ES3013577T3 - Steerable electronic stereoscopic endoscope - Google Patents

Abstract

Un endoscopio estereoscópico orientable que comprende: un eje que tiene un extremo distal, un extremo proximal y una región de articulación entre ellos; medios de adquisición de imágenes estéreo dispuestos en el extremo distal del eje para adquirir imágenes estéreo de un sitio remoto; y medios para orientar la porción del eje distal a la región de articulación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Endoscopio estereoscópico electrónico orientable

Referencia a la solicitud de patente anterior en trámite

Esta solicitud de patente reivindica el beneficio de la solicitud de patente provisional de EE. UU. con n.° de serie 61/550.095 en trámite, presentada el 21/10/2011 por Douglas D. Sjostromet al.con el título STEERABLE STEREOSCOPIC ELECTRONIC ENDOSCOPE (expediente del abogado n.° VIKING-7 PROV).

Campo de la invención

La presente invención se refiere a sistemas de visualización en general, y más particularmente, a endoscopios estereoscópicos que pueden ser articulados y dirigidos por el usuario.

Antecedentes de la invención

Normalmente, los endoscopios que pueden articularse se limitan a medios de transmisión de imágenes ópticos o electrónicos de un solo canal.

Actualmente, los endoscopios ópticos que son flexibles se basan en haces de fibras ópticas coherentes para transmitir imágenes pixeladas toscamente, lo que da al usuario la impresión de estar viendo una escena a través de una cuadrícula, algo muy parecido a ver una escena a través de la mosquitera de una ventana.

Los endoscopios electrónicos (también conocidos como endoscopios con "chip en la punta" o "chip en varilla") que son flexibles cuentan con un único sensor de imagen en miniatura, dispuesto en el extremo distal del dispositivo. Ambos tipos de endoscopios (es decir, ópticos y electrónicos) normalmente incluyen medios de iluminación de fibra óptica para iluminar el campo operativo que se está visualizando directamente.

Debido a las dificultades para sellar adecuadamente los endoscopios flexibles y articulados, este tipo de dispositivos se limitan a las técnicas de esterilización en frío.

Normalmente, dichos endoscopios flexibles y articulados se sostienen con la mano y son orientados directamente por el usuario.

Los endoscopios estereoscópicos (es decir, tridimensionales) se diferencian de sus homólogos no estereoscópicos en que son más sensibles a las desalineaciones ópticas. No solo cada canal debe estar alineado ópticamente para obtener la mejor imagen, sino también parámetros ópticos clave para cada canal (tales como el aumento, el eje de puntería, la rotación de la imagen, el enfoque de la imagen, etc.) deben ser idénticos entre los dos canales; de lo contrario, se creará un paralaje no deseado en el sistema que provocará distorsiones de profundidad y cansancio/fatiga ocular del usuario al converger las dos imágenes.

Los documentos US 2004/193016 A1, US 2010/099949 A1 y US 2011/009694 A1 divulgan un endoscopio orientable con características de la reivindicación 1.

Descripción de la invención

La presente invención aborda las cuestiones anteriores y proporciona un endoscopio estereoscópico electrónico orientable que mantiene adecuadamente la alineación del canal y mantiene apropiadamente os parámetros ópticos clave de cada canal, para así evitar el paralaje no deseado y, de esta manera, reducir al mínimo el cansancio/fatiga ocular del usuario. Adicionalmente, el endoscopio estereoscópico electrónico orientable de la presente invención es capaz de soportar la presión y las elevadas temperaturas de la esterilización en autoclave de vapor, para que el endoscopio estereoscópico electrónico orientable pueda esterilizarse con técnicas de esterilización en frío y en caliente.

La invención es un endoscopio estereoscópico orientable, como se define en la reivindicación 1. En una forma de la invención, se proporciona un endoscopio estereoscópico orientable que comprende:

un eje que tiene un extremo distal, un extremo proximal y una región de articulación entre los mismos; medios de obtención de imágenes estereoscópicas dispuestos en el extremo distal del eje para obtener imágenes estereoscópicas de un lugar remoto; y

medios para orientar la parte del eje distal a la región de articulación.

En una forma de la invención, se proporciona un endoscopio orientable que comprende:

un eje que tiene un extremo distal, un extremo proximal y una región de articulación entre los mismos; y medios de obtención de imágenes dispuestos en el extremo distal del eje para obtener una imagen de un lugar remoto;

en donde el extremo distal del eje comprende al menos dos pletinas conectadas herméticamente por fuelles metálicos flexibles.

