JP2001161640A - 画像センサーを一体に取り付けた外科手術装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビデオ・ディスプレイと共に使用して組織を
引き離し、観察して、組織に接近するための外科手術装
置を提供する。 【解決手段】 本発明の外科手術装置は細長いプラット
ホームおよび当該プラットホームの先端部に接続された
凹形状の頭部により構成されている。この凹形状の頭部
は装置のエンド・イフェクタ用の作用空間部を構成する
空孔部を備えている。この外科手術装置はさらに上記凹
形状の頭部の内側に取り付けた画像センサーにより構成
されていて、上記作用空間部内の組織がこの画像センサ
ーにより画像処理されてビデオ・ディスプレイ用の電気
信号が生成できるようになっている。さらに、上記外科
手術装置は凹形状の頭部における空孔部の中およびその
近傍の組織を照明するための照明手段により構成されて
いる。さらに、上記画像センサーおよび照明手段に電力
供給するための電力供給源が備えられている。加えて、
ハンドルが上記プラットホームの基端部に取り付けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に外科手術装置
およびビデオ内視鏡に関する。特に、本発明は外科医療
患者から血管の一部分を採取するための内視鏡装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】患者の外科処理中に内視鏡による視覚化
処理を行う利点については周知である。このような処理
は、従来的な「開放（open）」処理に比して、侵襲性が
極めて少なく、病院における滞在期間を短くすることが
でき、それだけ回復速度が速く、皮膚の損傷も少なく、
全体の費用も少ない。

【０００３】また、外科的内視鏡の装置および処理は、
外科医療患者から血管の一部分を切除する場合、患者の
体の別の部分において使用する場合、または、別の患者
の体内に移植する場合においても周知である。静脈の切
除のための内視鏡および方法がKnightonに発行された米
国特許再発行第３６，０４３号において記載されてい
る。この内視鏡は少なくとも１個の装置を受容するため
の長手方向に延在する内孔部（lumen)を有しており、こ
の内孔部の先端部近傍の領域を見るための手段を備えて
いる。このKnighton（米国特許再発行第３６，０４３
号）において、組織の画像は装置の先端部からその基端
部に伝送管を介して光学的に伝送される。さらに、この
画像は外部モニターに伝送するために外部センサーによ
り電気的信号に変換される。照明の供給源もまた外部に
備えられていて、伝送管に操作可能に接続している。こ
の内視鏡の光ファイバー視覚化部分および照明部分は洗
浄および再使用のために装置から分離可能である。しか
しながら、Knighton（米国特許再発行第３６，０４３
号）に記載される方法において使用される装置は血管の
切開のための外科処理部位の近くに邪魔にならない作用
空間部（work space）を形成するためのその先端部にお
ける一定の構造体を備えていない。さらに、この記載さ
れる装置は別の光源、カメラ、カメラ・コントローラ、
およびビデオ・モニターと共に使用する必要がある。こ
のような設備は数千ドルの費用がかかり、各処理の前に
洗浄および維持管理の処理を必要とする。また、各患者
に使用する前に外科的滅菌領域ないの視覚化システムの
各部分を滅菌処理または取り替える必要があり、外科処
理の費用が嵩む。

【０００４】このような装置の別の例が本明細書に参考
文献として含まれるKnight他に発行された米国特許第
５，７２２，９３４号および同第５，６６７，４８０号
に記載されている。このKnightは米国特許第５，７２
２，９３４号および同第５，６６７，４８０号において
患者の体から血管を内視鏡により取出すための方法およ
び装置をそれぞれ記載している。長手方向の内孔部が装
置内に備えられていて、これらの装置が従来の再使用可
能な内視鏡との組み合わせて使用できるようになってい
る。特定した血管の近くの患者の体にまず切開部が形成
される。その後、この切開部の中に光学的なディセクタ
（切離装置ともいう）が挿入されて、この光学的ディセ
クタ内を長手方向に貫通する通路の中に内視鏡が挿入さ
れる。さらに、この光学的ディセクタにより血管表面か
ら組織が光学的に切除される。この光学的ディセクタは
その先端部に取り付けた凹形状の頭部を有しており、こ
の頭部により組織を内視鏡の先端部から分離し、採取す
る血管の周りに一定の空間部を形成する。その後、光学
的ディセクタおよび内視鏡が患者の体から取り外され
て、光学的レトラクタが切開部を通して患者の体の中に
挿入される。さらに、内視鏡がこの光学的レトラクタ内
を長手方向に貫通する通路の中に挿入されて、このレト
ラクタにより血管表面から切離された組織が引き離され
る。この場合も、凹形状の頭部が光学的レトラクタの先
端部に備え付けられていて、血管から切り離した組織の
引き離しを容易にする。この光学的レトラクタ用の凹形
状の頭部は光学的ディセクタ用の凹形状の頭部よりも大
きいために、採取する血管の近くに一定の作用空間部を
形成することができる。その後、この血管およびその側
分岐部が切離され、結紮されて引き離される。さらに、
この血管は切開部を介して体から取り出される。このよ
うな外科方法は同一患者における冠動脈バイパス移植
（ＣＡＢＧ）における移植片として特に足の伏在静脈部
分を切除する場合に適している。このような足の伏在静
脈部分の切除のための内視鏡外科手術を受けた患者は、
患者の足のほとんど全長にわたって切開部を形成するさ
らに従来的な開放外科手術を受けた患者に比して、回復
中の痛みを大幅に低減できる。さらに、このような内視
鏡手術を採用する場合は、従来的な開放手術を採用する
場合に比して、回復時間および付随する合併症が減少で
きる。

