリアの内視鏡による可視化が可能となる。内視鏡棒４４によって占有されない孔３８内の空間および／またはシース３７内の追加の通路が、解剖部位の周りで皮下腔を膨張させるために吸入ガスを導入することを目的として、ハンドル４０のところのガス入口チューブ４１を、シース３７内のまたは先端部４２内の遠位端のところにあるガス出口孔４２に結合する。

【0015】

図４が脈管採取中に見られる内視鏡のビューであり、ここでは、標的の脈管（例えば、伏在静脈）５０が、鈍的解剖中に事前に作られる脈管５０の周りの空洞内においてＶキーパ１４の開口部２８の中で保持される。Ｖカッター１５が、除去するために脈管５０の１セクションの準備を整えることを目的として、側枝５１を焼灼して切り離すために枝５１の方に延伸するのに適した位置にある。側枝５１などの側枝が脈管５０から外側へ多様な径方向に延在することを理由として、採取装置は異なるすべての側枝に直接に接近するために脈管５０の周りで回転させられなければならない。使用者による操作中にレンズ部分４３が部材１２の長手方向軸の周りで回転することが可能である場合、内視鏡から得られるビデオ画像が反対方向に回転する。患者を基準としてＶキーパ１４およびＶカッター１５がどの程度回転させられたかに関わらず、Ｖキーパ１４およびＶカッター１５の向きがビデオディスプレイ上で固定されたままとなる。手技中、標的の脈管およびトンネルに沿う観察方向が概して水平に延びる。しかし、採取装置が回転するとき、ビデオ画像内の脈管５０から横に延びる上方向（例えば、患者を基準として、および使用者が立っているところの部屋を基準とする）が画像周りで変更される。実際の上方向（または、任意の他の選択される基準）をビデオ画像の頂部側に留めるために（すなわち、患者の解剖学的構造を基準として画像を回転させないようにするために）、患者の解剖学的構造の安定した画像を提供することが望ましい。

【0016】

図５が手技中の初期のビデオ画像５２を示しており、ここでは、結果として、採取装置ユニットおよびカメラ画像が第１の回転位置に位置合わせされている。Ｖカッター１５およびＶキーパ１４が画像５２の左側または右側にそれぞれ方向付けられ、脈管５０が３時の方向に延在する。採取装置ユニットおよびカメラ画像を反時計回り方向にわずかに回転させることにより、カメラによって捕捉される画像が時計回り方向に回転し、その結果、脈管５０が図６に示されるように４時の方向に延在する。図７に示されるように採取装置ユニットの回転運動を反映するビデオ画像を使用者が提示することが有益であり、ここでは、Ｖカッター１５およびＶキーパ１４が反時計回りに回転させられており、脈管５０が継続して３時の方向に延在する。

【0017】

本発明では、光学システムが、電子的に処理されてビデオディスプレイ上で使用者に対して示されるべきビデオ画像を得るためにカメラを利用する。カメラが、剛体の内視鏡棒の端部のところにあるかまたは患者の中に挿入される採取装置デバイスの遠位側先端部もしくは遠位端のところにある、アイピースのところに配置され得る。光学システムのカメラまたは他の部分が採取装置デバイスと共に回転することが可能であり、それによりカメラ画像がそれに応じて回転する。しかし、デバイスの回転が測定され、ディスプレイに送信される画像の反対方向の回転を適用するのに使用され、その結果、使用者によって見られるビデオ画像が患者を基準とした固定される向きを維持する。デバイスの回転は、カメラユニットに設置されるか、採取装置ユニットに設置されるか、解剖器具ユニットに設置されるか、またはカメラと共に回転する他に構造に設置される、モーショントラッカー、ジャイロスコープ、加速度計、または他のデバイスを使用して測定され得る。