En una forma de la invención, se proporciona un endoscopio orientable que comprende:

un eje que tiene un extremo distal, un extremo proximal y una región de articulación entre los mismos; y medios de obtención de imágenes dispuestos en el extremo distal del eje para obtener una imagen de un lugar remoto;

en donde el extremo distal del eje comprende una columna de alambre que tiene un extremo distal y un extremo proximal, una primera pletina montada en el extremo distal de la columna de alambre y una segunda pletina montada en el extremo proximal de la columna de alambre.

En una forma de la invención, se proporciona un endoscopio orientable que comprende:

un eje que tiene un extremo distal, un extremo proximal y una región de articulación entre los mismos; medios de obtención de imágenes dispuestos en el extremo distal del eje para obtener una imagen de un sitio remoto;

un conjunto de orientación y freno montado en el extremo proximal del eje; y

una pluralidad de alambres de accionamiento que se extienden entre el extremo distal del eje y el conjunto de orientación y freno;

en donde el conjunto de orientación y freno comprende:

una base que tiene un asiento esférico;

una bola de rodamiento montada de forma giratoria dentro del asiento esférico de la base;

un núcleo dejoystickmontado en la bola;

una placa oscilante montada en el núcleo deljoystick,en donde la pluralidad de alambres de accionamiento está unida a la placa oscilante;

un freno para bloquear selectivamente la bola de rodamiento en posición dentro del asiento esférico de la base; y

medios para accionar el freno.

En una forma de la invención, se proporciona un endoscopio orientable que comprende:

un eje que tiene un extremo distal, un extremo proximal y una región de articulación entre los mismos; medios de obtención de imágenes dispuestos en el extremo distal del eje para obtener una imagen de un lugar remoto; y

unjoystickde control para orientar la parte del eje distal a la región de articulación.

Breve descripción de los dibujos

Estos y otros objetos y características de la presente invención se divulgarán de forma más completa o se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención, que debe tenerse en cuenta junto con los dibujos adjuntos, en donde los números similares se refieren a partes similares y en donde, además:

la figura 1 es una vista esquemática que muestra un endoscopio estereoscópico electrónico orientable formado de acuerdo con la presente invención;

las figuras 2 y 2A son vistas esquemáticas que muestran la región de articulación del eje del endos

las figuras 3, 3A, 3B y 3C son vistas esquemáticas que muestran el módulo de cámara sellado del endoscopio y detalles del mismo;

la figura 4 es una vista esquemática que muestra el extremo distal del endos

las figuras 5, 5A, 5B, 5C, 5D y 5E son vistas esquemáticas que muestran el conjunto de orientación y freno del endoscopio y detalles del mismo;

las figuras 6 y 6A son vistas esquemáticas que muestran el mango del endoscopio y detalles del mismo; y

las figuras 7A y 7B son vistas esquemáticas que muestran una configuración alternativa del cabezal de la cámara del endoscopio que presenta una resistencia mejorada a la degradación por esterilización por vapor en autoclave.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Observando primero la figura 1, se muestra un endoscopio estereoscópico electrónico orientable 5 formado de acuerdo con la presente invención. En general, el endoscopio 5 comprende un eje 10 que tiene un extremo distal 15 y un extremo proximal 20. El eje 10 es flexible en la región de articulación 25, como se considerará a continuación en el presente documento. El extremo proximal 20 del eje 10 está montado en un mango 30.

La figura 2 muestra el eje 10 en la región de articulación 25. En general, la región de articulación 25 comprende una pletina de unión distal 35, al menos una pletina intermedia 40 y una pletina de unión de base 45. Otros elementos de la región de articulación 25 incluyen un alambre superelástico de nitinol de soporte central 50, soportado de manera oculta dentro de la pletina de unión distal 35 y la pletina de unión de base 45. La pletina intermedia 40 está soportada de forma deslizante por el alambre superelástico de nitinol 50. Una pluralidad de elementos espaciadores apilados (p. ej., anillos) 55 están montados coaxialmente sobre el alambre superelástico de nitinol 50 entre la pletina de unión distal 35 y la al menos una pletina intermedia 40, y entre la al menos una pletina intermedia 40 y la pletina de unión de base 45, de modo que se garantice una distancia fija entre la pletina de unión distal 35 y la al menos una pletina intermedia 40, y entre la al menos una pletina intermedia 40 y la pletina de unión de base 45, independientemente de la articulación del endoscopio.

