CN106687064B - 医疗观察设备和医疗观察系统 - Google Patents

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Abstract

公开的是一种医疗观察设备，包括：柱状显微镜部分，通过放大被观察对象的微小部分并捕获其图像来输出捕获的图像信号；以及支撑部分，包括第一接合部分，其围绕与所述显微镜部分的高度方向平行的第一轴以可旋转的方式保持所述显微镜部分；第一臂部分，其保持所述第一接合部分，并沿与所述显微镜部分的高度方向不同的方向延伸；第二接合部分，其围绕与所述第一轴正交的第二轴以可旋转的方式保持所述第一臂部分；以及第二臂部分，其保持所述第二接合部分。所述医疗观察设备被配置为使得在通过所述第一和第二轴的平面内，显微镜部分、第一和第二接合部分以及第一和第二臂部分的每一个的横截面被包括在圆内，所述圆具有所述显微镜部分的焦点位置作为其中心并且经过所述第一接合单元距离所述焦点位置最大距离的端点。因此，在捕获被观察对象的图像并显示该图像时，能够充分确保使用者观察所显示的图像的视野。

Description

医疗观察设备和医疗观察系统
技术领域
本公开涉及一种医疗观察设备和医疗观察系统，通过该医疗观察设备和医疗观察系统观察待观察对象的微小部分。
背景技术
迄今为止，在执行作为待观察对象的患者的大脑、心脏等的微小部分的操作时，作为用于观察该微小部分的医疗观察系统，已知光学显微镜系统，其包括放大微小部分的放大光学系统(例如，见专利文献1)。当使用显微镜系统进行操作时，诸如医生(使用者)的操作者在经由目镜观察手术部位的同时进行操作。
图10是示意性地示出操作者使用传统的光学显微镜系统进行操作的情况的图。如图10所示，操作者401经由显微镜单元501的目镜502观察患者402的手术部位的同时进行操作。因此，当操作时间增加时，操作者401眼睛的负担增加，并且由于保持相同姿势而导致操作者401身体上的负担也增加。
作为解决光学显微镜系统的这样问题的技术，已知包括成像装置(对诸如手术部位的微小部位成像)的视频显微镜系统(例如，见专利文献2)。图11是示意性地示出使用传统的视频显微镜系统进行操作的情况的图。如图11所示，操作者401在用监视器602观察由成像单元601捕获的患者402的手术部位的图像的同时进行操作。与光学显微镜系统的情况相比，通过这样的视频显微镜系统，可以大大减轻操作者在长时间操作中眼睛和身体的负担。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP2004-117596A
专利文献2：JP2002-272760A
发明内容
技术问题
在视频显微镜系统的情况下，与光学显微镜系统不同，在操作者观看监视器时几乎没有视野障碍，这是有利的。但是，例如在图11所示的情况下，成像单元601位于操作者401和监视器602之间，并且在操作者401观看监视器602时构成障碍。与图11相似的情况也出现在上述专利文献2等的图2中。
因此，很难说，在传统的视频显微镜系统中，充分地采取了确保操作者观看监视器时的视野的措施。
本公开是鉴于上述问题而完成的，本公开的目的是提供一种医疗观察设备以及医疗观察系统，通过该医疗观察设备以及医疗观察系统，在对待观察对象成像并显示该图像时，可充分确保使用者观察被显示的图像的视野。
问题的解决方案
为了解决上述问题并实现所述目的，根据本公开的医疗观察设备包括：柱状显微镜单元，被配置为以放大率对待观察对象的微小部分成像并且从而输出成像信号；以及支撑单元，包括第一接合单元，以旋转可移动的方式围绕与所述显微镜单元的高度方向平行的第一轴保持所述显微镜单元；第一臂单元，保持所述第一接合单元并沿与所述显微镜单元的高度方向不同的方向延伸；第二接合单元，以旋转可移动的方式围绕与所述第一轴正交的第二轴保持所述第一臂单元；以及第二臂单元，保持所述第二接合单元。在通过所述第一轴和第二轴的平面中，所述显微镜单元、所述第一和第二接合单元以及所述第一和第二臂单元的横截面被包括在在所述显微镜单元的焦点位置具有中心并且通过所述第一接合单元距离所述焦点位置最大距离的端点的圆中。
在所述医疗观察设备中，所述第二轴可通过比柱状部分的高度方向上的中心更靠近所述第一接合部分的一侧，所述柱状部分由所述显微镜单元和所述第一接合单元构成。
在所述医疗观察设备中，可进一步包括传输装置，其设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号。
在所述医疗观察设备中，所述传输装置可包括通过所述第一接合单元的内部并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号的多个细同轴电缆。
在所述医疗观察设备中，所述多个细同轴电缆的一部分延伸以在所述第一接合单元的内部形成通过所述显微镜单元的高度方向上的轴的束。
在所述医疗观察设备中，可进一步包括两个捆扎单元，分别捆扎所述多个细同轴电缆延伸以形成束的部分的两个端部。
在所述医疗观察设备中，可进一步包括光电转换装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为将由所述显微镜单元输出的成像信号转换为光信号，并输出转换后的信号。
