腹腔鏡系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于腹腔鏡的視覺系統(tǒng)，包括：視覺裝置，所述視覺裝置具有視覺頭構(gòu)件和細長連接器；操作裝置，所述操作裝置具有手持式操作部分、插入部分和第一接頭元件；以及外部裝置，所述外部裝置包括當所述細長連接器被安裝到所述插入部分的內(nèi)腔中時經(jīng)由所述第一接頭元件與所述視覺頭構(gòu)件通信的裝置。所述操作裝置的插入部分被配置為穿過密封通道從體腔中伸出，憑借著所述細長連接器被配置為滑動地安裝到體腔外部的插入部分的內(nèi)腔中，所述細長連接器依靠所述插入部分被縮回至體腔中。
【專利說明】腹腔鏡系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，并且具體涉及微型腹腔鏡系統(tǒng)和配置所述微型腹腔鏡系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]腹腔鏡手術(shù)或微創(chuàng)手術(shù)包含使用深入到腹腔中的數(shù)個相對小的創(chuàng)口，不同類型的儀器和附件通過所述創(chuàng)口被引入并且被用于不同的外科手術(shù)(這些外科手術(shù)通常根據(jù)內(nèi)窺鏡檢查圖像進行)。盡管通常認為在多個方面優(yōu)于開腹手術(shù)，但是使用多個5-15mm的創(chuàng)口依然導(dǎo)致局部疼痛、疤痕以及可能與創(chuàng)口有關(guān)的并發(fā)癥(例如，疤痕處的疝氣)，并且除了外科醫(yī)生以外還需要一個或兩個助手。例如，美國專利5980493、7593777和7316699(所述公開通過參考被完全合并在本文中)中描述了腹腔鏡檢查方法和外科手術(shù)裝置，它們所公開內(nèi)容通過引用完全地并入本文。
[0003]在通常被稱為“針式腹腔鏡”的相對新的腹腔鏡檢查方法中，腹腔鏡創(chuàng)口被替換為直徑通常在2-3_的小切口。細導(dǎo)管被插入小的切口中并且微型外科手術(shù)器械通過所述導(dǎo)管來配置和操縱。這些小型器械具有非常細長的尖端，所述尖端使得解剖和組織手法更困難。此外，所述器械尖端損壞的趨勢較大并且所述尖端的移除非常麻煩且困難。針式腹腔鏡手術(shù)在通過小型電視攝像機形成的可視化條件下進行，所述小型電視攝像機代替了大體上尺寸較大的傳統(tǒng)腹腔鏡(通常直徑為5-10mm)并且包含照明功能，所述小型電視攝像機通常通過較大的套管針單元(trocar unit)經(jīng)由臍孔被引入。由于小型電視攝像機的微小的尺寸，所述小型電視攝像機(通常直徑為3mm或更小)被認為其采集并傳輸高清晰度(highdefinition, HD)可視數(shù)據(jù)的能力相對于傳統(tǒng)的腹腔鏡較差。小型攝像機受制于其所攜帶的尺寸較小的視頻傳感器，有效像素的數(shù)量的減少使得尺寸較小的視頻傳感器提供較小的分辨率。為了實現(xiàn)使用大約5 μ m的像素尺寸的HD視頻分辨率，最小的有源傳感器表面的直徑應(yīng)該為大約8_，然而，在使用大約2.5μπι的像素尺寸的紅綠藍(RGB)格式中，最小的有效傳感器區(qū)域的直徑應(yīng)該為至少大約4_。
[0004]由于像素的有效尺寸較小，也可理解為采集的照明數(shù)量或流量較差，因此進一步影響視頻質(zhì)量。由于傳統(tǒng)的腹腔鏡的嵌入式照明使得透射光過度的減小，目前的針式腹腔鏡方法應(yīng)用了多個纖細的光纖將照明從外部照明源傳輸?shù)襟w腔中。
[0005]由于小型攝像機使用了小直徑的物鏡，小型攝像機還受制于較小的視野(filed-of-view，F(xiàn)0V)，在標準的腹腔鏡中通常提供75° -90°之間的視野。此外，外科醫(yī)生還偏好較大的景深(cbpth-0f-field，DOF)(所述景深可能會受制于較小的鏡頭)，以使得背景中的組織和器官在焦距內(nèi)的目標位置處將不會太模糊而無法識別和監(jiān)視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，通過單獨地或組合地提出根據(jù)所附權(quán)利要求的裝置、系統(tǒng)和方法，本發(fā)明的實施例試圖緩和、減輕或消除現(xiàn)1有技術(shù)中如上文所述的一個或多個缺陷、缺點或問題。[0007]在本發(fā)明的一個方面中，提供了一種用于腹腔鏡的視覺裝置。所述視覺裝置為視覺系統(tǒng)的一部分。所述視覺裝置包含用于傳導(dǎo)信號(比如，數(shù)字信號)的細長連接器。所述細長連接器具有遠端和近端并且所述細長連接器被配置為:以可滑動的方式布置為至少部分地位于操作裝置的插入部分的內(nèi)部。所述插入部分可以為細長的空心針。所述視覺裝置進一步包含視覺頭構(gòu)件，所述視覺頭構(gòu)件包括圖像采集裝置和照明源。所述視覺頭構(gòu)件被附連到所述細長連接器的遠端上并且所述細長連接器便于與所述操作裝置的至少一個接頭元件進行直接通信。
[0008]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述細長連接器為細長的印刷電路板(printedcircuit board,PCB)ο所述細長連接器可以至少為5cm,可選地至少為IOcm,可選地至少為15cm,可選地至少為20cm,可選地在15cm_35cm之間或更高或更低或為中間值。
[0009]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述細長連接器的近端具有第二接頭元件。所述第二接頭元件可包括圖像采集接頭和/或照明接頭和/或電源接頭。所述第二接頭元件被連接到操作器的第一接頭元件上。
[0010]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述圖像采集裝置包括圖像傳感器和/或鏡頭。鏡頭還可以表示包含多于一個鏡頭元件的鏡頭系統(tǒng)。
[0011]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述圖像傳感器的有效區(qū)域尺寸等于或大于所述細長連接器的外徑。此外，所述鏡頭的直徑等于或大于所述細長連接器的外徑。優(yōu)選地，所述傳感器被配置以提供高清晰度的圖像。舉例而言，大的傳感器和/或鏡頭具有更好的視野和景深的能力。
[0012]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述照明源為發(fā)光二極管(LED)。所述照明源被直接配置在所述視覺頭構(gòu)件處以提供改善的照明能力。所述LED可以為白光LED或具有圍繞優(yōu)選的波長的窄的光譜的LED。
[0013]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述照明源被置于距離所述圖像采集裝置的物鏡開口一段距離處。當被置于距離物鏡開口一段距離處時，所述視覺頭構(gòu)件可進一步包括用對由所述照明源所產(chǎn)生的光中朝向目標的光中的至少一部分加以的收集、反射和/或投射的裝置。
[0014]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述用于收集、反射和/或投射的裝置可以為具有可展開的結(jié)構(gòu)的反射體。
[0015]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述反射體可在較小直徑和較大直徑之間張開和/或收縮。所述反射體這可以是例如呈虹狀的設(shè)計，所述呈虹狀的設(shè)計包括多個剛性或半剛性構(gòu)件。
[0016]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述照明源被接合到多個光纖上，所述光纖被配置在所述視覺頭構(gòu)件之上并沿著所述視覺頭構(gòu)件的長度配置。
[0017]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述多個光纖可被置于在所述可展開的構(gòu)件之上，進而允許光以錐形的形式投射。
[0018]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述細長連接器的最大外徑為3_。
[0019]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述細長連接器的外徑為0.1-0.3_，所述細長連接器的外徑小于所述插入部分的外徑。