Cuatro alambres de accionamiento 60 (solo tres de los cuales se ven en la figura 2) están unidos de forma segura dentro de la pletina de unión distal 35 y pasan de forma deslizante a través de al menos una pletina intermedia 40 y la pletina de unión de base 45.

Cuatro tubos conductores 65, unidos a la pletina de unión de base 45 y que se extienden proximalmente desde la misma, mantienen la rectitud y la orientación adecuada de los alambres de accionamiento 60 a medida que los alambres de accionamiento pasan a través de la longitud axial del endoscopio 5.

Veamos ahora las figuras 2 y 2A, dos fuelles metálicos 70 están unidos herméticamente (por las juntas 75) a sus respectivas pletinas 35 y 40, y 40 y 45, lo que proporciona rigidez rotacional al endoscopio 5 y sella herméticamente los elementos que hay en su interior.

Los orificios 80 de las pletinas 35, 40 y 45 permiten que los cables conductores electrónicos 85 (véase la figura 3) se deslicen libremente dentro de las pletinas 35, 40 y 45, y los orificios 90 de las pletinas 35, 40 y 45 permiten que los haces de iluminación de fibra óptica 95 (véase la figura 3) se deslicen libremente dentro de las pletinas 35, 40 y 45 durante la articulación del endoscopio.

La figura 3 muestra el módulo de cámara sellado 100 que está dispuesto en el eje 10 distal a la pletina de unión distal 35, con cables conductores electrónicos 85 y haces de iluminación de fibra óptica 95 que pasan a través de los orificios 80 y 90 dentro de las pletinas 35, 40 y 45. El módulo de cámara sellado 100 comprende una camisa exterior 105, un sello elastomérico 110 y los cables conductores electrónicos 85 mencionados anteriormente (de los conjuntos de sensores de imagen del módulo de la cámara, véase más adelante) y los haces de iluminación de fibra óptica 95.

Las figuras 3A, 3B y 3C muestran detalles de la construcción interior del módulo de cámara sellado 100.

La figura 3A muestra el cuerpo del módulo 115 que está dispuesto coaxialmente dentro de la camisa exterior 105 del módulo de cámara sellado 100, y un conjunto de sensores de imagen 120, así como los cables conductores electrónicos 85 y los haces de iluminación de fibra óptica 95 mencionada anteriormente.

La figura 3C ilustra los elementos interiores del módulo de cámara sellado 100 alineados y adheridos dentro del cuerpo del módulo 115. Se muestran pares de conjuntos de sensores de imagen CCD 120, celdas de lentes de la cámara 125 y haces de iluminación de fibra óptica 95 unidos y pulidos dentro de casquillos 130.

La figura 3B ilustra los elementos anteriores unidos dentro de cuerpo del módulo 115. El par de conjuntos de sensores de imagen 120 se alinean ópticamente con cuidado y, a continuación, se unen (p. ej., en 116) al cuerpo del módulo 115. Cabe señalar que las celdas de lentes de la cámara 125, y los haces de iluminación de fibra óptica 95 (montados dentro de los casquillos 130), se abren por el extremo distal del cuerpo del módulo 115. Por tanto, se verá que el módulo de cámara sellado 100 comprende un cuerpo de módulo 115 que porta los conjuntos de sensores de imagen 120 y los casquillos 130 que soportan los haces de iluminación de fibra óptica 95, y este cuerpo de módulo 115 está asegurado dentro de la camisa exterior 105 y sellado con el asiento de elastómero 110, con los cables conductores electrónicos 85 de los conjuntos de sensores de imagen 120 y los haces de iluminación de fibra óptica 95 que se extienden a través del sello elastomérico 110.

La figura 4 ilustra el extremo distal ensamblado 15 del endoscopio 5, que incluye la región de articulación 25. Cabe señalar que el extremo distal de la pletina de unión distal 35 se recibe dentro de la camisa exterior 105 del módulo de cámara sellado 100, haciendo tope el extremo distal de la pletina de unión distal 35 con el sello elastomérico 110 y con la camisa exterior 105 del módulo de cámara sellado 100, que está unida herméticamente al diámetro externo de la pletina de unión distal 35. También cabe señalar que los cables conductores electrónicos 85 de los conjuntos de sensores de imagen 120 y los haces de iluminación de fibra óptica 95 se extienden a través de las pletinas 35, 40 y 45, con fuelles metálicos 70 que cooperan con las pletinas 35, 40 y 45 para hacer que el extremo distal del eje 10 quede sellado herméticamente.

