JP2001046399A - Microscopic device for operation - Google Patents

Microscopic device for operation

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Publication number
JP2001046399A
JP2001046399A JP11229235A JP22923599A JP2001046399A JP 2001046399 A JP2001046399 A JP 2001046399A JP 11229235 A JP11229235 A JP 11229235A JP 22923599 A JP22923599 A JP 22923599A JP 2001046399 A JP2001046399 A JP 2001046399A
Authority
JP
Japan
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image
observation
dimensional
arm
endoscope
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11229235A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitsugu Hoshino
義亜 星野
Masahiko Kinukawa
正彦 絹川
Takashi Fukaya
孝 深谷
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JP2001046399A publication Critical patent/JP2001046399A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the flawing of the tissue with the front end of an endoscope and to enable an operator to carry out safe and easy operation by computing the movable range of a stand arm in accordance with the three-dimensional images synthesized in accordance with the signal from a navigation device and the result of the measurement from an image measuring means and controlling the movement. SOLUTION: The three-dimensional observation image data of the real time observation part from a three-dimensional image data forming device 56 is inputted in addition to the three-dimensional image data synthesized with the data relating to the position of a oblique-viewing endoscope 2 from a position computing unit 58 and the diagnosis data signal before the operation of the patient from a pre-operation diagnosis data preservation device 60 to a variable range computing unit 62. The variable range computing unit 62 compares the data relating to the position of the oblique-viewing endoscope 2 and the three-dimensional image data of the observation part from the three-dimensional image data forming device 56 in real time. If there is a possibility that the front end of the oblique-viewing endoscope 2 comes into contact with the important tissue, a movement limit signal for limiting the movement of the arm is outputted to an arm drive controller 63 of the stand 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は手術用顕微鏡装置に
関する。
The present invention relates to a surgical microscope apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、手術用顕微鏡装置は、例えば、特
開平7−59723号公報、特開平8−173449号
公報、特開平8−511715号公報等に開示されてい
る。また、特に手術用顕微鏡装置の架台アームに特徴を
有する従来技術は、特開平7−16239号公報や特開
平9−182759号公報等に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a surgical microscope apparatus is disclosed in, for example, JP-A-7-59723, JP-A-8-173449 and JP-A-8-511715. In addition, a conventional technique that is particularly characterized by a gantry arm of a surgical microscope apparatus is disclosed in JP-A-7-16239 and JP-A-9-182759.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平7−
59723号公報に開示された技術では、内視鏡の観察
位置の変更に対応して内視鏡取付部のみが可動となって
いるが、奥深い術部を観察するためには、顕微鏡を支持
するアームと内視鏡の両方を同時に操作しなければなら
ない。手術中に顕微鏡を覗きながら2つのアームを同時
に操作することは、手術の中断を招くばかりでなく、多
大なる集中力を必要とするため、術者の疲労を招く。
SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the technology disclosed in JP-A-59723, only the endoscope attachment portion is movable in response to a change in the observation position of the endoscope, but the microscope is supported in order to observe a deep surgical site. Both the arm and the endoscope must be operated simultaneously. Operating the two arms at the same time while looking through the microscope during the operation not only causes interruption of the operation but also requires a great deal of concentration, thereby causing fatigue of the operator.

【0004】また、特開平7−173449号公報に開
示された技術では、手術用顕微鏡の観察で死角となる術
部に診断画像を導入することができない。手術に関する
情報が乏しい死角部分にこそ、診断画像の情報が術者に
とって有用であるが、この公報の技術では適用不可能で
ある。また、この公報の技術では、診断画像から手術経
路を構築して手術用顕微鏡を誘導するため、術者が現状
に応じて手術用顕微鏡の位置を任意に修正することがで
きず、不適当な位置から手術を行なわなければならなく
なるといった問題がある。
Further, according to the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-173449, it is not possible to introduce a diagnostic image into a surgical site that becomes a blind spot when observed with a surgical microscope. The information of the diagnostic image is useful for the operator only in the blind spot where the information on the operation is scarce, but cannot be applied by the technique disclosed in this publication. Further, according to the technique disclosed in this publication, since a surgical route is constructed from a diagnostic image to guide the surgical microscope, the operator cannot arbitrarily modify the position of the surgical microscope according to the current situation, and the There is a problem that surgery must be performed from the position.

【0005】また、特開平8−511715号公報にお
いても、手術用顕微鏡の観察で死角となる術部に診断画
像を導入することができないという問題がある。また、
ターゲットとなる腫瘍組織を強調して画像化することは
できるが、腫瘍周辺の損傷し易い正常組織を強調して画
像化することはできないため、腫瘍以外の正常組織に影
響を与えないように手術を行なうためには、必要以上の
集中力を必要とする。したがって、術者に多大の疲労を
与える。
[0005] Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-511715 also has a problem that a diagnostic image cannot be introduced into an operative site that becomes a blind spot when observed with a surgical microscope. Also,
Although the target tumor tissue can be emphasized and imaged, it is not possible to emphasize the easily damaged normal tissue around the tumor and image it.Therefore, surgery is performed so that normal tissues other than the tumor are not affected. In order to carry out, it is necessary to concentrate more than necessary. Therefore, a great deal of fatigue is given to the operator.

【0006】また、特開平8−16239号公報に開示
された技術では、バランスが崩れたままの状態でも架台
アームのロックを解除できてしまうため、急激に鏡体が
移動してしまい、これによって手術が妨げられてしまう
という問題がある。また、バランス調整時には数多くの
ステップを踏む必要があるため、術中にバランスが崩れ
て再調整を行なった場合には、手術時間が長くなった
り、手術が中断されたりするといった問題がある。
Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-16239, the lock of the gantry arm can be released even in a state where the balance has been lost, so that the mirror body moves rapidly, and There is a problem that the operation is hindered. In addition, since many steps must be taken at the time of balance adjustment, if the balance is lost during the operation and readjustment is performed, there is a problem that the operation time becomes longer or the operation is interrupted.

【0007】また、特開平9−182759号公報に開
示された技術においても、バランスが崩れたままの状態
で架台アームのロックを解除できてしまうため、急激に
鏡体が移動して手術が妨げられるといった問題がある。
また、バランス調整時には各関節をロックピンで固定し
なければならないため、術中のバランス調整が不可能で
あり、術者はバランスの崩れた状態で手術を行なわなけ
ればならない。
Also, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-182759, the lock of the gantry arm can be released while the balance is lost, so that the mirror body moves rapidly and the operation is hindered. Problem.
In addition, since each joint must be fixed with a lock pin at the time of balance adjustment, intraoperative balance adjustment is not possible, and the operator must perform surgery in a state where the balance is lost.

【0008】本発明は前記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、手術にとって有用な
情報が得られるとともに、内視鏡先端によって組織を傷
付けてしまうことがなく、安全で容易な手術を行なうこ
とができる手術用顕微鏡装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to obtain useful information for surgery, and to prevent the tissue from being hurt by the endoscope endoscope. An object of the present invention is to provide a surgical microscope apparatus capable of performing a simple and easy operation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、術部を立体的に観察するための立体観察
手段と、立体観察手段を3次元的に保持する移動可能な
架台アームとを有する手術用顕微鏡装置において、前記
立体観察手段に設けられ、立体観察手段によって得られ
た立体画像を撮像する立体画像撮像手段と、前記立体画
像撮像手段によって撮像された画像の3次元計測を行な
う画像計測手段と、術前の診断画像を保存する保存装置
と、立体観察手段による観察位置を測定する位置測定手
段とからなり、術前の診断画像と現在の観察位置とを一
致させた3次元画像データ信号を形成するナビゲーショ
ン装置と、前記ナビゲーション装置からの信号と前記画
像計測手段からの計測結果とに基づいて3次元画像を合
成する画像合成手段と、前記画像合成手段によって合成
された3次元画像に基づいて架台アームの可動範囲を演
算する可動範囲演算手段と、前記可動範囲演算手段の演
算結果に基づいて架台アームの移動を制御する架台アー
ム制御手段とからなることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a stereoscopic observation means for observing a surgical site three-dimensionally, and a movable mount for holding the stereoscopic observation means three-dimensionally. A surgical microscope apparatus having an arm, a stereoscopic image capturing unit provided in the stereoscopic observation unit and capturing a stereoscopic image obtained by the stereoscopic observation unit, and three-dimensional measurement of an image captured by the stereoscopic image capturing unit , A storage device for storing a preoperative diagnostic image, and a position measuring device for measuring an observation position by the stereoscopic observation means, and the preoperative diagnostic image is matched with the current observation position. A navigation device for forming a three-dimensional image data signal; and an image synthesizing means for synthesizing a three-dimensional image based on a signal from the navigation device and a measurement result from the image measuring means. Movable range calculating means for calculating a movable range of the gantry arm based on the three-dimensional image synthesized by the image synthesizing means; and a gantry arm for controlling movement of the gantry arm based on a calculation result of the movable range calculating means. And control means.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1〜図4は本発明の第1の実施形態を示
している。図1に示されるように、本実施形態の手術用
顕微鏡装置は、手術用顕微鏡(第1の観察手段)1と、
顕微鏡1の観察視野の死角となる領域等を観察するため
の斜視用内視鏡(第2の観察手段)2とを備えている。
FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the surgical microscope apparatus according to the present embodiment includes a surgical microscope (first observation unit) 1,
The microscope 1 includes a squinting endoscope (second observation means) 2 for observing a blind spot or the like in an observation field of view of the microscope 1.

【0012】図2に示されるように、手術用顕微鏡1に
は架台3が設けられている。この架台3は、床面上を移
動できるベース4と、このベース4の略中央に立設され
た支柱5とから構成されている。支柱5には第1の駆動
ユニット17が設けられている。この第1の駆動ユニッ
ト17は、架台3の上端部を回転軸Oaまわりに回転さ
せるためのモータ6と、回転を伝達するためのモータ側
歯車7および支柱側歯車8と、回転を規制する固定用の
電磁ブレーキ9と、回転角度を検出するためのエンコー
ダ10とから構成される。
As shown in FIG. 2, the operating microscope 1 is provided with a gantry 3. The gantry 3 includes a base 4 that can move on the floor surface, and a column 5 that is erected substantially at the center of the base 4. The column 5 is provided with a first drive unit 17. The first drive unit 17 includes a motor 6 for rotating the upper end of the gantry 3 around the rotation axis Oa, a motor-side gear 7 and a column-side gear 8 for transmitting rotation, and a fixed member for regulating rotation. And an encoder 10 for detecting a rotation angle.

【0013】また、支柱5の上端部には、カウンターバ
ランス式の操作アームユニット11が配設されている。
操作アームユニット11は、変形自在な第1の平行四辺
形リンク16を有している。この第1の平行四辺形リン
ク16は、回動自在に配設された4本の第1ないし第4
の継手12,13,14,15から成る。
A counterbalance type operation arm unit 11 is provided at the upper end of the column 5.
The operation arm unit 11 has a deformable first parallelogram link 16. The first parallelogram link 16 includes four first to fourth rotatably disposed links.
Of the joints 12, 13, 14, 15.

【0014】また、第1の平行四辺形リンク16を支柱
5に対して回転軸Obを中心に電動で回転させるため
に、第1の継手12と第4の継手15との接続部には、
第2の駆動ユニット18が配設されている。この第2の
駆動ユニット18は、第1の平行四辺形リンク16を回
転軸Obまわりに回転させるためのモータと、回転を伝
達するためのモータ側歯車および継手側歯車と、回転を
規制する固定用の電磁ブレーキと、回転角度を検出する
ためのエンコーダとから構成される。
Further, in order to electrically rotate the first parallelogram link 16 with respect to the column 5 about the rotation axis Ob, a connecting portion between the first joint 12 and the fourth joint 15 includes:
A second drive unit 18 is provided. The second drive unit 18 includes a motor for rotating the first parallelogram link 16 about the rotation axis Ob, a motor-side gear and a joint-side gear for transmitting rotation, and a fixed member for regulating rotation. And an encoder for detecting the rotation angle.

【0015】また、同様にして、支柱5と第1の継手1
2との接続部には、回転軸Ocを中心とした回転を可能
にする第3の駆動ユニット19が設けられ、また、第3
の継手14と第5の継手20との接続部には、回転軸O
dを中心とした回転を可能にする第4の駆動ユニット2
1が設けられている。
Similarly, the column 5 and the first joint 1
2 is provided with a third drive unit 19 that enables rotation about the rotation axis Oc.
The connecting portion between the joint 14 and the fifth joint 20 has a rotating shaft O
Fourth drive unit 2 enabling rotation about d
1 is provided.

【0016】第5の継手20の先端部には、4本の第5
ないし第8の継手20,22,23,24から成る変形
自在な第2の平行四辺形リンク25と、4本の第7ない
し第10の継手23,24,26,27から成る変形自
在な第3の平行四辺形リンク28とが配設されている。
この場合も同様に、第2の平行四辺形リンク25および
第3の平行四辺形リンク28が回転軸Oeを回転中心と
して電動で回転できるように、第7の継手23と第9の
継手26との関節部に、第5の駆動ユニット29が設け
られている。なお、駆動ユニット29は、第2の平行四
辺形リンク25および第3の平行四辺形リンク28が回
転軸Oeまわりに回転させるためのモータと、回転を伝
達するためのモータ側歯車および継手側歯車と、回転を
規制する固定用の電磁ブレーキと、回転角度を検出する
ためのエンコーダとから構成される。
At the tip of the fifth joint 20, four fifth joints
A deformable second parallelogram link 25 comprising eight to eight joints 20, 22, 23, 24; and a deformable second parallel link 25 comprising four seventh to tenth joints 23, 24, 26, 27. Three parallelogram links 28 are provided.
Similarly, in this case, the seventh joint 23 and the ninth joint 26 are connected to each other so that the second parallelogram link 25 and the third parallelogram link 28 can be electrically rotated about the rotation axis Oe. A fifth drive unit 29 is provided at the joint of. The drive unit 29 includes a motor for rotating the second parallelogram link 25 and the third parallelogram link 28 around the rotation axis Oe, and a motor-side gear and a joint-side gear for transmitting the rotation. , A fixing electromagnetic brake for regulating rotation, and an encoder for detecting a rotation angle.

【0017】顕微鏡1に接続される第11の継手30と
第10の継手27との関節部には、回転軸Ofを中心と
する平行四辺形リンクの回転を可能にする第6の駆動ユ
ニット31が配設されている。この第6の駆動ユニット
31も、モータと、モータの回転を伝達するためのモー
タ側歯車および継手側歯車と、回転を規制する固定用の
電磁ブレーキと、回転角度を検出するためのエンコーダ
とから構成される。なお、第11の継手30の左右には
それぞれ、操作グリップ32a,32bが接続されてい
る。
A joint unit of an eleventh joint 30 and a tenth joint 27 connected to the microscope 1 has a sixth drive unit 31 for enabling rotation of a parallelogram link about a rotation axis Of. Are arranged. The sixth drive unit 31 also includes a motor, a motor-side gear and a joint-side gear for transmitting the rotation of the motor, an electromagnetic brake for fixing the rotation, and an encoder for detecting the rotation angle. Be composed. Operation grips 32a and 32b are connected to the left and right of the eleventh joint 30, respectively.

【0018】左右一対の操作グリップ32a,32bに
は、第1〜第6の全ての駆動ユニット17,18,1
9,21,29,31を操作するための操作スイッチ3
3a,33bがそれぞれ設けられている。操作スイッチ
33a,33bはそれぞれ、い4方向の自由度をもつ図
示しないジョイスティックと、2方向の自由度をもつ図
示しないシーソースイッチとから構成されている。
All of the first to sixth drive units 17, 18, 1 are attached to the pair of left and right operation grips 32a, 32b.
Operation switch 3 for operating 9, 21, 29, 31
3a and 33b are provided respectively. Each of the operation switches 33a and 33b includes a joystick (not shown) having four degrees of freedom and a seesaw switch (not shown) having two degrees of freedom.

【0019】また、架台5には、第1〜第6の全ての駆
動ユニット17,18,19,21,29,31を操作
するためのフットスイッチ34と、図示しない照明用の
光源装置と、第1〜第6の全ての駆動ユニット17,1
8,19,21,29,31および手術用顕微鏡1に対
して電力を供給する電源ユニットとが設けられている。
なお、フットスイッチ34は、4方向の自由度をもつ図
示しないジョイスティックと、2方向の自由度をもつ図
示しないシーソースイッチとから構成されている。
The gantry 5 has a foot switch 34 for operating all of the first to sixth drive units 17, 18, 19, 21, 29, 31; a light source device for illumination (not shown); All of the first to sixth drive units 17, 1
8, 19, 21, 29, 31 and a power supply unit for supplying power to the operating microscope 1 are provided.
The foot switch 34 includes a joystick (not shown) having four degrees of freedom and a seesaw switch (not shown) having two degrees of freedom.

