KR20240093826A - 패닝가능한 카메라를 갖는 내시경 및 관련 방법 - Google Patents
패닝가능한 카메라를 갖는 내시경 및 관련 방법 Download PDFInfo
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Abstract
내시경 및 관련 방법은 삽입 단부를 갖는 근위 손잡이 및 원위 샤프트를 포함한다. 카메라 조립체를 포함하는 하우징은 샤프트의 삽입 단부 상에 장착될 수 있고 적어도 하나의 렌즈 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 카메라 조립체 하우징은 샤프트의 장축에 수직인 축을 중심으로 회전 가능하며, 카메라 조립체에 다양한 시야를 제공한다. 회전 가능한 카메라 조립체 하우징은 카메라 조립체의 회전 가능한 하우징이 내시경 샤프트 또는 삽입 단부의 최원위 요소를 포함하도록 샤프트의 삽입 단부에 장착될 수 있다. 내시경은 근위 손잡이 내에 배치된 제1 부분과, 샤프트 내에서 카메라 조립체 및/또는 샤프트의 원위 단부 근처의 광원으로 연장되는 하나 이상의 연장 부분을 갖는 회로 보드를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 광 방출기는 샤프트의 삽입 단부 상에 장착될 수 있으며, 카메라 조립체의 시야를 향한 방향 또는 시야로부터 멀어지는 방향으로 광을 투사하도록 구성될 수 있다. 광 방출기는 또한 카메라 조립체의 시야를 향하여 광을 지향시키기 위해 카메라 조립체 하우징 상에 장착될 수 있다. 전력 및 통신 라인은 유체 관주 또는 흡입을 위해 사용되는 내시경 샤프트의 루멘 내에서 함께 배치될 수 있다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
이것은 발명의 명칭이 "Endoscope with Pannable Camera and Related Method"인 2016년 3월 10일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/306,288호(대리인 문서 번호 제R44호) 및 발명의 명칭이 "Endoscope with Pannable Camera and Related Method"인 2015년 9월 1일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/212,871호(대리인 문서 번호 제Q57호)에 대한 혜택을 주장하며, 이 출원들은 본 명세서에 그 전문이 참조로 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 비교적 접근불가한 공간에서의 관찰 및 작업을 위한, 그리고, 일부 양태에서는 내시경 또는 관절경 등을 사용하여 신체 내의 좁은 해부 공간에서의 동작을 위한 내시경 기구에 관한 것이다.
의학에서의 접근이 곤란한 공간에서의 원격 관찰 및 동작을 가능하게 하는 내시경 기구의 사용은 잘 정립되어 왔다. 이들 기구는 자동차, 항공, 배관, 전자장치 및 다수의 다른 산업에서도 유용하다. 의학 또는 수의학 업무의 분야에서, 최소의 절제부나 어떠한 절제부도 없는 것이 바람직할 때 해부 영역을 관찰 또는 치료하기 위해서 또는 부근 조직에 대한 교란을 피하기 위해 내시경검사 및 관절경검사가 빈번히 사용된다. 예로서, 정형외과에서, 하나 이상의 작은 피부 절제부를 통해 관절 내로 도입된 하나 이상의 관절경 기구를 사용하여 무릎이나 어깨 같은 관절의 상태를 입수할 수 있다. 이들 기구는 다양한 관절내 조직의 치료를 위해서도 사용될 수 있다. 이들 해부 영역을 관찰 및 치료하기 위한 개방 수술의 표준 기술은 비교적 더 많은 시간을 소비하고, 환자에 대한 더 큰 위험 및 외상과 연계되며, 더 긴 회복 시간과 연계될 수 있다. 또한, 개방 수술과 연계된 마취는 더욱 복잡하고, 위험하며, 고가일 수 있다. 개선된 시야를 위해, 내시경은 기구의 손잡이 단부에서 사용자에 의해 제어될 수 있는 능동적 가요성 원위 세그먼트를 구비할 수 있다. 이는 내시경의 원위 세그먼트를 굴곡시키기 위해 요구되는 동작 범위를 수용할 수 없는 제한된 공간에 기구의 선단이 위치되게 되는 경우에는 효과적인 선택이 아닐 수 있다. 의료 용례에서, 한 가지 이런 예는 관절내 수술을 포함한다. 일반적으로, 능동적 가요성 원위 세그먼트를 구비하는 기구의 사용이 비실용적인 경우 강성 삽입 샤프트를 갖는 기구를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 비가요성 샤프트는 개선된 광학 또는 이미지 재현과, 추가적 기능성을 위한 기구 내부의 증가된 공간과, 더 큰 내구성을 제공할 수 있다. 그러나, 강성 내시경 또는 관절경은 제한된 시야를 가지며, 시야를 증가시키기 위해 빈번히 재배치 또는 회전될 필요가 있을 수 있다. 일부 내시경 또는 관절경은 시야의 변경을 위해서는 부품을 교체하기 위해 환자로부터 물리적으로 제거되어야 한다. 캐뉼러 시스템은 이러한 접근법을 용이하게 하지만, 역시 절제부의 크기와 절차의 복잡성을 증가시킬 수 있다. 이들 제한은 작업자 효율을 감소시키고, 수술 시간을 증가시키며, 의원성 부상의 위험을 증가시킬 수 있다. 의료 용례 및 다른 용례에서, 내시경은 능동적 가요성 원위 세그먼트를 사용하지 않고 증가된 또는 가변적 시야를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 내시경의 샤프트의 전체 직경을 감소시키기 위해 단일 도관 내에 기능들을 조합하는 것이 유리할 수 있다. 추가적으로, 현용의 기구는 반복된 사용, 세정 및/또는 살균을 거치면서 기능 및 광학 품질의 열화가 쉽게 발생한다. 또한, 제조 및 조립 비용이 그 재사용불가성을 경제적으로 정당화하기에 충분히 낮은 내시경 디자인이 바람직하다. 반복되는 세정 또는 살균 및 재포장의 비용이 제거되고 일회용 장치의 무균성, 품질 및 신뢰성을 표준화하는 것이 더 쉬울 수도 있다.
내시경은 근위 손잡이 및 카메라 조립체가 회전 가능한 하우징에 장착되는 원위 삽입 단부를 갖는 샤프트를 포함할 수 있다. 회전 가능한 하우징은, 회전 가능한 하우징이 삽입 단부에서 내시경의 최원위 요소인 상태로 삽입 단부의 장축에 대체로 수직인 축을 중심으로 회전하도록 구성된다. 카메라 조립체는 CMOS 또는 CCD 장치일 수 있는 이미지 센서에 인접한 렌즈를 포함할 수 있다. 견인 와이어(pull wire)는 손잡이로부터 샤프트의 삽입 단부로 연장될 수 있고, 견인 와이어는 회전 가능한 하우징의 일부분을 감싸며 내시경 샤프트에서 견인 와이어의 전후 이동시 하우징을 회전시키도록 구성될 수 있다. 하우징은 삽입 단부의 장축과 일렬인 영역과 삽입 단부의 장축에 적어도 수직한 영역을 포함하는 시야를 카메라 조립체에 제공하는 동작 범위를 가질 수 있다. 일부 경우에 이는 삽입 단부의 장축에 대해 약 0 도 내지 약 120 도의 범위, 또는 약 35 도 내지 약 115 도의 범위를 포함할 수 있다. 하우징은 2개의 하프 쉘로부터 구성된 회전 타원체 쉘일 수 있고, 하나 또는 양 쉘의 절결부는 이미지 센서 또는 카메라 조립체(예를 들어, 렌즈 + 이미지 센서)를 수용하도록 구성된다. 광원은 카메라 조립체가 지향하는 시야를 조명할 수 있도록 회전 가능한 하우징 상에 장착될 수 있다.
다른 양태에서, 내시경은 근위 손잡이 및 원위 삽입 단부를 갖는 샤프트를 포함할 수 있으며, 상기 카메라 조립체는 삽입 단부의 장축에 대체로 수직인 축을 중심으로 회전하도록 구성된다. 광원은 샤프트의 삽입 단부 상에 위치될 수 있고, 삽입 단부의 장축에 대체로 수직인 방향으로 광을 투사하도록 배향될 수 있다. 카메라 조립체의 시야의 회전 범위는 광원에 의해 조명되는 영역을 포함할 수 있거나, 대안적으로 광원에 의해 조명되는 영역을 배제할 수 있다. 이 경우, 이미지 센서 또는 카메라에 제공된 광원에 의한 조명은 간접적이거나, 반사되거나 또는 주변 광이다. 광원은 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 내시경은 인쇄 회로 보드(PCB)를 포함할 수 있고, 인쇄 회로 보드는 내시경의 손잡이 내에 있는 베이스 부분과, PCB의 하나 이상의 세장형 연장 부분을 포함하고, 이 세장형 연장 부분은 손잡이 내에서 PCB의 베이스 부분으로부터 내시경의 샤프트를 통해 연장하도록 구성되고 샤프트의 원위 삽입 단부에서 종결된다. PCB의 베이스 부분은 강성 보드와 정합되거나 강성 보드에 의해 개재된 가요성 보드의 복합체일 수 있고, 적어도 하나의 연장 부분이 가요성 보드 연장부를 포함하거나, 적어도 하나의 연장 부분이 강성 보드 연장부를 포함하거나, 또는 적어도 2개의 연장 부분이 가요성 보드 연장부 및 강성 보드 연장부를 포함한다. 가요성 보드 연장부의 근위 다리부는 강성 보드 연장부의 근위 단부에 대해 약 90 도 기울어질 수 있으며, 가요성 보드 연장부의 원위 다리부는 강성 보드 연장부에 대해 평행하도록 뒤쪽으로 굴곡될 수 있다. 가요성 보드 연장부의 근위 단부 다리부는 그후에 가요성 보드 연장부의 원위 다리부가 강성 보드 연장부에 인접하게 정렬되도록 절첩될 수 있다. 강성 보드 연장부 및 가요성 보드 연장부 모두는 내시경 샤프트의 루멘을 통해 연장될 수 있다. PCB 및 그 연장부는 내수성 코팅 또는 멤브레인으로 코팅될 수 있어, 내시경 샤프트의 유체 운반 루멘을 통해 연장부가 연장할 수 있다. 가요성 보드 연장부는 내시경 샤프트의 원위 삽입 단부에 있는 회전 가능한 이미지 센서(예를 들어, CMOS 또는 CCD)에 연결될 수 있는 반면, 강성 보드 연장부는 샤프트의 삽입 단부에서 하나 이상의 고정 광원에 연결될 수 있다. 가요성 보드 연장부는 미리 결정된 회전 범위 내에서 이미지 센서의 자유 회전을 허용하기에 충분한 이완을 갖도록 구성된다.
다른 양태에서, 내시경은 내시경의 샤프트의 원위 단부에 위치한 이미지 센서로부터의 신호를 처리하기 위한 전자 처리 보드를 수납하도록 구성된 근위 손잡이 하우징을 포함할 수 있다. 원위 손잡이 하우징은 전자 처리 보드를 원위 손잡이 섹션에 대해 고정된 위치에 유지하도록 구성된다. 하나 이상의 자석이 근위 손잡이 하우징의 내부 벽에 부착되고, 상기 자석은 전자 처리 보드상의 홀 효과 센서 옆에 위치된다. 따라서, 근위 손잡이 하우징은 원위 손잡이 하우징에 대해 회전 가능하고, 홀 효과 센서는 원위 손잡이 하우징에 대한 근위 손잡이 하우징의 상대 회전을 나타내는 신호를 전자 프로세서에 제공하도록 구성된다. 전자 프로세서는 이미지 센서에 의해 생성된 이미지를 디스플레이하는 사용자 인터페이스에 연결될 수 있으며, 따라서 원위 손잡이 하우징에 대한 근위 손잡이 하우징의 상대 회전의 변경에 의해 이미지의 회전 배향이 변경될 수 있다.
또 다른 양태에서, 내시경은 내시경의 샤프트의 원위 단부에 위치한 이미지 센서로부터의 신호를 처리하기 위한 전자 처리 보드를 둘러싸는 손잡이를 포함한다. 손잡이 상의 버튼은 홀 효과 센서가 위치되는 전자 처리 보드의 일 부분 위에 또는 그에 인접하게 위치된 자석을 둘러싸는 부재를 포함한다. 따라서, 버튼의 누름, 해제 또는 이동은 홀 효과 센서에 의해 생성된 신호를 변경하기에 충분하게 홀 효과 센서 근처의 자기장을 변경시킨다. 버튼은 전자 처리 보드에 연결된 전자 제어기가 사용자에 의한 버튼의 이동 또는 해제에 기초하여 이미지 센서에 의해 생성된 이미지의 기록을 시작하거나 이미지 센서에 의해 생성된 이미지의 기록을 중지시키거나 이미지 센서에 의해 생성된 이미지의 사진을 찍게 하도록 구성될 수 있다. 또한, 버튼은 전자 처리 보드에 연결된 전자 제어기로 하여금 사용자에 의한 버튼의 이동 또는 해제에 기초하여 내시경의 샤프트의 원위 삽입 단부에 위치한 광원을 켜거나, 끄거나, 또는 조정하게 하도록 구성될 수 있다. 버튼의 이동 또는 해제는 버튼의 짧거나 긴 지속 기간의 누름, 미리 결정된 일련의 2회 이상의 버튼 누름 및 버튼 해제 또는 2개 이상의 가변 지속 기간을 갖는 2회의 누름 사이의 버튼의 해제를 포함할 수 있다.
도면을 참조로 하는 본 개시내용의 다양한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 이들 및 다른 양태를 더 명확히 알 수 있을 것이다.
도 1은 내시경을 위한 2-구성요소 손잡이 디자인의 대표적 예시도이다.
도 2는 도 1의 예시도의 추가적 특징부를 도시한다.
도 3a는 내시경의 예시적인 측면도를 도시한다.
도 3b는 다른 내시경의 예시적인 사시도를 도시한다.
도 4는 내시경의 손잡이 근위 섹션의 예의 분해도를 도시한다.
도 5는 내시경의 손잡이 근위 섹션의 대안적 예의 분해도를 도시한다.
도 6은 내시경의 손잡이 근위 섹션의 대안적 예를 도시한 분해도이다.
도 7a는 내시경의 손잡이 원위 섹션의 예의 상면 사시도를 도시한다.
도 7b는 손잡이의 일부가 제거된 예시적인 내시경의 측면도를 도시한다.
도 7c는 내시경의 예시적인 손잡이 원위 섹션의 일부의 상세도를 도시한다.
도 8은 내시경의 회전 감지 조립체의 손잡이 원위 섹션 및 일 예의 분해도이다.
도 9a는 예시적인 내시경 손잡이의 부분 조립도를 도시한다.
도 9b는 예시적인 회전 감지 배열을 포함하는 내시경의 손잡이의 부분 절결도를 도시한다.
도 10a는 유틸리티 구성요소가 손잡이로부터 내시경의 도관으로 통과할 수 있게 하는 관통 유체 배리어의 대표적 예시도이다.
도 10b는 가요성 구성요소를 구비한 관통 배리어의 대표적 예시도를 도시한다.
도 11a는 관통 유체 배리어로서 작용하는 내부 덮개 장착부의 일 예의 분해도를 도시한다.
도 11b는 벌크헤드 또는 관통 유체 배리어의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 11c는 벌크헤드 또는 관통 유체 배리어의 다른 예시적 실시예를 도시한다.
도 11d는 다수의 유틸리티 구성요소가 관통 연장되는 관통 배리어의 실시예를 도시한다.
도 12는 피봇 제어 조립체의 일 예의 분해도를 도시한다.
도 13은 밀봉 부재의 일 예의 사시도를 도시한다.
도 14는 내부 덮개 장착부, 피봇 제어 구조 또는 조립체, 및 밀봉 부재가 그 조립된 위치에 있는 예시적인 내시경의 부분 조립도를 도시한다.
도 15는 보호 재료 또는 하우징 내에 수용된 관통 배리어, 피봇 제어 구조 및 인쇄 회로 보드를 갖는 예시적인 내시경의 다른 부분 조립도를 도시한다.
도 16은 외부 덮개 장착부의 사시도를 도시한다.
도 16a는 내시경의 외부 덮개 및 장착부의 사시도를 도시한다.
도 16b는 도 16a의 외부 덮개 및 장착부의 후면 사시도이다.
도 17은 내부 덮개 장착부, 내부 덮개 및 외부 덮개가 그 조립된 위치에 있는 내시경의 확대 부분도이다.
도 17a는 내시경의 외부 덮개 내로 삽입하기 위한 예시적인 투관침 또는 폐색기를 도시한다.
도 18은 내부 덮개로부터 분리된 카메라 조립체 장착부의 예를 도시한다.
도 19는 내부 덮개의 일부로서의 카메라 조립체 장착부의 대안적 예를 도시한다.
도 20은 도 19의 선 20-20에서 취해진 도 19의 예시적인 카메라 조립체 장착부 및 내부 덮개의 단면도를 도시한다.
도 21은 카메라 조립체, 외부 덮개의 일부 및 카메라 조립체 장착부의 일부의 일 예를 도시한다.
도 22는 카메라 조립체, 외부 덮개의 일부 및 카메라 조립체 장착부의 일부의 대안적 예를 도시한다.
도 23은 카메라 조립체, 외부 덮개의 일부 및 카메라 조립체 장착부의 일부의 대안적 예를 도시한다.
도 23a는 카메라 조립체가 보호 가드(protective guard), 차폐부 또는 선단 구조 없이 샤프트의 선단부에 장착된 내시경 샤프트의 원위 단부의 사시도를 도시한다.
도 23b는 내시경 샤프트(주변 덮개가 제거됨)의 노출된 단부에서 LED 뱅크 및 견인 와이어를 갖는 회전 가능한 카메라 하우징을 도시한다.
도 23c 및 도 23d는 카메라 조립체용 회전 타원체 회전 가능한 하우징의 각 절반을 도시한다.
도 23e 및 도 23f는 카메라 조립체용 하우징의 회전을 허용하는 피봇 및 베어링 요소를 도시한다.
도 24는 카메라 조립체의 사시도를 도시한다.
도 25는 명확성을 위해 카메라 조립체 장착부의 벽이 제거된 카메라 조립체 및 카메라 조립체 장착부의 측면도를 도시한다.
도 26은 카메라 조립체 장착부의 벽이 명료성을 위해 제거된, 대안적 예시적인 카메라 조립체 및 카메라 조립체 장착부의 측면도를 도시한다.
도 27은 카메라 조립체 장착부의 벽이 명료성을 위해 제거된, 대안적 예시적인 카메라 조립체 및 카메라 조립체 장착부의 측면도를 도시한다.
도 28 내지 도 32는 대안적 카메라 조립체의 가능한 회전 위치의 일부를 도시한다.
도 33은 예시적인 카메라 조립체를 도시한다.
도 33a는 카메라 조립체와 LED 및 그들의 각각의 전력 및 통신 PCB 연장부 사이의 관계를 도시한다.
도 33b는 내시경 샤프트용 연장부 구성요소를 갖는 내시경용 PCB의 폼 팩터를 도시한다.
도 33c는 도 33b의 PCB를 도시하며, 하나의 가요성 연장부가 PCB의 다른 연장부 위로 절첩되어 있다.
도 33d는 내시경 샤프트(덮개가 제거됨)에 PCB 연장부가 어떻게 위치되는지를 도시한다.
도 33e는 부분적으로 조립된 내시경을 도시하며 관통 유체 배리어 또는 벌크헤드 및 PCB를 보여준다.
도 33f는 내시경 PCB와 내시경 손잡이의 다른 내부 구성요소 사이의 관계를 도시한다.
도 33g는 내시경 샤프트의 내부 덮개 내에 위치한 유체 운반 루멘 및 PCB 연장부를 도시한다.
도 33h는 내시경의 손잡이 내의 내부 유체 경로를 도시한다.
도 34는 부착된 광섬유 다발 및 전자 플렉스 케이블을 갖는 예시적인 카메라 조립체를 도시한다.
도 35는 예시적인 카메라 조립체 및 카메라 조립체 장착부의 평면도를 도시한다.
도 36은 카메라 조립체 및 가요성 광섬유 다발 또는 리본의 사시도를 도시한다.
도 37은 단일체형 카메라 하우징 및 발광 특징부를 갖는 카메라 조립체의 사시도를 도시한다.
도 38은 도 37의 카메라 조립체의 측면도를 도시한다.
도 39는 가요성 광섬유 다발 또는 리본의 예를 도시한다.
도 40은 도 39의 가요성 광섬유 리본의 측면도를 도시한다.
도 41은 광 투사 요소의 일 예를 나타내는 사시도를 도시한다.
도 42는 광 투사 요소의 다른 예의 사시도를 도시한다.
도 43은 광 투사 요소의 다른 예를 나타내는 사시도를 도시한다.
도 44는 도 43에 도시된 광 투사 요소의 저면 사시도를 도시한다.
도 45는 도 43의 선 43-43에서 취한 도 43 및 도 44에 도시된 광 투사 요소의 단면도를 도시한다.
도 46은 도 43의 선 44-44에서 취한 도 43 및 도 44에 도시된 광 투사 요소의 단면도를 도시한다.
도 47은 도 43의 선 45-45에서 취한 도 43 및 도 44에 도시된 광 투사 요소의 단면도를 도시한다.
도 48은 도 43의 광 투사 요소가 그 위에 장착되는 카메라 조립체의 상면 사시도를 도시한다.
도 63은 도 24의 선 61-61에서 취한 예시적인 카메라 조립체의 단면도를 도시한다.
도 64는 도 34의 선 62-62에서 취한 예시적인 카메라 조립체의 단면도를 도시한다.
도 65는 도 34의 선 62-62에서 취한 예시적인 카메라 조립체의 단면도를 도시한다.
도 66은 예시적인 센서 및 다수의 예시적인 조명원에 추가하여 내시경의 원위 선단부에서의 카메라 조립체의 대표적인 예시도를 도시한다.
도 67은 내시경 샤프트 내로 돌출하기 위한 연장 부분을 포함하는 예시적인 인쇄 회로 보드의 평면도를 도시한다.
도 68은 돌출 부분을 포함하는 예시적인 인쇄 회로 보드의 측면도를 도시한다.
도 69는 수신된 센서 데이터에 기초하여 내시경의 적어도 하나의 가변 광원을 프로세서로 제어하는 데 사용될 수 있는 다수의 예시적인 단계들을 상세화한 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 70은 예시적인 카메라 조립체, 예시적인 센서 및 그에 장착된 다수의 예시적인 광원을 갖는 인쇄 회로 보드의 돌출 부분의 측면도를 도시한다.
도 71은 도 70에 도시된 인쇄 회로 보드의 예시적인 돌출 부분을 포함하는 예시적인 내시경의 원위 선단부의 평면도이다.
도 72는 도 71의 선 72-72에서 취해진 내시경의 원위 선단부의 단면도를 도시한다.
도 72a는 광원이 샤프트 상에 위치되어 카메라 조립체의 시야로부터 대체로 멀어지는 방향으로 광을 투사하는 내시경 샤프트의 원위 단부의 사시도를 도시한다.
도 72.2는 도 72a의 내시경 샤프트의 원위 단부의 단면도이다.
도 73은 예시적인 내시경 및 예시적인 교정 설비를 도시한다.
도 74는 내시경의 가변 조명원에 대한 조명 파라미터 값을 교정하는 데 사용될 수 있는 다수의 예시적인 단계들을 포함하는 흐름도를 도시한다.
도 96는 손잡이 인쇄 회로 보드, 전원/HDMI 케이블, 조명 섬유 및 관주 라인을 그 조립된 위치에 구비한 내시경의 부분 조립도를 도시한다.
도 97은 예시적인 이미지 처리 시스템의 블록도를 도시한다.
도 98은 회전 감지 조립체로부터의 입력을 사용하여 이미지가 어떻게 정립(righted)될 수 있는지를 도시하는 예시도를 도시한다.
도 1은 내시경을 위한 2-구성요소 손잡이 디자인의 대표적 예시도이다.
도 2는 도 1의 예시도의 추가적 특징부를 도시한다.
도 3a는 내시경의 예시적인 측면도를 도시한다.
도 3b는 다른 내시경의 예시적인 사시도를 도시한다.
도 4는 내시경의 손잡이 근위 섹션의 예의 분해도를 도시한다.
도 5는 내시경의 손잡이 근위 섹션의 대안적 예의 분해도를 도시한다.
도 6은 내시경의 손잡이 근위 섹션의 대안적 예를 도시한 분해도이다.
도 7a는 내시경의 손잡이 원위 섹션의 예의 상면 사시도를 도시한다.
도 7b는 손잡이의 일부가 제거된 예시적인 내시경의 측면도를 도시한다.
도 7c는 내시경의 예시적인 손잡이 원위 섹션의 일부의 상세도를 도시한다.
도 8은 내시경의 회전 감지 조립체의 손잡이 원위 섹션 및 일 예의 분해도이다.
도 9a는 예시적인 내시경 손잡이의 부분 조립도를 도시한다.
도 9b는 예시적인 회전 감지 배열을 포함하는 내시경의 손잡이의 부분 절결도를 도시한다.
도 10a는 유틸리티 구성요소가 손잡이로부터 내시경의 도관으로 통과할 수 있게 하는 관통 유체 배리어의 대표적 예시도이다.
도 10b는 가요성 구성요소를 구비한 관통 배리어의 대표적 예시도를 도시한다.
도 11a는 관통 유체 배리어로서 작용하는 내부 덮개 장착부의 일 예의 분해도를 도시한다.
도 11b는 벌크헤드 또는 관통 유체 배리어의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 11c는 벌크헤드 또는 관통 유체 배리어의 다른 예시적 실시예를 도시한다.
도 11d는 다수의 유틸리티 구성요소가 관통 연장되는 관통 배리어의 실시예를 도시한다.
도 12는 피봇 제어 조립체의 일 예의 분해도를 도시한다.
도 13은 밀봉 부재의 일 예의 사시도를 도시한다.
도 14는 내부 덮개 장착부, 피봇 제어 구조 또는 조립체, 및 밀봉 부재가 그 조립된 위치에 있는 예시적인 내시경의 부분 조립도를 도시한다.
도 15는 보호 재료 또는 하우징 내에 수용된 관통 배리어, 피봇 제어 구조 및 인쇄 회로 보드를 갖는 예시적인 내시경의 다른 부분 조립도를 도시한다.
도 16은 외부 덮개 장착부의 사시도를 도시한다.
도 16a는 내시경의 외부 덮개 및 장착부의 사시도를 도시한다.
도 16b는 도 16a의 외부 덮개 및 장착부의 후면 사시도이다.
도 17은 내부 덮개 장착부, 내부 덮개 및 외부 덮개가 그 조립된 위치에 있는 내시경의 확대 부분도이다.
도 17a는 내시경의 외부 덮개 내로 삽입하기 위한 예시적인 투관침 또는 폐색기를 도시한다.
도 18은 내부 덮개로부터 분리된 카메라 조립체 장착부의 예를 도시한다.
도 19는 내부 덮개의 일부로서의 카메라 조립체 장착부의 대안적 예를 도시한다.
도 20은 도 19의 선 20-20에서 취해진 도 19의 예시적인 카메라 조립체 장착부 및 내부 덮개의 단면도를 도시한다.
도 21은 카메라 조립체, 외부 덮개의 일부 및 카메라 조립체 장착부의 일부의 일 예를 도시한다.
도 22는 카메라 조립체, 외부 덮개의 일부 및 카메라 조립체 장착부의 일부의 대안적 예를 도시한다.
도 23은 카메라 조립체, 외부 덮개의 일부 및 카메라 조립체 장착부의 일부의 대안적 예를 도시한다.
도 23a는 카메라 조립체가 보호 가드(protective guard), 차폐부 또는 선단 구조 없이 샤프트의 선단부에 장착된 내시경 샤프트의 원위 단부의 사시도를 도시한다.
도 23b는 내시경 샤프트(주변 덮개가 제거됨)의 노출된 단부에서 LED 뱅크 및 견인 와이어를 갖는 회전 가능한 카메라 하우징을 도시한다.
도 23c 및 도 23d는 카메라 조립체용 회전 타원체 회전 가능한 하우징의 각 절반을 도시한다.
도 23e 및 도 23f는 카메라 조립체용 하우징의 회전을 허용하는 피봇 및 베어링 요소를 도시한다.
도 24는 카메라 조립체의 사시도를 도시한다.
도 25는 명확성을 위해 카메라 조립체 장착부의 벽이 제거된 카메라 조립체 및 카메라 조립체 장착부의 측면도를 도시한다.
도 26은 카메라 조립체 장착부의 벽이 명료성을 위해 제거된, 대안적 예시적인 카메라 조립체 및 카메라 조립체 장착부의 측면도를 도시한다.
도 27은 카메라 조립체 장착부의 벽이 명료성을 위해 제거된, 대안적 예시적인 카메라 조립체 및 카메라 조립체 장착부의 측면도를 도시한다.
도 28 내지 도 32는 대안적 카메라 조립체의 가능한 회전 위치의 일부를 도시한다.
도 33은 예시적인 카메라 조립체를 도시한다.
도 33a는 카메라 조립체와 LED 및 그들의 각각의 전력 및 통신 PCB 연장부 사이의 관계를 도시한다.
도 33b는 내시경 샤프트용 연장부 구성요소를 갖는 내시경용 PCB의 폼 팩터를 도시한다.
도 33c는 도 33b의 PCB를 도시하며, 하나의 가요성 연장부가 PCB의 다른 연장부 위로 절첩되어 있다.
도 33d는 내시경 샤프트(덮개가 제거됨)에 PCB 연장부가 어떻게 위치되는지를 도시한다.
도 33e는 부분적으로 조립된 내시경을 도시하며 관통 유체 배리어 또는 벌크헤드 및 PCB를 보여준다.
도 33f는 내시경 PCB와 내시경 손잡이의 다른 내부 구성요소 사이의 관계를 도시한다.
도 33g는 내시경 샤프트의 내부 덮개 내에 위치한 유체 운반 루멘 및 PCB 연장부를 도시한다.
도 33h는 내시경의 손잡이 내의 내부 유체 경로를 도시한다.
도 34는 부착된 광섬유 다발 및 전자 플렉스 케이블을 갖는 예시적인 카메라 조립체를 도시한다.
도 35는 예시적인 카메라 조립체 및 카메라 조립체 장착부의 평면도를 도시한다.
도 36은 카메라 조립체 및 가요성 광섬유 다발 또는 리본의 사시도를 도시한다.
도 37은 단일체형 카메라 하우징 및 발광 특징부를 갖는 카메라 조립체의 사시도를 도시한다.
도 38은 도 37의 카메라 조립체의 측면도를 도시한다.
도 39는 가요성 광섬유 다발 또는 리본의 예를 도시한다.
도 40은 도 39의 가요성 광섬유 리본의 측면도를 도시한다.
도 41은 광 투사 요소의 일 예를 나타내는 사시도를 도시한다.
도 42는 광 투사 요소의 다른 예의 사시도를 도시한다.
도 43은 광 투사 요소의 다른 예를 나타내는 사시도를 도시한다.
도 44는 도 43에 도시된 광 투사 요소의 저면 사시도를 도시한다.
도 45는 도 43의 선 43-43에서 취한 도 43 및 도 44에 도시된 광 투사 요소의 단면도를 도시한다.
도 46은 도 43의 선 44-44에서 취한 도 43 및 도 44에 도시된 광 투사 요소의 단면도를 도시한다.
도 47은 도 43의 선 45-45에서 취한 도 43 및 도 44에 도시된 광 투사 요소의 단면도를 도시한다.
도 48은 도 43의 광 투사 요소가 그 위에 장착되는 카메라 조립체의 상면 사시도를 도시한다.
도 63은 도 24의 선 61-61에서 취한 예시적인 카메라 조립체의 단면도를 도시한다.
도 64는 도 34의 선 62-62에서 취한 예시적인 카메라 조립체의 단면도를 도시한다.
도 65는 도 34의 선 62-62에서 취한 예시적인 카메라 조립체의 단면도를 도시한다.
도 66은 예시적인 센서 및 다수의 예시적인 조명원에 추가하여 내시경의 원위 선단부에서의 카메라 조립체의 대표적인 예시도를 도시한다.
도 67은 내시경 샤프트 내로 돌출하기 위한 연장 부분을 포함하는 예시적인 인쇄 회로 보드의 평면도를 도시한다.
도 68은 돌출 부분을 포함하는 예시적인 인쇄 회로 보드의 측면도를 도시한다.
도 69는 수신된 센서 데이터에 기초하여 내시경의 적어도 하나의 가변 광원을 프로세서로 제어하는 데 사용될 수 있는 다수의 예시적인 단계들을 상세화한 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 70은 예시적인 카메라 조립체, 예시적인 센서 및 그에 장착된 다수의 예시적인 광원을 갖는 인쇄 회로 보드의 돌출 부분의 측면도를 도시한다.
도 71은 도 70에 도시된 인쇄 회로 보드의 예시적인 돌출 부분을 포함하는 예시적인 내시경의 원위 선단부의 평면도이다.
도 72는 도 71의 선 72-72에서 취해진 내시경의 원위 선단부의 단면도를 도시한다.
도 72a는 광원이 샤프트 상에 위치되어 카메라 조립체의 시야로부터 대체로 멀어지는 방향으로 광을 투사하는 내시경 샤프트의 원위 단부의 사시도를 도시한다.
도 72.2는 도 72a의 내시경 샤프트의 원위 단부의 단면도이다.
도 73은 예시적인 내시경 및 예시적인 교정 설비를 도시한다.
도 74는 내시경의 가변 조명원에 대한 조명 파라미터 값을 교정하는 데 사용될 수 있는 다수의 예시적인 단계들을 포함하는 흐름도를 도시한다.
도 96는 손잡이 인쇄 회로 보드, 전원/HDMI 케이블, 조명 섬유 및 관주 라인을 그 조립된 위치에 구비한 내시경의 부분 조립도를 도시한다.
도 97은 예시적인 이미지 처리 시스템의 블록도를 도시한다.
도 98은 회전 감지 조립체로부터의 입력을 사용하여 이미지가 어떻게 정립(righted)될 수 있는지를 도시하는 예시도를 도시한다.
본 명세서에 사용된 용어 "내시경" 및 "관절경"은 상호 교환적으로 사용되는 것을 의도하며, 각각의 용어는 검사, 진단 및/또는 치료나 치유의 목적으로 달리 접근하기 어려운 공간에 삽입하기 위한 세장형 섹션을 갖는 기구를 나타내는 가장 넓은 해석이 부여된다. 의학 또는 수의학 업무의 분야에서 이런 공간은 신체 또는 장기 공동, 관절 공간, 조직 평면 또는 기타 신체 구조를 포함할 수 있다. 또한, 이 기구는 내시경의 삽입 부분의 직경이 최소화될 필요가 있거나, 내시경이 동작하여야 하는 공간이 능동적 가요성 원위 세그먼트의 사용이 가능하기에는 너무 제약된 다수의 비의료적(예를 들어, 산업적) 용례에서 사용될 수도 있다.
내시경(10)의 2-구성요소 손잡이 디자인이 도 1에 도시되어 있다. 예시적 내시경(10)은 손잡이 근위 섹션(16)과 손잡이 원위 섹션(30)을 포함한다. 손잡이 근위 섹션(16)은 하우징일 수 있다. 도시된 바와 같이, 손잡이 원위 섹션(30)은 손잡이 근위 섹션(16) 내로 적어도 부분적으로 연장할 수 있다. 손잡이 원위 섹션(30)과 손잡이 근위 섹션(16)은 서로에 대해 회전 가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 엄지 또는 손가락으로 손잡이 원위 섹션(30)을 회전시키면서 손잡이 근위 섹션(16)을 이동불가하게 보유할 수 있다. 내시경(10)은 회전 감지 조립체, 유체 도관, 조명, 이미저 또는 카메라 조립체, 이미저를 위한 피봇 제어부 등 같은, 그러나 이들에 한정되지 않는 다수의 특징부를 가질 수 있다.
내시경(10)의 추가적 특징부가 도 2에 도시되어 있다. 내시경(10)은 손잡이 근위 섹션(16)과 손잡이 원위 섹션(30)을 포함한다. 본 예에서, 삽입 샤프트 또는 섹션(14)의 적어도 일부는 손잡이 원위 섹션(30)에 고정되고, 손잡이 원위 섹션(30)과 함께 이동한다. 손잡이 원위 섹션(30)은 손잡이 돌출부 또는 휜(fin)(36)을 포함하며, 이는 손잡이 근위 섹션(16)에 대해 손잡이 원위 섹션(30)을 회전시키기 위해 그에 대해 가압하는 사용자를 위한 표면을 제공한다. 일부 실시예에서, 사용자의 손은 사용자의 손가락 중 하나 또는 엄지를 사용하여 손잡이 원위 섹션(30)이 회전되는 동안 손잡이 근위 섹션(16)을 이동불가하게 보유할 수 있다.