La figura 5 muestra el conjunto de orientación y freno 135 del endoscopio que está contenido dentro y se extiende por fuera del mango 30. Por medio del conjunto de orientación y freno 135, el usuario puede dirigir el ángulo de visión del endoscopio manipulando eljoystickde control 140, que comprende los elementos de eje 145 y 150, y la perilla 155. La posición deljoystickde control también proporciona una indicación externa de la posición de visión del endoscopio, representando el eje (145, 150) deljoystickde control 140 el eje imaginario de un puntero y representando la perilla 155 la "cola" del puntero.

Eljoystickde control 140 está asegurado por una junta esférica oculta 160 (figura 5A) formada por una base 165, una bola de rodamiento 170 y un elemento de frenado 175. La visión puede dirigirse en un arco cónico de 360 grados de hasta, aunque no de forma limitativa, un ángulo incluido de 140 grados sin alterar la disposición del cuerpo principal del propio endoscopio 5. La figura 1 muestra el dispositivo real con el ángulo de visión mantenido en su sitio gracias al freno.

La manipulación deljoystickde control 140 desvía el extremo distal del endoscopio, mediante lo que dirige adecuadamente su cámara, tirando de uno o más de los cuatro alambres de accionamiento 60 (figura 5D) mantenidos en posición dentro de una placa oscilante 180 por cuatro terminaciones con extremo de bola 185 (figuras 5D y 5E) unidas o remachadas en sus respectivos alambres de tracción de nitinol 60.

Las figuras 5A y 5E representan vistas en sección del conjunto de orientación y freno 135. Cuando se alcanza la posición de visión deseada, el freno se aplica girando la perilla 155 en sentido dextrógiro.

La perilla 155 impulsa la leva de freno 190 (figura 5B) a través de un pasador de transmisión 195. Un alambre de tracción de freno de nitinol 200 (figura 5A) pasa a través del núcleo deljoystickde control tubular roscado 205 y se fija dentro del elemento de frenado 175 mediante dos tornillos de fijación carentes de hendiduras 210 (figura 5A). El nitinol (una aleación superelástica de níquel y titanio) se utiliza por su alta resistencia en el alambre de tracción del freno 200, así como en el alambre superelástico de nitinol 50 mencionado anteriormente que está dispuesto dentro del extremo distal del endoscopio (véase arriba). Las propiedades elásticas únicas del nitinol resisten la fatiga y contribuyen a mantener la rectitud cuando el freno no está accionado.

El elemento de frenado 175 (figura 5E) tiene un conector hemisférico de precisión parcial que cubre aproximadamente un tercio de la bola de rodamiento de precisión 170 deljoystickde control (figura 5A). Con el freno liberado, el elemento de frenado 175 sirve como elemento distal del conector de rodamiento deljoystickde control. El elemento de frenado móvil 175 (figura 5A) está limitado por la camisa del tubo principal 215 (figura 5E). Proximalmente, el alambre de tracción del freno de nitinol 200 (figura 5A) está unido al cuerpo del seguidor de leva 220 (figura 5A) mediante dos tornillos de fijación carentes de hendiduras 225 (en la figura 5A solo se muestra uno de ellos). Hay dos pasadores del seguidor de leva 230 (figura 5A) introducidos a través de las ranuras de la leva 235 (figura 5A) y de las ranuras de restricción 240 del cuerpo de perilla 245 (figura 5C).

La figura 5A muestra, en 250, el punto de salida del orificio a través del núcleo roscado 205 deljoystickde control 140, ubicado en el punto central de la bola de rodamiento 170. Esto se hace para reducir al mínimo cualquier cambio de longitud efectivo provocado por el desplazamiento que realiza eljoystickde control durante el uso. La reducción al mínimo de este efecto de cambio de longitud elimina la fricción y/o, por el contrario, la liberación repentina y accidental del freno.