[0020]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述圖像采集裝置提供了 70° -140°的視野。所述圖像采集裝置還可被配置為提供lcm-30cm的景深。
[0021]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述細長連接器為非剛性的。
[0022]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述視覺頭構(gòu)件的直徑大體上大于所述插入部分的直徑。
[0023]在所述視覺裝置的一個實施例中，所述視覺頭構(gòu)件的直徑至少為5mm。
[0024]本發(fā)明的第二方面提供了一種用于腹腔鏡的操作裝置。所述操作裝置包括插入部分，所述插入部分具有遠端、近端和內(nèi)腔。所述內(nèi)腔軸向地延伸了所述插入部分的至少部分長度。所述插入部分為剛性的。所述插入部分可以為空心針。當所述插入部分容納細長連接器時，所述插入部分可為所述細長連接器提供保護和/或加固所述細長連接器。
[0025]所述操作裝置進一步包含手持式操作部分，所述手持式操作部分具有用于與外部裝置通信的通信單元。所述外部裝置可以為電源、電信號裝置、圖像信號裝置、視頻接收器或其它裝置。所述操作裝置還包含用于促進到視覺裝置的視覺頭構(gòu)件的直接通信的接頭元件。所述手持式操作部分被布置在所述插入部分的近端處，并且開口被布置在所述插入部分的遠端處，以將所述視覺裝置的細長連接器可滑動地置于所述插入部分的內(nèi)腔的內(nèi)部。
[0026]在所述操作裝置的一個實施例中，所述接頭元件被布置在所述手持式操作部分的內(nèi)部。
[0027]在所述操作裝置的一個實施例中，所述通信單元可以為電纜或用于電纜的接頭。附加地和/或替代性地，所述通信單元還可提供到外部裝置的無線連接。
[0028]在所述操作裝置的一個實施例中，所述插入部分的外徑為0.5-3_。傳感器的有效表面尺寸和/或鏡頭直徑(其中任何一個可配置在所述視覺頭中)可大于所述操作裝置的最大外徑。
[0029]在所述操作裝置的一個實施例中，所述內(nèi)腔的內(nèi)徑比所述插入部分的外徑小
0.1-0.3mm。
[0030]在所述操作裝置的一個實施例中，所述插入部分包括能夠刺穿身體組織的尖銳的遠端。
[0031]在所述操作裝置的一個實施例中，當所述細長連接器被容納到所述插入部分中時，所述插入部分為所述細長連接器提供支撐和剛性。
[0032]在所述操作裝置的一個實施例中，所述操作裝置被配置為伸長的足夠長，以便操作所述視覺頭到達所述腔中的任何位置/方向并且經(jīng)由遠處的密封通道從身體中伸出。
[0033]本發(fā)明的另一方面提供一種用于腹腔鏡的視覺系統(tǒng)。所述視覺系統(tǒng)包括視覺裝置、操作裝置以及外部裝置，所述視覺裝置具有視覺頭構(gòu)件和細長連接器；所述操作裝置具有手持式操作部分、插入部分和第一接頭元件；所述外部裝置包括當所述細長連接器被安裝在所述插入部分的內(nèi)腔中時經(jīng)由所述第一接頭元件與所述視覺頭構(gòu)件通信的裝置。
[0034]所述操作裝置的插入部分被配置為可穿過密封通道從體腔中伸出，憑借著所述細長連接器被配置為以可滑動的方式安裝到體腔外部的插入部分的內(nèi)腔中，所述細長連接器依靠所述插入部分來縮回至體腔中。
[0035]本發(fā)明的另一方面提供了一種安裝視覺系統(tǒng)的方法，所述視覺系統(tǒng)包括具有插入部分和第一接頭元件并且可與具有視覺頭構(gòu)件的視覺裝置連接的操作裝置。所述安裝方法包括使所述插入部分的遠端穿過密封通道從體腔延伸出來。所述密封通道從所述體腔的內(nèi)部伸到所述體腔的外部。所述密封通道的內(nèi)徑大于所述視覺頭構(gòu)件的最大直徑。所述方法進一步包括將所述視覺裝置連接到所述操作裝置上并通過所述密封通道將所述視覺裝置縮回所述腔中。
[0036]在所述方法的一個實施例中，所述視覺裝置為剛性腹腔鏡或腹腔鏡攝像機。
[0037]在所述方法的一個實施例中，所述視覺頭構(gòu)件包括鏡頭、視覺信號導(dǎo)線、數(shù)字信號導(dǎo)線、印刷電路板(PCB)中的至少一個。
[0038]在所述方法的一個實施例中，所述插入部分的最大直徑等于或小于3mm。
[0039]在所述方法的一個實施例中，所述視覺頭構(gòu)件包括鏡頭、圖像傳感器和照明源中的至少一個。
[0040]在所述方法的一個實施例中，進一步包括:使密封套筒以伸縮的方式穿過所述密封通道進入至所述腔中直到與所述插入部分的遠端相鄰，所述套筒的最小內(nèi)徑等于或大于所述視覺頭構(gòu)件的最大直徑。
[0041]在所述方法的一個實施例中，所述插入部分的遠端的延伸部穿過所述密封套筒。
[0042]在所述方法的一個實施例中，所述視覺頭構(gòu)件被配置為連接到細長連接器上，所述細長連接器可滑動地安裝到所述插入部分的內(nèi)腔中并且包括至少一個PCB和/或被配置在所述細長連接器近端上 的至少一個第二接頭元件。
[0043]在所述方法的一個實施例中，所述視覺系統(tǒng)進一步包括可連接到所述插入部分上的控制單元和/或顯示裝置。
[0044]在所述方法的一個實施例中，所述視覺裝置到所述操作裝置的連接包括:將所述細長連接器的近端可滑動地安裝到所述插入部分的內(nèi)腔中并且將所述控制單元和/或所述顯示裝置連接到所述插入部分和/或所述視覺裝置上以便與所述至少一個第二接頭元件直接通?目。
[0045]本發(fā)明的一方面提供一種用于腹腔鏡的可替代的操作裝置。所述操作裝置包括用于傳導(dǎo)信號的細長連接器。所述操作裝置具有遠端和近端。此外，所述操作裝置包含手持式操作部分和用于直接連接到視覺頭上的接頭元件，所述手持式操作部分具有用于與外部裝置通信的通信單元。所述手持式操作部分被布置在所述插入部分的近端處并且所述視覺頭構(gòu)件在所述插入部分的遠端處是可拆卸的。
[0046]附加地，所述操作器可包含容納所述細長連接器的附加的剛性插入部分以支撐所述細長連接器。
[0047]本發(fā)明的一方面提供可替代的視覺系統(tǒng)，所述視覺系統(tǒng)具有近端和遠端。所述視覺系統(tǒng)包括被布置在所述視覺系統(tǒng)的近端處的手持式操作部分和被布置在所述視覺系統(tǒng)的遠端處的視覺頭構(gòu)件。所述系統(tǒng)進一步包含細長連接器，所述細長連接器被配置為用于在所述視覺頭構(gòu)件和所述手持式操作部分之間傳導(dǎo)數(shù)字信號。所述系統(tǒng)還包含外部裝置，所述外部裝置包括經(jīng)由被布置在所述視覺系統(tǒng)中的第一接頭元件與所述視覺頭構(gòu)件通信的裝置。
[0048]所述視覺系統(tǒng)可通過使所述視覺系統(tǒng)的遠端穿過密封通道從體腔中伸出來安裝，由此使得所述視覺頭構(gòu)件在所述細長連接器的遠端處與所述第一接頭元件是分離的?？商娲?，所述細長連接器被預(yù)連接到所述視覺頭構(gòu)件上并且所述細長連接器的近端被可滑動地連接到與所述手持式操作部分并置的第一接頭元件上。[0049]在這兩種情況下，依靠連接易于實現(xiàn)所述視覺頭構(gòu)件和所述外部裝置之間的直接通信，隨后所述視覺頭構(gòu)件通過密封通道被縮回到所述腔中。
[0050]應(yīng)該強調(diào)，使用于本說明書中的術(shù)語“包括/包括”是用來說明存在所說明特征、整數(shù)、步驟或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其它的特征、整數(shù)、步驟、組件或它們的組。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0051 ] 在此僅通過示例并參考附圖來描述本發(fā)明的一些實施例。現(xiàn)在具體參考詳細的附圖，應(yīng)強調(diào)的是，所示的細節(jié)為示例性的并且旨在闡明本發(fā)明的實施例的。對此，結(jié)合附圖的描述使領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員清楚知道本發(fā)明的實施例可如何被實施。
[0052]在附圖中:
[0053]圖1A-D根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖解地示出了概念上的視覺系統(tǒng)的不同的配置階段；
