JP2003339739A

JP2003339739A - 手術用顕微鏡

Info

Publication number: JP2003339739A
Application number: JP2002155412A
Authority: JP
Inventors: Koji Yasunaga; 浩二安永; Junichi Nozawa; 純一野沢; Chigiyo Yamashita; 知暁山下; Masakazu Mizoguchi; 正和溝口; Takashi Shioda; 敬司塩田; Tomonori Ishikawa; 朝規石川; Genichi Nakamura; 元一中村; Masaaki Ueda; 昌章植田; Toru Niimura; 徹新村; Soji Otsuka; 聡司大塚
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2003-12-02
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP3963779B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、手術中に、術具、術者の手が術野を
遮らず、術具の操作性が高く、術部を直視可能な手術用
顕微鏡を提供することを最も主要な特徴とする。【解決手段】【請求項１】術部Ｈ１を立体的に撮影するための２つ
の撮像光学系１２を備えた鏡体部５にＵ字状フレーム７
と２つの光学枠８ａ，８ｂとを設け、２つの光学枠８
ａ，８ｂの各撮像光学系１２の間に空間Ｓを形成したも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手術中に、術部を
拡大観察するために脳神経外科等で使用される手術用顕
微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から手術中に、手術用顕微鏡を用い
て術部を拡大観察しながら手術を進めることが行われて
いる。ここで使用される手術用顕微鏡には、図１７に示
すように床上に設置される支持スタンドａと、この支持
スタンドａ上に基端部が取付けられた多関節アームｂ
と、この多関節アームｂの先端部に取付けられた顕微鏡
鏡体ｃとが設けられている。

【０００３】そして、術者は顕微鏡鏡体ｃを覗きなが
ら、顕微鏡鏡体ｃと術部ｄとの間に、術部ｄの処置を行
う、例えば電気メスなどの術具ｅを挿入し、術部ｄの処
置を行なっている。

【０００４】また、特許第３０３２２１４号公報には術
部ｄを撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像された
画像を表示する表示手段（観察手段）とを分離した構成
の手術用顕微鏡が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１７に示す手術用顕
微鏡では、術部ｄと顕微鏡鏡体ｃとの間に術具ｅの作業
空間が形成される。ここで、術部ｄと顕微鏡鏡体ｃとの
間の作業空間の距離には制限があるため、使用できる術
具ｅの長さに制限がある。例えば、術具ｅの長さが長い
場合には顕微鏡鏡体ｃと術部ｄとの間の作業空間に入ら
ない問題がある。逆に、術具ｅの長さが短い場合には術
具ｅの先端部が術部ｄに届かない問題がある。

【０００６】また、顕微鏡鏡体ｃが術部ｄの上方に配置
されているため、術者が術部ｄを肉眼で直視できない。
そのため、術部ｄの周辺は顕微鏡鏡体ｃの陰に隠れて見
えない問題がある。さらに、術具ｅを操作する際に、術
具ｅが顕微鏡鏡体ｃと干渉するおそれがあるので、顕微
鏡鏡体ｃが邪魔になり、術具ｅを操作しにくい。

【０００７】また、顕微鏡鏡体ｃの位置・形状により、
術者の手や、目の位置が規制されるので、手術中の姿勢
が窮屈なものとなり、術者の疲労を招くおそれがある。
さらに、術具ｅや、術者の手は、顕微鏡鏡体ｃと術部ｄ
の間に配置されるため、これらが顕微鏡鏡体ｃの視野を
遮ってしまい術部ｄが観察しにくくなる問題もある。

【０００８】また、特許第３０３２２１４号公報の手術
用顕微鏡では、術部ｄを撮像する撮像手段と、この撮像
手段で撮像された画像を表示する表示手段とを分離して
いるので、術者が楽な姿勢で手術が行える。

【０００９】しかしながら、この場合でも撮像手段が術
部の上方に配置されるため、使用できる術具ｄの長さに
制限がある。さらに、撮像手段が邪魔をして術部ｄを直
視できない問題がある。また、術具ｅや、術者の手が撮
像手段の撮影光路（術部ｄの撮像範囲）を遮ってしまう
問題もある。

【００１０】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、手術中に、術具、術者の手が術野を遮
らず、術具の操作性が高く、かつ術部を直視可能な手術
用顕微鏡を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、術部
を立体的に撮影するための２つの撮影光学系を備えた撮
影手段と、この撮影手段における前記２つの撮影光学系
の間に空間を形成する空間形成手段とを具備することを
特徴とする手術用顕微鏡である。

【００１２】そして、本請求項１の発明では、撮影手段
の空間を通して２つの撮影光学系の間から術部を直接目
視して観察できるようにしたものである。

【００１３】請求項２の発明は、前記撮影手段は、手術
器具を支持する術具支持手段を備えたことを特徴とする
請求項１に記載の手術用顕微鏡である。

【００１４】そして、本請求項２の発明では、術具支持
手段によって手術器具を支持することにより、手術器具
は術具支持手段を支点として操作できるため、手術器具
の先端がブレることなく安定して微妙な操作が可能にな
る。そのため、手術器具の操作性を向上させるようにし
たものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１乃至図８（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図
１は本実施の形態の手術用顕微鏡１の使用状態を示すも
のである。図１中で、参照符号２は手術室内に配置され
たベッドである。このベッド２の側部に配設されたステ
ー３には手術用顕微鏡１の固定台４が取付けられてい
る。この固定台４は例えばベッド２の上に寝かされた患
者Ｈの頭部などの術部Ｈ１の近傍位置に配置されてい
る。

【００１６】また、手術用顕微鏡１には略Ｕ字状の鏡体
部（撮影手段）５が設けられている。この鏡体部５のＵ
字状の湾曲部分の略中央部位には複数段式の支持アーム
６の先端部が連結されている。この支持アーム６には複
数のアーム要素６ａがそれぞれ関節部６ｂを介して自由
に屈曲可能に連結されている。そして、この支持アーム
６の基端部は固定台４に固定されている。なお、支持ア
ーム６の各関節部６ｂには図示しない固定／解除機構を
備え、鏡体部５を任意に移動、固定可能になっている。