일부 실시예에서, 손잡이 근위 섹션(16) 및 손잡이 원위 섹션(30) 중 하나 또는 양자 모두는 내시경(10)의 다른 구성요소의 지지 구조를 제공하거나 하우징으로서 기능할 수 있다. 도 2에 도시된 내시경(10)은 회전 감지 조립체(150)를 포함할 수 있다. 회전 감지 조립체(150)는 손잡이 근위 섹션(16)에 대한 손잡이 원위 섹션(30)의 회전을 트랙킹할 수 있다. 일부 실시예에서, 회전 감지 조립체(150)는 손잡이 원위 섹션(30)에 관하여 고정되어 있는 구성요소와 손잡이 근위 섹션(16)에 관하여 고정되어 있는 구성요소를 포함할 수 있다. 예로서, 회전 감지 조립체(150)는 전위차계 및 키이형 샤프트를 포함할 수 있다. 전위차계는 예로서 손잡이 근위 섹션(16)의 내부 하우징을 포함하는 지지 부재에 장착될 수 있다. 대안적으로, 손잡이 원위 섹션(30)은 또한 회전 감지 조립체(150)의 하나 이상의 구성요소를 장착하기 위한 지지 부재를 포함할 수 있다(예로서, 도 8의 회전 센서 홀더 참조). 각 경우에, 회전 감지 조립체의 회전 또는 병진 구성요소는 손잡이 근위 섹션(16)에 대한 손잡이 원위 섹션(30)의 회전 정도에 비례하여 이동하도록 배열된다.
내시경(또는 예를 들어 관절경)(10)의 예시적 실시예가 도 3a에 도시되어 있다. 내시경(10)은 특히 관절경검사를 포함하는 다양한 내시경 절차에 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 내시경(10)은 손잡이(12)와 삽입 섹션 또는 샤프트(14)를 포함하고, 삽입 섹션 또는 샤프트는 세장형 중공 샤프트를 포함하며, 이 세장형 중공 샤프트 내에는 하나 이상의 작동 부재, 전기/통신 와이어, 조명 또는 광 전달 케이블 및/또는 유체 채널이 위치된다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 손잡이(12)는 형상이 대략 원통형이고 둥글 수 있다. 삽입 섹션(14)은 또한 형상이 원통형이며, 종방향 축을 따라 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 삽입 섹션(14)은 강성적일 수 있으며, 비교적 직선형이다. 다른 실시예에서, 삽입 섹션(14)은 그 길이의 적어도 일부를 따라 굴곡되거나 각질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 삽입 섹션(14)은 원하는 형상으로 굴곡되어 유지될 수 있게 하는 반-강성적인, 유연성 재료를 포함할 수 있다. 삽입 섹션(14)의 직경은 손잡이(12)의 것보다 현저히 작다. 일부 실시예에서, 삽입 섹션(14)의 직경은 약 5.5 mm 이하일 수 있다. 내시경(10)의 삽입 섹션(14)은 손잡이(12)의 것과 대략 동일한 길이일 수 있다. 대안적 실시예에서, 손잡이(12) 및 삽입 섹션(14)의 길이 및 형상은 실질적으로 다를 수 있다.
삽입 섹션(14)의 적어도 일부는 손잡이(12)로부터 분리 가능할 수 있다. 이런 실시예에서, 삽입 섹션(14) 또는 삽입 섹션(14)의 분리 가능한 부분은 마찰 끼워 맞춤, 스냅 끼워 맞춤, 나사 결합, 베이어닛 장착부 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 수단 중 임의의 수단에 의해 손잡이(12)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 삽입 섹션(14)은 일회용 구성요소일 수 있고, 손잡이(12)는 재사용가능한 구성요소일 수 있다. 삽입 섹션(14)이 일회용인 실시예에서, 삽입 섹션(14)은 사용 이후 폐기될 수 있다. 다른 실시예에서, 삽입 섹션(14)은 오토클레이브, 용액 소킹(soaking) 및 기타 적절한 살균 절차를 통해 사용 이후 살균될 수 있다. 양호한 실시예에서, 손잡이(12) 및 삽입 섹션(14) 양자 모두가 일회용이며, 사용 이후 폐기될 수 있어서 살균 절차 및 장비(예로서, 장치의 제조, 조립 또는 포장 동안 에틸렌 옥사이드, 방사선 등에 의한 사용전 살균 제외)에 대한 필요성과 비용을 피한다. 추가적으로, 내시경(10)의 손잡이(12) 및 삽입 섹션(14) 양자 모두를 일회용으로 구성함으로써, 반복된 사용 및 반복된 세정으로부터 초래되는 기능이나 신뢰성의 열화가 없다. 전체 내시경(10)을 일회용으로 형성하는 것은 이하에서 일부가 설명되게 될 다른 장점들을 갖는다.
바람직하게, 일회용 내시경(10)은 특히 사용된 기구의 살균이 그 기능을 열화시키기 쉬운 경우 그 재사용을 방지하기 위한 수단을 구비할 수 있다. 예로서, 내시경(10)은 내시경(10)이 동작 및 이미지의 디스플레이를 위해서는 연결되어야만 하는 베이스 유닛의 전자 프로세서에 의해 인식될 수 있는 식별 코드를 저장하는 메모리 칩을 포함할 수 있다. 연결은 베이스 유닛의 제어기와 내시경(10)의 메모리 칩 사이의 유선 통신 또는 예로서, 내시경(10)에 장착된 RFID 장치를 사용한 무선 통신을 포함한다. (예를 들어, 블루투스나 Wi-Fi 같은 다른 유형의 무선 통신도 사용될 수 있다). 일 실시예에서, 베이스 유닛은 최초 사용시 내시경(10) 상의 메모리 장치를 인코딩하도록 프로그램될 수 있으며, 내시경(10)이 후속해서 임의의 베이스 유닛에 연결될 때마다 내시경(10)이 이전에 사용되었는지를 의미하는 코드를 판독 및 식별하도록 프로그램될 수 있다. '사용된' 내시경(10)의 식별시, 제어기는 베이스 유닛과 내시경(10) 사이의 전자 및 이미징 통신을 방지하도록 프로그램될 수 있다. 코드 및 그 통신은 시스템 보안을 향상시키도록 암호화될 수 있다. 대안적으로, 내시경(10)은 사용 이후 내시경(10)을 동작불가하게 하는 불능화 특징을 그 소프트웨어에 포함할 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 내시경(10)의 손잡이(12)는 다수의 상이한 특징부를 포함할 수 있다. 손잡이(12)는 손잡이 근위 섹션(16)을 포함할 수 있다. 손잡이 근위 섹션(16)는 도 3a에 도시된 바와 같이 비교적 매끄러울 수 있다. 손잡이 근위 섹션(16)은 하나 이상의 중공 섹션을 포함할 수 있다. 손잡이 근위 섹션(16)은 또한 다수의 인체공학적 특징을 포함하도록 윤곽형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 손잡이 근위 섹션(16)의 적어도 일부는 매끄러운 표면을 갖지 않을 수 있으며, 널링, 리브형성, 조면화, 허니콤형 등의 유형의 텍스쳐 및/또는 고무화 또는 엘라스토머 표면 층을 포함하여 그 동작 동안 내시경(10)의 파지를 도울 수 있다. 예시적 실시예에서, 손잡이 근위 섹션(16)은 다수의 손가락 홈(18)을 갖도록 형성된다. 일부 실시예에서, 손잡이 근위 섹션(16)은 부드러운 느낌을 갖거나 다른 방식으로 보유가 편안한 재료(예를 들어, 고무 또는 다른 엘라스토머)로 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 권총 손잡이형 특징부(미도시)가 손잡이 근위 섹션(16)의 일부에 포함될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 손잡이 근위 섹션(16)은 2개의 개별 부품으로 분할될 수 있다. 도 3a의 손잡이 근위 섹션(16)은 손잡이 상부 섹션(20) 및 손잡이 저부 섹션(22)을 포함한다. 손잡이 근위 섹션(16)의 손잡이 상부 섹션(20) 및 손잡이 저부 섹션(22)은 2개의 별개의 부품으로 제조되고 예를 들어 접착제, 스크류, 스냅 끼워 맞춤 등 같은 임의의 적절한 수단에 의해 함께 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 손잡이 상부 섹션(20)은 매끄럽고 손잡이 저부 섹션(22)과는 다르게 윤곽형성된다. 이는 느낌으로 내시경(10)의 배향을 사용자가 신속하고 쉽게 판정하는 것을 도울 수 있다. 일부 실시예에서, 손잡이 상부 섹션(20) 및 손잡이 저부 섹션(22)은 다른 느낌(예를 들어, 금속-플라스틱, 금속-엘라스토머, 매끄러움-텍스쳐형성 등)을 갖는 표면 재료를 포함할 수 있다.
내시경(10)의 손잡이(12)는 또한 손잡이 원위 섹션(30)을 포함할 수도 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 손잡이 원위 섹션(30)은 손잡이 근위 섹션(16)으로부터 삽입 섹션(14)을 향해 연장한다. 손잡이 원위 섹션(30)은 손잡이 근위 섹션(16)보다 직경이 작을 수 있다. 도시된 바와 같이, 손잡이 원위 섹션(30)은 손잡이 근위 섹션(16)보다 길이가 길 수 있지만, 대안 실시예에서, 손잡이 원위 섹션(30)과 손잡이 근위 섹션(16) 사이의 상대적 치수는 다를 수 있다.
손잡이 원위 섹션(30)의 적어도 일부분에는 도 3a에 도시된 바와 같이 파지 텍스쳐가 존재할 수 있다. 도 3a에 도시된 예시적인 실시예에서, 파지 텍스쳐는 일련의 나선형 리브(32)이다. 다른 실시예에서, 비나선형 리브, 너브(nub), 돌기, 홈, 허니콤 패턴 또는 다른 형태의 널링 또는 바둑판 무늬 등 같은 다른 파지 텍스쳐도 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 예시적 실시예의 나선형 리브(32)는 손잡이 원위 섹션(30)의 외경의 대부분을 둘러싼다. 손잡이 원위 섹션(30)에 파지 텍스쳐를 포함하는 일부 실시예에서, 파지 텍스쳐는 손잡이 원위 섹션(30)의 연속적 부분으로서 형성되지 않을 수 있다. 이러한 실시예에서, 파지 텍스쳐는 손잡이 원위 섹션(30) 상에 적용되는 '표피' 또는 슬리브일 수 있다. 파지 텍스쳐 표피는 접착제, 스냅 끼워 맞춤, 다양한 체결구, 오버 몰드 등 같은 그러나 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 수단에 의해 손잡이 원위 섹션(30)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 파지 텍스쳐 표피는 손잡이 원위 섹션(30)과는 다른 재료로 이루어질 수 있다. 파지 텍스쳐 표피는 예로서 손잡이 원위 섹션(30) 재료보다 파지가 더 편안하고/덜 미끄러운 더 연성의 엘라스토머 또는 고무질 재료일 수 있다.
도 3a의 예시적인 실시예에서, 손잡이 원위 섹션(30)은 손잡이 원위 섹션(30)의 상부로부터 돌출하는 손잡이 융기 부분(34)을 포함한다. 본 예에서, 손잡이 융기 부분(34)은 손잡이 원위 섹션(30)의 잔여부로부터 날카롭게 상향 돌출하지 않는다. 대신, 손잡이 융기 부분(34)은 손잡이 원위 섹션(30)의 잔여부로부터 완만하게 상향 굴곡되도록 구성될 수 있다. 본 예에서, 나선형 리브(32)는 손잡이 융기 부분(34)의 상부 위로 그리고 그 상으로 연장하지 않는다. 손잡이 융기 부분(34)의 추가적 특징이 추가로 후술된다.
일 양태에서, 손잡이 휜 또는 패들(36)이 손잡이 원위 섹션(30)의 저부로부터 돌출할 수 있다. 이 예에서, 손잡이 휜(36)은 손잡이 원위 섹션(30)의 나머지 부분으로부터 내시경(10)의 하위 또는 종속적 위치를 향하여 완만하게 굴곡되도록 구성될 수 있다. 나선형 리브(32)는 손잡이 휜(36)의 저부 위로, 그리고, 저부 상으로 연장될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 손잡이 휜(36)은 손잡이 원위 섹션(30)의 상부로부터 돌출하도록 구성될 수 있고, 손잡이 융기 부분(34)은 손잡이 원위 섹션(30)의 다른 양태로부터 돌출하도록 구성될 수 있다. 손잡이 휜(36)은 의사에게 이미 친숙할 수 있는 내시경에서 다양한 케이블, 관주 등을 위한 진입 지점의 위치에 대응하도록 배치될 수 있다. 이는 이런 진입 지점이 종종 배향 마커로서 그리고 회전을 돕기 위해 그에 대해 눌러지는 표면으로서 사용되기 때문에 바람직할 수 있다. 손잡이 휜(36)의 추가적 특징을 추가로 후술한다.
내시경(또는 예를 들어, 관절경)(10)의 대안적 실시예가 도 3b에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 내시경(10)은 손잡이(12)와 삽입 섹션 또는 샤프트(14)를 포함하고, 삽입 섹션 또는 샤프트는 세장형 중공 샤프트를 포함하며, 이 세장형 중공 샤프트 내에는 하나 이상의 작동 부재, 전기/통신 와이어, 조명 또는 광 전달 케이블 및/또는 유체 채널이 위치된다. 샤프트(14)의 적어도 일부는 손잡이(12)로부터 분리 가능할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 내시경의 샤프트(14)는 장착 구조체(15)에 부착된 외부 덮개 또는 캐뉼러(318)를 포함하며, 장착 구조체는 마찰 끼워 맞춤, 스냅 끼워 맞춤, 나사형 커플링, 베이어닛 장착 등을 포함하는, 그러나 이들에 한정되지 않는 다양한 수단 중 임의의 것에 의한 손잡이(12)에 대한 캐뉼러의 부착 및 캐뉼러의 분리를 용이하게 할 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 내시경(10)의 손잡이(12)는 샤프트의 원위 단부에서 센서에 의해 검출된 이미지 데이터를 제어 또는 처리하기 위한 및/또는 샤프트 단부의 광원(예를 들어, LED)에 전원을 공급하기 위한 인쇄 회로 보드(PCB)를 둘러싸는(다른 구성요소들 중에서) 손잡이 근위 섹션(16)을 포함할 수 있다. 또한, 이는 샤프트(14) 내의 유체 운반 루멘에 연결하기 위한 유체 도관을 수납할 수 있다. 손잡이 근위 섹션(16)은 2개의 분리된 부품으로 분할될 수 있다. 도 3b의 손잡이 근위 섹션(16)은 손잡이 제1 하프 쉘(21) 및 손잡이 제2 하프 쉘(23)을 포함한다. 손잡이 근위 섹션(16)의 손잡이 제1 하프 쉘(21) 및 손잡이 제2 하프 쉘(23)은 2개의 개별 부품으로서 제조될 수 있고, 예를 들어 접착제, 나사, 스냅 끼워 맞춤 등 같은 임의의 적절한 수단에 의해 조립 동안 함께 결합될 수 있고, 대칭적일 수 있다. 예를 들어, 손잡이 제1 하프 쉘(21)은 임의의 초음파 용접 기술을 사용하여 손잡이 제2 하프 쉘(23)에 초음파 용접될 수 있다. 추가적으로, 대안적으로 또는 선택적으로, 손잡이 하프 쉘(21, 23)은 본 기술분야에 공지된 사출 성형 기술을 사용하여 제조될 수 있다.
내시경(10)의 손잡이(12)는 또한 손잡이 원위 섹션(30)을 포함할 수도 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 손잡이 원위 섹션(30)은 손잡이 근위 섹션(16)으로부터 샤프트(14)를 향해 연장한다. 손잡이 휜 또는 패들(36)이 손잡이 원위 섹션(30)의 저부로부터 돌출할 수 있다. 손잡이 원위 섹션(30)은 또한 피봇 제어 구조(100)의 손가락 접촉부(98)를 수용할 수 있는 크기의 리세스(35)를 포함한다(도 14 참조). 피봇 제어 구조(100)의 예가 또한 아래에서 설명되며, 샤프트(14)의 원위 단부에서 피봇 가능한 센서 하우징을 회전시키는데 사용된다.
또한 도 3b에는 디스플레이 또는 카메라 제어 버튼(37)이 도시되어 있다. 이는 샤프트(14)의 원위 단부에서 이미지 센서에 의해 생성된 이미지를 포착하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 예를 들어 샤프트(14)의 원위 단부의 이미지 센서의 시야의 디스플레이 상에 디스플레이된 이미지의 비디오 기록을 켜거나 끄기 위해, 샤프트(14)의 원위 단부에서 이미지 센서의 시야의 디스플레이 상에 도시된 이미지의 스냅샷을 기록하기 위해, 내시경 샤프트(14)의 단부에서 광 요소(예를 들어, LED)의 밝기를 변경하기 위해, 또는 센서나 디스플레이된 이미지의 다른 특성(예를 들어, 화이트 밸런스, 채도, 디지털 배율 등)을 조정하기 위해 미리 결정된 패턴 또는 시퀀스를 사용하여 버튼(37)을 누를 수 있다. 내시경 PCB의 온보드 처리 능력의 양 및 비용을 감소시키기 위해 내시경 PCB 자체가 아닌 내시경에 연결된 그래픽 사용자 인터페이스와 연관된 프로세서에 의해 센서 특성 및 LED 조명이 제어되게 하는 것이 바람직할 수 있다.
버튼(37)은 내시경 손잡이 원위 섹션(30) 내의 메인 PCB 상에 위치된 전기 기계적 스위치를 작동시킬 수 있다. PCB 전자 구성요소의 최대 내습성을 보장하기 위해, 자기 또는 광학 센서 조립체를 사용하여 버튼(37)의 이동을 검출하는 것이 바람직할 수 있다. 도 33e(손잡이(12) 내의 구성요소 중 일부의 상대 위치를 도시)에 도시된 바와 같이, 하나의 실시예에서 내시경 PCB(518) 상의 홀 효과 센서는 버튼(37)에 연결된 샤프트(38)의 위치 아래 및 그 부근에 위치될 수 있다. 버튼(37)은 스프링 로딩될 수 있고, PCB(518)에 가장 가까운 샤프트(38)의 단부는 매립된 자석을 포함하도록 제조될 수 있다. 버튼 샤프트(38)가 PCB-기반 홀 효과 센서에 접근 또는 이격 이동할 때, 센서는 버튼 샤프트(38)의 위치 및 그 위치에서의 지속 기간에 대응하는 적절한 신호를 생성할 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 3a에 도시된 손잡이 근위 섹션(16)의 손잡이 상부 섹션(20) 및 손잡이 저부 섹션(22)의 예시적인 실시예들을 도시한다. 손잡이 상부 섹션(20) 및 손잡이 저부 섹션(22)은 결합되지 않은 또는 분해된 모습으로 도시되어 있다. 손잡이 근위 섹션(16)은 조립될 때 쉘형 구조를 형성한다. 손잡이 저부 섹션(22)은 손잡이 저부 섹션(22)의 상부면(46)으로부터 거리를 두고 저부 섹션 내부 벽(42) 둘레에 감겨지는 리지(40)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 손잡이 저부 섹션(22)의 상부면(46)에 실질적으로 수직인 각도로 배치된 손잡이 저부 섹션(22)의 굴곡 또는 U 형 절결부(44)가 존재한다. 2개의 페그 돌출부(47)는 손잡이 저부 섹션(22)의 후방 부근에 포함될 수 있다. 페그 돌출부(47)는 미소하게 리지(40) 위로 연장할 수 있으며, 리지(40)의 상부면에 대략 수직으로 각질 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 손잡이 상부 섹션(20)의 일부는 손잡이 근위 섹션(16)이 조립될 때 손잡이 저부 섹션(22)에 의해 중첩될 수 있도록 치수설정될 수 있다. 중첩 섹션(48)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 손잡이 상부 섹션 외부 표면(50)으로부터 단차형성될 수 있다. 중첩 섹션(48)의 높이는 손잡이 저부 섹션(22)의 상부면(46)과 손잡이 저부 섹션(22)의 리지(40)의 상부 사이의 거리와 대략 동일하거나 그보다 약간 더 크도록 선택될 수 있다. 이런 실시예에서, 완전히 조립되었을 때, 손잡이 상부 섹션(20)의 저부면(52)(조립시 배향 참조)은 손잡이 저부 섹션(22)의 리지(40)의 상부에 접한다. 추가적으로, 이런 실시예에서, 손잡이 상부 섹션 외부 표면(50) 및 손잡이 저부 섹션 외부 표면(54)은 서로 표면이 일치되어 둘 사이에 간극이 거의 없는 거의 연속적 표면을 형성한다. 일부 실시예에서, 손잡이 저부 섹션 외부 표면(54)과 손잡이 상부 섹션 외부 표면(50) 사이에 작은 간극(도 3에 도시된 작은 간극)이 존재할 수 있다.
도시된 바와 같이, 손잡이 상부 섹션(20)은 손잡이 저부 섹션(22)의 페그 돌출부(47)를 수용할 수 있도록 성형 및 배치된 페그 절결부(59)를 포함할 수 있다. 손잡이 상부 섹션(20)은 손잡이 상부 섹션(20)의 밑동 또는 근위 부분에 굴곡된 절결부(58)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 굴곡된 절결부(58)는 손잡이 상부 섹션(20)의 저부면(52)(조립시 배향 참조)에 실질적으로 수직인 각도로 손잡이 상부 섹션(20) 내로 만입될 수 있다. 손잡이 근위 섹션(16)이 조립될 때, 손잡이 저부 섹션(22)의 굴곡 또는 U형 절결부(44)와 손잡이 상부 섹션(20)의 굴곡 절결부(58)는 함께 추가로 후술되는 실질적 원형 또는 타원형 손잡이 공극 또는 개구(60)를 형성할 수 있다. 용어 "절결부", "절단부" 등은 본 명세서에서 사용될 때 절단 또는 재료 제거 공정에 의해 물리적으로 재료가 제거되어야만 하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 일부 실시예에서, 굴곡 또는 U형 절결부(44) 및 굴곡 절결부(58)는 물리적 재료 제거 없이 제조 동안 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 손잡이 저부 섹션(22)은 샤프트 지지 부재(63)를 포함할 수 있다. 도 4의 샤프트 지지 부재(63)는 도 5의 치형 돌출부(62)의 위치에 대략 대응하는 굴곡 또는 반원형 부분을 가진다. 샤프트 지지 부재(63)는 또한 포스트를 포함한다. 포스트는 포스트의 각 측부에 반원형 부분의 대략 90 도를 남겨 두고 반원형 부분의 중간 지점으로부터 수직으로 돌출한다. 샤프트 지지 부재(63)의 포스트의 상부로부터 수직으로 손잡이 근위 섹션(16)의 원위 단부를 향해 샤프트 지지 섹션(65)이 돌출한다. 샤프트 지지 섹션(65)은 센서 기어 샤프트(120)(도 8 참조)의 일부가 착좌될 수 있는 만입부를 포함할 수 있다. 샤프트 지지 부재(63)의 포스트는 손잡이 근위 섹션(16)이 완전히 조립될 때 대략 반원형 부분의 반경의 길이일 수 있다. 샤프트 지지 부재(63), 치형 돌출부(62) 및 치형 돌출부(64)는 추가로 후술된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 손잡이 저부 섹션(22)은 대신 또는 선택적으로 굴곡 치형 돌출부(62)를 포함할 수 있다. 굴곡 치형 돌출부(62)는 손잡이 상부 섹션(20) 상에 포함된 유사한 치형 돌출부(64)에 의해 보완된다. 치형 돌출부(62) 및 치형 돌출부(64)는 손잡이 근위 섹션(16)이 완전히 조립될 때 이들이 서로 정렬되어 환형 또는 내부 링 기어를 형성하도록 배치될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 굴곡 또는 U형 절결부(44)에 대향한 손잡이 저부 섹션(22)의 면 및 굴곡 절결부(58)에 대향한 손잡이 원위 섹션(20)의 면은 반원형 개구 또는 공극(70)을 포함할 수 있다. 굴곡 또는 U형 트랙(72)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 각 반원형 공극(70)의 전체 원호를 따라 반원형 공극(70)의 에지 내로 만입될 수 있다.
도 6은 도 3b에 도시된 손잡이 근위 섹션(16)의 손잡이 제1 하프 쉘(21) 및 손잡이 제2 하프 쉘(23)의 예시적인 실시예를 도시한다. 손잡이 제1 하프 쉘(21) 및 손잡이 제2 하프 쉘(23)은 결합되지 않은 상태 또는 분해도로 도시된다. 손잡이 근위 섹션(16)은 조립될 때 쉘형 구조를 형성한다. 제1 또는 제2 손잡이 하프 쉘(21, 23) 중 하나는 조립을 용이하게 하기 위해 제1 및 제2 손잡이 하프 쉘(21, 23) 중 다른 하나의 협력 벽 연장부(43)에 끼워질 수 있는 크기의 슬롯(41)을 포함할 수 있다. 도 4 및 도 5 유사하게, 도 6의 예시적 실시예는 굴곡된 절결부(58)를 포함한다. 이러한 절결부(58)는 근위 손잡이 섹션(16)이 조립될 때 근위 손잡이 섹션(16)의 내부 체적 내로 접근할 수 있게 한다.
손잡이 원위 섹션(30), 샤프트(14) 및 샤프트의 원위 단부의 센서 또는 카메라에 관련하여 손잡이 근위 섹션(16)의 회전 배향을 추적할 수 있는 것이 유용할 수 있다. 일 실시예에서, 이는 홀 효과 센서와 관련 자석 사이의 상호 작용을 통해 달성될 수 있다. 홀 센서는 손잡이 근위 섹션(16) 상에 위치되고 자석이 손잡이 근위 섹션(16) 내의 내부 구성요소 상에 위치될 수 있거나 하나 이상의 자석이 손잡이 근위 섹션(16) 내에 위치되고, 하나 이상의 연관된 홀 효과 센서가 손잡이 근위 섹션(16) 내의 PCB 상에 장착될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 자석(51)은 손잡이(12)의 일부에 매립되거나 부착될 수 있다. 도 6에 도시된 예시적인 실시예에서, 근위 손잡이 섹션(16)은 대체로 서로 마주보게 위치한 2개의 자석(51)을 포함한다. 다른 수의 자석(51)이 다른 실시예에서 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 이 경우, 제1 및 제2 손잡이 하프 쉘(21, 23) 각각은 각각의 하프 섹션의 내부 벽에 삽입된 자석(51)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 자석(51)은 자석(51)을 근위 손잡이 섹션(16)의 제 위치에 유지하는 유지 구조(53)에 결합된다. 자석은 선택적으로 임의의 적절한 희토류 또는 전이 금속, 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있다.
도 3a의 예시적인 손잡이 원위 섹션(30)은 손잡이(12)의 나머지 부분으로부터 격리되어 도 7a에 도시되어 있다. 도 7a는 실질적으로 상면 사시도로부터 손잡이 원위 섹션(30)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 나선형 리브(32) 및 상술한 전방 손잡이 융기 섹션(34)을 손잡이 원위 섹션(30)에서 볼 수 있다. 손잡이 원위 섹션(30)의 수직 중앙 평면 아래로 연장하는 봉합선으로 표시된 바와 같이, 손잡이 원위 섹션(30)은 둘 이상의 별개의 부품(예시적 실시예에서 30a, 30b)으로 구성될 수 있으며, 이들은 예를 들어 스냅 끼워 맞춤, 접착제 및/또는 스크류 같은 적절한 수단의 조합이나 임의의 적절한 수단에 의해 함께 결합된다.
도 7a의 손잡이 원위 섹션(30)은 도 3a에 도시되지 않은 섹션을 추가로 포함한다. 내시경(10)이 조립될 때, 도 3a에 도시된 바와 같이, 손잡이 원위 섹션(30)의 일부가 손잡이 근위 섹션(16) 내측에 수납될 수 있다. 예로서, 수납된 손잡이 전자장치 섹션(80)은 외부 손잡이 원위 섹션(82)(도 3a 및 도 7a 모두로부터 볼 수 있음)으로부터 근위방향으로 돌출한다. 수납된 손잡이 전자장치 섹션(80)은 추가로 후술된다.
수납된 손잡이 전자장치 섹션(80) 및 외부 손잡이 원위 섹션(82) 사이에는 소경 스팬(small diameter span)(84)이 존재한다. 도시된 바와 같이, 소경 스팬(84)은 소경 스팬(84)의 외부 표면 내로 만입된 둥근 홈(86)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 완전히 조립될 때, 손잡이 원위 섹션(30)의 소경 스팬(84)은 손잡이 근위 섹션(16)의 반원형 개구(70) 내에 배치될 수 있다. 소경 스팬(84)의 둥근 홈(86) 및 반원형 개구(70)의 굴곡 또는 U형 트랙(72)은 서로 정렬될 수 있다. 이는 손잡이 원위 섹션(30)과 손잡이 근위 섹션(16)이 내시경(10)이 사용될 때 서로에 대해 회전될 수 있게 한다. 선택적으로, 볼 베어링(미도시) 또는 다른 유형의 베어링이 손잡이 원위 섹션(30)의 소경 스팬(84)의 둥근 홈(86) 및 손잡이 근위 섹션(16)의 반원형 개구(70)의 U형 트랙(72)을 따라 트랙킹할 수 있다. 양호한 실시예에서, o-링(미도시)이 손잡이 원위 섹션(30)의 소경 스팬(84)의 둥근 홈(86) 내에 배치될 수 있다. o-링(미도시)은 손잡이 근위 섹션(16)과 손잡이 원위 섹션(30) 사이의 동적 밀봉부로서 기능할 수 있다. 이런 실시예에서, 손잡이 근위 섹션(16) 및 손잡이 원위 섹션(30)은 서로에 대해 회전될 수 있으면서 손잡이 근위 섹션(16)의 내부를 액체로부터 밀봉할 수 있다.
손잡이 휜 또는 패들(36)이나 다른 돌출부는 손잡이 근위 부분(16)과 손잡이 원위 섹션(30)이 서로에 대해 회전할 때 사용자를 위한 배향 마커로서 기능할 수 있다. 배향은 시각적으로 또는 느낌에 의해 점검될 수 있다. 일부 실시예에서, 손잡이 휜/패들(36) 상의 파지 텍스쳐는 느낌에 의한 배향 점검을 돕도록 손잡이 원위 섹션(30)의 잔여부의 나선형 리브(32)와는 다를 수 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 손잡이 융기 섹션(34)은 버튼(90)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 손잡이 융기 섹션(34)은 하나보다 많은 버튼(90)을 포함하거나 버튼을 전혀 포함하지 않을 수 있다. 버튼(90)은 손잡이 원위 섹션(30) 상의 임의의 위치 또는 손잡이(12) 상의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 손잡이 융기 섹션(34)은 버튼(90)을 포함할 수 있고, 하나 이상의 추가적 버튼(90)이 손잡이(12) 상의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 버튼(90)은 눌려지면 회로를 완성 또는 차단하는 누름 부재를 포함하는 기계적 작동 스위치일 수 있다. 버튼(90)은 손잡이 원위 섹션(30) 내의 홀 효과 센서 근처의 버튼의 부분에 자석을 매립하는 것에 의한 자기 또는 홀 효과 기반의 스위치를 포함할 수 있다. 다른 유형의 버튼 또는 스위치가 사용될 수 있다. 버튼(90)에는 다양한 사용자 조작에 의해 활성화될 수 있는 다수의 기능이 할당될 수 있다. 일부 실시예에서, 버튼(90) 중 하나 이상은 액체 침투를 억제하도록 외부 손잡이 섹션(82)에 관하여 밀봉될 수 있다.
버튼(90)은 이미지 포착 버튼일 수 있다. 이러한 실시예에서, 버튼(90)을 누르면 내시경(10)에 의해 생성된 디스플레이 이미지의 사진이 기록될 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 내시경(10)에 연결된 디스플레이 장비가 비디오 기록을 시작하게 하기 위해 버튼(90)을 두 번 두드리거나, 버튼(90)을 길게 누르거나, 버튼(90)을 누르고 있을 수 있다. 비디오 기록을 중지하기 위해, 사용자는 버튼(90)을 두 번 두드리거나, 버튼(90)을 길게 누르거나, 버튼(90)을 해제할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 비디오 기록을 중단하기 위해 버튼(90)을 눌렀다 해제하기만 하면 될 수 있다. 일부 실시예에서, 내시경(10)이 비디오를 기록하는 동안 사용자가 버튼(90)을 한번 누르는 것은 비디오 기록을 일시정지시킬 필요 없이 정화상을 기록하게 할 수 있다. 다른 배열에서, 버튼(90)의 신속한 가압 및 해제는 정화상의 기록을 트리거할 수 있는 반면, 더 긴 가압 및 해제 또는 가압 및 유지는 비디오 세그먼트의 기록을 트리거할 수 있다.
손잡이 융기 섹션(34)은 활주 버튼 리세스(92)를 추가로 포함할 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 활주 버튼 리세스(92)는 측방향 이동을 억제하면서 활주 버튼 또는 손가락 접촉부(98)(도 14 참조)의 전후 이동을 허용하도록 배열될 수 있다. 활주 버튼은 일부 실시예에서 피봇 제어부 또는 피봇 제어 구조(100)(예로서, 도 14 참조)의 일부일 수 있다. 도 7a에 도시된 예시적 실시예를 포함하는 일부 실시예에서, 활주 버튼 리세스(92)는 그 내부에 배치되는 손잡이의 부분의 형상에 합치되도록 미소하게 굴곡될 수 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 활주 버튼 리세스(92)는 다수의 리지 또는 디텐트(94)를 포함할 수 있으며, 이들은 사용자가 활주 버튼을 전후로 이동시킬 때 일련의 불연속적 포지티브 정지부를 제공하도록 활주 버튼 상의 대응 요소와 결합될 수 있다. 일부 실시예는 리지(94)를 포함하지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자가 그와 인터페이스할 수 있는 피봇 제어 구조(100)(도 12 참조)의 부분은 손잡이 융기 섹션(34)의 활주 버튼 리세스(92)에 위치된 피봇 제어 구조 절결부(96)(도 14 참조)를 통해 돌출할 수 있다. 도 7a의 예시적 실시예에서, 이런 피봇 제어 구조(100)의 부분은 손가락 접촉부(98)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 손가락 접촉부(98)는 인체공학적 이유로 경사진 윤곽을 가질 수 있다. 피봇 제어 구조(100)가 추가로 후술된다.
도 7b 및 도 7c는 피봇 제어 구조(100)의 손가락 접촉부(98)를 수용하는 데 사용될 수 있는 리세스(35)의 대안적 실시예를 도시한다. 손잡이 근위 섹션(16) 및 손잡이 원위 섹션(30)의 일부는 명료성을 위해 제거되었다. 도 7c는 도 7b의 영역(7C)의 상세도를 도시한다. 도 7c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 리세스(35)는 도 7a에 도시된 활주 버튼 리세스(96)의 것과 유사한 피봇 제어 구조의 단계적 이동을 위한 리지(94)를 포함한다. 대안적으로, 리세스(35)는 대체로 매끄러울 수 있고 피봇 제어 구조(100)의 이동 경로를 수용하도록 굴곡될 수 있다.
원위 손잡이 섹션(30)의 내부는 리세스(35) 아래에 위치한 셀프(shelf)(95)를 포함할 수 있다. 셀프(95)는 리세스(35)의 윤곽을 모방하는 윤곽을 갖는 표면을 가질 수 있다. 셀프(95)는 사용자가 피봇 제어 구조(100)를 전후로 움직일 때 일련의 불연속적 포지티브 정지부를 제공하기 위해 하나 이상의 리지(들) 또는 디텐트(들)(94)를 포함할 수 있다. 이들 리지(94)는 피봇 제어 구조(100)로부터 연장되는 하나 이상의 아암(97)과 상호 작용할 수 있다. 아암(97)은 매끄럽고 리지 또는 리브(94)가 없는 셀프(95)의 부분 위로 자유롭게 움직일 수 있다. 아암(97) 중 하나가 리지(94)를 만날 때, 리지는 아암(97)의 각각의 아암에 접할 수 있고 리지(94)에 의해 제공된 기계적 간섭을 극복하기에 충분한 힘이 가해질 때까지 피봇 제어 구조(100)의 추가적인 변위를 저지할 수 있다. 즉, 리지(94)는 체류 위치 외부로의 손가락 접촉부(98)의 작동을 방해하는 힘 배리어를 형성할 수 있다. 실시예에 따라, 리지(94)는 셀프(95)의 면을 따라 쌍으로 배치될 수 있다. 리지(94) 쌍의 각각의 리브 또는 리지(94)는 대략 피봇 제어 구조(100)의 아암(97)의 폭만큼 떨어져 배치될 수 있다.
도 8은 부착된 삽입 섹션(14)이 없는 예시적인 손잡이 원위 섹션(30)의 보다 상세한 예시도를 도시한다. 예시적인 회전 감지 조립체(150)가 또한 도 8에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 손잡이 원위 섹션(30)은 2개의 별개의 부품(30a, 30b)으로서 제조된다. 예시적 실시예에서, 손잡이 원위 섹션(30)의 2개의 별개의 부품(30a, 30b)은 나사결합될 수 있는 다수의 스크류 구멍(102)을 포함할 수 있다. 스크류(미도시) 또는 다른 적절한 체결구가 손잡이 원위 섹션(30)의 2개의 별개의 부품(30a, 30b)을 함께 결합하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 2개의 별개의 부품(30a, 30b)은 스냅 끼워 맞춤, 초음파 용접, 접착제 등을 통해 함께 결합될 수 있다.
일부 실시예에서, 손잡이 원위 섹션(30)의 2개의 별개의 부품(30a, 30b) 중 하나는 2개의 별개의 부품(30a, 30b) 중 나머지 상의 상보적 페그 수용 공동(106) 내에 끼워지는 페그형 돌출부(104)를 포함할 수 있다. 이는 2개의 별개의 부품(30a, 30b)이 함께 정렬 및/또는 결합되는 것을 도울 수 있다. 도 8에 도시된 실시예를 포함하는 일부 실시예에서, 외부 손잡이 원위 섹션(82)은 실질적으로 중공일 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 손잡이 원위 섹션(82)의 중공부는 유체에 대해 밀봉되지 않을 수 있다. 도 8에 도시된 예시적 실시예에서, 드레인 채널(108)이 예로서 손잡이 휜(36)에 포함될 수 있다. 드레인 채널(108)은 외부 손잡이 원위 섹션(82)의 중공부에 진입하는 임의의 유체가 용이하게 드레인 배출될 수 있게 할 수 있다. 대안 실시예는 추가적 및/또는 다른 드레인 배열을 포함할 수 있다.