Haciendo referencia a la figura 5A, se verá que al rotar la perilla 155 en sentido dextrógiro, aumentará la tensión en el elemento de frenado 175 por medio del alambre de tracción del freno 200 que, a su vez, está sujeto la bola de rodamiento deljoystickde control 170 con la suficiente fricción como para soportar eficazmente la placa oscilante 180 y, por consiguiente, el extremo distal del eje del endoscopio, con la orientación de vista deseada, pero de un modo suficientemente ligero como para permitir un movimiento predominante deljoystickde control.

La rotación no deseada de la placa oscilante 180 se ve impedida por una lengüeta de retención 255 (figuras 5A y 5B) que está dispuesta dentro de un par paralelo de pasadores 260 unidos a la base 165.

Como se muestra en las figuras 5D y 5E, la palanca efectiva de la placa oscilante 180, cuando actúa sobre los alambres de tracción 60, se mantiene gracias a las cuatro ranuras redondeadas 265 de la base 165.

Las figuras 6 y 6A muestran el extremo proximal de control manual del endoscopio 5. El usuario puede agarrar el mango 30 y manejar eljoystickde control 140 con el pulgar de la mano con la que lo agarra, o puede manejar eljoystickde control 140 con la otra mano del usuario.

Los haces de iluminación de fibra óptica 95 se terminan y están pulidos en 270 en un conector de entrada 275 al que se conecta una guía de luz de entrada (no mostrada) de la fuente de luz accesoria (no mostrada). Los cables conductores electrónicos (cable) 85 (figura 3) conectan los conjuntos de sensores de imagen 120 (figura 3C) a la unidad principal de control de vídeo 3D (no mostrada) y se enrutan a través (en 280) de un aliviador de tensión 285 adecuado.

Tanto el aliviador de tensión del cable electrónico 285 como el conector de entrada de fibra óptica 275 están conectados herméticamente en 290, 295, respectivamente, al mango 30.

Eljoystickde control 140 está sellado de forma móvil al mango 30 mediante un sello elastomérico 300 que está configurado para reducir al mínimo la resistencia al movimiento deljoystickde control 140. El área 305 del sello elastomérico 300 se crea preferentemente con un tamaño ligeramente inferior para sujetar y sellar el mango 30, y el área 310 del sello elastomérico 300 se crea preferentemente con un tamaño ligeramente inferior para sujetar y sellar eljoystickde control 140. Este sellado puede aumentarse aún más añadiendo collarines de compresión y/o adhesivos apropiados en las áreas 305, 310.

Un collarín de acero inoxidable 315 proporciona soporte adicional para el tubo principal 320 del eje 10 donde el tubo principal 320 emerge del mango 30. Cabe señalar que el tubo principal 320 del eje 10 está unido y sellado al mango 30.

El mango 30 puede estar conformado por dos mitades que se unen durante la fabricación, p. ej., uniéndolas a 325. La figura 6A muestra la parte proximal del endoscopio 5 como aparece con el lado izquierdo del mango 30 retirado. Los haces de iluminación de fibra óptica 95 pasan a través del orificio alargado 330 del tubo exterior 320 y se extienden a continuación hasta el conector de entrada 275. Los cables conductores electrónicos protegidos 85 de los conjuntos de sensores de imagen 120 también pasan a través del orificio alargado 330 del tubo externo 320 y luego se extienden hacia abajo hasta el aliviador de tensión 285 apropiado. La brida 332 (figuras 5A y 6A) de la base 165 está retenida y soportada dentro de los elementos receptores 335 coincidentes dentro de cada mitad del mango.

La rotación no deseada del mecanismo de orientación se impide mediante dos ranuras mecanizadas opuestas 340 formadas en la brida 332 y que encajan sobre las lengüetas de acoplamiento (no mostradas) formadas en los elementos receptores 335. Las mitades del mango 30 están selladas en todas las superficies de los bordes acopladas (p.ej., en 325).