【0020】図3は手術用顕微鏡1の光学系の構成を示
している。図示のように、手術用顕微鏡1の鏡体部に
は、斜視用内視鏡2と、着脱交換可能な左右共通の対物
レンズ35と、左右一対の変倍観察光学系36a,36
bと、観察光を分割する左右一対のビームスプリッタ3
7a,37bとがそれぞれ配設されている。左右一対の
ビームスプリッタ37a,37bの上部には、観察光路
中に挿脱可能な左右一対のハーフミラー38a,38b
と、左右一対の結像レンズ39a,39bと、左右一対
の接眼レンズ40a,40bとがそれぞれ設けられてお
り、接眼レンズ40a,40bから射出された左右の観
察光は、術者の左右眼Ea,Ebに入射されるようにな
っている。
FIG. 3 shows the configuration of the optical system of the operating microscope 1. As shown in the drawing, the mirror body of the surgical microscope 1 includes a perspective endoscope 2, a removable left and right common objective lens 35, and a pair of left and right variable magnification observation optical systems 36a and 36.
b, a pair of left and right beam splitters 3 for splitting the observation light
7a and 37b are provided respectively. Above the pair of left and right beam splitters 37a and 37b, a pair of left and right half mirrors 38a and 38b that can be inserted into and removed from the observation optical path.
, A pair of left and right imaging lenses 39a and 39b, and a pair of left and right eyepieces 40a and 40b, respectively. The left and right observation light emitted from the eyepieces 40a and 40b is transmitted to the left and right eyes Ea of the operator. , Eb.

【0021】一方、ビームスプリッタ37a,37bに
より分割された光軸上には、左右一対のTV結像レンズ
41a,41bと、全反射ミラー42a,42bと、立
体画像撮像手段としての撮像素子43a,43bとが順
次配設されている。また、ハーフミラー38a,38b
により分割された光軸上には、左右一対の結像レンズ4
4a,44bと、全反射プリズム45a,45bと、視
野内表示画像用モニタ46a,46bとがそれぞれ配設
されている。また、手術用顕微鏡1には、図示しない照
明光学系と光源装置からの光を導く図示しないライトガ
イドとが設けられている。
On the other hand, a pair of left and right TV imaging lenses 41a and 41b, total reflection mirrors 42a and 42b, and an image sensor 43a as stereoscopic image imaging means are provided on the optical axis divided by the beam splitters 37a and 37b. 43b are sequentially arranged. Also, the half mirrors 38a and 38b
A pair of left and right imaging lenses 4
4a, 44b, total reflection prisms 45a, 45b, and in-view display image monitors 46a, 46b are provided, respectively. Further, the operating microscope 1 is provided with an illumination optical system (not shown) and a light guide (not shown) for guiding light from the light source device.

【0022】斜視用内視鏡2は、患者の体腔内に挿入さ
れる挿入部を有している。この挿入部内には、対物レン
ズ47と、反射プリズム48と、リレーレンズ49a,
49b,49cとが設けられており、その上端部には顕
微鏡取り付けユニット50が接続されている。また、斜
視用内視鏡2の全長は、対物レンズ35の焦点距離と等
しく設定されている。
The oblique endoscope 2 has an insertion portion to be inserted into a body cavity of a patient. In this insertion portion, an objective lens 47, a reflection prism 48, a relay lens 49a,
49b and 49c are provided, and a microscope mounting unit 50 is connected to the upper end thereof. The total length of the oblique endoscope 2 is set equal to the focal length of the objective lens 35.

【0023】顕微鏡取り付けユニット50は、瞳分割プ
リズム51と全反射プリズム52a,52bとから構成
されており、手術用顕微鏡1の変倍観察光学系36a,
36bに対応するものである。また、斜視用内視鏡2に
も図示しない照明光学系と光源装置からの光を導く図示
しないライトガイドとが設けられている。
The microscope mounting unit 50 is composed of a pupil splitting prism 51 and total reflection prisms 52a and 52b.
36b. The oblique endoscope 2 is also provided with an illumination optical system (not shown) and a light guide (not shown) for guiding light from the light source device.

【0024】また、本実施形態に係る手術用顕微鏡装置
は図1に示される電気制御系を備えている。図示のよう
に、電気制御系は、手術用顕微鏡1の左右に設けられた
撮像素子43a,43bがそれぞれ接続される画像計測
手段としてのプロセッサ53a,53bを有している。
プロセッサ53a,53bは、撮像素子43a,43b
からの信号を画像信号として生成すべく回路構成されて
いる。また、プロセッサ53a,53b同士は信号線5
4を介して互いに接続されており、プロセッサ53aか
らプロセッサ53bに同期信号が入力されるようになっ
ている。
Further, the surgical microscope apparatus according to the present embodiment has an electric control system shown in FIG. As shown, the electric control system has processors 53a and 53b as image measuring means to which image sensors 43a and 43b provided on the left and right sides of the surgical microscope 1 are respectively connected.
The processors 53a and 53b include the imaging devices 43a and 43b
The circuit is configured to generate a signal from the device as an image signal. The processors 53a and 53b are connected to each other by the signal line 5.
4, and a synchronization signal is input from the processor 53a to the processor 53b.

【0025】プロセッサ53a,53bからの映像信号
は、3Dコンバータ55および3D画像データ生成装置
56にそれぞれ入力されるようになっている。3Dコン
バータ55は、左右の画像信号を一定の周期で面順次式
に入れ換える回路から構成されており、その出力信号で
ある3次元観察画像64b(図4参照)を2Dおよび3
Dの表示が可能な2D/3Dモニタ57に送る。また、
3D画像データ生成装置56は、プロセッサ53a,5
3bからの映像信号の差異を演算して3次元観察画像デ
ータ信号を生成する回路から構成されている。
Video signals from the processors 53a and 53b are input to a 3D converter 55 and a 3D image data generator 56, respectively. The 3D converter 55 is composed of a circuit for exchanging left and right image signals in a frame-sequential manner at a fixed cycle, and converts the output signal of the three-dimensional observation image 64b (see FIG. 4) into 2D and 3D images.
D is displayed on the 2D / 3D monitor 57 capable of displaying D. Also,
The 3D image data generation device 56 includes processors 53a, 5
The circuit is configured to generate a three-dimensional observation image data signal by calculating the difference between the video signals from 3b.

【0026】一方、架台3の第1の駆動ユニット17内
に設けられているエンコーダ10からの出力信号と、操
作アームユニット11の他の5組の駆動ユニット18,
19,21,29,31内に設けられているエンコーダ
からの出力信号は、位置測定手段としての位置演算装置
58に入力されるようになっている。位置演算装置58
は、6ヶ所のエンコーダ出力から手術用顕微鏡1の位置
を演算する回路によって構成されている。
On the other hand, the output signal from the encoder 10 provided in the first drive unit 17 of the gantry 3 and the other five drive units 18 and
Output signals from encoders provided in 19, 21, 29 and 31 are input to a position calculating device 58 as position measuring means. Position calculation device 58
Is constituted by a circuit for calculating the position of the surgical microscope 1 from the six encoder outputs.

【0027】位置演算装置58からの位置に関するデー
タ信号は、術前の診断画像であるCTやMRI装置から
の画像データが蓄積されている術前診断データ保存装置
60からの診断データ信号とともに、画像生成装置59
へ送られるようになっている。
The data signal relating to the position from the position calculating device 58 is used together with a diagnostic data signal from the preoperative diagnostic data storage device 60 in which image data from a CT or MRI device, which are preoperative diagnostic images, are stored. Generator 59
To be sent to

【0028】画像生成装置59は、手術用顕微鏡1の観
察位置と一致した部位の画像を術前診断データ保存装置
60から選択して、3次元診断画像を生成するように回
路構成されている。
The image generating device 59 is configured to generate a three-dimensional diagnostic image by selecting an image of a part corresponding to the observation position of the operating microscope 1 from the preoperative diagnostic data storage device 60.

【0029】画像生成装置59で生成された3次元診断
画像は、3D画像データ生成装置56からのリアルタイ
ムな3次元観察画像データとともに、イメージミキサで
ある画像合成装置61に送られ、1つの3次元データ画
像65(図4参照)に合成されるようになっている。ま
た、この3次元データ画像65は、その後、3Dコンバ
ータ55に送られる。そして、3Dコンバータ55は左
右画像を面順次に入れ換えた画像を2D/3Dモニタ5
7に出力する。また、画像合成装置61によって1つの
3次元画像データに合成された3次元データ画像65
は、視野内表示用モニタ46a,46bおよび可動範囲
演算装置62にもそれぞれ入力されるようになってい
る。
The three-dimensional diagnostic image generated by the image generating device 59 is sent to the image synthesizing device 61, which is an image mixer, together with the real-time three-dimensional observation image data from the 3D image data generating device 56. It is designed to be synthesized with the data image 65 (see FIG. 4). The three-dimensional data image 65 is then sent to the 3D converter 55. Then, the 3D converter 55 converts the left and right images in a frame-sequential manner into a 2D / 3D monitor 5.
7 is output. Also, the three-dimensional data image 65 synthesized by the image synthesizing device 61 into one three-dimensional image data
Is also input to the in-view display monitors 46a and 46b and the movable range calculation device 62, respectively.

【0030】可動範囲演算装置62は、画像合成装置6
1により生成された3次元データ画像65からアームの
可動範囲を設定し、その設定信号を架台3に設けられた
アーム駆動制御装置63に入力する。
The movable range calculating device 62 is provided with the image synthesizing device 6.
The movable range of the arm is set from the three-dimensional data image 65 generated by step 1, and the setting signal is input to the arm drive control device 63 provided on the gantry 3.

【0031】次に、上記構成の手術用顕微鏡装置の作用
について説明する。
Next, the operation of the surgical microscope apparatus having the above configuration will be described.

【0032】まず、手術用顕微鏡1によって術部Q(図
3参照)を観察する場合には、手術用顕微鏡1の先端に
対物レンズ35(図3参照)を装着するとともに、図示
しない切り換え機構によりハーフミラー38a,38b
を図3に点線で示される位置に退避させる。
First, when observing the operative site Q (see FIG. 3) with the surgical microscope 1, the objective lens 35 (see FIG. 3) is attached to the tip of the surgical microscope 1, and a switching mechanism (not shown) is used. Half mirrors 38a, 38b
Is retracted to the position shown by the dotted line in FIG.

【0033】図示しない光源装置からライトガイドおよ
び照明光学系を経由して手術用顕微鏡1から射出された
照明光は、対物レンズ35により術部Qに集光する。術
部Qからの反射光は、対物レンズ35に入射し、左右一
対の変倍観察光学系36a,36bにより術者の所望の
観察倍率に変換された後、ビームスプリッタ37a,3
7bにそれぞれ入射する。
Illumination light emitted from the operating microscope 1 from a light source device (not shown) via a light guide and an illumination optical system is converged on the operative site Q by the objective lens 35. The reflected light from the operative section Q enters the objective lens 35, and is converted into a desired observation magnification of the operator by a pair of left and right variable magnification observation optical systems 36a and 36b, and then is converted into beam splitters 37a and 3a.
7b.

【0034】ビームスプリッタ37a,37bはそれぞ
れ左右の光束を2系統に分割する。ビームスプリッタ3
7a,37bを透過した光束は、左右一対の結像レンズ
39a,39bによって1回結像された後、接眼レンズ
40a,40bによって拡大され、術者の左右眼である
Ea,Ebに入射される。これにより、術者は術部Qを
立体観察することができる。
Each of the beam splitters 37a and 37b splits the left and right light beams into two systems. Beam splitter 3
The light beams transmitted through 7a and 37b are imaged once by a pair of left and right imaging lenses 39a and 39b, then enlarged by eyepiece lenses 40a and 40b, and incident on the operator's left and right eyes Ea and Eb. . Thereby, the surgeon can perform a stereoscopic observation of the operative site Q.

【0035】次に、斜視用内視鏡2によって術部Pを観
察する場合について説明する。
Next, a case in which the operation portion P is observed by the oblique endoscope 2 will be described.

【0036】手術用顕微鏡1それ単独では観察できない
体腔内の深部(術部P)などを観察する場合には、対物
レンズ35の代わりに、顕微鏡取り付けユニット50を
介して斜視用内視鏡2を手術用顕微鏡1に装着する。
When observing a deep part (operated portion P) in a body cavity, which cannot be observed by itself, the surgical microscope 1 uses the microscope endoscope 2 instead of the objective lens 35 to mount the oblique endoscope 2. It is mounted on the operating microscope 1.

【0037】図示しない光源装置からライトガイドを経
由して斜視用内視鏡2の先端部から射出された照明光
は、術部Pを照射する。術部Pからの反射光は、斜視用
内視鏡2の先端部に設けられた対物レンズ47に入射
し、反射プリズム48とリレーレンズ49a,49b,
49cとによって導かれ、瞳分割プリズム51により2
本の観察光に分割される。
Illumination light emitted from a not-shown light source device via the light guide from the distal end of the oblique endoscope 2 irradiates the operative site P. The reflected light from the operative portion P is incident on an objective lens 47 provided at the distal end of the oblique endoscope 2, and is provided with a reflecting prism 48 and relay lenses 49a, 49b,
49c.
It is split into book observation light.

【0038】分割された2本の観察光は、一対の全反射
プリズム52a,52bにより手術用顕微鏡1に導かれ
る。手術用顕微鏡1内に導かれた2本の観察光は、左右
一対の変倍観察光学系36a,36bにより術者の所望
の観察倍率に変換された後、ビームスプリッタ37a,
37bにそれぞれ入射する。
The two divided observation lights are guided to the operating microscope 1 by a pair of total reflection prisms 52a and 52b. The two observation lights guided into the operating microscope 1 are converted into an operator's desired observation magnification by a pair of right and left magnification observation optical systems 36a and 36b, and then converted into beam splitters 37a and 37a.
37b.

【0039】ビームスプリッタ37a,37bではそれ
ぞれ左右の光束が2系統に分割される。分割された光束
の一方は、ハーフミラー38a,38bを透過した後、
左右一対の結像レンズ39a,39bによって1回結像
されるとともに、接眼レンズ40a,40bにより拡大
され、術者の左右眼であるEa,Ebに入射される。こ
れにより、術者は、術部Pを立体観察することができ
る。一方、左右一対のビームスプリッタ37a,37b
で分割された他方の観察光は、TV結像レンズ41a,
41bにより投影倍率が決定された後、全反射ミラー4
2a,42bにより左右の撮像素子43a,43bにそ
れぞれ導かれる。
In the beam splitters 37a and 37b, the left and right light beams are split into two systems. One of the split light beams passes through the half mirrors 38a and 38b,
The image is formed once by a pair of left and right imaging lenses 39a and 39b, enlarged by eyepieces 40a and 40b, and incident on Ea and Eb, which are the left and right eyes of the operator. Thus, the surgeon can perform a stereoscopic observation of the operative site P. On the other hand, a pair of left and right beam splitters 37a, 37b
The other observation light divided by the TV imaging lens 41a,
After the projection magnification is determined by 41b, the total reflection mirror 4
The light is guided to the left and right image pickup devices 43a and 43b by 2a and 42b, respectively.

【0040】次に、図1および図4を参照しながら、撮
像素子43a,43bに入射した観察光の電気的処理に
ついて説明する。
Next, the electrical processing of the observation light incident on the imaging devices 43a and 43b will be described with reference to FIGS.

【0041】撮像素子43a,43bに入射した観察光
は、電気信号に変換された後、それぞれプロセッサ53
a,53bに導かれ、左右の画像信号に変換される。こ
の時、左右のプロセッサ53a,53bは、信号線54
にて同期が取られているため、同じ周期で走査が行なわ
れる左右の画像信号を形成する。また、左右の画像信号
は、2系統に分割されて、3Dコンバータ55と3D画
像データ生成装置56とにそれぞれ入力される。
The observation light incident on the imaging devices 43a and 43b is converted into an electric signal and then converted into an electric signal.
a, 53b and converted into left and right image signals. At this time, the left and right processors 53a and 53b
, The left and right image signals that are scanned in the same cycle are formed. The left and right image signals are divided into two systems and input to the 3D converter 55 and the 3D image data generation device 56, respectively.

【0042】3Dコンバータ55は、左右の画像を一定
の間隔で面順次に入れ換えた3次元観察画像64bに変
換し、2D/3Dモニタに出力する。2D/3Dモニタ
は、3次元観察画像64bだけでなく、画像入れ換えの
同期信号も3Dコンバータ55から受け取っており、こ
の同期信号にしたがって図示しない液晶シャッタを駆動
し、左右の画像信号に同期した偏光されたモニタ画像を
出力する。術者以外の観察者は、図示しない偏光眼鏡を
装着することにより、左右眼それぞれに対応したモニタ
画像を観察することができるため、立体感のあるモニタ
画像を観察することができる。
The 3D converter 55 converts the left and right images into a three-dimensional observation image 64b in which the left and right images are exchanged in a frame-sequential manner at a fixed interval, and outputs the image to a 2D / 3D monitor. The 2D / 3D monitor receives not only the three-dimensional observation image 64b but also a synchronizing signal for image exchange from the 3D converter 55, and drives a liquid crystal shutter (not shown) according to the synchronizing signal, and the polarized light synchronized with the left and right image signals. The output monitor image is output. An observer other than the surgeon can observe a monitor image corresponding to each of the left and right eyes by wearing polarizing glasses (not shown), and thus can observe a monitor image having a three-dimensional effect.