손잡이 원위 섹션(30)은 또한 도 8에 도시된 바와 같이 회전 센서 홀더(110)를 포함할 수 있다. 회전 센서 홀더(110)는 내시경(10)이 완전히 조립될 때 회전 감지 조립체(150)를 유지할 수 있다. 도시된 바와 같이, 회전 감지 조립체(150)는 전진 기어(112)를 포함할 수 있다. 전진 기어(112)는 전진 기어 샤프트(114)를 중심으로 배치된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전달 기어(116)도 전진 기어 샤프트(114) 상에 배치되어 전진 기어(112)의 회전이 전달 기어(116)가 마찬가지로 회전하게 할 수 있다. 전달 기어(116)는 센서 기어 샤프트(120) 상에 배치된 센서 샤프트 기어(118)와 맞물릴 수 있다. 전진 기어(112)가 회전함에 따라, 센서 샤프트 기어(118)와 센서 기어 샤프트(120)도 회전한다. 기어 조립체의 사용은 손잡이 원위 섹션(30)의 중앙 회전축으로부터 중심을 벗어나 있는 위치에서 부착된 전위차계(122)의 배치를 가능하게 할 수 있으며, 이는 유리하게 다른 내부 구조(예를 들어, 관주 도관, 광섬유 다발, 전자 플렉스 케이블 또는 다른 전자 구성요소)의 중앙 배치를 가능하게 할 수 있다.
도 8의 예시적 실시예에서와 같이, 센서 기어 샤프트(120)는 스플라인형 또는 키이형(예를 들어, D-형) 부분을 포함할 수 있다. 키이형 부분은 하나 이상의 회전 전위차계(122)와 작동식으로 결합할 수 있다. 도 8의 예시적 실시예에서, 2개의 회전 전위차계(122)가 존재한다. 전위차계(122)는 도 96를 참조로 설명된 바와 같이 손잡이의 인쇄 회로 보드의 일부 또는 장착 요소에 장착되거나 다른 방식으로 부착될 수 있다. 전위차계(122) 각각은 키이형(예를 들어, D-형) 공극을 포함하며, 이에 센서 기어 샤프트(120)의 대응 키이형 부분이 정합된다. 센서 기어 샤프트(120)가 회전할 때, 전위차계(들)(122)의 전기 저항은 비례적으로 변할 수 있다. 저항이 센서 기어 샤프트(120)의 회전량에 따라 예측가능하게 변하기 때문에, 전위차계(들)(122)의 측정된 저항은 손잡이 근위 섹션(16)과 손잡이 원위 섹션(30)(그리고, 나아가, 삽입 섹션(14)) 사이에서 발생하는 회전량을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 각 전위차계(122)의 하우징은 수납된 손잡이 전자장치 섹션(80)의 요소(또는 손잡이 원위 섹션(30)에 부착된 다른 요소)에 장착될 수 있으며, 따라서, 손잡이 원위 섹션(30)(그리고, 나아가, 삽입 섹션(14))에 대해 부동화될 수 있고, 동시에, 전위차계(122)의 회전 허브 또는 샤프트는 손잡이 근위 섹션(16)에 연결된다. 다른 실시예에서, 전위차계(122)의 하우징은 손잡이 근위 섹션(16)에 대해 부동화될 수 있고, 그 샤프트 또는 회전 허브는 손잡이 원위 섹션(30) 또는 손잡이 전자장치 섹션(80)의 요소들에 연결될 수 있다.
도 8의 예시적 실시예는 함께 적층되고 서로 회전적으로 오프셋되어 있는 2개의 회전 전위차계(122)를 포함한다. 대안 실시예에서, 전위차계(122)는 서로 이격 배치될 수 있지만, 공통 회전축을 공유한다(예를 들어, 양 전위차계(122)의 와이퍼는 공통 샤프트에 의해 이동하게 된다). 이 배열은 360도 회전을 통해 원하는 정확도로 센서 샤프트(그리고, 궁극적으로 내시경의 원위 단부의 구성요소)의 회전 정도를 연산하기 위해 양 전위차계(122)로부터 전기 저항값을 수신하는 제어기를 허용하고, 따라서, 내시경의 원위 샤프트의 구성요소(예를 들어, 카메라)의 회전을 측정하는 데 있어서 연산적 "맹점"을 제거하는 것을 돕는다. 그 동작 범위의 종점에서의 하나의 전위차계(122)의 와이퍼의 위치에 의해 생성되는 임의의 맹점은 그 위치가 그 동작 범위의 종점에 있지 않은 제2 전위차계(122)의 와이퍼에 의해 보상될 수 있다. 대안 실시예에서, 둘 보다 많은 회전적으로 오프셋된 전위차계(122)가 사용될 수 있다. 전위차계(122) 사이의 회전 오프셋은 연산의 단순성을 위해 180도일 수 있지만, 회전 오프셋이 하나의 전위차계(122)에 의해 생성되는 임의의 맹점이 다른 전위차계(122)의 기능 범위에 의해 중첩될 수 있다면 다른 각도 오프셋이 사용되어 동일한 결과를 달성할 수 있다. 대안 실시예에서, 전진, 전달 및 센서 샤프트 기어(112, 116, 118) 사이의 기어비는 회전 측정시의 원하는 정확도 정도, 전위차계(122)의 감도 및 다른 인자에 따라서 변할 수 있다. 대안 실시예에서, 회전 감지 조립체(150)는 하나 이상의 기어 조립체 대신 벨트를 사용할 수 있다. 예로서, 전달 기어(116) 및 센서 샤프트 기어(118)는 벨트로 대체될 수 있다. 본 기술 분야에 공지된 다른 회전 대 회전 배열이 또한 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 전진 기어 샤프트(114)는 전위차계(122)와 직접적으로 작동식으로 결합하는 키이 특징부(예를 들어, D-형 부분)를 포함할 수 있다. 전위차계(122) 이외의 회전 센서도 사용될 수 있다. 대안 실시예는 회전 인코더, 회전 가변 차동 변환기 또는 다른 인코딩 장치 같은 회전 센서를 포함할 수 있다. 회전 인코더를 사용하는 실시예에서, 인코더는 그레이 인코더, 자기 인코더(예를 들어, 도 9b 참조), 광학 인코더 등일 수 있다.
일 실시예에서, 센서 기어 샤프트(120)는 샤프트 지지 부재(63)의 샤프트 베어링 섹션으로 연장하지 않을 수 있다. 대신, 회전 감지 조립체(150)는 회전 센서 홀더(110)에 의해 지지될 수 있다. 다른 이득들 중에서, 이러한 배열은 손잡이 근위 섹션(16)에 대한 손잡이 원위 섹션(30)의 제한되지 않은 정도의 회전을 가능하게 한다. 추가적으로, 본 기술 분야의 숙련자가 인지할 수 있는 바와 같이, 이는 회전 감지 조립체(150)의 구성요소가 중심을 벗어난 위치에 위치될 수 있게 한다. 이는 조립 동안 이득을 제공할 수 있다. 예로서, 이는 관주 라인(434)(도 96 참조), 전력 케이블(432)(도 96 참조)의 라우팅을 단순화할 수 있다.
다른 실시예에서, 샤프트 지지 부재(63)와 전위차계(122)는 샤프트에 의해 직접적으로 연결될 수 있다. 원위 단부 상에 스플라인 또는 키이결합된 샤프트는 샤프트 지지 부재(63)의 샤프트 베어링 섹션으로부터 연장할 수 있고, 전위차계(122)의 대응 스플라인 또는 키이형(예를 들어, D-형) 공극을 통해 연장할 수 있다. 샤프트 지지 부재(63)가 손잡이 근위 섹션(16)에 대해 고정될 수 있기 때문에, 손잡이 근위 섹션(16)에 대한 손잡이 원위 섹션(30)의 회전은 전위차계(122)에 의해 측정된 저항을 변화시킨다. 상술한 바와 같이, 저항은 하나의 손잡이 섹션의 나머지에 대한 회전에 따라 예측가능하게 변하기 때문에, 저항 측정은 손잡이 원위 섹션(그리고, 궁극적으로, 내시경의 원위 단부 또는 예로서, 도 21에 도시된 카메라 조립체(350))에 의해 달성되는 회전량을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 회전 감지 조립체(150)는 수납된 손잡이 전자장치 섹션(80)(도 7a 참조) 상에 배치될 수 있는 레인지 파인더를 포함할 수 있다. 손잡이 근위 섹션(16)의 내부 벽(도 4 참조)은 가변 두께 또는 가변 높이 융기면을 포함할 수 있고, 이는 손잡이 근위 섹션(16)의 내부 벽의 360도 대부분 또는 전부를 감싸며, 그 원주방향 경로를 따라 미리 결정된 방식으로 두께나 높이가 변한다. 손잡이 근위 섹션(16) 및 손잡이 원위 섹션(30)이 서로에 대해 회전함에 따라, 레인지 파인더는 가변 표면까지의 레인지 파인더에 의해 판독된 거리(그 가변 두께 또는 높이 중 어느 하나)에 따라 변하는 신호를 제어기에 제공할 수 있다. 이 신호는 표면이 특정한 두께 또는 높이를 가지는 미리 결정된 베이스 위치에 대한 레인지 파인더에 의해 판독된 거리 또는 두께/높이에 상관될 수 있으며, 손잡이 근위 섹션(16)에 대한 손잡이 원위 섹션(30)의 특정 각도 회전에 상관된다. 이 거리는 이전 거리에 비교됨으로서 발생하는 회전의 양을 결정할 수 있다. 레인지 파인더는 임의의 유형의 레인지 파인더일 수 있다(예를 들어, 기계적 위치 센서, 음향 레인지 파인더, 레이저 또는 기타 광학 레인지 파인더 등).
또 다른 대안 실시예에서, 광학 마우스형 센서 배열이 사용될 수 있다. 센서는 손잡이 근위 섹션(16) 또는 수납된 손잡이 전자장치 섹션(80) 중 하나에 장착될 수 있으며, 손잡이 근위 섹션(16)이나 수납된 손잡이 전자장치 섹션(80) 중 나머지의 이동을 추적하도록 구성될 수 있다. 이런 실시예에서, 센서에 의해 감지된 이동양 및 이동 방향은 발생되는 회전 변위의 방향 및 양을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 센서에 의해 추적되는 표면은 기준 그리드, 다수의 고유 식별자, 패턴, 마킹 또는 기타 구별되는 특징부를 구비할 수 있고, 이들은 센서가 시동시의 회전 배향을 결정할 수 있게 한다. 본 기술 분야의 숙련자에게 공지된 다른 다양한 회전 감지 조립체(150)가 또한 다양한 실시예에서 사용될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 손잡이 원위 섹션(30)의 회전 센서 홀더(110)는 손잡이 원위 섹션(30)의 2개의 별개의 부품(30a, 30b)이 함께 결합되도록 성형될 수 있으며, 회전 감지 조립체(150)는 2개의 별개의 부품(30a, 30b) 사이에 포획될 수 있다. 회전 센서 홀더(110)의 각 측부는 센서 기어 샤프트 홈통(126) 및 전진 기어 샤프트 홈통(124)을 포함할 수 있다. 조립된 전진 기어 샤프트 홈통(124) 및 센서 기어 샤프트 홈통(126)이 전진 기어 샤프트(114) 및 센서 기어 샤프트(120) 각각을 위한 베어링 표면으로서 작용될 수 있다. 회전 센서 홀더(110)의 각 측부는 또한 홀더 공극(128)을 포함할 수 있다. 홀더 공극(128)은 전달 기어(116), 센서 샤프트 기어(118) 및 전위차계(122)가 손잡이 원위 섹션(30)이 완전히 조립되었을 때 회전 센서 홀더(110) 내에 체결될 수 있도록 크기설정 및 성형될 수 있다.
도 9a는 내시경(10)의 손잡이(12)의 부분 조립된 모습을 도시한다. 손잡이 근위 섹션(16)의 손잡이 저부 섹션(22)만이 도 9a에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 손잡이 근위 섹션(16)의 손잡이 저부 섹션(22)은 절단제거되었다. 추가적으로, 도 9a에 도시된 실시예에서, 손잡이 원위 섹션(30)은 2개의 별개의 부품(30a, 30b)(도 8 참조)으로부터 조립된다. 손잡이 원위 섹션(30)의 절반(30b) 중 하나는 명료성을 위해 도 9a로부터 제거되어 있다. (도 9a에 도시된 실시예에서, 손잡이 원위 섹션(30)은 2개의 분리된 부품(30a 및 30b)으로부터 조립된다(도 8 참조)). 손잡이 원위 섹션(30)의 절반(30a) 중 하나는 명료성을 위해 도 9a로부터 제거되어 있다. 수납된 손잡이 전자장치 섹션(80)은 손잡이 근위 섹션(16) 내부에 위치될 수 있다. 외부 손잡이 원위 섹션(82)은 손잡이 근위 섹션(16)을 초과하여 연장하며, 환경으로 노출된다.
상술한 바와 같이, 회전 감지 조립체(150)는 회전 센서 홀더(110) 내에 배치된다. 도시된 바와 같이, 회전 감지 조립체(150)의 전진 기어(112)는 치형 돌출부(62) 및 치형 돌출부(64)(도 5에 가장 잘 도시됨)에 의해 형성된 환형 기어와 맞물릴 수 있다. 이런 실시예에서, 손잡이(12)가 완전히 조립되었을 때, 손잡이 근위 섹션(16)에 관한 손잡이 원위 섹션(30)의 임의의 회전은 전진 기어(112)가 회전하게 하며, 그 이유는 이것이 치형 돌출부(62) 및 치형 돌출부(64)에 의해 형성된 환형 기어와 맞물리기 때문이다. 이러한 회전은 그후 회전 감지 조립체(150)의 잔여부를 통해 전달됨으로써 회전 감지 조립체(150)에 의해 회전이 측정될 수 있게 한다. 양호한 실시예에서, 전체 기어비는 대략 1:1일 수 있다.
대안적으로, 기어 요소 이외에, 도 4에 도시된 것과 유사한 손잡이 근위 섹션(16)은 샤프트 지지 부재(63)의 샤프트 지지 섹션(65)에 고정된 키이형 샤프트 또는 부분적 키이형 샤프트를 포함할 수 있다. 샤프트의 키이형 부분은 회전 센서 홀더(110) 내에 보유되는 하나 이상의 전위차계(122)의 허브와 정합되도록 배열될 수 있다. 따라서, 손잡이 원위 섹션(30)이 손잡이 근위 섹션(16)에 대해 회전될 때, 하나 이상의 전위차계(122)의 와이퍼는 손잡이 원위 섹션(30) 및 근위 섹션(16)의 상대적 위치를 회전 배향을 결정하기 위해 사용할 수 있는 전기 저항값으로 변환할 수 있다.
이제 도 9b를 참조하면, 회전 감지 조립체(150)를 포함하는 내시경(10)의 예시적인 손잡이(12)의 대안적인 실시예가 도시된다. 손잡이 제1 하프 쉘(21)만이 도 9b에 도시되어 손잡이(12)의 내부를 볼 수 있게 한다. 또한, 손잡이 제1 하프 쉘(21)의 일부가 절결되어 있다.
도 9b는 샤프트의 원위 단부에서 이미지 센서로부터의 이미지 데이터를 처리하기 위한 전자 구성요소를 포함하고, 선택적으로 내시경 샤프트의 원위 단부의 광원(예를 들어, LED)에 전력을 제공하기 위한 인쇄 회로 보드(PCB)용 인클로저(431)가 도시되어 있다. 인클로저(431)는 PCB가 또한 내수성 재료이거나 내수성 재료로 추가적으로 둘러싸여질 수 있기 때문에 선택적인 구조이다. 내수성 재료는 예를 들어 파릴렌 또는 PCB 상에 장착된 개별 전자 구성요소를 코팅하고 보호하기 위한 다른 화학 기상 증착 폴리머와 같은 임의의 적절한 포팅 재료일 수 있다. 손잡이 제1 하프 쉘(21)에 포함되는 자석(51)이 또한 도시되어 있다. 인클로저(431) 내의 인쇄 회로 보드는 홀 효과 센서 또는 센서 어레이와 같은 하나 이상의 자기 위치 센서(430g)를 포함할 수 있다. 도 6과 관련하여 전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 손잡이 제1 하프 쉘(21) 및 손잡이 제2 하프 쉘(23) 각각은 자석(51) 또는 다수의 자석(51)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 2개의 자석(51)이 손잡이(16)의 각 절반에 서로 마주 보게 위치된다. 손잡이 근위 섹션(16)이 손잡이 원위 섹션(30)에 대해 회전함에 따라, 자석(들)(51)은 인클로저(431) 및 둘러싸여진 인쇄 회로 보드에 대해 이동한다. 인쇄 회로 보드상의 자기 센서(들)(430g)는 자석이 인쇄 회로 보드에 대해 이동함에 따라 자기장 강도 및 위치의 변화를 통해 자석(들)(51)의 상대 위치를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 단일 3 축 위치 센서가 자석(51)을 감지하는 데 사용된다. 하나 이상의 센서로부터의 데이터는 센서 데이터를 손잡이 원위 섹션(30)에 대한(그리고 내시경 샤프트의 원위 단부의 광학 센서 또는 카메라의 위치에 대한) 손잡이 근위 부분(16)의 회전 위치로의 변환을 위해 제어기 또는 프로세서로 송신될 수 있다. 따라서, 카메라의 시야의 디스플레이된 이미지는 내시경 샤프트의 원위 단부에서 카메라를 실제로 이동시키지 않고 임의의 원하는 배향으로 회전될 수 있다.
이제, 도 10a를 참조하면, 일 실시예에서, 내시경(10)의 삽입 섹션(14)은 그를 통해 동작 또는 기능이 수행될 수 있는 도관(157)을 포함한다. 산업 또는 의료 용례에서, 이 도관(157)은 삽입 섹션(14)의 단부에서 대상물을 조작하기 위해 기구를 통과시키기 위하여 사용될 수 있다(파지기, 핀셋, 클램프, 와이어 배스킷, 확장기, 나이프, 가위, 자기 픽업 등 같은 기구). 또한, 유체(가스 또는 액체)가 내부에 삽입 섹션(14)이 배치되는 공간으로부터/으로 외부 소스로/로부터 통과될 수 있다. 의료 용례에서, 이런 도관(157)은 가스를 체강에 살포하거나, 체강으로부터 가스를 배기하거나, 공간에 액체를 관주시키거나, 공간으로부터 액체 및/또는 현탁 미립자를 흡인하기 위해 사용될 수 있다. 도관(157)은 선택적으로 광 전송, 정보 전송, 전력 전송 및 기계적 제어 구성요소 같은 유틸리티 구성요소를 운반하여 삽입 섹션(14) 내의 공간을 절약하고, 삽입 섹션(14)의 전체 직경을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 광 전송 구성요소는 예로서 광섬유 다발, 리본, 광 파이프, 광 투사 요소 및/또는 유사체들을 포함할 수 있다. 정보 전송 구성요소는 예로서, 삽입 섹션(14)의 단부의 이미지 센서 또는 이미저를 내시경(10) 외부의 또는 손잡이(12)에 배치된 이미지 처리 유닛에 연결하는 전기 케이블 다발 또는 리본을 포함할 수 있다. 이런 케이블은 또한 이미지 센서에 전력을 제공할 수 있다. 기계 제어 구성요소는 예로서, 삽입 섹션(14)의 단부 부근의 요소의 이동을 제어하기 위하여 푸시로드, 견인 와이어 등을 포함할 수 있다. 이는 예로서, 손잡이(12)로부터 연장하는 기계적 제어 구성요소(들)의 사용에 의해 능동적으로 굴곡될 수 있는 삽입 섹션(14)의 능동적 가요성 원위 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 이는 예로서, 손잡이(12)로부터 연장하는 기계적 제어 구성요소(들)의 사용에 의해 능동적으로 이동될 수 있는 삽입 섹션(14)의 단부의 회전 가능한 카메라 또는 카메라 장착부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 삽입 샤프트 또는 섹션(14) 내의 유체 운반 도관(157)은 예를 들어 광섬유 다발, 통신 케이블 및 기계적 작동기와 같은 내시경(10)의 유틸리티 구성요소를 둘러싸도록 구성된다. 추가 실시예에서, 도관(157)은 삽입 샤프트(14)의 원위 단부에서 카메라 조립체(350)(예를 들어, 도 21 참조)와 유체 연통할 수 있다. 카메라 조립체(350)는 통신 케이블에 대한 연결부를 구비하는 카메라 센서 또는 이미저를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 카메라 센서 및 통신 케이블 연결부와, 임의의 연계된 렌즈 조립체의 내부 구성요소는 도관(157) 내에 존재하는 액체에 대한 노출에 대해 밀봉될 수 있다. 카메라 조립체(350), 렌즈 조립체, 통신 케이블, 기계적 작동기(예를 들어, 견인 와이어) 및 광섬유 케이블이나 다발이 '습윤' 도관에 노출될 수 있게 하는 것은 내시경(10)의 적어도 일부가 일회용 장치가 되도록, 즉, 의료 절차에서 사용후 폐기될 수 있도록 구성되는 경우 고려할 수 있다. 따라서, 도관내 구성요소를 적절히 살균하는 임의의 기술적 과제가 회피된다.
내시경(10)의 일부 구성요소, 특히, 손잡이 섹션(12) 내에 위치된 전자 구성요소는 바람직하게는 건조 상태로 유지되어야 한다. 손잡이(12)의 내부와 삽입 섹션(14)의 도관(157) 사이의 벌크헤드 또는 배리어 요소(159)는 손잡이(12)로부터 삽입 섹션(14) 도관(157)(관통 구성요소로 지칭되며 라인 세그먼트 155로 도 10a에 도시됨)으로의 구성요소의 통과를 가능하게 할 수 있고, 동시에, 또한, 도관(157)으로부터 손잡이(12)의 내부 공간 내로의 유체의 침투를 억제한다. 배리어(159)는 통로(구멍, 슬릿 등)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 앞서 설명한 유틸리티 구성요소 같은 관통 구성요소(155)가 손잡이(12)로부터 삽입 섹션(14)의 도관(157)으로 통과할 수 있다. 통로는 관통 구성요소(155)의 외측 표면 둘레에 비교적 긴밀한 끼워 맞춤을 제공하도록 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 엘라스토머 개스킷, O-링 또는 다른 유사한 요소가 추가로 삽입 섹션(14)의 도관(157)으로부터 손잡이(12)의 내부 공간으로의 유체 침투를 억제하는 것을 도울 수 있다. 배리어(159)는 삽입 섹션(14)의 근위 단부와 손잡이(12) 사이의 결합 영역을 분리시키는 벽을 포함할 수 있다. 결합 영역은 도관(157)이 도관(157)을 위한 외부적 유체 연결부를 제공하는 도관 포트에 연결되는 영역 부근에 존재할 수 있다. 대안적으로, 배리어(159)는 블록을 포함할 수 있으며, 이 블록을 통해 라우팅 채널이 블록의 제1 측부에 대향한 블록의 제2 측부 상의 또는 블록의 제3 측부 상의 하나 이상의 특징부(예를 들어, 도관 포트)와 블록의 제1 측부 상의 도관(157)과 연통하는 유틸리티 구멍을 연결한다(일부 실시예에서, 블록의 제3 측부는 블록의 제1 측부에 대략 수직일 수 있다). 손잡이(12)로부터의 케이블, 리본, 와이어, 푸시로드 또는 다른 구성요소를 위한 통로는 블록의 제1 측부에 대향한 블록의 제2 측부 상에 형성될 수 있고, 블록의 유틸리티 구멍과 정렬될 수 있다. 도관(157)은 기구의 손잡이(12)에 연결 또는 부착되는 덮개(sheath)(도 17의 내부 덮개(312) 같은)로부터 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 삽입 섹션(14)의 덮개와 손잡이(12) 사이의 관통 배리어(159)는 덮개 장착부를 포함할 수 있고, 이는 손잡이(12)에서 근위방향으로 그 원점 부근에서 삽입 섹션(14)의 덮개를 지지하도록 그리고, 손잡이(12)에 이를 부착 또는 연결하도록 기능한다. 일부 실시예에서, 삽입 섹션(14)은 덮개가 그 내부에 위치될 수 있는 캐뉼러를 포함할 수 있다. 캐뉼러는 분리 특징부를 통해 손잡이(12)에 장착될 수 있어서 내시경(10)-손잡이(12)와 덮개 포함-이 부위로부터 인출될 수 있으면서 캐뉼러가 현장에 남아 있을 수 있게 한다.
이제 도 10b를 참조하면, 일부 실시예에서, 배리어(159)는 가요성 또는 엘라스토머 부재(153)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 관통 구성요소(155)는 배리어(159)의 가요성 부재(153)를 통해 삽입 섹션(14)의 도관(157)까지 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 가요성 부재(153)의 관통 구성요소(155)의 진입 지점 및 출구 지점 중 하나 또는 둘 모두가 밀봉 부재 또는 에이전트(151)로 밀봉될 수 있다. 밀봉 부재 또는 에이전트(151)는 도관(157)과 손잡이(12) 사이에서 유체의 유동을 방지할 수 있다. 밀봉 부재 또는 에이전트(151)는 또한 가요성 부재(153)에서 그 진입 및/또는 출구 지점에 대해 이동하는 것이 방지되도록 관통 구성요소(155)를 유지할 수 있다. 예를 들어 글루, 에폭시 또는 다른 접착제와 같은 임의의 적합한 밀봉 부재 또는 에이전트(151)가 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 관통 구성요소는 가요성 부재(153)에 용매 결합, 열 접착 등이 이루어질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 가요성 부재(153)는 관통 구성요소(155)와 가요성 부재(153) 사이에 밀봉이 생성되도록 제조 중에 관통 구성요소(155) 주위에 제 위치에 형성될 수 있다.
관통 구성요소(155)가 이동함에 따라(예를 들어, 카메라 조립체의 회전을 위해 견인 와이어를 작동시킴), 밀봉 부재 또는 에이전트(151)로 인해 관통 구성요소(155)가 고정되고 가요성 부재(153)의 그 진입 및 출구 지점에 대해 변위되는 것이 방지되기 때문에 가요성 부재(153)는 신장 또는 굴곡될 수 있다. 따라서, 도관(157)으로부터의 손잡이 내로의 유체의 진입 또는 누출은 실질적으로 또는 전체적으로 억제면서 관통 구성요소(155)가 전후로 움직일 수 있게 한다. 고정된 위치에 유지되고 변위되지 않는 관통 구성요소(155)는 반드시 가요성 부재(153)를 통과할 필요는 없다. 대신에, 이들 구성요소는 가요성 부재(153)에 결합되거나 결합되지 않을 수 있는 배리어(159)의 강성 부분을 통과할 수 있다. 가요성 부재(153)는 예를 들어 엘라스토머 부재, 가요성 멤브레인, 연약한 벽, 벨로우즈형 배열, 다이아프램 등으로서 구성될 수 있다.
도 10a와 관련하여 설명된 배리어(159)가 도 11a에 도시되어 있고, 또한, 내부 덮개 장착부(160)로 지칭될 수 있다. 도시된 바와 같이, 내부 덮개 장착부(160)는 내부 덮개 장착부(160)의 내부를 드러내기 위해 도 11a에서는 서로 분리되어 있는 원위 섹션(161a)과 근위 섹션(161b)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 원위 섹션(161a)은 원위 섹션(161a)의 각 측부 상에 절결부(162)를 포함한다. 도 11a의 예시적 실시예에 도시된 바와 같이, 원위 섹션(161a)의 내부면(164)(조립시)의 일부는 만입될(recessed) 수 있다. 관주 또는 흡입 라우팅 채널(166)이 또한 내부 덮개 장착부(160)의 원위 섹션(161a) 내로 만입될 수 있다. 도시된 바와 같이, 관주 라우팅 채널(166)은 만입형 면(164) 내에 위치된다. 관주 라우팅 채널(166)은 유틸리티 구멍(168)을 갖는 제1 단부 상에 연통될 수 있다. 예시적 실시예에서, 유틸리티 구멍(168)은 (비록, 다른 실시예에서, 유틸리티 구멍(168)은 중심설정될 필요가 없지만) 만입형 면(164) 내에서 원위 섹션(161a)의 중심 실질적 부근에 위치될 수 있다.
내부 덮개 장착부(160)의 근위 섹션(161b)은 또한 원위 섹션(161a) 내로 만입된 절결부(162)와 유사하게 그 우측 및 좌측 측부에 절결부(170)를 포함할 수 있다. 절결부(170)는 근위 섹션(161b)을 통해 전체 경로로 연장할 수 있다. 내부 덮개 장착부(160)의 절결부(162, 170)는 손잡이 원위 섹션(30)의 돌출부를 수용하도록 크기설정될 수 있으며, 이는 내시경(10)이 완전히 조립되었을 때 내부 덮개 장착부(160)를 제 위치에 보유하는 것을 도울 수 있다.
근위 섹션(161b)은 또한 내부면(조립시)의 융기 부분(172)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 융기 부분(172)은 원위 섹션(161a)의 만입형 면(164)과 유사한 외부 치수로 이루어진다. 조립시, 융기 부분(172)은 원위 섹션(161a) 및 근위 섹션(161b)을 함께 결합하도록 만입형 면(164) 내로 압입된다. 일부 실시예에서, 융기 부분(172)과 만입형 면(164) 사이에 글루 또는 다른 적절한 접착제가 사용되어 근위 섹션(161b)을 원위 섹션(161a)에 결속할 수 있다. 또한, 이는 2개의 구성요소 사이의 유압 밀봉부를 생성하도록 기능할 수 있다.
근위 섹션(161b)은 다수의 다른 특징부를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 근위 섹션(161b)은 관주 또는 흡입 통로(174)를 포함한다. 관주 또는 흡입 통로(174)는 근위 섹션(161b)이 원위 섹션(161a)에 정합될 때 관주 라우팅 채널(166)의 제2 단부와 정렬되도록 배치될 수 있다. 내시경(10)이 사용될 때, 관주 또는 흡입 유체는 관주 라우팅 채널(166)을 거쳐 관주 통로(174)와 유틸리티 구멍(168) 사이에서 유동할 수 있다.
도 11a의 예시적 실시예에 도시된 바와 같이, 내부 덮개 장착부(160)의 근위 섹션(161b)은 덮개 장착 슬릿(176)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 덮개 장착 슬릿(176)은 수평으로 배향될 수 있고(도 11a에 도시된 배향 참조), 유틸리티 구멍(168)과 대략 정렬되어 내부 덮개 장착부(160)의 근위 섹션(161b)에 배치될 수 있다. 덮개 장착 슬릿(176)은 대안 실시예에서 다르게 배향될 수 있다. 도 11a의 예시적 실시예에서, 덮개 장착 슬릿(176)은 근위 섹션(161b)의 내부 면(조립시)의 평면에 실질적으로 수직인 각도로 전체 근위 섹션(161b)을 통해 연장한다.
내부 덮개 장착부(160)의 근위 섹션(161b)은 또한 다수의 오리피스(178)를 포함할 수 있다. 도 11a의 예시적 실시예에서, 오리피스(178)는 작은 직경의 구멍이며, 이는 전체 근위 섹션(161b)을 통해 연장하고, 손잡이 내부로부터 내시경(10)의 원위 단부로의 견인 또는 추진 케이블 또는 와이어의 통과를 허용하기 위해 사용될 수 있다. 근위 섹션(161b)은 또한 광섬유 통로(179)를 포함할 수 있다. 예시적 실시예에서, 오리피스(178) 및 광섬유 통로(179)는 근위 섹션(161b)의 내부 면(조립시)에 수직으로 각져 있다. 대안 실시예에서, 오리피스(178) 및 광섬유 통로(179)는 다르게 각질 수 있거나 다른 직경을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 오리피스(178)는 덮개 장착 슬릿(176) 둘레에 배열된다. 내부 덮개 장착부(160)가 완전히 조립되었을 때, 덮개 장착 슬릿(176)과 오리피스(178)는 원위 섹션(161a)의 유틸리티 구멍(168)과 정렬된다.
대안적 실시예에서, 벌크헤드, 관통 배리어 또는 내부 덮개 장착부(160)의 일부 특징부의 형상, 위치, 치수 등은 다를 수 있다. 관통 배리어 또는 내부 덮개 장착부(160)는 추가적 특징부를 포함할 수 있거나, 특정 특징부가 생략될 수 있다. 일부 실시예에서, 더 많거나 더 작은 수의 오리피스(178)가 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 오리피스(178)는 도 11a에 도시된 공간적 배열로 배열되지 않을 수 있다. 하나보다 더 많은 관주 통로(174)가 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 내부 덮개 장착부(160)는 내시경의 손잡이 내의 민감한 영역 내로의 유체 침투를 추가로 억제하기 위해 개스킷과 연계되거나 개스킷을 포함할 수 있다.
손잡이 전자장치 섹션(80)(예를 들어, 도 7a 참조)은 과도한 양의 유체 침투로부터 바람직하게 보호되는 기계 및 전자 구성요소를 둘러싸도록 구성된다. (특히 전자 구성요소가 내습성 필름으로 코팅된 경우, 소량의 유체 또는 습기는 내시경의 적절한 기계적 또는 전기적 작동을 방해하지 않는다). 손잡이 원위 외부 섹션(82)(피봇 제어 하우징)은 내시경 샤프트 또는 삽입 샤프트의 원위 단부에서 카메라 조립체의 이동을 제어하기 위해 피봇 제어 구조 및 작동 케이블을 수납하도록 구성되며, 내시경의 작동에 대한 비교적 미소한 영향으로 액체에 노출될 수 있다. 따라서, 손잡이 전자장치 섹션(80)과 손잡이 원위 외부 섹션(82) 사이에 액체 밀봉을 유지하는 것이 더 중요하다. 도 13 및 도 14에 도시된 밀봉 부재(210) 같은 벌크헤드 또는 관통 배리어는 전자장치 플렉스 케이블, 광섬유 다발 또는 밖으로 나오기 이전에 내시경의 원위 단부로부터 그 근위 단부로 통과하여야 하는 다른 구조 둘레에 긴밀한 밀봉(예를 들어, 엘라스토머 밀봉)을 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 한편, 도 11a 및 도 14에 도시된 내부 덮개 장착부(160) 같은 관통 배리어는 특히, 피봇 제어 구조로부터 내시경 샤프트의 원위 단부로 통과하는 임의의 견인 와이어 또는 케이블에 적용될 수 있기 때문에 더 약한 밀봉을 허용할 수 있다. 손잡이 원위 섹션(82) 내로의 임의의 유체 침투는 예컨대 도 8에 도시된 통로(108)와 같은 하우징의 종속적 부분 내에 구성된 하나 이상의 배액 구멍 또는 통로를 통해 하우징을 빠져 나가도록 허용될 수 있다.
대안 실시예에서, 손잡이 원위 섹션 또는 피봇 제어 하우징(82)과 내시경의 샤프트 사이의 관통 배리어(159)(도 10b 참조)는 완전 밀봉식 구조를 포함할 수 있으며, 이 완전 밀봉식 구조는 피봇 제어 하우징으로부터 내시경 샤프트의 원위 단부로 연장하는 견인 케이블 또는 작동 케이블의 이동을 여전히 허용한다. 예로서, 관통 배리어는 가요성(또는 늘어진) 다이아프램, 주름식 엘라스토머 다이아프램, 아코디언 구조 고무 부트, 벨로우즈 구조 또는 하우징에 대해 그 주연부에서 부착되는 다른 변위가능한 다이아프램을 포함하며, 이들은 그 중앙 영역 부근에서 그를 통해 통과하는 임의의 구조 둘레에 유체 밀폐 밀봉부를 형성하고, 그 중앙 영역은 그를 통해 통과하는 임의의 피봇 제어 케이블의 자유 이동을 허용하도록 원위 및 근위방향으로 자유롭게 전후 이동할 수 있다. 내시경의 이 부분에 더 완전한 밀봉부를 구비하면, 손잡이 전자장치 섹션(80)과 피봇 제어 하우징 사이의 2차 밀봉에 대한 필요성이 감소 또는 제거될 수 있다.
도 11b는 가요성 부재(153)를 포함하는 벌크헤드 또는 관통 배리어(159)의 대안적 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 관통 배리어(159)는 강성 구조(167) 및 가요성 부재(153)를 포함한다. 강성 부분 또는 구조(167)는 가요성 부재(153)가 부착되거나 융합되는 프레임으로서 작용할 수 있다. 일부 실시예에서, 제조 동안 가요성 부재(153)와 강성 부분 또는 구조(167)를 함께 결합시키는데 듀얼 몰딩 프로세스가 사용될 수 있다. 강성 구조(167)는 손잡이 원위 섹션(30)(예를 들어, 도 15 참조)의 협력하는 정합 특징부와 결합하도록 크기 설정될 수 있는 하나 이상의 정합 특징부(173)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 정합 특징부(들)(173)와 손잡이 원위 섹션(30)(예를 들어, 도 15 참조)의 협력 부분과의 상호 작용은 관통 배리어(159)와 손잡이 원위 섹션 사이의 밀봉부를 생성할 수 있다(예를 들어, 도 15 참조).