[0054]圖2根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖解地示出了第一示例性視覺系統(tǒng)；
[0055]圖3A-C根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖解地示出了一示例性的腹腔鏡插入單元的透視圖和首I]視圖；
[0056]圖4A-D根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了圖2中的示例性的視覺系統(tǒng)的不同的配置階段；
[0057]圖5根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖解地示出了第二示例性視覺系統(tǒng)；
[0058]圖6根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖解地示出了第三示例性視覺系統(tǒng)；
[0059]圖7根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖解地示出了第四示例性視覺系統(tǒng)；
[0060]圖8根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖解地示出了一個包括照明反射體的典型的腹腔鏡插入單元的局部剖視圖；
[0061]圖9根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖解地示出了一個包括照明光纖的示例性的腹腔鏡插入單元的局部剖視圖；
[0062]圖10A-B示出了具有細長連接器的視覺裝置的示例性實施例，所述連接器一端具有視覺頭構(gòu)件，并且另一端具有凸形連接器；
[0063]圖11示出了操縱裝置的示例性的實施例；以及
[0064]圖12A-B示出了視覺裝置可滑動地連接到所述操縱裝置之前的系統(tǒng)的示例性實施例。
【具體實施方式】
[0065]應(yīng)理解，本文所使用的術(shù)語僅用于描述具體實施例，而并非限制本發(fā)明的范圍。還應(yīng)注意的是，除非文中另外明確指出，本文和附加權(quán)利要求中所使用的單數(shù)形式“一個(a)”、“一個(an)”和“所述(the)”包含復(fù)數(shù)關(guān)系。因此，舉例而言，提及“鏡頭”指的是一個或多個鏡頭以及本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的等價物。
[0066]除非另外指出，所有在此使用的技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語與本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員通常所理解的含義相同。參考附圖和下文詳細說明中所描述和/或所圖示的非限制性實施例和示例來更完整地描述本發(fā)明的實施例和本發(fā)明的各種特征和有利的細節(jié)。應(yīng)注意的是，附圖中所示的特征不一定是按比例繪制的，并且如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的一樣，即使文中沒有明確說明，一個實施例的特征可以供其它實施例采用。對公知的組件和處理技術(shù)的描述可以被省略，以免不必要地模糊了本發(fā)明的實施例。本文所使用的示例僅為了有助于理解本發(fā)明的實施方式并且進一步使本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的實施例。因此，本文的示例和實施例不應(yīng)被解釋為限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求和適用的法律來限定。此外，應(yīng)注意，在附圖的數(shù)個視圖中，相同的附圖標記都表示相同的部分。
[0067]在某些情況下，可在示例性的腹腔鏡成像系統(tǒng)的背景下描述優(yōu)選的實施例以便說明和理解。然而，本發(fā)明并不限于具體描述的裝置及系統(tǒng)，并且在不偏離本發(fā)明的整體范圍的情況下，本發(fā)明可適合于各種應(yīng)用。
[0068]在本發(fā)明的某些實施例的一個方面中，提供了一種能夠在腹腔鏡手術(shù)期間獲取患者的體腔中的圖像的腹腔鏡系統(tǒng) ，所述腹腔鏡系統(tǒng)包含微型腹腔鏡規(guī)格的細長體(通常直徑為3_或更小)，所述細長體可拆卸地連接到常規(guī)尺寸的腹腔鏡插入單元或攝像頭上。使用所述細長體在所選擇的進入點第一次穿刺到所述體腔中之后，所述細長體和常規(guī)尺寸的攝像頭在所述體腔中是可連接的，穿刺僅留下最小的穿刺痕跡/切口痕跡并避免了潛在的并發(fā)癥和/或傳統(tǒng)的腹腔鏡手術(shù)中與常規(guī)尺寸的套管針入口有關(guān)危害。因為細長體的直徑較小，所述細長體更可能在穿過前腹壁的進入點被引入，而在其他方面(比如，在傳統(tǒng)的腹腔鏡手術(shù)中)基于對臨床和美觀的考慮，會避免這一進入點。盡管在腹腔鏡手術(shù)中，腹腔鏡經(jīng)由通常穿過臍部的切口的大的套管針被引入，但是有利地，也可將腹腔鏡系統(tǒng)定位于不同的位置。例如，在膽囊切除手術(shù)中，有利地，可將攝像頭定位在腹腔的左上腹部處，然而，在結(jié)腸手術(shù)中，有利地，可將攝像頭定位于靠近上腹部的切開處。除了形成小尺寸以及(可選地)無痕的入口的優(yōu)點以外，這種移位的腹腔鏡定位騰出了主臍部套管針中的空間以將大尺寸的器械(比如，抽吸器、手術(shù)鉗和縫合器)插入到體腔中。
[0069]可選地，兩個或多個攝像頭在不同位置和/或方向處被引入并安裝在體腔中，可選地，配置有除了被配置在主套管針中的常規(guī)的腹腔鏡之外的至少一個攝像頭。使用兩個或多個攝像頭和/或腹腔鏡(被配置為相互距離幾厘米)可有助于獲得高質(zhì)量的三維圖像(3D image)ο在一些實施例中，至少兩個攝像頭被配置為間距7cm或更遠的間距(被認為是人眼的最小焦距)。
[0070]在本發(fā)明的一些實施例中涉及一種腹腔鏡系統(tǒng)，所述腹腔鏡系統(tǒng)被配置為用于可選地安裝在體腔中和/或在體腔中游移，所述腹腔鏡系統(tǒng)然后被啟動用于監(jiān)視手術(shù)過程。在手術(shù)過程結(jié)束之后，所述系統(tǒng)于是可在所述體腔中被拆卸/穿過所述體腔被拆卸，并且所述系統(tǒng)的部件可被移除。在一些實施例中，所述系統(tǒng)包含至少兩個尺寸和/或形狀有差別的部件，所述部件穿過體腔的不同開口(可選地，通過預(yù)成形或?qū)嶋H通過正面尖端穿刺而形成手術(shù)開口 )被輸送至所述體腔中。在一些實施例中，腹腔鏡系統(tǒng)包含能夠可拆卸地連接到常規(guī)尺寸的攝像頭上的細長體。在一些實施例中，所述腹腔鏡系統(tǒng)的第一部件或構(gòu)件(例如，所述細長體)在入口點被引入到所述腔中，然后在第二點從所述腔伸出和/或從患者身體伸出，然后與第二部件或構(gòu)件(例如，所述攝像頭)附連并且被收回到所述腔中。在一些實施例中，所述系統(tǒng)部件的輸送和/或安裝通過使用第二視覺系統(tǒng)和/或通過所述腹腔鏡系統(tǒng)的可選地攝像頭來監(jiān)控。同樣的攝像頭可通過主創(chuàng)口(例如，位于臍部位置的創(chuàng)口 /套管針)首先被引入至患者的體腔中，以幫助選擇用于攝像頭細長體的入口點并且監(jiān)控所述細長體的穿刺和進入；之后所述同樣的攝像頭通過首先從所述體腔中拉回而被連接到所述細長體上并且在所述細長體的后側(cè)處(例如，患者身體的外部)被連接。
[0071]在一些實施例中，所述系統(tǒng)包含薄型構(gòu)件和第二寬型構(gòu)件，所述薄型構(gòu)件通過第一較小開口(可選地，直徑為3mm或更小)來進入，所述第二寬型構(gòu)件通過第二較大開口(可選地，直徑為5mm或更大)來進入。在一些實施例中，所述腹腔鏡系統(tǒng)包括外徑等于或小于3_的細長的空心針，所述細長的空心針可選地被配置為用于穿過組織層(比如，皮膚組織和/或結(jié)締組織)被穿刺到所述體腔中。在一些實施例中，所述空心針為剛性的或半剛性的。