【０００５】上記のKnightにおいて記載される方法およ
び装置により提供される外科的技法における進歩にもか
かわらず、このような分離した従来的な内視鏡視覚化シ
ステムを伴う装置の使用を必要とする場合もまた上記の
Knightonにより開示される方法において使用される装置
の場合に見られるものと同じ不都合点が存在する。すな
わち、初期的な設備投資のための費用、設備に適した手
術室内の領域の確保、維持、洗浄、および滅菌処理等の
すべてがこの外科処理のための費用として嵩む。さら
に、この内視鏡による血管の採取処理はこれに付随する
処理技術の習得を必要とし、外科医は従来的な内視鏡画
像処理設備およびケーブルの管理と共に外科的な技法の
習得がさらに必要となる。さらに、この従来技術におけ
る装置の制限点として接近する長さがある。すなわち、
上記の光学的レトラクタの長さはこの光学的レトラクタ
の長手方向の内孔部の中に挿入する内視鏡の長さよりも
長くすることができない。この理由は、切離処理する組
織を見るために内視鏡を光学的レトラクタの先端部まで
延在させる必要があるからである。従って、このような
長さの制限により、光学的レトラクタの特定の処理にお
ける所望の外科処理部位までの接近可能な距離が制限さ
れる。

【０００６】これまでの上記のような血管採取装置は従
来的な内視鏡画像処理技法を採用していた。すなわち、
このような従来的な内視鏡は対物レンズおよびアイピー
ス（接眼部分）が画像を伝送するための光ファイバーの
両端部分にそれぞれ配置されるように構成されている。
観察される物体の画像は光ファイバーの一端面において
焦点を合わせることにより形成され、この光ファイバー
を通して伝送されて当該光ファイバーの他端面における
アイピースを介して観察される。さらに最近において
は、画像センサーがアイピースの代わりに使用されてこ
のセンサー上に収束する光学的画像を電気的信号に変換
するように内視鏡が構成されるようになった。この画像
センサーは一般に光検出素子のアレイを備えており、こ
の各素子はアレイ上に画像が収束する時に当該素子上に
照射する光の強度に対応する信号を生成する。その後、
これらの信号は、例えば、光学的画像についての情報を
提供するために使用できるモニター等の手段において対
応する画像を表示するために使用できる。

【０００７】画像センサーの極めて一般的な種類として
ＣＣＤ（電荷結合素子）がある。このＣＣＤはこの数年
の間に大幅に改善されており、現在では極めて良好な解
像度で画像が提供できる。しかしながら、ＣＣＤ画像セ
ンサーを含む一体化した回路チップは製造収率が低く、
これに関係する特別な処理により費用が高い。さらに、
このＣＣＤはかなり複雑であり、比較的大きな電力を消
費する。また、ＣＣＤは多数の電力線によりチップの異
なる部分に異なる電圧を供給するアレイを必要とする。
寸法の面から、ＣＣＤは一般に装置の先端部よりも寸法
を最小化する必要性の少ない内視鏡医療装置の基端側の
部分に取り付けられる。このようなＣＣＤはその画像を
ビデオ・ディスプレイにより使用できる電気的様式に変
換するためのビデオ処理装置との組合せで使用する必要
がある。このビデオ処理装置は比較的小形のチップ上に
構成可能であって医療装置内に取り付けることができる
が、このビデオ処理装置は電力供給源、光源、ビデオ・
ディスプレイ等の必要とされる構成部品と共に分離した
別個のタワー・ユニット内に取り付けられるのが一般的
である。

【０００８】ＣＣＤは光に対する感度が低いために、極
めて強度の高い光源を必要とする。市販のＣＣＤを基本
とする画像処理システムは高強度のキセノン光源をタワ
ー・ユニット内に備えている。この光は画像を照明する
ために光ファイバーを通して装置の先端部まで伝送され
る。この伝送される光の強度は光ファイバーの長さおよ
び配向の関数である。また、光の損失は、（手持式装置
からタワー・ユニットまで到達するために）数フィート
の長さを有していて、柔軟性の光伝送ケーブルにおける
ような多数の屈曲部を有している光ファイバーの場合に
極めて大きい。

【０００９】また、相当に低価格の種類の画像センサー
がＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）処理による一体
化回路として形成されている。このようなＣＭＯＳ型画
像センサーにおいては、光ダイオードまたは光トランジ
スタ（またはその他の適当な装置）が光検出素子として
使用されており、この素子の導電率は当該素子に照射す
る光の強度に対応する。このような光検出素子により生
じる可変信号はアナログ信号であり、その大きさは素子
に照射する光の量に（一定の範囲内で）ほぼ比例する。
このようなＣＭＯＳチップを使用する医療装置の一例が
本明細書に参考文献として含まれる１９９８年１０月６
日にAdair に発行された米国特許第５，８１７，０１５
号に開示されている。