【0043】一方、術者が観察位置を変えようとする場
合、入力装置であるフットスイッチ34もしくは左右の
操作グリップ32a,32bに設けられた操作スイッチ
33a,33bを操作する。具体的には、術者は、手術
用顕微鏡1の観察光軸に垂直な面内で観察部位を移動さ
せたい場合には、4方向の自由度を有する図示しないジ
ョイスティックを操作し、また、手術用顕微鏡の観察光
軸方向に観察部位を移動させたい場合には、2方向の自
由度を有する図示しないシーソースイッチを操作する。
これらの操作信号は、架台3に設けられたアーム駆動制
御装置63に入力され、アーム駆動制御装置63は、こ
れらの操作信号に基づいて支柱5の第1の駆動ユニット
17内のモータ6を駆動制御する。この時、電磁ブレー
キ9にも図示しない電源ユニットから電力が供給される
ため、モータ6の回転力はモータ側歯車7および支柱側
歯車8により伝達され、支柱5が任意の角度に回転す
る。同様にして、操作アームユニット11内に設けられ
ている残り5方向の駆動ユニット18,19,21,2
9,31も同様の作用をするため、術者は、6方向の自
由度をもって任意の方向に電動で観察方向を変更するこ
とができる。
On the other hand, when the operator wants to change the observation position, he operates the foot switch 34 as an input device or the operation switches 33a and 33b provided on the left and right operation grips 32a and 32b. Specifically, when the operator wants to move the observation site in a plane perpendicular to the observation optical axis of the operation microscope 1, the operator operates a joystick (not shown) having four degrees of freedom, When it is desired to move the observation site in the observation optical axis direction of the microscope for use, a seesaw switch (not shown) having two degrees of freedom is operated.
These operation signals are input to an arm drive control device 63 provided on the gantry 3, and the arm drive control device 63 drives the motor 6 in the first drive unit 17 of the column 5 based on these operation signals. Control. At this time, since electric power is also supplied to the electromagnetic brake 9 from a power supply unit (not shown), the rotational force of the motor 6 is transmitted by the motor-side gear 7 and the column-side gear 8, and the column 5 rotates at an arbitrary angle. Similarly, the drive units 18, 19, 21, and 21 in the remaining five directions provided in the operation arm unit 11 are provided.
The operators 9 and 31 perform the same operation, so that the surgeon can electrically change the observation direction in any direction with six degrees of freedom.

【0044】また、この動作に連動して、第1の駆動ユ
ニット17内に設けられたエンコーダ10は、支柱5の
回転角度を検出し、その検出信号を位置演算装置58に
入力する。同様にして、操作アームユニット11内に設
けられている残り5方向の駆動ユニット18,19,2
1,29,31も同様の作用をするため、位置演算装置
58には6自由度全ての回転角度情報が入力されること
になる。これは、すなわち、手術用顕微鏡1の先端に取
り付けられた斜視用内視鏡2の先端位置が常に計測され
ているということである。
In conjunction with this operation, the encoder 10 provided in the first drive unit 17 detects the rotation angle of the column 5 and inputs the detection signal to the position calculating device 58. Similarly, the drive units 18, 19, and 2 in the remaining five directions provided in the operation arm unit 11 are provided.
Since 1, 29 and 31 operate in the same manner, the rotation angle information of all six degrees of freedom is input to the position calculating device 58. This means that the position of the distal end of the oblique endoscope 2 attached to the distal end of the operating microscope 1 is constantly measured.

【0045】一方、画像生成装置59には、患者の術前
の診断データ信号が術前診断データ保存装置60から入
力されるとともに、斜視用内視鏡2の位置に関するデー
タ信号が位置演算装置58から入力される。画像生成装
置59は、これら2系統のデータ信号から患者の術前の
診断画像と現在の観察位置とを一致させ、3次元画像デ
ータ信号を生成する回路とデータのある特定部分を強調
する回路とによって加工された3次元画像データ信号を
画像合成装置61に入力する。すなわち、画像合成装置
61には、特に重要な組織(神経や血管等)が強調され
た状態の3次元画像データ信号が画像生成装置59から
入力される。
On the other hand, a diagnostic data signal before the operation of the patient is input to the image generating device 59 from the preoperative diagnostic data storage device 60, and a data signal relating to the position of the oblique endoscope 2 is input to the position calculating device 58. Is entered from The image generating device 59 matches a preoperative diagnostic image of the patient with the current observation position from the two data signals, generates a three-dimensional image data signal, and emphasizes a specific part of the data. The three-dimensional image data signal processed by the above is input to the image synthesizing device 61. That is, a three-dimensional image data signal in which a particularly important tissue (e.g., nerve or blood vessel) is emphasized is input from the image generation device 59 to the image synthesis device 61.

【0046】画像合成装置61には、画像生成装置59
からの3次元画像データ信号とともに、3D画像データ
生成装置56からのリアルタイムな観察部位の3次元観
察画像データが入力される。画像合成装置61は、これ
ら2つの画像データをミックスしたもの、すなわち、重
要な組織が強調されている画像であって同時に観察位置
の部位と方向が一致した3次元データ画像65(図4参
照)を、3Dコンバータ55と左右一対の視野内表示モ
ニタ46a,46bと可動範囲演算装置62とにそれぞ
れ出力する。また、3Dコンバータ55は、これを受け
て、左右の画像を一定の周期で面順次に入れ換えた画像
を2D/3Dモニタ57へ出力する。したがって、術者
以外の観察者は、図示しない入力切換スイッチを操作す
ることにより、2D/3Dモニタ57上で、3Dコンバ
ータ55からの単純な3次元観察画像64b(図4参
照)と、画像合成装置61からの3次元データ画像65
(図4参照)と、両者が合成された3次元観察データ合
成画像66b(図4参照)とを選択的に観察することが
できる。
The image synthesizing device 61 includes an image generating device 59.
In addition to the three-dimensional image data signal from, the real-time three-dimensional observation image data of the observation part from the 3D image data generation device 56 is input. The image synthesizing device 61 mixes these two image data, that is, a three-dimensional data image 65 in which an important tissue is emphasized and whose direction coincides with the part of the observation position at the same time (see FIG. 4). Are output to the 3D converter 55, the pair of left and right in-view display monitors 46a and 46b, and the movable range calculation device 62. In addition, the 3D converter 55 receives this, and outputs to the 2D / 3D monitor 57 an image in which the left and right images are exchanged in a frame-sequential manner at a fixed cycle. Therefore, an observer other than the surgeon operates an input switch (not shown) to combine a simple three-dimensional observation image 64b (see FIG. 4) from the 3D converter 55 on the 2D / 3D monitor 57 with image synthesis. 3D data image 65 from device 61
(See FIG. 4) and a three-dimensional observation data composite image 66b (see FIG. 4) obtained by combining the two can be selectively observed.

【0047】一方、左右の視野内表示用モニタ46a,
46bに入力されて表示された3次元データ画像65
は、全反射プリズム45a,45bと結像レンズ44
a,44bとを介して手術用顕微鏡1内に到達し、ハー
フミラー38a,38bでその方向と向きとが変換され
た後、光学的な3次元観察画像64aと合成される。こ
の合成画像は、左右一対の結像レンズ39a,39bで
1回結合された後、接眼レンズ40a,40bで拡大さ
れ、術者の左右眼であるEa,Ebに入射される。すな
わち、術者は、光学的な3次元観察画像64aと3次元
データ画像65とが合成された3次元観察データ合成画
像66aを観察することができる。
On the other hand, left and right in-view display monitors 46a,
Three-dimensional data image 65 input and displayed at 46b
Are the total reflection prisms 45a and 45b and the imaging lens 44
After reaching the surgical microscope 1 via the a and 44b, the directions and directions thereof are converted by the half mirrors 38a and 38b, and then combined with the optical three-dimensional observation image 64a. This combined image is combined once by a pair of left and right imaging lenses 39a and 39b, then enlarged by eyepieces 40a and 40b, and is incident on the operator's left and right eyes Ea and Eb. That is, the surgeon can observe the three-dimensional observation data composite image 66a in which the optical three-dimensional observation image 64a and the three-dimensional data image 65 are composited.

【0048】また、可動範囲演算装置62には、画像合
成装置61から3次元データ画像65(図4参照)が入
力されることにより、位置演算装置58からの斜視用内
視鏡2の位置に関するデータと術前診断データ保存装置
60からの患者の術前の診断データ信号とが合成された
3次元画像データに加え、3D画像データ生成装置56
からのリアルタイムな観察部位の3次元観察画像データ
が入力される。可動範囲演算装置62は、斜視用内視鏡
2の位置に関するデータと3D画像データ生成装置56
からの観察部位の3次元観察画像データとをリアルタイ
ムに比較して、3次元観察画像データ上に空間ではない
位置がある場合、すなわち、斜視用内視鏡2の先端部が
重要組織に接触する可能性がある場合には、アームの動
きを制限する移動制限信号を架台3のアーム駆動制御装
置63に出力する。なお、この移動制限信号は、術者が
観察位置を変えるべくフットスイッチ34や操作グリッ
プ32a,32bに設けられている操作スイッチ33
a,33bを操作した際に出力される信号に対して優先
されるようになっている(そのように回路が構成されて
いる)。そのため、術者が斜視用内視鏡2を重要組織ぎ
りぎりに移動させる場合や誤った操作入力を行なった場
合においても、斜視用内視鏡2の先端部は重要組織にダ
メージを与えることがない。
When the three-dimensional data image 65 (see FIG. 4) is input from the image synthesizing device 61 to the movable range calculating device 62, the position of the oblique endoscope 2 from the position calculating device 58 is determined. In addition to the three-dimensional image data in which the data and the preoperative diagnostic data signal of the patient from the preoperative diagnostic data storage device 60 are combined, a 3D image data generating device 56
, Three-dimensional observation image data of a real-time observation part is input. The movable range calculation device 62 includes data relating to the position of the oblique endoscope 2 and a 3D image data generation device 56.
Is compared in real time with the three-dimensional observation image data of the observation part, and when there is a position that is not a space on the three-dimensional observation image data, that is, the tip of the endoscope 2 for squint comes into contact with important tissue. If there is a possibility, a movement restriction signal for restricting the movement of the arm is output to the arm drive control device 63 of the gantry 3. The movement restriction signal is transmitted to the operation switch 33 provided on the foot switch 34 and the operation grips 32a and 32b so that the operator can change the observation position.
The priority is given to a signal output when a or 33b is operated (the circuit is configured in such a manner). Therefore, even when the surgeon moves the squint endoscope 2 just below the important tissue or performs an erroneous operation input, the distal end portion of the squint endoscope 2 does not damage the important tissue. .

【0049】以上説明したように、本実施形態に係る手
術用顕微鏡装置によれば、術者は体腔内の死角部分を観
察する場合であっても、光学的な3次元観察画像と重要
組織部を重ねあわせた画像を観察することができる。こ
れは、常に重要組織の位置を把握しながら手術を行なう
ことであるため、飛躍的に手術の安全度が向上する。ま
た、組織からの出血などが生じた場合など、光学的な3
次元観察画像が認識できなくなった場合においても、3
次元データ画像により確実に手術の進行が行なえる。
As described above, according to the surgical microscope apparatus according to the present embodiment, even when the surgeon observes a blind spot in a body cavity, an optical three-dimensional observation image and an important tissue section can be obtained. Can be observed. Since the operation is performed while always grasping the position of the important tissue, the safety of the operation is dramatically improved. In addition, optical bleeding, such as when bleeding from tissue occurs, etc.
Even when the three-dimensional observation image cannot be recognized, 3
The operation can be reliably advanced by the dimensional data image.

【0050】また、本実施形態では、術者が斜視用内視
鏡2を使用して手術用顕微鏡1の死角観察を行なってい
る場合、重要組織に全く影響を与えない安全な領域以外
には架台アームが移動できないように移動範囲が自動的
に制限される。そのため、安全且つ確実に手術を進行す
ることができる。
Further, in this embodiment, when the surgeon observes the blind spot of the operating microscope 1 using the oblique endoscope 2, except for a safe area which does not affect the important tissue at all. The moving range is automatically restricted so that the gantry arm cannot move. Therefore, the operation can be safely and reliably performed.

【0051】また、脳神経外科の手術においては、頭蓋
骨の開頭前後で頭蓋内圧が変化するため、術前の診断画
像に対して実際の脳実質の位置は移動している場合が多
いが、本実施形態においては、リアルタイムな観察部位
の3次元観察画像データが入力されているため、脳実質
の移動に際しても常に現在の組織の位置を把握しながら
手術を行なうことができる。
In neurosurgery, since the intracranial pressure changes before and after craniotomy of the skull, the actual position of the brain parenchyma often moves relative to the preoperative diagnostic image. In the embodiment, since three-dimensional observation image data of a real-time observation site is input, the operation can be performed while always grasping the current tissue position even when the brain parenchyma moves.

【0052】また、本実施形態では、術者が誤った操作
入力を行ない、重要組織に影響を与えそうな場合におい
ても、未然に誤った操作をキャンセルすることが可能な
ため、どのような手術状況においても、安全且つ確実に
手術を進行することができる。
Also, in this embodiment, even if the surgeon makes an erroneous operation input and is likely to affect important tissues, the erroneous operation can be canceled beforehand. In such a situation, the operation can be safely and reliably performed.

【0053】また、本実施形態では、対物レンズ35の
焦点距離と斜視用内視鏡2の長さを共通にしているた
め、内視鏡2を使用しない通常の手術用顕微鏡1として
使用する場合においても、複雑な調整が不要となり、単
に対物レンズ35と斜視用内視鏡2とを交換するだけで
使用可能となる。
Further, in this embodiment, since the focal length of the objective lens 35 and the length of the oblique endoscope 2 are made common, when used as a normal surgical microscope 1 without using the endoscope 2. In this case, complicated adjustment is not required, and the device can be used simply by exchanging the objective lens 35 and the oblique endoscope 2.

【0054】なお、本実施形態では、斜視用内視鏡2を
例としたが、直視内視鏡においても同等の効果を発揮で
きることは言うまでもない。
In the present embodiment, the oblique endoscope 2 is taken as an example, but it goes without saying that the same effect can be exerted in a direct-view endoscope.

【0055】図5〜図7は本発明の第2の実施形態を示
している。なお、本実施形態において第1の実施形態と
共通する構成要素についは、以下、同一符号を付してそ
の説明を省略する。
FIGS. 5 to 7 show a second embodiment of the present invention. Note that, in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0056】図5に示されるように、本実施形態に係る
手術用顕微鏡装置は、手術用顕微鏡(第1の観察手段)
1と、この顕微鏡1の観察視野の死角となる領域等を観
察するための斜視用内視鏡(第2の観察手段)2とを備
えている。
As shown in FIG. 5, the surgical microscope apparatus according to the present embodiment is a surgical microscope (first observation means).
1 and a perspective endoscope (second observation means) 2 for observing a blind spot or the like in the observation field of the microscope 1.

【0057】図6は手術用顕微鏡1の全体構成を示して
いる。図示のように、手術用顕微鏡1の架台3および操
作アームユニット11のリンク構成は、第1の実施形態
と同一である。第2の継手13には、水平方向バランス
調整重り101が回転自在に配設されている。また、第
2の継手13には、水平方向バランス調整重り101の
外周面と噛み合って連動するモータ側歯車102と、モ
ータ103とが設けられている。また、回転軸Ocを中
心とする回転のために設けられた第3の駆動ユニット1
9には、水平方向バランス検知センサ111が配設され
ている。
FIG. 6 shows the overall configuration of the surgical microscope 1. As shown in the figure, the linkage between the gantry 3 of the surgical microscope 1 and the operation arm unit 11 is the same as that of the first embodiment. A horizontal balance adjusting weight 101 is rotatably disposed on the second joint 13. In addition, the second joint 13 is provided with a motor-side gear 102 and a motor 103 that are engaged with the outer peripheral surface of the horizontal balance adjustment weight 101 and interlock therewith. A third drive unit 1 provided for rotation about the rotation axis Oc
9 is provided with a horizontal balance detection sensor 111.

【0058】第4の継手15には、上下方向バランス調
整重り104が回転自在に配設されている。また、第4
の継手15には、上下方向バランス調整重り104の外
周面と噛み合って連動するモータ側歯車105と、モー
タ106とが設けられている。また、回転軸Obを中心
とする回転のために設けられた第2の駆動ユニット18
には、上下方向バランス検知センサ110が配設されて
いる。G継手23には、傾斜方向バランス調整重り10
7が回転自在に配設されている。
The fourth joint 15 is provided with a vertical balance adjusting weight 104 rotatably. Also, the fourth
The joint 15 is provided with a motor-side gear 105 that meshes with and works with the outer peripheral surface of the vertical balance adjustment weight 104, and a motor 106. A second drive unit 18 provided for rotation about the rotation axis Ob
, A vertical balance detection sensor 110 is provided. The G joint 23 has a tilt direction balance adjusting weight 10
7 is rotatably arranged.