【００１７】また、手術用顕微鏡１の鏡体部５にはＵ字
状フレーム（空間形成手段）７と、このＵ字状フレーム
７の両端部に連結された略直線状の２つの光学枠８ａ，
８ｂとが設けられている。これらの光学枠８ａ，８ｂは
略平行に配置されている。そして、２つの光学枠８ａ，
８ｂ間に術部観察用の空間Ｓが形成されている。

【００１８】さらに、各光学枠８ａ，８ｂの先端部には
図２に示すように各光学枠８ａ，８ｂの中心線Ｏ１ａ，
Ｏ１ｂの方向と略直交する方向に屈曲された円筒状の屈
曲枠体９がそれぞれ設けられている。

【００１９】図３は２つの光学枠８ａ，８ｂのうちの一
方の光学枠８ａの内部構造を示すものである。ここで、
Ｕ字状フレーム７の両端開口部には内向きに屈曲された
リング状の屈曲端部１０が設けられている。さらに、各
光学枠８ａ，８ｂの基端部にはこの屈曲端部１０と対応
するリング状の連結溝部１１が形成されている。そし
て、各光学枠８ａ，８ｂの連結溝部１１にＵ字状フレー
ム７の屈曲端部１０が挿入される状態で、各光学枠８
ａ，８ｂの基端部がＵ字状フレーム７の両端開口部に各
光学枠８ａ，８ｂの中心線Ｏ１ａ，Ｏ１ｂの軸回り方向
にそれぞれ回動自在に連結されている。

【００２０】さらに、Ｕ字状フレーム７の両端部には各
光学枠８ａ，８ｂの駆動モーターＭａ，Ｍｂが配設され
ている。そして、各駆動モーターＭａ，Ｍｂによって光
学枠８ａ，８ｂをそれぞれＵ字状フレーム７に対し中心
線Ｏ１ａ，Ｏ１ｂの軸回り方向に回転させるようになっ
ている。

【００２１】また、各光学枠８ａ，８ｂの内部には術部
Ｈ１を撮像する撮像光学系（撮影光学系）１２と、術部
Ｈ１を照明する照明光学系１３とが内蔵されている。な
お、２つの光学枠８ａ，８ｂの内部構造は略同一構成に
なっているので、ここでは一方の光学枠８ａの内部構造
について説明する。

【００２２】この光学枠８ａの撮像光学系１２には焦点
距離可変型の対物レンズ１４ａと、ミラー１５ａと、ズ
ームレンズ１６ａと、結像レンズ１７ａと、ＣＣＤ１８
ａとが設けられている。対物レンズ１４ａはこの光学枠
８ａの屈曲枠体９の先端部に配設されている。さらに、
ＣＣＤ１８ａは光学枠８ａの基端部に配設されている。
また、光学枠８ａの先端部にはミラー１５ａが配設され
ている。そして、焦点距離可変対物レンズ１４ａの撮影
光軸Ｏｐａは光学枠８ａ内のミラー１５ａでＣＣＤ１８
に向けて反射されるようになっている。

【００２３】また、ミラー１５ａとＣＣＤ１８ａとの間
にはズームレンズ１６ａと、結像レンズ１７ａとが順次
配設されている。そして、焦点距離可変対物レンズ１４
ａによって撮像される術部Ｈ１の像はミラー１５ａ、ズ
ームレンズ１６ａ、結像レンズ１７ａを順に介して伝送
され、ＣＣＤ１８ａの結像面上に結像されるようになっ
ている。

【００２４】なお、他方の光学枠８ｂの撮像光学系１２
も同様に構成されている。すなわち、光学枠８ｂの撮像
光学系１２にも焦点距離可変型の対物レンズ１４ｂと、
ミラー１５ｂと、ズームレンズ１６ｂと、結像レンズ１
７ｂと、ＣＣＤ１８ｂとを備え、焦点距離可変対物レン
ズ１４ｂによって撮像される術部Ｈ１の像は撮影光軸Ｏ
ｐｂに沿ってミラー１５ｂ、ズームレンズ１６ｂ、結像
レンズ１７ｂを順に介して伝送され、ＣＣＤ１８ｂの結
像面上に結像されるようになっている。

【００２５】さらに、鏡体部５の２つの光学枠８ａ，８
ｂの各対物レンズ１４ａ，１４ｂの撮影光軸Ｏｐａ，Ｏ
ｐｂは、術部Ｈ１などの観察部位で交差するように構成
されている。そして、手術用顕微鏡１の鏡体部５の２つ
の撮像光学系１２により、術部Ｈ１を立体的に撮影する
ようになっている。

【００２６】また、２つの撮像光学系１２の各焦点距離
可変の対物レンズ１４ａ，１４ｂはフォーカス用モータ
ー１９ａ，１９ｂにより撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂ上に沿
って進退可能に支持されている。これにより、２つの対
物レンズ１４ａ，１４ｂはそれぞれ焦準可能となってい
る。

【００２７】さらに、２つの撮像光学系１２の各ズーム
レンズ１６ａ，１６ｂは図示しないモーターにより撮影
光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂ上に沿って進退可能に支持されてい
る。そして、各ズームレンズ１６ａ，１６ｂの進退動作
により、変倍が可能となる。

【００２８】また、一方の光学枠８ａの照明光学系１３
にはライトガイド２０ａと、照明レンズ２１ａとが設け
られている。照明レンズ２１ａは光学枠８ａの屈曲枠体
９の先端部に撮像光学系１２の焦点距離可変型の対物レ
ンズ１４ａと並べて配設されている。さらに、ライトガ
イド２０ａの先端部は照明レンズ２１ａの内面に対向配
置されている。このライトガイド２０ａの基端部は図示
しない光源装置側に延出されている。そして、図示しな
い光源装置からの照明光がライトガイド２０ａ内を通し
て導かれ、照明レンズ２１ａから術部Ｈ１に照明光を照
射するようになっている。この照明レンズ２１ａから術
部Ｈ１に照射する照明光の照明光軸ＯＬａは術部Ｈ１の
位置で対物レンズ１４ａの撮影光軸Ｏｐａと交差するよ
うに設定されている。