【００１０】上記のような光検出素子を行列によるアド
レス可能な２次元コア・アレイで形成する方法が知られ
ている。すなわち、素子の特定の１個の行（row)のアド
レスが決まると、この行内の各光検出素子からのアナロ
グ信号がアレイの中の各列（column）に結合される。あ
る種のＣＭＯＳを基本とするシステムにおいては、Ａ／
Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を使用することによ
り、各列上のアナログ信号をデジタル信号に変換して画
像センサーチップの出力としてデジタル信号のみを提供
することができる。さらに、これらの信号は画像を表示
するためのビデオ・ディスプレイに送られる。この種の
ビデオ方式の例として、欧州のテレビにおいて一般に使
用されているＰＡＬ方式、および、例えば、外科手術室
において使用される高解像度のＳビデオ方式がある。
（たいていのＣＣＤを基本とする内視鏡システムもまた
Ｓビデオ方式を採用している。）その他のＣＭＯＳを基
本とするシステムはアナログ信号をビデオ・ディスプレ
イに送るものである。この種の方式の例としては、米国
における標準的なテレビにおいて使用されているような
ＮＴＳＣ方式がある。後者は極めて多数のＮＴＳＣ方式
のテレビが入手可能であるために、ＣＭＯＳ基本システ
ムとして極めて一般的な方式と言える。

【００１１】ＣＭＯＳ画像センサーはＣＣＤ画像センサ
ーに比べて光に対する感度が数倍ほど高い。このため
に、ＣＭＯＳシステムを使用する場合の画像を照明する
のに要する光の強度（一般に１ルクス以下）はＣＣＤシ
ステム用の光源により供給される光の強度に比して大幅
に低い。実際に、画像処理すべき領域の近くに配置され
るか、あるいはアクリル棒のような短い長さの光伝送素
子と共に使用されるようなタングステン・フィラメン
ト、白熱灯、ペンライト電球のような極めて強度の低い
光源でも、このＣＭＯＳシステムの場合に良好な画像を
得るために十分である。このような低強度の光源および
伝送素子は手持ち式の内視鏡医療装置の内部に配置する
のに十分に小形のものである。一方、ＣＣＤシステムの
場合のキセノン光源は内視鏡医療装置内に配置できる大
きさよりも必然的に大きいために、タワー・ユニット内
に取り付けられて既に説明したような固有の光損失を伴
う長い光ファイバー伝送素子と共に使用される。

【００１２】ＣＭＯＳ画像センサーは極めて少ない電力
を必要とし、これらを動作するために小形（６直流ボル
ト乃至９直流ボルト）の電池の使用により実用できる
が、このＣＭＯＳ画像センサーはウォール・アウトレッ
トに接続する従来の直流電力供給源と共に使用すること
も可能である。しかしながら、ＣＣＤ画像センサーは多
数本の電力線を介する伝送動作においてはるかに大きな
電力（一般に約６０ボルト・アンペア）を必要とし、電
池による長時間の動作の場合に実用的でない。

【００１３】したがって、ＣＭＯＳ基本の視覚化システ
ムを使用することにより従来のＣＣＤ基本の内視鏡視覚
化システムのタワー・ユニットを排除することは実用的
かつ有利である。すなわち、光源および電力供給源の一
方または両方を手持ち式装置内に一体化して当該装置の
観察端部（viewing end)内に構成されたＣＭＯＳ画像セ
ンサーを動作することができれば、ＣＭＯＳ画像センサ
ーの出力信号は選択されるビデオ方式により決まる従来
のテレビを含む多数のビデオ・ディスプレイの任意のも
のに接続できることになる。タワー・ユニットを排除す
ることにより、伏在静脈採取のような外科処理を行う病
院における設備投資費用を大幅に減少できることにな
る。このことは必要数の高価な内視鏡視覚化システムを
まだ備えていない病院におけるこのような外科処理の経
済的な実施可能性を大幅に高める。加えて、典型的に込
み合った手術室における有効な空間が増加できる。ＣＭ
ＯＳ基本の画像処理装置が比較的低コストであるので、
一人の患者の使用で廃棄可能な内視鏡外科手術装置を構
成することが実用的になり、このような装置の洗浄およ
び再滅菌処理が不要になる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】それゆえ、Knight（米
国特許第５，６６７，４８０号）に記載される光学的レ
トラクタの特徴および利点を有していて低コストの画像
処理センサーと一体に構成される、組織を引き離し、観
察（viewing)し、および組織に接近するための外科手術
装置が要望されている。特に、要望されているものは、
処理する組織を観察するためのＣＭＯＳチップ画像処理
センサーおよび照明手段を内蔵する安価な画像処理レト
ラクタであり、これにより、従来のＣＣＤを基本とする
画像処理システムと共に使用される分離したタワー・ユ
ニットの必要性が減少できるものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は特に外科医療患
者から血管を採取するために組織を引き離し、観察し、
さらに組織に接近するための外科手術装置を提供する。
この外科手術装置は細長いプラットホームおよび当該プ
ラットホームの先端部に接続している凹形状の頭部によ
り構成されている。この凹形状の頭部はその中に空孔部
を有しており、装置のエンド・イフェクタのための作用
空間部を形成する。画像センサーがこの外科手術装置の
凹形状の頭部の内側に取り付けられており、上記作用空
間内の組織が画像センサーにより画像処理（imaging)可
能であり、当該画像センサーがビデオ・ディスプレイ用
の電気的信号を生成する。さらに、照明手段が上記凹形
状の頭部の空孔部の中およびその近傍の組織を照明する
ために備えられている。この外科手術装置はさらに上記
プラットホームの基端部に接続しているハンドルを備え
ている。実施形態の一例において、組織を照明するため
の上記照明手段はプラットホームの基端部内に取り付け
られた電力供給型の光源およびプラットホームの内部に
収容されている細長い光伝送素子により構成されてい
る。この光源からの光は光伝送素子の基端部からその先
端部に伝送される。好ましい実施形態において、上記の
画像センサーは上記凹形状の頭部に取り付けた相補型金
属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）チップおよび（レンズのよ
うな）光学素子により構成されていて、画像を表現する
光が当該光学素子の中に伝送されて、ＣＭＯＳチップに
より捕捉され、さらに、当該ＣＭＯＳチップによりビデ
オ・ディスプレイ用の電気的信号に変換処理される。