【0018】

図８を参照すると、第１の実施例が示されており、ここでは、モーショントラッカーデバイス５５が採取装置ユニット１０のハンドル１１の中に設置されている。例えば、モーショントラッカー５５が、中国、広東省、深センのＳｈｅｎｚｈｅｎ ＨｉＬｅｔｇｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から市販されるＨｉＬｅｔｇｏ ＭＰＵ９２５０／６５００ ９－Ａｘｉｓ ９－ＤＯＦ １６－ＢｉｔのＧｙｒｏｓｃｏｐｅ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｅｎｓｏｒなどの、集積回路組立体から構成されてよい。ケーブル５６およびコネクタ５７が、ビデオ信号の取り扱いのためにおよびディスプレイモニタの駆動のために、プロセッサまたはモジュールからの入力電力を伝送し、センサ出力信号（例えば、角運動速度信号）をプロセッサまたはモジュールまで伝送する。

【0019】

より具体的には、図９が実施形態を示しており、ここでは、採取装置システムの構造部分６０（例えば、採取装置ユニットまたは解剖器具ユニットのカメラユニット、ハンドル、または棒部分）が、構造部分６０の軸回転６２に従う角速度（すなわち、角運動速度）信号を発生させるジャイロセンサ６１を担持する。一実施例では、圧電ジャイロセンサが使用され得る。別法として、他の種類のモーションセンサ、加速度計、または振動センサが使用されてもよい。カメラ６３が内視鏡のビューを捕捉し、内視鏡のビューが電気信号に符号化されて画像プロセッサ６４に提供される。画像プロセッサ６４が角速度信号を受信し、画像プロセッサ６４が、ディスプレイパネル６５に提示される内視鏡のビューに対して対応する反対方向の回転を適用するためにこの角速度信号を使用する。

【0020】

図１０が別の実施形態を示しており、ここでは、カメラユニット７０（採取装置または解剖器具ユニットの中に挿入されるためのもの）がモーショントラッカー７１を組み込む。モーショントラッカー７１が、好適にはカメラユニット７０の近位端の近くで、カメラユニット７０の中に容易に嵌め込まれるのに十分な小ささであるマルチチップモジュールを有することができる。カメラユニット７０が、カメラセンサ７３およびＬＥＤ照明源７４を担持する遠位端を有する延伸本体７２を有する。モーショントラッカー７１、カメラ７３、およびＬＥＤ７４が、例えば、ＬＥＤ７４に電力を提供するために、およびカメラ７３からビデオフレームを受信するために、プロセッサ７５に電気的に結合される。プロセッサ７５が、マイクロコンピュータ（例えば、ＰＣ）またはカスタム電子機器モジュールから構成されてよい。プロセッサ７５が、プロセッサ７５に提供される角運動速度信号を発生させることを目的とし、モーショントラッカー７１のジャイロスコープ、加速度計、または他の感知構成要素を動作せるためにモーショントラッカー７４に電力を提供する。角運動速度信号を使用して、プロセッサ７５がカメラユニット７０の回転を検出し、モニタ７６上に表示するためにビデオフレームを転送する前に、カメラ７３から受信するビデオフレームに反対方向の回転を適用する。当技術分野で知られているように、モーショントラッカー７１が、センサユニットのモーションを追跡する種々のモーション信号を送信する３軸加速度計および３軸ジャイロスコープを有することができる。デバイスの位置を検出するために、モーション信号が既知の方法を使用してオイラー角または四元数を計算するのに使用され得る（例えば、手持ち式のゲームコントローラで一般に使用されるような）。得られるデバイスの位置、および角運動速度信号に基づく単位時間当たりの位置の変化を用いて、プロセッサ７５がカメラビューの現在の（換言すれば、最新の）向き（例えば、初期設定の位置からの現在の位置の回転角）を決定し、所望の向きを維持することを目的としてビデオ画像の向きを変えるときの適切な観察角度を決定する。

【0021】

プロセッサ７５およびモニタ７６を組み込むパーソナルコンピュータ（ＰＣ）または他の計算デバイスが使用され得る。別法として、プロセッサ７５からＨＤＭＩビデオ信号またはＲＣＡビデオ信号を受信する別個のモニタが使用されてもよい。使用者に種々の追加の機能を提示するために、計算デバイスまたはカスタムモジュールによりグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）が提供され得る。例えば、ＧＵＩが、ツールの計算した方向角度、およびピクセル解像度、フレームレート、および倍率（調整可能となり得る）などの他のカメラ情報を表示することができる。ＧＵＩが、オフセット角を設定するためのボックス、および画像（静止画像またはビデオ）の捕捉を開始するためのボタンを有することができる。