이제 도 11c를 참조하면, 이러한 밀봉의 생성을 용이하게 하기 위해, 개스킷 부재(163)가 관통 배리어(159)의 주연부 주위에 포함될 수 있다. 이러한 개스킷 부재(163)는 관통 배리어(159)의 외부 에지(165)(도 11b)를 따라 배치될 수 있다. 대안적으로, 개스킷 부재(163)를 제조 중에 관통 배리어(159)에 부착하기 위해 듀얼 몰딩 프로세스가 사용될 수 있다. 개스킷 부재(163)는 강성 구조(167)를 완전히 둘러쌀 수 있으며, 예를 들어 Metaprene®과 같은 압축성 또는 엘라스토머 재료로 형성될 수 있다.
도 11b 및 도 11c를 계속 참조하면, 가요성 부재(153)는 다수의 관통 요소를 포함한다. 다수의 오리피스(178)가 예시적인 가요성 부재(153)에 포함된다. 또한, 가요성 부재(153)는 선택적 조명 또는 광섬유 통로(179)를 포함할 수 있다. 이러한 조명 통로(179)는 예를 들어 내시경 샤프트의 원위 단부에서 하나 이상의 LED에 의해 조명이 제공되는 실시예에서는 필요하지 않을 수 있다. 또한, 가요성 부재(153)에 슬릿 또는 슬롯(177)이 포함될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 슬릿(177)은 가요성 부재(153)로부터 강성 구조(167)를 통해 관통 배리어(159)의 에지까지 연장된다.
관통 배리어(159) 내의 관통 요소 및 통로는 마찬가지로 관통 배리어(159)의 강성 프레임 구조(167)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 고정 또는 비-변위 구성요소와 연계된 관통 요소 또는 통로가 관통 배리어(159)의 강성 구조(167)에 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 예시적인 실시예에서 강성 구조 통로(169)는 강성 구조(167)를 통한 통로를 제공하는 것으로 도시되어 있다.
도관 부착 부위 또는 포트(256)는 또한 관통 배리어(159)에 포함될 수 있다. 도시된 바와 같이, 도관 부착 포트(256)는 강성 구조(167)로부터 돌출하고, 선택적으로 가요성 튜브 또는 도관이 그 위에 고정될 수 있는 미늘형 피팅을 포함한다. 도관 부착 부위(256)는 관통 배리어(159)를 통해 연장되는 내부 루멘을 포함할 수 있다. 도 11b에 도시된 예시적인 실시예에서, 내부 루멘은 관주 또는 흡입 통로(174)이며, 이 통로를 통해 유체가 관통 배리어(159)의 일 측면으로부터 다른 곳으로 전달될 수 있다.
이제 도 11d를 또한 참조하면, 조립될 때, 다양한 관통 구성요소(155)는 관통 배리어(159)의 오리피스(178), 통로(179) 및 슬릿(177)을 통과할 수 있다. 이들 관통 구성요소(155)가 관통 배리어(159)에 위치되면, 밀봉 부재 또는 에이전트(151)는 선택적으로 관통 배리어(159) 내의 관통 구성요소(155)의 진입 및/또는 출구 지점 중 하나 또는 둘 모두에 적용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 부재 또는 에이전트(151)는 접착제와 같은 고정제이지만, 다른 실시예에서는 임의의 적합한 밀봉 부재 또는 에이전트가 사용될 수 있다. 밀봉 부재 또는 에이전트(151)는 관통 배리어(159) 내의 관통 요소를 통한 유체 연통을 방지할 수 있다. 또한, 가요성 부재(153) 상에 적용될 때, 이는 가요성 부재(153) 내의 진입 및 출구 지점에 대해 변위되지 않도록 관통 구성요소(155)를 고정할 수 있다. 결과적으로, 이 경우에, 관통 구성요소(155)의 변위는 가요성 부재(153)가 마찬가지로 전후로 움직이게 할 것이다.
도 12는 피봇 제어 구조(100)의 일 실시예의 예시적인 분해도를 도시한다. 피봇 제어 구조(100)는 구조의 피봇을 제어할 수 있다. 구조는 예를 들어 삽입 섹션(14)의 원위 단부에서의 카메라 조립체(350)(도 21 참조)일 수 있다(도 3a 참조). 대안 실시예에서, 피봇 제어 구조(100)는 대신 또는 추가적으로 삽입 섹션(14)의 가요성 섹션의 굴곡을 추가적으로 제어하기 위해 사용될 수 있다. 피봇 제어 구조(100)의 일부 실시예는 기어, 모터, 멀티바아 연동부, 다이얼 등을 포함할 수 있으며, 이들은 후술된 실시예와는 다르다.
도 12의 예시적 피봇 제어 구조(100)는 분해도로 도시되어 있다. 위에서 상세히 설명한 손가락 접촉부(98)는 피봇 제어 구조(100)로부터 분리되어 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 손가락 접촉부(98)의 저부면은 선택적으로 다수의 페그 돌출부(180)를 포함할 수 있다. 도 12에 도시된 예시적 실시예에서, 형상이 대체로 원통형인 네 개의 페그 돌출부(180)가 존재한다(페그 돌출부의 수 및 형상은 다를 수 있음). 손가락 접촉부(98)는 추가적으로, 손가락 접촉부(98)의 하위 표면에 배치된 손가락 접촉부 슬롯(182)을 포함한다.
손가락 접촉부(98) 아래에는, 피봇 제어 구조(100)의 피봇 부분(184)의 예시적 실시예가 도시되어 있다. 피봇 제어 구조(100)의 피봇 부재(184)의 상부는 슬라이더(186)를 포함할 수 있다. 슬라이더(186)의 중심으로부터는 손가락 접촉부 슬롯(182)과 정합하도록 배열된 손가락 접촉 포스트(188)가 돌출한다. 선택적으로, 손가락 접촉 페그 구멍(190)은 손가락 접촉 포스트(188)의 각 측부 상에서 손가락 접촉 포스트(188) 측면과 접한다. 손가락 접촉부(98)가 피봇 제어 구조(100)에 부착될 때, 손가락 접촉 슬롯(182)은 슬라이더(186) 상의 손가락 접촉 포스트(188) 상으로 활주될 수 있다. 추가적으로, 조립시, 손가락 접촉부(98)의 페그 돌출부(180)는 존재시 슬라이더(186)의 손가락 접촉 페그 구멍(190) 내에 배치될 수 있다.
피봇 제어 구조(100)는 내시경의 하나 이상의 특징부와 상호작용하여 원하는 배향으로 고정 또는 유지될 수 있게 한다. 도시된 바와 같이, 피봇 부재(184)의 슬라이더(186)의 저부면은 선택적으로 하나 이상의 포획 바아 또는 디텐트 요소(192)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다수의 포획 바아(192)가 손잡이(12) 상의 대향 융기 특징부 또는 리지(94)와 결합하도록 배열되어 슬라이더(186)의 저부를 따라 배치될 수 있다.
포획 바아 또는 디텐트 요소(192)는 상술한 손잡이 융기 부분(32)(도 7a에 가장 잘 도시됨)의 활주 버튼 리세스(92)의 융기 특징부 또는 리지(94)와 상호작용할 수 있다. 피봇 제어 구조(100)가 사용자에 의해 변위될 때, 리지(94) 사이의 공간은 디텐트로서 작용할 수 있으며, 그 내부에 슬라이더(186)의 포획 바아(192)가 "파킹"될 수 있다. 이는 사용자가 원하는 위치로 이를 이동시키고 해제하고 나서 피봇 제어 구조(100)의 표류 또는 이동을 방지하는 것을 돕는다. 또한, 이는 피봇 제어 구조(100)가 기구의 사용 동안 우발적으로 변위되지 않는 것을 보증하는 것을 도울 수 있다. 대안적 실시예들에서, 그리고, 도 7c와 관련하여 전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 피봇 제어 구조(100)는 포획 바아 또는 디텐트 요소(192)로서 작용하는 아암(97)을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 피봇 제어 구조(100)의 피봇 부재(184)는 굴곡 내부 차폐부(194)를 포함한다. 내부 차폐부(194)는 조립시 손잡이 하우징 아래에, 그리고, 슬라이더(186) 아래에 겹쳐진다. 포스트(196)는 슬라이더(186)의 저부면과 내부 차폐부(194)의 상부면 사이의 거리에 걸쳐질 수 있다. 일부 실시예에서, 포획 바아(192)는 내부 차폐부(194)의 상부 상에 위치될 수 있다. 이런 실시예에서, 상술한 리지(94)는 리지(94)가 내부 차폐부(194) 상의 포획 바아(192)를 위한 디텐트를 형성할 수 있도록 손잡이 원위 섹션(30)의 하우징의 내부 벽 상에 위치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 이는 피봇 제어 구조(100)가 원하는 위치에서 "파킹"될 수 있게 한다.
피봇 아암(198)이 내부 차폐부(194)의 저부면으로부터 연장할 수 있다. 예시적 실시예에서, 피봇 아암(198)은 2개의 기계적 케이블 부착 지점 또는 구멍(202)을 포함한다. 하나의 구멍(202)은 피봇 샤프트(204)의 일 측부에 배치되고, 제2 구멍(202)은 피봇 샤프트(204)의 다른 측부에 배치된다. 예시된 실시예에서, 슬라이더(186)의 전진 이동은 하부 구멍(202)에 연결된 기계적 케이블이 근위방향으로 후퇴되게 하고, 슬라이더(186)의 후향 이동은 상부 구멍(202)에 연결된 기계적 케이블이 근위방향으로 후퇴되게 한다. 손잡이의 근위 단부로부터 손잡이의 원위 단부로의 광섬유 또는 전기 케이블의 비교적 방해받지 않은 통과를 수용하기 위해, 피봇 아암(198)은 예로서, 그 피봇 샤프트(204) 위에 절결부가 형성됨으로써, 통과하는 케이블이 피봇 샤프트(204) (또는 샤프트(204)를 둘러싸는 동심 슬리브 또는 허브) 상에서 자유롭게 안치될 수 있게 한다. 이러한 배열은 측방향 또는 수직방향으로의 최소의 변위로 통과를 가능하게 한다.
이제, 도 12 및 도 14 모두를 참조하면, 피봇 아암(198)은 피봇 영역(200)과 피봇 샤프트(204)를 둘러싸는 측방향 변위 섹션(199)을 갖도록 구성된다. 따라서, 피봇 샤프트(204)를 둘러싸는 허브 또는 슬리브(조립시)는 통과하는 케이블(250)이 안치될 수 있는 베어링 표면으로서 기능하는 것으로 도시되어 있다. 피봇 아암(198)의 하부 부분은 피봇 샤프트(204)의 슬리브 또는 허브 아래의 위치로부터 하향 연장한다. 일부 실시예에서, 피봇 아암(198)의 하부 부분은 선택적으로, 지점 또는 구멍(202)에 연결된 기계적 케이블이 또한 수직으로 정렬되도록 피봇 아암(198)의 상부 부분과 수직으로 정렬될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 케이블(예를 들어, 케이블(250)이 다양한 다른 방식으로 피봇 샤프트(204)의 허브 둘레에(또는 그를 통해) 지나갈 수 있으며, 그래서, 그 경로는 피봇 제어 구조(100)의 피봇 아암(198)에 의해 최소로 방해를 받는다.
선택적으로, 2차 관통 밀봉부는 손잡이 원위 섹션(30)의 하우징 내로 침투할 수 있는 유체와 전자장치 섹션(80)이 수납될 수 있는 손잡이 근위 섹션(16)의 하우징 사이에 추가적인 배리어를 제공한다. 밀봉부는 오리피스, 구멍 또는 슬릿을 포함할 수 있으며, 이를 통해 광섬유 다발, 전기 케이블 및/또는 유체 도관 배관 같은 그러나 이에 한정되지 않는 구성요소들이 통과할 수 있다. 구멍 또는 슬릿은 밀봉부를 통해 이들이 통과할 때 이들 구성요소 위에 꼭맞는 끼워 맞춤을 제공하도록 크기설정될 수 있다. 일 실시예에서, 2차 관통 밀봉부는 그 유체 밀봉 특성을 향상시키기 위해 고무 또는 다른 엘라스토머 재료로 형성된다. 일부 실시예들에서, 예를 들어 가요성 부재(153)를 포함하는 관통 배리어(159)를 포함하는 것들은 어떠한 2차 관통 밀봉부도 포함되지 않을 수 있다. 그러한 실시예에서, 전자장치 섹션(80) 및 외부 손잡이 섹션(82)은 동일한 체적 또는 연결된 체적일 수 있다.
도 13은 2차 밀봉부, 즉 밀봉 부재(210)의 예시적인 실시예를 도시한다. 밀봉 부재(210)는 도 13에 도시된 바와 같이 대략 직사각형일 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(210)의 일 단부는 제1(예를 들어, 직사각형) 형상으로 이루어질 수 있고, 밀봉 부재(210)의 제2 단부는 제2 형상(예를 들어, 둥근 에지를 갖거나 둥근 형상)으로 이루어질 수 있다. 이는 조립 동안 장점을 제공하여 밀봉 부재(210)가 적절한 배향으로 장착되는 것을 보증할 수 있다. 밀봉 부재(210)는 다수의 오리피스를 포함할 수 있다. 예시적 실시예에서, 밀봉 부재(210)는 광섬유 다발(예를 들어, 조명 섬유) 오리피스(212), 플렉스 케이블(즉, 전기 케이블) 오리피스(214) 및 유체 배관(예를 들어, 관주 라인) 오리피스(216)를 포함한다. 도 13에 도시된 예시적 실시예에서, 조명 섬유 오리피스(212), 플렉스 케이블 오리피스(214) 및 관주 라인 오리피스(216)는 전체 밀봉 부재(210)를 통해 연장한다. 조명 섬유 오리피스(212)는 섬유 다발 또는 광 파이프의 직경과 일치하도록 비교적 작은 직경을 갖는다. 플렉스 케이블 오리피스(214)는 전자 플렉스 케이블의 크기 및 형상에 일치하는 슬릿이다. 관주 라인 오리피스(216)는 원통형이고, 조명 섬유 오리피스(212)의 것보다 큰 직경을 갖는다. 조명 섬유 오리피스(212), 플렉스 케이블 오리피스(214) 및 관주 라인 오리피스(216)는 밀봉 부재(210)의 전방면(도 13에 관하여)에 실질적으로 수직인 각도로 밀봉 부재(210)를 통해 연장한다. 대안 실시예에서, 밀봉 부재(210) 내의 오리피스는 수, 크기 및 형상이 다를 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 부재(210)는 예로서, 버튼(90)으로의 배선을 위한 추가적 구멍을 포함할 수 있다.
도 13의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(210)는 또한 다수의 개스킷 아암(218)을 포함할 수 있다. 도 13의 예시적인 실시예에서, 개스킷 아암(218)은 밀봉 부재(210)의 후면 에지 근처의 밀봉 부재(210)의 상부 및 저부면으로부터 돌출한다. 도시된 바와 같이, 2개의 개스킷 아암(218)이 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 개스킷 아암(218)은 직선형일 수 있다. 예시적 실시예에서, 개스킷 아암(218)은 밀봉 부재(210)로부터 멀어지는 방향으로 개스킷 아암(218)을 굴곡시키는 아치형 섹션에 의해 연결된 2개의 직선형 섹션을 포함한다.
도 14는 손잡이 원위 섹션(30)의 하나의 절반(30a)의 예시적 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 내부 덮개 장착부(160), 피봇 제어 구조(100) 및 밀봉 부재(210)는 손잡이 원위 섹션(30)의 도시된 절반(30a) 내에 조립 및 배치된다. 플렉스 케이블(250)(예를 들어, 가요성 전자 통신/전력 케이블)이 또한 도시되어 있다. 도 14에 도시된 예시적 실시예에서, 내부 덮개 장착부(160)의 원위 섹션(161a)은 덮개 장착 허브(252)를 포함한다. 덮개 장착 허브(252)는 유틸리티 구멍(168)(도 11a 참조)과 동일한 축을 따라 원위방향으로 연장한다. 예시적 실시예에서, 덮개 장착 허브(252)는 중공 및 실질적 원통형일 수 있다. 덮개 장착 허브(252)의 내경은 선택적으로 유틸리티 구멍(168)의 직경보다 다소 크거나 대략 동일할 수 있다. 예시적 실시예에서, 덮개 장착부 장착 탭(254)이 덮개 장착 허브(252)의 외부 표면으로부터 도드라지게 돌출한다. 덮개 장착부 장착 탭(254)은 덮개 장착 허브(252)가 그로부터 돌출하는 삽입 측부 부재(160a)의 면에 인접하게 배치된다. 장착 탭(254)은 덮개 장착 허브(252)에 장착될 때 덮개(예를 들어, 도 17에 도시된 내부 덮개(312)를 적절히 배향하도록 기능할 수 있고, 선택적으로 또한 덮개 장착부(160)와 덮개 장착 허브(252)에 덮개를 고정하기 위한 로킹 부재로서 기능할 수도 있다.
다른 실시예에서, 덮개 장착 탭(254)은 덮개 장착 허브(252)의 내측 표면 상에 배치될 수 있다. 이는 덮개 내측에 내부 덮개 장착 허브(252)를 수용할 필요성을 회피하여 덮개의 도관의 직경의 긴축부를 제거하기 때문에 바람직할 수 있다. 결과적으로, 이런 도관을 통한 더 높은 유량이 달성될 수 있다. 대안적으로, 덮개 장착 허브(254)는 일부 실시예에서 포함되지 않을 수 있다. 덮개는 대신 임의의 적절한 설비(미도시)의 덮개 장착 허브(252)로 배향되어 그에 고정될 수 있다.
도시된 바와 같이, 플렉스 케이블(250)은 내부 덮개 장착부(160)를 통해 연장한다. 플렉스 케이블(250)은 덮개 장착 허브(252)를 통해 내부 덮개 장착부(160)의 원위 섹션(161a) 내로 통과한다. 플렉스 케이블(250)은 또한 근위 섹션(161b)의 덮개 장착 슬릿(176)을 통해 라우팅된다.
내부 덮개 장착부(160)의 근위 섹션(161b)은 유체 도관 부착 부위 또는 포트(256)를 포함한다. 유체 도관 부착 부위(256)는 중공의 대략 원통형의 돌출부일 수 있으며, 이는 내부 덮개 장착부(160)의 근위 섹션(161b)으로부터 지면(도 14에 관하여)의 우측을 향해 연장한다. 관주 라인(434)의 배관(도 96 참조)은 배관의 설치된 섹션을 보유하는 것을 돕도록 선택적으로 가시형성될 수 있는 유체 도관 포트(256)의 외부 표면 위로 활주될 수 있다. 도시된 바와 같이, 유체 도관 포트(256)의 우측 에지는 또한 포트(256)로의 배관 세그먼트의 용이한 설치를 돕는 방식으로 모따기될 수 있다. 추가적으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 유체 도관 포트(256)의 근위 단부는 포트(256) 표면의 잔여부보다 미소하게 더 큰 직경으로 테이퍼진다. 이는 가시부로서 작용할 수 있으며, 부착되고 나서 관주 라인(434)의 배관(도 96 참조)이 쉽게 분리되지 않는 것을 보증하는 것을 돕는다. 대안 실시예에서, 도관 포트(256)는 밀봉 부재(210)의 관주 라인 오리피스(216) 내로 연장되고 끼워질 수 있다. 관주 라인(434)을 위한 가시형 부분/부착 부위는 그후 밀봉 부재(210) 상에 배치될 수 있다.
피봇 제어 구조(100)는 도 14에 도시된 바와 같이 손잡이 원위 섹션(30)으로 피봇식으로 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 피봇 샤프트(204)는 피봇 제어 구조(100)의 피봇 아암(198)의 피봇 샤프트 구멍(200)을 통해 연장한다. 손잡이 원위 섹션(30)의 원거리 벽 내로 삽입된 피봇 샤프트(204)의(또는 주변 허브의) 단부는 손잡이 원위 섹션(30)의 내부 벽으로부터 돌출하는 피봇 베어링(260)에서 배치될 수 있다. 완전히 조립되었을 때, 피봇 샤프트(204)의 대향 단부는 유사하게 손잡이 원위 섹션(30)의 다른 절반(30b)의 내부 벽으로부터 돌출하는 피봇 베어링(260)에 배치될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 피봇 제어 구조(100)의 내부 차폐부(194)와 슬라이더(186)는 손잡이 원위 섹션(30)의 벽의 두께보다 미소하게 더 큰 거리로 포스트(196)에 의해 서로 오프셋될 수 있다. 포스트(196)는 상술된 피봇 제어 구조 절결부(96)를 통해 연장할 수 있다. 내부 차폐부(194)와 슬라이더(186)의 곡률은 슬라이더(186)와 내부 차폐부(194)가 손잡이 원위 섹션(30) 하우징의 벽과의 간섭 없이 사용자로부터의 입력에 의해 전후로 자유롭게 이동할 수 있도록 선택될 수 있다. 피봇 제어 구조 절결부(96)의 길이는 사용자가 피봇 제어 구조(100)에 대한 입력으로 생성할 수 있는 피봇 변위량을 결정할 수 있다.
일부 실시예에서, 피봇 제어 구조 절결부(96)의 벽은 포스트(196)에 대해 마찰력을 작용할 수 있다. 이런 실시예에서, 이 마찰력은 피봇 제어 구조(100)가 소정 위치에 "파킹"될 수 있게 한다. 이런 실시예에서, 피봇 제어 구조 절결부(96)의 벽은 고무나 다른 엘라스토머 재료 같은 고 마찰 재료로 이루어질 수 있다. 이런 실시예에서, 피봇 제어 구조(100)는 상술한 리지(94) 또는 포획 바아(192)를 포함할 필요가 없을 수 있다.
또한, 내시경(10)은 견인 케이블 또는 와이어, 벨트 또는 푸시로드 형태의 기계적 피봇 작동기를 포함할 수 있다. 작동기는 삽입 섹션의 원위 단부의 이동가능한 요소까지 내시경(10)의 손잡이로부터 중실형, 브레이드형 또는 기타 방식으로 연장하는 임의의 세장형 부재일 수 있다. 세장형 부재는 가요성 또는 실질적으로 강성적일 수 있다. 세장형 부재는 둥글거나(케이블의 예에서와 같이), 타원형이거나, 비교적 평탄하거나, 임의의 다른 형상이나 단면을 가질 수 있다. 일부 실시예에서 작동기는 벨트일 수 있다.
패닝가능한 카메라 또는 카메라 장착부를 샤프트 또는 삽입 섹션의 원위 단부에 또는 그 부근에 구비하는 내시경에서, 패닝가능한 카메라 또는 카메라 장착부는 견인 와이어 또는 푸시로드를 사용하여 회전될 수 있다. 견인 와이어 실시예에서, 패닝 케이블은 케이블 부착 구멍(202)을 통해 부착 또는 연결되거나 루프형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 2개의 패닝 케이블이 각 케이블 부착 구멍(202)에 부착될 수 있다. 양호한 실시예에서, 단일 패닝 케이블의 양 단부가 각 케이블 부착 구멍(202)에 부착되어 루프를 생성한다. 대안적으로, 단일 케이블이 그 중간점 부근에서 케이블 부착 구멍(202)을 통해 루프형성되고, 케이블의 단부들이 그후 회전 가능한 카메라 또는 카메라 장착부에 원위에서 연결된다. 패닝 케이블은 피봇 아암(198)의 케이블 부착 구멍(202)으로부터 연장하고 내부 덮개 장착부(160)의 근위 섹션(160b)의 하나 이상의 오리피스(178)를 통해 라우팅될 수 있다. 패닝 케이블은 그후 유틸리티 구멍(168)을 통해, 그리고, 내부 덮개에 의해 형성된 도관을 통해, 선택적으로는 전자 플렉스 케이블(250) 및/또는 광섬유 다발의 길이와 나란하게 연장할 수 있다. 피봇 제어 구조(100)를 피봇시킴으로써, 케이블 부착 구멍(202) 중 하나에 연결된 패닝 케이블 또는 케이블들이 당겨지고, 다른 부착 구멍(202)에 연결된 케이블(들)은 이완된다. 하나의 케이블 부착 구멍(202)과 연계된 패닝 케이블 또는 케이블들을 피봇 지점의 일 측부에 부착하고, 다른 케이블 부착 구멍(202)과 연계된 패닝 케이블 또는 케이블들을 피봇 지점의 다른 측부에 부착함으로써, 피봇 제어 구조(100)는 내시경의 삽입 섹션의 원위의 피봇 대상물을 선택적으로 회전시키도록 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 유사한 케이블 기구가 사용되어 삽입 섹션의 가요성 원위 세그먼트를 능동적으로 굴곡시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 피봇 제어 구조(100)의 피봇 아암(198)은 기어를 통해 피봇될 수 있다. 이런 실시예에서, 손가락 접촉부(98), 손가락 접촉 포스트(188)(도 12 참조), 슬라이더(186), 수직 포스트(196) 및 내부 차폐부(194)는 필요하지 않을 수 있다. 손잡이 원위 섹션(30)에 수납된 사용자 입력 기어의 적어도 일부가 손잡이 융기 섹션(34)의 외부로 돌출할 수 있다. 사용자 입력 기어는 손잡이 원위 섹션(30) 내에 배치된 피봇축을 중심으로 회전될 수 있다. 이러한 회전은 예로서, 사용자의 손가락 또는 엄지에 의해 사용자가 개시할 수 있다. 사용자 입력 기어는 피봇 제어 구조(100)의 피봇 아암(198)을 위해 피봇 샤프트(204) 둘레에 배치된 피봇 샤프트 기어와 맞물릴 수 있다. 이런 실시예에서, 사용자 입력 기어가 회전될 때, 피봇 샤프트 기어 및 피봇 아암(198)은 역시 회전하게 되어 상술한 바와 같이 피봇 작동기(예를 들어, 패닝, 작동 또는 견인 와이어) 상에 작용한다. 일부 실시예에서, 중간 기어 또는 임의의 수의 중간 기어가 사용자 입력 기어와 피봇 샤프트 기어 사이에 존재하여 이동 정확도 및 인체공학적 요건을 충족시키기 위한 임의의 원하는 기어 감속을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 피봇 아암(198)은 전기 모터(예를 들어, 브러시리스 모터, 스텝퍼 모터 등)를 통해 회전될 수 있다. 모터를 통한 회전은 버튼(90) 같은 하나 이상의 사용자 입력 수단에 의해 제어될 수 있다. 적어도 하나의 버튼(90)을 포함하는 실시예에서, 버튼(90) 또는 버튼들(90)은 피봇 아암(198)의 이동 속도 및 방향을 제어할 수 있다.
일부 실시예에서, 피봇 샤프트(204)는 손잡이 원위 섹션(30)의 외측으로 돌출할 수 있다. 이런 실시예에서, 피봇 샤프트(204)(또는 상위 허브 또는 슬리브)는 사용자에 의해 직접적으로 회전될 수 있다. 일부 실시예에서, 손잡이 원위 섹션(30)의 외부로 돌출하는 피봇 샤프트(204)의 부분은 너브, 다이얼, 크랭크 등을 포함할 수 있으며, 그래서, 사용자가 이 너브, 다이얼, 크랭크 등을 파지 및 회전시키는 것에 의해 피봇 샤프트(204)를 쉽게 회전시킬 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(210)가 개스킷 리세스(270) 내에 배치된다. 개스킷 리세스(270)는 개스킷 아암 리세스(272)를 포함할 수 있다. 다양한 구성요소가 상술한 바와 같이 밀봉 부재(210)를 통과할 수 있다. 도시된 바와 같이, 손잡이 근위 섹션(16)에 수납된 전자장치 섹션(80)의 인쇄 회로 보드(430a)(예로서, 도 96 참조)에 연결된 플렉스 케이블(250)은 밀봉 부재(210)의 플렉스 케이블 오리피스(214)를 통과하고, 밀봉 부재(210)를 지나 덮개 장착부(160) 및 손잡이 원위 섹션(30)의 하우징을 통해 궁극적으로 내시경의 삽입 섹션으로 원위방향으로 진행하도록 연장할 수 있다. 관주 라인(434)(도 96 참조) 및 광섬유 다발(예를 들어, 조명 섬유(364), 도 96 참조)는 그 각각의 관주 라인 오리피스(216) 및 광섬유 다발 오리피스(212)를 통과하고, 플렉스 케이블(250)과 유사하게 손잡이 원위 섹션(30)의 하우징을 통해 연장할 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 부재(210)는 포함되지 않을 수 있다. 대신에 전자장치 섹션(80)은 손잡이(12)의 나머지 부분으로부터 구획화되지 않을 수 있다. 이러한 실시예에서, 둘러싸여진 인쇄 회로 보드(431)(예를 들어, 도 15 참조)은 포팅(potting)과 같은 보호 코팅 또는 층에 코팅되거나 둘러싸여질 수 있다. 밀봉 부재(210)를 포함하는 실시예에서, 인쇄 회로 보드(예를 들어, 도 15 참조)는 여전히 보호 코팅 또는 층에 둘러싸여질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 내부 덮개 장착부(160)는 도 11b 및 도 11c에 도시된 것과 유사한 가요성 부재(153)를 포함할 수 있고, 이는 주변에 밀봉부를 형성하고, 내부 덮개 장착부(160)를 통해 연장하는 임의의 관통 구성요소(예를 들어, 플렉스 케이블(250), 작동기/케이블, 조명 섬유 등)가 변위될 때 변위된다.
개스킷 리세스(270)의 단지 하나의 절반만이 도 14에 도시되어 있다. 개스킷 리세스(270)의 다른 절반은 손잡이 원위 섹션(30)의 다른 도시되지 않은 절반(30b)(예로서, 도 8 참조)에 위치될 수 있다. 완전히 조립되면, 밀봉 부재(210)는 개스킷 리세스(270)의 2개의 절반 사이에 포획된다. 완전히 조립되면, 밀봉 부재(210)는 손잡이 원위 섹션(30)에 존재할 수 있은 유체가 손잡이 근위 섹션(16) 내로 침입하는 것이 억제되는 것을 보증할 수 있으며, 손잡이 근위 섹션은 전자장치 섹션(80)을 포함하는 전자장치 구성요소를 수납한다. 밀봉 부재(210)는 적절한 유연한(예를 들어, 엘라스토머) 재료 또는 다른 적절한 개스킷 재료로 이루어질 수 있고, 밀폐 밀봉을 보증하도록 개스킷 리세스(270) 내로 가압될 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 부재(210)는 접착제를 사용하여 제 위치에 보유될 수 있다.
도 15는 손잡이 원위 섹션(30)의 하나의 절반(30a)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 관통 배리어(159) 및 피봇 제어 구조(100)가 조립되어 손잡이 원위 섹션(30)의 도시된 절반(30a) 내에 배치된다. 보호 재료(752)에 둘러싸여진 인쇄 회로 보드의 인클로저(431)는 또한 손잡이 원위 섹션(30)의 부품(30a) 내의 제 위치에 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 돌출 부분(430h)은 리본 또는 플렉스 케이블(250)일 수 있다(예를 들어, 도 14 참조). 인쇄 회로 보드는 벌크헤드 또는 관통 배리어(159)를 통과하는 하나 이상의 리본 케이블을 통해 샤프트(14)의 원위 단부의 구성요소와 연통할 수 있다. 이들 케이블은 내시경 샤프트의 원위 단부에서 센서 또는 카메라 하우징의 회전 운동을 수용하거나, 가요성 샤프트인 경우, 내시경 샤프트(14)의 굴곡 및 연장을 수용하기 위해 벌크헤드를 통해 다소 전후로 활주될 필요가 있을 수도 그렇지 않을 수도 있다. 대안적으로, PCB는 관통 배리어(159)를 통해 샤프트 또는 삽입 섹션(14) 내로 연장되는 PCB 자체의 연장부(430h)를 포함할 수 있다. 일부 특정 실시예에서, 인쇄 회로 보드 및 그 연장부(430h)는 도 33b 및 33.3 또는 도 67과 관련하여 도시되고 설명된 것과 유사할 수 있다. 밀봉 에이전트(151)는 돌출 부분(430h) 주위에 제 위치에 도시되어 있다. 관통 배리어(159)는 일부 실시예에서 주변 개스킷(163)(예를 들어, 도 11d 참조)을 포함할 수 있다. 관통 배리어(159)는 접착제, 에폭시, 글루, 용매 결합, 가압 끼워 맞춤 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 수의 방식으로 손잡이 원위 섹션(30)에 결합될 수 있다.
도 15의 피봇 제어 구조(100)는 도 12 및 도 14에 도시된 것과 유사하다. 그러나, 피봇 제어 구조(100)는 도 7c와 관련하여 전술한 리지(94)와 인터페이스하는 아암(97)을 포함할 수 있다. 또한, 이 특정 실시예에서, 피봇 제어 구조(100)의 피봇 아암(198)은 견인 와이어 부착 구멍(202)을 포함하지 않는다(예를 들어, 도 14 참조). 대신에, 체결구(203) 또는 아일렛(201)을 포함하는 유사한 구조가 피봇 아암(198)의 일부에 부착되거나 그 일부로서 제공될 수 있다. 견인 와이어는 아일렛(201)을 통해 피봇 아암에 부착될 수 있고, 피봇 제어 구조(100)는 견인 와이어를 작동시키는데, 예를 들어, 가요성 샤프트 또는 삽입 섹션(14)을 구부리거나 삽입 섹션(14)에서 카메라 조립체를 회전시키는 데 사용될 수 있다. 견인 와이어는 삽입 섹션(14)의 구성요소를 작동시키기 위해 관통 배리어(159)의 가요성 부재(153)를 통과할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 관통 배리어(159)는 손잡이 원위 섹션(30) 및 근위 섹션(16)에 수납된 전자 구성요소로부터 삽입 섹션(14)을 분리시키는 유일한 배리어일 수 있다. 밀봉 부재(210)(예를 들어, 도 14 참조)는 포함되지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 전자장치 섹션(80)은 손잡이(12)의 나머지 부분으로부터 구획화되거나 유체적으로 격리되지 않을 수 있다. 도 11c와 관련하여 전술한 바와 같이, 관통 배리어(159)는 추가적인 밀봉을 제공하기 위해 일부 실시예에서 주변 개스킷 부재(163)를 포함할 수 있다.
도 16은 외부 덮개 또는 캐뉼러 장착부(300)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 외부 덮개 또는 캐뉼러(318)는 삽입 섹션의 원위 단부의 구성요소에 대한 추가적 보호를 제공하거나 캐뉼러(318)를 현장에 남겨두고 사용자가 내시경의 삽입 섹션을 인출함으로써 추후 내시경의 삽입 섹션의 재삽입을 가능하게 하기 위하여 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 캐뉼러 장착부(300)는 절두원추형 형상을 가질 수 있으며, 더 큰 직경의 섹션은 근위방향에서 내부 덮개(312) 위에 캐뉼러(318)를 장착하기 위한 커넥터(예를 들어, 베이어닛 장착부)를 형성한다(예로서, 도 17 참조). 캐뉼러 장착 구멍(302)은 캐뉼러 채널에 합쳐지도록 캐뉼러 장착부(300)를 통해 연장할 수 있다. 캐뉼러 또는 외부 덮개 장착 구멍(302)은 캐뉼러(318)를 수용 및 보유하도록 구성될 수 있다. 캐뉼러(318)는 삽입 섹션의 내부 덮개(312) 위의 슬리브로서 작용하도록 구성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 암형 베이어닛 장착 부분(304)은 2개의 슬롯(306)을 포함한다. 슬롯(306)은 선택적으로 서로 다른 치수를 가짐으로써 손잡이 원위 섹션(30)의 원위 부분 상의 정합(수형) 커넥터에 관한 캐뉼러(318)의 적절한 배향을 보증할 수 있다. 일부 실시예에서, 암형 베이어닛 장착 부분(304)의 슬롯(306)은 세리프(serif)를 포함할 수 있고, 이 세리프 내로 수형 베이어닛 장착 부분(308)이 예로서, 벨빌(Belleville) 와셔를 사용하여 스프링 부하될 수있다. 이런 실시예에서, 스프링 부하식 연결은 2개의 부재(캐뉼러(318) 및 손잡이 원위 섹션(30))가 함께 더욱 확실히 로킹되는 것을 보증하는 것을 도울 수 있다.
일부 실시예에서, 정렬 특징부가 캐뉼러 장착부(300)에 포함되어 조립 동안 캐뉼러(318)를 캐뉼러 장착부(300)와 적절히 배향하고, 궁극적으로는 삽입 섹션의 내부 덮개(312) 위에 설치되었을 때 내부 덮개(312)(예로서, 도 17 참조)와 적절히 배향할 수 있다. 도 16의 예시적 실시예에서, 외부 덮개 장착 탭(310)은 외부 덮개 장착 구멍(302)의 내부 벽으로부터 돌출할 수 있다. 외부 덮개 장착 탭(310)은 암형 베이어닛 장착 부분(304)의 원위면으로부터 연장할 수 있고, 이는 그후 조립 동안 장착 슬롯을 갖는 캐뉼러(318)와 베이어닛 장착부(300)를 정렬하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 이런 특징부에 대한 필요성은 적절한 설비에 캐뉼러 장착부(300) 및 외부 덮개나 캐뉼러(318)를 결합함으로써 제거될 수 있다.
도 17은 손잡이 원위 섹션(30)의 원위면의 예시적 실시예의 부분 절결도를 도시한다. 내부 덮개(312)는 내부 덮개 장착부(160)의 덮개 장착 허브(252)에 장착된다. 내부 덮개(312)는 덮개 장착 절결부(314)를 포함한다. 내부 덮개 장착 절결부(314)는 덮개 장착 허브(252) 상에 덮개 장착 탭(254)을 수용하도록 치수설정될 수 있다. 이런 실시예에서, 덮개 장착 탭(254) 및 내부 덮개 장착 절결부(314)는 내부 덮개(312)가 내시경(10) 상에 적절히 배향되는 것을 보증할 수 있다.