【００２９】なお、他方の光学枠８ｂの照明光学系１３
も同様にライトガイド２０ｂと、照明レンズ２１ｂとを
備えている。そして、図示しない光源装置からの照明光
がライトガイド２０ｂ内を通して導かれ、照明レンズ２
１ｂから術部Ｈ１に照明光を照射するようになってい
る。この照明レンズ２１ｂから術部Ｈ１に照射する照明
光の照明光軸ＯＬｂは術部Ｈ１の位置で対物レンズ１４
ｂの撮影光軸Ｏｐｂと交差するように設定されている。

【００３０】また、図４に示すように２つの撮像光学系
１２のフォーカス用モーター１９ａ，１９ｂはフォーカ
ス駆動回路２２を介して制御部２３に接続されている。
さらに、鏡体部５の各光学枠８ａ，８ｂの駆動モーター
Ｍａ，Ｍｂはモータ駆動回路２４を介して制御部２３に
接続されている。この制御部２３にはフォーカス調整用
のスイッチ２５が接続されている。

【００３１】また、制御部２３は、図５に示すように常
に各撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂの交点ｐが常にピント位置
になるように各光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂ上の焦点距離可変対
物レンズ１４ａ，１４ｂの焦点距離ｆａ，ｆｂと、各光
学枠８ａ，８ｂの中心線Ｏ１ａ，Ｏ１ｂを中心とした各
光学枠８ａ，８ｂの回転角度θａ，θｂとを制御する。
すなわち、各焦点距離可変対物レンズ１４ａ，１４ｂの
焦点距離がｆａ＝ｆｂ、また、光学枠８ａ，８ｂの回転
角度がθａ＝θｂとなるようにフォーカス用モーター１
９ａ，１９ｂ、及びモーターＭａ，Ｍｂが制御されてい
る。

【００３２】さらに、本実施形態の鏡体部５は図１に示
すように画像処理部２６を介して表示部２７に接続され
ている。図６に示すように画像処理部２６には、２つの
映像信号処理部２８ａ，２８ｂが設けられている。これ
らの映像信号処理部２８ａ，２８ｂの入力端側はそれぞ
れＣＣＤ１８ａ，１８ｂに接続されている。

【００３３】また、本実施形態の表示部２７は、頭部装
着型のヘッドマウントディスプレイ２９によって形成さ
れている。このヘッドマウントディスプレイ２９には左
右一対の表示素子３０ａ，３０ｂが設けられている。各
表示素子３０ａ，３０ｂはそれぞれ映像信号処理部２８
ａ，２８ｂの出力端側に接続されている。

【００３４】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施の形態の手術用顕微鏡１の使用時には図示しない
光源装置から出射される照明光はライトガイド２０ａ，
２０ｂを通して導光され、更に照明レンズ２１ａ，２１
ｂから照明光軸ＯＬａ，ＯＬｂに沿って術部Ｈ１に照射
される。

【００３５】さらに、術部Ｈ１の像は２つの光学枠８
ａ，８ｂの各撮像光学系１２によって撮像される。この
とき、術部Ｈ１の像は各撮像光学系１２の撮影光軸Ｏｐ
ａ，Ｏｐｂ上の対物レンズ１４ａ，１４ｂに入射され
る。そして、各撮像光学系１２の対物レンズ１４ａ，１
４ｂからの入射光はミラー１５ａ，１５ｂによって略直
交する方向に屈曲された後、ズームレンズ１６ａ，１６
ｂを通し、結像レンズ１７ａ，１７ｂによりＣＣＤ１８
ａ，１８ｂ上に結像される。

【００３６】ＣＣＤ１８ａ，１８ｂに結像された像は電
気信号に変換された後、各ＣＣＤ１８ａ，１８ｂからの
出力信号は画像処理部２６の２つの映像信号処理部２８
ａ，２８ｂにそれぞれ入力される。さらに、各映像信号
処理部２８ａ，２８ｂで処理された映像信号はヘッドマ
ウントディスプレイ２９の表示素子３０ａ，３０ｂに入
力され、各表示素子３０ａ，３０ｂにそれぞれ表示され
る。これにより、術者は術部Ｈ１の画像を観察できる。

【００３７】また、術部Ｈ１の像のピント合わせは次の
通り行なわれる。まず、術者はフォーカス調整用のスイ
ッチ２５をオン操作する。このスイッチ２５のオン操作
時にスイッチ２５から出力される信号は制御部２３に入
力される。このとき、制御部２３はあらかじめ記憶され
た条件に従い、フォーカス駆動回路２２、モータ駆動回
路２４に所定の制御信号を出力する。ここで、制御部２
３にあらかじめ記憶されている条件は図５に示すように
左右の光学枠８ａ，８ｂ内の撮像光学系１２の各撮影光
軸Ｏｐａ，Ｏｐｂの交点ｐが常に各撮像光学系１２の対
物レンズ１４ａ，１４ｂの焦点位置ｆａ，ｆｂになるこ
とを満たすものである。

【００３８】そして、制御部２３から出力される制御信
号によりフォーカス駆動回路２２はフォーカス用モータ
ー１９ａ，１９ｂをそれぞれ同一量回転させる。このと
き、同時にモータ駆動回路２４はモーターＭａ，Ｍｂを
同一角度回転させる。これにより、各撮像光学系１２の
対物レンズ１４ａ，１４ｂの焦点位置ｆａ，ｆｂが移動
される。

【００３９】また、鏡体部５の左右の撮像光学系１２の
倍率の変更は次の通り行なわれる。まず、術者は、図示
しないズーム操作用のスイッチを操作する。このスイッ
チ操作により、ズームレンズ１６ａ，１６ｂを駆動する
図示しないモーターがスイッチ操作の操作量に応じて駆
動され、変倍が行なわれる。