【0022】

図１１が、所望の画像の回転を達成するためのプロセッサの機能の一実施例を描いているブロック図を示す。角運動速度信号が方向計算機ブロック８０および較正・初期設定ブロック８１に提供される。ブロック８１が所望の基準の向きを方向計算機８０に提供する。所望の基準の向きと実際の瞬間的な向きとの間の差に基づいて、反対方向の回転角がブロック８０から回転マトリックスブロック８２に提供される。回転マトリックスブロック８２に供給されるビデオフレームが反対方向の回転角に従って回転させられ、補正されたビデオフレームが回転マトリックス８２からビデオモニタへ出力される。

【0023】

較正・初期設定ブロック８１が、垂直上向き方向（すなわち、重力の下向きの力（ｐｕｌｌ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ）に反対の方位角の方向（ａｚｉｍｕｔｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を指す）などの、表示される画像の頂部側のための好適な空間的方向の設定を保存することができる。好適な向き設定は、ブロック８１によって実施される較正手技の結果として達成され得、ここでは、カメラユニットを含む採取装置ユニットまたは解剖器具ユニットが水平位置（または、他の任意の向き）で動かないように配置され、垂直軸を示すモーショントラッカー信号（次の位置と初期設定の向きとの間の差を決定するために後でセンサ信号と比較され得る）が得られる。初期設定の向きが加算器８３の１つの入力装置に提供され得、加算器８３がその出力を方向計算機８０の入力装置に提供する。加算器８３の第２の入力装置が、使用者によるオフセットのブロック８４から使用者によるオフセットの値を受信することができ、使用者によるオフセットのブロック８４が使用者が異なる好適なカメラビューを指定するのを可能にする（その結果、所望される場合に、異なる方向がビデオモニタの頂部側に見られ得るようになる）。使用者によるオフセットの値がゼロである場合、初期設置の向きが修正されずに使用される。使用者によるオフセットのブロック６４が、例えば、所望のオフセットを手動で入力するための入力デバイスまたはキーパッドを有することができる。

【0024】

図１２が、カメラユニット８６、解剖器具ユニット８７、および採取装置（切断）ユニット８８を有する解剖器具システム８５を示す。解剖器具ユニット８７および採取装置ユニット８８が、カメラユニット８６を受けるように適合される中央通路を有する。図１３および１４に示されるように、カメラユニット８６が遠位端９０および近位端９１を有する。レンズおよび／またはカメラならびに光源（例えば、ＬＥＤ、またはそのもう一方の端部のところで遠隔光源による供給を受ける光導体の出口端部）が遠位端９０に設置され、解剖器具ユニット８７または採取装置ユニット８８の中にカメラユニット８６を装着するときに内視鏡のビューを提供する。近位端９１と遠位端９０との間の縦方向の導管８９が、カメラ／ＬＥＤのための電気ケーブル９５、さらには遠位端９０に吸入ガスの流れを提供するための吸入用の管類９６を運び、ここでは、開口部が吸入ガスを作業用トンネルの中まで移動させる。

【0025】

カメラユニット８６の近位端９１で、モーション追跡センサデバイス９２が凹部９４の中に設置される。ワイヤ束９３が、センサデバイス９２のための電気ケーブル９４、および、束９３の端部のところの電気コネクタを介してカメラユニット８６からプロセッサ（図示せず）まで延在する、カメラ／ＬＥＤのためのケーブル９５を担持する。管類９６の端部のところのコネクタがＣＯ_２吸入ガスの供給源に接続される。吸入ガス送達装置をカメラユニット８６に一体化することにより（解剖器具ユニットおよび採取装置ユニットによって担持される吸入用の管類を有することの代わりに）、解剖器具と採取装置との間で使用を切り換えるステップが単純化される。その理由は、ＣＯ_２の管類をオフにする必要がないからである。従来技術では、採取デバイス（例えば、血管または他の内部組織のための）、電気エネルギーをつなぐためのプローブ、および他の機能を実行するための他のアクセサリ（切断用のはさみ（ｃｕｔｔｉｎｇ ｊａｗ）などが回転させられ（例えば、内視鏡を中心とする）、これには、デバイスの長手方向に対して垂直に接続される光ケーブルが含まれる。結果として、プローブまたはアクセサリが回転させられるときに傾向として光ケーブルに当たるようになる。有用性を向上させるために、本発明はカメラケーブルを他のケーブルに一体化するのを可能にする。