Por tanto, se verá que el eje 10 del endoscopio 5 comprende un módulo de cámara sellado 100 (figura 3) que tiene sus componentes de trabajo distales (p. ej., la óptica y la electrónica de formación de imágenes mostradas en las figuras 3A, 3B y 3C) dispuestos dentro de la camisa externa 105 para exponer sus celdas de lentes del objetivo 125 y los extremos distales de sus haces de iluminación de fibra óptica 95 en la región distal a la camisa externa 105, con haces de iluminación de fibra óptica 95 y cables conductores electrónicos 85 que se extienden proximalmente a partir de los mismos. El eje 10 comprende, además, tres pletinas 35, 40 y 45 (figuras 2 y 2A) que están conectadas entre sí por una columna de alambre interna 50 y un fuelle metálico externo 70 para así proporcionar una región de articulación para el eje. La columna de alambre 50 comprende, además, una pluralidad de elementos espaciadores apilados (p. ej., anillos) 55 montados coaxialmente en la columna de alambre 50 para garantizar una longitud constante del eje cuando el eje está articulado. La pletina distal 35 se recibe dentro de y se acopla a la camisa externa 105 del módulo de cámara sellado 100 y el tubo principal 320 del eje 10 se extiende proximalmente desde la pletina proximal 45. El extremo proximal del tubo principal 320 está fijado al mango 30. Se proporcionan alambres de accionamiento 60 para articular el extremo distal del eje 10 y, con este fin, el extremo distal de los alambres articulados 60 se fija a la pletina distal 35 y se extiende proximalmente a lo largo del eje, que termina en la placa oscilante 180 del conjunto de orientación y freno 135. La disposición de la placa oscilante 180 y, por tanto, la disposición del extremo distal del eje 10, se ajusta manipulando la perilla 155 del extremo proximal del conjunto de orientación y freno 135. La disposición de la placa oscilante 180 y, por lo tanto, la posición de visión del extremo distal del eje, se ajusta moviendo eljoystickde control 140 y se bloquea en su posición haciendo girar la perilla 155 deljoystickde control 140, que aplica una fuerza proximal en el alambre de tracción del freno 200, lo que hace que el freno 175 bloquee la bola de rodamiento 170 en su posición, de modo que se bloquea la placa oscilante 180 (y, por tanto, el extremo distal del eje) en su posición.

Otras realizaciones

Como se muestra, el endoscopio 5 se maneja manualmente. Sin embargo, si se vinculan al menos dos servomotores electromecánicos manejados en remoto en al menos dos cuadrantes de la placa oscilante 180 y se sustituye el mango 30 por un adaptador apropiado, el endoscopio estereoscópico electrónico orientable 5 puede adaptarse para su utilización con sistemas robóticos quirúrgicos manejados en remoto.

En la técnica se sabe que los endoscopios capaces de soportar varios ciclos en autoclave deben estar sellados de manera que toda la óptica y electrónica de formación de imágenes (p. ej., los conjuntos de sensores de imagen) estén sellados herméticamente mediante soldadura eléctrica, soldadura a alta temperatura, soldadura fuerte u otros tipos de métodos de sellado "duro", a diferencia de los sellos elastoméricos o adhesivos, que son permeables al vapor caliente. Incluso con cantidades muy pequeñas de humedad en la trayectoria óptica desde la punta distal hasta el sensor de imagen, se generará condensación e inutilizará la imagen. La presente invención se presta a un diseño completo esterilizable en autoclave y sellado herméticamente. Como se observa en las figuras 2 y 2A, la parte distal orientable del endoscopio comprende fuelles metálicos 70 soldados o soldados con soldadura eléctrica a las pletinas de metal 35, 40 y 45. Normalmente, los endoscopios flexibles u orientables distalmente de la técnica anterior incluyen partes orientables de funda externa de plástico que impiden conseguir un diseño que se pueda esterilizar completamente en autoclave.

Haciendo referencia de nuevo a las figuras 3C, las celdas de lentes del objetivo 125 pueden diseñarse de manera que la lente óptica o ventana distal se fabrique con zafiro de calidad óptica y se suelde al cilindro metálico de la celda de lente. Cabe señalar que este tipo de tecnología de sellado del zafiro al metal se conoce bien en la técnica. Los cilindros metálicos de las celdas de lentes de la cámara 125 se pueden soldar después al cuerpo del módulo 115 (figura 3B).

Como alternativa, la lente frontal de cada conjunto de lentes del objetivo 125 puede soldarse directamente al cuerpo del módulo 115. De forma similar, pueden soldarse ventanas finas de zafiro al cuerpo del módulo 115 en los accesos distales de las fibras de iluminación 95, proporcionando de este modo sellos herméticos esterilizables en autoclave en la superficie distal del cuerpo del módulo 115. La camisa exterior 105 (figura 3) puede soldarse con soldadura eléctrica o con soldadura fuerte al cuerpo del módulo 115 en su extremo distal.