【００４０】また、手術中の術具の操作は次の通り行な
われる。まず、術者は、図７に示すように鏡体部５の上
から２つの光学枠８ａ，８ｂ間の術部観察用の空間Ｓを
通して鉗子などの処置具（術具）３１を術部Ｈ１に挿入
する。この際、鏡体部５はＵ字型をしているため、術者
は術部Ｈ１を目視によって直視して観察できる。

【００４１】術部Ｈ１に向けて処置具３１を挿入する具
体的な挿入作業時には、まず、術者が術部Ｈ１の上方か
ら直接、術部Ｈ１と鏡体部５を同時に確認しながら処置
具３１を術部Ｈ１の入り口に誘導する。このとき、ヘッ
ドマウントディスプレイ２９の表示素子３０ａ，３０ｂ
には鏡体部５の左右の撮像光学系１２により撮像される
術部Ｈ１の画像が表示されている。そして、術者はヘッ
ドマウントディスプレイ２９の表示素子３０ａ，３０ｂ
にそれぞれ表示される術部Ｈ１の画像を目視して確認し
ながら術部Ｈ１に向けて処置具３１を挿入する作業を行
なう。このとき、Ｕ字状フレーム７の上部は開放されて
いるため、処置具３１が鏡体部５と干渉するおそれがな
い。そのため、処置具３１の長さに制限がない。

【００４２】さらに、処置具３１の挿入作業時には、処
置具３１は鏡体部５の２つの光学枠８ａ，８ｂ間の術部
観察用の空間Ｓ内に挿入された状態で配置されている。
そのため、ヘッドマウントディスプレイ２９の表示素子
３０ａ，３０ｂには図８（Ａ），（Ｂ）に示すように術
部Ｈ１の画像に処置具３１の先端部が接近する状態の画
像が表示される。このとき、処置具３１が鏡体部５の左
右の撮像光学系１２の撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂを遮る事
がないため、術者は鏡体部５の左右の撮像光学系１２の
間から常に術部Ｈ１を目視によって直視して観察でき
る。そして、術者は左右の撮像光学系１２により撮像さ
れる術部Ｈ１の画像を見ながら処置具３１を操作し、手
術を行う。

【００４３】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、本実施の形態の手術用顕微鏡１
では、手術用顕微鏡１の鏡体部５がＵ字型のＵ字状フレ
ーム７と、このＵ字状フレーム７の両端部に連結された
略直線状の２つの光学枠８ａ，８ｂとによって形成され
ている。そのため、鏡体部５が外部に対して開口されて
いるため、手術中に、処置具３１などの術具や、術者の
手が術野を遮らず、術具の挿入が容易である。

【００４４】さらに、手術用顕微鏡１による術部Ｈ１の
像のピント合わせは左右の光学枠８ａ，８ｂの屈曲枠体
９の中でフォーカス用モーター１９ａ，１９ｂにより２
つの撮像光学系１２の各焦点距離可変の対物レンズ１４
ａ，１４ｂを撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂ上に沿って進退さ
せることにより行なっている。そのため、従来のように
撮像部を進退させることなく行なえるため、撮像部が動
いて手術作業の邪魔になる事がない。

【００４５】また、左右の光学枠８ａ，８ｂには照明光
学系１３がそれぞれ配設されているため、術具等により
照明が遮られるおそれがない。そのため、術部Ｈ１が術
具等の影にならない。

【００４６】さらに、ベッド２の側部のステー３に手術
用顕微鏡１の固定台４が取付けられているため、従来の
手術用顕微鏡のように、大型の支持装置が必要なく、手
術室の省スペース化が図れる。

【００４７】さらに、表示部２７にヘッドマウントディ
スプレイ２９を使用しているため、術部Ｈ１を撮像する
鏡体部５と、この鏡体部５で撮像された画像を表示する
表示部２７とを分離することができる。そのため、術者
が楽な姿勢で手術が行われる効果がある。

【００４８】また、図９および図１０は本発明の第２の
実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実
施の形態（図１乃至図８（Ａ），（Ｂ）参照）の手術用
顕微鏡１における鏡体部５の構成を次の通り変更したも
のである。なお、その他の部分は第１の実施形態の手術
用顕微鏡１とほぼ同様なので、第１の実施形態と同一部
分には同一の符号を付してその説明を省略する。

【００４９】すなわち、本実施の形態の手術用顕微鏡１
の鏡体部５では図９に示すようにＵ字状のＵ字状フレー
ム７の略中央部分に照明光出射部４１が配設されてい
る。この照明光出射部４１は左右の各光学枠３６ａ，３
６ｂの中間位置に配置されている。

【００５０】また、照明光出射部４１には図１０に示す
ように本実施の形態の照明光学系４２が配設されてい
る。この照明光学系４２はライトガイド４３と、照明レ
ンズ４４とにより構成されている。そして、照明光出射
部４１には照明レンズ４４が固定されている。さらに、
第１の実施の形態と同様にライトガイド４３の先端部は
照明レンズ４４の内面に対向配置されている。このライ
トガイド４３の基端部は図示しない光源装置側に延出さ
れている。そして、図示しない光源装置からの照明光が
ライトガイド４３内を通して導かれ、照明レンズ４４か
ら術部Ｈ１に照明光を照射するようになっている。

【００５１】また、本実施の形態の光学枠８ａ，８ｂ内
からは第１の実施の形態の照明光学系１３であるライト
ガイド２０ａ，２０ｂと、照明レンズ２１ａ，２１ｂと
が除かれている。すなわち、本実施の形態の光学枠８
ａ，８ｂ内には第１の実施の形態の撮像光学系１２のみ
が配設されている。そして、図９に示すように照明レン
ズ４４から術部Ｈ１に照射する照明光の照明光軸ＯＬは
術部Ｈ１の位置で左右の光学枠８ａ，８ｂの各撮像光学
系１２の対物レンズ１４ａ，１４ｂの撮影光軸Ｏｐａ，
Ｏｐｂとの交差部と交差するように設定されている。