【0026】

図１２に示される実施形態の１つの重要な利点は、身体内部でデバイスが操作されるときの回転軸に関連する。採取装置ユニット８８が、ハンドル１５０およびはさみまで延在する長手方向本体１５１を備える挿入可能なはさみ（ｊａｗ）／カッター要素を有し、ここでは、長手方向本体１５１が、主外側シース１５２の中心長手方向軸からわずかにオフセットされる中心長手方向軸を有する。多くの従来のデバイスでは、（内視鏡の重量のために、及び、使用者が、カメラおよび観察方向を回転させないようにするためにカメラヘッドを片手が握持するという理由で）回転中心が内視鏡ユニット／カメラヘッドの軸に一致する。このような事例では、カッター（例えば、Ｖカッターまたははさみ）およびスペーサ（例えば、Ｃリング）、Ｖキーパ、または遠位端のところにある他のツールのビューが内視鏡の軸を中心として旋回し、それによりツールを誘導および使用することが使用者にとってより困難となる。切断を行うのに適する位置にデバイスを配置するためには、例えば、使用者が、１）デバイスを前後にうまく移動させなければならず、２）内視鏡軸に従ってデバイスを回転させなければならず、３）はさみおよびスペーサの両方を同時に旋回させなければならない。本体１５１の長手方向軸をオフセットすることにより、カメラユニット８６からの観察方向がはさみ／カッターを中心として回転するように構成される。図１２の場合のデバイスを、切断を行うのにまたははさみを握持するのに適する位置に配置する場合、使用者がデバイスを前後にうまく移動させて必要に応じて回転させることのみが必要となる（すなわち、はさみを旋回させる必要がない）。

【0027】

図１５が別の改善された採取装置デバイス１００を示しており、ここでは、固定される光学機器がデバイスの中に含まれ、ジャイロセンサが画像の回転を排除するためにディスプレイビデオ信号を補償するのに使用される。光学機器が採取装置デバイスに内蔵されることの結果として、一体のケーブルが容易に管理され、エネルギープローブとの干渉が回避される。長手方向棒１０１が、近位側のヘッドユニット１０２および遠位側のはさみユニット１０４を有する切断ユニットを保持するように構成される。電力ケーブル１０３がヘッドユニット１０２を通してはさみユニット１０４内の切断用の双極電極（図示せず）に電力を供給する。ヘッドユニット１０２が、はさみユニット１０４、および脈管を誘導するスペーサ（例えば、Ｃリング）ツール１０５を操作するための制御機構を有することができる。

【0028】

固定されるカメラユニット１１０が、付随の電気ケーブル１１１を共有する、カメラ、光源、およびジャイロセンサを有する。吸入チューブ１１５が棒１０１の遠位端から近位端を通って外側へ延在する。束（例えば、ジャケットまたは被覆物）１２０が、ケーブル１０３、ケーブル１１５、および管類１１５を一体に束ね、それにより容易に使用される整頓された採取ツールを提供する。

【0029】

図１５の一体のケーブル／管類に加えて、この実施形態はさらに、遠位側のはさみユニット１０４に一致する（すなわち、カメラの軸からオフセットされる）長手方向軸を有する一束のヘッドユニット１０２および／または主デバイスハンドルを提供するように容易に構成され得る。