Haciendo referencia a la figura 3, el sello elastomérico 110 se puede sustituir por una parte metálica soldada con soldadura eléctrica o con soldadura fuerte a la camisa externa 105 y que tiene conexiones pasantes herméticas para los haces de fibras de iluminación 95 y los cables de sensor de imagen 85. Estos conectores pasantes herméticos son conocidos en la técnica. Las modificaciones descritas anteriormente encapsularán la parte distal más esencial del endoscopio, que contiene la óptica y los sensores de imagen, en un conjunto completamente hermético apto para recibir varios ciclos en autoclave. Las partes restantes del endoscopio son mucho menos susceptibles a las pequeñas cantidades de humedad, y pueden sellarse mediante métodos de sellado convencionales por medio de elastómeros y adhesivos.

Por tanto, por ejemplo, Las figuras 7A y 7B muestran una configuración alternativa del cabezal de la cámara que presenta una mayor resistencia a la degradación gracias a la esterilización en autoclave de vapor. Más particularmente, una cara (o pletina) distal de acero inoxidable 345 presenta dos orificios 350 que encajan estrechamente con los tubos conductores 355 de las fibras de iluminación 95. Los tubos conductores 355 están soldados herméticamente a cada orificio 350 alrededor de su perímetro distal. También se muestran dos ventanas ópticas de zafiro 360 con bordes metalizados que también están soldadas herméticamente en orificios 365 en la cara de acero inoxidable 345. Estas ventanas de zafiro 360 están alineadas con el eje imaginario óptico de las dos celdas de lentes de la cámara 125. Una segunda cara (o pletina) de acero inoxidable 370 limita los extremos proximales de los tubos conductores 355 de las fibras ópticas de iluminación 95, es decir, los tubos conductores 355 están soldados herméticamente a los orificios 375 de la pletina metálica 370. Los cabezales de la cámara 120, y sus correspondientes celdas de lentes 125, están limitados y mantenidos alineados correctamente dentro del cuerpo del módulo 115 (mostrado de forma transparente en las figuras 7A y 7B). Este módulo de cámara ensamblado está conectado con adhesivo dentro del diámetro interno de la camisa externa 105. Además de tener los conductos de fibra óptica de iluminación soldados herméticamente, la pletina 370 también tiene dos soportes sellados de vidrio a metal 380 (figura 7B) soldados herméticamente dentro de los orificios 385 formados en la pletina 370. Los cables conductores electrónicos 85 de los dos conjuntos de sensores de imagen 120 están unidos de manera conductora a los cables pasantes sellados al vidrio dentro de los dos soportes sellados del vidrio al metal 380. En la figura 7B, se ven los dos haces de fibras de iluminación 95 saliendo de sus correspondientes conductos sellados 355. Las dos pletinas 345, 370 están soldadas herméticamente dentro del diámetro interno 385 de la camisa externa 105, dando lugar a un conjunto sellado por soldadura alrededor de los perímetros de los conductos de fibra óptica 355, ventanas de zafiro 360 y cabezales de vidrio 380.

Las figuras 6 y 6A muestran dos conexiones, es decir, la conexión 275 para las fibras de iluminación 95 y la conexión 285 para el cable eléctrico 85. En una realización alternativa, estos dos conectores se pueden combinar en un cable universal, que porta tanto fibras de iluminación como alambres eléctricos, y se pueden fijar de forma permanente al mango 30. El extremo proximal de dicho cable universal se conecta a una unidad de control universal (no mostrada) que comprende una fuente de luz y el procesador de la cámara. Como alternativa, dicho cable universal se puede conectar de forma desmontable al mango 30.

En otra realización de la presente invención, en lugar de conectar los haces de fibras de iluminación 95 a una fuente de luz externa a través del conector 275 (figura 6), la parte proximal del endoscopio (p. ej., el mango 30) puede contener un motor de iluminación basado en LED blancos acoplados ópticamente a los haces de fibras de iluminación 95 (figura 3). En consecuencia, ya no será necesaria una fuente de luz externa. La energía eléctrica y las señales de control para los LED se pueden suministrar a través del conector 285. Como alternativa, se pueden colocar LED blancos en miniatura en el extremo distal del eje del endoscopio, eliminando de este modo los haces de fibras de iluminación 95 por completo, o acoplándolos a segmentos muy cortos de fibra de iluminación.

