JP4578628B2

JP4578628B2 - 手術用顕微鏡

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Publication number: JP4578628B2
Application number: JP2000189892A
Authority: JP
Inventors: 敬司塩田; 一仁中西; 昌章植田; 正彦絹川; 俊一郎 ▲高▼橋
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2020-06-23
Also published as: JP2002000618A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に脳神経外科等で微細部位の手術に使用される手術用顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、脳神経外科領域では、より微細な手術を確実に行うために、術部を立体で拡大観察する手術用顕微鏡が多く利用されている。さらに、近年では手術を確実に行なうため、手術用顕微鏡観察下のみで行なっていた従来の手術に、内視鏡観察が併用されており、手術用顕微鏡観察像と内視鏡観撮像とを手術用顕微鏡視野内で同時に観察できることが望まれている。また、内視鏡観撮像にとどまらず、術前のＣＴやＭＲの画像及び術中の神経モニター等の情報の同時観察も望まれている。
【０００３】
従来技術としては、例えば、特願平１０−２５５５５７号がある。これは、顕微鏡視野内の一部に別の画像表示手段からの画像を導く導光手段を移動手段により移動可能に構成したものである。顕微鏡視野下で観察の必要な部位が別の画像表示手段の画像により遮られても、導光手段を移動手段により移動させることで別の画像表示手段による画像を観察の邪魔にならない場所に移動させることで、顕微鏡視野と別の画像表示手段による画像の両方を良好に観察できる。
【０００４】
また、特願平１２−２９１３８３号は、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを同時に観察できる実体顕微鏡において、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを観察者の眼へ別々に導く二種類の接眼光学系を設けたものである。
【０００５】
また、特願平１１−２８８３２８号は、術部を観察する第１の観察手段としての顕微鏡観察像の視野内に第２の観察手段の観察像の少なくとも一部が表示され、顕微鏡観察像では観察できない死角部分や組織内部の状態を認識できるようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特願平１０−２５５５５７号によれば、補助画像の位置を変更できることで顕微鏡視野と別の画像表示の手段による画像の両方を良好に観察できる。しかし、モーター等の駆動機構を備える移動手段を接眼部近傍に設けると、必然的に接眼部近傍が大型化する。通常手術用顕微鏡にはドレープと呼ばれる滅菌カバーを掛けて使用するが、接眼部の大型化は、観察時に接眼部に眼を近づける際に鼻や頭部が当たり誤って不潔にしてしまうといった問題があった。
【０００７】
また、移動手段により導光手段を動かす場合に、その移動手段の一部が顕微鏡視野内に入り顕微鏡の光束を遮る（いわゆる手術用顕微鏡画像の）ケラレを生じさせるという問題があった。
【０００８】
また、特願平１２−２９１３８３号は、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを観察者の眼へ別々に導くため、接眼光学系が複雑で大型化するという問題がある。
【０００９】
また、特願平１１−２８８３２８号は、内視鏡観察のオリエンテーション操作中に、その画像表示自体が邪魔になったり、逆に大きな画像として観察することができない。
【００１０】