내부 덮개(312)(및/또는 외부 덮개 또는 캐뉼러(318), 도 16 참조)는 강철, 임의의 수의 경화 플라스틱 또는 다른 강성적이고 내구성있는 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 내부 덮개(312) 또는 그 일부는 가요성이어서 내시경의 삽입 섹션이 삽입을 위해 필요할 때 비가시(non-line-of-site) 타겟 영역 내로 굴곡될 수 있게 한다. 이들 실시예에서, 사용자는 외부 덮개 또는 캐뉼러(318)를 사용하지 않을 수 있거나 캐뉼러(318) 자체가 또한 유사하게 가요성인 재료로 구성될 수 있다.
수형 베이어닛 장착 부분(308)도 도 17에 도시된 예시적 실시예에서 볼 수 있다. 수형 베이어닛 장착 부분(308)은 2개의 프롱(316)을 포함할 수 있다. 프롱(316)은 이제 역시 도 16을 참조하면 암형 베이어닛 장착 부분(304)의 L-형 슬롯(306)의 다리부에 끼워지도록 크기설정될 수 있다. 외부 덮개(318) 및 캐뉼러 장착부(300)는 프롱(316)을 슬롯(306)과 정렬시키고, 베이어닛 장착부를 프롱(316) 위로 가압하고, 그후, 베이어닛 장착부를 돌려서 이를 위치에 로킹함으로써 손잡이 원위 섹션(30)에 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 선택적으로, 2개의 프롱(316)은 서로 다르게 치수설정되고, 그래서, 외부 덮개 장착부(300)는 손잡이 원위 섹션(30)에 결합될 때 단지 하나의 가능한 배향만을 가질 수 있다.
도 16 및 도 17을 계속 참조하면, 외부 덮개 또는 캐뉼러(318)는 내부 덮개(312) 위로 활주되어 슬리브를 형성할 수 있다. 외부 덮개(318)의 내경은 꼭맞는 끼워 맞춤을 보증하기 위해 내부 덮개(312)의 외경보다 단지 미소하게 더 클 수 있다. 외부 덮개(318)는 외부 덮개 절결부(320)를 포함할 수 있다. 외부 덮개 절결부(320)는 내시경(10)이 완전히 조립되었을 때 외부 덮개 장착 탭(310)을 수용하도록 치수설정될 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 덮개(318)는 외부 덮개 장착 구멍(302) 둘레의 벽에 마찰 끼워 맞춤, 글루 결합 또는 다른 방식으로 융합 또는 부착될 수 있다. 외부 덮개 장착 탭(310)은 내시경(10)이 완전히 조립될 때 외부 덮개(318)의 정확한 배향을 보증하는 것을 도울 수 있다.
내시경(10)의 샤프트 또는 삽입 섹션(14)(도 3 참조)이 타겟 영역 내로 삽입될 때, 외부 덮개(318) 및 외부 덮개 장착부(300)는 상술한 바와 같이 내시경(10)의 잔여부로부터 분리될 수 있다. 이는 외부 덮개(318)가 캐뉼러로서 사용될 수 있게 하고, 현장에 잔류하여 내시경(10)이 타겟 영역 내로 재도입될 수 있게 한다.
도 17a에는 외부 덮개(318)와 사용하기 위해 구성된 투관침 또는 폐색기(319)가 도시되어 있다. 내시경을 수술 장소에 도입하는 동안, 투관침이 외부 덮개(318)에 삽입되어 외부 덮개(318)의 원하는 위치로의 진입을 용이하게 하고, 그 후, 투관침이 인출될 수 있고 샤프트(14)의 내부 덮개(312) 삽입될 수 있다. 작동 중에 샤프트(14)가 수술 장소 내에서 실질적으로 재배치될 필요가 있는 경우, 외부 덮개(318)를 제 위치에 유지하면서 내시경 샤프트(14)를 환자로부터 인출할 수 있고, 투관침이 외부 덮개(318) 내로 도입될 수 있고, 투관침/외부 덮개 조립체는 필요에 따라 재배치될 수 있다. 일단 적절한 위치에 있게 되면, 투관침은 외부 덮개(318)로부터 인출될 수 있고, 내부 덮개(312)를 갖는 내시경 샤프트가 그후 외부 덮개(318)에 재삽입될 수 있다. 도시된 예에서, 투관침(319)은 뾰족하거나 뭉툭한 단부(323)를 갖는 중실 샤프트 부분(321) 및 베이스 부분(325)을 포함한다. 베이스 부분(325)은 내시경 손잡이의 원위 손잡이 섹션(30)의 것과 매칭되는 로킹 장착부를 선택적으로 구비하여, 투관침을 사용 중에 외부 덮개(318)에 고정시킬 수 있다. 필요시, 외부 덮개 또는 캐뉼러(318)는 그를 통해 다른 기구가 타겟 영역 내로 도입될 수 있는 도관으로서 사용될 수 있다. 외부 덮개(318)는 또한 그를 통해 타겟 영역으로부터 유체가 인출 또는 도입될 수 있는 도관으로서 기능할 수 있다.
카메라 조립체 하우징(330) 또는 원위 작동 섹션이 도 18에 내부 덮개(312)의 원위 단부로부터 분리되어 도시되어 있다. 본 실시예에서, 내시경의 삽입 섹션의 원위 작동 섹션은 내부 덮개(312)와는 별개로 구성되고 후속하여 조립 동안 내부 덮개(312)의 원위 단부와 정합될 수 있다. 다른 실시예에서, 내부 덮개(312)는 원위 작동 섹션을 통합하는 단일 부재로서 구성될 수 있다. 원위 작동 섹션이 별개로 구성되는 실시예에서, 원위 작동 섹션은 내부 덮개(312)와는 다른 재료로 형성될 수 있다. 추가적으로, 이는 다수의 조립된 부품으로 구성될 수 있다.
도 18의 예시적 실시예에서, 내부 덮개(312)의 원위 에지는 내부 덮개 원위 절결부(322)를 포함한다. 카메라 조립체 하우징(330)은 내시경(10)의 조립 동안 내부 덮개(312)의 원위 단부 내로 삽입되기에 적절한 외경을 구비하는 성형된 피수용 세그먼트(332)를 포함할 수 있다. 피수용 세그먼트(332)는 피수용 세그먼트 탭(334) 또는 다른 정렬 특징부를 포함할 수 있다. 피수용 세그먼트 탭(334)은 내시경(10)이 조립될 때 내부 덮개 원위 절결부(322)에 정합되도록 치수설정될 수 있다. 피수용 세그먼트 탭(334)과 내부 덮개 원위 절결부(322)는 내시경(10)이 조립될 때 카메라 조립체 하우징(330)이 적절히 배향 및 정렬되는 것을 보증하는 것을 돕는다.
카메라 조립체 하우징(330)은 추가적으로, 작동 세그먼트(336)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 도 18의 작동 세그먼트(336)는 저부 공극(340)을 갖거나 갖지 않는 상부 공극(338)을 포함할 수 있다. 상부 공극(338) 및 저부 공극(340)은 카메라 조립체 장착부(330)의 작동 세그먼트(336)의 대부분을 따라 연장할 수 있다. 둥근 선단부(342)는 카메라 조립체 장착부(330)의 작동 세그먼트(336)의 원위 단부에 포함될 수 있다. 도시된 바와 같이, 둥근 선단부(342)는 선택적으로 총안형 개구(344)를 포함할 수 있다. 총안형 개구(344)의 에지는 사면형성, 모따기 또는 둥글게 형성될 수 있다. 예시적 실시예에서, 총안형 개구(344)는 상부 공극(338)과 연속적이다. 일부 실시예에서, 상부 공극(338) 및 저부 공극(340)은 유사하게 총안형일 수 있다.
도 18에 도시된 둥근 선단부(342) 같은 둥근 선단부(342)는 다수의 이득을 제공할 수 있다. 둥근 선단부(342)는 환자의 타겟 영역 내로의 삽입 섹션(14)의 삽입을 도울 수 있다. 일부 경우에, 이는 투관침에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 관절경 용례에서, 둥근 선단부(342)의 윤곽은 내시경(10)이 관절 내의 좁은 공간 내로 조종될 수 있게 한다. 둥근 선단부(342)는 추가적으로 의사가 타겟 영역 내의 조직에 비외상성으로 압력을 적용할 수 있게 한다. 또한, 둥근 선단부(342)는 카메라 조립체(350)를 위한 보호 특징부로서 기능할 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 카메라 조립체 하우징(330)의 작동 세그먼트(336)의 내부 벽은 2개의 카메라 장착 피봇 베어링(346)을 포함한다. 도 18에 도시된 예시적 실시예에서, 카메라 피봇 베어링(346)은 카메라 조립체 장착부(330)의 내부 측부 벽으로부터 실질적 수직으로 돌출한다. 카메라 조립체 하우징(330)은 강철, 임의의 수의 경화 플라스틱 또는 임의의 다른 적절한 강한 강성적 재료로 이루어질 수 있다.
도 18에 도시된 예시적 실시예에서, 카메라 조립체 하우징(330)의 작동 세그먼트(336)의 내부 벽은 다수의 케이블 안내 구멍(348)을 포함한다. 양호한 실시예에서, 단지 2개의 케이블 안내 구멍(348)이 존재할 수 있다. 하나의 케이블 안내 구멍(348)은 하나의 측부 벽 상에 위치되고, 다른 케이블 안내 구멍(348)은 대향 측부 벽 상에 위치될 수 있다. 바람직하게, 케이블 안내 구멍(348)은 카메라 장착 피봇 베어링(346) 아래에 배치될 수 있으며, 그래서, 제어 케이블의 원위 단부는 연결되는 카메라, 카메라 장착부 또는 카메라 조립체(350)(예로서, 도 23 참조)에 관하여 각도를 형성할 수 있다. 카메라 조립체 하우징(330)은 또한 하나 또는 다수의 구속 특징부를 포함할 수 있다. 도 16에 도시된 예시적 실시예에서, 2개의 구속 절결부(349)가 존재한다. 하나의 구속 절결부(349)는 하나의 측부 벽 상에 위치되고, 다른 구속 절결부(349)는 대향 측부 벽 상에 위치된다. 도 16에 도시된 바와 같이, 구속 절결부(349)는 케이블 안내 구멍(348)과 대략 일렬이다. 케이블 안내 구멍(348)과 구속 절결부(349)는 추가로 후술될 것이다.
도 19는 단일 부분으로서 구성된 내부 덮개(312)와 원위 작동 섹션 또는 카메라 조립체 하우징(330)의 실시예를 도시한다. 또한, 도 20을 참조하면, 도 19의 카메라 조립체 하우징(330)의 선 20-20에서 취한 단면이 도시되어 있다. 원위 작동 섹션 또는 카메라 조립체 하우징(330)과 내부 덮개(312)가 단일 부분으로서 구성되는 실시예에서, 이들은 강철로 이루어질 수 있다. 이런 예에서, 내부 덮개(312) 및 카메라 조립체 하우징(330)의 선단부 형상은 압연 공정을 통해 생성될 수 있다. 다양한 공극, 개구 및 다른 특징부, 예로서, 상술한 것들이 그후 부품에 추후 기계 가공될 수 있다. 도 19의 예시적 실시예에서, 카메라 조립체 하우징(330)은 단지 카메라 장착 피봇 베어링(346)만을 포함한다.
단일 부품으로서 카메라 조립체 하우징(330)과 내부 덮개(312)를 생성하는 것이 유리할 수 있다. 장점들 중에서, 부품이 더 강인할 수 있다. 다른 장점은 피수용 부분에 대한 필요성이 제거된다는 것이다. 결론적으로, 내부 덮개(312)와 카메라 조립체 하우징(330)의 결합부의 단면적의 "협폭점(choke point)"이 제거된다. 이는 다수의 장점을 제공할 수 있다. 이런 협폭점의 제거는 카메라 조립체 하우징(330)과 내부 덮개(312) 내의 유틸리티 구성요소 같은 다양한 구성요소의 더 많은 공간을 가능하게 한다. 또한, 이런 협폭점의 제거는 카메라 조립체 하우징(330)과 내부 덮개(312) 내의 관주 유체의 증가된 유동을 가능하게 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 내부 덮개(312)와 카메라 조립체 하우징(330)의 전체 직경이 감소될 수 있다. 또한, 내부 덮개(312)와 카메라 조립체 하우징(330)이 두꺼워질 수 있다. 이는 부품 강화를 돕는다. 두꺼워지는 것이 부품을 보강하기 때문에, 또한, 이는 외부 덮개 또는 캐뉼러(318)가 더 얇게 형성될 수 있게 한다. 더 얇은 외부 덮개 또는 캐뉼러(318)는 또한 더 큰 직경의 내부 덮개(312) 및 카메라 조립체 하우징(330)을 가능하게 한다. 즉, 삽입 섹션(14)(외부 덮개(318), 내부 덮개(312) 및 카메라 조립체 하우징(330)으로 구성)의 전체 직경을 증가시키지 않고, 삽입 섹션(14) 내의 도관의 단면적이 더 커질 수 있다. 또한, 두꺼워지는 것은 카메라 장착 피봇 베어링(346)이 더 큰 베어링 표면을 가져서 베어링에 대해 작용되는 압력이 더 큰 면적에 걸쳐 분산될 수 있게 한다.
도 21은 삽입 섹션(14)의 선단부(도 3a에 가장 잘 도시됨)의 조립도를 도시한다. 카메라 조립체 하우징(330), 카메라 조립체(350) 및 외부 덮개 또는 캐뉼러(318)를 도 21에서 볼 수 있다. 도시된 바와 같이, 카메라 조립체 하우징(330)의 둥근 선단부(342)는 외부 덮개 또는 캐뉼러(318)의 원위 단부를 지나쳐 돌출한다. 관찰 절결부(352)가 외부 덮개(318)의 상부 내로 만입되어 있다. 카메라 조립체(350)는 관찰 절결부(352)와 총안형 개구(344)의 조합에 의해 생성되는 개구에 의해 형성되는 가시 범위 전반에 걸쳐 패닝가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 패닝가능한 범위는 대략 180도일 수 있다. 패닝시, 카메라 조립체(350)는 카메라 피봇 베어링(346) 상에서 피봇할 수 있다(예로서, 도 18 참조). 패닝 작동은 추가로 후술된다.
일부 실시예에서, 외부 덮개(318)는 내시경(10)의 삽입 섹션(14)(도 3 참조)이 타겟 영역 내로 삽입될 때 삽입 위치(미도시)로 회전될 수 있다. 삽입 위치에서, 관찰 절결부(352)는 총안형 개구(344) 및 상부 공극(338)과 정렬되지 않을 수 있다. 이는 삽입 동안 카메라 조립체(350)를 보호하는 것을 도울 수 있고, 의료 용례에서 삽입 섹션(14)의 삽입시 조직에 대한 손상 위험을 감소시킬 수 있다. 삽입 이후, 외부 덮개(318)는 관찰 절결부(352)가 총안형 개구(344) 및 상부 공극(338)과 정렬되어 전체 관찰가능 범위가 다시 가용해지는 위치로 다시 회전될 수 있다.
일부 실시예에서, 캡 또는 윈도우 재료는 카메라 조립체(350)를 보호하기 위해 총안형 개구(344) 및 관찰 절결부(352)를 형성하는 개구에 배치되거나 그를 덮을 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 덮개(318)와 관찰 절결부(352)의 원위 에지는 날카로운 에지를 갖는 것으로부터 초래될 수 있는 손상을 방지하는 것을 돕도록 총안형, 둥근형상, 경사면 형상 등일 수 있다.
예시적 실시예에서, 캡 또는 윈도우는 사용되지 않는다. 이런 배열은 다수의 장점을 제공한다. 예로서, 삽입 섹션(14)의 선단부에 캡 또는 윈도우를 사용하지 않음으로써, 어떠한 고가의 사파이어, 특수 유리 등 같은 긁힘 및 마모 내성 재료도 사용되지 않기 때문에 내시경의 비용이 감소될 수 있다. 캡 또는 윈도우를 구비하지 않는 것은 또한 캡 또는 윈도우의 표면으로부터의 임의의 원치 않는 반사를 제거하며, 이는 그렇지 않은 경우 카메라에 포착되는 임의의 이미지의 명료성에 영향을 줄 수 있다. 또한, 캡 또는 윈도우를 사용하지 않음으로써, 타겟 영역의 관주는 내시경(10)의 내부 덮개(312)(도 15 참조)의 도관을 통해 수행될 수 있다. 이는 관주 기능을 유지하면서 삽입 섹션(14)의 전체 직경이 작게 유지될 수 있게 한다. 또한, 내부 덮개(312) 내에서의 관주 유동은 카메라 조립체(350) 및 임의의 관련 렌즈 또는 렌즈들로부터 임의의 파편 또는 물질을 세정/세척하는 것을 도울 수 있다. 일 실시예에서, 사용자는 관주 유동이 카메라 조립체(350)의 렌즈 조립체(354)(예를 들어, 도 24 참조) 위를 세척하고 파편이나 원치않는 물질을 그로부터 운반하도록 관주 동안 카메라 조립체(350)를 패닝함으로써 카메라 조립체(350)를 효과적으로 관주할 수 있다. 추가적 이득으로서, 관주 유동은 또한 카메라 조립체(350)와 연계된 이미지 센서(380)(예로서, 도 63 참조)를 냉각시키는 것을 도울 수 있다.
도시된 바와 같이, 총안형 개구(344) 및 관찰 절결부(352)는 캡 또는 윈도우를 필요로 하지 않고 카메라 조립체(350)를 보호하기 위해 치수설정될 수 있다. 도 21의 예시적 실시예에서, 총안형 개구(344) 및 관찰 절결부(352)는 카메라 조립체(350)를 부분적으로 둘러싸고, 이는 총안형 개구(344) 및 관찰 절결부(352)에 의해 형성된 외부 표면으로부터 만입된다. 따라서, 총안형 개구(344) 및 관찰 절결부(352)는 카메라 조립체(350)를 위한 가드의 에지를 형성한다. 부분적 포위는 카메라 조립체(350)의 가동성 구성요소 및 임의의 연계된 구성요소(예를 들어, 제어, 전기, 정보 케이블 등)를 타겟 영역 내로의 삽입 섹션의 삽입 동안 또는 타겟 영역에 도달하고 나서 기구의 사용 동안 외부적 대상물과 접촉하는 것으로부터 보호하는 것을 돕는다. 총안형 개구(344) 및 관찰 절결부(352)는 카메라 조립체(350)에 방해받지 않은 관찰을 제공하며, 동시에, 삽입 섹션 외부의 대상물(예를 들어, 세이버 같은 의료 기구 같은)로부터의 가능한 손상에 대해 카메라 조립체(350)의 단지 작은 부분만이 노출되게 한다. 이는 절차 동안 또는 삽입 동안 카메라 조립체(350)가 손상되지 않는 것을 보증하는 것을 돕는다.
카메라 조립체(350)가 회전할 때, 카메라 조립체(350)와 외부 덮개(318) 사이의 거리가 변한다. 결과적으로, 카메라 조립체(350)의 시야 내에 들어가는 외부 덮개(318)의 양이 역시 변한다. 카메라 조립체(350)로부터 내부 덮개(318)까지의 거리가 클수록, 카메라 조립체(350)의 시야 내에 존재하게 되는 외부 덮개(318)의 양도 커진다. 따라서, 여전히 카메라 조립체(350)를 수용할 만한 최적화된 양의 보호와 방해받지 않는 시야가 관찰 절결부(352)의 폭을 변경시킴으로써 달성될 수 있다.
도 22는 관찰 절결부(352)가 가변적 폭을 갖는 삽입 섹션(14)(도 3a에 가장 잘 도시됨)의 선단부의 대안적 조립도를 도시한다. 관찰 절결부(352)의 폭은 관찰 절결부(352)가 카메라 조립체(350)의 임의의 각도 배향에서 카메라 조립체(350)의 시야의 바로 외측에 있도록 변한다. 이는 외부 덮개(318)에 의한 카메라 조립체(350)의 더 큰 포위 정도를 가능하게 한다.
도 23은 바아(351)에 의해 분리된 다수의 개구(353)가 도 20에 도시된 것 같이 관찰 절결부(352) 대신 포함되어 있은 삽입 섹션(14)(도 3a에 가장 잘 도시됨)의 선단부의 다른 대안 실시예를 도시한다. 이런 배열은 카메라 조립체(350)에 대한 추가적 보호를 제공할 수 있다. 바아(351)가 카메라 조립체(350)의 시야를 방해하는 양을 최소화하기 위해, 바아(351)는 투명 재료로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 바아(351)는 예로서, 외부 덮개(318)와 동일한 재료인 불투명 재료로 형성될 수 있다.
대안적으로, 샤프트 또는 삽입 섹션(14)의 원위 선단부에 관찰 절결부(352)(도 22 참조) 또는 하나 이상의 개구(353)(도 23 참조)를 부분적으로 덮는 커버 부재가 장착될 수 있다(예로서, 도 1 참조). 이러한 커버 부재는 예를 들어 카메라 조립체(350)에 대한 추가적인 보호를 제공하면서 카메라 조립체(350)에 대한 실질적으로 투명한 시야를 허용하는 케이지일 수 있다. 일부 실시예에서, 커버 부재는 광학적 투명한 부분적 커버를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 카메라 조립체는 보호 선단부 구조(342) 없이 내시경 샤프트의 원위 단부에 장착될 수 있다. 선단부 구조(342)가 카메라 조립체에 대해 약간의 보호를 제공할 수 있지만, 이는 또한 그 동작 범위 내의 모든 위치에서 카메라의 전체 시야를 방해할 수 있다. 대안적인 배열의 예가 도 23a에 도시된다. 이 예에서, 센서 또는 카메라 하우징(500) 자체는 둘러싸여진 카메라 조립체(예를 들어, 렌즈 및 센서 조립체)에 대한 적절한 보호를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 카메라 하우징(500)은 적어도 부분적으로 강철 또는 유사한 강한 재료로 구성될 수 있으며; 내시경의 삽입 단부가 도입 또는 재배치될 때 하우징의 적어도 외부 쉘이 물리적 남용을 견디도록 구성될 수 있다. 하우징(500)의 노출된 부분은 외부 구형, 회전 타원체(편구(oblate), 장형구(prolate) 등) 또는 돔 형상 또는 - 내시경 샤프트가 삽입되거나 조작 장소 내에서 이동될 때 조직에 대한 손상을 방지하는 것을 돕도록 둥근 에지를 제공하는 다른 둥근 형태를 갖는 것이 바람직하다. 내시경 샤프트(14)의 원위 단부 또는 선단부(550)에서 보강된 적어도 부분적으로 둥근 하우징(500)에 카메라 조립체를 위치시키는 것은 카메라 조립체 또는 인근의 조직에 손상 위험을 부여하지 않고 수술 장소의 더 큰 부분의 방해받지 않은 관찰을 제공한다. 이 예에서, 센서 또는 카메라 하우징(500)은 카메라 조립체(렌즈 및 센서 조립체)의 광학 축이 내시경 샤프트(14)의 원위 단부(550)의 장축에 대하여 0 도 미만으로부터 90 도 초과까지 조준될 수 있도록 축(504)에 대해 견인 와이어(502), 케이블 또는 밴드를 사용하여 회전될 수 있다. 센서 또는 카메라 조립체가 넓은 시야를 갖도록 배열되면, 이때, 카메라 하우징의 동작 범위는 그 원위 또는 삽입 단부에서의 내시경 샤프트의 장축에 대해 약 35 도 내지 약 115 도의 광학 축 동작 범위를 제공하도록 배열될 수 있다. 이러한 배열에서, 조작자는 여전히 내시경 샤프트의 원위 단부의 바로 반대편에 있는 조작 장소를 여전히 관찰할 수 있지만, 그럼에도, 내시경의 선단부 뒤의 수술 장소의 영역을 관찰할 수 있다. 이러한 배열은 또한 조작자가 카메라 조립체의 표면을 관주하여 90 도 이상의 위치로 이를 회전시킴으로써 임의의 누적된 표면 파편을 제거하도록 할 수 있다.
도 24에는 카메라 조립체(350)가 분리되어 도시되어 있다. 이러한 배열은 도 18 내지 도 23에 도시된 원위 내시경 샤프트의 작동 단부의 둥근 선단부(342)에 의해 제공되는 물리적 보호 때문에 도 23에 도시된 삽입 섹션 또는 샤프트에 더 적합하다. 도시된 바와 같이, 리본 또는 플렉스 케이블(250)은 카메라 조립체(350)에 결합되고, 카메라 조립체(350)로 및 카메라 조립체(350)로부터의 전력 및 데이터 통신 경로를 제공할 수 있다. 카메라 조립체(350)는 내시경(10)의 카메라를 지지하도록 구성된 임의의 적절한 구조일 수 있다. 카메라 조립체(350)가 패닝될 수 있는 실시예에서, 카메라 조립체(350)는 피봇 작동기 부착 특징부를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 카메라 조립체(350)는 렌즈 조립체(354)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 렌즈 조립체(354)는 카메라 하우징 상부(356)와 카메라 하우징 저부(358) 사이에서 제 위치에 유지될 수 있다. 조립시, 카메라 하우징 상부(356) 및 카메라 하우징 저부(358)는 글루, 접착제, 초음파 용접, 협력 특징부의 가압식 결합 등 같은 그러나 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 수단에 의해 함께 결합될 수 있다. 도 24의 예시적 실시예에서, 렌즈 조립체(354)는 타겟 해부 영역의 투명한 시야를 가질 수 있도록 카메라 하우징 상부(356)의 렌즈 개구(360)를 통해 돌출한다. 일부 실시예에서, 렌즈 조립체(354)의 적어도 일부는 카메라 하우징 상부(356)로부터 돌출할 수 있다.
카메라 하우징 상부(356)는 다수의 다른 공극을 포함할 수 있다. 도 24에 도시된 예시적 실시예에서, 카메라 하우징 상부(356)는 렌즈 개구(360)의 우측 및 좌측(도 24에 관하여) 측면들에 배치된 2개의 세장형 광 투사 공극(362)을 포함하며, 공극(362)은 카메라 렌즈 또는 렌즈 조립체(354)가 조준되는 것과 일치하는 타겟 영역 상으로 광을 투사하기 위해 광섬유(또는 선택적으로 LED 같은 다른 광원)의 말단 요소를 수용하도록 설계된다. 도시된 예에서, 우측 세장형 공극(362)은 형상이 사다리꼴이고, 좌측 세장형 공극(362)은 형상이 마름모형이다. 대안 실시예에서, 공극(362)의 형상은 다를 수 있으며, 예로서, 양자 모두가 타원형일 수 있다. 대안 실시예에서, 추가적 공극(362)이 존재할 수 있다. 예로서, 일부 실시예에서, 렌즈 개구(360) 둘레에 삼각형 구조로 배열된 세 개의 공극(362)이 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 렌즈 개구(360)의 둘레에 직사각형, 정사각형, 원형 또는 타원형 구성으로 배열된 네 개의 공극(362)이 존재할 수 있다.
내시경(10)을 위한 하나 이상의 조명원이 내시경(10) 내에 적어도 부분적으로 포함될 수 있다. 조명원 또는 조명원들은 그 패닝된 위치에 무관하게 카메라 조립체(350)의 카메라의 시야를 조명할 수 있다. 일부 실시예에서, 조명원은 카메라 조립체(350) 내에 있을 수 있다. 도 24의 예시적 실시예에서, 조명원은 다수의 광섬유(예를 들어, 파이버옵틱 섬유)(364)이고, 이는 내시경(10) 외부의 조명 요소(미도시)로부터 광을 전송할 수 있다. 광섬유(364)는 카메라 하우징 상부(356)의 공극(362) 내로 라우팅 및 결합될 수 있다. 예시적 실시예에서, 28 광섬유(364)가 카메라 하우징 상부(356)의 공극(362) 내로 라우팅된다. 대안 실시예에서 광섬유(364)의 수는 다를 수 있다. 광섬유(364)의 발광 단부는 카메라 하우징 상부(356)의 상부면과 대략 일치할 수 있다. 일부 실시예에서, 다른 조명원, 예로서, LED가 사용될 수 있다. 광섬유(364) 또는 다른 조명원은 미리 결정된 광 투사 각도로 임의의 원하는 색상 또는 강도의 광을 공급하도록 구성될 수 있다.
도 24의 예시적 실시예에 도시된 바와 같이, 카메라 조립체(350)는 피봇 핀(366)을 포함할 수 있다. 피봇 핀(366)은 카메라 조립체 하우징(330)(도 18 참조)의 피봇 핀 베어링(346) 내로 피봇식으로 결합될 수 있다. 피봇 핀(366)은 삽입 섹션의 장축으로부터 실질적으로 수직으로 돌출할 수 있다. 피봇 핀(366)은 카메라 조립체(350) 및 광섬유(364)(또는 기타 조명원)가 서로 직렬식으로 피봇할 수 있게 한다.
카메라 조립체(350)는 또한 상술한 바와 같은 피봇 작동기 부착 특징부를 포함할 수 있다. 도 24의 예시적 실시예에서, 카메라 조립체(350)는 상부 케이블 부착 특징부 또는 고정점(372)과 저부 케이블 부착 특징부 또는 고정점(374)을 포함한다. 상부 케이블 부착 특징부(372) 및 저부 케이블 부착 특징부(374)는 추가로 후술된다.
상술한 바와 같이, 내시경(10)은 또한 피봇 작동기 또는 작동기들을 포함할 수 있다. 피봇 작동기는 피봇 부착 특징부를 통해 카메라 조립체(350)를 당기거나 추진하기 위해 사용되는 세장형 부재일 수 있다. 예시된 실시예에서, 피봇 작동기는 대부분 견인 케이블 또는 와이어이지만, 이들 예는 피봇 작동기를 케이블형 구조로 엄밀히 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 세장형 부재는 가요성 또는 실질적으로 강성적일 수 있다. 세장형 부재는 둥글거나(케이블의 예에서와 같이), 평탄하거나, 임의의 다른 형상 또는 단면을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 피봇 작동기는 벨트의 내부 원주 상의 특징부와 마찰 결합되거나 다른 방식으로 맞물리는 협력 부착 특징부 둘레로 라우팅된 벨트일 수 있다. 양호한 실시예에서, 피봇 작동기는 단지 당김 힘을 공급하기 위해서만 사용될 수 있다. 이런 배열은 작은 직경의 삽입 섹션(14)(도 3a 참조)을 가능하게 하며, 그 이유는 피봇 작동기가 피봇 작동기에 대한 추진력에 응답하여 삽입 섹션(14) 내에서 실질적 측방향 변위하는 것을 방지하기 위해 지지 트랙 내에 구속되거나 충분히 두꺼워지거나 단면이 보강될 필요가 없기 때문이다. 견인 와이어 또는 견인 케이블 배열은 또한 재료가 압축 강성도가 아닌 인장 강도만을 필요로 하기 때문에 피봇 작동기 구성에 더 큰 범위의 재료가 사용될 수 있게 한다.
도 25에 도시된 바와 같이, 패닝 케이블은 피봇 핀(366) 위 및 아래에서 카메라 조립체(350)에 부착될 수 있다. 예시적 실시예에서, 패닝 케이블은 예시의 용이성을 위해 비교적 이완된 상태로 도시되어 있다. 동작시, 피봇 핀(366)의 일 측부 상의 하나 이상의 패닝 케이블은 인장하에 있고, 피봇 핀(366)의 다른 측부 상의 하나 이상의 패닝 케이블은 이완 상태가 된다. 상술한 바와 같이, 그리고, 이제 도 14를 또한 참조하면, 패닝 케이블은 피봇 제어 구조(100)의 케이블 부착 구멍(202)에 대해 근위방향에서 부착될 수 있다(도 14 참조). 일부 실시예에서, 2개의 패닝 케이블이 각 케이블 부착 구멍(202)에 부착될 수 있다. 패닝 케이블은 피봇 아암(198) 내의 케이블 부착 구멍(202)으로부터 연장하고, 내부 덮개 장착부(160)(도 11a 참조)의 근위 섹션(161b)에서 하나 이상의 오리피스(178)를 통해 라우팅된다. 패닝 케이블은 그후 플렉스 케이블(250)을 따라 유틸리티 구멍(168)을 통해 연장될 수 있다. 케이블 부착 구멍(202)이 피봇 아암(198)의 피봇점의 대향 측부들 상에 위치되기 때문에, 피봇 제어 구조(100)를 피봇시키는 것은 케이블 부착 구멍(202) 중 하나에 부착된 패닝 케이블이 이완되게 하고, 나머지에 부착된 패닝 케이블이 팽팽해지게 한다. 하나의 케이블 부착 구멍(202)과 연계된 패닝 케이블을 피봇 핀(366)의 일 측부 상에서 카메라 조립체(350)에 부착하고, 나머지 케이블 부착 구멍(202)과 연계된 패닝 케이블을 피봇 핀(366)의 대향 측부에 부착함으로써, 피봇 제어 구조(100)는 카메라 조립체(350)를 선택적으로 회전시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 피봇 제어 구조(100)를 전향 추진하는 것은 카메라 조립체(350)를 전향 패닝시키고, 피봇 제어 구조(100)를 후향으로 당기는 것은 카메라 조립체(350)를 후방으로 패닝시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 조립시, 패닝 케이블 모두는 인장 하에 있을 수 있다.
양호한 실시예에서, 단일 패닝 케이블만이 피봇 제어 구조(100) 피봇 아암(198)(도 14 참조) 상에서 각 케이블 부착 구멍(202)에 부착될 수 있다. 이런 실시예에서, 상부 패닝 케이블(368) 및 저부 패닝 케이블(370)이 존재할 수 있다. 상부 패닝 케이블(368) 및 저부 패닝 케이블(370)은 상술한 바와 같이, 카메라 조립체(350)로 연장할 수 있다. 상부 패닝 케이블(368)이 카메라 조립체(350) 상의 상부 케이블 부착 특징부(372) 둘레에 감겨지고, 케이블이 발원된 피봇 아암(198) 상의 동일한 케이블 부착 구멍(202)으로 다시 복귀될 수 있다. 저부 패닝 케이블(370)은 카메라 조립체(350) 상의 저부 케이블 부착 특징부(374) 둘레에 감겨질 수 있고, 케이블이 발원된 동일한 케이블 부착 구멍(202)으로 다시 복귀될 수 있다. 대안적으로, 패닝 케이블은 부착 구멍(202)을 통해 루프형성되고, 케이블의 양 단부들은 케이블 부착 특징부에서 원위방향으로 종결된다.
예시적 실시예에서, 상부 케이블 부착 특징부(372)(도 24에 가장 잘 도시됨)는 카메라 하우징 상부(356)의 2개의 구멍을 포함한다. 상부 케이블 부착 특징부(372)는 추가적으로 2개의 구멍을 연결하는 리세스를 포함한다. 상부 패닝 케이블(368)은 구멍 중 하나에 진입하고, 리세스를 따르고, 2개의 구멍 중 나머지에서 빠져나와 손잡이의 케이블 부착 구멍(202)(도 14 참조)으로 복귀될 수 있다. 저부 케이블 부착 특징부(374)(도 24에 가장 잘 도시됨)는 2개의 부착점 또는 후크를 포함하고, 이들은 카메라 하우징 저부(358)의 대향 측부들로부터 돌출한다. 저부 케이블 부착 특징부(374)는 상부 케이블 부착 특징부(372)보다 피봇 핀(366)의 대향 측부 상에 있다. 저부 패닝 케이블(370)은 저부 케이블 부착 특징부(374)의 하나의 부착점 또는 후크 둘레에 감겨지고, 저부 케이블 부착 특징부(374)의 제2 부착점 또는 후크 위로 끼워지고, 그곳으로부터 손잡이의 피봇 아암(198) 상의 그 케이블 부착 구멍(202)으로 복귀된다. 대안 실시예에서, 상부 케이블 부착 특징부(372) 및/또는 저부 케이블 부착 특징부(374)는 예로서, 아일렛, 프롱, 페그 등을 포함할 수 있다.
상부 패닝 케이블(368) 및 저부 패닝 케이블(370)은 금속성 또는 합성 폴리머, 브레이드형 또는 모노필라멘트형의 임의의 적절한 케이블 또는 와이어형 재료로 이루어질 수 있다. 상부 패닝 케이블(368) 및 저부 패닝 케이블(370)은 예로서, 측방향으로 굴곡될 수 있는 금속 또는 플라스틱 스트립 또는 밴드일 수 있다. 양호한 실시예에서, 상부 패닝 케이블(368) 및 저부 패닝 케이블(370)은 인장 하의 신장에 저항하는 재료로 이루어진다. 카메라 조립체(350) 상의 피봇 작동기 부착 특징부 둘레의 피봇 아암(198)(도 14 참조) 상의 각 케이블 부착 구멍(202)으로부터의 단일 패닝 케이블을 감싸는 것은 바람직할 수 있으며, 그 이유는 카메라 조립체(350)로 연장하는 패닝 케이블의 측부가 카메라 조립체(350)로부터 복귀되는 패닝 케이블의 측부와 동일한 인장 하에 있는 것을 보증하기 때문이며; 시간 또는 사용에 걸쳐 케이블의 일부 부분의 임의의 신장은 케이블의 양 절반 상에서 동일한 효과를 갖는다.