En otra realización más de la presente invención, la parte proximal del endoscopio contiene una fuente de alimentación eléctrica portátil (p. ej., una batería) y un transceptor inalámbrico para proporcionar un enlace de vídeo inalámbrico a un transceptor correspondiente en la unidad de control de la cámara externa. Por tanto, se puede eliminar el conector del cable eléctrico 285 (figura 6). Esta realización, junto con la descrita anteriormente en la que se utilizan LED para la iluminación, hará que el endoscopio quede completamente libre, mejorando de este modo significativamente la interfaz de usuario y la libertad de movimientos para el operador del dispositivo. La fuente de alimentación portátil (es decir, la batería) proporcionará la energía eléctrica para los conjuntos de sensores de imagen, el motor de luz LED y el circuito de enlace de vídeo inalámbrico.

En otra realización, la parte proximal del endoscopio contiene todo el circuito de procesamiento de vídeo que utiliza electrónica SoC(System-on-a-Chip,sistema en un chip) o CoC(Camera-on-a-Chip,cámara en un chip) altamente integrada. Esta realización, si se combina con las dos realizaciones descritas anteriormente (es decir, la fuente de luz a bordo, la fuente de energía portátil y las comunicaciones inalámbricas), se eliminará la necesidad de una fuente de luz externa, unidad de procesamiento de cámara externa, guía de luz y cable eléctrico. El enlace de vídeo inalámbrico se establecerá directamente con un dispositivo inalámbrico integrado en una pantalla de vídeo o con un dispositivo inalámbrico externo a y acoplado eléctricamente a la pantalla de vídeo.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Un endoscopio orientable (5) que comprende:

un eje (10) que tiene un extremo distal (15), un extremo proximal (20) y una región de articulación (25) entre los mismos;

y

un par de conjuntos de sensores electrónicos de imagen (120) alineados ópticamente y unidos fijamente en el extremo distal (15) del eje (10) para obtener una imagen de un lugar remoto;

en donde el eje (10) comprende un tubo principal (320), en donde el extremo proximal del tubo principal (320) está fijado a un mango (30) del endoscopio orientable (5),

caracterizado por que

el extremo distal (15) del eje (10) comprende una columna de alambre macizo (50) que tiene un extremo distal (15) y un extremo proximal (20), una primera pletina (35) montada en el extremo distal de la columna de alambre (50) y una segunda pletina (45) montada en el extremo proximal de la columna de alambre (50), y una pluralidad de elementos espaciadores apilados (55), cada uno de los cuales está montado coaxialmente en la columna de alambre (50) entre la primera pletina (35) y la segunda pletina (45), en donde el endoscopio orientable (5) comprende, además, una tercera pletina (40) dispuesta entre la primera pletina (35) y la segunda pletina (45), y en donde, además, la tercera pletina (40) está montada de forma deslizante sobre la columna de alambre (50), en donde la pluralidad de elementos espaciadores apilados (55) está montada coaxialmente sobre la columna de alambre (50) entre la primera pletina (35) y la tercera pletina (40), y entre la tercera pletina (40) y la segunda pletina (45), en donde cada una de la primera pletina (35), la segunda pletina (45) y la tercera pletina (40) comprenden un primer orificio (80) que permite que los cables conductores electrónicos (85) se deslicen libremente dentro de las pletinas (35, 40, 45), y un segundo orificio (90) que permite que las fibras ópticas (95) se deslicen libremente dentro de las pletinas (35, 40 45), en donde el tubo principal (320) se extiende proximalmente desde la tercera pletina (45).

2. Un endoscopio orientable (5) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera pletina (35) y la tercera pletina (40) están conectadas herméticamente por fuelles metálicos flexibles (70), y, además, en donde la segunda pletina (45) y la tercera pletina (40) están conectadas herméticamente por fuelles metálicos flexibles (70).

3. Un endoscopio orientable (5) de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende, además, haces de iluminación de fibra óptica (95) para suministrar luz al extremo distal (15) del eje (10).

4. Un endoscopio orientable (5) de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende, además, un conjunto de orientación y freno (135) montado en el extremo proximal (20) del eje (10) para controlar la disposición de la parte del eje (10) distal (15) en la región de articulación (25) del eje (10).

5. El endoscopio orientable (5) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la columna de alambre (50) comprende nitinol.