この発明は前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、顕微鏡観察の死角観察に内視鏡を併用する場合に、内視鏡画像が観察でき、内視鏡観察において、オリエンテーション操作時は、内視鏡画像を小さくし、かつ移動可能とし、顕微鏡観察下で内視鏡の位置操作を行なう際に、邪魔にならず、かつ画像全体も観察でき、操作性を向上させ、術者の負担を軽減できる手術用顕微鏡を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、術部を立体観察する観察光学系を有した鏡体と、前記観察光学系の光路中にモニター像を取り込み観察可能に表示するモニターを含み、前記モニターによるモニター像を光路中に投影する投影光学系と、前記モニター及び前記投影光学系の少なくとも一部を移動して観察画像に対するモニター像の表示位置を移動させる駆動手段と、前記観察画像に対する前記モニター像の表示位置を選択すると共に前記駆動手段を駆動し、前記観察画像に対するモニター像の表示位置を移動させる制御を指令する操作入力手段と、前記操作入力手段の入力結果に基づき、前記観察画像に対するモニター像の表示位置及びこの表示位置に応じたモニター像の大きさを算出し、この算出した表示の位置に前記モニター像を表示するように前記駆動手段を制御すると共に、前記モニター像の表示位置中心が前記観察画像の周辺に移動させるときに前記観察画像の中央側における前記モニター像の場合に比べて前記モニター像の倍率が縮小した小さな画面として前記観察画像に表示するように前記投影光学系を制御する表示制御手段と、を具備したことを特徴とする手術用顕微鏡である。
【００１２】
請求項２は、請求項１に記載の手術用顕微鏡において、前記表示制御手段は、前記観察画像における表示位置の移動に応じて前記モニター像の画面の大きさと前記モニター像の倍率を自動的に変化するように制御することを特徴とする。
【００１３】
前述した構成によれば、顕微鏡観察の死角観察に内視鏡を併用する場合に、内視鏡画像が観察できる。そして、内視鏡観察において、オリエンテーション操作時は、内視鏡画像を小さくし、かつ移動可能とし、顕微鏡観察下で内視鏡の位置操作を行なう際に、最初は内視鏡画像を小さくすることで邪魔にならず、かつ画像全体も観察できる。また、内視鏡観察に注目する際には、内視鏡画像を大きく、見やすくすることで、顕微鏡観察視野における死角を無くすことができ、十分な確認を行なえる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図７は第１の実施形態を示す。図１及び図２は手術用顕微鏡の接眼鏡筒３の光学系の構成を示し、図１は双眼接眼鏡筒部３の内部構成を示す図で、図２は、図１における側面図で、図中左側観察光学系を示している。
【００１６】
図１に示すように、鏡体１には接続部２を介して一体的に取付けられる固定ハウジング６が設けられている。固定ハウジング６の内部には左右一対の結像レンズ８ａ，８ｂが配置されており、前記結像レンズ８ａ，８ｂは前記鏡体１から出射される左右観察光束を入射させるベく、鏡体１の観察光学系と光学的に接続されている。
【００１７】
また、９ａ，９ｂは前記結像レンズ８ａ，８ｂを介した光束を各々９０°外方に反射させるミラーで、その出射光軸上にはイメージローテータプリズム１０ａ，１０ｂが配置されている。前記イメージローテータプリズム１０ａ，１０ｂの後方には、両観察光束を各々１８０°反転させるプリズム１１ａ，１１ｂが配置されており、さらにその後方には前記プリズム１１ａ，１１ｂからの出射光軸を、後述する接眼光学系による観察光軸ＯＬ、ＯＲと並行方向に反射させる三角プリズム１２ａ，１２ｂが配置固定されている。三角プリズム１２ａ，１２ｂの後方には、前記結像レンズ８ａ，８ｂにより結像された第１の中間結像点１３ａ，１３ｂが位置する。
【００１８】
ここで、前記第１の中間結像点１３ａの近傍には後述する導光手段としてのプリズム１４ａの上面が略一致するよう設けられるとともに、前記第１の中間結像点１３ａ，１３ｂの後方には像をリレーするリレーレンズ１５ａ，１５ｂが設置固定されている。ここで、前記プリズム１１ａ，１１ｂ、三角プリズム１２ａ，１２ｂ、リレーレンズ１５ａ，１５ｂは可動ハウジング１６内に内蔵されている。
【００１９】
前記可動ハウジング１６は、接続部１７ａ，１７ｂを介して軸Ｏ、すなわち前記プリズム１１ａ，１１ｂの入射光軸まわりに回転可能になっている。また、前記ローテータプリズム１０ａ，１０ｂは図示しないカム機構等により、前記可動ハウジング１６の固定ハウジング７に対する回転に対して１／２の角度だけ軸Ｏ中心に回転可能になっている。
【００２０】
また、符号１８ａ，１８ｂは入射反射面１９ａ，１９ｂと出射反射面２０ａ，２０ｂからなり、前記眼幅調整ハウジング４ａ，４ｂに内蔵された反射部材としての平行プリズムである。前記第１の中間結像点１３ａ，１３ｂから前記リレーレンズ１５ａ，１５ｂにより伝達された像は、前記平行プリズム１８ａ，１８ｂの出射反斜面２０ａ，２０ｂから各々第２の中間結像点２１ａ，２１ｂに結像される。そして、前記接眼ハウジング５ａ，５ｂに内蔵された一対の接眼光学系２２ａ，２２ｂに導かれ、顕微鏡光学観察像として観察光軸ＯＲ、ＯＬを構成している。
