专利名称：具有集成式无线摄像机的手术器械的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种无线摄像机，并且更确切地，涉及一种包括用在腹腔镜手术中的集成式无线视频摄像机的手术器械。
背景技术：
由于近来在微创或腹腔镜手术技术方面的进步，能够用腹腔镜来执行的手术的数量急剧增加。腹腔镜手术过程是借助于穿过身体中的小切口插入的细长器械在身体内实施操作的微创过程。所述切口典型地由诸如套管针的组织穿孔器械创建。在手术过程期间通过保持身体中的切口打开的套管或进出口将腹腔镜器械插入患者体内。与开放手术方法相比，腹腔镜方法因为考虑到了较快的恢复时间和较短的住院期间而受到欢迎。腹腔镜方法还留下了最小的疤痕(既在内部又在外部)并且减少了患者在恢复期间的不适。然而，由于在腹腔镜过程中使用的套管和/或进入口的内部尺寸必须是小的， 因此只可使用细长的、小直径的器械来进入内部的体腔和器官。如果不是完全地遮蔽 (occluded)，则对手术部位的可视性也是有限的。因此，提供如下一种在腹腔镜方法中使用的手术器械是有利的该手术器械包括集成式无线摄像机，该集成式无线摄像机能够给外科医生提供手术部位的实时视频图像。 进一步，由于将不再需要用于内窥镜的单独进出口，因此包括集成式无线摄像机的手术器械将省去(free up)和/或减少特定过程所需要的进入口的数目。
发明内容
依据本公开，提供了一种具有集成式无线摄像机的手术器械。所述手术器械包括容纳例如处理部件和无线发送器的控制电路的手柄组件。细长轴从手柄组件延伸出并且包括布置在其远侧端处的末端执行器。例如镜头和图像传感器的图像传感器组件朝向细长轴的远侧端布置。图像传感器组件电联接至布置在手柄内的控制电路。在手术中，图像传感器组件将光学图像转换成电信号。电信号被传递给控制电路，在所述控制电路中，对所述电信号进行处理，例如从模拟信号转换成数字信号或从数字信号转换成模拟信号。将处理后的信号无线发送到位于手术器械远程的无线接收器。在一个实施例中，手术器械进一步包括安装在手柄组件上的天线。作为选择，所述天线可布置在手柄内。天线被构造为便于将处理后的信号从无线发送器发送到无线接收。在另一个实施例中，无线接收器联接到视频显示器上，所述视频显示器用于将发送的信号显示为视频图像。在又一个实施例中，图像传感器为CCD图像传感器。作为选择，所述图像传感器可为CMOS图像传感器。还是在另一个实施例中，手术器械进一步包括布置在手柄组件内的电池。所述电池被构造为向控制电路和图像传感器提供电力。还是在又一个实施例中，由图像传感器产生的电信号为模拟信号。作为选择，电信号可为数字信号。因此，控制电路可被构造为将电信号从模拟信号转换成数字信号，或者将电信号从数字信号转换成模拟信号。更特别地，在电信号为模拟信号的情况下，控制电路可将所述信号转换成数字信号。在电信号为数字信号的情况下，控制电路可将所述信号转换成模拟信号。在又一个实施例中，控制电路被构造为将模拟信号(或转换后的模拟信号)广播给无线接收器。模拟信号可与例如2. 4GHz的载波频率合成以便无线地广播至无线接收器。 在这个实施例中，无线接收器因而能够分离信号并且将所述信号提供给视频显示器用于将信号显示为视频图像。仍是在又一个实施例中，控制电路被构造为根据蓝牙、Wi-Fi、Zigbee或者其他标准协议来无线发送数字信号(或者数字化的信号)。因而，例如蓝牙、Wi-Fi或者Zigbee接收器的标准无线接收器可用于分离信号并且将所述信号提供给视频显示器用于将信号显示为视频图像。
这里参照附图描述了主题器械的各个实施例，其中图1为根据本公开的具有集成式无线摄像机的手术器械和联接到视频显示器的无线接收器的立体图；以及图2为图1的手术器械的手柄组件的剖视图，图2示出了所述手柄组件的内部部件。
具体实施例方式现在转向图1，示出了包括集成式无线摄像机的手术器械，其由附图标记100表示。手术器械100主要包括手柄组件10 ；细长轴20，其从手柄组件10延伸出；以及末端执行器30，其布置在细长轴20的远侧端22处。如下文将更详细描述的，手术器械100包括被构造为将信号无线发送到无线接收器200的集成式无线摄像机。无线接收器200被构造为分离信号并且将该信号提供给视频显示器300以将该信号显示为视频图像。如所能理解的，包括集成式无线摄像机的手术器械，例如手术器械100，对于在微创以及开放手术过程中的使用是特别有利的。