【0059】第7の継手23には、傾斜方向バランス調
整重り107の外周面と噛み合って連動するモータ側歯
車108と、モータ109とが設けられている。また、
回転軸Odを中心とする回転のために設けられた第4の
駆動ユニット21には、傾斜方向バランス検知センサ1
12が配設されている。
The seventh joint 23 is provided with a motor-side gear 108 meshing with the outer peripheral surface of the tilt direction balance adjusting weight 107 and interlocking therewith, and a motor 109. Also,
The fourth drive unit 21 provided for rotation about the rotation axis Od has a tilt direction balance detection sensor 1
12 are provided.

【0060】一方、手術用顕微鏡1には、斜視用内視鏡
2を電動で駆動するために、内視鏡ホルダ113と、内
視鏡駆動プーリ114と、モータ115とが配設されて
いる。フットスイッチ34には、4方向の自由度をもつ
図示しないジョイスティックと、2方向の自由度をもつ
図示しないシーソースイッチA,Bとが設けられてい
る。また、操作グリップ32a,32b内にそれぞれ設
けられた操作スイッチ33a,33bには、4方向の自
由度をもつ図示しないジョイスティックと、2方向の自
由度を有する図示しないシーソースイッチA′,B′
と、図示しないアームフリー/ロックスイッチとが設け
られている。
On the other hand, the surgical microscope 1 is provided with an endoscope holder 113, an endoscope driving pulley 114, and a motor 115 for electrically driving the oblique endoscope 2. . The foot switch 34 includes a joystick (not shown) having four degrees of freedom and seesaw switches A and B (not shown) having two degrees of freedom. The operation switches 33a and 33b provided in the operation grips 32a and 32b, respectively, include joysticks (not shown) having four degrees of freedom and seesaw switches A 'and B' (not shown) having two degrees of freedom.
And an arm free / lock switch (not shown).

【0061】図8に示されるように、フットスイッチ3
4および操作スイッチ33a,33bに設けられた前記
シーソースイッチB,B′からの駆動信号は、アーム駆
動制御装置63を経由して、モータ115に入力される
ようになっている。また、フットスイッチ34および操
作スイッチ33a,33bに設けられたジョイスティッ
クとアームフリー/ロックスイッチとシーソースイッチ
A,A′からの入力信号もアーム駆動制御装置63に入
力されるようになっている。また、手術用顕微鏡1に
は、3個以上の位置検出LED118aが設けられてい
る。
As shown in FIG. 8, the foot switch 3
Driving signals from the seesaw switches B and B 'provided on the operation switch 4 and the operation switches 33a and 33b are input to the motor 115 via the arm drive control device 63. Also, input signals from joysticks, arm free / lock switches, and seesaw switches A and A 'provided on the foot switch 34 and the operation switches 33a and 33b are also input to the arm drive control device 63. Further, the operating microscope 1 is provided with three or more position detection LEDs 118a.

【0062】一方、斜視用内視鏡2においては、撮像素
子116および図示しない光源装置から照明光を供給す
るライトガイド117および位置検出LED118b
(3個以上)が設けられている。
On the other hand, in the oblique endoscope 2, a light guide 117 for supplying illumination light from the image pickup device 116 and a light source device (not shown) and a position detecting LED 118b are provided.
(Three or more) are provided.

【0063】手術用顕微鏡1の光学系についての構成
は、第1の実施形態で対物レンズ35を装着した場合と
同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
The configuration of the optical system of the operating microscope 1 is the same as that of the first embodiment in which the objective lens 35 is mounted, and therefore detailed description is omitted.

【0064】本実施の形態の手術用顕微鏡装置には図5
に示す電気制御系も設けられている。また、図7は各手
段により生成された画像を示すものである。この電気制
御系では、斜視用内視鏡2の接眼部に接続されている撮
像素子116からの信号はプロセッサ120に入力すべ
く接続されている。プロセッサ120から出力された内
視鏡観察画像124(図7参照)は、手術用顕微鏡1で
撮像された画像信号である左右一対のプロセッサ53
a,53bからの画像信号とともにイメージミキサ12
1に入力する。イメージミキサ121からの画像信号
は、3D画像データ生成装置56および3Dコンバータ
55の双方に入力するべく構成されている。
FIG. 5 shows a surgical microscope apparatus according to this embodiment.
The electric control system shown in FIG. FIG. 7 shows an image generated by each means. In this electric control system, a signal from the imaging element 116 connected to the eyepiece of the oblique endoscope 2 is connected to be input to the processor 120. An endoscope observation image 124 (see FIG. 7) output from the processor 120 is a pair of left and right processors 53 which are image signals captured by the operating microscope 1.
a and 53b together with the image signal from the
Enter 1 The image signal from the image mixer 121 is configured to be input to both the 3D image data generating device 56 and the 3D converter 55.

【0065】一方、手術用顕微鏡1および斜視用内視鏡
2に設けられている位置検出用LED118a,118
bは、位置演算装置58に設けられた図示しない駆動回
路により一定の周期で点滅発光する。
On the other hand, position detecting LEDs 118a, 118 provided on the operating microscope 1 and the oblique endoscope 2
b blinks and emits light at a constant cycle by a drive circuit (not shown) provided in the position calculation device 58.

【0066】また、位置検出用LED118a,118
bから発せられた光は、デジタイザ119内に設けられ
ている2つの撮像素子122a,122bに受光し、位
置演算装置58に手術用顕微鏡1及び斜視用顕微鏡2の
位置情報を入力する。
Further, the position detecting LEDs 118a, 118
The light emitted from b is received by the two imaging elements 122a and 122b provided in the digitizer 119, and the position information of the surgical microscope 1 and the perspective microscope 2 is input to the position calculation device 58.

【0067】位置演算装置58からの位置データは、術
前診断データ保存装置60からの診断画像データ信号と
ともに、画像生成装置59、画像合成装置61、可動範
囲演算装置62を経て、架台3内に設けられたアーム駆
動制御装置63へ入力する。また、画像合成装置61に
より生成された映像信号は、3Dコンバータ55および
手術用顕微鏡1内に設けられた左右一対の視野内表示モ
ニタ46a,46bにも入力するように構成されてい
る。
The position data from the position calculating device 58 is transmitted to the gantry 3 via the image generating device 59, the image synthesizing device 61 and the movable range calculating device 62 together with the diagnostic image data signal from the preoperative diagnostic data storage device 60. Input to the provided arm drive control device 63. The video signal generated by the image synthesizing device 61 is also input to the 3D converter 55 and a pair of left and right in-view display monitors 46 a and 46 b provided in the surgical microscope 1.

【0068】架台3および操作アームユニット11に設
けられている水平方向バランス検知センサ111、上下
方向バランス検知センサ110および傾斜方向バランス
検知センサ112は、各継手間の圧力を検知する圧力セ
ンサから構成されている。また、各方向のバランス検知
センサからの信号は、可動範囲演算装置62を経由しア
ーム駆動制御装置63に入力した後、モータ103,1
06,109に伝達する構成となっている。
The horizontal balance detection sensor 111, the vertical balance detection sensor 110, and the tilt balance detection sensor 112 provided on the gantry 3 and the operation arm unit 11 are composed of pressure sensors for detecting the pressure between the joints. ing. Also, signals from the balance detection sensors in each direction are input to the arm drive control device 63 via the movable range calculation device 62, and then the motors 103, 1
06,109.

【0069】次に、上記構成の手術用顕微鏡装置の作用
について説明する。
Next, the operation of the surgical microscope apparatus having the above configuration will be described.

【0070】まず、手術用顕微鏡1を単独で使用した場
合の作用について説明する。
First, the operation when the operating microscope 1 is used alone will be described.

【0071】手術用顕微鏡1で行われる術部Qの観察像
が術者の左右眼であるEa,Ebに入射するまでの作用
は第1の実施形態と同様のため、ここでの説明は省略す
る。
The operation performed by the operating microscope 1 until the observation image of the operative site Q enters the left and right eyes Ea and Eb of the operator is the same as in the first embodiment, and therefore the description is omitted here. I do.

【0072】手術用顕微鏡1の架台3および操作アーム
ユニット11は、水平方向バランス調整重り101およ
び上下方向バランス調整重り104により、回転軸Oc
まわりに平衡状態が保たれている。同時に傾斜方向バラ
ンス調整重り107により、回転軸Odまわりにも平衡
状態が保たれている。このため、手術用顕微鏡1は、3
次元的に平衡状態となっている。
The gantry 3 and the operation arm unit 11 of the operating microscope 1 are rotated by a horizontal balance adjusting weight 101 and a vertical balance adjusting weight 104 on a rotation axis Oc.
An equilibrium is maintained around it. At the same time, an equilibrium state is maintained around the rotation axis Od by the tilt direction balance adjusting weight 107. Therefore, the operating microscope 1 has 3
It is in a dimensionally balanced state.

【0073】術者が手術用顕微鏡1の観察位置を変えよ
うとする場合には、入力装置であるフットスイッチ34
もしくは左右の操作グリップ32a,32bに設けられ
た操作スイッチ33a,33bのうち、図示しないアー
ムフリー/ロックスイッチを操作する。この操作信号
は、架台3内に設けられているアーム駆動制御装置63
に入力され、ここから架台3および操作アームユニット
内に設けられている第1の駆動ユニット17から第6の
駆動ユニット31に至る6つの駆動ユニットに内蔵され
ている図示しない電磁ブレーキを解除することになる。
When the operator wants to change the observation position of the operating microscope 1, the foot switch 34 as an input device is used.
Alternatively, among the operation switches 33a and 33b provided on the left and right operation grips 32a and 32b, an arm free / lock switch (not shown) is operated. This operation signal is transmitted to an arm drive control device 63 provided in the gantry 3.
From the first drive unit 17 to the sixth drive unit 31 provided in the gantry 3 and the operation arm unit. become.

【0074】この状態は、第1の駆動ユニット17から
第6の駆動ユニット31に至る6つの駆動ユニットが自
由に運動できる状態であるため、術者は操作グリップ3
2a,32bを直接手で操作することにより手術用顕微
鏡1を任意の方向に向けることが可能となる。
In this state, since the six drive units from the first drive unit 17 to the sixth drive unit 31 can freely move, the operator can operate the operation grip 3.
By directly operating the 2a and 32b by hand, the surgical microscope 1 can be directed in any direction.

【0075】続いて、手術用顕微鏡1が所望の位置に移
動した後は、操作スイッチ33a,33bのアームフリ
ー/ロックスイッチを手放す。これにより、操作停止の
信号は、架台3内に設けられているアーム駆動制御装置
63に入力され、ここから架台3および操作アームユニ
ット内に設けられている第1の駆動ユニット17から第
6の駆動ユニット31に至る6つの駆動ユニットに内蔵
されている図示しない電磁ブレーキに伝達されるため、
第1の駆動ユニット17から第6の駆動ユニット31に
至る6つの駆動ユニットが固定される。
Subsequently, after the operating microscope 1 has been moved to a desired position, the arm free / lock switches of the operation switches 33a and 33b are released. As a result, the operation stop signal is input to the arm drive control device 63 provided in the gantry 3, from which the first drive unit 17 provided in the gantry 3 and the operation arm unit to the sixth drive control unit 63 Since it is transmitted to an electromagnetic brake (not shown) built in the six drive units up to the drive unit 31,
Six drive units from the first drive unit 17 to the sixth drive unit 31 are fixed.

【0076】この状態は、第1の駆動ユニット17から
第6の駆動ユニット31に至る6つの駆動ユニットが全
く運動できない状態であるため手術用顕微鏡1はその場
で固定されるものである。
In this state, since the six drive units from the first drive unit 17 to the sixth drive unit 31 cannot move at all, the surgical microscope 1 is fixed on the spot.

【0077】手術用顕微鏡1を電動で操作した場合の作
用は、第1の実施形態と同様のため、ここでの説明は省
略する。
The operation when the operating microscope 1 is operated electrically is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted here.

【0078】次に、斜視用内視鏡2を用いて手術用顕微
鏡1の死角である術部を観察した場合について、図5〜
図7に基づいて説明する。
Next, a case in which the operation part which is a blind spot of the operating microscope 1 is observed using the oblique endoscope 2 will be described with reference to FIGS.
A description will be given based on FIG.

【0079】術者は、斜視用内視鏡2を内視鏡ホルダ1
13に挿入する。図示しない光源装置およびライトガイ
ド117を経由して斜視用内視鏡2の先端部から射出さ
れた照明光は術部を照射する。術部からの反射光は、斜
視用内視鏡2の先端部に入射し、図示しない対物レンズ
と、反射プリズムと、リレーレンズと、結像レンズとに
より撮像素子116上に結像する。撮像素子116に入
射した観察光は、電気信号に変換された後にプロセッサ
120に導かれ、内視鏡観察画像124に変換された
後、イメージミキサ121に入力される。また、イメー
ジミキサ121には、手術用顕微鏡1の撮像素子43
a,43bで撮像されて信号線54により同期された左
右の画像信号が、プロセッサ53a,53bからも入力
されている。
The operator inserts the endoscope for oblique view 2 into the endoscope holder 1.
Insert into 13. Illumination light emitted from the distal end of the oblique endoscope 2 via a light source device and a light guide 117 (not shown) irradiates the operation site. The reflected light from the operative part is incident on the distal end of the oblique endoscope 2 and forms an image on the image sensor 116 by an objective lens (not shown), a reflecting prism, a relay lens, and an imaging lens. The observation light incident on the image sensor 116 is converted into an electric signal, guided to the processor 120, converted into an endoscope observation image 124, and input to the image mixer 121. In addition, the image mixer 43 of the operating microscope 1 is provided in the image mixer 121.
Left and right image signals imaged by a and 43b and synchronized by the signal line 54 are also input from the processors 53a and 53b.

【0080】イメージミキサ121では、手術用顕微鏡
撮影画像の一部に斜視用内視鏡撮影画像を合成した内視
鏡・顕微鏡合成観察画像123を2系統に分割し、3D
コンバータ55および3D画像データ生成装置56の両
方に入力する。3Dコンバータ55では、一定の間隔で
左右画像を面順次に入れ換えた3次元観察画像に変換し
た後、2D/3Dモニタ57に信号を入力すべく接続さ
れている。
The image mixer 121 divides an endoscope / microscope composite observation image 123 obtained by synthesizing a part of a surgical microscope image into a perspective endoscope image and divides the image into two systems.
The data is input to both the converter 55 and the 3D image data generating device 56. The 3D converter 55 is connected to input a signal to the 2D / 3D monitor 57 after converting the left and right images into a three-dimensional observation image in which the left and right images are exchanged in a frame sequence at a fixed interval.

【0081】ここで、2D/3Dモニタ57では、同時
に画像入れ換えの同期信号も3Dコンバータ55から受
け取っており、この信号にしたがって図示しない液晶シ
ャッタを駆動し、左右の画像信号に同期した偏光された
モニタ画像を出力する。術者以外の観察者は、図示しな
い偏光眼鏡を装着することにより、左右眼それぞれに対
応したモニタ画像を観察することができるため、立体感
のあるモニタ画像を観察することが可能となる。
Here, the 2D / 3D monitor 57 also receives a synchronizing signal for image exchange from the 3D converter 55 at the same time, drives a liquid crystal shutter (not shown) according to this signal, and performs polarized light synchronized with the left and right image signals. Output monitor image. An observer other than the surgeon can observe a monitor image corresponding to each of the left and right eyes by wearing polarizing glasses (not shown), and thus can observe a monitor image having a three-dimensional effect.

【0082】次に、術者が観察位置を変更するため、斜
視用内視鏡2を操作する場合には、入力装置であるフッ
トスイッチ34もしくは操作グリップ32a,32b内
に設けられた操作スイッチ33a,33bの図示しない
2方向の自由度を有するシーソースイッチB,B′を操
作する。この操作信号は、アーム駆動制御装置63に入
力された後、モータ115に入力されて、その回転力は
内視鏡駆動プーリ114を通して斜視用内視鏡2を挿入
方向に移動させるものである。
Next, when the operator operates the oblique endoscope 2 to change the observation position, the operator operates the foot switch 34 as an input device or the operation switch 33a provided in the operation grips 32a and 32b. , 33b having two degrees of freedom (not shown) are operated. The operation signal is input to the arm drive control device 63 and then to the motor 115, and the rotational force moves the oblique endoscope 2 in the insertion direction through the endoscope driving pulley 114.