양호한 실시예에서, 상부 패닝 케이블(368)은 카메라 조립체 장착부(330)의 각 내부 벽 상의 케이블 안내 구멍(348) 중 하나를 통해 연장할 수 있다. 도 25에 도시된 바와 같이, 상부 패닝 케이블(368)은 케이블 안내 구멍(348) 중 하나를 통해 끼워지고, 카메라 조립체 하우징(330)의 외부를 따라 카메라 조립체(350)를 향해 계속 연장한다. 일부 실시예에서, 상부 패닝 케이블(368)에 의해 취해지는 경로를 따라 카메라 조립체 하우징(330)의 외부로 만입되는 만입부 또는 홈부가 존재할 수 있다. 이런 실시예에서, 만입부 또는 홈부는 안내부로서 기능할 수 있다. 만입부 또는 홈부는 또한 상부 패닝 케이블(368)이 카메라 조립체 하우징(330)의 외부 표면과 대략 일치하는 것을 보증하는 것을 도울 수 있다. 이는 외부 덮개(318)(도 21 참조)가 상부 패닝 케이블(368)에 충돌하여 완전히 조립된 내시경(10)의 사용 동안 그 이동을 방해하지 않도록 하는 것을 보증하는 것을 도울 수 있다.
도 25에 도시된 바와 같이, 상부 패닝 케이블(368)은 카메라 조립체 하우징(330)의 내부로 재진입할 때 구속 절결부(349)를 통해 끼워진다. 상부 패닝 케이블(368)은 그후 상술한 바와 같이, 상부 케이블 부착 특징부(372)로 연장한다. 케이블 부착 구멍(202) (도 14 참조)으로 복귀시, 상부 패닝 케이블(368)은 상부 케이블 부착 특징부(372)로부터 카메라 조립체 하우징(330)의 대향 벽(도 18 참조) 상의 구속 절결부(349)로 연장한다. 상부 패닝 케이블(368)은 그후 카메라 조립체 하우징(330)의 전방 벽의 외부 표면을 따라, 그리고, 선택적으로, 벽 내의 만입부 또는 홈부를 따라 연장한다. 상부 패닝 케이블(368)은 그후 카메라 조립체 하우징(330)의 내부 체적에 재진입하고, 전술한 바와 같이 손잡이의 케이블 부착 구멍(202)으로 다시 이동한다.
삽입 섹션의 원위 단부의 피봇 조립체에 대한 그 연결부 근위의 피봇 작동기(와이어 또는 케이블 같은)의 말단 세그먼트가 삽입 섹션 또는 샤프트의 장축에 관하여 각도를 형성하도록 작동기를 전향하기 위해 지점 또는 지지점에서 구속될 수 있다. 예로서, 상부 패닝 케이블(368)을 케이블 안내 구멍(348) 및 구속 또는 전향 절결부(349)를 통해 연장시키고, 그후, 이를 피봇 핀(366)의 다른 측부 상의 상부 케이블 부착 특징부(372)까지 정렬시킴으로써, 피봇 카메라 조립체(350)의 증가된 피봇 범위가 달성될 수 있다. 따라서, 미리 결정된 또는 고정된 각도 시야를 갖는 이미지 센서가 회전되어 회전 가능한 시야를 가능하게 하고, 그래서, 관찰 영역이 180도까지의 범위로 증가될 수 있다. 다른 실시예에서, 이미지 센서는 180도를 초과하는 관찰 영역을 달성하도록 회전될 수 있다. 도 25에 도시된 바와 같이, 설명된 바와 같이 라우팅되는 케이블을 구비함으로써 케이블을 그 부착점(372)에 대해 더욱 예각의 입사각으로 배치하고, 따라서, 카메라 조립체(350)의 더 큰 역회전 정도를 허용한다.
일부 실시예에서, 그리고, 이제, 또한 도 26을 참조하면, 카메라 조립체(350)는 두 세트의 케이블 안내 구멍(348), 즉, 카메라 하우징 상부 섹션을 제어하기 위한 안내 구멍(348)의 하부 세트 및 카메라 하우징 저부 섹션을 제어하기 위한 안내 구멍(348)의 상부 세트의 존재에 기인하여, 전체 180도 이상으로 회전할 수 있다. 카메라 조립체(350)가 회전될 수 있는 정도는 삽입 섹션(또는 내시경 샤프트)(14)(도 1 참조)의 종방향 축 또는 패닝 케이블의 근위 부분에 관하여 패닝 케이블의 말단 부분이 형성하는 각도의 함수이다. 패닝 케이블이 카메라 조립체 하우징(330)의 외부로 재진입할 때 삽입 섹션(14)의 종방향 축에 관하여 패닝 케이블의 말단 부분이 형성하는 각도가 클수록, 카메라 조립체(350)에 유도할 수 있는 동작 범위도 커진다. 양호한 실시예에서, 카메라 조립체 하우징(330)의 전향 안내부 또는 재진입 표면은 삽입 섹션(14)의 장축에 관하여 약 30 내지 90 도의 범위 이내가 되도록 패닝 케이블의 말단 부분의 각도를 제공한다. 다른 실시예에서, 패닝 케이블의 말단 부분의 각도가 약 45 내지 80도 이내의 범위가 되도록 하기 위해 케이블 재진입 표면 또는 안내부를 위치시킴으로써 패닝 케이블의 마찰 저항을 제한하면서 카메라 조립체(350)의 회전 동작 범위가 개선될 수 있다. 이런 실시예에서, 상술한 바와 같이, 하나는 상부 케이블 부착 특징부(372)에 부착되도록 삽입 섹션(14)의 원위 또는 말단 위치까지 상향 각도형성되고, 하나는 대응 저부 케이블 부착 특징부(374)까지 삽입 섹션(14)의 원위 또는 말단 위치에서 하향 각도형성되는 한 쌍의 상보적 케이블(368, 370) 중 어느 하나에 대한 당김 힘만을 필요로 한다. 이런 배열에서, 삽입 섹션(14)의 길이의 대부분에서 측방향 또는 횡방향으로 어떠한 작동 케이블도 이동할 필요가 없으며, 이는 삽입 섹션(14) 내의 내부 공간이 더 좁아질 수 있게 하여 그 전체 직경을 최소화하는 것을 돕는다.
일부 실시예에서, 구속 또는 전향 절결부(349)는 사용되지 않을 수 있다. 일부 실시예는 삽입 섹션의 원위 단부에서 벽에 통합되는 다른 유형의 구속 또는 전향 요소를 사용할 수 있다. 일부 실시예에서, 풀리 또는 아일렛이 구속부로서 사용될 수 있다. 핀, 페그, 포스트 등도 구속 또는 전향 요소로서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 굴곡 핑거 또는 프롱이 카메라 조립체 하우징(330)의 측부 벽 내에 형성될 수 있다. 굴곡 핑거는 굴곡 핑거와 카메라 조립체 하우징(330)의 내부 벽 사이에 공간이 존재하도록 카메라 조립체 하우징(330)의 내부 체적 내로 연장할 수 있다. 상부 패닝 케이블(368)은 이 공간을 통해 연장되어 굴곡 핑거에 의해 구속될 수 있다. 대부분의 실시예에서, 구속부와 케이블 사이의 접촉점이 내시경의 동작 동안 패닝 케이블에 대한 마찰 손상의 가능성을 최소화하기에 충분한 곡률 반경 또는 평활도를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 구속부는 테플론 같은 저 마찰 계수의 재료로 코팅될 수 있다.
일부 실시예에서, 상부 패닝 케이블(368) 대신 저부 패닝 케이블(370)이 다른 회전 방향보다 일 회전 방향에서 카메라 조립체(350)의 더 큰 피봇 범위를 가능하게 하도록 상술한 설명과 유사하게 구속될 수 있다. 도 26에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 저부 패닝 케이블(370) 및 상부 패닝 케이블(368) 모두가 구속 또는 전향되어 매우 더 큰 피봇 범위를 가능하게 할 수 있다.
도 26에서, 외부 덮개(318), 카메라 조립체 하우징(330) 및 카메라 조립체(350)가 도시되어 있다. 두 세트의 케이블 안내 구멍(348)이 존재한다. 한 세트는 카메라 조립체 하우징(330)의 종방향 축 위에 있고, 나머지는 카메라 조립체 하우징(330)의 종방향 축 아래에 있다. 또한, 2개의 구속 절결부(349)가 존재한다. 하나의 구속 절결부(349)는 카메라 조립체 하우징(330)의 종방향 축 위에 위치되고, 나머지는 카메라 조립체 하우징(330)의 종방향 축 아래에 위치된다.
패닝 케이블의 개선된 기계적 장점은 카메라 조립체(350)의 피봇 축의 일 측부(예를 들어, 아래)에 전향 요소(예를 들어, 절결부)를 위치시키고 패닝 케이블의 말단 단부를 카메라 조립체(350)의 피봇 축의 대향 측부(예를 들어 위)에 위치된 카메라 조립체(350) 상의 지점에 부착함으로써 달성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 상부 패닝 케이블(368)은 종방향 축 아래의 케이블 안내 구멍(348)을 통해 연장하고, 종방향 축 아래의 구속 절결부(349)에서 카메라 조립체 하우징(330)에 재진입한다. 상부 패닝 케이블(368)은 그후 카메라 조립체(350) 상의 상부 케이블 부착 특징부(372)까지 전향된다. 도 26에서, 저부 패닝 케이블(370)은 카메라 조립체 하우징(330)의 종방향 축 위의 케이블 안내 구멍(348)을 통해 연장한다. 저부 패닝 케이블(370)은 그후 카메라 조립체 하우징(330)의 종방향 축 위의 구속 절결부(349)를 통해 카메라 조립체 하우징(330)에 재진입한다. 저부 패닝 케이블(370)은 그후 저부 케이블 부착 특징부(374)로 하향 전향된다. 상부 패닝 케이블(368) 및 저부 패닝 케이블(370)은 카메라 조립체(350)가 피봇되는 위치에 따라서 카메라 조립체(350)의 일부 둘레에 감겨진다. 도 26에서, 저부 패닝 케이블(370)은 카메라 조립체(350)의 일부 둘레에 감겨진 상태로 도시되어 있다.
일부 실시예는 피봇 작동기로서 벨트(384)를 사용할 수 있다. 피봇 작동기로서 벨트(384)를 포함하는 실시예가 도 27에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 벨트(384)는 카메라 조립체(350)의 피봇 핀(366) 중 하나 둘레에 감겨진다. 일부 실시예에서, 피봇 핀(366)은 피봇 핀(366) 중 적어도 하나의 일부가 피봇 베어링(346)으로부터 연장하도록 세장형일 수 있다. 이런 실시예에서, 벨트(384)는 도 27에 도시된 바와 같이 피봇 핀(366)의 이 부분 둘레에 감겨질 수 있다. 일부 실시예에서, 카메라 조립체(350)의 형상은 벨트(384)가 카메라 조립체(350) 둘레에 감겨질 수 있도록 다를 수 있다. 예로서, 카메라 조립체(350)는 실질적 원통형 형상으로 이루어질 수 있다. 카메라 조립체(350)의 실질적 원통형 형상은 피봇 핀(366)과 동축일 수 있다. 이런 실시예에서, 벨트(384)는 카메라 조립체(350)의 원주 둘레에 감겨질 수 있다.
일부 실시예에서, 벨트(384)가 그 위에 감겨지는 표면은 그 측면을 형성하는 표면에 관하여 만입(예를 들어, V형상)될 수 있다. 이는 동작 동안 제 위치에 벨트(384)를 유지하는 것을 도울 수 있다. 다른 실시예에서, 임의의 다른 유형의 안내부가 사용될 수 있다. 예로서, 벨트(384)가 그 위에 감겨지는 표면은 동작 동안 벨트(384)를 제 위치에 유지하는 2개의 벽에 의해 측면형성될 수 있다.
벨트(384)는 고 마찰 재료로 형성됨으로써 벨트(384)가 구동될 때 벨트가 그 위에 감겨지는 표면 위에서 벨트(384)가 미끄러지지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 벨트(384)는 거친 표면을 가질 수 있거나, 카메라 조립체 피봇 핀(366)(기어형일 수 있음)을 파지하거나 능동적으로 그와 결합하는 그 기능을 돕도록 치형일 수 있다. 벨트(384)의 사용은 카메라 조립체(350)의 동등한 동작 범위를 달성하도록 삽입 섹션(14) 내에서 측방향으로 견인 케이블 피봇 작동기가 전향될 필요 없이 카메라 조립체(350)의 넓은 피봇 범위를 가능하게 할 수 있다. 이는 삽입 섹션(14)이 더 작은 직경으로 형성될 수 있게 한다.
벨트(384)를 사용하는 실시예에서, 벨트(384)는 피봇 제어 구조체(100)의 변위에 의해 구동되도록 구성될 수 있다(도 14 참조). 일부 실시예에서, 카메라 조립체(350) 또는 피봇 핀(366) 둘레에 감겨지는 단부에 대향한 벨트(384)의 대향 단부는 피봇 제어 구조(100)의 피봇 샤프트(204) 둘레에 감겨질 수 있다. 이런 실시예에서, 피봇 샤프트(204)의 회전은 벨트(384)를 구동할 수 있다. 벨트(384)가 둘레에 감겨지는 피봇 샤프트(204)의 부분은 비교적 큰 직경을 가질 수 있다. 이는 비교적 큰 양으로 벨트(384)를 구동하기 위해 피봇 샤프트(204)의 단지 작은 피봇 변위만이 필요하다는 점에서 바람직할 수 있다. 벨트(384)가 치형부를 포함하는 실시예에서, 벨트(384)의 치형부는 피봇 제어 구조(100)의 피봇 샤프트(204) 상에 위치된 기어와 맞물릴 수 있다. 이런 실시예에서, 피봇 샤프트(204)와 피봇 샤프트(204) 상의 기어의 회전은 벨트(384)를 구동한다. 벨트(384)가 구동될 때, 벨트(384)의 이동은 카메라 조립체(350)에 구동력을 작용하여 카메라 조립체(350)가 피봇하게 한다.
다른 실시예에서, 피봇 작동기는 래크 및 피니언 배열의 래크일 수 있다. 이런 실시예에서, 카메라 조립체(350)의 피봇 핀(366)은 치형 부분을 포함할 수 있다. 피봇 핀(366)의 치형 부분은 피봇 작동기의 래크와 상호맞물리는 피니언 기어일 수 있다. 래크가 삽입 섹션(14) 내에서 종방향으로 변위될 때, 이러한 운동은 피봇 핀(366)의 치형 피니언 부분을 통해 카메라 조립체(350)의 회전으로 변환된다. 이런 실시예는 카메라 조립체(350)를 회전시키기 위해 당김 힘에만 의존하지 않으며, 피봇 작동기는 여전히 삽입 섹션(14) 내의 작동기의 측방향 변위를 필요로하지 않는다. 일부 특정 실시예에서, 푸시-풀 래크형 작동기는 그럼에도 불구하고 특징(예를 들어, 강성, 두께)을 필요로 할 수 있거나, 달리, 래크 상의 압축력의 인가 동안 측방향 또는 나란한 굴곡을 방지하도록 트랙 내에 구속될 수 있다.
하나 이상의 패닝 케이블을 사용하는 또 다른 배열에서, 카메라 조립체 장착부(330)에 포함된 다양한 특징부를 통한 패닝 케이블의 임의의 라우팅을 필요로 하지 않고 유사한 피봇 범위가 달성된다. 이는 삽입 섹션(14)(도 1 참조)의 직경이 더 작아질 수 있게 하기 때문에 바람직할 수 있다. 추가적으로, 이런 실시예를 위한 카메라 조립체 장착부(330)는 어떠한 천공부(예를 들어, 도 18의 케이블 안내 구멍(348))나 전향 요소/구속부(예를 들어, 도 18의 구속 절결부(349)도 필요로 하지 않기 때문에 카메라 조립체 장착부의 제조를 단순화한다. 이런 실시예는 예로서, 도 19의 예시적 실시예에 도시된 내부 덮개(312)와 카메라 조립체 장착부(330)를 사용할 수 있다.
이런 실시예에서, 카메라 조립체(350)는 하나 이상의 스풀 특징부 또는 표면(1400)을 포함할 수 있다. 스풀 특징부는 카메라 조립체(350)의 하우징 둘레의 패닝 케이블의 말단 부분을 적어도 부분적으로 권취하도록 구성된다. 패닝 케이블의 말단 단부를 위한 연결 또는 부착 지점은 스풀 특징부에 대해 원위의 카메라 조립체 하우징에 배치될 수 있다. 스풀 특징부는 바람직하게는 굴곡된, 다소 만입형인 표면을 가지며, 이는 카메라 조립체 하우징의 일부 둘레에 부분적으로 또는 완전히 감겨질 수 있다. 따라서, 다양한 실시예에서, 패닝 케이블은 하우징 둘레에서 단지 부분적으로 또는 1회 이상의 완전한 루프로 하우징 둘레에 권취될 수 있다. 더 긴 스풀 특징부는 카메라 조립체의 더 방대한 범위의 회전을 제공한다. 작동 동안, 연계된 패닝 케이블은 스풀 특징부(1400)에 권취 또는 그로부터 권취해제될 수 있다. 스풀 특징부(1400)는 카메라 조립체(350)의 피봇 범위를 증가시킬 수 있다. 스풀 특징부(1400)는 회전 동안 카메라 조립체(350)에 더 일정한 토크가 인가될 수 있게 한다. 스풀 특징부(1400)는 원하는 또는 변하는 길이의 모멘트 아암을 생성하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 카메라 조립체의 회전축으로부터 반경방향으로 이격된 스풀 특징부(1400)를 위치설정하는 것은 패닝 케이블이 더 효율적으로 회전 토크를 생성하는 것을 도울 수 있다.
도 28 내지 도 32의 진행은 다수의 회전 위치의 스풀 특징부(1400)를 포함하는 카메라 조립체(350)를 개념적으로 예시한다. 도시된 바와 같이, 스풀 특징부(1400)는 아치형 부분 및 직선형 부분을 포함할 수 있다. 아치형 부분은 카메라 조립체(350)의 피봇축으로부터 연장하는 곡률 반경을 갖도록 형성된다. 스풀 특징부(1400)의 직선 부분은 토크 증가 특징부로서 기능하도록 각져있다. 추가적으로, 스풀 특징부(1400)의 직선형 부분은 카메라 하우징(355)이 더 많은 재료로 형성될 수 있게 하며(이는 다른 방식에서는 아치형 섹션을 연속하기 위해 제거될 필요가 있음), 따라서, 카메라 하우징(355)의 구조적 완전성을 증가시킨다. 이는 카메라 조립체(350)가 매우 작은 공간에 설치되도록 설계되며, 따라서, 매우 작은 폼 팩터를 가져야 하는 실시예에서 특히 중요할 수 있다.
도 28에 도시된 바와 같이, 상부 패닝 케이블(368)은 스풀 특징부(1400) 둘레에 권취될 수 있다. 상부 패닝 케이블(368)에 의해 작용되는 당김 힘은 카메라 조립체(350)의 피봇 축을 중심으로 토크를 생성함으로써 카메라 조립체(350)가 시계 방향으로 회전되게 한다. 추가적으로, 스풀 특징부(1400)의 직선 부분은 더 긴 모멘트 아암을 생성하며, 따라서, 주어진 양의 당김 힘에 대해 생성된 토크를 증가시킨다.
카메라 조립체(350)가 도 29에 도시된 위치로 회전될 때, 상부 패닝 케이블(368)은 스풀 특징부(1400)로부터 권취해제되기 시작한다. 힘이 계속 인가되고 카메라 조립체가 계속 회전함에 따라, 상부 패닝 케이블(368)은 도 30에 도시된 바와 같이 스풀 특징부로부터 계속 권취해제된다. 충분히 권취해제될 때, 상부 패닝 케이블(368)이 스풀 특징부(1400)를 벗어나는 지점은 스풀 특징부(1400)의 아치형 섹션 상에 위치된다(도 29 및 도 30 양자 모두에 도시된 바와 같이). 일 실시예에서, 스풀 특징부(1400)의 아치형 섹션 상의 모든 지점은 피봇 축으로부터 등거리에 위치된다.
예시적 실시예에서, 당김 힘이 상부 패닝 케이블(368)에 의해 계속 작용될 때, 카메라 조립체(350)는 상부 패닝 케이블(368)이 도 31에 도시된 바와 같이 스풀 특징부(1400)의 표면과 더 이상 접촉하지 않을 때까지 계속 회전한다. 카메라 조립체(350)는 그후 상부 패닝 케이블(368)의 견인력이 카메라 조립체(350)의 회전축과 일치하게 접근할 때까지 계속 회전할 수 있다. 이 위치는 도 32에 도시되어 있다. 본 기술 분야의 숙련자가 이해할 수 있은 바와 같이, 패닝 케이블(368)은 스풀 특징부(1400) 둘레에 1회 이상 권취됨으로써 패닝 케이블(368)을 사용하여 생성될 수 있는 회전량을 증가시킬 수 있다. 패닝 케이블(368)이 카메라 조립체(350) 상의 접촉 표면 둘레에 권취되는 정도는 90 도를 초과하는 카메라 조립체(350)의 회전 범위를 가능하게 한다. 카메라 조립체(350)의 회전 정도는 이때 부착된 전자 플렉스 케이블 및/또는 광섬유 다발의 가요성 및 이완량에 의해서만 제한된다.
일 실시예에서, 패닝 케이블 및 스풀 표면은 원위 내시경 샤프트의 장축의 약 90 도와 약 120도 사이의 위치로 카메라 조립체(350)가 회전할 수 있게 하도록 배열됨으로써 내시경 샤프트의 근위 단부의 방향으로 적어도 부분적으로 카메라 조립체의 렌즈 표면을 배향한다. 이 위치에서, 렌즈 표면의 임의의 파편 또는 다른 오염은 내시경 샤프트의 원위방향으로 이동하는 관주 유체에 의해 세척 제거될 수 있다.
카메라 조립체(350)를 도 32의 그 위치로부터 도 30에 도시된 위치로 회전시키기 위해, 당김 힘이 저부 패닝 케이블(370)을 통해 작용될 수 있다. 일부 실시예에서, 저부 패닝 케이블(370)은 또한 스풀 특징부와 연계될 수 있다. 예로서, 그 둘레에 저부 패닝 케이블(370)이 감싸여질 수 있는 카메라 조립체(350)의 코너 또는 에지는 둥글 수 있다.
도 33 및 도 34는 스풀 특징부(1400)를 포함하는 카메라 조립체(350)의 특정 예시적 실시예의 상면 사시도를 도시한다. 카메라 조립체(350)는 렌즈 조립체(354)를 포함한다. 렌즈 조립체(354)는 카메라 하우징(355)의 내측에 배치된다. 스풀 특징부(1400)는 도시된 바와 같이 카메라 하우징(355)의 측부 내로 만입될 수 있다. 예시적 실시예의 스풀 특징부(1400)는 아치형 부분 및 직선형 부분을 포함한다. 스풀 특징부(1400)의 아치형 부분은 피봇 축 또는 피봇 핀(366)의 중심으로부터 연장하는 곡률 반경을 갖도록 성형된다.
도 33에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 스풀 특징부(1400)가 그 내부로 만입되는 벽은 제1 공극(1402)을 포함할 수 있다. 또한, 카메라 하우징(355)은 제2 공극(1404)을 포함할 수 있다. 제2 공극(1404)은 카메라 하우징(355)의 상부면을 통해 카메라 하우징(355)의 저부면에 전달될 수 있다.
도시된 바와 같이, 단지 단일 패닝 케이블(1406)이 사용될 수 있다. 패닝 케이블(1406)은 카메라 하우징(355) 내의 제1 공극(1402) 및 제2 공극(1404) 양자 모두를 통해 연장할 수 있다. 패닝 케이블(1406)의 일 단부는 피봇 아암(198) 상의 케이블 부착 구멍(202)에 부착될 수 있다(도 14 참조). 패닝 케이블(1406)의 다른 단부는 피봇 아암(198) 상의 다른 케이블 부착 구멍(202)에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 패닝 케이블(1406)은 하나 이상의 지점에서 카메라 하우징(355)에 고정 부착될 수 있다. 예로서, 글루로 이루어진 접착제가 공극(1402 또는 1404) 중 하나에 배치될 수 있다. 이는 패닝 케이블(1406)이 작동 동안 카메라 하우징(355)의 표면 위로 활주하거나 이동하지 않는 것을 보증할 수 있다. 추가적으로, 일부 실시예에서, 패닝 케이블(1406)은 하나 이상의 위치에서 매듭형성될 수 있다. 예로서, 패닝 케이블(1406)은 공극(1402 또는 1404) 중 하나를 통해 공급되고, 매듭형성되고, 그후, 공극(1402 또는 1404) 중 나머지를 통해 공급될 수 있다. 바람직하게, 매듭의 폭은 공극(1402 또는 1404) 중 어느 하나를 통해 끼워지지 않도록 충분히 넓을 수 있다. 이런 매듭은 역시 작동 동안 카메라 하우징(355)의 표면 위로 패닝 케이블(1406)이 활주되거나 이동하지 않도록 유지하는 것을 도울 수 있다.
본 기술분야의 숙련자가 인지할 수 있는 바와 같이, 도 33 및 도 34에 도시된 실시예는 2개의 패닝 케이블을 사용하도록 쉽게 변경될 수 있다. 하나의 패닝 케이블은 제1 공극(1402)의 위치에서 또는 그 내부에서 카메라 하우징(355)에 대해 종결 및 고정 부착될 수 있다. 제2 패닝 케이블은 제2 공극(1404)의 위치에서 또는 그 내부에서 카메라 하우징(355)에 대해 종결 및 고정 부착될 수 있다.
대안적 예에서, 도 23b는 피봇 제어 구조(100)에 의해 작동되는 견인 와이어(502)가 어떻게 내시경 샤프트(14)의 원위 단부에서 둥글거나 돔형인 센서 또는 카메라 하우징(500) 둘레에 감겨지고 및/또는 부착될 수 있는지를 도시한다. 내부 덮개(312)는 명확성을 위해 제거되어 있다. 이 예에서, 카메라 하우징(500)은 하우징(500) 내에 포함된 렌즈/카메라 조립체와 간섭하지 않도록 하우징(500)의 일측에 오프셋된 거의 원주방향의 슬롯(501)을 포함한다(바람직하게는 2개의 조립된 하우징의 절반들의 중심 주변에 위치됨). 견인 와이어(502)는 슬롯(501) 내에 보유되고, 리세스(503)에서 하우징(500)에 고정될 수 있다. 견인 와이어(502)에 배치된 매듭은 견인 와이어(502)가 내시경 샤프트를 따라 전후로 움직일 때 하우징(500)이 회전하게 하는 부착 지점으로서 작용하도록 리세스(503)에 매립될 수 있다. 선택적으로, 소량의 접착제가 내시경의 조립 중에 추가적인 부착 견고성을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 견인 와이어(502)는 케블러 실(Kevlar thread)을 포함하며, 이는 상당한 길이방향의 강도 및 신장 내성을 제공한다. 다른 와이어 유형은 강철(브레이드형 또는 단일 스트랜드), 나일론 또는 적합한 강도와 신장에 대한 내성을 가진 기타 재료를 포함할 수 있다.
도 23a 및 도 23b에 도시된 둥근 센서 하우징(500)은 보다 단순하게 구성된 렌즈(510) 및 이미지 센서(512)를 둘러쌀 수 있고, 조작 장소의 조명을 위한 광원은 하우징 자체에 장착될 필요 없이 센서/카메라 하우징(500) 근처에 위치될 수 있다. 도 23c 및 도 23d는 둥근 또는 돔형 센서/카메라 하우징(500)이 2개의 섹션(500a 및 500b)으로부터 어떻게 구성될 수 있는지를 도시한다. 이들 섹션 각각은 PCB 연장부(514) 또는 플렉스 케이블, 그 연계된 센서(512)(예를 들어, CMOS 또는 CCD) 및 적합한 렌즈(510)의 원위 단부를 배치하기 위한 내부 절결부를 갖도록 성형되거나 기계 가공될 수 있다. 2개의 섹션(500a 및 500b)은 다수의 방법에 의해 이들 구성요소에 걸쳐 결합될 수 있다. 도시된 예에서, 섹션(500b)의 하나 이상의 핀(500c)은 섹션(500a)의 매칭 리세스(500d)의 대응하는 배열과 정합될 수 있다. 도 23e에 도시된 바와 같이, 각 섹션의 외부측의 피봇 샤프트(505)는 내시경 샤프트의 내부 덮개(312)의 원위 단부의 대응하는 구멍, 베어링 또는 부싱(507)에 삽입될 수 있으며, 이는 조립을 허용하도록 탄성적 가요성일 수 있다. 조립된 하우징(500)은 구멍(507) 내의 제 위치로 가압 또는 스냅 끼워 맞춤될 수 있으며, 이는 2개의 섹션(500a 및 500b)을 함께 결합시키는 것을 도울 수 있다. 선택적으로, 접착제는 핀(500c)을 그 대응하는 리세스(500d)에 견고하게 결합시키는데 사용될 수도 있다. 도시된 센서/카메라 하우징(500)은 광원을 포함하지 않지만, 이는 선택 사항이고; 적당한 크기의 LED 또는 LED의 그룹이 렌즈의 주변부 둘레에 포함될 수 있거나, 광섬유 케이블의 종단이 후술되는 바와 같이 유사한 배열로 설치될 수 있다.
예시적인 배열에서, 하나 이상의 LED(508)는 내시경 샤프트(14)의 내부 덮개(312)의 개방 부분(506)을 따라 위치될 수 있다. 도 33a는 센서 하우징(500) 내의 센서(512) 및 렌즈(510) 조립체(명확성을 위해 하우징의 절반이 제거됨)를 도시한다. 렌즈(510) 및 센서(512)(예를 들어, CMOS 또는 CCD 센서)는 액체가 그들 사이에 들어가는 것을 방지하도록 적합하게 밀봉된다. 센서(512)는 내시경 샤프트를 통해 내시경 손잡이의 PCB까지 연장하는 리본 또는 플렉스 케이블에 연결될 수 있다. 유사하게, 광원/LED는 전력을 수신하기 위해 리본 또는 플렉스 케이블에 연결되거나, 센서 통신 케이블에 인접한 별도의 리본 또는 플렉스 케이블에 연결될 수 있다. 대안적 예에서, 내시경 손잡이의 메인 PCB는 내시경 샤프트를 통해 샤프트의 원위 단부의 하나 이상의 구성요소로 연장되도록 배열된 세장형 연장부를 갖도록 제조될 수 있다. PCB는 강성 구성요소와 함께 샌드위치된 가요성 구성요소를 갖도록 구성될 수 있다. 가요성 구성요소는 내시경 샤프트용 PCB 연장부를 형성하기 위해 메인 PCB로부터 나올 수 있다. 강성 구성요소는 내시경 샤프트용 PCB 연장부를 형성하기 위해 메인 PCB로부터 유사하게 나올 수 있다. 이들 연장부들 중 하나 또는 둘 모두는 메인 PCB로부터 오는 리본 또는 플렉스 케이블과 대안적으로 조합되어 내시경 샤프트의 원위 단부에서 구성요소에 전력 또는 통신을 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서(512)는 내시경 손잡이(12) 내의 메인 PCB로부터 가요성 PCB 연장부(514)의 원위 단부에 장착될 수 있다. 센서 PCB 연장부(514)는 가요성이고 센서 하우징(500)이 회전될 때 센서(512) 및 렌즈(510)의 회전을 허용하기에 충분한 이완을 갖는다. 또한, 이 예에서의 광원은 센서 PCB 연장부에 장착되거나 또는 바람직하게 별도의 광원 PCB 연장부(516)에 장착된 하나 이상의 LED(508)를 포함한다. 광원의 전력 요구 때문에, 별도의 플렉스 케이블 또는 PCB 연장부(516) 상에 전력 공급 와이어를 장착하는 것은 내시경의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 또한, 내시경 샤프트(14)가 (예를 들어, 대부분의 관절경의 경우와 같이) 강성이면, 광원 전원 와이어는 강성 PCB 연장부에 장착되어 내시경의 전체적 견고성을 추가로 향상시킬 수 있다. 도 33a에 도시된 예에서, 가요성 센서 PCB 연장부(514)는 그 베이스에서 절첩되고 강성 광원 PCB 연장부(516)에 대해 배치되며, 이들 연장부 둘 모두는 내시경의 손잡이(12) 내의 메인 PCB 내로 합쳐진다(아래 참조).
도 23a 및 도 33a에 도시된 실시예에 대한 인쇄 회로 보드(PCB) 에 대한 폼 팩터가 도 33b에 도시되어 있다. 도 33b 및 도 33c에 도시된 폼 팩터는 또한 리본 또는 플렉스 케이블이 벌크헤드를 통해 그리고 내시경 샤프트를 따라 샤프트의 원위 단부의 연결된 구성요소까지 동반 리본 또는 플렉스 케이블에 인접하여 또는 동반 PCB 연장부에 인접하여 연장하도록 절첩될 수 있다. 일 예에서, 강성 메인 PCB(518)(다수의 전자 처리 구성요소가 장착됨)는 함께 샌드위치된 강성 및 가요성 구성요소 양자의 복합체를 포함하고, 메인 PCB(518)는 내시경 손잡이 내에 위치한다. 가요성 PCB 연장 부분(514)은 강성 연장 부분(516)의 방향에 대해 경사지게 복합체 메인 PCB(518)로부터 나오므로 가요성 연장 부분(514)의 근위 단부 다리부(514a)가 지점(520)(도 33c)에서 절첩되어 도 33c에 도시된 바와 같이 강성 부분(516)에 인접하여 연장하게 한다. 도시된 예에서, 가요성 보드 연장부의 근위 다리부(514a)는 강성 보드 연장부에 대해 약 90 도의 각도를 이룬다. 일부 실시예에서, 각도는 가요성 보드 연장부의 가요성으로 인해 90 도보다 크거나 작을 수 있어서 근위 다리부(514a)가 불완전하게 정렬 절첩되는 것을 수용할 수 있게 한다. 가요성 PCB 연장부(514)는 내시경 샤프트(명확성을 위해 내부 덮개, 센서 하우징 및 렌즈 제거)를 따라 도 33d의 강성 PCB 연장부(516)에 인접하게 연장하는 것으로 도시되어 있다. 이러한 방식으로, 2개의 PCB 연장부는 도 11b 또는 도 11c에 도시된 슬롯(177)과 같은 벌크헤드 또는 유체 배리어의 엘라스토머 슬롯을 통과할 수 있다.
도 33e는 예시적인 내시경의 절결도이다. 메인 PCB(518)는 손잡이 근위 섹션(16), 카메라 제어 버튼(37), 벌크헤드 또는 관통 배리어(159), 및 피봇 제어 구조(100)와 관련하여 도시된다. 회전 위치 센서 자석(51)은 손잡이 근위 섹션(16) 및 메인 PCB(518) 모두에 관하여 도시되어 있다. 벌크헤드(159)에 접근하는 예시적인 유체 도관(434)(관주 또는 흡입용)이 도시되어 있다. 이는 도 33f에 도시된 바와 같이 미늘 피팅(256)을 통해 또는 다른 적절한 견고한 연결 수단을 통해 벌크헤드(159)에 연결될 수 있다. 이 경우, 내부 덮개(312)는 설명의 명확성을 위해 제거되었다.
도 33f는 그 연장부가 벌크헤드 또는 관통 배리어(159)를 통과할 때의 손잡이, 내부 덮개, 피봇 제어 구조 및 유체 도관이 없는 내시경의 PCB를 보여준다. 또한, 회전 위치 감지 자석(51) 및 카메라 제어 버튼(37)과 샤프트(38)(내장 자석 포함)는 메인 PCB(518)와 관련하여 도시되어 PCB(518) 상에서 이들 자석을 위한 각각의 홀 효과 센서가 위치될 수 있는 위치의 표시를 제공한다. 도시된 바와 같이, 가요성 PCB 연장부의 절첩 지점(520)은 벌크헤드(159)의 근위에 위치하여, 조합된 인접한 가요성 및 강성 PCB 연장부가 슬롯(177)에서 벌크헤드를 통과할 수 있다. 이 경우 슬롯은 유체 침투에 대해 확실하게 밀봉될 수 있는데, 이는 가요성 PCB 연장부(514)에서 충분한 양의 이완이 센서(512)에서의 그 종단부 부근에 원위방향으로 제공될 수 있기 때문이다.
도 33g에 도시된 바와 같이, 유체 또는 공기 운반 루멘(157)은 내시경 샤프트(14) 내의 공간을, 광원에 전력을 공급하고 내시경 샤프트(14)의 원위 단부에 위치된 센서/카메라와 통신하는 PCB 연장부(514, 516)(또는 대안적으로 하나 또는 2개의 리본 또는 플렉스 케이블)와 공유한다. 명확성을 위해 센서/카메라 하우징이 제거되었다. (샤프트(14)의 내부 덮개(312)는 광원 또는 LED에 의한 조명을 제공하기 위해 위쪽에, 그리고, 선택적으로, 센서/카메라 하우징 주변의 유체 유동을 개선시키기 위해 아래쪽에 센서/카메라 하우징 근위에서 절결부 또는 개구를 갖는다. 이는, 예를 들어 도 23a 및 도 72.6에 도시된다).