【００２１】
ここで前記眼幅調整ハウジング４ａ，４ｂは、前記可動ハウジング１６に対し三角プリズム１２ａ，１２ｂからの出射光軸（図中垂直方向）と略一致した軸周りに回転自在に、また、図２に示すように、抜け止め部村２３ａ，２３ｂ（図中２３ａのみ）により軸方向には不動に支持されている。本構造と前記平行プリズム１８ａ，１８ｂにより、いわゆるジーテントップ眼幅調整機構を構成している。
【００２２】
図３は、図２に示した左右の観察光学系に組み込まれたＬＣＤ光学系の斜視図である。符号２４ａ，２４ｂは、図示しないコントローラからの制御により、内視鏡等の画像を電子画像として表示する小型ＬＣＤモニターである。符号２５ａは前記ＬＣＤモニター２４ａの出射光軸上に配置される投影光学系としての結像レンズで、ＬＣＤモニター２４ａの画像を前記プリズム１４ａの上面に結像させるよう配置固定されている。これらＬＣＤモニター２４ａ、結像レンズ２５ａ、プリズム１４ａはＬＣＤ光学系２６ａを構成している。ＬＣＤ光学系２６ａは左側観察光学系に組み込まれる。
【００２３】
ＬＣＤ光学系２６ａの固定板２７ａには前記ＬＣＤモニター２４ａ、結像レンズ２５ａ、プリズム１４ａからなるＬＣＤ光学系２６ａが固定されている。前記固定板２７ａには光束を避ける穴部２７ａ’が設けられている。前記固定板２７ａは駆動手段としてのＸＹテーブル２８ａのＸテーブル２９ａ上に固定されており、前記Ｘテーブル２９ａは光軸と直交する平面をＸＹ方向に移動可能に設けられている。ＬＣＤ光学系２６ｂは右側観察光学系に組み込まれることになっており、同様なため説明は省略する。
【００２４】
図４はＸＹテーブル２８ａの内部構造を示す斜視図及び制御系のブロック図である。Ｘテーブル２９ａはラック部２９ａ’と軸受け部２９ａ”を備えている。
ラック部２９ａ’にはモータ３０ａの回転軸に固定されたピニオンギア３１ａが噛み合っている。また、軸受け部２９ａ”にはガイド軸３２ａが貫通している。
前記モータ３０ａとガイド軸３２ａは後述するＹテーブル３３ａに固定されている。
【００２５】
前記Ｙテーブル３３ａはラック部３３ａ’と軸受け部３３ａ”を備えている。
ラック部３３ａ’にはモータ３４ａの回転軸に固定されたピニオンギア３５ａが噛み合っている。また、軸受け部３３ａ”にはガイド軸３６ａが貫通している。
【００２６】
前記モータ３０ａとモータ３４ａはエンコーダを内蔵すると共に、後述する制御系と電気的に接続されている。すなわち、モータ３０ａはモータ駆動回路４１と接続され、エンコーダはＸテーブル位置検出回路４２に接続されている。また、モータ３４ａはモータ駆動回路４３と接続され、エンコーダはＸテーブル位置検出回路４４に接続されている。そして、モータ駆動回路４１、Ｘテーブル位置検出回路４２、モータ駆動回路４３及びＸテーブル位置検出回路４４はＸＹテーブル制御部４５に接続されている。
【００２７】
一方、５１は術者が操作する操作入力手段としての操作部であり、この操作部５１にはＸＹテーブル２８ａを操作するＸＹの４方向スイッチ５２、表示位置移動モードスイッチ５３及び画像選択スイッチ５４が設けられている。
【００２８】
この操作部５１は表示制御部５５に接続されているとともに、この表示制御部５５には前記ＸＹテーブル制御部４５が接続されている。表示制御部５５は映像変換回路部５６及び映像セレクタ５７に接続され、映像セレクタ５７は内視鏡ＴＶカメラ５８及びナビゲーション装置５９に接続されている。映像変換回路部５６は表示駆動回路６１を介して左側観察光学系のＬＣＤモニター２４ａ及び表示駆動回路６２を介して右側観察光学系のＬＣＤモニター２４ｂに接続されている。
【００２９】
次に、第１の実施形態の作用について説明する。
【００３０】
術者は図示しない架台アームを操作して鏡体１を所望の位置に配置固定し、さらに可動ハウジング１６を軸Ｏ周りに回転させ、術者の眼の位置に接眼光学系２２ａ，２２ｂを配置する。この時、固定ハウジング６内のイメージローテータプリズム１０ａ，１０ｂが前記可動ハウジング１６の軸Ｏまわりの回転に対して１／２の回転が行われる。
【００３１】
術部を発した光は、鏡体１内の図示しない拡大光学系を介して、結像レンズ８ａ，８ｂに入射される。左右の光束はイメージローテータプリズム１０ａ，１０ｂを介すことで、前記可動ハウジング１６の軸Ｏまわりの回転による像の回転が補正される。その後、プリズム１１ａ，１１ｂ及び三角プリズム１２ａ，１２ｂで反射され、第１の中間結像点１３ａ，１３ｂにて結像する。
【００３２】