【００１６】本発明の新規な特徴を特許請求の範囲に特
に記載するが、本発明の構造およびその動作方法につい
ては、そのさらに別の目的および利点と共に、以下の添
付図面に基づく詳細な説明により最良に理解することが
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態の画像
処理（imaging)レトラクタ１０を示しており、このレト
ラクタ１０は細長いプラットホーム１２を介して凹形状
の頭部３０に接続しているハンドル２０を備えている図
である。凹形状の頭部３０はスプーンの形状をしてお
り、外周端部３４およびその中の空孔部３２を有してい
る。この凹形状の頭部３０はポリカーボネート・プラス
チックのような透明な材料により形成されている。な
お、図１に示すような凹形状の頭部３０の形状および寸
法は本発明により得られる機能および結果を実質的に変
更することなく組み込むことのできる多様な形状および
寸法の一例である。

【００１８】画像処理レトラクタ１０はさらにデジタル
信号またはアナログ信号をビデオ・ディスプレイ４４に
伝送するための一対の信号導体４３（あるいは、信号伝
送手段とも言う）を備えている。さらに、一対の電力導
体４２が電力供給源６８をＣＭＯＳチップ組立体４０
（図２参照）に電気的に取り付けるために備えられてい
る。加えて、一対の照明光導体７２が照明装置７８（照
明手段７８とも言う、図２参照）を電力供給源６８に電
気的に取り付けるために備えられている。電力供給源６
８は当該技術分野における熟練者により周知の従来の電
子回路を用いてＣＭＯＳチップ組立体４０（当該チップ
は例えば約６直流ボルト乃至９直流ボルトを必要とす
る）および照明装置７８（当該装置は例えば約３直流ボ
ルト乃至６直流ボルトを必要とする）の両方に適当な直
流電圧を供給するように構成されている。なお、これら
のＣＭＯＳチップ組立体４０および照明装置７８にそれ
ぞれ別に対応する電力供給源を備えることもできる。さ
らに、電力供給源６８は画像処理レトラクタ１０から物
理的に分離していてもよく、また、当該画像処理レトラ
クタ１０内に一体に構成されていてもよい。例えば、ハ
ンドル２０は、当該技術分野の熟練者により理解される
ように、ＣＭＯＳチップ組立体４０および照明装置７８
に必要な電力を供給するための少なくとも１個の電池お
よび単一の電気回路を収容することができる。照明光導
体７２および電力導体４２は従来の電気的接続装置を使
用することにより電力供給源６８または画像処理レトラ
クタ１０のいずれかに着脱自在に接続することができ、
これにより、画像処理レトラクタ１０の洗浄、滅菌処理
および廃棄が容易になる。

【００１９】ＣＭＯＳチップ組立体４０はビデオ処理素
子を収容していて、その発生する電気的信号の方式は変
更可能である。例えば、図１のビデオ・ディスプレイ４
４は、ＣＭＯＳチップ組立体４０がＮＴＳＣ方式を採用
している場合には、従来のアメリカ製テレビとすること
ができる。また、ＣＭＯＳチップ組立体４０はＰＡＬま
たはＳビデオ方式で画像を処理することも可能であるの
で、必要とされるビデオ・ディスプレイ４４の種類はＣ
ＭＯＳチップ組立体４０により送られる信号の特定の方
式を受信できることが必要である。Ｓビデオ方式の場
合、ビデオ・ディスプレイ４４のデジタル・モニター型
が必要とされ、極めて高い解像度が提供される。信号導
体４３は当該技術分野において周知の（ＲＣＡコネクタ
のような）従来的な信号コネクタによりビデオ・ディス
プレイ４４または画像処理レトラクタ１０のいずれかに
着脱自在に接続できる。このこともまた画像処理レトラ
クタ１０の洗浄、滅菌処理、または廃棄処理を容易にす
る。ビデオ。ディスプレイ４４は画像処理レトラクタ１
０から物理的に分離していてもよい。極めて小形のビデ
オ・ディスプレイが現在において市販されているので、
国際特許出願公開第ＷＯ ９７／４１７６７号において
Green により記載されるようにハンドル２０上にビデオ
・ディスプレイ４４を取り付けることもできる。