【0030】

図１５に示されるデバイスは、組織を切断／焼灼するための採取装置デバイスとして、または標的の脈管の周りのトンネルを鈍的に解剖するための解剖器具デバイスとして、構成され得る。加えて、デバイスが、解剖器具および採取装置デバイスの両方の機能を組み込むように構成され得る（すなわち、脈管を採取するための手技が、別個の解剖器具を必要とすることなく、完了され得る）。この組み合わせの構成を使用する手技はより迅速にかつより容易に完了され得る。その理由は、別個のデバイスを切り換えることが回避されるからである。
本発明は、以下の態様を含む。
１． 内視鏡用採取システムであって：
ハンドルを有する、患者の中に挿入されるための採取デバイスと；
前記ハンドルの反対側の前記採取デバイスの遠位端のところの視野を示す画像を提供する光学システムと；
前記光学システムと共に回転するように、および前記採取デバイスの長手方向軸を中心とした角回転に反応して回転信号を提供するように、設置される角度モーションセンサと；
前記光学システムから前記画像を受信し、前記回転信号を受信する、画像プロセッサであって、前記画像プロセッサが、前記回転信号に反応して前記画像に反対方向の回転を適用することにより補償されるビデオ出力信号を発生させる、画像プロセッサと；
を備える内視鏡用採取システム。
２． 前記モーションセンサがジャイロセンサから構成される、上記１．に記載の内視鏡用採取システム。
３． 前記モーションセンサが加速度計から構成される、上記１．に記載の内視鏡用採取システム。
４． 前記モーションセンサが多軸モーショントラッカーから構成される、上記１．に記載の内視鏡用採取システム。
５． 前記画像プロセッサが、前記回転信号に従って現在の向きを計算するように、前記現在の向きと基準の向きとの差を決定するように、および前記差に従って前記ビデオ信号のビデオフレームを反対方向に回転させるように、構成される、上記１．に記載の内視鏡用採取システム。
６． 前記画像プロセッサが、初期設定の回転位置に対して較正を行うように構成される、上記５．に記載の内視鏡用採取システム。
７． 前記画像プロセッサが、前記ビデオフレームの視覚ディスプレイ内で前記初期設定の回転位置を維持するために前記ビデオフレームを反対方向に回転させるように構成される、上記６．に記載の内視鏡用採取システム。
８． 使用者によるオフセットを実現するためのユーザ入力装置をさらに備え、前記画像プロセッサが、前記ビデオフレームの視覚ディスプレイ内でオフセットされた回転位置を維持するために前記ビデオフレームを反対方向に回転させるように構成される、上記６．に記載の内視鏡用採取システム。
９． 前記光学システムが、前記採取デバイスに挿入可能であるカメラユニットの遠位端のところに設置される画像センサをから構成される、上記１．に記載の内視鏡用採取システム。
１０． 前記光学システムが前記カメラユニットの遠位端のところにある光源をさらに備える、上記９．に記載の内視鏡用採取システム。
１１． 前記光学システムが前記採取デバイスに挿入可能であるカメラユニットであり、前記システムが：
前記カメラユニット内で長手方向に延在し、前記カメラユニットの近位端から外側へ延在する吸入チューブと；
前記角度モーションセンサ、前記画像センサ、および前記光源に接続されて、前記カメラユニットの近位端から外側へ延在するケーブルと
をさらに備え、
前記ケーブルおよび前記吸入チューブが束ねられる
上記１０．に記載の内視鏡用採取システム。
１２． 前記光学システムが前記採取デバイスに挿入可能であるカメラユニットであり、前記カメラユニットが；
カメラユニットを通って長手方向に延在する光ファイバと；
前記光ファイバの遠位端に設置されるレンズと；
前記光ファイバの近位端に配置される画像センサと
を備える
上記１．に記載の内視鏡用採取システム。
１３． 前記採取デバイスが解剖器具ユニットを備える、上記１．に記載の内視鏡用採取システム。
１４． 前記採取デバイスが切断ユニットを備える、上記１．に記載の内視鏡用採取システム。
１５． 前記採取デバイスが解剖器具・切断ユニットの組み合わせを備える、上記１．に記載の内視鏡用採取システム。
１６． 前記採取デバイスが、前記患者の中に挿入されたときに中心回転軸を有し；
前記光学システムが、前記画像の前記視野の中に中心軸を有し；
前記採取デバイスの前記中心回転軸が前記光学システムの前記中心軸からオフセットされる
上記１．に記載の内視鏡用採取システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】