その後、リレーレンズ１５ａ，１５ｂにより伝達され、平行プリズム１８ａ，１８ｂにより反射された後、第２の中間結像点にて再度結像する。そして接眼光学系２２ａ，２２ｂに導かれ、術者によって所望の拡大倍率で立体観察が行われる。左右の観察光軸ＯＬ〜ＯＲ間の距離と術者の眼幅がずれていて立体観察できない場合は、接眼鏡筒４ａおよび４ｂを回転させることで、左右の観察光軸ＯＬ、ＯＲと術者の眼幅に合わせるいわゆる眼幅調整を行う。
【００３３】
一方、内視鏡観察像や、ＣＴ、ＭＲなどの画像を顕微像と同時に観察したい場合は、術者は操作部５１を操作して、前記ＬＣＤモニター２４ａに表示させる。
この時、ＬＣＤモニター２４ａを発した光は結像レンズ２５ａによりプリズム１４ａの上面上にて結像される。プリズム１４ａの上面は第１の結像点近傍にあるため図５に示すように顕微鏡像上に内視鏡画像が表示される。図５中、符号３７は顕微鏡像、符号３８は内視鏡画像である。三角プリズム１２ａ〜第１の中間結像点１３ａに至る顕微鏡の光束は、プリズム１４ａを支持する固定板２７ａの穴部２７ａ’を通るため遮られることはない。
【００３４】
次に、顕微鏡像３７上に内視鏡画像３８を表示する場合について説明する。制御部５１の画像選択スイッチ５４によって内視鏡ＴＶカメラ５８（内視鏡画像）とナビゲーション装置（ナビゲーション画像）を選択することにより、映像セレクタ５７から映像変換回路部５６に信号が入力される。
【００３５】
また、画像選択スイッチ５４によって内視鏡ＴＶカメラ５８（内視鏡画像）を選択した状態で、制御部５１の表示位置移動モード選択スイッチ５３をＯＮすると、４方向スイッチ５２がステップモードとなり、ＯＦＦするとフリーモードとなる。４方向スイッチ５２を選択的にＯＮ操作してＸＹテーブル２８ａを駆動する。４方向スイッチ５２の操作によりモータ駆動回路４１を介してモータ３０ａを駆動すると、ピニオンギア３１ａが回転する。前記Ｘテーブル２９ａはＹテーブル３３ａに固定されたガイド軸３２ａにより軸受け部２９ａ”が支持されており、前記ピニオンギア３１ａの回転力をラック部２９ａ’が受けることでガイド軸３２ａに沿ってＸ方向に動く。これによりＸテーブル２９ａ上に固定された固定板２７ａも動き、プリズム１４ａが第１の中間結像点１３ａ上で動き、この結果、内視鏡画像３８がＸ方向に動く。
【００３６】
４方向スイッチ５２の操作によりモータ駆動回路４３を介してモータ３４ａを駆動すると、ピニオンギア３５ａが回転する。前記Ｙテーブル３３ａはＸテーブル３３ａに固定されたガイド軸３６ａにより軸受け部３３ａ”が支持されており、前記ピニオンギア３５ａの回転力をラック部３３ａ’が受けることでガイド軸３６ａに沿ってＹ方向に動く。これによりＹテーブル３３ａ上に固定された固定板２７ａも動き、プリズム１４ａが第１の中間結像点１３ａ上で動き、この結果、内視鏡画像３８がＹ方向に動く。
【００３７】
従って、図５に示すように、例えば、表示位置移動モード選択スイッチ５３をＯＮしてステップモードとし、４方向スイッチ５２を操作して顕微鏡像３７に対して内視鏡画像３８をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ方向にＸＹ方向に移動させることができる（なお、Ａは顕微鏡像３７の視野外）。また、内視鏡画像３８の中心ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの点を結ぶ実線は内視鏡画像３８の画像中心の移動軌跡を示し、内視鏡画像３８を術者の好みによって変更できる。なお、表示位置移動モード選択スイッチ５３をＯＦＦしてフリーモードとし、４方向スイッチ５２を選択して押し続けることによりその方向に連続的に移動する。
【００３８】
図６は制御部５１の画像選択スイッチ５４によってナビゲーション装置（ナビゲーション画像）を選択した場合であり、横と縦の関係が４：３で表示される。
図６（ａ）に示すナビゲーション画像３９は、図５のＣ位置での表示であり、大画面Ｌの場合は大部分が顕微鏡像３７の視野外となるが、縮小して小画面Ｓとすることにより、ケラレを少なくすることができ、さらに、斜線で示すように、右下に移動して表示することにより全画面Ｓ１を視野内に入れることができる。
【００３９】
図６（ｂ）に示すナビゲーション画像３９は、図５のＥ位置での表示であり、大画面Ｌの場合は大部分が顕微鏡像３７の視野外となるが、縮小して斜線で示すように、左下に移動して表示することにより全画面Ｓ１を視野内に入れることができる。
【００４０】
図６（ｃ）は制御部５１の画像選択スイッチ５４によって内視鏡ＴＶカメラ５８（内視鏡画像）を選択した場合であり、横と縦の関係が３：３で表示される。