【００２０】図２は画像処理レトラクタ１０の分解等角
図である。ハンドル２０はプラットホーム１２の基端部
１６に取り付けられるノーズ２４および開口部２２によ
り構成されている。凹形状の頭部３０はプラットホーム
１２の先端部１４に同様に取り付けられる。好ましく
は、ハンドル２０およびプラットホーム１２はポリカー
ボネートのような剛体の医療品級プラスチック材により
形成されている。さらに、プラットホーム１２は長手方
向に沿うリブ１７（部分的に見えている）を備えてお
り、これらは互いに離間していてプラットホーム１２の
下面部１５に沿って長手方向に配置されている。

【００２１】ＣＭＯＳチップ組立体４０が図２におい
て、例えば、生体許容性の接着剤により凹形状の頭部３
０に取り付けるための相対的な位置に示されている。さ
らに、信号導体４３および電力導体４２がＣＭＯＳチッ
プ組立体４０に電気的に取り付けられていて、プラット
ホーム１２の長手方向のリブ１７に沿って長手方向に延
在してハンドル２０のノーズ２４から挿入されて開口部
２２から伸出する。好ましくは、信号導体４３および電
力導体４２は互いに絶縁された電線により作成されてい
る。ＣＭＯＳチップ組立体４０の適当な例として、カリ
フォルニア州、サニーベイルのOmnivision社から市販さ
れている製品の部品番号０Ｖ７９１０がある。このＣＭ
ＯＳチップは高解像度カラー型で、ボードレベル・カメ
ラ・フィーチャリング・カラーＮＴＳＣまたはＰＡＬ方
式の１／３インチＣＭＯＳアクティブ・ピクセル・イメ
ージャ、４．８ｍｍ×３．６ｍｍの画像領域で、２：１
飛越し走査型、Ｓ−ビデオＹ／Ｃ７５オーム・アンバラ
ンスド型で、Ｓ／Ｎ比が６８ｄＢ、ｆ１．４において感
度０．２ルックス、動作電流６ボルトＤＣ乃至１５ボル
トＤＣ、７５オーム負荷で１５０ｍＷであり、１４．５
ｍｍ×１４．５ｍｍの寸法を有している。また、このＣ
ＭＯＳチップに対する適当な電力供給源６８の例として
は、電池（可能であれば再充電可能型）、ソーラー・パ
ネル、または従来のＡＣ／ＤＣ変圧器がある。

【００２２】さらに図２において、照明装置７８はロッ
ド７０、基端側エンドピース７４、エンドピース７４の
内側の光源７３（図６参照）、および中空チューブ６０
により構成されている。ロッド７０（光伝送素子７０と
も言う）は基端側エンドピース７４に取り付けられる基
端部７１を有している。照明装置導体７２は光源７３に
電気的に取り付けられており、絶縁およびシールドされ
た電線により形成されているのが好ましい。この実施形
態の場合、照明装置導体７２は電池、ソーラー・パネ
ル、またはＡＣ／ＤＣ変圧器のような遠隔位置に配置さ
れた直流電力供給源に電気的に取り付けられている。ロ
ッド７０は透明なアクリル樹脂のような透明材料により
形成されており、先端面７６および基端部７１における
基端面６９（図６参照）において高度に研磨処理されて
いる。図２および図６において先端面７６および基端面
６９は平坦な面でそれぞれ図示されているが、凸状の曲
面に形成されていて光を拡散してもよく、また、凹状の
曲面に形成されていて光を収束してもよい。さらに、チ
ューブ６０は基端部６４および先端部６２を有してい
る。このチューブ６０はロッド７０をその全長にわたっ
て包容しており、ステンレススチールにより形成されて
いるのが好ましいが、必要な剛性を賦与してロッド７０
から伝送される光を漏らさないことが可能な別の材料も
使用できる。チューブ６０は下面部１５上の一対の長手
方向のリブ１７の間におけるプラットホーム１２に生体
許容性の接着剤により固定されている。この実施形態に
おいては、チューブ６０、信号導体４３、および電力導
体４２が生体許容性の接着剤により下面部１５に接着さ
れている。カバー５０はＣＭＯＳチップ組立体４０を保
護し、ＣＭＯＳチップ組立体４０上への画像を光学的に
改善するための中央に取り付けた光学素子５２を保持す
る。光学素子５２は、例えば、画像をＣＭＯＳチップ組
立体４０上に収束するための光学レンズ（例えば、ｆ
１．４）とすることができる。カバー５０および光学素
子５２は光学的に透明なプラスチックにより単一の部材
片として成形することができ、あるいは、一体に取り付
けた別々の素子としてもよい。例えば、光学素子５２は
ガラスのような光学セラミック材により形成してカバー
５０にシアノアクリレート接着剤により結合することが
でき、このカバー５０は医療品級プラスチック材の射出
成型により形成されている。図２に示すように、ＣＭＯ
Ｓチップ組立体４０、光学素子５２、およびカバー５０
は組み合わされた状態で画像センサー４８ともいう。別
の実施形態において、光学素子５２は１種類以上の光の
波長を選択的にフィルター処理するための光学フィルタ
ーを内蔵している。例えば、この光学素子５２は光の赤
色波長を除去する光学フィルターを有することができ
る。