在所述医疗观察设备中，可进一步包括传输装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号。所述传输装置可包括通过所述第一接合单元的内部的多个细同轴电缆，每个细同轴电缆的一端连接到所述显微镜单元，以及另一端连接到所述光电转换装置，并且被配置为将由所述显微镜单元输出的成像信号传输到所述光电转换装置。
在所述医疗观察设备中，所述光电转换装置可设置在所述第一臂单元的内部。
在所述医疗观察设备中，可进一步包括传输装置，其设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号。所述传输装置可进一步包括被配置为传输由所述光电转换装置转换的光信号的光纤。
在所述医疗观察设备中，可进一步包括操纵输入单元，其设置在所述显微镜单元的侧表面上，并且被配置为接受对所述医疗观察设备的操纵输入。
根据本公开的医疗观察系统包括：上述医疗观察设备；控制装置，被配置为对由所述显微镜单元输出的成像信号进行信号处理，以生成用于显示的图像数据；以及显示装置，被配置为显示与由所述控制装置生成的图像数据相对应的图像。
发明的有利效果
根据本公开，在通过第一轴(其为显微镜单元的旋转轴)和第二轴(其与第一轴正交并且是第一臂单元的旋转轴)的平面中，显微镜单元、第一和第二接合单元以及第一和第二臂单元的横截面被包括在在所述显微镜单元的焦点位置具有中心并且通过所述第一接合单元距离所述焦点位置最大距离的端点的圆中；因此，可以获得一种配置，在该配置中，如从使用者观察的，第一臂和第二臂单元和第二接合单元被隐藏在显微镜单元和第一接合单元的后面。因此，当对待观察的对象成像并显示该图像时，可充分确保使用者观看所显示的图像的视野。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施例1的医疗观察系统的外部配置的透视图。
图2是示出根据本公开的实施例1的医疗观察设备的显微镜单元的配置及其附近的放大透视图。
图3是从图2的箭头A方向观察的局部横截面图。
图4是根据本公开的实施例1的描述医疗观察设备的前端部的特性的示意图。
图5是示意性地示出使用者操纵根据本公开的实施例1的医疗观察设备的显微镜单元的情况的图。
图6是示意性地示出使用根据本公开的实施例1的医疗观察系统进行操作的情况的图。
图7是示出根据本公开的实施例2的医疗观察设备的主要部分的配置的局部横截面图。
图8是示出根据本公开的实施例3的医疗观察系统所包含的观察设备的主要部分的配置的图。
图9是示出根据本公开的实施例4的包括在医疗观察系统中的观察设备的主要部分的配置的局部横截面图。
图10是示意性地示出操作者使用传统的光学显微镜系统进行操作的情况的图。
图11是示意性地示出操作者使用传统的视频显微镜系统进行操作的情况的图。
具体实施方式
在下文中，参考附图描述本公开的实施例(在下文中，被称为“实施例”)。附图只是示意性的，附图中可包括在附图之间尺寸和比例之间的关系不同的部分。
(实施例1)
图1是示出根据本公开的实施例1的医疗观察系统的配置的图。该图所示的医疗观察系统1包括具有作为显微镜的功能的医疗观察设备(以下称为观察设备)2，其通过放大率对待观察对象的微小结构成像；控制装置3，综合控制医疗观察系统1的操作；以及显示装置4，显示由观察设备2捕获的图像。
观察设备2包括：基座单元5，能够在地面上移动；支撑单元6，由基座单元5支撑；以及柱状显微镜单元7，其设置在支撑单元6的前端并通过放大对待观察对象的微小部分成像。
支撑单元6包括第一接合单元11、第一臂单元21、第二接合单元12、第二臂单元22、第三接合单元13、第三臂单元23、第四接合单元14、第四臂单元24、第五接合单元15、第五臂单元25和第六接合单元16。
支撑单元6包括四组，每组由两个臂单元和将两个臂单元中的一个(前端侧)以可旋转移动的方式连接到另一个(根端侧)的接合单元组成。四组具体地为(第一臂单元21，第二接合单元12，第二臂单元22)、(第二臂单元22，第三接合单元13，第三臂单元23)、(第三臂单元23，第四接合部14，第四臂部24)、(第四臂部24，第五接合部15，第五臂部25)。
第一接合单元11在其前端侧以可旋转移动的方式保持显微镜单元7，并且在固定到第一臂单元21的前端部的状态下，由所述第一臂单元21托在其根端侧。第一接合单元11具有圆柱形状，并且围绕第一轴O1以可旋转移动的方式保持显微镜单元7。第一臂单元21具有从第一接合单元11的侧面在与第一轴O1正交的方向上延伸的形状。稍后描述第一接合单元11的更详细的配置。
第二接合单元12在其前端侧以可旋转移动的方式保持第一臂单元21，并且在固定到第二臂单元22的前端部的状态下，由第二臂单元22托在其根端侧。第二接合单元12具有圆柱形状，并且围绕作为与第一轴O1正交的轴的第二轴O2以可旋转移动的方式保持第一臂单元21。第二臂单元22具有大致L形的配置，并且在L形的较长线部分的端部中与第二接合单元12连接。
第三接合单元13在其前端侧以可旋转移动的方式保持第二臂单元22的L形的较短线部分，并且在固定到第三臂单元23前端部的状态下由第三臂单元23托在其根端侧。第三接合单元13具有圆柱形形状，并且围绕作为与第二轴O2正交并且平行于第二臂单元22延伸的方向的轴的第三轴O3以可旋转移动的方式保持第二臂单元22。在第三臂单元23中，前端侧具有圆柱形状，并且在根端侧形成有一个与前端侧的圆柱的高度方向正交的方向上贯通的孔。通过该孔，第三接合单元13以可旋转移动的方式由第四接合单元14保持。