도 33h는 상기 내시경의 손잡이 원위 섹션(30)의 내부의 절결도를 도시한다. 벌크헤드 또는 유체 배리어(159)는 습윤 섹션(30a)으로부터 비교적 건조한 영역(피봇 제어 구조, 카메라 제어 버튼 및 메인 PCB의 원위 단부가 위치함)을 분리한다. 유체 또는 공기 도관(434)은 내시경 손잡이의 외부로부터 손잡이 근위 섹션(16)을 통해 연장하고, 벌크헤드(159)의 포트(256)에 연결된다. 이 예에서, 도관(434) 및 포트(256)를 통과하는 유체는 습윤 섹션(30a)에 의해 점유된 공간을 통해 내시경 샤프트(14)의 루멘(157)과 연통한다. 유체 또는 공기가 원위 섹션 하우징과 내시경 내부 덮개(312)의 근위 단부 사이에서 새어 나오지 않도록 적절한 밀봉부가 이 유체를 수용하는 데 사용될 수 있다.
이제 도 7c 및 도 14를 다시 참조하면, 피봇 제어 구조(100)는 손잡이 융기 부분(34)의 활주 버튼 리세스(92) 또는 손잡이(12)의 다른 부분의 리지(94)에 의해 한정된 디텐트에 "파킹"될 수 있다. 일부 실시예에서, 리지(94)는 리지(94)에 의해 형성되는 디텐트가 카메라 조립체(350)의 특정 각도 배향에 대응할 수 있도록 이격배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 리지(94)에 의해 형성된 디텐트는 그 위치가 카메라 조립체(350)의 특정 각도 증분(예를 들어, 30도)에 대응하도록 이격 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이(또 7a 참조), 손잡이 원위 섹션(30)은 손잡이 근위 섹션(16)에 대해 회전 가능할 수 있다. 이런 회전은 또한 삽입 섹션(14)의 종방향 축이 마찬가지로 회전하게 한다. 순차적으로, 카메라 조립체(350)는 삽입 섹션(14)과 함께 회전할 수 있다. 이는 사용자가 내시경(10)의 각도 재배치가 미소하거나 거의 없는 상태로 관련 해부 영역의 거의 전체적 모습을 취득할 수 있게 한다. 사용자는 단지 카메라 조립체(350)를 패닝하고 손잡이 원위 섹션(30)을 손잡이 근위 섹션(16)에 대해 회전시켜 해부 영역 내에 원하는 시야를 획득하게 하는 것이 필요할 수 있다.
광섬유(364) 같은 광섬유의 반복된 왜곡 및 굴곡은 하나 이상의 섬유의 파열 또는 파괴를 초래할 수 있다. 광섬유(364)의 예에서, 이는 광 및 조명 손실을 초래하며, 이는 더 많은 광섬유(364)가 훼손됨에 따라 증가될 수 있다. 이런 굴곡은 광섬유(364)가 종결되고 상술한 바와 같이 피봇 카메라 조립체(350)의 일부에 부착되거나 융합되는 경우 발생할 수 있다. 내시경(10)이 일회용으로 설계되는 경우, 그후, 광섬유(364)의 완전성 또는 성능의 임의의 감소는 기구의 의도된 수명에 대한 허용가능한 한계 이내일 수 있다. 결과적으로, 일부 실시예에서, 광섬유(364)는 광섬유(364) 파괴 및 결과적 광 손실에 대한 미소한 고려로 피봇 카메라 조립체(350)에 부착되거나 융합될 수 있다. 광섬유(364)와 연계된 말단 조명기, 광 투사 요소 또는 광 방출기는 일부 실시예에서, 어떤 타겟에든 광을 투사하도록 카메라 조립체(350)에 유리하게 장착될 수 있거나, 카메라 조립체(350)의 렌즈 조립체(354)의 시야가 회전 또는 패닝된다. 이러한 배열은 카메라 조립체(350)의 패닝가능한 범위에서 카메라 조립체(350)가 회전되는 위치에 무관하게, 렌즈 조립체(354)를 위한 시야(도 23 내지 도 25에 점선으로 도시됨)가 항상 광섬유(364)에 의해 조명되는 것을 보증하는 것을 돕는다.
일부 실시예에서, 조명 시스템은 도광부 또는 광 파이프(375)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광섬유(364)는 조명 시스템의 경로의 적어도 일부를 따라 도광부 또는 광 파이프(375)를 포함할 수 있다(예로서 도 35 참조). 용어 "도광부" 및 "광 파이프"는 본 명세서에서 상호 교환가능하게 사용된다. 광섬유가 비교적 직선인 경우, 섬유 내의 광의 입사각이 광섬유 내의 근사 전반사를 돕기에 충분히 얕기 때문에 광 손실은 비교적 작다. 그러나, 광섬유의 굴곡은 섬유 외부로의 광의 소정의 전송이 가능한 지점으로의 입사각을 변경할 수 있다. 광 파이프 또는 고광부의 굴곡은 그러나 제어될 수 있다. 이 목적을 위해, 고려가능한 경우 도광부(375)의 사용은 광섬유(364)를 포함하는 조명 시스템의 광 손실을 최소화하는 것을 도울 수 있거나, 광섬유를 완전히 대체할 수 있다. 도광부(375)는 또한 다수의 다른 이득을 제공할 수 있다. 예로서, 도광부(375)는 조립을 돕고 장치를 위한 조립 시간을 단축시킬 수 있다. 도광부(375)는 본 명세서에 설명된 유형으로 이루어질 수 있거나, 본 기술 분야의 숙련자들에게 공지된 임의의 적절한 유형의 도광부일 수 있다.
도 35는 광 파이프(375)를 이용하는 내시경(10)의 예시적인 실시예를 도시한다. 2개의 더 큰 직경의 광 파이프(375)는 내부 덮개(312)(도 18 참조)의 벽의 하나 이상의 섹션을 따라 카메라 조립체 하우징(330)으로 연장할 수 있고, 그후, 카메라 조립체 피봇 베어링(346) 중 하나로 굴곡되거나 굽혀질 수 있다. 각 광 파이프(375)의 굴곡 섹션은 방향이 변할 때 광 파이프(375)의 외부로의 광 손실을 최소화하기 위해 고 반사성 재료(376)로 코팅될 수 있다. 본 기술 분야의 숙련자에게 알려진 임의의 적절한 고 반사성 재료(376)가 사용될 수 있다. 이런 실시예에서, 카메라 조립체(350)는 또한 피봇 베어링(346)에서 광 파이프(375)와의 결합부에 형성되는 내장 카메라 조립체 광 파이프(377)를 구비할 수 있다. 광 파이프(375)에 의해 운반되는 광은 결합부에서 카메라 조립체 광 파이프(377)로 전달될 수 있다. 카메라 조립체 광 파이프(377)는 피봇 핀(366) 각각으로부터 카메라 조립체(350)로 연장할 수 있다. 카메라 조립체 광 파이프(377)는 광 투사 공극(362)에서 종결되며, 그래서, 카메라 조립체(350)의 시야는 카메라 및 렌즈 조립체의 회전 위치에 무관하게 조명된다. 이런 실시예에서, 카메라 조립체 광 파이프(377)에 의해 취해진 임의의 굴곡은 상술한 바와 같이 고 반사성 재료(376)로 코팅될 수 있다. 일부 실시예에서, 고 반사성 재료(376)는 카메라 조립체 광 파이프(377) 및 광 파이프(375)의 굴곡에 추가로 카메라 조립체 광 파이프(377)와 광 파이프(375)의 다른 부분에 포함될 수 있다.
카메라 조립체(350)의 피봇 영역과 일치하는 광 파이프 결합부의 생성은 바람직할 수 있으며, 그 이유는 이것이 카메라 조립체(350)가 회전될 때 광섬유(364)의 굴곡이나 비틀림을 피하여 광섬유(364)에 대한 손상 위험을 제거하기 때문이다. 이러한 디자인은 재사용가능한 또는 일회용 중 어느 하나인 내시경(10)에 사용하도록 구성될 수 있다. 또한, 이 배열은 내시경(10)의 제조 및 조립 비용을 감소시킬 수 있다.
광 파이프(375)를 사용하는 다른 예시적 실시예(미도시)에서, 더 큰 직경의 광 파이프(375)가 실질적으로 플렉스 케이블(250)의 경로를 따라 연장할 수 있다. 내부 덮개 장착부(160)에 가장 가까운 광 파이프(375)의 단부는 광섬유(364)와 결합부를 형성할 수 있거나 다른 조명원으로부터 광을 인출하도록 배열될 수 있다. 카메라 조립체(350)에 가장 근접한 광 파이프(375)의 단부는 또한 카메라 조립체(350)로 연장하는 조명 섬유(364)와 결합부를 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 카메라 조립체(350)까지의 광섬유(364)는 가요성 리본(1000)을 형성하도록 배열됨으로써, 단 하나의 치수로 굴곡 또는 미소하게 굴곡되는 상태로 광 투사 요소 내로 종결될 수 있는 섬유의 선형 어레이를 생성한다(도 36 참조). 대안적으로, 가요성 리본(1000)은 섬유의 선형 어레이를 필요로 하지 않을 수 있으며, 대신, 일부 실시예에서, 단일, 리본형, 가요성 도광 재료 부재일 수 있다. 일부 실시예에서, 카메라 조립체(350) 내의 광 투사 공극(362) 중 하나로 각각 연장하는 2개의 가요성 리본(1000)이 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 가요성 리본(1000)은 카메라 조립체(350)에서의 광량을 최대화하도록 반사 재료(376)로 코팅될 수 있다. 일부 실시예에서, 가요성 리본(1000)은 광 파이프와의 결합부를 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 카메라 하우징 상부(356)는 광 투사 요소 또는 조명기로서 기능하기 위한 광 파이프 재료를 포함할 수 있다. 본 경우에, 광은 카메라 하우징 상부(356)의 대부분으로부터 카메라 조립체(350)의 시야 내로 출사될 수 있다. 일부 실시예에서, 카메라 하우징 상부(356)의 일부 영역은 카메라 하우징 상부(356)의 원하는 영역이나 영역들로부터만 광이 출사되도록 마스킹되거나 블랙아웃될 수 있다. 일부 실시예에서, 카메라 하우징 상부(356)의 일부 영역은 이들 영역으로부터의 비의도적 광 출사를 방지하기 위해 고 반사성 재료(376)로 코팅될 수 있다.
도 36은 광섬유(364)가 가요성 리본(1000) 내로 통합되는 실시예를 도시하며, 이는 선택적으로 고 반사성 재료(376)로 코팅될 수 있다. 도시된 바와 같이, 가요성 리본(1000)은 카메라 조립체(350)로 연장한다. 가요성 리본(1000)은 카메라 조립체(350)에 오버몰딩되거나, 매설되거나, 그와 융합되거나 다른방식으로 결합될 수 있다.
도 36의 예시적 실시예에서, 카메라 조립체(350)는 단일체형 카메라 하우징(1002)을 포함한다. 부착된 가요성 리본(1000)이 없는 예시적 단일체형 카메라 하우징(1002)은 도 37에 더 상세히 도시되어 있다. 예시적 실시예에서, 단일체형 카메라 하우징(1002)은 광 파이프 또는 전송 재료로 이루어지며, 광 투사 요소로서 기능한다. 예시적 실시예의 단일체형 카메라 하우징(1002)은 단일체형 카메라 하우징(1002)의 코팅되지 않거나 마스킹되지 않은 영역으로부터 출력된 광을 최대화하기 위해 고 반사성 재료(376)로 거의 전체적으로 코팅될 수 있다. 단일체형 카메라 하우징(1002) 상의 렌즈 및 이미지 센서 조립체에 인접하게 배치하기에 적합한 형상을 갖는 광 투사 또는 조명 표면(1004)은 고도로 반사성인 재료(376)(또는 대안적으로 간단한 다크 마스크)의 적용 동안 영역을 마스킹함으로써 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광 투사 표면(1004)은 링 형상을 갖는다. 다른 실시예에서, 광 투사 표면(1004)은 초승달형, 반원형 또는 임의의 다른 원하는 형상을 가질 수 있다. 광은 렌즈 조립체(354)의 시야를 조명하기 위해 단일체형 카메라 하우징(1002)의 광 투사 표면(1004)으로부터 출사될 수 있다. 상술한 실시예에서와 같이, 조명 필드는 바람직하게는 카메라 조립체(350)와 함께 피봇함으로써 렌즈 조립체(354)의 시야가 항상 조명되는 것을 보증한다.
도 38은 단일체형 카메라 하우징(1002)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 윤곽선 형태로 도시된 바와 같이, 단일체형 카메라 하우징(1002)은 결합 리세스(1006)를 포함한다. 결합 리세스(1006)는 가요성 리본(1000)이 단일체형 카메라 하우징(1002) 내에 적절히 결합되게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 결합 리세스(1006)는 예로서 단일체형 카메라 조립체(1002) 내로의 스냅 끼워 맞춤을 통해 가요성 리본(1000)이 결합되게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 결합 리세스(1006)는 가요성 리본(1000) 내에 형성되지 않은 광섬유(364)를 수용할 수 있다. 도 37과 유사하게, 도 38에서, 단일체형 카메라 하우징(1002)은 광 투사 요소로서 기능할 수 있다. 단일체형 카메라 하우징(1002)은 또한 도 37에 관하여 설명된 단일체형 카메라 하우징(1002)과 유사하게 코팅 및/또는 마스킹될 수 있다.
도 39 및 도 40은 광 투사 요소(1005)가 가요성 리본(1000)의 단부에 통합되는 실시예를 도시한다. 광 투사 요소(1005)는 광 파이프 재료로 형성될 수 있으며, 이는 일부 실시예에서, 원하는 방식으로 광섬유 다발 또는 가요성 리본(1000)으로부터 광을 투사하기에 적합한 형상으로의 섬유 그룹의 융합체일 수 있다. 일부 실시예에서, 광 투사 요소(1005) 및 가요성 리본(1000)은 (예를 들어, 가열 또는 화학적 수단에 의해) 함께 융합된 2개의 별개의 부품일 수 있다. 다른 실시예에서, 광 투사 요소(1005) 및 가요성 광섬유 리본(1000)은 단일 성형된 부분일 수 있다. 일부 실시예에서, 광 투사 요소(1005)는 도 49 내지 도 62에 관하여 설명된 바와 같이 생성될 수 있다.
도 39 및 도 40을 계속 참조하면, 가요성 리본(1000)은 고 반사성 재료(376)로 코팅될 수 있다. 또한, 광 투사 요소(1005)의 저부 및 측부 벽은 고 반사성 재료(376)로 코팅될 수 있다. 이는 광이 광 투사 요소(1005)의 비코팅 상부로부터만 렌즈 조립체(354)의 시야 내로 출사되는 것을 보증할 수 있다. 도 40에 도시된 바와 같이, 광 투사 요소(1005) 또는 가요성 리본(1000)은 결합 특징부(1008)를 포함할 수 있다. 결합 특징부(1008)는 광 투사 요소(1005) 및 가요성 리본(1000)이 카메라 조립체(350) 상에 또는 카메라 조립체(350) 내로 결합되게 할 수 있다. 결합 특징부(1008)는 광 투사 요소(1005)의 일체형 부분일 수 있다.
도 41 및 도 42는 광 파이프 재료로 형성될 수 있는 광 투사 요소(1005)를 포함하는 가요성 리본(1000)의 2개의 예시적 실시예를 도시한다. 도 41의 광 투사 요소(1005)는 대체로 링형 형상을 갖고, 도 42의 광 투사 요소(1005)는 대체로 초승달 형상이지만, 다른 형상도 필요에 따라 선택될 수 있다. 도 41 및 도 42의 예시적 실시예에서, 단지 광 투사 요소(1005)의 상부 표면만이 고 반사성 재료(376)로 코팅되지 않고 남아 있다.
광 투사 요소(1005)는 광 투사 요소(1005)로부터 출사된 광을 안내하는 것을 돕는 하나 또는 다수의 텍스쳐(1010)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 확산 방식으로 광이 방출되는 것을 조장하기 위해 텍스쳐(1010) 또는 텍스쳐들(1010)이 포함될 수 있다. 텍스쳐(1010) 또는 텍스쳐들(1010)이 예로서, 광 투사 요소(1005)의 몰딩 동안 생성될 수 있거나, 대안적으로, 광 투사 요소(1005)를 형성하는 광 파이프 재료가 확산 방식으로 광 투사 요소(1005)로부터 광이 출사되는 것을 조장하는 충전 재료를 포함할 수 있다.
도 43 및 도 44는 각각 광 투사 요소(1005)의 다른 예시적 실시예의 상면 및 저면 사시도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 광 투사 요소(1005)는 형상이 링형이다. 또한, 광 투사 요소(1005)는 도 44의 저면 사시도에 도시된 바와 같이 결합 특징부(1008)를 포함한다. 도 44에서 결합 특징부(1008)는 광 투사 요소(1005)의 일체형 부분이다. 예시적 실시예에서, 결합 특징부(1008)는 리지(ledge) 또는 셀프(shelf)이다. 리지 결합 특징부(1008)는 카메라 조립체(350) 같은 다른 구성요소 상에 광 투사 요소(1005)를 위치설정 및/또는 정렬하는 것을 도울 수 있다. 추가적으로, 일부 실시예에서, 접착제 또는 글루는 카메라 조립체(350) 같은 다른 구성요소에 대해 광 투사 요소(1005)를 고정하기 위해 리지 결합 특징부(1008)를 따라 배치될 수 있다. 도 48에 예시적 카메라 조립체(350)에 부착된 광 투사 요소(1005)가 도시되어 있다.
도 43 및 도 44에 도시된 광 투사 요소(1005)는 고 반사성 코팅 또는 재료(376)(예를 들어, 도 39 참조)를 포함하지 않는다. 이런 고 반사성 코팅 또는 재료(376)에 대한 필요성은 광의 출사를 원하지 않는 광 투사 요소(1005) 내에서의 그리고, 그에 진입하는 광의 내부 전반사를 증가 또는 최대화하도록 광 투사 요소(1005)를 치수설정함으로써 최소화될 수 있다. 이는 광의 출사를 원하지 않는 광 투사 요소(1005)의 영역에서 임의의 굴곡부 또는 굴곡부들이 큰 반경을 갖는 것을 보증함으로써 이루어질 수 있다. 추가적으로, 이는 광 투사 요소(1005) 전반에 걸친 두께 변동이 입사각이 임계 각도 미만이 되게 하는 광 투사 요소(1005) 내의 광의 입사각의 변화를 도입하지 않도록 광 투사 요소(1005)를 치수설정함으로써 이루어질 수 있다. 광 투사 요소(1005)의 두께가 광 투사 요소(1005)가 부착되는 광섬유 또는 가요성 리본의 두께 미만으로 감소되지 않는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 광 투사 요소(1005)의 표면은 광의 출사가 필요하지 않은 영역에서 매끄러운 것이 바람직할 수 있다.
도 45, 도 46 및 도 47는 도 43 및 도 44에 도시된 광 투사 요소(1005)의 다수의 단면을 도시한다. 단면은 각각 도 43의 선 43-43, 44-44 및 45-45에서 취해진다. 도시된 바와 같이, 광 투사 요소(1005)에 진입하는 광이 광 투사 요소(1005)의 상부 표면의 외부로 출사되기 이전에 제1 굴곡부(1300) 및 제2 굴곡부(1302)를 횡단하여야만 한다. 도 45 내지 도 47에 도시된 바와 같이, 광 투사 요소(1005)는 광 투사 요소(1005)의 평면에 따라 이들 굴곡부의 반경이 변하도록 성형될 수 있다. 이들 굴곡부(1300, 1302) 각각의 반경은 주어진 평면에서 가용 공간에서 가능한 점진적이 되도록 선택될 수 있다. 도시된 바와 같이, 광 투사 요소(1005)의 두께는 대체로 일정하게 유지된다. 이는 두께 변동에 기인한 입사각의 변화가 최소화되는 것을 보증한다.
도 43 내지 도 47에 관하여 도시되고 설명된 광 투사 요소(1005)는 도 48의 예시적 카메라 조립체(350)에 부착된다. 도시된 바와 같이, 광 투사 요소(1005)는 렌즈 조립체(354)의 시야와 실질적으로 일치하는 일차 조명 필드(이 일차 조명 필드 주변의 주변 영역은 또한 출사된 광의 확산 및 반사에 기인하여 조명됨)내로 광을 투사하도록 배열된다.
광섬유 광 투사 요소를 구성하기 위한 예시적인 방법은 2014년 1월 31일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/170,080호(미국 출원 공개 제2014/0221749호)에 개시되어 있으며 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
도 63은 도 24의 선 61-61에 의해 표현된 단면에서 취해진 렌즈 조립체(354)를 포함하는 예시적 카메라 조립체의 단면도를 도시한다. 렌즈 조립체(354)는 도 24에서와 같이 카메라 하우징 저부(358)와 카메라 하우징 상부(356) 사이에 수납된 상태로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 렌즈 조립체(354)는 이미지 센서(380)의 평면 상으로 이미지를 투사하도록 배치된다. 이미지 센서(380)의 유형은 예로서, CCD 이미지 센서, CMOS 이미지 센서 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이미지 센서(380)는 유체 노출에 대해 보호하도록 카메라 조립체(350)의 밀봉된 섹션 내에 수납될 수 있다. 일회용 내시경에서, 조립체가 이때 살균 및 재사용을 위한 어려움을 견디도록 설계되지 않기 때문에 유체 노출에 대해 이미지 센서를 밀봉하기 위해(예를 들어, 투명 에폭시 콤파운드를 사용하여) 덜 고가의 프로세스가 사용될 수 있다.
도 63에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(380)는 플렉스 케이블(250)의 플렉스 보드(381)에 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 등각 코팅 재료가 습기에 대한 추가적 보호를 제공하기 위해 사용될 수 있고, 선택적으로, 이미지 센서(380)를 위한 볼 그리드 어레이 장착부의 결합부를 지지하도록 구성될 수 있다. 플렉스 케이블(250)은 이미지 센서(380)에 전력과 이미지 센서(380)로부터/로 데이터 및/또는 명령을 운반하는 수단을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 스티프너(382)가 카메라 조립체(350)에 포함될 수 있다. 도 63에 도시된 예시적 실시예에서, 스티프너(382)는 그 위에 이미지 센서(380)가 지지되는 구조를 보강하도록 위치되며, 이는 이미지 센서(380)의 물리적 완전성을 보호하는 것을 도울 수 있다. 스티프너(382)는 예로서, 얇은 알루미늄 이면재(예시적 실시예에서 약 0.002 in 두께일 수 있음)를 포함할 수 있다.
카메라 조립체(350)는 또한 하나 또는 다수의 섬유 안내부(384)를 포함할 수 있다. 도 63에 도시된 예에서, 섬유 안내부(384)는 카메라 하우징 저부(358)의 저부면에 결합된다. 예시적 섬유 안내부(384)는 안내 홈통(386)을 포함한다. 섬유 안내부(384)의 안내 홈통(386)의 후방 벽은 도 63의 지면 저부를 향해 돌출하는 것을 볼 수 있다. 섬유 안내부(384)는 또한 도 63에 도시된 예시적 섬유 안내부(384)에서 안내 홈통(386)의 후방 벽 내로 만입되는 다수의 안내 절결부 또는 채널(388)이거나 이를 포함할 수 있다. 도 63의 예시적 실시예를 포함하는 일부 실시예에서, 안내 절결부 또는 채널(388)은 카메라 하우징 저부(358) 및 카메라 하우징 상부(356) 중 하나 또는 양자 모두에 형성될 수 있다. 섬유 안내부(384)는 내시경(10)의 조립 동안 조명 섬유(364)를 라우팅하는 것을 도울 수 있다. 섬유 안내부(384)는 또한 내시경(10)의 동작 동안 제 위치에 조명 섬유(364)를 유지하도록 작용할 수 있다. 섬유 안내부(384)의 위치, 형상, 수, 크기 등은 내시경(10)의 특정 구성에 따라 변할 수 있다. 일부 실시예에서, 글루, 에폭시 또는 다른 적절한 접착제나 에이전트가 섬유 안내부(384)에 추가로 사용되어 조명 섬유(364)를 원하는 위치에 유지하는 것을 도울 수 있다. 도광부 또는 광 투사 요소(예를 들어, 도 35 내지 도 42에 도시된 바 또는 도 64에 도시된 바와 같이)일부 경우에, 예로서, 섬유 안내부(384)가 조립체에 사용되지 않을 수 있다.
도 64는 도 34의 선 62-62에서 취한 도 34에 도시된 카메라 조립체(350)의 단면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 렌즈 조립체(354)는 카메라 하우징(355) 내에서 제 위치에 도시되어 있다. 또한, 이미지 센서(380)는 카메라 하우징(355) 내의 제 위치에 도시되어 있다. 렌즈 조립체는 이미지 센서(380)에 이미지를 투사하도록 위치된다. 상술한 바와 같이, 이미지 센서(380)는 임의의 유형의 이미지 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등)일 수 있으며, 유체 노출에 대해 밀봉될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 이미지 센서(380)는 플렉스 케이블(250)에 부착된 플렉스 보드(381) 상에 결합된다. 도 64에 도시된 카메라 조립체(350)는 섬유 안내부(384)(도 63 참조)를 포함하지 않는다. 대신, 광 투사 요소 또는 광 방출기(2005)가 도 64의 카메라 조립체(350) 상의 제 위치에 있다.
도시된 바와 같이, 플렉스 케이블(250)은 예시적 실시예에서 자체적으로 역방향으로 이중화된다. 이는 플렉스 케이블(250)을 굴곡시키고, 그후 플렉스 케이블(250)의 영향을 받은 영역에 대해 글루 또는 다른 정착액을 적용함으로써 밴드를 유지하는 것에 의해 달성될 수 있다. 카메라 조립체(350) 아래의 플렉스 케이블(250)을 이중 루프형성하는 것은 카메라 조립체(350)가 구속된 공간에 수납되는 실시예에서 유리할 수 있다. 예로서, 도 22에 도시된 바와 같이 내부 덮개(312) 내의 공간에 카메라(350)를 구속하는 것은 굴곡에 이용되는 플렉스 케이블(250)의 양을 제한할 수 있다. 플렉스 케이블(250)은 이때 카메라 조립체(350)의 특정 회전 위치에서 바람직하지 못하게 작은 반경에 걸쳐 굴곡될 수 있다. 이런 작은 굴곡 반경은 특히 반복적으로 발생되는 경우 플렉스 케이블(250)에 유해할 수 있다. 이 문제점은 내부 덮개(312)의 직경이 감소할 때 더욱 문제가 된다. 그러나, 플렉스 케이블(250)을 자체적으로 역방향 이중화되도록 배열함으로써, 더 큰 플렉스 케이블(250)의 길이가 카메라 조립체(350)의 회전시 반복된 굴곡에 대해 가용하며, 더 큰 최소 굴곡 반경이 얻어질 수 있다. 따라서, 이는 작은 반경에 걸친 반복된 굴곡 및 비굴곡에 기인한 플렉스 케이블(250)의 완전성에 대한 고려 없이 더 작은 직경으로 내부 덮개(312)가 형성되게 할 수 있다.
광 투사 요소(2005)로 이어지는 플렉스 케이블(250)과 광섬유(364) 양자 모두는 굴곡에 대한 약간의 내성을 나타낸다. 추가적으로, 굴곡시 양자 모두는 복원 스프링력을 작용할 수 있다. 굴곡에 대한 이러한 저항은 회전에 대한 카메라 조립체(350)의 저항을 증가시킬 수 있다. 도 65에 도시된 바와 같이, 플렉스 케이블(250) 및 광섬유(364)는 서로를 향해 각질 수 있다. 이런 배열은 회전 카메라 조립체(350)를 보조하기 위해 광섬유(364)에 대해 플렉스 케이블(250)의 강성도를 레버리지할 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 이 개념을 가장 잘 예시하기 위해, 플렉스 케이블(250)은 도 65에서 자체적으로 역방향 이중화되지 않는다.
일부 실시예에서, 카메라 조립체(350)를 위한 적어도 하나의 조명원은 카메라 조립체(350)의 시야 내 이외의 방향으로 광을 투사하도록 배치될 수 있다. 즉, 조명원의 직접 조명 필드는 카메라 조립체의 시야와 일치하지 않거나 외부에 있도록 배향될 수 있다. 이러한 조명원은 간접 조명원으로 지칭될 수 있는 반면, 카메라 조립체(350)의 시야로 직접 광을 투사하는 조명원은 직접 조명원으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 간접 조명원은 카메라 조립체(350)의 후방에서 또는 카메라 조립체(350)의 시야와 실질적으로 반대 방향으로 광을 방출하도록 배향될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 조립체(354) 또는 렌즈 주위에 결합하여 렌즈 조립체(354) 또는 렌즈의 시야로 광을 투사하는 광 투사 요소(2005) 대신에 또는 그에 추가로, 광 투사 요소(2005)가 렌즈 조립체(354) 또는 렌즈에 대향하는 카메라 조립체(350)의 부분에 부착될 수 있다.
반-직관적이지만 (예를 들어, 시야와 반대 방향으로 카메라 조립체(350)의 후방의) 카메라 조립체(350)의 시야의 바깥쪽에 광을 투사하는 것은 증가된 이미지 품질을 제공하고 이미지 처리의 필요성을 감소시킨다. 예를 들어, 이러한 조명 배열은 이렇게 구성되지 않는 경우 직접 조명될 영역의 음영형성이 유지될 수 있기 때문에 내시경 절차에서 보다 큰 깊이 지각을 제공하는 것을 도울 수 있다. 광 투사 요소(2005) 또는 다른 조명원으로부터 카메라 조립체(350)의 시야 외부의 지점으로 광을 방출함으로써, 워시 아웃으로 나타나는 핫 스팟 또는 영역 및 부족 노출로 나타나는 어두운 스팟 또는 영역이 완화될 수 있다. 이러한 조명 배열은 카메라 조립체(350)의 시야 내에서보다 균일한 조명을 제공하는 것을 도울 수 있다.
광이 다수의 광원들(702a-d)로부터 카메라 조립체(350)의 시야(700)의 내부 및 외부 영역들로 방출될 수 있는 조명 배열의 대표적인 실시예가 도 66에 도시된다. 도시된 바와 같이, 내시경 손잡이의 인쇄 회로 보드의 연장부(430h)가 카메라 조립체(350)까지 연장되어 도시되어 있다. 인쇄 회로 보드 연장부(430h)는 전력 및 데이터 통신 경로를 삽입 섹션(14)의 다양한 구성요소에 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 리본 또는 플렉스 케이블(250)(예를 들어, 도 14 참조)이 인쇄 회로 보드 연장부(430h) 대신에 사용될 수 있다. 다수의 구성요소가 인쇄 회로 보드 연장부(430h)에 장착된다. 이들 구성요소는 센서, 광 방출기 등과 같은 임의의 또는 다양한 다른 구성요소일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 구성요소는 광원(702a-d)으로 설명된다. 광원(702a-d)은 광섬유 케이블, 광 투사 요소(2005)(예를 들어, 도 62 참조), LED 또는 LED 어레이와 같은, 그러나 이들에 한정되지 않는 임의의 적합한 광원일 수 있다.
LED의 사용은 다양한 이유로 몇몇 특정 실시예에서 바람직할 수 있다. 예를 들어, LED의 사용은 몇몇 특정 실시예에서 조명 섬유의 다발/리본에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 일부 광섬유는 사용 중에 장시간 구부리면 열화될 수 있으며 구부릴 때 광 손실이 발생할 수 있다. LED는 오래 견디며 굴곡을 받게 되는 긴 섬유 다발을 필요로 하지 않는다. 또한, LED의 사용은 내시경의 건조 섹션(예를 들어, 손잡이(12))과 내시경의 습윤 섹션(예컨대, 삽입 섹션(14)) 사이의 관통 요소의 수를 최소화할 수 있다. 또한, 광섬유를 생략함으로써, 삽입 섹션(14)에서 유체 도관의 단면적이 보다 적게 막히거나 채워지게 될 수 있다. 이는 삽입 섹션(14)을 통한 관주 유체의 증가된 유량을 허용할 수 있다. LED는 또한 제조의 용이성을 높이거나 단순화하는 데 도움이 될 수 있다.
도시된 바와 같이, 제1 광원(702a)은 일반적으로 카메라 조립체(350)의 시야(700)를 향하여 광을 투사할 수 있도록 배치된다. 이러한 광원(702a)은 일반적으로 시야(700)의 직접 조명을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 직접 광원(702a)은 생략될 수 있거나, 예를 들어 광원(702b-d) 중 임의의 것 또는 그 조합과 같은 하나 이상의 다른 간접 조명원을 수반할 수 있다. 직접 조명원(702a)이 하나 이상의 간접 조명원과 함께 포함되는 실시예에서, 직접 조명원(702a)은 하나 이상의 간접 조명원보다 낮은 강도의 광을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 직접 조명원(702a)은 간접 조명원(들)에 의해 방출된 상이한 스펙트럼 또는 스펙트럼의 서브세트의 광을 제공할 수 있다. 예를 들어, 직접 조명원(702a)은 RBG LED 어레이일 수 있는 반면, 간접 조명원은 백색광을 방출할 수 있다.
다수의 다른 조명원(702b-d)이 또한 도 66에 도시된다. 이들 조명원은 설명의 목적으로 함께 도시되며 임의의 주어진 실시예에 모두 존재할 필요는 없다. 임의의 수의 조명원(702a-d)이 다양한 실시예들에 포함될 수 있다. 조명원(702a-d) 중 일부는 다양한 실시예들에서 생략될 수 있다. 광원(702b-d) 각각은 카메라 조립체(350)의 시야(700)로 직접 광을 방출하지 않도록 배열되는 간접 조명원이다. 광원(702b-d)은 카메라 조립체(350)의 시야(700)와 실질적으로 반대 방향으로 광을 방출하도록 배열된다. 광원(702d)은 카메라 조립체(350)에 부착될 수 있으며, 카메라 조립체(350)의 측면으로부터 광을 방출하도록 배열될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 백라이팅은 수술 장소의 유일한 조명원을 제공한다. 이 경우, 내시경의 원위 단부를 위한 조명원은, 예를 들어, 위치(702B)에 위치된 하나 이상의 LED만을 포함할 수 있으며; 즉, 카메라 조립체의 시야의 대부분이 그로부터 지향되는 측면으로부터 떨어져있는 내시경 샤프트의 측면으로부터의 광을 투사한다. 이렇게 제공된 광은 카메라 조립체가 보는 공간을 더 간접적으로 그리고 확산적으로 조명하여 카메라에서 직접 조준되는 광의 밝은 반사를 방지하거나 음영의 형성을 감소시켜, 작업자의 시야를 개선한다. 다른 한편, LED를 위치(702A)에 위치시키는 것은 카메라 시야(700)가 지향되는 수술 장소의 영역의 조명을 향상시킬 수 있다.
카메라 조립체(350)는 하나 이상의 광원(702a-d)으로부터 방출된 파장을 선택적으로 사용하기 위해 하나 이상의 광학 필터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 편광 필터 또는 밴드 갭 필터가 카메라 조립체(350)에 의한 이미징을 향상시키는데 사용될 수 있다.
실시예에 따라, 카메라 조립체(350)는 삽입 섹션(14) 내에서 회전 가능할 수 있다. 이러한 실시예에서, 조명원(702a-d)은 카메라 조립체(350)가 회전할 때 정지 상태로 유지될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 광원(702a-d)은 카메라 조립체(350)와 함께 회전할 수 있다(예를 들어, 조명원(702a-d)은 카메라 조립체(350)에 부착되어 카메라 조립체(350)와 함께 회전할 수 있다). 광원(702a-d)은 카메라 조립체(350)의 가능한 회전 위치 중 임의의 또는 큰 백분율(예를 들어, 약 70 % 내지 100 %)로 시야(700) 내로 직접 광을 방출하지 않도록 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 샤프트 또는 삽입 섹션(14)의 전체 원위 단부(또는 전체 삽입 섹션(14))는 투명한 부분 또는 부분들을 통해 많은 관찰 각도를 얻기 위해 카메라 조립체(350)가 내부에서 회전될 수 있도록 투명할 수 있다. 이 특정 실시예에서, 삽입 섹션(14)의 원위 부분은 선택적으로 주위 공간으로부터 유체 밀봉될 수 있으며, 카메라 및 광원은 샤프트의 원위 단부의 투명성에 의존한다.
또한, 일부 실시예에서, 카메라 조립체(350)의 회전 위치를 모니터링하는 제어기는 시야(700)의 위치에 따라 다양한 광원(702a-d)에 의해 방출되는 광의 강도를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제어기는 피봇 샤프트(204)(예를 들어, 도 14 참조)에 부착된 회전 전위차계와 같은 센서를 통해 피봇 제어 구조(100)(예를 들어, 도 14 참조)의 변위를 모니터링할 수 있다. 센서로부터 수집된 데이터에 기초하여, 제어기는 광원(702a-d)이 직접 광원으로부터 간접 광원으로 또는 그 반대로 변경되었는지 여부를 결정할 수 있다. 제어기는 그후 그 광원(702a-d)에 의해 생성된 광의 강도를 그에 따라 조정할 수 있다. 센서 판독에 기초하여, 제어기는 예를 들어, 어떤 광원(702a-d)이 카메라 조립체(350)의 시야(700) 내로 광을 방출 하는 지를 결정할 수 있고, 이들 광원(702a-d)에 의해 생성된 광의 강도를 감소시킬 수 있다. 제어기는 이전에 광을 시야(700)로 직접 방출하고 있는 광원(702a-d)이 현재 간접 광원으로 작용하도록 카메라 조립체(350)가 회전되었는지를 결정하기 위해 센서 판독을 사용할 수 있다. 광원(702a-d)이 직접 광원으로부터 간접 광원으로 변경된 것으로 결정되면, 그 광원(702a-d)에 의해 생성된 광의 강도는 증가될 수 있다. 방출된 광의 조정은 연속적이고 점진적인 방식, 단계적인 방식 또는 이진 방식(예를 들어, 미리 설정된 직접 및 간접 강도 레벨 사이의 전환)으로 이루어질 수 있다.