【0083】斜視用内視鏡2の移動に伴い、操作アーム
ユニット11先端の重心位置が移動する。この状態で
は、回転軸Odの中心である第5の継手20にねじりモ
ーメントが加わっていることとなる。傾斜方向バランス
検知センサ112は、圧力センサから構成されているた
め、このねじりモーメントを検知してアーム駆動制御装
置63に非バランス状態であることを電気的に入力す
る。アーム駆動制御装置63では、この電気信号にした
がってモータ109を回転させる。モータ109の回転
力は、モータ側歯車108を介して傾斜方向バランス調
整重りを移動させる。この動作は、傾斜方向バランス検
知センサ112がねじりモーメントを検出できない状
態、すなわち、アームバランスが取れている状態になる
まで続けられる。
With the movement of the oblique endoscope 2, the position of the center of gravity at the tip of the operation arm unit 11 moves. In this state, a torsional moment is applied to the fifth joint 20, which is the center of the rotation axis Od. Since the tilt direction balance detection sensor 112 is constituted by a pressure sensor, the torsion moment is detected, and the fact that the arm drive control device 63 is in an unbalanced state is electrically input. The arm drive control device 63 rotates the motor 109 according to the electric signal. The rotational force of the motor 109 moves the tilt direction balance adjusting weight via the motor-side gear 108. This operation is continued until the tilt direction balance detection sensor 112 cannot detect the torsional moment, that is, the arm is balanced.

【0084】また、このバランス修正機構は、斜視用内
視鏡2を図示しない他の観察角度を持つ斜視用内視鏡に
交換した場合、すなわち、手術用顕微鏡1全体としての
重量が変わってしまった場合にも適用される。上下方向
のバランス調整では、第4の継手15および第1の継手
12との接続部、すなわち、回転軸Obまわりのねじり
モーメントを検出する。上下方向バランス検知センサ1
10は、ねじりモーメントを検知してアーム駆動制御装
置63に非バランス状態であることを電気的に入力し、
モータ106を回転させる。モータ106の回転力は、
モータ側歯車105を介して上下方向バランス調整重り
を移動させる。この動作は、上下方向バランス検知セン
サ110がねじりモーメントを検出できない状態になる
まで続けられる。水平方向のバランス調整では、支柱5
および第1の継手12との接続部、すなわち、回転軸O
cまわりのねじりモーメントを検出する。水平方向バラ
ンス検知センサ111でも同様にして、ねじりモーメン
トを検知してアーム駆動制御装置63に非バランス状態
であることを電気的に入力し、モータ103を回転させ
る。モータ103の回転力は、モータ側歯車102を介
して水平方向バランス調整重りを移動させる。この動作
は、水平方向バランス検知センサ111がねじりモーメ
ントを検出できない状態になるまで続けられる。
Further, in the balance correcting mechanism, when the oblique endoscope 2 is replaced with a non-illustrated oblique endoscope having another observation angle, that is, the weight of the surgical microscope 1 as a whole is changed. Also applies. In the vertical balance adjustment, a connection portion between the fourth joint 15 and the first joint 12, that is, a torsional moment around the rotation axis Ob is detected. Vertical balance detection sensor 1
10 detects the torsional moment and electrically inputs to the arm drive control device 63 that it is in an unbalanced state,
The motor 106 is rotated. The rotational force of the motor 106 is
The balance weight for vertical adjustment is moved via the motor-side gear 105. This operation is continued until the vertical balance detecting sensor 110 cannot detect the torsional moment. For horizontal balance adjustment, support 5
And the connection with the first joint 12, that is, the rotation axis O
Detect the torsional moment around c. Similarly, the horizontal balance detection sensor 111 detects the torsional moment and electrically inputs the non-balanced state to the arm drive control device 63 to rotate the motor 103. The rotational force of the motor 103 moves the horizontal balance adjustment weight via the motor-side gear 102. This operation is continued until the horizontal balance detecting sensor 111 cannot detect the torsional moment.

【0085】また、3つの各バランス検知センサがねじ
りモーメントを検出し電気信号を出力している状態、す
なわち、バランス調整中もしくはアンバランス時の場合
に限り、アーム駆動制御装置63は手術用顕微鏡装置が
アンバランスであるという判断を行なう。アーム駆動制
御装置63では、アンバランス状態の判断を、術者が入
力装置であるフットスイッチ34もしくは操作グリップ
32a,32b内に設けられた操作スイッチ33a,3
3bである図示しないアームフリー/ロックスイッチを
操作した場合の入力に対して優先するように回路構成さ
れている。このため、第1の駆動ユニット17から第6
の駆動ユニット31の全6つの駆動ユニットに内蔵され
ている、図示しない電磁クラッチはアンバランス時には
解除不可なっているものである。
Only when the three balance detecting sensors are detecting the torsional moment and outputting an electric signal, that is, during balance adjustment or unbalance, the arm drive control device 63 operates the surgical microscope device. Is determined to be unbalanced. In the arm drive control device 63, the operator determines whether the unbalanced state is present by operating the foot switch 34 as an input device or the operation switches 33 a and 3 provided in the operation grips 32 a and 32 b.
The circuit is configured to give priority to an input when an arm free / lock switch (not shown) 3b is operated. For this reason, the first drive unit 17 to the sixth drive unit
The electromagnetic clutch (not shown) built in all six drive units of the drive unit 31 cannot be released at the time of imbalance.

【0086】ただし、アーム駆動制御装置63では、入
力装置であるフットスイッチ34に設けられた図示しな
いジョイスティックおよびシーソースイッチA、もしく
は、操作グリップ32a,32b内に設けられた操作ス
イッチ33a,33bである図示しないジョイスティッ
クおよびシーソースイッチA′からの入力に対してはア
ンバランス時に何も制限を加えない。このため、術者
は、アームがアンバランス状態であっても、電動による
アーム操作は行なうことが可能となっている。
However, in the arm drive controller 63, a joystick and a seesaw switch A (not shown) provided on the foot switch 34 as an input device, or operation switches 33a and 33b provided in the operation grips 32a and 32b. No restrictions are imposed on the input from the joystick and the seesaw switch A '(not shown) at the time of imbalance. For this reason, the surgeon can perform the electric arm operation even when the arm is in the unbalanced state.

【0087】以上のように、術者が斜視用内視鏡2を移
動させたり斜視用内視鏡2を他の観察角度を持つ図示し
ない斜視用内視鏡に交換した場合でも、手術用顕微鏡装
置は常に3次元的に釣り合わされることになる。
As described above, even when the surgeon moves the oblique endoscope 2 or replaces the oblique endoscope 2 with a non-illustrated oblique endoscope having another observation angle, the surgical microscope can be used. The device will always be balanced in three dimensions.

【0088】手術用顕微鏡1および斜視用内視鏡2の移
動に伴い、位置演算装置58により一定の周期で点滅し
ている、少なくとも3個以上のLEDから構成されてい
る位置検出用LED118a,118bから発せられた
光は、デジタイザ119内に設けられた撮像素子122
a,122bにより撮像され、位置演算装置58に入力
される。位置演算装置58では、いわゆる三角測量の原
理により、手術用顕微鏡1および斜視用内視鏡2の位置
を常に計測しているものである。
As the operating microscope 1 and the oblique endoscope 2 move, the position calculating device 58 blinks at a constant cycle, and the position detecting LEDs 118a and 118b are composed of at least three or more LEDs. Light emitted from the image sensor 122 provided in the digitizer 119
a and 122b, and input to the position calculation device 58. The position calculating device 58 constantly measures the positions of the surgical microscope 1 and the oblique endoscope 2 based on the principle of so-called triangulation.

【0089】一方、画像生成装置59には、術前診断デ
ータ保存装置60からの患者の術前の診断データ信号が
入力され、位置演算装置58からは手術用顕微鏡1の位
置に関するデータ信号がそれぞれ入力される。画像生成
装置59では、これら2系統のデータ信号から患者の術
前の診断画像と現在の観察位置とを一致させ、3次元画
像データ信号を生成する回路とデータのある特定部分を
強調する回路とにより、加工された3次元画像データ信
号を画像合成装置61に入力する。このため、3次元画
像データ信号は、特に重要な組織(神経や血管等)を強
調して出力されているものである。
On the other hand, a preoperative diagnostic data signal of the patient from the preoperative diagnostic data storage device 60 is input to the image generating device 59, and a data signal relating to the position of the surgical microscope 1 is output from the position calculating device 58. Is entered. The image generating device 59 includes a circuit that generates a three-dimensional image data signal by matching a pre-operative diagnostic image of the patient with the current observation position from these two data signals, and a circuit that emphasizes a specific part of the data. Thus, the processed three-dimensional image data signal is input to the image synthesizing device 61. Therefore, the three-dimensional image data signal is output with emphasis on particularly important tissues (nerves, blood vessels, and the like).

【0090】画像合成装置61には、同時に3D画像デ
ータ生成装置56からのリアルタイムな観察部位の3次
元画像データが入力されているため、これら2つの画像
データをミックスされたもの、すなわち、重要な組織が
強調されている画像であって同時に観察位置の部位と方
向が一致した3次元データ画像125を、3Dコンバー
タ55を経由して左右の画像を一定の周期で面順次に入
れ換えた画像を2D/3Dモニタ57へ、左右一対の視
野内表示モニタ46a,46bと可動範囲演算装置62
への3系統に出力する。
Since the real-time three-dimensional image data of the observed part from the 3D image data generating device 56 is input to the image synthesizing device 61, a mixture of these two image data, that is, important data A 3D data image 125 in which the tissue is emphasized and whose direction coincides with the position of the observation position at the same time is replaced by a 3D converter 55 in which the left and right images are switched in a frame-sequential manner at a fixed cycle, and a 2D image is obtained. / 3D monitor 57, a pair of left and right display monitors 46a and 46b in the visual field and a movable range calculating device 62
To three systems.

【0091】術者以外の観察者は、2D/3Dモニタ5
7上で、図示しない入力切換スイッチとイメージミキサ
121との切り換えにより、3Dコンバータ55からの
立体画像である3次元観察画像123b、または、画像
合成装置61からの3次元データ画像125、もしく
は、両者と内視鏡観察画像124が合成された3次元観
察データ合成画像126bの4種類の画像のいずれかを
選択して観察することが出来る。
An observer other than the surgeon can use the 2D / 3D monitor 5
7, a three-dimensional observation image 123b, which is a stereoscopic image from the 3D converter 55, or a three-dimensional data image 125 from the image synthesizing device 61, or both, by switching between an input selector switch (not shown) and the image mixer 121. The user can select and observe any one of the four types of images of the three-dimensional observation data composite image 126b in which the image and the endoscope observation image 124 are composited.

【0092】一方、左右の視野内表示用モニタ46a,
46bに表示された3次元データ画像125、もしく
は、イメージミキサ121で内視鏡観察画像124と3
次元データ画像125の両方を合成した画像は、全反射
プリズム45a,45bと結像レンズ44a,44bと
を経て手術用顕微鏡1内に到達し、ハーフミラー38
a,38bにそれぞれ入射する。ハーフミラー38a,
38bで3次元画像は方向と向きを変換した後、光学的
な3次元観察画像123aと合成され、左右一対の結像
レンズ39a,39bおよび接眼レンズ40a,40b
にて1回結像されるとともに拡大されて、術者の左右眼
であるEa,Ebに入射することにより立体観察可能と
なる。
On the other hand, the left and right in-view display monitors 46a,
The three-dimensional data image 125 displayed on 46b or the endoscope observation images 124 and 3
An image obtained by combining both of the two-dimensional data images 125 reaches the inside of the surgical microscope 1 via the total reflection prisms 45a and 45b and the imaging lenses 44a and 44b, and the half mirror 38
a and 38b. Half mirror 38a,
After changing the direction and direction of the three-dimensional image at 38b, the three-dimensional image is combined with the optical three-dimensional observation image 123a, and a pair of left and right imaging lenses 39a and 39b and eyepieces 40a and 40b are combined.
Is imaged once and enlarged, and the light enters Ea and Eb, which are the left and right eyes of the surgeon, to enable stereoscopic observation.

【0093】したがって、術者は、光学的な3次元観察
画像123aと術者の診断画像から重要組織を強調し、
観察方向と部位を一致させた3次元データ画像125に
内視鏡観察画像124を加えた、3次元観察データ合成
画像126を観察することが可能となる。
Therefore, the operator emphasizes important tissues from the optical three-dimensional observation image 123a and the operator's diagnostic image,
It is possible to observe a three-dimensional observation data composite image 126 obtained by adding the endoscope observation image 124 to the three-dimensional data image 125 in which the observation direction and the part are matched.

【0094】また、画像合成装置61から出力された3
次元データ画像125は、可動範囲演算装置62にも入
力されている。可動範囲演算装置62は、位置演算装置
58からの斜視用内視鏡2の位置に関するデータと術前
診断データ保存装置60からの患者の術前の診断データ
信号により合成された3次元画像データに加えて、3D
画像データ生成装置56からのリアルタイムな観察部位
の3次元観察画像データが入力されている。このため、
可動範囲演算装置62では、斜視用内視鏡2の位置に関
するデータと3D画像データ生成装置56からの観察部
位の3次元観察画像データとをリアルタイムに比較し、
3次元観察画像データ上で空間ではない位置、すなわ
ち、斜視用内視鏡2の先端部が重要組織に接触する可能
性がある場合については、アームの動きを制限する移動
制限信号を架台3内のアーム駆動制御装置63に入力す
る。
Also, the 3 output from the image synthesizing device 61
The dimensional data image 125 is also input to the movable range calculation device 62. The movable range calculation device 62 converts the data on the position of the oblique endoscope 2 from the position calculation device 58 and the three-dimensional image data synthesized from the preoperative diagnosis data signal of the patient from the preoperative diagnosis data storage device 60. In addition, 3D
Three-dimensional observation image data of a real-time observation region from the image data generation device 56 is input. For this reason,
In the movable range calculation device 62, data on the position of the oblique endoscope 2 is compared in real time with the three-dimensional observation image data of the observation site from the 3D image data generation device 56,
For a position that is not a space on the three-dimensional observation image data, that is, when there is a possibility that the distal end of the squint endoscope 2 may come into contact with an important tissue, a movement restriction signal for restricting the movement of the arm is transmitted to the gantry 3 Is input to the arm drive control device 63.

【0095】この移動制限信号は、術者が観察位置を変
えるべくフットスイッチ34や操作グリップ32a,3
2bに設けられている操作スイッチ33a,33bおよ
び図示しないアームフリー/ロックスイッチからの信号
に対して優先するように回路が構成されている。このた
め、術者が電動で斜視用内視鏡2を重要組織ぎりぎりに
移動させる場合や、誤った操作入力を行った場合におい
ても、アームは安全な空間領域のみのでの移動に制限さ
れているため、斜視用内視鏡2の先端部は重要組織にダ
メージを与えることがない。
The movement restriction signal is transmitted to the foot switch 34 and the operation grips 32a, 32 so that the operator can change the observation position.
The circuit is configured to give priority to signals from the operation switches 33a and 33b provided on the 2b and an arm free / lock switch (not shown). For this reason, even when the surgeon moves the endoscope for strabismus 2 just below the important tissue by electric power, or performs an erroneous operation input, the arm is limited to movement only in the safe space area. Therefore, the distal end portion of the squint endoscope 2 does not damage important tissues.

【0096】同様にして、術者が手動でアームを移動さ
せた場合においても、アームは安全な空間領域のみでの
移動に制限されており、これを逸脱しそうな場合にはア
ーム駆動制御装置63からの信号により、第1の駆動ユ
ニット17から第6の駆動ユニット31の全6つの駆動
ユニットに内蔵されている図示しない電磁クラッチを固
定する。このため、斜視用内視鏡2の先端部はアームの
手動操作時においても、重要組織にダメージを与えるこ
とがない。
Similarly, even when the operator manually moves the arm, the arm is limited to movement only in a safe space area. , The electromagnetic clutches (not shown) incorporated in all six drive units from the first drive unit 17 to the sixth drive unit 31 are fixed. For this reason, the distal end of the oblique endoscope 2 does not damage important tissues even when the arm is manually operated.

【0097】以上説明したように、本実施形態に係る手
術用顕微鏡装置によれば、術者は体腔内の死角部分を観
察する場合であっても、光学的な3次元観察画像と重要
組織部を重ねあわせた画像を観察することができる。こ
れは、常に重要組織の位置を把握しながら手術を行なう
ことであるため、飛躍的に手術の安全度が向上するもの
である。また、組織からの出血などが生じた場合などに
より、光学的な3次元観察画像が認識できなくなった場
合においても、3次元データ画像により確実に手術の進
行が行なえるものである。これに加え、術者が斜視用内
視鏡を使用して手術用顕微鏡の死角観察を行なっている
場合においても、重要組織に全く影響を与えない安全な
領域以外には、架台アームが電動で移動できないように
移動範囲を自動的に制限することが可能となる。また、
術者が誤った操作入力を行い、重要組織に影響を与えそ
うな場合においても、未然に誤った操作をキャンセルす
ることが可能なため、どのような手術状況においても、
安全、確実に手術を進行することが可能である。
As described above, according to the surgical microscope apparatus according to the present embodiment, even when the operator observes a blind spot in a body cavity, an optical three-dimensional observation image and an important tissue section can be obtained. Can be observed. Since the operation is performed while always grasping the position of the important tissue, the safety of the operation is dramatically improved. In addition, even when an optical three-dimensional observation image cannot be recognized due to, for example, bleeding from tissue or the like, the operation can be reliably performed using the three-dimensional data image. In addition to this, even when the surgeon is observing the blind spot of the surgical microscope using the oblique endoscope, the gantry arm is electrically operated except in a safe area that does not affect the important tissue at all. It is possible to automatically limit the moving range so as not to move. Also,
Even if the surgeon performs erroneous operation input and is likely to affect important tissues, it is possible to cancel the erroneous operation beforehand, so in any surgical situation,
It is possible to safely and reliably proceed with the operation.