第四接合单元14在其前端侧以可旋转移动的方式保持第三臂单元23，并且在被固定到第四臂单元24的状态下由第四臂单元24托在其根端侧。第四接合单元14具有圆柱形状，并且围绕作为与第三轴O3正交的轴的第四轴O4以可旋转移动的方式保持第三臂单元23。
第五接合单元15在其前端侧以可旋转移动的方式保持第四臂单元24，并且在其根端侧固定地附接到第五臂单元25。第五接合单元15具有圆柱形状并且围绕作为与第四轴O4平行的轴的第五轴O5以可旋转移动的方式保持第四臂单元24。第五臂单元25由L形部分和从L形的水平线部分向下延伸的棒状部分形成。第五接合单元15在其根端侧附接到第五臂单元25的L形的垂直线部分的端部。
第六接合单元16在其前端侧以可旋转移动的方式保持第五臂单元25，并且在其根端侧固定地附接到基座单元5的上表面。第六接合单元16具有圆柱形状并且围绕作为与第五轴O5正交的轴的第六轴O6以可旋转移动的方式保持第五臂单元25。第五臂单元25的棒状部分的根端部附接到第六接合部16的前端侧。
具有上述配置的支撑单元6实现了在显微镜单元7中具有总共6个自由度的移动，即3个平移自由度和3个旋转自由度。
第一接合单元11至第六接合单元16包括分别禁止显微镜单元7和第一臂单元21至第五臂单元25的旋转运动的电磁制动器。在设置在显微镜单元7中的臂操纵开关73(稍后描述)处于被推压的状态下，释放各个电磁制动器，并且允许显微镜单元7和第一臂单元21至第五臂单元25的旋转运动。可使用空气制动器代替电磁制动器。
图2是示出观察设备2的显微镜单元7及其附近的配置的放大透视图。图3是从图2的箭头A方向观察的局部横截面图。现在将参照图2和图3描述显微镜单元7的配置。
显微镜单元7包括：具有圆柱形状的圆柱单元71；成像单元72，其设置在圆柱单元71的中空部分中并且以放大率捕捉待观察的对象的图像；臂操纵开关73，接受操纵输入，该操纵输入将第一接合单元11至第六接合单元16中的电磁制动释放以允许接合单元的旋转运动；横向操纵杆74，能够改变成像单元72中至待观察对象的放大率和焦距；上盖75，围绕成像单元72的上部形成并装配在第一接合单元11中；以及从上盖75沿着第一轴O1延伸的中空圆柱形形状的轴单元76。
圆柱单元71具有直径小于第一接合单元11的直径的圆柱形状，并且在圆柱单元71的下端的开口表面(没有示出)设置了保护成像单元72的防护玻璃。圆柱单元71的形状不限于圆柱形状，例如可以是与高度方向正交的横截面为椭圆形或多边形的柱形状。
成像单元72包括光学系统721和两个成像元件722和723，其中，光学系统721包括被布置为使得它们的光轴与第一轴O1重合的多个透镜，并且收集来自待观察对象的光并形成图像，两个成像元件722和723中的每个接收由光学系统721收集的光并对该光进行光电转换以产生成像信号。在图2中，仅描述了包括在光学系统721中容纳多个透镜的圆柱形壳体。
光学系统721能够根据横向操纵杆74的操纵来改变待观察对象的图像的放大率和到待观察对象的焦距。
使用电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)形成成像元件722和723中的每一个。成像元件722和723生成具有相互视差的两个成像信号作为用于创建三维图像的成像信号。从成像元件722和723各自输出作为数字信号的成像信号。
臂操纵开关73是按钮开关。在使用者保持臂操纵开关73被按下时，释放第一接合单元11至第六接合单元16的电磁制动。将臂操纵开关73设置在在显微镜单元7的操纵期间使用者面对的侧表面的相反侧的侧表面上，换句话说，设置在在显微镜单元7的操纵期间使用者的盲点的侧表面上。臂操纵开关73构成接受对观察设备2的操纵输入的操纵输入单元的一部分。
横向操纵杆74沿着圆柱单元71的高度方向和与高度方向正交的圆周方向可操纵。横向操纵杆74设置在沿着圆柱单元71的高度方向上臂操纵开关73下方的圆柱单元71的侧表面上。横向操纵杆74还构成操纵输入单元的一部分，其接受对观察设备2的操纵输入，类似于臂操纵开关73。
当横向操纵杆74从图2所示的位置沿着圆柱单元71的高度方向被操纵时，放大率被改变；并且当横向操纵杆74从图2所示的位置沿着圆柱单元71的圆周方向被操纵时，至待观察对象的焦距被改变。例如，当横向操纵杆74沿着圆柱单元71的高度方向向上移动时，放大率增加；并且当横向操纵杆74沿着圆柱单元71的高度方向向下移动时，放大率减小。进一步地，当横向操纵杆74沿着圆柱单元71的圆周方向顺时针移动时，至待观察对象的焦距增加；并且当横向操纵杆74沿着圆柱单元71的圆周方向逆时针移动时，至待观察对象的焦距减小。横向操纵杆74的移动方向的分配和操纵不限于本文所述的。
上盖75具有圆柱部分751和设置在圆柱部分751的上端并具有与圆柱部分751相同直径的中空圆盘部分752。圆柱形状的轴单元76沿着第一轴O1延伸，并且其中形成有与中空圆盘部分752的中空部分752a连通的中空部分76a，该轴单元76附接到中空圆盘部分752。