【００２３】図３は画像処理レトラクタ１０の先端部分
の断面図である。ＣＭＯＳチップ組立体４０は凹形状の
頭部３０の内孔部３２の内側の保持器３１の中に保持さ
れている。保持器３１は凹形状の頭部３０に一体に成形
してもよく、接着剤等の手段により凹形状の頭部３０に
固定される別の部品としてもよい。光学素子５２は保持
器３１に取り付けられているカバー５０に取り付けられ
ていて、光学素子５２およびＣＭＯＳチップ組立体４０
が共通の視軸３３を有している。光学素子５２およびＣ
ＭＯＳチップ組立体４０の間の空隙部３６の幅はＣＭＯ
Ｓチップ組立体４０の仕様および光学素子５２の光学特
性に応じて変化できる。ＣＭＯＳチップ組立体４０、光
学素子５２、および照明装置７８は画像が最適の位置Ａ
に生じるような位置合わせで組み立てられている。好ま
しい実施形態においては、最適の位置Ａは光学素子５２
の焦点であり、視軸３３とロッドの端面軸３５との交点
に一致していて、この端面軸３５はロッド７０の先端面
７６に対して垂直である。さらに、最適の位置Ａは空孔
部３２内を横切る方向に沿ってほぼ中心に設置されてい
る。また、この最適の位置Ａは光学素子５２の焦点に照
明装置７８から最高の強度の光が照明する場所である。
画像処理レトラクタ１０に対応する最適な視野領域、お
よび組織切離が行われる領域はこの最適の位置Ａの近傍
である。なお、最適の位置Ａの場所は、光学素子５２の
焦点、光学素子５２およびＣＭＯＳチップ組立体４０の
配向、および先端面７６の配向を画像処理レトラクタ１
０の構成中に選択することにより変更できる。特に、保
持器の軸３７と長手軸３９との間に形成される角度をロ
ッド端面軸３５と長手軸３９との間に形成される角度に
一致させることにより、最適な位置Ａを視軸３３に沿っ
て光学素子５２の焦点の近くに設置できる。図３に示す
実施形態の場合に、保持器の軸３７と長手軸３９との間
の角度は１０°乃至２０°であり、端面軸３５と長手軸
３９との間の角度は約３０°である。

【００２４】図４は画像処理レトラクタ１０の先端部分
の底面図である。凹形状の頭部３０は開口している側に
示されている。光学素子５２およびカバー５０は保持器
３１の内側に取り付けられていて、最適な位置Ａが長手
軸３９に対して横切る方向に沿ってほぼ中心に配置され
ている。照明装置７８のロッド端面７６もまた長手軸３
９に対して横切る方向に沿って中心に配置されている。

【００２５】図６は照明装置７８のエンドピース７４の
拡大断面図である。エンドピース７４は剛性を有する医
療品級のプラスチック材により作成されているのが好ま
しい。エンドピース７４は、それぞれロッド７０に同軸
に位置合わせされた、先端側凹部７５、エンドピース内
孔部７９、および基端側凹部７７により構成されてい
る。ロッド７０の基端部７１は接着剤または圧入により
基端側エンドピース７４の先端側凹部７５の中に取り付
けられる。さらに、ロッド７０の基端側端面６９は一対
の照明装置導体７２によりエンドピース内孔部７９の中
に支持されている電力供給型光源７３に近接して配置さ
れる。照明装置導体７２はエンドピース７４の基端側凹
部７７の中に圧着または接着されるエンドキャップ６７
の中を貫通してこれにより支持される。光源７３の適当
な例として、３．０直流ボルトを必要とし、１．５イン
チ（約３．８ｃｍ）において４０００ルックスの光強度
有する、標準的なタングステン・フィラメントのフラッ
シュライト電球等がある。