[0072]在一些實施例中，所述腹腔鏡系統(tǒng)進一步包含攝像頭，所述攝像頭包括以下的至少一個:圖像傳感器、鏡頭和照明源。在本發(fā)明的實施例中，所述攝像頭的尺寸被設(shè)計為包含至少一個中等的或較大的圖像傳感器，所述圖像傳感器可選地為高清晰度圖像傳感器，具有至少2.5 μ m的像素尺寸(可選地，至少4 μ m像素)。所述攝像可允許高清晰度錄像或使用選定的DOF和對比度實時的投射在大屏幕或電視上，由此允許通過工作團組來高質(zhì)量地監(jiān)視手術(shù)過程。在一些實施例中，所述攝像頭的直徑為5_或更大(可選地，在8-lOmm之間或更大)。在一些實施例中，所述攝像頭包含鏡頭(例如，物鏡，可選地所述物鏡結(jié)合有更多光學(xué)元件)，可選地，所述鏡頭允許大約75°或更大的視野(可選地為90°或更大，或更高，或更低，或中間值)。在一些實施例中，選擇DOF以覆蓋腹腔。優(yōu)選地，DOF可以為lcm-3cm。在本發(fā)明的一些實施例中，所述攝像頭進一步包含至少一個照明源，可選地，包含多個照明源(可選地，為LED式)。
[0073]在一些實施例中，所述攝像頭能夠獲取和/或記錄以下圖像的至少一個:視頻圖像、超聲波圖像和/或紅外圖像(例如，為了觀測組織中的腫瘤或腫塊或為了觀測血液組織)、光學(xué)相干斷層掃描圖像、標記的抗體圖像或其它圖像。
[0074]在本發(fā)明的一些示例性的實施例中，所述攝像頭被配置為(可選地在其后端處)連接到細長連接器上，所述細長連接器具有至少一個被配置在其自由端上的接頭。所述細長連接器可被設(shè)計為在所述攝像頭和電源之間直接形成電連接，所述攝像頭的位置在所述體腔中的任何選擇點處和/或遠離體腔壁，所述電源被配置在患者身體的外部。配置所述細長連接器以將至少一個照明源與所述外部電源連接，所述照明源被配置為具有所述攝像頭或被配置在所述攝像頭中?？蛇x地，所述細長連接器可滑動地安裝在所述空心針中。在一些實施例中，所述細長連接器一旦被安裝在所述空心針中就可促進與外部裝置(例如，電源、電信號裝置、圖像信號裝置、視頻接收器或其它裝置)的可連接性?？商娲鼗蚋郊拥?，所述攝像頭可包括可安裝的細長連接器也可不包括可安裝的細長連接器，但是所述攝像頭可有線或無線地連接到外源或接收器上。
[0075]在一些實施例中，所述系統(tǒng)進一步包含攝像控制單元和/或顯示裝置，和/或可連接到攝像控制單元和/或顯示裝置；所述攝像控制單元和/或顯示裝置包括在所述細長連接器被安裝到所述針中時與至少一個接頭通信的裝置。
[0076]本發(fā)明在一些實施例中還涉及一種安裝和/或配置視覺裝置的方法，所述視覺裝置包括可在密封腔(可選地體腔)中的與寬型視覺頭連接的細長體，所述方法包括:通過第一微型穿刺孔使所述細長體的遠端進入所述腔中；配置貫穿第二穿刺孔的密閉通道，所述密閉通道的內(nèi)徑大于所述視覺頭的最大直徑；使所述細長體的遠端穿過所述密閉通道延伸出所述腔；將所述視覺頭連接到所述細長體上；以及將所述視覺裝置收回到所述腔中。
[0077]在一些實施例中，所述視覺頭被配置為連接到細長連接器上，所述細長連接器可滑動地安裝到所述細長體的通道(可選地，內(nèi)腔)上并且包括至少一個PCB和/或至少一個配置在其自由端上的接頭。在一些實施例中，所述視覺裝置進一步包括可連接到所述細長體和/或所述視覺頭上的控制單元和/或顯示裝置。[0078]可選地，將所述視覺頭連接到所述細長體上包括以下步驟:將所述細長連接器的自由端可滑動地安裝在所述細長體的通道中；以及將所述控制單元和/或顯示裝置連接到所述細長體和/或視覺頭上以便與至少一個接頭直接通信。
[0079]現(xiàn)在參考附圖，圖1A-D根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了概念上的視覺系統(tǒng)1000的不同的配置階段。所述系統(tǒng)1000在被使用于體腔中(例如，在腹腔CAV中)之前被配置。所述系統(tǒng)1000可包含任何與視覺裝置有關(guān)的內(nèi)窺鏡或腹腔鏡(例如剛性的桿狀鏡頭內(nèi)窺鏡)，所述內(nèi)窺鏡或腹腔鏡可連接到位于身體外部的視頻記錄攝像機上；或可替代地，所述內(nèi)窺鏡或腹腔鏡可連接到適于記錄來自CAV的視頻圖像的侵入式的攝像機單元上。
[0080]所述系統(tǒng)1000包含細長體1100，所述細長體1100包含用于圖像采集和/或從位于體腔CAV中的圖像源(例如，被照明的內(nèi)臟)到位于身體外部的圖像接收器(未示出)進行圖像傳輸?shù)难b置，所述圖像接收器可以是人眼、固態(tài)傳感器、攝像機、視頻顯示裝置或其它裝置。在一些實施例中，所述細長體1100對于當前已知的腹腔鏡的尺寸而言特別地細，以便當穿刺和/或操作穿過腹腔周圍的組織中的創(chuàng)口或切口時對身體組織產(chǎn)生最小的傷害。所述細長體1100可具有等于或小于5mm的最大直徑，可選地，所述最大直徑等于或小于3_，可選地，所述最大直徑等于或小于1.5_，或所述最大直徑高于或低于中間值或為中間值。
[0081]在一些實施例中，所述系統(tǒng)1000僅當與可拆卸地連接到所述細長體1100的遠側(cè)尖端上的頭部1200接合時才是完全可手術(shù)的。所述頭部1200可包含針對所述系統(tǒng)1000的適當?shù)暮?或操作所需的任何功能或元件，例如為攝像機、鏡頭、照明源或它們的任何組合。在一些實施例中，有必要引入諸如系統(tǒng)頭部1200的系統(tǒng)部件，所述系統(tǒng)部件的尺寸大體上大于所述細長體1100的相關(guān)尺寸。在一些示例性的實施例中，所述系統(tǒng)頭部1200的最大直徑等于或大于3_，可選地，所述最大直徑等于或大于5_，可選地，所述最大直徑等于或大于10mm，或所述最大直徑高于或低于中間值或為中間值。在一些實施例中，所述頭部1200被配置為可穿過常規(guī)尺寸的腹腔鏡套管針單元被轉(zhuǎn)移，所述套管針單元例如套管針100 (圖1C中所示),所述套管針100具有等于或大于5mm的最小內(nèi)徑,可選地,所述最小內(nèi)徑等于或大于10mm。
[0082]在圖1A中，所述系統(tǒng)細長體1100在插入到腹腔CAV之后并且在附連所述系統(tǒng)頭部1200之前被定位。可選地，所述套管針100可容納第二視覺單元(比如，內(nèi)窺鏡(未示出))，所述第二視覺單元能夠被操作以監(jiān)視至少一部分手術(shù)過程或僅監(jiān)視視覺系統(tǒng)1000在CAV中的配置階段。為了將所述頭部1200附連到所述細長體1100的遠端上，外科醫(yī)生需要將所述細長體1100穿過所述套管針100的從CAV通到體外環(huán)境的內(nèi)腔(如圖1B所示)并對準內(nèi)窺鏡的鏡頭(或“朝向其眼部”)。在所述體1100穿過所述套管針100的內(nèi)腔之前或期間，所述內(nèi)窺鏡被取出。接著，如圖1C所示，所述頭部1200連接到(可選地，手動連接到)所述體1100上。然后，完整的視覺系統(tǒng)1000被拉回到所述腹腔CAV中并且手術(shù)過程可以開始?？商娲兀鱿到y(tǒng)頭部1200可代替內(nèi)窺鏡被用于監(jiān)視并輔助選擇進入點以及所述細長體1100 (所述細長體在患者身體的外部連接到所述系統(tǒng)頭部1200上)在所述套管針100中的行進或穿過所述套管針100行進。
[0083]在一些實施例中，所述套管針100包含密封的二通閥或其它的密封機構(gòu)(未示出)，所述密封的二通閥或其它的密封機構(gòu)能夠在預(yù)先被引入腹腔CAV的氣體/空氣(通常但不一定為C02)沒有完全地或顯著地損失的情況下允許器械穿過所述密封的二通閥或其它的密封機構(gòu)沿兩個方向行進。所述套管針100可具有任何優(yōu)選的尺寸并且直徑通常在3-20mm之間，可選地，直徑大約為IOmm或12mm (例如，尺寸上與常規(guī)的腹腔鏡創(chuàng)口類似)。所述套管針100的尺寸(例如，最小橫截面)可設(shè)計成:可以容納具體的工具套組中的大量手術(shù)工具。
[0084]在一些實施例中，所述細長體1100包含遠側(cè)的尖端。所述細長體1100尖端可選地為尖頭的和/或倒角的，以便允許至少一個組織穿刺孔與所述頭部1200更容易的接合。可選地，所述尖端為氣腹針(Veres needle),當沒有“防衛(wèi)”時，所述氣腹針允許穿過皮膚和腹壁組織穿刺，同時防止內(nèi)臟(例如，腸)受傷?？蛇x地，所述細長體1100包含位于其遠側(cè)尖端的用于牢固地與所述頭部1200連接的互鎖裝置(螺紋或用于扣鎖的槽)或可替代地，利用摩擦裝置、壓力裝置或其它任何領(lǐng)域內(nèi)已知的裝置來牢固地與所述頭部1200連接。
[0085]如領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所知道的，所述器械的至少一部分由剛性或半剛性的生物相容性材料制成并且可包含不銹鋼的陶瓷材料，可選地，通過碳涂層或碳纖維、塑料材料/聚合物材料(例如，聚醚醚酮(PEEK))、復(fù)合材料(例如，碳環(huán)氧樹脂)或它們的任何組合來硬化或強化。