内視鏡画像は、図５のＣ位置での表示であり、大画面Ｌの場合は大部分が顕微鏡像３７の視野外となるが、縮小して小画面Ｓとすることにより、ケラレを少なくすることができ、移動して表示することにより全画面を視野内に入れることができる。
【００４１】
図７は表示位置移動モード選択スイッチ５３をＯＦＦしてフリーモードとし、４方向スイッチ５２を操作して顕微鏡像３７に対して左側は、内視鏡画像３８を位置Ｃから位置Ｄ方向に移動させた場合であり、内視鏡画像３８は最初は小画像であるが、内視鏡画像３８を位置Ｃから位置Ｄ方向への移動に伴って大画面に自動的に拡大する様子を示し、また、右側は、内視鏡画像３８を位置Ｃから位置Ｄ方向に移動させた場合であり、内視鏡画像３８は最初は小画像であるが、内視鏡画像３８を位置Ｃから位置Ｄ方向への移動に伴って大画面に自動的に拡大する様子を示し、内視鏡画像３８を位置Ｆから位置Ｅ方向に移動させた場合であり、大画像の内視鏡画像３８は位置Ｆから位置Ｅ方向への移動に伴って小画面に自動的に縮小する様子を示す。
【００４２】
図８はナビゲーション画像の場合であり、ナビゲーション画像３９は最初は小画像Ｓであるが、ナビゲーション画像３９を位置Ｃから位置Ｄ方向への移動に伴って大画面Ｌに自動的に拡大する様子を示し、逆に位置Ｄから位置Ｃへ移動すると、大画面Ｌが自動的に縮小して小画面Ｓとなる。
【００４３】
従って、内視鏡観察において、オリエンテーション操作時は、内視鏡画像を小さくし、かつ移動可能とし、顕微鏡観察下で内視鏡の位置操作を行なう際に、最初は内視鏡画像を小さくすることで邪魔にならず、かつ画像全体も観察できる。
また、内視鏡観察に注目する際には、内視鏡画像を大きく、見やすくすることで、顕微鏡観察視野における死角を無くすことができ、十分な確認を行なえる。
【００４４】
なお、第１の実施形態では、ＬＣＤモニター２４ａ，２４ｂを含むＬＣＤ光学系２６ａ，２６ｂ全体を移動するよう構成したが、これに限らずＬＣＤ光学系にアフォーカル光束部を構成し、ＬＣＤモニター２４ａ，２４ｂは固定して前記アフォーカル光束部でプリズム１４ａ，１４ｂを動かすように構成してもよいのは周知である。
【００４５】
図９〜図１３は第２の実施形態を示し、図９は手術用顕微鏡装置のシステム全体構成を示す斜視図である。図９に示すように、手術用顕微鏡装置は実体顕微鏡を有する手術用顕微鏡１０１と、この手術用顕微鏡１０１の観察像とは異なる観察像を得る硬性鏡からなる内視鏡１２１と、手術用顕微鏡１０１及び内視鏡１２１の観察画像を表示させる表示手段としての表示用モニター１４１を備えている。
【００４６】
また、手術用顕微鏡１０１には架台１０２と、この架台１０２の上部に配設されたバランスアーム１０３と、このバランスアーム１０３に支持された鏡体１０４とが設けられている。
【００４７】
ここで、バランスアーム１０３には複数の可動アームと、６軸の回動軸１０５ａ〜１０５ｆとが設けられている。さらに、各回動軸１０５ａ〜１０５ｆにはバランスアーム１０３の各回動アームの回動位置を固定するロック状態と、この回動位置のロックを解除するロック解除状態とに切り換える電磁鎖錠（図示しない）が設けられている。そして、鏡体１０４の電磁鎖錠のロック／ロック解除の切り換え動作に伴いバランスアーム１０３の各回動アームの６軸の各回動軸１０５ａ〜１０５ｆを中心に空間的に位置移動自在に支持されている。
【００４８】
また、鏡体１０４には図１０に示すように、対物光学系１５５と、変倍光学系１５４と、接眼光学系とが内蔵され、各々左右一対の光路が設けられている。ここで、対物光学系１５５には焦点可変機構及び焦点距離検出用センサが設けられている。さらに、変倍光学系１５４には変倍機構及び変倍検出用センサが設けられている。
【００４９】
鏡体１０４にはハーフミラーからなる光路挿入手段１５３及び画像挿入光学系１５２が設けられ、この画像挿入光学系１５２は画像重畳用モニター１５１から出射した光束をアフォーカル光束にして光路挿入手段１５３に入射させるようになっている。なお、１５１ａは画像重畳用モニター１５１に画像信号を送るためのケーブルである。
【００５０】
また、鏡体１０４には、図９に示すように、センサアーム１０６と、この鏡体１０４の位置操作用のグリップ１０７とが設けられている。このグリップ１０７には焦点調整用、変倍操作用、アーム操作用の各操作スイッチが設けられている。
【００５１】
また、手術用顕微鏡１０１には鏡体制御部１１１及びアーム制御部１１２が内蔵されている。グリップ１０７の各スイッチには鏡体制御部１１１及びアーム制御部１１２に接続されている。さらに、これらの鏡体制御部１１１及びアーム制御部１１２にはグリップ１０７の各スイッチと同様に焦点調整用、変倍操作用の各スイッチを有するフットスイッチ１１３が設けられている。