【００２６】図５は外科医療患者２から血管７を取出す
ためにディセクタ８０および外科手術用鋏９０との組み
合わせで使用する画像処理レトラクタ１０を示す図であ
る。先端側端面７６はチューブ６０の先端部から光を発
して作用空間部を照明する。ディセクタ８０、鋏９０、
および画像処理レトラクタ１０は皮膚および皮下層１３
を通して作成した切開部１１の中に挿入されている。凹
形状の頭部３０は当該凹形状の頭部３０の下方に一定の
作用空間部を形成するために皮膚および皮下層１３を持
ち上げている状態で示されている。さらに、複数の外科
結紮クリップ９２が血管７の同数の側分岐部９上に既に
閉じた状態で示されており、鋏９０がクリップ９２の間
の側分岐部９を切断して血管７を分離している状態で示
されている。手術されている血管７の部分、ディセクタ
８０のエンド・イフェクタ８４および鋏９０は画像処理
レトラクタ１０の凹形状の頭部３０により形成された作
用空間部内にあって、光学組織５２の視野領域内にあ
る。外科医はハンドル２０（図１参照）を用いて凹形状
の頭部３０を軸方向に前進および後退させ、この凹形状
の頭部３０を長手軸３９の回りに回転して血管７から隣
接組織を引き離す。各側分岐部９を切断した後に、凹形
状の頭部３０は光学素子５２の視野領域内に次の側分岐
部９が見えるまで血管７に沿って先端側に進行する。こ
のようにして、十分な長さの血管７が止血状態で周囲組
織から分離されると、この血管７の切離部分が鋏９０に
よって切断される。その後、各装置８０および９０、お
よび画像処理レトラクタ１０が切開部１１から取り出さ
れる。この結果、血管７の一定の長さの部分が（例え
ば、外科手術把持装置を用いて）切開部１１から引き出
されてこの患者の他の場所の血管移植片として使用され
る。

【００２７】上記の外科手術方法は体内腔内における組
織の引き離し、観察および組織に対する接近のために本
発明を使用する方法の一例に過ぎない。すなわち、本発
明は本明細書の開示により当該技術分野の熟練者におい
て明らかとなる別の外科処理においても使用可能であ
る。

【００２８】以上において、本発明の好ましい実施形態
を図示し説明したが、当該技術分野の熟練者において
は、このような実施形態が例示的なものに過ぎないこと
が明らかに理解されると考える。すなわち、当該技術分
野の熟練者においては、本明細書の開示に基づいて、上
記実施形態の多数の変形、変更および置換が本発明から
逸脱しない限りにおいて可能となる。

【００２９】本発明の実施態様は以下の通りである。 （１）さらに、前記プラットホームの基端部に接続され
たハンドルから成る請求項１に記載の外科手術装置。 （２）さらに、前記凹形状の頭部の空孔部の中およびそ
の近傍の組織を照明するための照明手段から成る請求項
１に記載の外科手術装置。 （３）前記照明手段が前記電力供給源により電力供給さ
れる実施態様（２）に記載の外科手術装置。 （４）前記電力供給源が前記画像センサーおよび前記照
明手段に着脱自在に接続している実施態様（２）に記載
の外科手術装置。 （５）前記照明手段が前記プラットホームの先端部の中
に固定された電力供給型の光源により構成されている実
施態様（２）に記載の外科手術装置。

【００３０】（６）前記照明手段が前記プラットホーム
の基端部の中に固定された電力供給型の光源、および前
記プラットホームの中に配置されて当該プラットホーム
の基端部から先端部まで光を伝送するための細長い光伝
送素子により構成されている実施態様（２）に記載の外
科手術装置。 （７）前記凹形状の頭部が透明である請求項１に記載の
外科手術装置。 （８）前記画像センサーが光学素子、および光を捕捉
し、前記光学素子を介して伝送された画像を表現処理し
た後に当該画像をビデオ・ディスプレイ用の電気的信号
に変換処理する相補型金属酸化膜半導体チップにより構
成されている請求項１に記載の外科手術装置。 （９）前記ビデオ・ディスプレイに信号を伝送するため
の信号伝送手段がビデオ・ディスプレイに着脱自在に接
続された２個の電気的信号導体により構成されている請
求項１に記載の外科手術装置。 （１０）前記プラットホームおよび前記ハンドルがプラ
スチックにより作成されている請求項１に記載の外科手
術装置。

【００３１】（１１）さらに、前記プラットホームの基
端部に接続されたハンドルを備えている請求項２に記載
の外科手術装置。 （１２）さらに、前記プラットホームの基端部に取り付
けられた光源、および前記プラットホームの中に配置さ
れて当該プラットホームの基端部から先端部まで光を伝
送するための細長い光伝送素子を備えている請求項２に
記載の外科手術装置。 （１３）前記電力供給源が前記画像センサーおよび前記
光源に着脱自在に接続されている請求項２に記載の外科
手術装置。 （１４）前記凹形状の頭部が透明である請求項２に記載
の外科手術装置。 （１５）前記画像センサーがさらにビデオ・ディスプレ
イに着脱自在に接続されている２個の電気信号導体によ
り構成されている請求項２に記載の外科手術装置。

【００３２】（１６）前記プラットホームおよび前記ハ
ンドルがプラスチックにより作成されている請求項２に
記載の外科手術装置。 （１７）さらに、前記プラットホームの基端部に接続し
ているハンドルから成り、当該ハンドルがプラスチック
により作成されている請求項３に記載の外科手術装置。 （１８）さらに、前記プラットホームの基端部に取り付
けられて、前記凹形状の頭部の空孔部の中およびその近
傍の組織を照明するための光源から成る請求項３に記載
の外科手術装置。 （１９）さらに、基端部および先端部を有し、前記プラ
ットホームの中に収容されている細長い光伝送素子から
成り、前記光源からの光が当該光伝送素子の基端部から
先端部に伝送される請求項３に記載の外科手術装置。