更特别地，包括集成式无线摄像机的手术器械100允许外科医生以及手术小组在视频显示器上观看手术部位的实时图像，不需要另外的切口或更大的切口来使摄像机插入身体。无线特征消除了许多与有线手术摄像机有关的困难，例如，有限的可操作性和缠结和/或断线的可能性。完全集成式无线摄像机也是有利的，因为该无线摄像机布置在手术器械100内，不需要将轴20进行扩展以容纳摄像机的部件。如所能理解的， 对于进入身体的进入口的直径是相对较小的微创过程来说，该特征是特别期望的。此外，尽管手术器械100示出为手术钳子100，但是可以想象到本公开适于多种手术器械，从而提供在各种微创或开放手术过程中使用的无线集成式摄像机。继续参照图1，如上所述，手术器械100包括从手柄组件10延伸出的细长轴20。例如在微创或者腹腔镜过程中，可通过进入口(未示出)或者组织中的开口插入细长轴20，以将末端执行器30定位在内部体腔内。如所能理解的，由于通过进入口(未示出)或者组织中的开口布置的细长轴20的存在，对手术部位的可视性是有限的，或者被完全遮蔽。因此， 如图1所示，图像传感器组件40朝向细长轴20的远侧端22定位。可想象到，根据手术器械的尺寸、待执行的特定过程和/或所期望的视域，图像传感器组件40可布置在朝向细长轴20的远侧端22的各个位置处，或者可布置在末端执行器30上。图像传感器组件40包括镜头42和图像传感器44。镜头42被构造为将光学图像投射到图像传感器44上。为此，镜头42 (或者镜头组)可被构造为聚焦、放大或以其它方式修改投射到图像传感器44上的光学图像。图像传感器44被构造为将光学图像转换成电信号。图像传感器44可为CCD图像传感器、CMOS图像传感器、或者如现有技术中已知的任何其它适合的图像传感器。此外，图像传感器44可为数字图像传感器或者模拟图像传感器， 从而，图像传感器44可被构造为产生数字信号或者模拟信号。如图1所示，图像传感器44电联接到绝缘线或者线束46上，绝缘线或者线束46 从图像传感器组件40向近侧延伸通过轴20并且进入手术器械100的手柄组件10中。如将在下文中更详细描述的，线束46被构造为通过轴20发送由图像传感器44产生的电信号并且将该电信号发送到布置在手柄组件10内的控制电路50 (图2)。线束46还被构造为将电力从布置在手柄组件10内的电池60(图幻传送至图像传感器44。现在参照图2，示出的手柄组件10移除了手柄外壳12的一部分，以示出手柄组件 10的内部部件。如所示，线束46通过轴20向近侧延伸到手柄组件10中，如上所述，将图像传感器44联接到控制电路50。线56向控制电路50提供电力并且最后连接到线束46以从电池60向图像传感器44提供电力。控制电路50包括处理部件52和无线发送器M。更特别地，由图像传感器44产生的信号被传递给处理信号的处理部件52，例如，将信号从模拟转换成数字或从数字转换成模拟，或者调制信号。在一个实施例中，例如，图像传感器44将模拟信号传递给处理部件 52，处理部件52又将信号与例如2. 4GHz的载波频率合成，并且将调制信号传递至无线发送器54。在信号为数字信号的情况下，处理部件52可被构造为在调制信号并且将信号发送至无线发送器M之前首先将信号转换成模拟信号。在另一个实施例中，例如，图像传感器44 将数字信号传递至处理部件52。处理部件52数字地调制信号并且将信号传递至无线发送器54。如果来自图像传感器44的信号是模拟信号，则处理部件可被构造为在将信号传递至无线发送器M之前将信号数字化。无线发送器M被构造为将处理后的信号无线发送或广播至无线接收器200。如上所述，在一些实施例中，信号是模拟信号，或者将信号转换成模拟信号并且通过处理部件52 与例如2. 4GHz的载波频率进行调制。因此，无线发送器M可被构造为将调制后的模拟信号广播至无线接收器200。在其它实施例中，在信号为数字信号或被数字化并且通过处理部件52被调制的情况下，无线发送器M可根据例如蓝牙、Wi-Fi或Zigbee的标准协议进行构造。因而，无线发送器M可为标准的、现成的产品。作为选择，可使用任何其它适合的无线发送器M (标准的或者有专用的)。如图2所示，经由电缆72联接到无线发送器M的天线70可从手柄组件10延伸出，以便于将信号发送至无线接收器200。尽管将天线70示出为从手柄组件10延伸出，但是也可想象到，天线70被构造为从手柄组件10最小地突出的薄型(low profile)天线。进一步，天线70可布置在手柄组件10内的内部。现在将图1和图2结合一起来参照，如上所述，无线发送器M和天线70被构造为将信号无线地发送至无线接收器200。