接下来，参照图3描述第一接合单元11的主要部分的配置。第一接合单元11具有圆柱形状，在第一接合单元11中上端部具有底，并且该第一接合单元11包括外壳111，该外壳111在其内周中与显微镜单元7的上盖75适配；轴向支撑单元112，以可旋转移动的方式轴向支撑显微镜单元7的轴单元76；保持单元113，固定到外壳111并固定地保持轴向支撑单元112的外周。外壳111固定地连接到第一臂单元21的外壳211。在外壳111的至外壳211的连接部分中形成通孔111a。通孔111a与形成在外壳211中的通孔211a连通。在图3中，省略了电磁制动器等的配置。
图4是描述观察设备2的前端部的特性的示意图。图4示出了通过第一轴O1和第二轴O2的平面。这里，观察设备2的前端部由显微镜单元7、第一接合单元11、第一臂单元21、第二接合单元12和第二臂单元22构成。观察设备的前端部具有这样的配置，在该配置中，如在通过第一轴O1和第二轴O2的平面上观察的，前端部的横截面被包括在圆C中，该圆C在显微镜单元7的焦点位置O处具有中心并且通过第一接合单元11距离焦点位置O最大距离的端点E1和E2。显微镜单元7的焦点位置O可以是可变的或固定的。在焦点位置O可变的情况下，观察设备2的前端部被包括在以可变范围中的任意给定焦点位置为中心、并且通过第一接合单元11距离焦点位置最大距离的端点E1和E2的圆中。
在观察设备2的前端部，第二轴O2通过比柱状部分的高度方向上的中心位置更靠近所述第一接合单元11的一侧，所述柱状部分由所述显微镜单元7和所述第一接合单元11构成。在图3和图4中，柱状部分的高度由H表示。高度方向上的中心位置是距离显微镜单元7的下端H/2的位置。虽然在图3和图4中，高度方向上的中心位置位于显微镜单元7与第一接合单元11的外周表面之间的边界处，但这仅是示例。
图5是示意性地示出使用者操纵显微镜单元7的情况的图。使用者在面对与在其上设置有臂操纵开关73的侧面(图5的右侧表面)相反的一侧(图5的左侧表面)操纵圆柱单元71的侧表面的显微镜单元7。在这种情况下，使用者在用右手101握住显微镜单元7的状态下，用食指(或中指或无名指)按压臂操纵开关73的同时操纵支撑单元6。
观察设备2的前端部具有参照图4描述的形状的特征；因此，当使用者操纵显微镜单元7时，如使用者观察的，第一臂单元21、第二接合单元12和第二臂单元22的前端部始终位于显微镜单元7和第一接合单元11的后方，并且不太可能进入使用者的视野。因此，能够减小观察设备2的前端部在使用者视野中的比例，并且能够防止使用者视野的阻碍。
在观察设备2中，使用者可通过在自然地握持显微镜单元7的同时推动臂操纵开关73来操纵支撑单元6。具体而言，由于臂操纵开关73设置在显微镜单元的侧表面上，使用者的盲点的侧表面(与使用者面对的侧表面相反一侧的侧表面)上，即使当使用者在用手握住显微镜单元7的状态下旋转或倾斜显微镜单元7时，使用者可进行连续地推动臂操纵开关73的操作并且没有不协调感地进行推动和释放臂操纵开关73的操纵。
此外，在观察设备2中，不需要单独地提供包括臂操纵开关73的握持单元，并且可将显微镜单元7配置为小尺寸；因此，可充分确保使用者的视野。
此外，在观察设备2中，由于使用者用手握住显微镜单元7的周边，因此使用者能够直观地识别光学系统721的光轴的位置，即成像视野的方向，并且能够容易地将显微镜单元7移动到期望的位置；因此，可操纵性优异。
接下来，参照图3描述用于传输由成像单元72输出的成像信号的配置。作为用于传输成像信号的传输装置的多个细同轴电缆从成像元件722和723中的每一个成像单元延伸出，并且所有电缆构成电缆组81。电缆组81穿过轴单元76的中空部分76a。电缆组81在轴单元76的两端侧的外侧分别由捆扎单元82和83捆扎。因此，电缆组81在捆扎单元82和捆扎单元83之间形成束。电缆组81的捆扎部分通过第一轴O1。电缆组81经由外壳111的通孔111a和外壳211的通孔211a从第一接合单元11延伸到第一臂单元21。
因此，通过利用两个捆扎单元82和83捆扎电缆组81，可在被捆扎的捆扎部分抑制由于显微镜单元7相对于第一接合单元11(第一臂单元21)的旋转运动而引起的扭曲的发生。
现在将进一步描述医疗观察系统1的配置。
控制装置3接收由观察设备2输出的成像信号，并且对成像信号执行规定的信号处理，以生成用于显示的三维图像数据。使用中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)等来配置控制装置3。控制装置3可安装在基座单元5中，并与观察设备2集成。
显示装置4从控制装置3接收由控制装置3生成的三维图像数据，并显示与该三维图像数据对应的三维图像。这样的显示装置4包括液晶显示面板或有机电致发光(EL)显示面板。
接着，描述使用具有上述配置的医疗观察系统1进行的操作的概要。图6是示意性地示出使用医疗观察系统1的操作情况的图。特别地，图6是示意性地示出作为使用者的操作者201对作为待观察对象的患者202的头部进行操作的情况的图。在佩戴用于三维图像的眼镜301并且在视觉上观察由显示装置4显示的三维图像的同时，操作者201抓握显微镜单元7并在保持显微镜单元7的臂操纵开关73被推动的状态下将其移到期望的位置，并且确定显微镜单元7的成像视场；然后，将手指从臂操纵开关73处移开。从而，电磁制动器在第一接合单元11至第六接合单元16中工作，并且显微镜单元7的成像视场是固定的。之后，操作者201对待观察对象进行放大率和焦距等的调整。由于显示装置4显示三维图像，所以操作者201能够通过三维图像立体地掌握手术部位。