인쇄 회로 보드(430a)의 연장부(430h) 상에 다수의 LED 광원(750) 및 센서(754)를 포함하는 인쇄 회로 보드(430a)의 예가 도 67 및 도 68에 도시된다. 센서 또는 카메라 조립체(350)는 또한 PCB 연장부(430h)의 단부에 도시되어 있다. 도 67은 인쇄 회로 보드(430a)의 평면도를 도시하고, 도 68은 인쇄 회로 보드(430a)의 측면도를 도시한다.
인쇄 회로 보드(430a)는 샤프트 부분(430H)이 그로부터 연장되는 메인 부분(430L)을 포함할 수 있다. 인쇄 회로 보드(430a)의 메인 부분(430l)은 내시경(10)의 손잡이(12)(예를 들어, 도 3a 또는 도 3b 참조)에 수납될 수 있다. 도 67 및 도 68에 도시된 예시적인 실시예에서, 메인 부분(430l)은 간략화를 위해 전자 구성요소가 배치되어 있지 않다. 예시적인 구성요소들(430b-f)이 배치된 예시적인 인쇄 회로 보드(430a)가 도 96에 도시된다. 일부 실시예에서는, 도 68에 도시된 바와 같이, 인쇄 회로 보드(430a)의 메인 부분(430L)의 적어도 일부분은 보호 코팅 또는 재료 층으로 코팅되거나 둘러싸여질 수 있다. 보호 재료는 다양한 포팅 재료 또는 등각 코팅 재료 중 임의의 것일 수 있다. 아크릴, 에폭시, 폴리우레탄, 실리콘, 파릴렌, 열경화성 플라스틱, 고무 또는 임의의 다른 포팅 재료 또는 등각 코팅 재료를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 보호 재료는 생체 적합성이며 방수 특성을 제공한다. 투명 보호 코팅은 또한 돌출 부분(430h) 상의 LED(750) 및 센서(754) 위에 배치될 수 있다.
PCB 연장부(또는 선택적으로 리본 케이블)(430h)은 내시경(10)의 삽입 섹션(14)(도 15 참조)의 축을 따라, 그리고, 관통 배리어(159)(예를 들어, 도 15 참조)를 통해 연장될 수 있다. 돌출 부분(430h)은 삽입 섹션(14) 내의 다양한 구성요소(예컨대, 카메라 조립체(350) 및/또는 LED(750))에 전력 및 데이터 통신 경로를 제공할 수 있다(도 15 참조). 돌출 부분(430h)은 다수의 상이한 부분으로 분할될 수 있다. 도시된 예에서, 돌출 부분(430h)은 제1 부분(430i), 제2 부분(430j) 및 제3 부분(430k)을 포함한다. (다른 실시예에서, 돌출 부분(430h)은 상이한 개수의 구성요소로 분할될 수 있다). 돌출 부분(430h)의 각 부분은 상이한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 돌출 부분(430h)의 각 부분은 상이한 레벨의 가요성을 가질 수 있다. 특정 부품은 강성 회로 보드일 수 있고 다른 부품은 플렉스 케이블일 수 있다. 또한, 회로 보드의 각 부분은 상이한 수의 층, 상이한 폭, 각 층상의 상이한 수의 트레이스 등을 가질 수 있다. 인쇄 회로 보드(430a)의 돌출 부분(430h)의 적어도 하나의 부품은 플렉스 케이블이거나 그렇지 않으면 가요성인 것이 바람직할 수 있다. 이는 카메라 조립체(350)의 회전을 용이하게 하는 데 도움을 줄 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 부분(430i)은 6 층 강성 회로 보드일 수 있다. 제2 부분(430j)은 2 층 플렉스 케이블일 수 있다. 제3 부분(430k)은 4 층 강성 회로 보드일 수 있다. 각각의 섹션은 다음 섹션으로 전이할 수 있거나 또는 커넥터가 돌출 부분(430h)의 하나 이상의 섹션 사이에서 사용될 수 있다. 제조를 단순화하고 비용을 줄이기 위해, 내시경 샤프트의 통신 및 전력 라인은 내시경 손잡이에 위치한 메인 PCB의 가요성 및/또는 강성 연장부를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 연장부(들)를 갖는 전체 PCB는 도 33b에 도시된 바와 같이 제조될 수 있고 임의의 가요성 PCB 연장부는 도 33c에 도시된 바와 같이, 내시경 조립 중에 동반 PCB 연장부(강성 또는 가요성)에 인접하게 연장하도록 절첩될 수 있다.
센서(754)는 다양한 센서 중 임의의 것일 수 있다. 일부 실시예에서, 센서(754)는 서미스터, 열전대 또는 저항 온도 검출기와 같은 온도 센서일 수 있다. 일부 특정 실시예에서, 센서(754)는 서미스터일 수 있다. 온도 센서(754)는 LED(750)에서의 또는 그 부근의 환경 온도를 모니터링하는 데 사용될 수 있다.
내시경 절차 중에, 관주 유체가 LED(750) 위로 흐를 수 있다. 이 유체는 LED(750)를 냉각시켜 LED(750)의 온도를 원하는 온도 범위 내에서 유지시키는 것을 도울 수 있다. 내시경(10)이 환자의 외부에 있고 관주 유체가 작동하지 않는 경우, 제어기는 LED(750) 근처의 환경이 원하는 온도 범위보다 뜨거워지고 있는지를 결정하기 위해 센서(754)로부터의 데이터를 모니터링할 수 있다. 온도가 온도 범위를 초과하는 경우, 제어기는 LED(750)로의 전류 흐름을 낮추도록 명령하거나 제어기가 LED(750)를 끄도록 명령할 수 있다. 온도 센서는 또한 관주 유체 흐름 센서로서 사용될 수 있다. 내시경 절차 중에, 관주 유체의 유량은 LED(750)를 둘러싸는 영역이 원하는 온도 범위 내에 있도록 대류를 통해 LED(750)에 의해 생성된 열을 소산시키기에 충분할 수 있다. 유량이 일정량을 초과하여 감소하는 경우, LED(750)에 근위의 영역의 온도가 상승할 수 있다. 일부 실시예에서 이러한 상승은 관주 유체 유량의 감소로서 제어기에 의해 해석될 수 있다. 이에 응답하여, 제어기는 사용자에게 이 효과에 대한 통지를 생성할 수 있다.
도 69는 감지된 온도에 기초하여 삽입 섹션(14)의 LED를 제어하기 위해 제어기에 의해 사용될 수 있는 다수의 예시적인 단계들을 설명하는 흐름도이다. 단계 756에서, 제어기는 LED 근처의 온도 센서로부터 데이터 샘플을 수신한다. 그 후, 제어기는 단계 758에서 데이터 샘플을 분석한다. 단계 760에서, 온도가 제1 미리 결정된 범위를 벗어나는 것이 아니면 단계 756이 반복될 수 있다. 단계 760에서, 온도가 제1 미리 결정된 범위를 벗어나는 경우, 제어기는 단계 762에서 하나 이상의 LED를 제1 상태로부터 제2 상태로 전이시킬 수 있다. 온도 범위는 섭씨 40-50 도(예를 들어, 섭씨 50 도)의 상위 경계를 가질 수 있다. 제1 상태는 고강도 광 출력 점등 상태일 수 있고 제2 상태는 소등 상태일 수 있다. 예시적인 흐름도에서, 제2 상태는 어두워진 상태 또는 소등 상태이다. 제어기는 단계 764에서 온도 센서로부터 데이터 샘플을 수신하고 단계 766에서 데이터 샘플을 분석한다. 단계 768에서 데이터 샘플이 온도가 제2 미리 결정된 범위를 벗어났다는 것을 나타내면, 단계 764가 반복될 수 있다. 단계 768에서, 데이터 샘플이 온도가 제2 사전 정의된 범위 내에 있음을 나타내면, 단계 770에서 적어도 하나의 LED가 켜지거나 생성하는 광의 강도를 증가시키도록 명령될 수 있다.
제1 및 제2 미리 정의된 범위는 동일하거나 또는 제1 및 제2 미리 결정된 범위가 다를 수 있고, 제2 미리 결정된 범위는 제1 미리 정의된 범위 미만이다. 이렇게 하면 제어기가 점등/소등 또는 LED로부터의 광의 강도의 디밍 및 증가 사이를 급속하게 순환하지 않게 되는 것을 보증할 수 있다. 일부 실시예에서, 단계 762에 도달한 후, 타이머가 시작될 수 있다. 타이머는 밝기가 수정된 적어도 하나의 LED에 대한 최소 디밍 또는 소등 시간 타이머일 수 있다. 최소 소등 또는 디밍 타이머가 경과되지 않은 경우, 온도가 제2 미리 결정된 범위 내에 있더라도, 적어도 하나의 LED가 다시 점등되거나 광 출력 강도를 증가시키도록 명령받지 않을 수 있다. 이는 역시 LED 상태들 사이의 급속한 순환을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
도 70은 인쇄 회로 보드(430a)의 돌출 부분(430h)의 단부의 일 예를 확대 측면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 돌출 부분(430h)은 제1 부분(430i), 제2 부분(430j) 및 제3 부분(430k)을 포함한다. 카메라 조립체(350)는 제3 부분(430k)에 부착된다. 센서(754)는 다수의 LED(750a-d) 부근에서 제1 부분(430i) 상에 장착된다. 센서(754)는 서미스터와 같은 온도 센서일 수 있고 LED(750a-d)의 제어를 돕기 위해 사용될 수 있다. 온도 이외의 유체 환경(예를 들어, 전도도, pH 등)의 특성을 검출하기 위한 센서가 또한 사용될 수 있다.
LED(750a)는 직접 조명원일 수 있고 일반적으로 카메라 조립체(350)의 시야(700)로 광을 투사한다. LED(750a)는 돌출 부분(430h)의 제1 부분(430i)의 제1 측면(430m)에 장착된다. LED(750b-d)는 제1 측면(430m)에 대향하는 제1 부분(430i)의 제2 측면(430n) 상에 장착된다. 이들 LED(750b-d)는 간접 광원일 수 있고, 일부 실시예에서는 카메라 조립체(350)의 임의의 회전 배향으로 카메라 조립체(350)의 시야(700)로 직접 광을 투사하지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, LED(750a)는 RBG LED 어레이일 수 있다. LED(750a)는 원하는 방식으로 카메라 조립체(350)의 이미지 센서에 의해 생성된 이미지의 컬러를 수정하는 것을 도울 수 있는 스펙트럼의 광을 제공하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, LED(750a)는 카메라 조립체(750a)의 이미지 센서의 컬러 바이어스를 보정하도록 조정될 수 있다. LED(750b-d)는 백색광 LED일 수 있다. 도시된 바와 같이, 돌출 부분(430h)의 제1 부분(430i)은 돌출 부분(430h)의 다른 부분(430j, 430k)에 비해 인쇄 회로 보드의 더 두꺼운 부분일 수 있다. 이는 LED(750a-d)의 전력 요구가 용이하게 수용되게 할 수 있다.
제1 부분(430i)은 돌출 부분(430h)의 제2 부분(430j)으로 전이할 수 있다. 제2 부분(430j)은 비교적 얇은 플렉스 케이블일 수 있다. 제2 부분(430j)은 카메라 조립체(350)의 피봇 핀(366)의 축을 중심으로 카메라 조립체(350)의 회전을 용이하게 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 부분(430j)은 제1 부분(430i)과 제3 부분(430k)이 서로 평행할 때 제2 부분(430j)이 휘어지거나 아치형이 되는 길이일 수 있다. 이는 카메라 조립체(350)의 움직임 범위를 증가시키는 것을 도울 수 있다.
도 71은 삽입 섹션(14)의 카메라 조립체 하우징(330)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 72는 도 71의 선 72-72에서 취한 카메라 조립체 하우징(330)의 단면도를 도시한다. 카메라 조립체 하우징(330)은 내부 덮개(312)와 연속되어 있으며, 양자는 일체로 형성될 수 있다. 도 71 및 도 72에 도시된 바와 같이, 인쇄 회로 보드(430a)(예를 들어, 도 68 참조)의 돌출 부분(430h)이 카메라 조립체 하우징(330) 내에 도시되어 있다. 돌출 부분(430h)은 도 70에 도시된 것과 유사하고, 카메라 조립체(350), 다수의 LED(750a-d), 및 선택적으로 센서(754)를 포함한다. 도시된 바와 같이, LED(750a-d)는 카메라 조립체 하우징(330)의 상부 및 저부 개구(338, 340)로부터 광을 방출할 수 있도록 배열된다. 카메라 조립체(350)는 그 시야가 둥근 선단부(342)에서 상부 공극(338)에 의해 제공된 개구를 통해 총안형 개구(344)로부터 스위핑될 수 있도록 패닝될 수 있다. 완전히 조립될 때, 방해받지 않는 시야를 여전히 제공하면서 카메라 조립체(350)를 보호하기 위해 외부 덮개(318)(예를 들어, 도 22 참조)가 카메라 조립체 하우징(330) 및 내부 덮개(312) 위에 배치될 수 있다.
도 23a는 센서 또는 카메라 하우징(500)이 샤프트의 선단부에 위치되는 내시경(또는 관절경)(14)의 샤프트의 원위 단부의 사시도를 도시한다. 이 경우, 내부 덮개(312)는 최원위 보호 가드, 차폐부 또는 선단부 구조 중 어떠한 것도 갖지 않는다. 회전 가능한 센서 또는 카메라 하우징(500)의 적어도 일부분(즉, 최원위 부분)은 내시경 삽입 단부의 최원위 요소를 형성한다. 따라서, 센서 하우징(500)은 연조직, 뼈, 연골 또는 관절 표면을 포함하는 해부학적 구조와의 반복된 접촉을 견디도록 구성되는 것이 바람직하다. 실시예에서, 카메라 하우징(350)에 대해 전술한 바와 같이, 둥근 또는 돔형 카메라 하우징(500)은 또한 회전 가능한 카메라 하우징과 함께 이동 가능하고 카메라 하우징(500)의 시야를 향해 연속적으로 지향되는 광원을 포함할 수 있다. 광원은 예를 들어 하나 이상의 LED 또는 광섬유 다발의 종단을 포함할 수 있다. 도 23a에 도시된 예에서, 광원(508)(이 경우, LED의 뱅크)은 회전 가능한 센서 또는 카메라 하우징(500)의 위치에 바로 인접한 샤프트의 측면 상에 위치된다. 이 도면에서, 광원(508)은 내시경 샤프트(14)의 장축에 대해 대략 90 도로 회전될 때 카메라/렌즈 조립체(500)의 일반적인 시야를 향해 조명을 지향시키는 측면에 있다. (대안적으로, 광원은 카메라 조립체- 렌즈 및 센서 -가 배향될 수 있는 측면의 반대편에 배열될 수 있다). 도시된 배열에서, 카메라 조립체의 광학 축은 일반적으로 내시경의 삽입 단부의 제1 측면으로부터 투사된 광의 방향을 향하여 지향될 수 있다. 다른 배열에서, 광원은 삽입 단부의 제2 대향 측면 상에 배치되어, 내시경의 삽입 단부의 제2 측면으로부터 광을 투사하는 반면, 카메라 조립체의 광학 축은 일반적으로 내시경의 삽입 단부의 제1 측면에 대향하는 시야를 향해 지향될 수 있다. 도 72a는 광원(508)(이 예에서는 LED)에 의해 방출된 광이 센서 및 렌즈(512)의 시야로부터 대체로 떨어진 영역으로 지향되는 후자의 배열의 사시도를 도시한다. 대안적인 제2 배열은 내시경의 조작 장소에서 조명원에 의해 생성된 주변 광에 의존하는, 카메라 조립체의 시야의 간접 조명(또는 백라이팅)을 제공하기 위한 것이다. 조명원 또는 LED는 삽입 단부의 내부 덮개 또는 샤프트의 외부 표면과 동일 평면이 되도록 또는 만입되도록 장착된다. 만입되는 경우, LED에 의해 생성된 열이 직접 조작 장소의 근처 조직에 닿거나 그를 손상될 가능성이 적다.
이제 도 73을 참조하면, 상이한 강도 및/또는 스펙트럼에서 광을 생성할 수 있는 적어도 하나의 가변 조명원을 포함하는 실시예에서, 내시경(10)은 다양한 조명 파라미터를 설정하는 것을 돕기 위해 교정 설비(780)에 배치될 수 있다. 하나 이상의 백색 LED 및 하나 이상의 컬러 LED(예를 들어, RBG LED 어레이)를 갖는 실시예는 예를 들어, 사용하기 전에 교정 설비에 배치되어 그의 LED의 광 출력 강도를 조정하고 하나 이상의 컬러 LED의 컬러 출력을 조정할 수 있다. 이는 보다 균일한 이미지 품질을 보장하고 그 LED 및/또는 이미지 센서 사이의 변동에 기인할 수 있는 내시경(10) 사이의 편차를 최소화하는 것을 도울 수 있다.
교정 설비(780)는 내시경(10)의 삽입 섹션(14)에 맞도록 크기가 정해진 개구(782)를 포함하는 광 차단 박스 또는 다른 체적일 수 있다. 이 개구(782)는 내시경(10)이 교정 설비(780)에 설치될 때 내시경(10)의 삽입 섹션(14)에 대하여 광 차단 밀봉이 형성되도록 개스킷이 제공될 수 있다. 교정 설비(780)의 내부는 내시경(10)의 카메라 조립체(350)(예를 들어, 도 71 참조)의 시야 내에 배치된 알려진 특성을 갖는 하나 이상의 타겟(들)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 알려진 컬러 특성을 갖는 타겟이 교정 설비(780) 내에 배치될 수 있다.
제어기는 카메라 조립체(350)의 이미지 센서에 의해 포착된 이미지 내의 하나 이상의 타겟(들)의 특성을 모니터링할 수 있다. 타겟들의 특성(예를 들어, 컬러)이 알려지기 때문에, 제어기는 포착된 이미지 내의 타겟(들)의 특성이 타겟의 또는 타겟(들)의 알려진 특성의 범위와 일치하거나 그 내부에 있을 때까지 가변 광원(들)에 의해 제공되는 조명을 조정할 수 있다. 예를 들어, 삽입 섹션(14)에 포함된 다수의 LED(750a-d)(예를 들어, 도 70 참조)에 의해 생성된 광의 강도 및/또는 광의 스펙트럼이 조정될 수 있다.
도 74는 내시경에 포함된 적어도 하나의 가변 광원의 하나 이상의 조명 파라미터를 교정하는 데 사용될 수 있는 다수의 예시적인 단계들을 상세하게 설명하는 흐름도를 도시한다. 단계 784에서, 카메라 조립체를 포함하는 내시경의 삽입 섹션의 일부분이 교정 설비에 배치될 수 있다. 삽입되고 나면, 제어기는 단계 786에서 내시경의 가변 조명원에 광을 방출하도록 명령할 수 있다. 광은 기본 파라미터(예를 들어, 광 강도 및 컬러 파라미터)를 기반으로 방출될 수 있다. 단계 788에서, 제어기는 내시경의 카메라 조립체의 이미지 센서로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 이 데이터는 단계 790에서 제어기에 의해 분석될 수 있다. 이미지 데이터는 예를 들어, 포착된 이미지 내의 타겟 또는 타겟들의 하나 이상의 관심 특성을 결정하기 위해 분석될 수 있다. 이러한 특성들은 단계 792에서 이미징된 타겟 또는 타겟들의 알려진 또는 예상 특성과 비교될 수 있다. 단계 794에서, 포착된 이미지의 타겟의 특성이 알려진 또는 예상 특성의 범위 내에 있는 경우, 단계 796에서 교정이 완료된 것으로 간주될 수 있다. 단계 794에서, 포착된 이미지 내의 타겟 또는 타겟들의 특성들이 알려진 또는 예상 특성의 범위 내에 있지 않으면, 제어기는 단계 798에서 내시경의 적어도 하나의 가변 조명원의 하나 이상의 조명 파라미터를 조정할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 가변 광원에 의해 생성된 광의 강도 및/또는 스펙트럼은 단계 798에서 조정된다. 조정 후에 단계 788이 반복될 수 있다. 이미지는 계속 비교되고 분석될 수 있고, 포착된 이미지의 타겟의 특성이 그들의 알려진 또는 예상된 값의 범위 내에 있을 때까지 조명 파라미터가 조정될 수 있다.
내시경 샤프트의 원위 단부에서 센서 또는 카메라 상에 이미지를 포커싱하기 위해 렌즈 또는 렌즈 그룹의 구성 및 조립에 다양한 방법이 사용될 수 있다. 이러한 방법 및 기술의 예는 2014년 1월 31일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/170,080호(미국 출원 공개 제2014/0221749호)에 개시되어 있으며, 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
도 96는 내시경(10)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 외부 덮개(318)는 도 96에서 내시경에 설치되어 도시되어 있다. 또한, 본 설명의 명료성을 위해 손잡이 근위 섹션(16)의 저부 하프 쉘(22) 및 손잡이 원위 섹션(30)의 절반(30a)만이 가시적이다. 도시된 바와 같이, 내시경(10)은 손잡이에 둘러싸인 인쇄 회로 보드(430a)(본 명세서에서는 손잡이 또는 메인 PCB(430a)라고도 함)을 포함한다. 전자 케이블(예를 들어, 전원/HDMI 케이블)(432), 광섬유(364) 및 관주/흡입 라인(434)이 또한 도시되어 있다. 도 96는 전원/HDMI 케이블(432), 광섬유(364) 및 관주 라인(434)에 대한 예시적인 라우팅 경로를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 전자 케이블(432), 광섬유(364) 및 관주 라인(434)은 손잡이 근위 섹션(16)의 후방 단부 또는 밑동 단부에서 개구(60)를 통해 내시경(10)으로 들어간다. 이러한 진입 지점은 손잡이측 진입 지점보다 더 유리하며, 그 이유는 삽입 섹션이 손잡이 근위 섹션(16)에 대하여 회전될 때 다양한 코드 및 케이블이 얽히게 되는 가능성을 감소시키기 때문이다.
일부 실시예에서, 전자 케이블(432), 광섬유(364)(존재하는 경우) 및 관주 라인(434)은 후방 손잡이 개구(60)에 대해 경사지게 내시경(10)에 진입할 수 있다. 이런 배열은 손잡이 근위 섹션(16)의 후방 부분의 더 큰 부분을 사용자가 파지할 수 있게 함으로써 사용자에게 인체공학적 이득을 제공한다.
도시된 바와 같이, 전자 케이블(432), 광섬유(364)(내시경에 구현되는 경우) 및 관주 라인(434)은 손잡이 근위 섹션(16)에 진입한 후 손잡이 PCB(430a)의 일부분 위로 연장된다. 전자 케이블(432)은 손잡이 PCB(430a) 상의 커넥터(430b)(예를 들어, 전원/HDMI 커넥터)에 플러그 결합된다. 전자 케이블(432)은 내시경(10)에 전력을 제공할 수 있다. 이미지 데이터는 플렉스 케이블(250)을 통해 손잡이 PCB(430a)로 전달될 수 있다. 전자 케이블(432)은 내시경(10)에 의해 수집된 시각적 데이터를 외부의 그래픽 사용자 인터페이스 디스플레이(미도시)로 전송할 수 있다. 광섬유(364)(내시경에 구현되는 경우) 및 관주 라인(434)은 손잡이 PCB(430a) 아래로 연장되고 전술한 경로를 따른다. 내시경(10)이 일회용인 실시예에서, 전자 케이블(432), 광섬유(364) 및 관주 라인(434)은 모두 내시경이 사용될 때마다 무균성을 보장하거나 재사용을 위한 살균 및 포장 비용을 절감하기 위해 일회용 구성요소로서 포함될 수 있다.
이 예에서, 버튼(90)에 대한 제어 와이어(91)가 또한 도 96에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 제어 와이어(91)는 밀봉 부재(210)의 오리피스를 통과한다. 제어 와이어(91)는 손잡이 PCB(430a)와 연통한다. 또한, 도 96에 도시된 바와 같이, 손잡이 PCB(430a)는 손잡이 PCB 플렉스 케이블(430e)을 포함한다. 손잡이 PCB 플렉스 케이블(430e)은 손잡이 PCB 부분(430f)에 연결되어 손잡이 PCB(430a)의 잔여부에 각지게(예를 들어, 수직으로) PCB 부분(430f)이 배향될 수 있게 한다. 조립시, 플렉스 부착 손잡이 PCB 부분(430f)은 예시적 회전 감지 조립체(150)의 2개의 전위차계(122) 사이에 배치될 수 있다(도 8 참조).
일부 실시예에서, 손잡이 PCB(430a)는 이미지 또는 그래픽 처리 유닛(430c)을 포함할 수 있다. 그러나 바람직하게는, 이미지 처리 유닛(430c)은 내시경(10)의 외부에 위치된다. 이미지 처리 유닛(430b)은 내시경(10)을 위한 전자식 정립(righting) 기구로서 기능할 수 있다. 이미지 처리 유닛(430c)은 플렉스 케이블(250)을 통해 이미지 센서(380)로부터 손잡이 PCB(430a)로 전송되는 이미지 센서(380)에 의해 포착되는 이미지를 수신할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 이미지 센서(380)에 의해 포착된 이미지는 전자 케이블(432)을 통해 내시경(10) 외부의 이미지 처리 유닛(430c)으로 전송된다. 이미지 처리 유닛(430c)은 또한 회전 감지 조립체(150)로부터 신호를 수신할 수 있다. 일부 실시예에서, 아날로그-디지털 컨버터(430d)가 손잡이 PCB(430a)에 포함되어 회전 감지 조립체(150)로부터의 신호를 변환할 수 있다. 이미지 처리 유닛(430c)은 회전 감지 조립체(150)로부터의 신호를 사용하여 전기적으로 이미지를 원하는 배향으로 "정립"시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 이미지는 사용자의 시점으로부터 포착되는 것 같이 이미지가 디스플레이되도록 이미지 처리 유닛(430c)에 의해 회전될 수 있다. 일부 실시예에서, 이미지 처리 유닛(430c)은 또한 렌즈 왜곡의 영향을 교정할 수 있다.
그래픽 사용자 인터페이스에 디스플레이된 이미지의 배향이 먼저 교정되지 않는 한, 디스플레이된 이미지는 사용자에게 오배향될 수 있다. 사용자의 시점에 따른 방향을 규정함으로써, 이미지 처리 유닛(430c)은 이미지가 사용자의 시점에 대응하도록 이미지를 자동 회전시키기 위해 회전 감지 조립체(150)로부터의 데이터를 사용할 수 있다.
도 97은 이미징 시스템의 예시적 블록도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 이미징 시스템은 이미지를 포착하는 이미지 센서(380)를 포함한다. 이미지 센서(380)에 의해 포착된 이미지는 카메라 시리얼 인터페이스(450)(예로서, MIPI 카메라 시리얼 인터페이스)를 통해 이미지 처리 유닛(452)으로 전달될 수 있다. 이미지 처리 유닛(452)(IPU)은 그후 이미지 프레임을 이미징 시스템의 다른 하드웨어 구성요소로 이동시킬 수 있다. 다른 하드웨어 구성요소는 메모리 디바이스 및 그래픽 처리 유닛(430c)(GPU)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 그래픽 처리 유닛(430c)은 렌즈 조립체(354)에 의해 유발되는 임의의 왜곡을 교정할 수 있다.
일부 실시예에서, 그래픽 처리 유닛(430c)은 그래픽 처리 유닛(430c) 내로 로딩되는 표면 상의 텍스쳐로서 이미지를 표현함으로써 이러한 왜곡을 교정할 수 있다. 이는 렌즈 조립체(354)에 의해 도입되는 왜곡을 교정 및/또는 제거하는 방식으로 이미지가 신장 및 조정되게 할 수 있다. 이미지가 정립되는 실시예에서, 그래픽 처리 유닛(430c)은 그후 회전 감지 조립체(150)(예로서, 도 8 참조)로부터의 입력을 통해 교정된 이미지를 회전시킬 수 있다. 예로서, 회전 감지 조립체(150)로부터의 측정은 아날로그-디지털 컨버터(430d)(예로서, 도 96 참조)를 통해 그래픽 처리 유닛(430c)으로 전달될 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(430d)로부터의 신호는 그후 이미지를 그 정립된 배향으로 회전시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 이미지 정립, 왜곡 교정 및/또는 온 또는 오프가 이루어질 수 있는 다양한 다른 이미지 조작을 토글할 수 있다. 이미지 정립은 또한 도 98에 관하여 명세서에서 추후 더 설명될 것이다.
이미지 처리 유닛(430c)으로부터의 처리된 이미지는 그후 그래픽 사용자 인터페이스 또는 디스플레이(454) 상에 표시될 수 있다. 일부 실시예에서, 이미지 처리 유닛(430c)로부터의 처리된 이미지는 메모리 내에 저장될 수 있다. 이런 실시예에서, 사용자는 예로서, 버튼(90)을 트리거링함으로써 추후 환기를 위해 메모리에 저장될 이미지를 포착할 수 있다. 일부 실시예는 이미지 센서(380)로부터 기록가능한 비디오 포맷으로 프레임을 인코딩할 수 있은 비디오 처리 유닛(456)을 포함할 수 있다. 이런 실시예에서, 인코딩된 비디오는 그후 메모리에 저장될 수 있다. 사용자는 상술한 바와 같이 버튼(90) 같은 버튼과의 상호작용을 통해 내시경에 비디오 포착을 개시 및 중지할 것을 명령할 수 있다.
일부 실시예에서, 이미지 처리 유닛(430c)은 또한 포착된 이미지가 노출 피드백 분석을 받게 할 수 있다. 특정 실시예에서, 이미지 히스토그램은 이미지의 화소 모두로부터 생성될 수 있다. 이미지 히스토그램은 그후 이미지를 조율하거나 이미지 칩 또는 센서(380)에 의해 수신된 후속 이미지의 노출을 조율하기 위해 사용될 수 있다. 이미지 처리 유닛(430c)에 의한 이런 추가적 처리는 이미지의 블로우아웃된 백색 영역 또는 이미지의 부족노출된 어두운 영역을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 예로서, 색조 맵핑 등 같은 이미지 또는 이미지들을 조율하는 다른 수단이 또한 사용될 수 있다.
도 98은 회전 감지 조립체(150)로부터의 입력을 사용하여 이미지가 정립될 수 있는 방식을 예시하는 예시도를 도시한다(예로서, 도 98 참조). 도시된 바와 같이, 제1 블록(2100) 및 제2 블록(2102)이 도시되어 있다. 각 블록(2100, 2102) 내에는 시야(2104)를 갖는 내시경(10)이 도시되어 있다. 제1 블록(2100) 내의 내시경(10)의 시야(2104)는 제2 블록(2102)에서 내시경(10)으로부터 약 180도로 배향된다. 이는 내시경(10)의 근위 단부에 대해 내시경(10)의 원위 단부를 회전시킴으로써 달성될 수 있다. 종래의 내시경(10)에서, 근위 섹션에 대한 원위 섹션의 회전 동안, 이미지 센서는 회전되지 않으며, 그 이유는 이미지 센서가 근위 섹션에 수납되기 때문이다. 따라서, 제1 블록(2100) 및 제2 블록에 도시된 내시경(10)은 양자 모두 이미지(2106)를 포착한다.
이는 이미지 센서(380)가 내시경(2106)의 원위 단부와 함께 회전하는 여기에 설명된 일부 실시예에서는 그렇지 않다. 제1 블록(2100)에 도시된 내시경(10)은 이미지(2106)를 포착하며, 제2 블록(2102)에 도시된 위치로 회전된 동일한 내시경(10)은 이미지(2108)를 포착한다. 이미지 센서가 내시경(10)의 원위 단부와 함께 회전할 때, 이미지 센서는 이미지를 반전시킬 것이다. 이러한 위치에서, 예로서, 이미지 센서의 상부는 종래의 내시경(10)에서 통상적으로 이미지의 저부가 될 것으로 예상되는 것을 픽업한다.
선택적으로, 이미지는 내시경(10)의 원위 단부의 회전 정도에 비례하여 회전될 수 있다. 따라서, 이미지는 통상적인 내시경(10)에 익숙한 사용자에 의해 예상되는 방식으로 항상 디스플레이될 수 있다. 이는 회전 이미지 센서와 관련된 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있다.
도면에 도시된 다양한 실시예는 단지 본 개시내용의 특징의 특정 예를 설명하기 위해 제공된다. 주어진 도면에 표시된 모든 특징이 반드시 청구된 장치 또는 특징에 포함되어야 하는 것은 아니다. 도면은 설명의 목적으로만 해석되어야 하고; 따라서, 일부 요소들의 크기는 과장되며, 특정 크기비에 따라 그려지지 않을 수 있다. 추가적으로, 동일한 참조 번호를 갖는 도면에 도시된 요소는 동일한 요소일 수 있거나, 내용에 따라 유사하나 비슷한 요소를 나타낼 수 있다.
"제1", "제2", "제3"등과 같은 용어는 명세서 또는 청구범위 중 어디에서 사용되든, 유사한 요소를 구별하기 위한 의도이며, 반드시 순차적 또는 연대순을 설명하기 위한 것은 아니다. 이렇게 사용되는 용어가 적절한 환경 하에서(달리 명시적으로 언급되지 않는 한) 상호교환가능하며, 본 명세서에 설명된 내용의 실시예는 본 명세서에 설명 또는 예시된 것과는 다른 시퀀스 및/또는 배열의 동작이 가능하다는 것을 이해하여야 한다.
Claims (12)
- 내시경에 사용하기 위한 인쇄 회로 보드이며,
강성 보드에 정합되는 가요성 보드의 복합체를 포함하고, 내시경의 손잡이의 근위 섹션 내에 배치되도록 구성되고, 상기 손잡이의 원위 섹션에 부착되는 인쇄 회로 보드의 베이스 부분으로서, 상기 손잡이의 근위 섹션은 고정식으로 장착된 적어도 하나의 자석을 포함하고, 상기 손잡이의 원위 섹션은 자석을 포함하는 이동 가능한 버튼을 포함하고, 원위 섹션은 내시경의 샤프트에 부착되어 손잡이의 원위 섹션, 샤프트 및 인쇄 회로 보드가 샤프트의 종방향 축을 중심으로 함께 회전하도록 배치되는, 인쇄 회로 보드의 베이스 부분을 포함하고,
인쇄 회로 보드의 하나 이상의 세장형 연장 부분은 손잡이 내의 인쇄 회로 보드의 베이스 부분으로부터 샤프트를 통해 연장되고 샤프트의 원위 삽입 단부에서 종단하도록 구성되고,
인쇄 회로 보드의 베이스 부분은 손잡이의 근위 섹션에서 적어도 하나의 고정식으로 장착된 자석에 대하여 상기 샤프트의 종방향 축 주위로 인쇄 회로 보드 및 샤프트의 회전 위치를 검출하도록 구성된 제1 홀 효과 센서, 및 상기 이동 가능한 버튼의 위치를 검출하도록 구성된 제2 홀 효과 센서를 포함하는, 인쇄 회로 보드. - 제1항에 있어서, 하나 이상의 연장 부분 중 적어도 하나는 가요성 보드 연장부를 포함하는 인쇄 회로 보드.
- 제1항에 있어서, 하나 이상의 연장 부분 중 적어도 하나는 강성 보드 연장부를 포함하는 인쇄 회로 보드.
- 제1항에 있어서, 하나 이상의 연장 부분 중 제1 연장 부분은 가요성 보드 연장부를 포함하고, 하나 이상의 연장 부분 중 제2 연장 부분은 강성 보드 연장부를 포함하는 인쇄 회로 보드.
- 제4항에 있어서, 가요성 보드 연장부 및 강성 보드 연장부는 서로 인접하게 베이스 부분으로부터 나오고, 가요성 보드 연장부의 근위 다리부는 강성 보드 연장부로부터 90 도의 각도에서 강성 보드 연장부로부터 멀어지게 연장되며, 가요성 보드 연장부의 원위 다리부는 강성 보드 연장부에 평행하게 베이스 부분으로부터 멀어지게 연장되는 인쇄 회로 보드.
- 제5항에 있어서, 가요성 보드 연장부의 근위 다리부는 가요성 보드 연장부의 원위 다리부가 내시경의 샤프트를 통해 강성 보드 연장부에 평행하게 그리고 그에 인접하게 정렬될 수 있게 하도록 절첩되는 인쇄 회로 보드.
- 제6항에 있어서, 강성 보드 연장부 및 가요성 보드 연장부는 샤프트의 루멘을 통해 연장되는 인쇄 회로 보드.
- 제7항에 있어서, 인쇄 회로 보드의 베이스 부분, 강성 보드 연장부 및 가요성 보드 연장부는 내수성 코팅 또는 멤브레인으로 코팅되는 인쇄 회로 보드.
- 제8항에 있어서, 강성 보드 연장부 및 가요성 보드 연장부는 샤프트의 유체 운반 루멘을 통해 연장되는 인쇄 회로 보드.
- 제4항에 있어서, 가요성 보드 연장부는 샤프트의 삽입 단부에서 하나 이상의 광원에 연결된 전기 라인을 지지하는 인쇄 회로 보드.
- 제4항에 있어서, 강성 보드 연장부는 이미지 센서와, 샤프트의 삽입 단부에서 이미지 센서에 연결된 통신 라인을 포함하는 인쇄 회로 보드.
- 제11항에 있어서, 이미지 센서는 CCD 또는 CMOS 센서인 인쇄 회로 보드.
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