[0086]現(xiàn)在參考圖2，圖2根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖示地示出了第一示例性視覺系統(tǒng)2000。在一些實施例中，所述系統(tǒng)2000主要包括:操作部件2100，所述操作部件2100在至少一些方面上與先前描述的細長體1100類似；腹腔鏡插入單元2200，所述腹腔鏡插入單元2200與所述操作部件2100可拆卸地連接；以及外部視覺單元2300，所述外部視覺單元2300通過至少一個有線或無線連接件(比如，圖像采集電纜2130)來與所述操作部件2100和/或所述腹腔鏡插入單元2200`連接。
[0087]在一些實施例中，所述操作部件2100包括具有插入部分2110，可選地，所述插入部分2110在長度和外徑上為剛性的或半剛性的，這便于在體腔內(nèi)部的手動操作，可選地，所述插入部分2110允許前進和/或定向到相關(guān)的體腔中的任何位置。所述插入部分2110被連接到手持式操作部分2120上。在一些實施例中，所述插入部分2110包含尖頭的和/或已倒角的遠側(cè)尖端?？商娲鼗蚋郊拥?，所述插入部分2110被配置為用于穿過腹腔鏡套管針。在一些實施例中，所述插入部分2110被配置為用于封閉附連到其上的圖像采集裝置和/或促進附連到其上的圖像采集裝置的強度。在一些實施例中，所述插入部分2110包含具有最小直徑內(nèi)腔和位于所述插入部分2110的遠端處的開口，所述開口允許被插入以及允許封閉縱向的插入物，所述開口具有等于或小于所述內(nèi)腔的最小直徑的最大外徑。
[0088]在一些實施例中，所述插入部分2110的最大橫截面的直徑可以為0.5-5_，可選地，所述直徑為1_2.5mm,可選地,所述直徑大約為1_、大約為1.5mm或大約為2mm或更高或更低或為中間值。在一些實施例中，所述插入部分2110包含內(nèi)腔，所述內(nèi)腔具有比其外徑小0.l-0.3mm的內(nèi)徑。例如，所述插入部分2110可具有2.2mm的外徑和2.05mm的內(nèi)徑。所述插入部分2110的長度可在15-50cm之間，并且可選地，工具套組可包含針對每個患者體型的數(shù)個長度，例如，針對嬰兒的20cm的長度，針對中等體型的成人的27cm以及針對大體型的成人的45cm。
[0089]在一些實施例中，所述腹腔鏡插入單元2200是剛性的桿狀鏡頭腹腔鏡?？商娲?，所述腹腔鏡插入單元2200是攝像機式的腹腔鏡，可選地，所述腹腔鏡插入單元2200包含數(shù)字攝像機。在一些實施例中，所述腹腔鏡插入單元2200包含圖像采集裝置2210，所述圖像采集裝置2210被連接(可選地，可拆卸地連接)到細長連接器2220上。在一些實施例中，所述圖像采集裝置2210包含至少一個固態(tài)傳感器(例如電荷稱合器件(charge coupleddevice, CCD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS))，并且可選地，所述圖像采集裝置2210進一步包含至少一個鏡頭和/或其它的光學(xué)元件，和/或至少一個照明源或探照燈(例如,發(fā)光二極管(light-emitted diode, LED)照明器)。所述細長連接器2220允許視頻信號和/或圖像信號和/或數(shù)字信號和/或電流和/或照明在其長度上沿至少一個方向傳遞。在一些實施例中，所述細長連接器包含至少一個印刷電路板(printed circuit board, PCB)和/或光纖和/或通信電纜?？蛇x地,所述細長連接器2220是非剛性的，并且當被封閉在所述插入部分2110中時，增加了所述細長連接器2220的機械壽命/機械強度。在一些實施例中，所述細長連接器2220至少在其一端包含導(dǎo)電接頭。在一些實施例中，所述細長連接器2220包含內(nèi)徑或外徑在0.5-2.5_之間的封套或套筒(未示出)，例如，其內(nèi)徑為1.8mm并且外徑為2mm,其中,所述套管或套筒應(yīng)當能夠封閉至少一個細長的PCB并且可被安裝到內(nèi)徑等于2mm或稍大于2mm的插入部分2110中。
[0090]在一些實施例中，當被正確安裝到所述操作部件2100內(nèi)時，所述腹腔鏡插入單元2200可連接到外部視覺單元2300上，可選地，通過所述圖像采集電纜2130來進行所述連接，從而允許從患者的身體外部進行控制、顯示、記錄和/或其它功能。所述外部視覺單元2300在一些實施例中包含攝像 機控制單元2310 (camera control unit,(XU)和顯示裝置2320，并且(可選地)與通信電纜2330可相互連接。在一些實施例中，(XU2310包含具有圖像處理電路的信號處理裝置。(XU2310可被配置為基于傳輸?shù)膱D像信號產(chǎn)生視頻信號并且將所述視頻信號輸出到所述顯示裝置2320。
[0091]現(xiàn)在參考圖3A-C，圖3A-C根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖示性地示出了一個示例性的腹腔鏡插入單元3000的透視圖和剖視圖。如圖3A所示，所述腹腔鏡插入單元3000與先前所述的單元2200類似，包含一示例性的圖像采集裝置或攝像頭3100和一示例性的連接器單元3200。在實施例中以及如圖3B所示的(圖3B圖示性地示出了所述腹腔鏡插入單元3000的遠端部分的橫剖視圖)，所述示例性的攝像頭3100包含殼體3110、具有至少一個光學(xué)元件的鏡頭3120、至少一個LED3130 (在此示例中為兩個LED)和圖像傳感器電路3140 (可選地包含至少一個CXD或CMOS傳感器)。在一些實施例中，所述鏡頭3120允許的視角或視野在70°到140°之間(可選地，在90°到110°之間)，然而在所提供的工具套組中，可提供不同的攝像頭和/或鏡頭連接，這些攝像頭和/或鏡頭的區(qū)別在于視角不同。在一些實施例中，所述攝像頭3100具有的視野距離在0.1和40cm之間(可選地I和20cm之間)。在一些實施例中，所述攝像頭3100進一步包含用于LED3130的無源或有源冷卻裝置(未示出)。[0092]在實施例中并且如圖3C、圖3A和圖3C中所示的(圖3C圖示性地示出了所述連接器單元3200的橫剖視圖)，所述連接器單元3200包含封閉縱向印刷電路板PCB的套筒3210，在本示例中，封閉了單個圖像采集PCB3220和兩個LED的PCB3230?？商娲?，所述PCB中的至少一個大體上較短，然而被用于傳輸信號的其它裝置(比如電線)橫穿所述連接器單元3200的長度。所述圖像采集PCB3220被配置為:當與傳感器-PCB接頭3150和圖像采集接頭3240正確接觸時，將電力和/或圖像信號和/或數(shù)字內(nèi)容從電路3140傳輸?shù)酵獠康腃CU (未示出)和/或電源，和/或反之亦然，將電力和/或圖像信號和/或數(shù)字內(nèi)容從外部的CXU和/或電源傳輸?shù)诫娐?140?？蛇x地，使用了至少10個傳感器-PCB接頭3150(例如，使用了 14個接頭)。所述LED和PCB3230被配置為:當與各LED-PCB接頭3160和LED-動力接頭3250正確接觸時，將來自外部電源(未示出)的電力傳輸給LED3130?？商娲?，作為所述LED的PCB3230和所述接頭3160的代替的電源線被連接到(例如，焊接到)所述LED3130上并且越過并沿所述圖像采集PCB3220直到近端，在所述近端處所述電源線與短PCB接頭連接。在第三可替代實施例中，所述攝像頭3100包含用于給所述LED3130和/或電路3140供電的電源(未示出)。
[0093]在一些實施例中，所述LED3130朝體腔中的目標對象投射照明光；所述照明光隨后被反射回來，并穿過所述鏡頭3120從而被所述電路3140采集，并且被捕捉為數(shù)字圖像。所述數(shù)字圖像隨后經(jīng)由所述圖像采集PCB3220被傳輸給位于所述體腔外部的外部CCU (未示出)。