【００５２】次に、上記構成の本実施の形態の作用につ
いて説明する。本実施の形態の手術用顕微鏡１の使用時
には図示しない光源装置から出射される照明光はライト
ガイド４３を通して導光され、更にＵ字状フレーム７の
照明光出射部４１の照明レンズ４４から照明光軸ＯＬに
沿って術部Ｈ１に照射される。他の作用は第１の実施の
形態と同様である。

【００５３】そこで、本実施の形態では手術用顕微鏡１
の鏡体部５のＵ字状フレーム７に照明光出射部４１を配
設し、この照明光出射部４１に照明光学系４２を配設し
ている。そして、照明光はＵ字状フレーム７の照明光出
射部４１の１箇所から術部Ｈ１に照射される構成である
ため、第１の実施の形態のように２つの光学枠８ａ，８
ｂの各照明レンズ２１ａ，２１ｂの２箇所から照明光を
照射する場合に比べて安価になるだけでなく、鏡体部５
の、特に光学枠８ａ，８ｂが小型化できるため、より術
者は術部を観察し易い。

【００５４】また、図１１および図１２は本発明の第３
の実施の形態を示すものである。本実施の形態は、脳神
経外科の手術用の手術用顕微鏡５１を設けたものであ
る。この手術用顕微鏡５１には患者Ｈの頭部Ｈ０をベッ
ド２に対して固定するための頭部固定装置５２が設けら
れている。この頭部固定装置５２には略Ｃ字状のＣ字状
フレーム５３が設けられている。このＣ字状フレーム５
３には周方向に沿って複数、本実施の形態では４つの押
えロッド５４が適宜の間隔を存して配置されている。各
押えロッド５４はＣ字状フレーム５３の内方向に向けて
突設されている。

【００５５】さらに、本実施の形態の手術用顕微鏡５１
には、鏡体部５５と、この鏡体部５５を支持する複数段
式の支持アーム５６とが設けられている。ここで、支持
アーム５６は、複数のアーム要素５６ａがそれぞれ関節
部５６ｂを介して揺動可能に連結されて構成されてい
る。

【００５６】また、支持アーム５６の基端部には頭部固
定装置５２に固定される固定部５７が設けられている。
さらに、支持アーム５６の先端部には鏡体部５５に連結
される鏡体連結部５８が設けられている。

【００５７】また、鏡体部５５には円形フレーム５９が
設けられている。ここで、支持アーム５６の鏡体連結部
５８には円形フレーム５９をその中心軸Ｏ１を中心に回
動可能に支持するガイド部材６０が設けられている。そ
して、円形フレーム５９は、ガイド部材６０により中心
軸Ｏ１を中心に回動可能に支持されている。さらに、こ
のガイド部材６０には、図示しないモーターを備え、ガ
イド部材６０を中心軸Ｏ１と平行に移動可能に保持する
焦準装置６１が配設されている。

【００５８】また、円形フレーム５９には光学系を備え
た２つの光学枠６２ａ，６２ｂが装着されている。これ
らの光学枠６２ａ，６２ｂは円形フレーム５９の中心軸
Ｏ１に対して対称の位置になるように一体的に配設され
ている。

【００５９】図１２は２つの光学枠６２ａ，６２ｂのう
ちの一方の光学枠６２ａの内部構造を示すものである。
ここで、各光学枠６２ａ，６２ｂの内部には術部Ｈ１を
撮像する撮像光学系６３と、術部Ｈ１を照明する照明光
学系６４とが内蔵されている。なお、２つの光学枠６２
ａ，６２ｂの内部構造は略同一構成になっているので、
ここでは一方の光学枠６２ａの内部構造について説明す
る。

【００６０】この光学枠６２ａの撮像光学系６３には対
物レンズ６５ａと、ズームレンズ６６ａと、結像レンズ
６７ａと、ＣＣＤ６８ａとが設けられている。対物レン
ズ６５ａは図１２中でこの光学枠６２ａの下端部に配設
されている。さらに、ＣＣＤ６８ａは図１２中で光学枠
６２ａの上端部に配設されている。

【００６１】また、対物レンズ６５ａとＣＣＤ６８ａと
の間の撮影光軸Ｏｐａ上にはズームレンズ６６ａと、結
像レンズ６７ａとが順次配設されている。そして、対物
レンズ６５ａによって撮像される術部Ｈ１の像は撮影光
軸Ｏｐａに沿ってズームレンズ６６ａ、結像レンズ６７
ａを順に介して伝送され、ＣＣＤ６８ａの結像面上に結
像されるようになっている。

【００６２】なお、他方の光学枠６２ｂの撮像光学系６
３も同様に構成されている。すなわち、光学枠６２ｂの
撮像光学系６３にも対物レンズ６５ｂと、ズームレンズ
６６ｂと、結像レンズ６７ｂと、ＣＣＤ６８ｂとを備
え、対物レンズ６５ｂによって撮像される術部Ｈ１の像
は撮影光軸Ｏｐｂに沿ってズームレンズ６６ｂ、結像レ
ンズ６７ｂを順に介して伝送され、ＣＣＤ６８ｂの結像
面上に結像されるようになっている。

【００６３】さらに、鏡体部５５の２つの光学枠６２
ａ，６２ｂの撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂは、常に中心軸Ｏ
１上で交差するように設定されている。そして、手術用
顕微鏡１の鏡体部５５の２つの撮像光学系６３により、
術部Ｈ１を立体的に撮影するようになっている。

【００６４】また、鏡体部５５の一方の光学枠６２ａの
照明光学系６４にはライトガイド６９ａと、照明レンズ
７０ａとが設けられている。そして、図示しない光源装
置からの照明光がライトガイド６９ａ内を通して導か
れ、照明レンズ７０ａから術部Ｈ１に照明光を照射する
ようになっている。この照明レンズ７０ａから術部Ｈ１
に照射する照明光の照明光軸ＯＬａは術部Ｈ１の位置で
対物レンズ６５ａの撮影光軸Ｏｐａと交差するように設
定されている。