【００３３】

【発明の効果】従って、本発明によれば、ビデオ・ディ
スプレイと共に使用して組織を引き離し、観察して、組
織に接近するための優れた外科手術装置、特にレトラク
タが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるビデオ・ディスプレイ（概略的に
示す）と共に使用するための外科手術装置を示してお
り、当該外科手術装置は画像センサーおよび照明手段お
よび電力供給源（概略的に示す）を含む画像処理レトラ
クタにより構成されている図である。

【図２】図１に示す画像処理レトラクタの分解等角図で
ある。

【図３】図１に示す画像処理レトラクタの先端部分の長
手方向に沿う断面図である。

【図４】図１に示す画像処理レトラクタの先端部分の底
面図である。

【図５】血管採取外科手術中の血管切離装置およびクリ
ップ・アプライアとの組み合わせにおける画像処理レト
ラクタの使用方法を示している図である。

【図６】図２に示す照明装置の電力供給型光源の断面図
である。

【符号の説明】

１０ 画像処理レトラクタ １２ プラットホーム ２０ ハンドル ３０ 凹形状の頭部 ４０ ＣＭＯＳチップ組立体 ４４ ビデオ・ディスプレイ ６８ 電力供給源

フロントページの続き (72)発明者 レオ・ジェイ・ノーラン アメリカ合衆国、89134 ネバダ州、ラ ス・ベガス、クラリオン・レーン 10805 (72)発明者 ジョン・ピー・バースシュアー アメリカ合衆国、45242 オハイオ州、シ ンシナティ、ミスティ・モーン・レーン 9805 (72)発明者 ジョン・ブイ・ハント アメリカ合衆国、45241 オハイオ州、シ ンシナティ、ムーアヒル・ドライブ 3654 (72)発明者 ハル・エイチ・カッツ アメリカ合衆国、45069 オハイオ州、ウ ェスト・チェスター、ウッドグレン・ドラ イブ 7903

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオ・ディスプレイと共に使用され
   て、組織を引き離し、観察し、組織に接近するための外
   科手術装置において、 （ａ）基端部および先端部を有する細長いプラットホー
   ムと、 （ｂ）前記プラットホームの先端部に接続している凹形
   状の頭部とから成り、当該凹形状の頭部がその内部に空
   孔部を備えていて、当該空孔部が装置のエンド・イフェ
   クタ用の作用空間部を構成し、さらに、 （ｃ）前記凹形状の頭部の内側に取り付けられてビデオ
   ・ディスプレイ用の電気的信号を発生する画像センサー
   および当該電気的信号をビデオ・ディスプレイに伝送す
   るための信号伝送手段から成り、前記作用空間部内の組
   織が前記画像センサーにより画像処理され、さらに、 （ｄ）前記画像センサーを作動するための電力供給源か
   ら成る外科手術装置。
2. 【請求項２】 ビデオ・ディスプレイと共に使用され
   て、組織を引き離し、観察し、組織に接近するための外
   科手術装置において、 （ａ）基端部および先端部を有する細長いプラットホー
   ムと、 （ｂ）前記プラットホームの先端部に接続している凹形
   状の頭部とから成り、当該凹形状の頭部がその内部に空
   孔部を備えていて、当該空孔部が装置のエンド・イフェ
   クタ用の作用空間部を構成し、さらに、 （ｃ）前記凹形状の頭部の内側に取り付けられていて、
   光を捕捉して画像を画定した後に当該画像をビデオ・デ
   ィスプレイ用の電気的信号に変換処理する相補型金属酸
   化膜半導体チップにより構成されている画像センサー、
   および当該電気的信号をビデオ・ディスプレイに伝送す
   るための信号伝送手段から成り、前記作用空間部内の組
   織が前記画像センサーにより画像処理され、さらに、 （ｄ）前記画像センサーに電力を供給するための電力供
   給源から成る外科手術装置。
3. 【請求項３】 ビデオ・ディスプレイと共に使用され
   て、組織を引き離し、観察し、組織に接近するための外
   科手術装置において、 （ａ）プラスチックにより形成されていて、基端部およ
   び先端部を有する細長いプラットホームと、 （ｂ）透明プラスチックにより形成されていて、前記プ
   ラットホームの先端部に接続している凹形状の頭部とか
   ら成り、当該凹形状の頭部がその内部に空孔部を備えて
   いて、当該空孔部が装置のエンド・イフェクタ用の作用
   空間部を構成し、さらに、 （ｃ）前記凹形状の頭部の内側に取り付けられていて、
   光を捕捉して画像を画定した後に当該画像をビデオ・デ
   ィスプレイ用の電気的信号に変換処理する相補型金属酸
   化膜半導体チップにより構成されている画像センサー、
   およびビデオ・ディスプレイに着脱自在に接続された２
   個の電気信号導体により構成されていて、前記電気的信
   号をビデオ・ディスプレイに伝送するための信号伝送手
   段から成り、前記作用空間部内の組織が前記画像センサ
   ーにより画像処理され、さらに、 （ｄ）前記プラットホームに着脱自在に接続されてい
   て、前記画像センサーに電力を供給するための電力供給
   源から成る外科手術装置。