[0094]現(xiàn)在參考圖4A-D，圖4A-D根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了所述體腔CAV (可選地，體腔中預(yù)先已進行充氣)中的示例性的視覺系統(tǒng)2000 (先前圖2所示)的不同的配置階段。在一些實施例中，所述系統(tǒng)2000的操作部件2100被淺度引入至CAV中以便避免對內(nèi)臟造成任何不必要的傷害。所述操作部件2100可穿過組織層被穿刺到CAV中或穿過預(yù)先完成的切口或?qū)Ｓ玫奶坠茚?未示出)而被插入。所述腹腔鏡套管針2400也被引入到CAV中，(可選地，穿過臍部引入)。在一些實施例中，所述套管針2400被配置為:允許穿過其由內(nèi)而外以及由外而內(nèi)地雙向行進，并且最少不會使留在CAV中的氣體泄露。所述套管針2400包含或被配置為:允許內(nèi)部可伸縮套筒2450通過，所述套筒2450能夠在CAV中被延伸、定向并操作至多個位置。腹腔鏡2500穿過所述套管針2400被插入以允許將所述視覺系統(tǒng)2000配置為可視化的。所述腹腔鏡2500可以是任何類型的腹腔鏡，并且可選地可包含腹腔鏡插入單元2200，所述腹腔鏡插入單元2200在之后的配置過程中供系統(tǒng)2000的其它部件使用。
[0095]如圖4A所示，所述腹腔鏡2500被用于為所述操作部件2100的遠側(cè)尖端掃描CAV的周界。在圖4B中，可伸縮套筒2450 (可選地具有封閉在其內(nèi)的腹腔鏡2500)隨后被延伸直到鄰接或接觸所述操作部件2100伸出的遠側(cè)尖端?？商娲?，所述可伸縮套筒2450朝向位于CAV周界上的選擇點延伸并且將它朝外推動以可視地顯示出所述操作部件2100能夠穿刺的入口點。
[0096]所述可伸縮套筒2450的內(nèi)徑(例如，內(nèi)腔直徑)可以為大約3_15mm，或可選地為大約1Omm ;并且所述可伸縮套筒2450的外徑可以為大約4_20mm。在一些實施例中，附加地或可替代地，相對于可伸縮套筒2450而言，其它的定位和/或?qū)蚝?或夾緊和/或連接裝置(未示出)也可被用于將所述操作部件2100的遠端定位和/或?qū)蚝?或夾緊在CAV中并且?guī)椭蛴糜诖┻^所述套管針2400將所述操作部件2100的遠端移動到體外環(huán)境中。[0097]如圖4C所示，一旦直接接觸，所述操作部件2100能夠被推動進入所述可伸縮套筒2450并穿過所述可伸縮套筒2450直到伸出CAV和患者身體的外部。當推動所述操作部件2100時或在引入到所述可伸縮套筒2450之前，所述腹腔鏡2500是被取出的。接著，所述腹腔鏡插入單元2200被引入到所述操作部件2100中以安裝所述視覺系統(tǒng)2000。如圖4D所示，所述系統(tǒng)2000隨后可被收回CAV中，并且允許選擇性的使用所述套管針2400以便使元件通過所述套管針2400進入并且使接下來的外科手術(shù)處于視覺監(jiān)控之下。
[0098]現(xiàn)在參考圖5，圖5根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖示性地示出了第二示例性視覺系統(tǒng)4000。所述系統(tǒng)4000包含操作部件4100，所述操作部件4100包括剛性的細長連接器4110、手持式操作部分4120和可連接到外部視覺單元(未示出)上的圖像采集電纜4130。所述系統(tǒng)4000進一步包含能夠可拆卸地連接到所述細長連接器4110上的攝像頭4200。在一些實施例中，所述攝像頭4200的直徑基本比所述細長連接器4110的直徑大。在一些實施例中，盡管所述攝像頭4200在其與細長連接器之間的連接類型和方法上可能有所改變，但是所述攝像頭4200在設(shè)計/操作方面與先前描述的攝像頭3100類似。所述系統(tǒng)4000的安裝和/或操作可與所述系統(tǒng)2000的安裝和/或操作類似。
[0099]可替代地，所述細長連接器4110可被容納在用于保護和/或增加剛性的插入部分中。
[0100]現(xiàn)在參考圖6，圖6根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖示性地示出了第三示例性視覺系統(tǒng)5000。所述系統(tǒng)5000為剛性的桿狀透鏡式的腹腔鏡，所述系統(tǒng)5000包括細的剛性腹腔鏡單元5100 ;所述腹腔鏡單元5100包括:剛性插入部分5110，所述插入部分5110選擇性地封閉映像導(dǎo)體(例如，包含光學(xué)載體和鏡頭);手持式操作部分5120，所述手持式操作部分5120能夠選擇性地可拆卸地連接到視頻攝像機5140上；以及圖像采集電纜5130，所述圖像采集電纜5130可連接到外部視覺單元(未示出)上。所述系統(tǒng)5000進一步包含能夠可拆卸連接的照明套筒5200，所述照明套筒5200具有相對于薄的剛性腹腔鏡單元5100而言大體上較大的直徑。在一些實施例，所述照明套筒5200包含內(nèi)腔或孔，所述內(nèi)腔或孔具有的直徑大體上與所述插入部分5110的遠端部分的外徑基本相近，并且所述照明套筒5200被配置為被布置在所述插入部分5110的遠端部分上。在一些實施例中，所述照明套筒5200自供電或通過可經(jīng)由剛性插入部分5110連接的外部電源供電。所述系統(tǒng)5000的安裝和/或操作與所述系統(tǒng)2000的安裝和/或操作類似。
[0101]現(xiàn)在參考圖7，圖7根據(jù)本發(fā)明的實施例，示意性地示出了第四示例性視覺系統(tǒng)6000。與所述系統(tǒng)5000類似，所述系統(tǒng)6000同樣是剛性的桿狀透鏡式的腹腔鏡，所述系統(tǒng)6000包含細長的剛性腹腔鏡單元6100 ;所述腹腔鏡單元6100包括:剛性插入部分6110，所述剛性插入部分6110選擇性地封閉一束映像導(dǎo)線和光導(dǎo)線(未示出)；手持式操作部分6120，手持式操作部分6120能夠選擇性地可拆卸地連接到視頻攝像機6150上；可連接到外部視覺系統(tǒng)(未示出)上的圖像采集電纜6130 ;以及可連接到外部照明源(未示出)上的照明電纜6140。所述系統(tǒng)6000進一步包含能夠可拆卸地連接的遠端桿形鏡頭6200，所述桿形鏡頭6200具有相對于細的腹腔鏡單元6100而言大體上較大的直徑。在一些實施例中，遠端桿形鏡頭6200具有比較小直徑的桿形鏡頭(例如，封閉在插入部分6110中的鏡頭)并且實現(xiàn)的視角更大的視角。所述系統(tǒng)6000的安裝和/或操作與所述系統(tǒng)2000的安裝和/或操作類似。[0102]在本發(fā)明的一些實施例中，腹腔鏡插入單元和/或攝像頭可包含至少一個被配置為不可或缺的部分或潛在的附加組件的照明源。在一些實施例中，例如為了改善可視化和/或視頻質(zhì)量參數(shù)，優(yōu)選地，可投射更多的光給目標對象，所以較大的照明源(例如，LED)和/或較多數(shù)量的照明源可以與腹腔鏡插入單元一起被輸送。可選地，可替代地或附加地，可能會需要減少/最小化靠近鏡頭/對象和/或任何對溫度敏感的組件的照明源所產(chǎn)生的熱量?？蛇x地，可替代地或附加地，可能會需要減少/最小化所述單元的直徑，例如，使得所述單元的直徑僅稍大于裝入的鏡頭/對象。
[0103]在本發(fā)明的一些實施例中，根據(jù)任何以上考慮和/或任何其它考慮，提供了一種包含一個或多個照明源的腹腔鏡插入單元(或攝像頭)，所述照明源位于遠離所述鏡頭/對象開口的位置(可選地，在后部的遠處)。在本實施例的一些變形中，裝置可被配置以采集、反射和/或投射產(chǎn)生于照明源的朝向特定目標的光中的大部分光或所有光(可選地，配置在所述對象/鏡頭前方和/或徑向遠離所述對象/鏡頭)。
[0104]現(xiàn)在參考圖8，圖8根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖示性地示出了一個示例性的腹腔鏡插入單元7100的局部剖視圖，所述腹腔鏡插入單元7100包括照明反射體7130 (以橫剖視圖示出)。所述腹腔鏡插入單元7100包含寬的視頻攝像頭主體7110 (以非剖側(cè)視圖示出)，所述視頻攝像頭主體7110可包圍鏡頭/對象、圖像傳感器和電子設(shè)備，所述鏡頭/對象、圖像傳感器和電子設(shè)備被配置為與細長連接器單元7140 (局部示出)連接。所述攝像頭主體7110的末端具有直徑較小的部分7112，所述直徑較小的部分7112連接或包圍所述連接器單元7140的近端。多個照明源(盡管一個可能足夠使用)7120被配置在所述較小部分7112的外圓周上，并且可選但非必要地，所述多個照明源7120不超出所述主體7110的最大直徑。所述照明源可被設(shè)定為:沿相反方向(朝所述連接器單元7140)或以任何角度的方式指向徑向外外側(cè)。在一個示例性的實施例中，所述照明源為LED光源，所述LED光源經(jīng)由所述連接器單元7140并沿其長度方向電連接到被配置在患者身體外的電源(未示出)上。在一些實施例中，所述反射體7130被設(shè)計并成形為:在配置形成時，反射由所述照明源7120產(chǎn)生的大部分光。在一些實施例中，所述反射體7130包含內(nèi)表面7132，所述內(nèi)表面7132由現(xiàn)有技術(shù)已知的反射物質(zhì)制成或涂有現(xiàn)有技術(shù)已知的反射物質(zhì)。所述反射體7130的形狀適于朝所選擇的目標區(qū)域收集和/或聚集源于多個照明源7120的散射光。所述反射體7130可以為剛性的、半剛性的或彈`性的；所述反射體7130能夠以整體的形式成形或安裝，或所述反射體7130也可以包括多個組件(例如，呈虹狀的設(shè)計包括多個剛性構(gòu)件或半剛性構(gòu)件；未示出)。在一些實施例中，所述反射體7130可在較小直徑和較大直徑之間張開和/或收縮。示例性地，較小直徑可小于、大體上等于或稍大于所述攝像頭主體7110的直徑，所述較小直徑使得當處于患者體腔的內(nèi)部的位置時，可保持較小的引入尺寸并且稍后選擇性地或預(yù)定地、自動地或按需求張開。