【００６５】さらに、鏡体部５５の他方の光学枠６２ｂ
の照明光学系６４にも同様にライトガイド６９ｂと、照
明レンズ７０ｂとが設けられている。そして、この照明
レンズ７０ｂから術部Ｈ１に照射する照明光の照明光軸
ＯＬｂは術部Ｈ１の位置で対物レンズ６５ｂの撮影光軸
Ｏｐｂと交差するように設定されている。

【００６６】さらに、本実施形態の鏡体部５５の２つの
撮像光学系６３の各ＣＣＤ６８ａ，６８ｂは第１の実施
の形態と同様の構成の画像処理部２６を介して表示部２
７に接続されている。なお、画像処理部２６および表示
部２７は第１の実施の形態と同一の構成であるため、こ
こではその説明は省略する。

【００６７】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施の形態の手術用顕微鏡５１の使用時には図示しな
い光源装置から出射される照明光はライトガイド６９
ａ，６９ｂを通して２つの光学枠６２ａ，６２ｂ内に導
光され、更に照明レンズ７０ａ，７０ｂから照明光軸Ｏ
Ｌａ，ＯＬｂに沿って術部Ｈ１に照射される。

【００６８】また、術部Ｈ１の観察像は２つの光学枠６
２ａ，６２ｂの各撮像光学系６３によって撮像される。
このとき、術部Ｈ１の像は各撮像光学系６３の撮影光軸
Ｏｐａ，Ｏｐｂ上の対物レンズ６５ａ，６５ｂに入射さ
れる。そして、各撮像光学系６３の対物レンズ６５ａ，
６５ｂからの入射光は、ズームレンズ６６ａ，６６ｂを
通し、結像レンズ６７ａ，６７ｂによりＣＣＤ６８ａ，
６８ｂ上に結像される。

【００６９】また、ＣＣＤ６８ａ，６８ｂに結像された
像は第１の実施の形態と同様の作用により表示部２７の
ヘッドマウントディスプレイ２９（図６参照）に表示さ
れる。

【００７０】また、術部Ｈ１の像のピント合わせは次の
通り行なわれる。まず、術者は図示しない焦準用スイッ
チを操作する。このスイッチの操作時には図示しないモ
ーターが駆動され、ガイド部材６０が円形フレーム５９
の中心軸Ｏ１と平行に移動する。これにより光学枠６２
ａ，６２ｂが中心軸Ｏ１と平行に進退する。これによ
り、術部Ｈ１へのピント合わせが行なわれる。

【００７１】また、手術中の術具の操作は、円形フレー
ム５９の内部の空間Ｓを通して行なわれる。このとき、
円形フレーム５９は円形のリング状に形成されているた
め、術者は手をフレーム５９に載せて術具を操作可能で
ある。そのため、術具を安定して操作することができ
る。

【００７２】さらに、術中に術者が術部Ｈ１に対して立
つ位置を変更した場合、ガイド部材６０に対して円形フ
レーム５９を中心軸Ｏ１周りに回転させることにより光
学枠６２ａ，６２ｂの位置を変更することができ、観察
方向の変更ができる。

【００７３】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、本実施の形態の手術用顕微鏡５
１では、円形フレーム５９が円形のリング形状のため、
ガイド部材６０に対して円形フレーム５９を回転させる
だけで容易に観察方向を変更できる。

【００７４】さらに、術者は円形フレーム５９上に手を
置くことが可能であり、術具を安定して操作できる効果
がある。

【００７５】また、支持アーム５６を頭部固定装置５２
に装着しているため、術中にベッド２に対する患者Ｈの
頭部Ｈ０の位置を変更しても、常に患者Ｈの頭部Ｈ０に
対する鏡体部５５の２つの光学枠６２ａ，６２ｂの位置
が一定に保たれる。このため、患者Ｈの頭部Ｈ０の位置
を変更する際に、いちいち支持アーム５６を手動で操作
して２つの光学枠６２ａ，６２ｂを移動させる必要がな
く、手術時間の短縮が図れる。

【００７６】また、術部Ｈ１へのピントあわせは焦準装
置６１によりガイド部材６０、円形フレーム５９を介し
て鏡体部５５の光学枠６２ａ，６２ｂを移動させる方式
であるため、光学枠６２ａ，６２ｂが簡単な構成であ
る。

【００７７】なお、第１〜３の各実施形態において、術
部Ｈ１の画像はヘッドマウントディスプレイに表示した
が、公知の立体モニターに表示する構成にしてもよい。
さらに、第１、２の各実施の形態では手術用顕微鏡１の
鏡体部５にＵ字状フレーム７、第３の実施の形態では手
術用顕微鏡５１の鏡体部５５に円形フレーム５９をそれ
ぞれ設ける構成を示したが、鏡体部のフレーム形状は第
１、２の実施の形態に関してはＶ字型、Ｙ字型、凹型で
もよく、第３実施形態に関しては、四角型、三角型等の
多角形あるいは楕円形状でも実施可能であり、それぞれ
同様の効果が得られる。

【００７８】また、図１３は本発明の第４の実施の形態
を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態
（図１乃至図８（Ａ），（Ｂ）参照）の手術用顕微鏡１
の鏡体部５の構成を次の通り変更したものである。

【００７９】すなわち、本実施の形態では、手術用顕微
鏡１の鏡体部５におけるＵ字状フレーム７の中央部位に
略Ｙ字型の術具ガイド部材７１が突設されている。この
術具ガイド部材７１にはＹ字型の溝部７２が形成されて
いる。そして、この溝部７２に術具７３を当接させるこ
とにより術具７３を保持可能になっている。

【００８０】そこで、本実施の形態では術具７３は術具
ガイド部材７１の溝部７１を支点として操作できるた
め、術具７３の先端がブレることなく安定して微妙な操
作が可能になる。そのため、術具７３の操作性を向上さ
せることができる。