为了使操作者201能够容易地握住显微镜单元7，并且当操作者201观察显示装置4或患者202的手术部位时其视野不会受到阻碍，优选的是，例如，圆柱单元71的外径为大约40至70mm，显微镜单元7的焦点位置O和显微镜单元7的下端之间的距离为大约150至600mm，并且显微镜单元7和第一接合单元11的总高度为约100至220mm。
在上述本公开的实施例1中，在通过第一轴O1和第二轴O2的平面中，显微镜单元7、第一接合单元11、第一臂单元21、第二接合单元12和第二臂单元22的横截面被包括在圆C中，该圆C在显微镜单元7的焦点位置O处具有中心，并且通过第一接合单元11距离焦点位置最大距离的端点E1和E2；因此，可获得这样的配置，在该配置中，如从使用者所观察的，第一臂单元21、第二接合单元12和第二臂单元22被隐藏在显微镜单元7和第一接合单元11的后方。因此，当对待观察的对象成像并显示图像时，可充分确保使用者观看所显示的图像的视野。
此外，在实施例1中，由于第二轴O2通过比柱状部分的高度方向上的中心更靠近第一接合单元11的一侧，所述柱状部分由显微镜单元7和第一接合单元11构成，所以不增加前端部的尺寸就能够充分确保使用者握持的部分。因此，能够提供具有在可操纵性上最佳且适于小型化的前端部形状的观察设备2。
此外，在实施例1中，由于使得电缆组81的一部分形成束并且通过第一轴O1，因此在该部分中可以抑制由于显微镜单元7相对于第一接合单元11的旋转运动而产生的扭曲。具体而言，在使用两个捆扎单元82和83形成捆扎部分的情况下，捆扎部分很少经受扭曲。
此外，在实施例1中，由于电缆组81设置在支撑单元6的内部，与电缆组81被拉出支撑单元6的情况相比，使用者的视野不受阻碍，并且可在足够大的范围内确保使用者的视野。此处，在实施例1中，为了保持观察设备2的无菌状态，也可设置无菌手术巾以覆盖观察设备2的表面。在使用无菌手术巾的情况下，如果电缆组81暴露于支撑单元6的外部，观察设备2的每个部分的外径进一步增大，并且妨碍了使用者和显示装置4之间的视野，并且使用者的观察变得困难。相比之下，在实施例1中，由于电缆组81被设置在支撑单元6的内部，所以即使在使用无菌手术巾的情况下，也可以充分地确保使用者的视野。
此外，在实施例1中，由于使用者用手握住显微镜单元7，因此使用者可直观地识别光学系统721的光轴的方向或者显微镜单元7的成像视场，并且可容易地将显微镜单元7移动到期望的位置。与常规操作显微镜的情况相比，这是非常有利的效果，其中，在常规操作显微镜中，设置有用于操纵信号输入的开关的把手与光学系统的光轴分离并且不能直观地识别光轴方向。
此外，在实施例1中，由于支撑单元6被配置为使多个臂单元和接合单元连接，因此可通过比传统的连杆机构更简单的配置实现显微镜单元7的各种移动。
(实施例2)
图7是示出根据本公开的实施例2的包括在医疗观察系统中的观察设备的主要部分的配置的图。更具体地，图7是示出根据实施例2的包括在医疗观察系统中的观察设备2A的主要部分的配置的图。除了图7所示的医疗观察系统的配置，其他配置与实施例1中描述的医疗观察系统1的配置相同。
在观察设备2A中，将电缆组81连接到设置在第一接合单元11内部的现场可编程门阵列(FPGA)板84。FPGA板84经由第一接合单元11的内部中的柔性板85连接至光电复合模块86。
光电复合模块86包括光电转换元件，将经由电缆组81传输的成像信号转换为光信号并输出转换后的信号。此外，光电复合模块86中继电信号(诸如控制信号和用于电力供应的信号)。像这样的光电复合模块86具有圆柱形状，在其前端侧的底面设置有用于连接柔性板85的连接单元。此外，光电复合模块86包括安装有光电转换元件的板以及中继电信号(用于控制和电力)的板，其中，所述光电转换元件将经由柔性板85传输的成像信号转换为光信号并输出转换的信号。这些板被容纳在圆柱形状的盖组件中。光电复合模块86的盖组件的形状不限于圆柱形状，例如也可以是与高度方向正交的截面为椭圆形或多边形的柱形状。
FPGA板84、柔性板85和光电复合模块86具有作为光电转换装置的功能，其将由显微镜单元7输出的成像信号转换为光信号并输出转换后的信号。
复合电缆87(用于传输光信号和电信号的传输装置)的一端(前端)连接到光电复合模块86的根端侧。复合电缆87经由外壳111的通孔111a和外壳211的通孔211a(见图3)从第一接合单元11延伸到第一臂单元21。复合电缆87设置在第一臂单元21至第五臂单元25的内部，复合电缆87的另一端(根端)连接至控制装置3。在复合电缆87中，一根或多根光纤被放置在中心轴上，多根金属线被放置在该光纤的周围。光纤连接到其上安装有光电转换元件的光电复合模块86的板，并且传输通过光电转换成像信号而获得的光信号。另一方面，金属线连接到板以对光电复合模块86的电信号进行中继，并且传输用于控制和电力的电信号。为了抑制在金属线中的信号传输期间的电压下降，优选地将金属线的直径设置为尽可能大。
在上述本公开的实施例2中，当对待观察对象成像并显示图像时，如同实施例1，可充分确保使用者观看显示图像的视野。
此外，在实施例2中，由于将由显微镜单元7输出的成像信号转换为光信号并输出转换后的信号的光电转换装置(包括FPGA板84、柔性板85和光电复合模块86)被设置在第一接合单元11的内部，使得能够进行大容量数据传输，其中通过使用光信号来防止信号的劣化和钝化并抑制不必要的辐射。因此，可能适应成像元件722和723的更高像素(致密化)。