[0105]圖9根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖示地示出了另一示例性的腹腔鏡插入單元7200的局部剖視圖，所述腹腔鏡插入單元7200包括照明光纖7230。與所述單元7100類似，所述腹腔鏡插入單元7200包含寬的攝像頭主體7210，所述攝像頭主體7210包含較小尺寸的遠端部分7212并被連接到細長連接器單元7240上。多個照明源7220同樣類似地被定位在所述較小部分7212的圓周上。多個光纖7230代替反射裝置沿所述攝像頭主體7210的長度方向被配置在所述攝像頭主體7210上，由此允許光從遠端的所述照明源7220朝前方的所述攝像頭主體7210行進。多個光纖可被用于傳輸來自單個照明源的光。所述光纖可被放置在可膨脹的構(gòu)件(未示出)之上，由此允許光以錐形的形式投射。
[0106]圖1OA和圖1OB示出了一個示例性的攝像機單元和凸形連接器8100的實施例，所述凸形連接器8100具有連接到細長內(nèi)桿8120上的自照明視覺頭8130，所述凸形連接器8100為具有凸形連接部8110的細長連接器。所述視覺頭8130具有攝像單元8140和兩個照明LED8150。所述凸形連接器8110在此實施例中為非光學(xué)式連接器(比如，用于供電、控制和傳輸信息的導(dǎo)電的連接器)。使用非光學(xué)式連接器使所述內(nèi)部細長桿8120的橫截面很小并且可因此有利于被用于無疤的腹腔鏡手術(shù)。
[0107]圖11示出了示例性的操作部件8200，其中剛性插入部分為外桿8210 (比如針)。所述剛性插入部分被配置為為所述細長連接器提供剛性支撐。所述操作部件8200進一步包括手持式操作部分，比如手柄8220。凹形連接器8230位于所述手柄8220的內(nèi)部以連接攝像機和凸形連接器8100的凸形連接部8110。此外，所述手柄8200具有用于將所述視覺頭8130與外部視覺單元(比如，屏幕)連接起來的視頻控制電纜連接器8240。可替代地，作為視頻控制電纜連接器8240的代替，所述手柄8220可配備有用于傳輸信號給外部視覺單元的無線通信單元。
[0108]圖12A和圖12B示出了攝像機和凸形連接器8100與操作部件8200的示例性組件8300。所述內(nèi)桿8210與所述凸形連接器8110 —起被推至外桿(例如，針)8210中，直到所述凸形連接器8110與所述手柄8220內(nèi)部的凹形連接器8230連接。當被連接時，所述內(nèi)桿8120的大部分被容納在所述外桿8210中。如本文先前所描述的，所述組件8300的安裝通過使外桿8210穿過密封的通道延伸出所述體腔來引導(dǎo)。
[0109]作為非限制性示例，圖10-12中所示的示例性實施例可具有視覺頭8130，所述視覺頭8130具有IOmm的最大外徑和60mm的最大長度，同時所述外桿8210的最大外徑僅為2.8mm。所述視覺頭8130 (除了所述兩個LED8150之外)和攝像單元8140組裝在一起(所述攝像單元8140為最新水平的高清晰度傳感器)。安裝8300的每個部件被設(shè)計為:在每次手術(shù)之后被清潔并殺菌。
[0110]盡管本發(fā)明結(jié)合特定的實施例來進行說明，但是很明顯，許多替換、修改和變形對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。因此，本發(fā)明旨在包括落入所附權(quán)利要求的精神和完整范圍內(nèi)的所有這些替換、修改和變形。
[0111]本說明書提及的所有出版物、專利和專利申請通過引用全部并入到本說明書中，其程度如同每個單獨的出版物、專利或?qū)＠暾埦唧w而單獨地通過引用并入到本文中。另外，本申請中任何引用的引證或標示不應(yīng)被解釋為承認該引用能夠成為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。對于使用的章節(jié)標題而言，所述標題不應(yīng)被解釋為必要的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于腹腔鏡的視覺裝置，包括: 用于傳導(dǎo)信號的細長連接器，所述細長連接器具有遠端和近端，所述細長連接器被配置為:以可滑動的方式布置為至少部分地位于操作裝置的插入部分的內(nèi)部； 視覺頭構(gòu)件，所述視覺頭構(gòu)件包括圖像采集裝置和照明源； 其中，所述視覺頭構(gòu)件被附連到所述細長連接器的遠端上并且所述細長連接器便于與所述操作裝置的至少一個接頭元件進行直接通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視覺裝置，其中，所述細長連接器為細長的印刷電路板(PCB)0
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的視覺裝置，其中，所述細長連接器的近端具有第二接頭元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的視覺裝置，其中，所述第二接頭元件包括圖像采集接頭和/或照明接頭和/或電源接頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的視覺裝置，其中，所述圖像采集裝置包括圖像傳感器和/或鏡頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的視覺裝置，其中，所述圖像傳感器的有效區(qū)域尺寸等于或大于所述細長連接器的外徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的視覺裝置，其中，所述鏡頭的直徑等于或大于所述細長連接器的外徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的視覺裝置，其中，所述照明源為發(fā)光二極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的視覺裝置，其中，所述照明源被置于距離所述圖像采集裝置的物鏡開口一段距離處。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的視覺裝置，其中，所述視覺頭構(gòu)件進一步包括:用于對由所述照明源所產(chǎn)生的光中朝向目標的光中的至少一部分加以的收集、反射和/或投射的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的視覺裝置，其中，所述用于收集、反射和/或投射的裝置為具有可展開的形式的反射體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的視覺裝置，其中，所述反射體可在較小直徑和較大直徑之間張開和/或收縮。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12中任一項所述的視覺裝置，其中，所述反射體具有呈虹狀的設(shè)計，所述呈虹狀的設(shè)計包括多個剛性或半剛性構(gòu)件。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的視覺裝置，其中，所述照明源被接合到多個光纖上，所述光纖被配置在所述視覺頭構(gòu)件之上并沿著所述視覺頭構(gòu)件的長度配置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的視覺裝置，其中，所述多個光纖被置于所述可張開的構(gòu)件之上，進而允許光以錐形的形式投射。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項所述的視覺裝置，其中，所述細長連接器的最大外徑為 3mm η