可以想象到，无线接收器200还包括天线210以便于接收来自无线发送器M的信号。可进一步想象到，无线发送器M和无线接收器200具有适于在手术室或其它手术场所中使用的工作范围。换句话说，可想象到，当在手术过程中操纵器械100时，布置在手术器械100内的无线发送器M在整个手术过程中都能够与远程无线接收器200进行通信。根据无线发送器M，无线接收器200可为诸如蓝牙、Wi-Fi、Zigbee的标准无线接收器或其他的现成产品，或者作为选择，无线接收器200可根据布置在手术器械100内的非标准的、或者专用的无线发送器M的技术规范而进行特别地构造。在任一实施例中，无线接收器200被构造为分离或解调信号并且将信号传递至视频监视器300。无线接收器200 可包括标准的电连接器215，以使无线接收器200可经由例如电缆230而联接到任何标准的视频监视器300。视频监视器300将信号显示为视频图像。再次参照图2，电池或电池组60可为本领域已知的、用于向控制电路50和集成式无线摄像机的图像传感器44提供电力的任何标准电池。也可以想象到，在手术器械100为电动器械的情况下，手术器械100和集成式无线摄像机都能从电池组60获得电力，以使手术器械100为完全无线的，从而允许手术器械100在手术过程中毫无限制的运动。进一步， 电池60可为可替换的和/或可再充电的。根据前述的说明和参照各个附图，本领域中的技术人员将理解的是，在不脱离本公开范围的情况下，还可对本公开进行一定的改进。尽管附图中已经示出了本公开的多个实施例，但是并不表明本公开限定于此，而是旨在本公开与本领域将允许的范围一样宽泛并且也同样地来阅读说明书。因此，不应当将上述描述解释为限制，而是只能将上述描述解释为对特定实施例的说明。本领域中的那些技术人员将能想象到在此所附的权利要求的范围和精神内的其它改进。
权利要求
1.一种包括集成式无线摄像机的手术器械，所述手术器械包括手柄组件，其容纳控制电路；细长轴，其从所述手柄组件延伸出，所述细长轴具有布置在其远侧端处的末端执行器；图像传感器组件，其朝向所述细长轴的所述远侧端布置，所述图像传感器组件电联接到所述控制电路；并且其中所述图像传感器组件被构造为将光学图像转换成电信号并且将所述电信号传递至所述控制电路，所述控制电路被构造为处理所述信号并且将处理后的信号无线发送至定位在所述手术器械的远程的无线接收器。
2.根据权利要求1所述的手术器械，进一步包括安装在所述手柄组件上的天线，所述天线被构造为便于将所述处理后的信号从所述控制电路无线发送至所述无线接收器。
3.根据权利要求1所述的手术器械，其中，所述无线接收器联接到视频显示器，所述视频显示器用于将所述发送信号显示为视频图像。
4.根据权利要求1所述的手术器械，其中，所述图像传感器组件包括CXD图像传感器和 CMOS图像传感器中的一种。
5.根据权利要求1所述的手术器械，进一步包括布置在所述手柄组件内的用于向所述图像传感器组件和所述控制电路提供电力的电池。
6.根据权利要求1所述的手术器械，其中，由所述图像传感器组件产生的所述电信号是模拟信号和数字信号中的一种信号。
7.根据权利要求1所述的手术器械，其中，所述控制电路被构造为将来自所述图像传感器组件的电信号转换成模拟信号和数字信号中的一种信号。
8.根据权利要求1所述的手术器械，其中，所述控制电路被构造为将模拟信号广播至所述无线接收器。
9.根据权利要求8所述的手术器械，其中，将所述模拟信号与2.4GHz的载波频率进行合成并且将所述模拟信号广播至所述无线接收器。
10.根据权利要求1所述的手术器械，其中，所述控制电路被构造为依照蓝牙、Wi-Fi和 Zigbee协议中的一种协议将所述信号发送至所述无线接收器。
全文摘要
本发明涉及一种包括集成式无线摄像机的手术器械，所述手术器械包括容纳控制电路的手柄组件。细长轴从所述手柄组件延伸出并且包括布置在其远端处的末端执行器。图像传感器组件朝向所述细长轴的远侧端布置并且电联接到所述控制电路。图像传感器组件被构造为将光学图像转换成电信号，并且将电信号传递至控制电路。所述控制电路被构造为处理所述信号并且将处理后的信号无线地发送至位于所述手术器械的远程的无线接收器。
文档编号A61B17/94GK102188266SQ20111005272
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月3日 优先权日2010年3月5日
发明者詹姆斯·鲍尔, 马勇 申请人:Tyco医疗健康集团