【0098】これに加え、手術用顕微鏡装置を術者の手
で直接操作することが可能なため、術者は素早く任意の
位置へ手術用顕微鏡を導くことが可能となる。手動での
操作においても同様にして、術者が斜視用内視鏡を使用
して手術用顕微鏡の死角観察を行なっている場合におい
ても、重要組織に全く影響を与えない安全な領域に斜視
用内視鏡の移動を制限する。また、術者が誤った操作入
力を行ない、重要組織に影響を与えそうな場合において
は、事前にアーム内に設けられている電磁クラッチを固
定状態とする。このため、手動操作の場合においても、
架台アームは移動範囲を自動的に安全領域内に制限する
ことが可能となる。
In addition, since the operating microscope apparatus can be directly operated by the operator's hand, the operator can quickly guide the operating microscope to an arbitrary position. Similarly, even in the case of manual operation, even when the operator performs a blind spot observation of an operating microscope using a squinting endoscope, the squinting is performed in a safe area that does not affect important tissues at all. Limit the movement of the endoscope. If the surgeon makes an erroneous operation input and is likely to affect important tissues, the electromagnetic clutch provided in the arm is fixed in advance. Therefore, even in the case of manual operation,
The gantry arm can automatically limit the range of movement to within the safe area.

【0099】また、斜視内視鏡2などの操作により、手
術用顕微鏡装置自体のバランスが崩れている場合におい
ても、自動的にバランス状態の補正が出来るものであ
る。また、アンバランス状態では電磁クラッチを解除不
可能にして、視野変更時に手術用顕微鏡1や斜視用内視
鏡2が急激に動き術部に傷害を与える可能性がないもの
である。ただし、電磁クラッチが解除不能になっている
場合においても電動での移動は可能であるため、手術の
進行を妨げることは全くない。
Further, even when the balance of the surgical microscope apparatus itself is broken by the operation of the oblique endoscope 2 or the like, the balance state can be automatically corrected. Further, in the unbalanced state, the electromagnetic clutch cannot be released, and there is no possibility that the operating microscope 1 or the oblique endoscope 2 will move suddenly when the visual field is changed, and will not injure the operation part. However, even when the electromagnetic clutch cannot be disengaged, it can be moved electrically, so that it does not hinder the progress of the operation at all.

【0100】なお、本実施例では、斜視用内視鏡を例と
したが、直視内視鏡においても同等の効果を発揮するこ
とは言うまでもない。
In this embodiment, the oblique endoscope is used as an example, but it goes without saying that the same effect can be obtained with a direct-view endoscope.

【0101】図8〜図9は本発明の第3の実施形態を示
している。なお、本実施形態において第1および第2の
実施形態と共通する構成要素については、以下、同一符
号を付してその説明を省略する。
FIGS. 8 and 9 show a third embodiment of the present invention. Note that, in the present embodiment, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0102】図8は本実施の形態の手術用顕微鏡装置全
体の概略構成を示すものである。この手術用顕微鏡装置
においても、手術用顕微鏡(第1の観察手段)1と、こ
の顕微鏡1の観察視野の死角となる領域などを観察する
ための斜視用内視鏡(第2の観察手段)2とが設けられ
ている。
FIG. 8 shows a schematic configuration of the entire surgical microscope apparatus according to the present embodiment. Also in this surgical microscope apparatus, a surgical microscope (first observing means) 1 and a perspective endoscope (second observing means) for observing a blind spot in the observation field of the microscope 1 2 are provided.

【0103】また、図9は手術用顕微鏡1の全体構成を
示すものである。この手術用顕微鏡1の架台3および操
作アームユニット11のリンク構成は第2の実施形態と
同様の構成である。
FIG. 9 shows the overall configuration of the surgical microscope 1. The linkage between the gantry 3 and the operation arm unit 11 of the surgical microscope 1 is the same as that of the second embodiment.

【0104】第2の継手13には、水平方向バランス調
整重り101が回転自在に配設されている。同様に、第
4の継手15には、上下方向バランス調整重り104
が、第7の継手23には、傾斜方向バランス調整重り1
07が回転自在に配設されている。また、回転軸Ocに
は、水平方向バランス検知センサ111が配設されてい
る。同様に、回転軸Obには、上下方向バランス検知セ
ンサ110が、回転軸Odには、傾斜方向バランス検知
センサ112が配設されている。
A horizontal balance adjusting weight 101 is rotatably disposed on the second joint 13. Similarly, the fourth joint 15 has a vertical balance adjusting weight 104.
However, the seventh joint 23 has a tilt direction balance adjusting weight 1.
07 is rotatably arranged. A horizontal balance detection sensor 111 is provided on the rotation axis Oc. Similarly, a vertical balance detection sensor 110 is arranged on the rotation axis Ob, and a tilt balance detection sensor 112 is arranged on the rotation axis Od.

【0105】また、支柱5には手術用顕微鏡装置のバラ
ンス状態を表示するバランス状態表示装置202が設け
られている。フットスイッチ34および操作グリップ3
2a,32b内にそれぞれ設けられた操作スイッチ33
a,33bは、押した時だけ回路が通電するアームフリ
ー/ロックスイッチ(図示せず)から構成されている。
Further, the support 5 is provided with a balance state display device 202 for displaying the balance state of the surgical microscope apparatus. Foot switch 34 and operation grip 3
Operation switch 33 provided in each of 2a and 32b
Reference numerals a and 33b denote an arm-free / lock switch (not shown) that energizes the circuit only when pressed.

【0106】一方、手術用顕微鏡1には、斜視用内視鏡
2と超音波プローブ201および超音波駆動装置203
を支持する内視鏡ホルダ113が配設されている。この
超音波プローブ201は斜視用内視鏡2と挿入部が連動
して挿入方向に移動するように構成されている。
On the other hand, the operating microscope 1 has an oblique endoscope 2, an ultrasonic probe 201 and an ultrasonic driving device 203.
Is provided. The ultrasonic probe 201 is configured so that the oblique endoscope 2 and the insertion section move in the insertion direction in conjunction with each other.

【0107】手術用顕微鏡1の光学系についての構成
は、第1の実施形態で対物レンズ35を装着し、左右の
撮像装置43a,43b、全反射ミラー42a,42
b、TV結像レンズ41a,41bを取り外した場合と
同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
The configuration of the optical system of the operating microscope 1 is such that the objective lens 35 is mounted in the first embodiment, the left and right imaging devices 43a and 43b, and the total reflection mirrors 42a and 42 are provided.
b, since the configuration is the same as that when the TV imaging lenses 41a and 41b are removed, detailed description is omitted.

【0108】また、本実施形態の手術用顕微鏡装置には
図8に示す電気制御系も設けられている。ここでも、第
2の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付
し詳細な説明は省略する。
The operating microscope apparatus of this embodiment is also provided with an electric control system shown in FIG. Here, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0109】この電気制御系では、斜視用内視鏡2の接
眼部に接続されている撮像素子116からの信号はプロ
セッサ120に入力すべく接続されている。プロセッサ
120にて、生成された内視鏡観察画像は、画像合成装
置61に入力するように構成されている。
In this electric control system, a signal from the image sensor 116 connected to the eyepiece of the oblique endoscope 2 is connected to be input to the processor 120. The endoscope observation image generated by the processor 120 is input to the image synthesizing device 61.

【0110】超音波プローブ201は、超音波駆動装置
203により、図示しない先端部の振動子をスラスト方
向およびラジアル方向に走査し、電気信号を超音波画像
生成装置204に入力し2次元の画像信号を蓄積してい
く。超音波画像生成装置204では、この蓄積された2
次元の画像信号を重ね合わせることにより、3次元画像
データとして生成し、画像合成装置61に入力する。
The ultrasonic probe 201 scans the vibrator at the distal end (not shown) in the thrust direction and the radial direction by the ultrasonic driving device 203, and inputs an electric signal to the ultrasonic image generating device 204 to output a two-dimensional image signal. Accumulate. In the ultrasonic image generation device 204, the stored 2
By superimposing the two-dimensional image signals, they are generated as three-dimensional image data and input to the image synthesizing device 61.

【0111】架台3および操作アームユニット11に設
けられている水平方向バランス検知センサ111、上下
方向バランス検知センサ110および傾斜方向バランス
検知センサ112は、各継手間の圧力を検知する圧力セ
ンサから構成されている。また、各方向のバランス検知
センサからの信号は、可動範囲演算装置62を経由して
アーム駆動制御装置63に入力した後、バランス状態表
示装置202に入力し、手術用顕微鏡装置のバランス状
態を表示する。
The horizontal balance detection sensor 111, the vertical balance detection sensor 110, and the tilt balance detection sensor 112 provided on the gantry 3 and the operation arm unit 11 are constituted by pressure sensors for detecting the pressure between the joints. ing. Further, the signals from the balance detection sensors in each direction are input to the arm drive control device 63 via the movable range calculation device 62, and then input to the balance status display device 202 to display the balance status of the surgical microscope device. I do.

【0112】次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用につ
いて説明する。
Next, the operation of the surgical microscope having the above configuration will be described.

【0113】まず、手術用顕微鏡1を単独で使用した場
合の作用について記述する。
First, the operation when the operating microscope 1 is used alone will be described.

【0114】手術用顕微鏡1で行われる術部Qの観察像
が術者の左右眼であるEa,Ebに入射するまでの作用
は第1の実施形態と同様のため、ここでの説明は省略す
る。
The operation performed by the operating microscope 1 until the observation image of the operative site Q is incident on the left and right eyes Ea and Eb of the operator is the same as in the first embodiment, and therefore the description is omitted here. I do.

【0115】手術用顕微鏡1の架台3およびアームユニ
ット11も第2の実施形態と同様に平衡状態が保たれて
おり、手術用顕微鏡1は3次元的に平衡状態となってい
る。また、術者が手術用顕微鏡1の観察位置を変える場
合の作用についても第2の実施形態と同様となってい
る。
The gantry 3 and the arm unit 11 of the operating microscope 1 are also kept in a balanced state as in the second embodiment, and the operating microscope 1 is in a three-dimensional balanced state. The operation when the operator changes the observation position of the operating microscope 1 is the same as that of the second embodiment.

【0116】次、に斜視用内視鏡2を用いて手術用顕微
鏡1の死角である術部を観察した場合について、図8お
よび図9に基づいて説明する。
Next, a case where the operation part which is a blind spot of the surgical microscope 1 is observed using the oblique endoscope 2 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.

【0117】まず、術者は、斜視用内視鏡2を内視鏡ホ
ルダ113へ挿入する。図示しない光源装置およびライ
トガイド117を経由して斜視用内視鏡2の先端部から
照射された照明光は、術部を照射する。術部からの反射
光は、斜視用内視鏡2の先端部に入射し、図示しない対
物レンズと、反射プリズムと、リレーレンズと、結像レ
ンズとにより撮像素子116上に結像する。撮像素子1
16に入射した観察光は、電気信号に変換された後にプ
ロセッサ120に導かれ、内視鏡観察画像に変換された
後、画像合成装置61に入力される。
First, the surgeon inserts the oblique endoscope 2 into the endoscope holder 113. Illumination light emitted from the distal end of the oblique endoscope 2 via a light source device and a light guide 117 (not shown) irradiates the operation site. The reflected light from the operative part is incident on the distal end of the oblique endoscope 2 and forms an image on the image sensor 116 by an objective lens (not shown), a reflecting prism, a relay lens, and an imaging lens. Image sensor 1
The observation light incident on 16 is converted into an electric signal, guided to the processor 120, converted into an endoscopic observation image, and input to the image synthesizing device 61.

【0118】一方、斜視用内視鏡2に連動して術部近傍
に図示しない生理食塩水等液体を介して接触している超
音波プローブ201は、超音波駆動装置203により先
端部の図示しない振動子をスラスト方向およびラジアル
方向に走査し、電気信号を超音波画像生成装置204に
入力し2次元の画像信号を蓄積していく。超音波画像生
成装置204では、この蓄積された2次元の画像信号を
重ね合わせることにより、3次元画像データとして生成
し、画像合成装置61に入力する。
On the other hand, the ultrasonic probe 201, which is in contact with the vicinity of the operative site via a liquid such as a physiological saline solution (not shown) in conjunction with the oblique endoscope 2 by the ultrasonic driving device 203, has a distal end (not shown). The vibrator is scanned in the thrust direction and the radial direction, and an electric signal is input to the ultrasonic image generation device 204 to accumulate a two-dimensional image signal. The ultrasonic image generating device 204 generates the three-dimensional image data by superimposing the stored two-dimensional image signals, and inputs the generated three-dimensional image data to the image synthesizing device 61.

【0119】一方、術者が手術用顕微鏡1の観察位置を
変えようとする場合、入力装置であるフットスイッチ3
4もしくは左右の操作グリップ32a,32bに設けら
れた操作スイッチ33a,33bである図示しないアー
ムフリー/ロックスイッチを操作する。この操作信号
は、架台3内に設けられているアーム駆動制御装置63
に入力され、ここから架台3および操作アームユニット
内に設けられている第1の駆動ユニット17から第6の
駆動ユニット31に至る6つの駆動ユニットに内蔵され
ている図示しない電磁ブレーキを解除することになる。
On the other hand, when the operator attempts to change the observation position of the operating microscope 1, the foot switch 3 as an input device
4 or an arm free / lock switch (not shown), which is an operation switch 33a, 33b provided on the left and right operation grips 32a, 32b. This operation signal is transmitted to an arm drive control device 63 provided in the gantry 3.
From the first drive unit 17 to the sixth drive unit 31 provided in the gantry 3 and the operation arm unit. become.

【0120】この状態は、第1の駆動ユニット17から
第6の駆動ユニット31に至る6つの駆動ユニットが自
由に運動できる状態であるため、術者は操作グリップ3
2a,32bを直接手で操作することにより手術用顕微
鏡1を任意の方向に向けることが可能となる。
In this state, since the six drive units from the first drive unit 17 to the sixth drive unit 31 can freely move, the operator can operate the operation grip 3.
By directly operating the 2a and 32b by hand, the surgical microscope 1 can be directed in any direction.

【0121】続いて、手術用顕微鏡1が所望の位置に移
動した後は、操作スイッチ33a,33bである図示し
ないアームフリー/ロックスイッチを手放す。これによ
り、操作停止の信号は、架台3内に設けられているアー
ム駆動制御装置63に入力され、ここから架台3および
操作アームユニット内に設けられている第1の駆動ユニ
ット17から第6の駆動ユニット31に至る6つの駆動
ユニットに内蔵されている図示しない電磁ブレーキに伝
達されるため、第1の駆動ユニット17から第6の駆動
ユニット31に至る6つの駆動ユニットが固定される。
この状態は、第1の駆動ユニット17から第6の駆動ユ
ニット31に至る6つの駆動ユニットが全く運動できな
い状態であるため、手術用顕微鏡1はその場で固定され
るものである。
Subsequently, after the operating microscope 1 has been moved to a desired position, the arm free / lock switches (not shown), which are the operation switches 33a and 33b, are released. As a result, the operation stop signal is input to the arm drive control device 63 provided in the gantry 3, from which the first drive unit 17 provided in the gantry 3 and the operation arm unit to the sixth drive control unit 63 Since the power is transmitted to the electromagnetic brakes (not shown) built in the six drive units up to the drive unit 31, the six drive units from the first drive unit 17 to the sixth drive unit 31 are fixed.
In this state, since the six drive units from the first drive unit 17 to the sixth drive unit 31 cannot move at all, the surgical microscope 1 is fixed in place.

【0122】次に、斜視用内視鏡2を用いて手術用顕微
鏡1の死角となる術部を観察した場合について、図8お
よび図9に基づいて説明する。
Next, a case in which the operative portion serving as a blind spot of the operating microscope 1 is observed using the oblique endoscope 2 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.