此外，在实施例2中，由于将光电转换装置设置在最靠近显微镜单元7的第一接合单元11的内部，可将由于电信号的传输而导致的信号质量的劣化抑制到最小。
此外，在实施例2中，由于电信号被允许通过由多个细同轴电缆(每个细同轴电缆具有比常规金属线更小的直径)构成的电缆组81传输，所以其前端部的尺寸可小于在使用常规金属线情况下的前端部尺寸。
此外，在实施例2中，由于将传输光信号的复合电缆87设置在支撑单元6的内部，与复合电缆87被拉出支撑单元6的情况相比，使用者的视野不受阻碍，并且可在足够大的范围内确保使用者的视野。
(实施例3)
图8是示出根据本公开的实施例3的包括在医疗观察系统中的观察设备的主要部分的配置的图。更具体地，图8是示出根据实施例3的包括在医疗观察系统中的观察设备2B的主要部分的配置的图。除了图8所示的医疗观察系统的配置，医疗观察系统的配置与实施例1描述的医疗观察系统1的配置相似。
在观察设备2B中，电缆组81连接到设置在第一臂单元21内部的现场可编程门阵列(FPGA)板84。FPGA板84经由第一臂单元21内部中的柔性板85连接至光电复合模块86。用于传输光信号和电信号的传输装置——复合电缆87的一端(前端)连接到光电复合模块86的根端侧。复合电缆87设置在第二臂单元22至第五臂单元25的内部，复合电缆87的另一端(根端)连接至控制装置3。
在上述本公开的实施例3中，当对待观察对象成像并显示图像时，如同实施例1，可充分确保使用者观看显示图像的视野。
此外，在实施例3中，由于通过由多个细同轴电缆构成的电缆组81连接显微镜单元7的成像单元72和光电复合模块86而允许传输电信号，所以其前端部的尺寸可小于在使用常规金属线下的情况下的前端部的尺寸。
此外，在实施例3中，由于将由显微镜单元7输出的成像信号转换为光信号并输出转换后的信号的光电转换装置(包括FPGA板84、柔性板85和光电复合模块86)被设置在第一臂单元21的内部，所以能够使用光信号进行大容量数据传输，并且可能适应成像元件722和723的更高像素(致密化)。另外，在实施例3中，由于光电转换装置未设置在第一接合单元11中，第一接合单元11可被进一步缩减尺寸至图4描述的配置的程度。
(实施例4)
图9是示出根据本公开的实施例4的包括在医疗观察系统中的观察设备的主要部分的配置的局部横截面图。更具体地，图9是示出根据实施例4的包括在医疗观察系统中的观察设备的主要部分的配置的图。除了图9所示的医疗观察系统的配置，其他配置与实施例1中描述的医疗观察系统1的配置相似。
现在将参照图9描述包括在观察设备2C中的第一臂单元21、第二接合单元12和第二臂单元22的主要部分的配置。
在观察设备2C中，由从第一接合单元11延伸到第一臂单元21的多条细同轴电缆构成的电缆组81进一步经由第二接合单元12从第一臂单元21延伸到第二臂单元22的内部。第一臂单元21包括固定地附接到第一接合单元11的外壳211和在外壳211的根端侧上沿第二轴O2延伸的中空圆柱形的轴单元212，并且其中形成有与形成在外壳211的根部端部的中空部211b连通的中空部212a。
第二接合单元12包括以可旋转移动的方式轴向地支撑轴单元212的两个轴向支撑单元121和122以及固定地附接到第二臂单元22的外壳221并且固定地保持轴向支撑单元121和122的外周边的保持单元123。在图7中，省略了包括在第二接合单元12中的电磁制动的配置等。
电缆组81穿过第一臂单元21的中空部分212a，并且延伸到第二臂单元22的内部。捆扎单元88和89分别在轴单元212的两端侧的外部对电缆组81进行捆扎。电缆组81在捆扎单元88和捆扎单元89之间形成束。电缆组81的捆扎部通过第二轴O2。
因此，通过利用两个捆扎单元88和89捆扎电缆组81，可在捆扎的捆扎部抑制由于第一臂单元21相对于第二接合单元12(第二臂单元22)的旋转运动而引起的电缆组81的扭曲的发生。
构成电缆组81的细同轴电缆连接到FPGA板84的电极，FPGA板84相对于第二臂单元22内部的捆扎单元89设置在根端侧。FPGA板84经由柔性板85连接到光电复合模块86。将通过光电复合模块86对成像信号进行转换而得到的光信号经由复合电缆87传输到控制装置3。另外，在实施例4中，FPGA板84、柔性板85和光电复合模块86具有作为光电转换装置的功能。
在上述本公开的实施例4中，在对待观察对象成像并显示图像时，与实施例1相同，能充分确保使用者观察显示的图像的视野。
此外，在实施例4中，由于将由显微镜单元7输出的成像信号转换为光信号并输出转换后的信号的光电转换装置(包括FPGA板84、柔性板85和光电复合模块86)设置在第二臂单元22的内部，使得能够使用光信号进行大容量数据传输，并且变得可以适应成像元件722和723的更高像素(致密化)。另外，在实施例4中，由于未将光电转换装置设置在第一接合单元11中，第一接合单元11可被进一步缩减尺寸至图4描述的配置的程度。
此外，在实施例4中，由于电缆组81的一部分形成束并且通过第二轴O2，可在该部分抑制由于第一臂单元21相对于第二接合单元12第二臂单元22)的旋转运动而产生的扭曲的发生。具体地，在使用两个捆扎单元88和89形成捆扎部分的情况下，捆扎部分很少经历扭曲。
此外，在实施例4中，由于在第一臂单元21中不设置光电转换装置，可使第一臂单元21比实施例3中的更短，并且能够实现进一步的缩减尺寸。
(其他实施例)