【００５２】
また、前記内視鏡１２１は手術台（図示しない）に取り付けられたスコープホルダ１２２により支持されている。このスコープホルダ１２２は複数の可動アーム１２３を備えた多関節アームによって構成され、各可動アーム１２３間の関節部がそれぞれ回動可能に連結されている。そして、内視鏡１２１はこのスコープホルダ１２２によって移動自在に支持されている。
【００５３】
さらに、スコープホルダ１２２の各回動部にはスコープホルダ１２２の各可動アーム１２３の回動位置を固定するロック状態と、この回動位置のロックを解除するロック解除状態とに切り換える電磁鎖錠が設けられている。そして、内視鏡１２１はこのスコープホルダ１２２の電磁鎖錠のロック／ロック解除の切り換え動作に伴い移動可能に支持されている。
【００５４】
また、各回動部の電磁鎖錠は各々スコープホルダ駆動制御部１２４に接続されている。さらに、スコープホルダ１２２の先端部には電磁鎖錠操作用のスイッチ１２２Ａが設けられている。このスイッチ１２２Ａはスコープホルダ駆動制御部１２４に接続されている。さらに、内視鏡１２１にはＴＶカメラ１２５と、略Ｖ字状の内視鏡用センサアーム１２６とが取り付けられている。
【００５５】
また、手術用顕微鏡１０１及び内視鏡１２１の観察位置を検出する撮影装置としてのデジタイザ１３４が設けられている。このデジタイザ１３４は手術用顕微鏡１の鏡体１０４におけるセンサアーム１０６及び内視鏡１２１におけるセンサアーム１２６とを検出することにより、手術用顕微鏡１０１及び内視鏡１２１の観察位置を検出するようになっている。
【００５６】
デジタイザ１３４はナビゲーション装置１３５が接続されている。このナビゲーション装置１３５には診断画像用のメモリ装置が内蔵され、診断画像との相関処理手段も備えている。さらに、ナビゲーション装置１３５には表示用モニター１４１と、インターフェースユニット１３６とが接続されている。そして、デジタイザ１３４による画像情報がナビゲーション装置１３５に入力され、患者頭部に取り付けられた基準指標との相関をナビゲーション装置１３５で算出するようになっている。
【００５７】
ナビゲーション装置１３５は、図１１に示すように、表示位置算出部６６を介して表示駆動回路１５６に接続され、表示駆動回路１５６は前記画像重畳用モニター１５１に接続されている。そして、ナビゲーション装置１３５によって顕微鏡観察視野における内視鏡観察部位を検出し、その位置に応じて内視鏡画像の表示位置を設定するようになっている。
【００５８】
図１２（ａ）（ｂ）は顕微鏡観察視野Ｏを示し、この視野Ｏ内には内視鏡画像Ｍ及び内視鏡１２１の観察方向を示すナビゲーション画像Ｐが重畳表示されている。
【００５９】
図１３は内視鏡の観察位置検出に従う相関位置演算フローを示し、ステップＳ１で顕微鏡観察視野Ｏ内に内視鏡１２１の先端部があるか否かを判断し、ＹＥＳの場合にはステップＳ２に移り、内視鏡観察方向Ｐを視野Ｏ内に表示する。ステップＳ１でＮＯの場合にはスタートに戻る。
【００６０】
内視鏡観察方向Ｐを視野Ｏ内に表示した後、ステップＳ３に移り、内視鏡１２１の先端部位置が右側（Ｒ）の場合にはステップＳ４に移り、図１２（ａ）に示すように表示し、左側（Ｌ）の場合にはステップＳ５に移り、図１２（ｂ）に示すように表示する。このように、内視鏡１２１の先端部の挿入位置に応じて内視鏡１２１の画像表示位置を移動できるため、術者は内視鏡装置に集中でき、操作性を向上できるとともに、内視鏡１２１の斜視方向も簡単に認識できるため、オリエンテーションも付けやすくなる。
【００６１】
図１４〜図１８は第３の実施形態を示し、図１４は接眼鏡筒の光学系の構成について説明する。固定ハウジング１６の内部には左右一対の結像レンズ８ａが配置されている。該結像レンズ８ａは鏡体から出射される左右観察光束を入射させるべく、鏡体の図示しない観察光学系と光学的に接続されている。
【００６２】
また、１０ａは前記結像レンズ８ａを介した光束を各々９０°外方に反射させるミラーで、その出射光軸上にはイメージローテータプリズム１１ａが配置されている。イメージローテータプリズム１１ａの後方には、両観察光束を各々１８０°反転させるプリズム１２ａが配置されている。さらに、その後方には該プリズム１２ａからの出射光軸を、後述する第１の接眼光学系による観察光軸ＯＬ、ＯＲと平行方向に反射させる三角プリズム（図示しない）が光学的に配置固定されており、前記プリズム１２ａ、三角プリズムは可動ハウジング内に内蔵されている。
【００６３】