【0123】術者が観察位置変更のために斜視用内視鏡
2を操作する場合には、術者自身の手で斜視用内視鏡2
を保持し、挿入方向に移動させる。斜視用内視鏡2の移
動に伴い、操作アームユニット11先端の重心位置が移
動する。この状態では、回転軸Odの中心である第5の
継手20にねじりモーメントが加わっていることとな
る。傾斜方向バランス検知センサ112は、圧力センサ
から構成されているため、このねじりモーメントを検知
してアーム駆動制御装置63およびバランス状態表示装
置202に非バランス状態であることを電気的に入力す
る。バランス状態表示装置202では、図示しない発光
手段を点灯させ手術用顕微鏡装置が非バランス状態であ
ることを外部に表示する。したがって、術者もしくは手
術スタッフがこの表示が消灯されるように傾斜方向バラ
ンス調整重り107を回転させて、傾斜方向バランス検
知センサ112がねじりモーメントを検出できない状
態、すなわちアームバランスが取れている状態に調整を
行なう。
When the operator operates the oblique endoscope 2 to change the observation position, the operator uses his / her own hand to operate the oblique endoscope 2.
And move it in the insertion direction. With the movement of the oblique endoscope 2, the position of the center of gravity at the tip of the operation arm unit 11 moves. In this state, a torsional moment is applied to the fifth joint 20, which is the center of the rotation axis Od. Since the tilt direction balance detection sensor 112 is constituted by a pressure sensor, the torsion moment is detected, and the non-balance state is electrically input to the arm drive control device 63 and the balance state display device 202. The balance state display device 202 turns on a light emitting unit (not shown) to externally display that the surgical microscope apparatus is in an unbalanced state. Therefore, the surgeon or the operating staff rotates the tilt direction balance adjusting weight 107 so that this display is turned off, so that the tilt direction balance detection sensor 112 cannot detect the torsional moment, that is, the arm balance is obtained. Make adjustments.

【0124】斜視用内視鏡2の移動に伴い、操作アーム
ユニット11先端の重心位置が移動する。この状態で
は、回転軸Odの中心である第5の継手20にねじりモ
ーメントが加わっていることとなる。傾斜方向バランス
検知センサ112は、圧力センサから構成されているた
め、このねじりモーメントを検知してアーム駆動制御装
置63およびバランス状態表示装置202に非バランス
状態であることを電気的に入力する。バランス状態表示
装置202では、図示しない発光手段を点灯させ手術用
顕微鏡装置が非バランス状態であることを外部に表示す
る。
As the oblique endoscope 2 moves, the position of the center of gravity of the tip of the operation arm unit 11 moves. In this state, a torsional moment is applied to the fifth joint 20, which is the center of the rotation axis Od. Since the tilt direction balance detection sensor 112 is constituted by a pressure sensor, the torsion moment is detected, and the non-balance state is electrically input to the arm drive control device 63 and the balance state display device 202. The balance state display device 202 turns on a light emitting unit (not shown) to externally display that the surgical microscope apparatus is in an unbalanced state.

【0125】したがって、術者もしくは手術スタッフが
この表示が消灯されるように傾斜方向バランス調整重り
107を回転させて、傾斜方向バランス検知センサ11
2がねじりモーメントを検出できない状態、すなわちア
ームバランスが取れている状態に調整を行なう。
Therefore, the surgeon or the operating staff rotates the tilt direction balance adjusting weight 107 so that this display is turned off, and the tilt direction balance detection sensor 11
2 is adjusted so that the torsion moment cannot be detected, that is, the arm is balanced.

【0126】また、このバランス状態表示装置202に
よる非バランス状態の表示は、斜視用内視鏡2を図示し
ない他の観察角度を持つ斜視用内視鏡に交換した場合、
すなわち、手術用顕微鏡1としての重量が変わってしま
った場合にも適用される。上下方向のバランス調整で
は、第4の継手15および第1の継手12との接続部、
すなわち、回転軸Obまわりのねじりモーメントを検出
する。上下方向バランス検知センサ110は、ねじりモ
ーメントを検知してアーム駆動制御装置63およびバラ
ンス状態表示装置202に非バランス状態であることを
電気的に入力する。バランス状態表示装置202では、
同様にして図示しない発光手段を点灯させ、手術用顕微
鏡装置が非バランス状態であることを外部に表示する。
The display of the unbalanced state by the balance state display device 202 is performed when the oblique endoscope 2 is replaced with a non-illustrated oblique endoscope having another observation angle.
That is, the present invention is also applied to a case where the weight of the surgical microscope 1 has changed. In the vertical balance adjustment, a connection portion between the fourth joint 15 and the first joint 12;
That is, the torsional moment about the rotation axis Ob is detected. The vertical balance detection sensor 110 detects the torsional moment and electrically inputs the non-balanced state to the arm drive control device 63 and the balance state display device 202. In the balance state display device 202,
Similarly, the light emitting means (not shown) is turned on, and the fact that the surgical microscope apparatus is in an unbalanced state is displayed outside.

【0127】水平方向のバランス調整では、支柱5およ
び第1の継手12との接続部、すなわち、回転軸Ocま
わりのねじりモーメントを検出する。水平方向バランス
検知センサ111でも同様にして、ねじりモーメントを
検知してアーム駆動制御装置63およびバランス状態表
示装置202に非バランス状態であることを電気的に入
力する。バランス状態表示装置202では、同様にして
図示しない発光手段を点灯させ手術用顕微鏡装置が非バ
ランス状態であることを外部に表示する。
In the horizontal balance adjustment, the connection between the support 5 and the first joint 12, that is, the torsional moment about the rotation axis Oc is detected. Similarly, the horizontal balance detection sensor 111 detects the torsional moment and electrically inputs the non-balance state to the arm drive control device 63 and the balance state display device 202. The balance state display device 202 similarly turns on a light emitting unit (not shown) to externally display that the surgical microscope apparatus is in an unbalanced state.

【0128】したがって、この場合も同様にして術者も
しくは手術スタッフがこの表示が消灯されるように上下
方向バランス調整重り104および水平方向バランス調
整重り101を適時回転させて、上下方向バランス検知
センサ110および水平方向バランス検知センサ111
がねじりモーメントを検出できない状態、すなわち、ア
ームバランスが取れている状態に調整を行う。
Therefore, in this case as well, the surgeon or the operating staff rotates the vertical balance adjusting weight 104 and the horizontal balance adjusting weight 101 appropriately so that this display is turned off, and the vertical balance detecting sensor 110 And horizontal balance detection sensor 111
Is adjusted so that the torsion moment cannot be detected, that is, the arm is balanced.

【0129】また、3つの各バランス検知センサがねじ
りモーメントを検出し電気信号を出力している状態、す
なわち、バランス調整中もしくはアンバランス時の場合
に限り、アーム駆動制御装置63は手術用顕微鏡装置が
アンバランスであるという判断を行なう。アーム駆動制
御装置63では、アンバランス状態の判断を、術者が入
力装置であるフットスイッチ34もしくは操作グリップ
32a,32b内に設けられた操作スイッチ33a,3
3bである図示しないアームフリー/ロックスイッチを
操作した場合の入力に対して優先するように回路構成さ
れている。このため、第1の駆動ユニット17から第6
の駆動ユニット31の全6つの駆動ユニットに内蔵され
ている、図示しない電磁クラッチはアンバランス時には
解除不可なっているものである。
Only when the three balance detection sensors are detecting the torsional moment and outputting an electric signal, that is, during balance adjustment or unbalance, the arm drive control device 63 is operated by the surgical microscope device. Is determined to be unbalanced. In the arm drive control device 63, the operator determines whether the unbalanced state is present by operating the foot switch 34 as an input device or the operation switches 33 a and 3 provided in the operation grips 32 a and 32 b.
The circuit is configured to give priority to an input when an arm free / lock switch (not shown) 3b is operated. For this reason, the first drive unit 17 to the sixth drive unit
The electromagnetic clutch (not shown) built in all six drive units of the drive unit 31 cannot be released at the time of imbalance.

【0130】以上のように、術者が斜視用内視鏡2を移
動させたり斜視用内視鏡2を他の観察角度を持つ図示し
ない斜視用内視鏡に交換した場合でも、バランス状態表
示装置202にしたがい容易にバランスの調整が行なえ
るものである。
As described above, even when the operator moves the oblique endoscope 2 or replaces the oblique endoscope 2 with a non-illustrated oblique endoscope having another observation angle, the balance state display is performed. The balance can be easily adjusted according to the device 202.

【0131】また、手術用顕微鏡1及び斜視用内視鏡2
の位置検出を行う作用についても、前述した第2の実施
形態と同様であるため、こごての説明は省略する。
Further, the operating microscope 1 and the oblique endoscope 2
The operation of detecting the position is also the same as that of the above-described second embodiment, and thus the description of the iron is omitted.

【0132】画像合成装置61には、3次元画像データ
信号と、超音波画像生成装置204からのリアルタイム
な観察部位の3次元画像データおよび斜視用内視鏡2の
観察画像(2D)が入力されているため、これら3のつ
画像データをミックスされたもの、すなわち、重要な組
織が強調されている画像であって同時に観察位置の部位
と方向が一致した3次元データ画像を、左右一対の視野
内表示モニタ46a,46bと可動範囲演算装置62へ
の2系統に出力する。
The image synthesizing device 61 receives the three-dimensional image data signal, the real-time three-dimensional image data of the observed part from the ultrasonic image generating device 204 and the observation image (2D) of the oblique endoscope 2. Therefore, a three-dimensional data image obtained by mixing these three image data, that is, an image in which an important tissue is emphasized and whose direction coincides with the position of the observation position at the same time, is taken as a pair of left and right visual fields. The data is output to two systems: the internal display monitors 46a and 46b and the movable range calculation device 62.

【0133】一方、左右の視野内表示用モニタ46a,
46bに表示された3次元データ画像は、画像合成装置
61にて内視鏡観察画像と合成されており、全反射プリ
ズム45a,45bと結像レンズ44a,44bとを経
て、手術用顕微鏡1内に到達し、ハーフミラー38a,
38bにそれぞれ入射する。ハーフミラー38a,38
bで3次元画像は方向と向きを変換した後、光学的な3
次元観察画像と合成され、左右一対の結像レンズ39
a,39bおよび接眼レンズ40a,40bにて1回結
像されるとともに拡大されて、術者の左右眼であるE
a,Ebに入射することにより立体観察可能となる。
On the other hand, the left and right in-view display monitors 46a,
The three-dimensional data image displayed on 46b is synthesized with the endoscope observation image by the image synthesizing device 61, passes through the total reflection prisms 45a and 45b and the imaging lenses 44a and 44b, and enters the inside of the surgical microscope 1. And the half mirror 38a,
38b. Half mirrors 38a, 38
b, the three-dimensional image is converted from the direction
A pair of left and right imaging lenses 39 are synthesized with the three-dimensional observation image.
a, 39b and the eyepieces 40a, 40b form an image once and are enlarged to be E and the left and right eyes of the operator.
When the light is incident on a and Eb, stereoscopic observation becomes possible.

【0134】したがって、術者は、光学的な3次元観察
画像と術者の診断画像から重要組織を強調し、観察方向
と部位を一致させ、かつ、内視鏡観察画像と合成され
た、3次元観察データ合成画像を観察することが可能と
なる。
Therefore, the operator emphasizes important tissues from the optical three-dimensional observation image and the operator's diagnostic image, matches the observation direction with the site, and combines the important tissue with the endoscopic observation image. It is possible to observe the dimensional observation data composite image.

【0135】また、画像合成装置61から出力された3
次元データ画像は、可動範囲演算装置62にも入力され
ている。可動範囲演算装置62は、位置演算装置58か
らの斜視用内視鏡2の位置に関するデータと画像術前診
断データ保存装置60からの患者の術前の診断データ信
号により合成された3次元画像データに加えて、超音波
画像生成装置204からのリアルタイムな観察部位の3
次元超音波画像データが入力されている。このため、可
動範囲演算装置62では、位置演算装置58からの斜視
用内視鏡2の位置に関するデータと、術前診断データ保
存装置60とを加え合わせた画像生成装置59からの3
次元画像データと、観察部位の3次元超音波画像データ
とをリアルタイムに比較することにより、3次元超音波
画像データ上で空間ではない位置、すなわち、斜視用内
視鏡2の先端部が重要組織に接触する可能性がある場合
については、アームの動きを制限する移動制限信号を架
台3内のアーム駆動制御装置63に入力する。
[0135] Also, the 3
The dimensional data image is also input to the movable range calculation device 62. The movable range calculating device 62 is a three-dimensional image data synthesized by the data on the position of the oblique endoscope 2 from the position calculating device 58 and the preoperative diagnostic data signal of the patient from the image preoperative diagnostic data storage device 60. In addition, 3 of the real-time observation region from the ultrasonic image generation device 204
One-dimensional ultrasonic image data is input. Therefore, in the movable range calculation device 62, the data from the image generation device 59 obtained by adding the data regarding the position of the oblique endoscope 2 from the position calculation device 58 and the preoperative diagnostic data storage device 60 are added.
By comparing the three-dimensional image data and the three-dimensional ultrasonic image data of the observation site in real time, a position that is not a space on the three-dimensional ultrasonic image data, that is, the distal end of the oblique endoscope 2 becomes an important tissue. When there is a possibility of contact with the arm, a movement restriction signal for restricting the movement of the arm is input to the arm drive control device 63 in the gantry 3.

【0136】この移動制限信号は、術者が観察位置を変
えるべくフットスイッチ34や操作グリップ32a,3
2bに設けられている操作スイッチ33a,33bであ
る図示しないアームフリー/ロックスイッチからの信号
に対して優先するように回路が構成されている。このた
め、術者が斜視用内視鏡2を重要組織ぎりぎりに移動さ
せる場合や、誤った操作入力を行った場合においても、
斜視用内視鏡2の先端部は重要組織にダメージを与える
ことがない。
This movement restriction signal is transmitted to the foot switch 34 or the operation grips 32a, 3 so that the operator can change the observation position.
The circuit is configured to give priority to a signal from an arm free / lock switch (not shown), which is operation switches 33a and 33b provided in 2b. For this reason, even when the surgeon moves the endoscope for strabismus 2 just below the important tissue, or when an erroneous operation input is performed,
The distal end of the squint endoscope 2 does not damage important tissues.

【0137】以上説明したように、本実施形態に係る手
術用顕微鏡によれば、第2の実施形態の効果を安価で実
現することが可能となる。また、斜視内視鏡2などの操
作により、手術用顕微鏡装置自体のバランス崩れている
場合においても、未然にアンバランス状態の警告を行な
うことが出来る。また、術部のリアルタイムな3次元診
断画像の取得に3次元超音波診断装置を用いているた
め、顕微鏡自体がコンパクトに構成できる上、患者の出
血などで術部が光学的に視界不良となった場合において
も、確実に手術の進行を行なうことが可能となる。それ
に加えて、アンバランス状態では電磁クラッチを解除不
可能にしているため、バランスが崩れた状態でのアーム
の操作を防止し、視野変更時に手術用顕微鏡1や斜視用
内視鏡2が急激に動き術部に傷害を与える可能性がな
い。
As described above, according to the surgical microscope according to the present embodiment, the effects of the second embodiment can be realized at low cost. Further, even when the operation microscope apparatus itself is out of balance by operating the oblique endoscope 2 or the like, a warning of an unbalanced state can be issued beforehand. In addition, since the three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus is used to acquire a real-time three-dimensional diagnostic image of the operative site, the microscope itself can be configured to be compact, and the operative site becomes optically poor due to bleeding of the patient. In this case, the operation can be reliably performed. In addition, since the electromagnetic clutch cannot be released in the unbalanced state, the operation of the arm in a state where the balance is lost is prevented, and the surgical microscope 1 and the oblique endoscope 2 suddenly change when the visual field is changed. There is no possibility of injuring the moving operation part.

【0138】以上説明してきた技術内容によれば、以下
に示すような各種の構成が得られる。
According to the technical contents described above, the following various configurations can be obtained.

【0139】1.術部を観察するための立体観察手段
と、立体観察手段を3次元的に保持する架台アームとを
有する手術用顕微鏡において、前記立体観察手段に設け
られた立体画像撮像手段と、前記立体画像撮像手段にし
たがって3次元計測を行なう画像計測手段と、術前の診
断画像と立体観察手段に設けられた位置測定手段とから
なるナビゲーション装置と、前記ナビゲーション装置と
画像計測手段から3次元画像を合成する画像合成手段
と、前記画像合成手段にしたがって架台アームの移動範
囲を演算する可動範囲演算手段と、前記可動範囲演算手
段にしたがって架台アームの移動を制御する架台アーム
制御手段と、からなることを特徴とする手術用顕微鏡。
[0139] 1. In a surgical microscope having a stereoscopic observation unit for observing an operation part and a gantry arm for holding the stereoscopic observation unit three-dimensionally, a stereoscopic image imaging unit provided in the stereoscopic observation unit, and the stereoscopic image imaging unit Image measuring means for performing three-dimensional measurement according to the means, a navigation device comprising a preoperative diagnostic image and a position measuring means provided in the three-dimensional observation means, and synthesizing a three-dimensional image from the navigation device and the image measuring means. Image combining means; movable range calculating means for calculating a moving range of the gantry arm according to the image combining means; and gantry arm controlling means for controlling movement of the gantry arm according to the movable range calculating means. And surgical microscope.