在上文中，描述了本公开的实施例；但是本公开不限于上述实施例1至4。例如，可在支撑单元6的内部设置分别连接到成像元件722和723的两个光电复合模块86。在这种情况下，两个光电复合模块86可沿着第一臂单元21或第二臂单元22的延伸方向并排布置，或者可在与第一臂单元21或第二臂单元22延伸的方向正交的方向上平行地布置。
光电复合模块86可设置在第三臂单元23至第五臂单元25中的任一个中。在这种情况下，可显著地缩减位于显微镜单元7附近的第一臂单元21和第二臂单元22的尺寸。在这种情况下，优选地，实施例1等中描述的捆扎部分形成在多个细同轴电缆通过的接合单元中。
FPGA板84、柔性板85和光电复合模块86可集成以形成光电转换装置。
支撑单元6可包括由两个臂单元构成的至少一个组以及以可旋转移动的方式将两个臂单元中的一个连接到另一个的接合单元。
此外，成像单元72包括一个或三个或更多个成像元件的配置也是可能的。在这种情况下，当成像单元72仅包括一个成像元件时，显示装置4显示二维图像。
设置在圆柱单元71中的操纵输入单元不限于上述的操纵输入单元。例如，可单独地设置用于改变放大率的操纵单元和用于改变至待观察对象的焦距的操纵单元。
另外，将医疗观察设备放置成从安装地点的天花板悬挂的配置也是可能的。
因此，本公开可包括各种实施例等，而不脱离权利要求中描述的技术思想。
另外，本技术还可以被配置如下。
(1)一种医疗观察设备，包括：
柱状显微镜单元，被配置为以放大率对待观察对象的微小部分成像并且从而输出成像信号；以及
支撑单元，包括
第一接合单元，以旋转可移动的方式围绕与所述显微镜单元的高度方向平行的第一轴保持所述显微镜单元；
第一臂单元，保持所述第一接合单元并沿与所述显微镜单元的高度方向不同的方向延伸；
第二接合单元，以旋转可移动的方式围绕与所述第一轴正交的第二轴保持所述第一臂单元；以及
第二臂单元，保持所述第二接合单元，
其中，在通过所述第一和第二轴的平面中，所述显微镜单元、所述第一和第二接合单元以及所述第一和第二臂单元的横截面被包括在在所述显微镜单元的焦点位置具有中心并且通过所述第一接合单元距离所述焦点位置最大距离的端点的圆中。
(2)根据(1)所述的医疗观察设备，其中，所述第二轴通过比柱状部分的高度方向上的中心更靠近所述第一接合部分的一侧，所述柱状部分由所述显微镜单元和所述第一接合单元构成。
(3)根据(1)或(2)所述的医疗观察设备，进一步包括：
传输装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号。
(4)根据(3)所述的医疗观察设备，其中，所述传输装置包括通过所述第一接合单元的内部并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号的多个细同轴电缆。
(5)根据(4)所述的医疗观察设备，其中，所述多个细同轴电缆的一部分延伸以在所述第一接合单元的内部形成通过所述显微镜单元的高度方向上的轴的束。
(6)根据(5)所述的医疗观察设备，进一步包括
两个捆扎单元，分别捆扎所述多个细同轴电缆延伸以形成束的部分的两个端部。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的医疗观察设备，进一步包括：
光电转换装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为将由所述显微镜单元输出的成像信号转换为光信号，并输出所述转换后的信号。
(8)根据(7)所述的医疗观察设备，进一步包括：
传输装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号，
其中，所述传输装置包括通过所述第一接合单元的内部的多个细同轴电缆，每个细同轴电缆的一端连接到所述显微镜单元，另一端连接到所述光电转换装置，并且被配置为将由所述显微镜单元输出的成像信号传输到所述光电转换装置。
(9)根据(7)或(8)所述的医疗观察设备，其中，所述光电转换装置设置在所述第一臂单元的内部。
(10)根据(7)至(9)中任一项所述的医疗观察设备，进一步包括
传输装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号；
其中，所述传输装置进一步包括被配置为传输由所述光电转换装置转换的光信号的光纤。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的医疗观察设备，进一步包括：
操纵输入单元，设置在所述显微镜单元的侧表面上，并且被配置为接受对所述医疗观察设备的操纵输入。
(12)一种医疗观察系统，包括：
根据(1)至(11)中任一项所述的医疗观察设备；
控制装置，被配置为对由所述显微镜单元输出的成像信号进行信号处理，以生成用于显示的图像数据；以及
显示装置，被配置为显示与由所述控制装置生成的图像数据相对应的图像。
(13)一种医疗观察设备，包括：
柱状显微镜单元，被配置为以放大率对待观察对象的微小部分成像；
支撑单元，包括连接至显微镜单元的第一支撑单元并且用于可移动地支撑所述显微镜单元；以及
光电转换装置，设置在支撑单元中相对于第一接合单元在根端侧上的部分的内部，并且被配置为将由显微镜单元输出的成像信号转换为光信号并输出转换后的信号。
参考标记列表
1 医疗观察系统
2，2A，2B，2C，9 医疗观察设备