また、１８ａは入射反射面１９ａ、出射反射面２０ａからなり、前記眼幅調整ハウジング４ａに内蔵された平行プリズムで、その出射反射面２０ａからの光束は各々接眼ハウジングに内蔵された左右一対の第１の接眼光学系２５ａに導かれ、顕微鏡観察像として、観察光軸ＯＬを構成している。
【００６４】
一方、１７７は第２の観察光学系を収納する第２の接眼ハウジングで、第２の観察光学系は以下により構成されている。図中左側光路のみであるが、右側も同様の構成となっている。１７１は図示しないコントローラからの制御により、内視鏡等の画像を電子画像として表示する小型ＬＣＤモニターで、前記眼幅調整ハウジング４ａの下方における可動ハウジングとの間に配置固定されている。
【００６５】
１７４は前記ＬＣＤモニター１７１からの出射光軸Ｏ２Ｌ上に配置されるリレー光学系で、その内部には該光軸Ｏ２Ｌを略９０°反射させる、プリズム１７２、１７３が配置されている。
【００６６】
また、１７５は前記プリズム１７２、１７３によって反射せしめられた光軸を前記観察光軸ＯＬ方向に向かって偏向させるプリズムで、その出射光軸Ｏ２Ｌ上には、第２の接眼光学系１７６が光学的に配置接続されており、前記観察光軸ＯＬとＯ２Ｌはその射出瞳位置近傍で各々交差している。
【００６７】
１７８は第２の接眼光学系１７６を含む第２の観察光学系を一体的に収納する接眼ハウジングである。この接眼ハウジング１７８の内部における第１の接眼光学系、第２の接眼光学系１７６には視野絞り板１８０が設けられ、この視野絞り板１８０には視野絞りつまみ１８１が設けられている。視野絞り板１８０は、図１５及び図１６に示すように、円板状で、周方向が９０度ずつ４等分されており、中心を挟んで対称位置に（イ）と（ハ）及び（ロ）と（ニ）には大きさの異なる顕微鏡画像用絞り孔１８２ａ，１８２ｂ及びモニター画像用絞り孔１８２ｃ，１８２ｄが設けられている。これら絞り孔１８２ａ〜１８２ｄには結像レンズ１８３が設けられている。
【００６８】
このように構成することにより、視野絞りつまみ１８１によって視野絞り板１８０を回動し、絞り孔１８２ａ〜１８２ｄを選択することができる。図１７は絞り孔１８２ｂによる顕微鏡画像Ａと絞り孔１８２ｃによるモニター画像Ｂとを上下方向に近づけたものであり、図１８は絞り孔１８２ｂによる顕微鏡画像Ａと絞り孔１８２ｃによるモニター画像Ｂとを左右方向に近づけたものである。従って、顕微鏡画像Ａとモニター画像Ｂの観察において、各々の大きさを変えることができるとともに、両観察像を近づけることで、画像観察時に顕微鏡画像Ａを観察しやすくなり、モニター画像Ｂの観察時も術部の光学像が容易に観察でき、術部から目を離す心配を気にせずに、画像情報が入手できる。
【００６９】
前述した各実施の形態によれば、次のような構成が得られる。
【００７０】
（付記１）術部を立体観察する鏡体と、各々の光路に表示するモニターと、その画像を表示する投影光学系と、前記モニター及び投影光学系を移動する駆動手段とを備えた手術用顕微鏡において、前記投影光学系による画像表示位置を操作するとともに、前記駆動手段を駆動制御する操作入力手段を設けたことを特徴とする手術用顕微鏡。
【００７１】
（付記２）術部を立体観察する鏡体と、各々の光路に表示するモニターと、その画像を表示する投影光学系と、前記モニター及び投影光学系を移動する駆動手段とを備えた手術用顕微鏡において、前記投影光学系による位置を検出する位置検出手段と、前記投影光学系による画像表示位置を操作するとともに、前記駆動手段を駆動制御する操作入力手段と、前記位置検出手段の結果に基づき前記モニターへ表示させる画像の大きさを算出し、画像の位置及び大きさを変換処理する表示制御手段とを具備したことを特徴とする手術用顕微鏡。
【００７２】
（付記３）前記表示制御手段は、位置検出手段に基づく画像縮小処理回路であることを特徴とする付記２記載の手術用顕微鏡。
【００７３】
（付記４）前記画像縮小処理回路は、位置検出手段により顕微鏡視野内の表示範囲、位置を算出する手段と、その結果により画像を縮小する手段と、表示位置をシフトさせる変換手段とから構成されていることを特徴とする付記２記載の手術用顕微鏡。
【００７４】
（付記５）前記位置検出手段は、駆動手段に設けられた位置センサと、演算回路であることを特徴とする付記２記載の手術用顕微鏡。
【００７５】
（付記６）術部を立体観察する鏡体と、各々の光路に表示するモニターと、その画像を表示する投影光学系と、前記モニター及び投影光学系を移動する駆動手段と、前記鏡体の光学観察像に画像を重畳させる画像重畳手段と、前記鏡体による観察位置と内視鏡による観察位置とを検出する位置検出手段とを備えた手術用顕微鏡において、前記投影光学系による画像表示位置の操作入力手段と、前記操作入力手段により前記鏡体と前記内視鏡の観察位置との相関算出する手段とを設け、内視鏡観察方向を画像重畳装置で重畳用モニターに表示することを特徴とする手術用顕微鏡。