【００８１】また、図１４は第４の実施の形態（図１３
参照）の変形例を示すものである。第４の実施の形態の
手術用顕微鏡１では鏡体部５におけるＵ字状フレーム７
に略Ｙ字型の術具ガイド部材７１を突設させた構成を示
したが、本変形例では鏡体部５におけるＵ字状フレーム
７の中央部位に凹部７５を設け、この凹部７５によって
術具７３をガイドする構成にしたものである。本変形例
でも第４の実施の形態と同様の効果が得られる。

【００８２】また、図１５および図１６は本発明の第５
の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第４の
実施の形態（図１３参照）の手術用顕微鏡１の鏡体部５
におけるＵ字状フレーム７の術具ガイド部材７１の構成
を次の通り変更したものである。

【００８３】すなわち、本実施の形態では第４実施形態
の術具ガイド部材７１に代えて術具７３を係脱可能に係
止する係止機構８１を備えた術具ガイド部８２を手術用
顕微鏡１の鏡体部５におけるＵ字状フレーム７の中央部
位に設けたものである。

【００８４】この術具ガイド部８２には図１４に示すよ
うにＵ字状フレーム７の中央部位に保持枠８３がＵ字状
フレーム７と一体的に突設されている。この保持枠８３
の先端部には弾性材料で形成された球状のボール体８４
が転動可能に支持されている。このボール体８４の軸心
部には術具７３が嵌挿される穴８４ａが径方向に貫通さ
れている。

【００８５】また、係止機構８１には保持枠８３の内部
にボール体８４の中心方向に進退可能に支持されたシャ
フト８５が配設されている。このシャフト８５の基端部
側には保持枠８３に一体的に固定されたソレノイド８６
が対向配置されている。このソレノイド８６は図示しな
い駆動回路を介して術具７３の係止解除用の入力手段で
ある図示しないスイッチに接続されている。

【００８６】さらに、シャフト８５の先端部にはボール
体８４に当接される大径な当接部８７が設けられてい
る。また、シャフト８５の外周面にはボール体８４を押
圧する方向に当接部８７を付勢するばね部材８８が設け
られている。

【００８７】次に、上記構成の作用について説明する。
ここでは、本実施の形態の手術用顕微鏡５１の使用時に
おける係止機構８１の動作について説明する。術具７３
を固定する場合（非操作状態）にはソレノイド８６が非
動作状態で保持される。この状態では、図１６に示すよ
うにばね部材８８の付勢力によりシャフト８５がボール
体８４を押圧している。そのため、ボール体８４と保持
枠８３の摩擦によりボール体８４が保持枠８３に対して
転動不能な状態で係止される。このとき、シャフト８５
からの押圧力によってボール体８４が圧縮される状態に
変形する。これに伴い、穴８４ａが変形し、この穴８４
ａに挿入されている術具７３を押圧することにより、術
具７３の進退および挿入方向を軸とする回転が固定され
る。

【００８８】また、術具７３を操作する場合には術者は
術具７３の係止解除用の図示しないスイッチをオン操作
する。このスイッチのオン操作時には、図示しない駆動
回路からの信号によりソレノイド８６が動作し、シャフ
ト８５をばね部材８８の押圧力に抗してボール体８４と
反対方向に移動させる。

【００８９】これによりシャフト８５によるボール体８
４の押圧が解除され、ボール体８４が保持枠８３に対し
て転動可能になる。このとき、同時にボール体８４の穴
８４ａの変形も解除される。そのため、この穴８４ａに
挿入されている術具７３の進退及び挿入方向を軸とする
回転が可能となる。

【００９０】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、本実施の形態では手術用顕微鏡
１の鏡体部５におけるＵ字状フレーム７の中央部位に術
具７３を係脱可能に係止する係止機構８１を備えた術具
ガイド部８２を設けている。そのため、この係止機構８
１によって術具７３を係脱可能に係止することができる
ため、術中に術者が術具７３から手を離さなければなら
ない場合も術具７３を術部Ｈ１から抜去する必要がな
い。このため、術者の作業が減り、手術時間の短縮につ
ながる効果がある。

【００９１】さらに、本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変形実施できることは勿論である。次に、本出願の他
の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。記（付記項１）術部を立体的に撮影するための２つの撮
影光学系を備えた撮影手段と、前記２つの撮影光学系の
間に空間を形成して前記撮影手段を支持する支持手段を
備えた手術用顕微鏡。

【００９２】（付記項２）前記撮影手段は、略Ｕ字型
であることを特徴とする付記項１記載の手術用顕微鏡。

【００９３】（付記項３）前記撮像手段は円形のリン
グ形状であることを特徴とする付記項１記載の手術用顕
微鏡。

【００９４】（付記項４）前記リング形状の中心軸を
中心に撮影光学系が回動可能であることを特徴とする付
記項３記載の手術用顕微鏡。

【００９５】（付記項５）前記２つの撮影光学系によ
り形成される撮影光軸を互いに交差した状態で、それぞ
れ傾斜可能な光軸傾斜手段を備えたことを特徴とする付
記項１記載の手術用顕微鏡。

【００９６】（付記項６）前記撮影手段は、前記支持
手段に対し撮影方向に略平行に移動可能な焦準手段を備
えたことを特徴とする付記項１記載の手術用顕微鏡。

【００９７】（付記項７）前記支持手段は、手術室の
床に設置されるスタンドであることを特徴とする付記項
１記載の手術用顕微鏡。

【００９８】（付記項８）支持手段は手術台に固定さ
れることを特徴とする付記項１記載の手術用顕微鏡。

【００９９】（付記項９）支持手段は、患者頭部を固
定する頭部固定装置に接続されることを特徴とする付記
項１記載の手術用顕微鏡。

【０１００】（付記項１０）術部を立体的に撮影する
ための２つの撮影光学系を備えた撮影手段と、前記撮影
手段を支持する支持手段を備えた手術用顕微鏡におい
て、前記撮影手段は、それぞれの撮影光学系の間に、外
部に開放された空間を具備し、かつ手術器具を支持する
術具支持手段を備えたことを特徴とする手術用顕微鏡。