3 控制装置
4 显示装置
5 基座单元
6 支撑单元
7，501 显微镜单元
11 第一接合单元
12 第二接合单元
13 第三接合单元
14 第四接合单元
15 第五接合单元
16 第六接合单元
21 第一臂单元
22 第二臂单元
23 第三臂单元
24 第四臂单元
25 第五臂单元
71 圆柱单元
72 成像单元
73 臂操纵开关
74 横向操纵杆
75 上盖
76，212 轴单元
76a，211b，212a，752a 中空部
81 电缆组
82，83，88，89 捆扎单元
84 FPGA板
85 柔性板
86 光电复合模块
87 复合电缆
111，211，221 外壳
111a，211a 通孔
112，121，122 轴向支撑单元
113，123 保持单元
502 目镜
601 成像单元
602 监视器
721 光学系统
722，723 成像元件
751 圆柱部分
752 中空圆盘部分。

Claims (11)

1.一种医疗观察设备，包括：
柱状显微镜单元，被配置为以放大率对待观察对象的微小部分成像并且从而输出成像信号；以及
支撑单元，包括
第一接合单元，以旋转可移动的方式围绕与所述显微镜单元的高度方向平行的第一轴保持所述显微镜单元；
第一臂单元，保持所述第一接合单元并沿与所述显微镜单元的所述高度方向不同的方向延伸；
第二接合单元，以旋转可移动的方式围绕与所述第一轴正交的第二轴保持所述第一臂单元；以及
第二臂单元，保持所述第二接合单元；
其中，在通过所述第一轴和所述第二轴的平面中，所述显微镜单元、所述第一接合单元和所述第二接合单元以及所述第一臂单元和所述第二臂单元的横截面被包括在在所述显微镜单元的焦点位置具有中心并且通过所述第一接合单元距离所述焦点位置最大距离的端点的圆中；
其中，所述医疗观察设备还包括光电转换装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为将由所述显微镜单元输出的成像信号转换为光信号，并输出转换后的信号。
2.根据权利要求1所述的医疗观察设备，其中，所述第二轴通过比柱状部分的高度方向上的中心更靠近所述第一接合部分的一侧，所述柱状部分由所述显微镜单元和所述第一接合单元构成。
3.根据权利要求1所述的医疗观察设备，进一步包括：
传输装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号。
4.根据权利要求3所述的医疗观察设备，其中，所述传输装置包括通过所述第一接合单元的内部并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号的多个细同轴电缆。
5.根据权利要求4所述的医疗观察设备，其中，所述多个细同轴电缆的一部分延伸以在所述第一接合单元的内部形成通过所述显微镜单元的高度方向上的轴的束。
6.根据权利要求5所述的医疗观察设备，进一步包括
两个捆扎单元，分别捆扎所述多个细同轴电缆延伸以形成束的部分的两个端部。
7.根据权利要求1所述的医疗观察设备，进一步包括：
传输装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号；
其中，所述传输装置包括通过所述第一接合单元的内部的多个细同轴电缆，每个细同轴电缆的一端连接到所述显微镜单元，另一端连接到所述光电转换装置，并且被配置为将由所述显微镜单元输出的成像信号传输到所述光电转换装置。
8.根据权利要求1所述的医疗观察设备，其中，所述光电转换装置设置在所述第一臂单元的内部。
9.根据权利要求1所述的医疗观察设备，进一步包括：
传输装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为传输由所述显微镜单元输出的成像信号；
其中，所述传输装置进一步包括被配置为传输由所述光电转换装置转换的光信号的光纤。
10.根据权利要求1所述的医疗观察设备，进一步包括：
操纵输入单元，设置在所述显微镜单元的侧表面上，并且被配置为接受对所述医疗观察设备的操纵输入。
11.一种医疗观察系统，包括：
医疗观察设备，包括
柱状显微镜单元，被配置为以放大率对待观察对象的微小部分成像并且从而输出成像信号；以及
支撑单元，包括
第一接合单元，以旋转可移动的方式围绕与所述显微镜单元的高度方向平行的第一轴保持所述显微镜单元；
第一臂单元，保持所述第一接合单元并沿与所述显微镜单元的所述高度方向不同的方向延伸；
第二接合单元，以旋转可移动的方式围绕与所述第一轴正交的第二轴保持所述第一臂单元；以及
第二臂单元，保持所述第二接合单元，
在所述医疗观察设备中，在通过所述第一轴和所述第二轴的平面中，所述显微镜单元、所述第一接合单元和所述第二接合单元以及所述第一臂单元和所述第二臂单元的横截面被包括在在所述显微镜单元的焦点位置具有中心并且通过所述第一接合单元距离所述焦点位置最大距离的端点的圆中；
控制装置，被配置为对由所述显微镜单元输出的成像信号进行信号处理，以生成用于显示的图像数据；以及
显示装置，被配置为显示与由所述控制装置生成的图像数据相对应的图像；
其中，所述医疗观察设备还包括光电转换装置，设置在所述支撑单元的内部，并且被配置为将由所述显微镜单元输出的成像信号转换为光信号，并输出转换后的信号。
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