【００７６】
（付記７）前記内視鏡観察位置表示が、内視鏡の観察方向であることを特徴とする付記６記載の手術用顕微鏡。
【００７７】
（付記８）前記位置検出手段の前記鏡体と前記内視鏡の観察位置の相関算出する手段により、内視鏡画像表示位置を移動させる表示位置算出手段を有することを特徴とする付記６記載の手術用顕微鏡。
【００７８】
（付記９）術部を立体観察する鏡体と、前記鏡体の接眼部の異なる画像観察を行なうモニター画像観察手段とを有する手術用顕微鏡において、前記鏡体に視野絞り手段を設け、前記モニター画像観察手段に設けた視野絞り手段と連動させる機構を設けたことを特徴とする手術用顕微鏡。
【００７９】
（付記１０）前記視野絞り手段は、前記鏡体を構成する接眼光学系内に設けられた中間結像面と、前記モニター画像観察手段とに設けたことを特徴とする付記９記載の手術用顕微鏡。
【００８０】
（付記１１）前記鏡体は、第１の結像光学系と第１の接眼光学系を有し、前記画像観察手段は、第２の結像光学系と第２の接眼光学系を有する鏡筒から構成され、前記視野絞り手段は、前記第１の結像光学系の一部のレンズと視野絞り、第２の結像光学系の一部のレンズと連動する機構とからなることを特徴とする手術用顕微鏡。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、顕微鏡観察の死角観察に内視鏡を併用する場合に、内視鏡画像が観察でき、内視鏡観察において、オリエンテーション操作時は、内視鏡画像を小さくし、かつ移動可能とし、顕微鏡観察下で内視鏡の位置操作を行なう際に、邪魔にならず、かつ画像全体も観察でき、操作性を向上させ、術者の負担を軽減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、手術用顕微鏡の双眼接眼鏡筒部の光学構成を示す図。
【図２】同実施形態を示し、図１における図中左側観察光学系を示す側面図。
【図３】同実施形態を示し、ＬＣＤ光学系の斜視図。
【図４】同実施形態を示し、ＸＹテーブルの斜視及び制御系のブロック図。
【図５】同実施形態を示し、顕微鏡観察視野を示す図。
【図６】同実施形態を示し、（ａ）（ｂ）はナビゲーション画像、（ｃ）は内視鏡画像の作用説明図。
【図７】同実施形態を示し、内視鏡画像の作用説明図。
【図８】同実施形態を示し、ナビゲーション画像の作用説明図。
【図９】この発明の第２の実施形態を示す手術用顕微鏡システムの全体構成図。
【図１０】同実施形態を示し、鏡体の縦断側面図。
【図１１】同実施形態を示し、ＸＹテーブルの斜視及び制御系のブロック図。
【図１２】同実施形態を示し、（ａ）（ｂ）は顕微鏡視野の説明図。
【図１３】同実施形態を示すフローチャート図。
【図１４】この発明の第３の実施形態を示す左側観察光学系を示す側面図。
【図１５】同実施形態の視野絞り板の平面図。
【図１６】同実施形態の視野絞り板の断面図。
【図１７】同実施形態の観察視野を示す図。
【図１８】同実施形態の観察視野を示す図。
【符号の説明】
１…鏡体
３…接眼鏡筒
２６…ＬＳＤ光学系（投影光学系）
２８…ＸＹテーブル（駆動手段）
５１…操作部（操作入力手段）

Claims

術部を立体観察する観察光学系を有した鏡体と、
前記観察光学系の光路中にモニター像を取り込み観察可能に表示するモニターを含み、前記モニターによるモニター像を光路中に投影する投影光学系と、
前記モニター及び前記投影光学系の少なくとも一部を移動して観察画像に対するモニター像の表示位置を移動させる駆動手段と、
前記観察画像に対する前記モニター像の表示位置を選択すると共に前記駆動手段を駆動し、前記観察画像に対するモニター像の表示位置を移動させる制御を指令する操作入力手段と、
前記操作入力手段の入力結果に基づき、前記観察画像に対するモニター像の表示位置及びこの表示位置に応じたモニター像の大きさを算出し、この算出した表示の位置に前記モニター像を表示するように前記駆動手段を制御すると共に、前記モニター像の表示位置中心が前記観察画像の周辺に移動させるときに前記観察画像の中央側における前記モニター像の場合に比べて前記モニター像の倍率が縮小した小さな画面として前記観察画像に表示するように前記投影光学系を制御する表示制御手段と、
を具備したことを特徴とする手術用顕微鏡。
前記表示制御手段は、前記観察画像における表示位置の移動に応じて前記モニター像の画面の大きさと前記モニター像の倍率を自動的に変化するように制御することを特徴とする請求項１に記載の手術用顕微鏡。