【０１０１】（付記項１１）術具保持手段は、術具を
移動／固定可能な制動手段を備えたことを特徴とする付
記項１０記載の手術用顕微鏡。

【０１０２】（付記項１〜９の従来技術）本発明は、
手術で術部を拡大観察するために脳神経外科等で使用さ
れる手術用顕微鏡に関する。従来、手術用顕微鏡を用い
た手術は、図１６に示すように行われていた。

【０１０３】即ち、術者は顕微鏡鏡体ｃを覗きながら、
顕微鏡鏡体ｃと術部ｄの間に術具ｅを挿入し、処置をお
こなっていた。

【０１０４】このため、術部ｄと顕微鏡鏡体ｃの間の距離に制限があるため、
使用できる術具ｅの長さに制限がある。術具ｅが長いと
顕微鏡鏡体ｃと術部ｄの間に入らない。術具ｅが長いと
術部ｄに届かない。

【０１０５】顕微鏡鏡体ｃが邪魔になり、術具ｅを操
作しにくい。

【０１０６】顕微鏡鏡体ｃの位置・形状により、術者
の手、目の位置が規制され、手術中の姿勢が窮屈で術者
の疲労を招く。

【０１０７】顕微鏡鏡体ｃが術部上方に配置されてい
るため、術部を直視できない。すなわち術部の周辺は見
えない。

【０１０８】術具や術者の手は、顕微鏡鏡体ｃと術部
ｄの間にあるため、これらが顕微鏡鏡体ｃの視野を遮っ
てしまい術部ｄが観察しにくくなる。

【０１０９】という問題があった。

【０１１０】これらを改善するために特許第３０３２２
１４がある。

【０１１１】これは、撮像手段と表示手段（観察手段）
を分離し、術者が楽な姿勢で手術が行えるようにしたも
のである。しかしながら、以下の問題は解決できていな
い。

【０１１２】（付記項１〜９が解決しようとする課題）
問題点・撮像手段が術部の上方に配置されるため、使用できる
術具に制限がある。

【０１１３】・撮像手段が邪魔をして術部を直視できな
い。

【０１１４】・術具や術者の手が撮像手段の撮影光路
（術部の撮像範囲）を遮ってしまう。

【０１１５】すなわちは解決されていない。

【０１１６】（付記項１〜９の目的）手術用顕微鏡下
手術で、術具、術者の手が術野を遮らず、術具の操作性
が高く、かつ術部を直視可能な手術用顕微鏡の提供。

【０１１７】（付記項１〜９の効果）撮像光学系の問
に外部に開放された空間を備えたことで、術具及び術者
の手が術野を遮らず、かつ広い術具の作業空間が確保で
きる。また、術部上部が開放されているため、術部を直
視可能である。これにより、手術時間の短縮しいては術
者の疲労の軽減が図れる。

【０１１８】

【発明の効果】本発明によれば、術具及び術者の手が術
野を遮らず、かつ広い術具の作業空間が確保できる。ま
た、術部上部が開放されているため、術部を直視可能で
ある。これにより、手術時間の短縮、術者の疲労の軽減
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の手術用顕微鏡の
使用状態を示す斜視図。

【図２】第１の実施の形態の手術用顕微鏡における撮
像部を示す斜視図。

【図３】第１の実施の形態の手術用顕微鏡における撮
像部の内部構成を示す要部の縦断面図。

【図４】第１の実施の形態の手術用顕微鏡における電
気回路を示す概略構成図。

【図５】第１の実施の形態の手術用顕微鏡の焦点距離
の調整動作を説明するための説明図。

【図６】第１の実施の形態の手術用顕微鏡における画
像処理部の概略構成図。

【図７】第１の実施の形態の手術用顕微鏡における撮
像部の上から撮像部の開口部を通して術具を術部に挿入
している状態を示す平面図。

【図８】第１の実施の形態の手術用顕微鏡における表
示部の表示画像を示すもので、（Ａ）は左眼の表示部の
表示画像を示す平面図、（Ｂ）は右眼の表示部の表示画
像を示す平面図。

【図９】本発明の第２の実施の形態の手術用顕微鏡に
おける撮像部を示す斜視図。

【図１０】第２の実施の形態の手術用顕微鏡の照明光
学系を示す図９のＸ−Ｘ線断面図。

【図１１】本発明の第３の実施の形態の手術用顕微鏡
における脳神経外科の手術の一例を示す斜視図。

【図１２】第３の実施の形態の手術用顕微鏡における
撮像部の内部構成を示す要部の縦断面図。

【図１３】本発明の第４の実施の形態の手術用顕微鏡
における撮像部の術具ガイド手段の使用状態を示す斜視
図。

【図１４】第４の実施の形態の手術用顕微鏡における
撮像部の変形例を示す斜視図。

【図１５】本発明の第５の実施の形態の手術用顕微鏡
における撮像部の術具ガイド手段を示す斜視図。

【図１６】第５の実施の形態の手術用顕微鏡における
撮像部の術具ガイド手段の内部構成を示す要部の縦断面
図。

【図１７】従来の手術用顕微鏡の概略構成図。

【符号の説明】

５鏡体部（撮影手段）７Ｕ字状フレーム（空間形成手段）８ａ，８ｂ光学枠（空間形成手段）１２撮像光学系（撮影光学系）Ｈ１術部Ｓ術部観察用の空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下知暁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 (72)発明者溝口正和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 (72)発明者塩田敬司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 (72)発明者石川朝規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 (72)発明者中村元一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 (72)発明者植田昌章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 (72)発明者新村徹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 (72)発明者大塚聡司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 (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 (72)発明者大町健二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 AB01 AB14 AB19 AB20 AB22 AC04 AC07 AC26 AF14 AF17 AF23 AF25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】術部を立体的に撮影するための２つの撮
影光学系を備えた撮影手段と、この撮影手段における前記２つの撮影光学系の間に空間
を形成する空間形成手段とを具備することを特徴とする
手術用顕微鏡。
【請求項２】前記撮影手段は、手術器具を支持する術
具支持手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の
手術用顕微鏡。