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項所述的視覺裝置，其中，所述細長連接器的外徑為0.l-ο.3mm，所述細長連接器的外徑小于所述插入部分的外徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項所述的視覺裝置，其中，所述傳導(dǎo)信號為數(shù)字的。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項所述的視覺裝置，其中，所述圖像采集裝置提供70° -140°的視野。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項所述的視覺裝置，其中，所述圖像采集裝置提供lcm-30cm的景深。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20中任一項所述的視覺裝置，其中，所述細長連接器為非剛性的。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一項所述的視覺裝置，其中，所述視覺頭構(gòu)件的直徑大體上大于所述插入部分的直徑。
23.根據(jù)權(quán)利要求1-22中任一項所述的視覺裝置，其中，所述視覺頭構(gòu)件的直徑至少為 Smnin
24.一種用于腹腔鏡的操作裝置，包括: 具有遠端、近端和內(nèi)腔的插入部分，其中，所述內(nèi)腔至少部分地沿所述插入部分的長度軸向地延伸，所述插入部分為剛性的； 手持式操作部分，所述手持式操作部分具有用于與外部裝置通信的通信單元； 接頭元件，所述接頭元件用于到視覺裝置的視覺頭構(gòu)件的直接通信；其中 所述手持式操作部分被布置在所述插入部分的近端處，并且開口被布置在所述插入部分的遠端處，以將所述視覺裝置的細長連接器可滑動地置于在所述插入部分的內(nèi)腔的內(nèi)部。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的操作裝置，其中，所述接頭元件被布置在所述手持式操作部分的內(nèi)部。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25中任一項所述的操作裝置，其中，所述通信單元為電纜或用于電纜的接頭。
27.根據(jù)權(quán)利要求24-26中任一項所述的操作裝置，其中，所述插入部分的外徑為0.5-3mm。
28.根據(jù)權(quán)利要求24-27中任一項所述的操作裝置，其中，所述內(nèi)腔的內(nèi)徑比所述插入部分的外徑小0.1-0.3mm。
29.根據(jù)權(quán)利要求24-28中任一項所述的操作裝置，其中，所述插入部分包括能夠刺穿身體組織的尖銳的遠端。
30.根據(jù)權(quán)利要求24-29中任一項所述的操作裝置，其中，當所述細長連接器被容納到所述插入部分中時，所述插入部分為所述細長連接器提供支撐和剛性。
31.根據(jù)權(quán)利要求23-30中任一項所述的操作裝置，其中，所述操作裝置被配置為伸長的足夠長，以便操作所述視覺頭到達所述腔中的任何位置/方向并且經(jīng)由遠處的密封通道從身體中伸出。
32.一種用于腹腔鏡的視覺系統(tǒng)，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1-23中任一項所述的視覺裝置； 根據(jù)權(quán)利要求24-31中任一項所述的操作裝置； 外部裝置，所述外部裝置包括當所述細長連接器被安裝在所述插入部分的內(nèi)腔中時經(jīng)由所述第一接頭元件與所述視覺頭構(gòu)件通信的裝置；以及其中 所述操作裝置的插入部分被配置為可穿過密封通道從體腔中伸出，憑借著所述細長連接器被配置為以可滑動的方式安裝到體腔外部的插入部分的內(nèi)腔中，所述細長連接器依靠所述插入部分來縮回至體腔中。
33.一種安裝視覺系統(tǒng)的方法，所述視覺系統(tǒng)包括具有插入部分和第一接頭元件并且與具有視覺頭構(gòu)件的視覺裝置連接的操作裝置，所述方法包括: 使所述插入部分的遠端穿過密封通道從體腔延伸出；所述密封通道從體腔的內(nèi)部延伸到體腔的外部，所述密封通道的內(nèi)徑大于所述視覺頭構(gòu)件的最大直徑； 將所述視覺裝置連接到所述操作裝置上；以及 通過所述密封通道將所述視覺裝置縮回至所述腔中。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述視覺裝置為剛性腹腔鏡或腹腔鏡攝像機。
35.根據(jù)權(quán)利要求33-34中任一項所述的方法，其中，所述視覺頭構(gòu)件包括鏡頭、視覺信號導(dǎo)線、數(shù)字信號導(dǎo)線、印刷電路板(PCB)中的至少一個。
36.根據(jù)權(quán)利要求33-35中任一項所述的方法，其中，所述插入部分的最大外徑等于或小于3mm ο
37.根據(jù)權(quán)利要求33-36中任一項所述的方法，其中，所述視覺頭構(gòu)件包括鏡頭、圖像傳感器和照明源中的至少一個。
38.根據(jù)權(quán)利要求33-37中任一項所述的方法，進一步包括: 使密封套筒以伸縮的方式穿過所述密封通道進入至所述腔中直到與所述插入部分的遠端相鄰，所述套筒的最小內(nèi)徑等于或大于所述視覺頭構(gòu)件的最大直徑。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述插入部分的遠端的延伸部穿過所述密封套筒。
40.根據(jù)權(quán)利要求33-39中任一項所述的方法，其中，所述視覺頭構(gòu)件被配置為連接到細長連接器上，所述細長連接器可滑動地安裝到所述插入部分的內(nèi)腔中并且包括至少一個PCB和/或配置在所述細長連接器的近端上的至少一個第二接頭元件。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述視覺系統(tǒng)進一步包括可連接到所述插入部分上的控制單元和/或顯示裝置。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述視覺裝置到所述操作裝置的連接包括: 將所述細長連接器的近端可滑動地安裝到所述插入部分的內(nèi)腔中；以及 將所述控制單元和/或所述顯示裝置連接到所述插入部分和/或所述視覺裝置上以便與所述至少一個第二接頭元件直接通信。
43.一種用于腹腔鏡的操作裝置，包括: 用于傳導(dǎo)信號的細長連接器，所述細長連接器具有遠端和近端； 手持式操作部分，所述手持式操作部分具有用于與外部裝置通信的通信單元； 用于直接連接到視覺頭上的接頭元件；其中 所述手持式操作部分被布置在所述插入部分的近端處并且所述視覺頭構(gòu)件在所述插入部分的遠端處是可拆卸的。
44.一種用于腹腔鏡的視覺系統(tǒng)，所述視覺系統(tǒng)具有近端和遠端，所述系統(tǒng)包括: 被布置在所述視覺系統(tǒng)的近端處的手持式操作部分； 被布置在所述視覺系統(tǒng)的遠端處的視覺頭構(gòu)件； 剛性細長連接器，所述細長連接器被配置為用于在所述視覺頭構(gòu)件和所述手持式操作部分之間傳導(dǎo)數(shù)字信號；外部裝置，所述外部裝置包括經(jīng)由被布置在所述視覺系統(tǒng)中的第一接頭元件與所述視覺頭構(gòu)件通信的裝置； 其中， 所述視覺系統(tǒng)可通過使所述視覺系統(tǒng)的遠端穿過密封通道從體腔中伸出來安裝，由此使得所述視覺頭構(gòu)件在所述細長連接器的遠端處與所述第一接頭元件是分離的，或 所述視覺系統(tǒng)可通過將所述細長連接器預(yù)連接到所述視覺頭構(gòu)件上來安裝并且所述細長連接器的近端被可滑動地連接到與所述手持式操作部分并置的第一接頭元件上，依靠該連接易于實現(xiàn)所述視覺頭構(gòu)件和所述外部裝置之間的直接通信，隨后所述視覺頭構(gòu)件通過密封通道被縮回到所述 腔中。
【文檔編號】A61B1/313GK103561633SQ201280025352
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月24日
【發(fā)明者】丹尼·法林, Y·巴查爾 申請人:意昂外科手術(shù)有限公司