【0140】2.前記画像合成手段の画像は立体観察手
段内に表示されることを特徴とする第1項に記載の手術
用顕微鏡。 3.術部を観察するための第1の観察手段と、前記術部
またはその近傍を観察するための第2の観察手段と、前
記第1および第2の観察手段を3次元的に保持する架台
アームとを有する手術用顕微鏡において、前記第1の観
察手段に設けられた立体画像撮像手段と、前記立体画像
撮像手段にしたがって3次元計測を行なう画像計測手段
と、術前の診断画像と第1および第2の観察手段に設け
られた位置測定手段とからなるナビゲーション装置と、
前記ナビゲーション装置と画像計測手段から3次元画像
を合成する画像合成手段と、前記画像合成手段にしたが
って架台アームの移動範囲を演算する可動範囲演算手段
と、前記可動範囲演算手段にしたがって架台アームの移
動を制御する架台アーム制御手段と、からなることを特
徴とする手術用顕微鏡。
2. The surgical microscope according to claim 1, wherein an image of the image combining unit is displayed in a stereoscopic observation unit. 3. First observation means for observing an operation part, second observation means for observing the operation part or its vicinity, and a gantry arm for holding the first and second observation means three-dimensionally A surgical microscope having: a three-dimensional image capturing means provided in the first observation means; an image measuring means for performing three-dimensional measurement according to the three-dimensional image capturing means; A navigation device including a position measurement unit provided in the second observation unit;
Image combining means for combining a three-dimensional image from the navigation device and the image measuring means, movable range calculating means for calculating the moving range of the gantry arm according to the image combining means, and movement of the gantry arm according to the movable range calculating means And a gantry arm control means for controlling the operation of the microscope.

【0141】4.前記立体画像撮像手段は少なくとも1
つ以上の撮像素子(CCD)からなることを特徴とする
第1項または第3項に記載の手術用顕微鏡。 5.前記立体画像撮像手段は3次元超音波観測手段であ
ることを特徴とする第1項または第3項に記載の手術用
顕微鏡。 6.前記画像合成手段の画像は第1の観察手段内に表示
されることを特徴とする第3項に記載の手術用顕微鏡。
4. The three-dimensional image capturing means is at least one
4. The surgical microscope according to claim 1, comprising at least one image pickup device (CCD). 5. The surgical microscope according to claim 1, wherein the three-dimensional image capturing unit is a three-dimensional ultrasonic observation unit. 6. The surgical microscope according to claim 3, wherein the image of the image combining unit is displayed in the first observation unit.

【0142】7.前記第2の観察手段は内視鏡であるこ
とを特徴とする第3項に記載の手術用顕微鏡。 8.術部を観察するための第1の観察手段と、前記術部
またはその近傍を観察するための第2の観察手段と、前
記第1および第2の観察手段を3次元的に保持する架台
アームと、少なくとも架台アームの1自由度方向のバラ
ンスを検知するバランス検知手段とを有する手術用顕微
鏡において、前記バランス検知手段にしたがって架台ア
ームの移動を制御する架台アーム制御手段を備えるとを
特徴とする手術用顕微鏡。
7. The surgical microscope according to claim 3, wherein the second observation means is an endoscope. 8. First observation means for observing an operation part, second observation means for observing the operation part or its vicinity, and a gantry arm for holding the first and second observation means three-dimensionally And an operation microscope having at least a balance detecting means for detecting a balance of the gantry arm in the direction of one degree of freedom, comprising a gantry arm control means for controlling movement of the gantry arm according to the balance detection means. Surgical microscope.

【0143】9.前記架台アーム制御手段は、架台アー
ムのバランス調整中には、架台アームの移動を制限する
ことを特徴とする第8項に記載の手術用顕微鏡。 10.前記架台アーム制御手段は、架台アームのバラン
ス調整中には、架台アームの移動を電動のみに制限する
ことを特徴とする第8項に記載の手術用顕微鏡。
9. 9. The operating microscope according to claim 8, wherein the gantry arm control means limits movement of the gantry arm during balance adjustment of the gantry arm. 10. 9. The surgical microscope according to claim 8, wherein the gantry arm control means limits movement of the gantry arm to electric only during balance adjustment of the gantry arm.

【0144】(第1項〜第2項の目的)手術用顕微鏡と
内視鏡を併用して行われる手術において、診断画像(特
に重要組織の情報を強調したもの)と現在の手術部位の
情報をリアルタイムに重ねあわせて観察可能な上、重要
組織近傍では架台アームの動きを安全領域内に制限する
ことにより、内視鏡先端が組織を傷つけることのない、
安全で容易な手術を行える手術機器を提供することが目
的である。
(Purpose of paragraphs 1 and 2) In an operation performed using a surgical microscope and an endoscope in combination, a diagnostic image (particularly one in which important tissue information is emphasized) and information on a current surgical site are displayed. In addition to being able to superimpose and observe in real time, the movement of the gantry arm near the important tissue is limited to a safe area, so that the tip of the endoscope does not damage the tissue,
It is an object of the present invention to provide a surgical device capable of performing safe and easy surgery.

【0145】(第1項の効果)本構成によると、術者は
実際の顕微鏡/内視鏡観察画像上に、重要組織を強調し
た診断画像を重ね合わせた画像を観察することが可能と
なるため、限られた視野内での操作が強いられていた内
視鏡操作を、重要組織との相関を把握しながら電動で安
全に行うことが可能となる。また、重要組織の近傍での
内視鏡操作時においては、安全に内視鏡観察ができる範
囲以外にはアームの移動を制限されているため、極めて
安全に内視鏡観察を行うことが可能となる。更には、万
一術者が患者に損傷を与えそうな誤った操作を行った場
合においても、同様にして安全に内視鏡観察ができる範
囲以外にはアームの移動を制限しているため、術部に損
傷を与える可能性が全くない。このため、手術の安全性
の飛躍的な向上と大幅な手術時間の短縮に効果を発揮す
るものである。
(Effect of the First Item) According to the present configuration, the surgeon can observe an image obtained by superimposing a diagnostic image emphasizing important tissues on an actual microscope / endoscopic observation image. Therefore, it becomes possible to safely perform the operation of the endoscope, which had been forced to be performed within a limited field of view, electrically while grasping the correlation with the important tissue. In addition, when operating the endoscope in the vicinity of important tissue, the movement of the arm is restricted outside the range where safe endoscopic observation is possible, making it possible to perform endoscopic observation extremely safely Becomes Furthermore, even in the event that the surgeon performs an erroneous operation that is likely to damage the patient, the movement of the arm is similarly restricted to a range other than the range that allows safe endoscopic observation, There is no possibility of damaging the surgical site. For this reason, it is effective in dramatically improving the safety of the operation and greatly shortening the operation time.

【0146】(第3項〜第7項の目的)手術用顕微鏡と
内視鏡を併用して行われる手術において、診断画像(特
に重要組織の情報を強調したもの)と現在の手術部位の
情報をリアルタイムに重ねあわせて観察可能な上、重要
組織近傍では架台アームの動きを安全領域内に制限する
ことができる。また架台アームのバランス状態が悪化し
た場合には、架台アームの動きをバランス補正が自動的
に完了するまでは電動のみに限定することにより、安全
で容易な手術を行える手術機器を提供することが目的で
ある。
(Purpose of paragraphs 3 to 7) In an operation performed using a surgical microscope and an endoscope in combination, a diagnostic image (particularly one in which important tissue information is emphasized) and information on a current surgical site are displayed. Can be superimposed and observed in real time, and the movement of the gantry arm can be restricted to a safe area in the vicinity of the important tissue. Further, when the balance state of the gantry arm is deteriorated, the operation of the gantry arm is limited to electric only until the balance correction is automatically completed, thereby providing a surgical instrument capable of performing a safe and easy operation. Is the purpose.

【0147】(第3項の効果)本構成によると、術者は
実際の顕微鏡/内視鏡観察画像上に、重要組織を強調し
た診断画像を重ね合わせた画像を観察することが可能と
なるため、限られた視野内での操作が強いられていた内
視鏡操作を、重要組織との相関を把握しながら電動もし
くは直接手で安全に行うことが可能となる。また、重要
組織の近傍での内視鏡操作時においては、安全に内視鏡
観察ができる範囲以外にはアームの移動を制限されてい
るため、極めて安全に内視鏡観察を行うことが可能とな
る。また、内視鏡操作によるアームのバランス崩れを自
動的に検出、補正が出来るため、アームのバランス崩れ
が原因である急激な内視鏡移動が防止できる。更には、
万一術者が患者に損傷を与えそうな誤った操作を行った
場合においても、同様にして安全に内視鏡観察ができる
範囲以外には電動でのアーム移動を制限している。また
手動操作時においても、自動的にアームを固定すること
が可能となる。このため、術部に損傷を与える可能性が
全くない。これも、手術の安全性の飛躍的な向上と大幅
な手術時間の短縮に効果を発揮するものである。
(Effect of item 3) According to the present configuration, the surgeon can observe an image obtained by superimposing a diagnostic image emphasizing an important tissue on an actual microscope / endoscopic observation image. Therefore, it becomes possible to safely perform the endoscope operation, which had been forced to be performed within a limited field of view, by electric or direct hand while grasping the correlation with the important tissue. In addition, when operating the endoscope in the vicinity of important tissue, the movement of the arm is restricted outside the range where safe endoscopic observation is possible, making it possible to perform endoscopic observation extremely safely Becomes Further, the imbalance of the arm due to the operation of the endoscope can be automatically detected and corrected, so that a sudden movement of the endoscope caused by the imbalance of the arm can be prevented. Furthermore,
Even in the event that the surgeon performs an erroneous operation likely to damage the patient, similarly, the movement of the arm by motor is restricted to a range other than the range where the endoscope observation can be performed safely. In addition, the arm can be automatically fixed even during manual operation. Therefore, there is no possibility of damaging the operation site. This is also effective in dramatically improving the safety of the operation and greatly reducing the operation time.

【0148】(第8項〜第10項の目的)手術用顕微鏡
と内視鏡を併用して行われる手術において、診断画像
(特に重要組織の情報を強調したもの)と現在の手術部
位の情報をリアルタイムに重ねあわせて観察可能な上、
重要組織近傍では架台アームの動きを安全領域内に制限
することができる。また架台アームのバランス状態が悪
化した場合にはその旨を表示し、架台アームの動きをバ
ランス補正が完了するまで制限することにより、安全で
容易な手術を行える手術機器を提供することが目的であ
る。
(Purpose of paragraphs 8 to 10) In an operation performed using an operating microscope and an endoscope in combination, a diagnostic image (particularly information on important tissue is emphasized) and information on the current surgical site Can be superimposed in real time and observed.
In the vicinity of the important tissue, the movement of the gantry arm can be restricted to a safe area. Also, if the balance state of the gantry arm is deteriorated, it is displayed to that effect, and by limiting the movement of the gantry arm until the balance correction is completed, it is intended to provide a surgical instrument that can perform a safe and easy operation. is there.

【0149】(第8項の効果)本構成によると、手術用
顕微鏡に内視鏡を装着して手術を行う場合においても、
内視鏡操作によるアームのバランス崩れを自動的に検出
及び表示を行い、バランスの補正を行うまでは手動によ
るアームの移動を制限する。このため、アームのバラン
ス崩れが原因である急激な内視鏡移動が防止できる。こ
れは、手術の安全性の飛躍的な向上に効果を発揮するも
のである。
(Effect of Item 8) According to this configuration, even when performing an operation by attaching an endoscope to an operating microscope,
An imbalance of the arm due to the operation of the endoscope is automatically detected and displayed, and the manual movement of the arm is restricted until the balance is corrected. For this reason, it is possible to prevent a sudden movement of the endoscope caused by the imbalance of the arm. This is effective in dramatically improving the safety of surgery.

【0150】[0150]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の手術用顕
微鏡によれば、手術にとって有用な情報が得られるとと
もに、内視鏡先端によって組織を傷付けてしまうことが
なく、安全で容易な手術を行なうことができる。
As described above, according to the surgical microscope of the present invention, useful information for the operation can be obtained, and the tissue is not damaged by the endoscope endoscope. Can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る手術用顕微鏡装
置の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a surgical microscope apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の手術用顕微鏡装置の顕微鏡の構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram of a microscope of the surgical microscope apparatus of FIG.

【図3】図2の顕微鏡の光学系の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an optical system of the microscope in FIG. 2;

【図4】図1の手術用顕微鏡装置で生成される画像であ
FIG. 4 is an image generated by the surgical microscope apparatus of FIG. 1;

【図5】本発明の第2の実施形態に係る手術用顕微鏡装
置の全体構成図である。
FIG. 5 is an overall configuration diagram of a surgical microscope apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5の手術用顕微鏡装置の顕微鏡の構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram of a microscope of the surgical microscope apparatus of FIG. 5;

【図7】図5の手術用顕微鏡装置で生成される画像であ
FIG. 7 is an image generated by the surgical microscope apparatus of FIG. 5;

【図8】本発明の第3の実施形態に係る手術用顕微鏡装
置の全体構成図である。
FIG. 8 is an overall configuration diagram of a surgical microscope apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図9】図8の手術用顕微鏡装置の顕微鏡の構成図であ
る。
9 is a configuration diagram of a microscope of the surgical microscope apparatus of FIG.

【符号の説明】 1…手術用顕微鏡(立体観察手段) 2…斜視用内視鏡(立体観察手段) 3…架台 11…操作アームユニット 43a,43b…撮像素子(立体画像撮像手段) 53a,53b…プロセッサ(画像計測手段) 58…位置演算装置(位置測定手段) 60…術前診断データ保存装置 61…画像合成装置(画像合成手段) 62…可動範囲演算装置(可動範囲演算手段) 63…アーム駆動制御装置(架台アーム制御手段)[Description of Signs] 1 ... Surgical microscope (stereoscopic observation means) 2 ... Perspective endoscope (stereoscopic observation means) 3 ... Mount 11 ... Operation arm unit 43a, 43b ... Imaging element (stereoscopic image imaging means) 53a, 53b ... Processor (image measuring means) 58 ... Position calculating device (position measuring means) 60 ... Preoperative diagnostic data storage device 61 ... Image synthesizing device (image synthesizing means) 62 ... Movable range calculating device (movable range calculating means) 63 ... Arm Drive control device (gantry arm control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 7/18 H04N 7/18 M // H04N 13/02 13/02 13/04 13/04 (72)発明者 深谷 孝 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 2H052 AA13 AB19 AB24 AB25 AB26 AD05 AD32 AF01 AF14 AF22 AF25 5C054 AA01 CC07 FD01 FE13 GA00 GB01 HA12 5C061 AA03 AA11 AB06 AB08 AB14──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 7/18 H04N 7/18 M // H04N 13/02 13/02 13/04 13/04 (72) Inventor Takashi Fukaya 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo F-term in Olympus Optical Co., Ltd. (reference) 2H052 AA13 AB19 AB24 AB25 AB26 AD05 AD32 AF01 AF14 AF22 AF25 5C054 AA01 CC07 FD01 FE13 GA00 GB01 HA12 5C061 AA03 AA11 AB06 AB08 AB14

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 術部を立体的に観察するための立体観察
手段と、立体観察手段を3次元的に保持する移動可能な
架台アームとを有する手術用顕微鏡装置において、 前記立体観察手段に設けられ、立体観察手段によって得
られた立体画像を撮像する立体画像撮像手段と、 前記立体画像撮像手段によって撮像された画像の3次元
計測を行なう画像計測手段と、 術前の診断画像を保存する保存装置と、立体観察手段に
よる観察位置を測定する位置測定手段とからなり、術前
の診断画像と現在の観察位置とを一致させた3次元画像
データ信号を形成するナビゲーション装置と、 前記ナビゲーション装置からの信号と前記画像計測手段
からの計測結果とに基づいて3次元画像を合成する画像
合成手段と、 前記画像合成手段によって合成された3次元画像に基づ
いて架台アームの可動範囲を演算する可動範囲演算手段
と、 前記可動範囲演算手段の演算結果に基づいて架台アーム
の移動を制御する架台アーム制御手段と、 を具備することを特徴とする手術用顕微鏡装置。
1. A surgical microscope apparatus having a stereoscopic observation means for stereoscopically observing an operation part, and a movable gantry arm for holding the stereoscopic observation means in three dimensions. A three-dimensional image capturing means for capturing a three-dimensional image obtained by the three-dimensional observation means; an image measuring means for performing three-dimensional measurement of an image captured by the three-dimensional image capturing means; and a storage for storing a preoperative diagnostic image A navigation device comprising a device and position measuring means for measuring an observation position by the stereoscopic observation means, forming a three-dimensional image data signal in which a preoperative diagnostic image is matched with a current observation position; and Image synthesizing means for synthesizing a three-dimensional image based on a signal of the image measuring means and a measurement result from the image measuring means; and a three-dimensional image synthesized by the image synthesizing means. Surgery, comprising: a movable range calculating means for calculating a movable range of the gantry arm based on the following; and a gantry arm controlling means for controlling movement of the gantry arm based on the calculation result of the movable range calculating means. Microscope equipment.
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