JP2010119782A - Medical observation apparatus and medical observation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、焦点距離、倍率などの光学パラメータを検出する、手術用顕微鏡や医療用顕微鏡等の医療用観察装置に関するものである。 The present invention relates to a medical observation apparatus such as a surgical microscope or a medical microscope that detects optical parameters such as focal length and magnification.
近年、手術の高度化に伴い、手術用顕微鏡や内視鏡等の医療用観察装置を用いた手術が一般的に行われている。また、手術の確実性を向上するために、手術中に観察装置が観察しているポイントを、観察画像とともにモニタに表示するためのナビゲーション機能を備えたものが普及しつつある。
ナビゲーションとしては、光学的ナビゲーションが一般的であるが、観察装置の小型化に伴い、精度を確保するために所定のサイズを有するマーカーを必要とする光学的ナビゲーションよりも、小型化できる磁気式のナビゲーションが注目されつつある。
In recent years, with the advancement of surgery, surgery using a medical observation apparatus such as a surgical microscope or an endoscope is generally performed. In addition, in order to improve the certainty of surgery, those equipped with a navigation function for displaying on a monitor the points observed by an observation apparatus during surgery together with an observation image are becoming widespread.
As navigation, optical navigation is generally used, but with the miniaturization of observation devices, magnetic navigation that can be miniaturized can be achieved rather than optical navigation that requires a marker having a predetermined size in order to ensure accuracy. Navigation is getting attention.
そして、従来、医療用観察装置においては、例えば、次の特許文献1に記載のように、磁気センシングを介して本体先端の位置を検出する内視鏡が提案されている。
ところで、従来の内視鏡の観察光学系は、単焦点且つ固定倍率が一般的であり、観察光学系の光学パラメータを検出する必要性がなかった。しかるに、近年、手術の高度化により焦点や倍率を可変にする要望が高まっている。 By the way, a conventional endoscope observation optical system generally has a single focal point and a fixed magnification, and there is no need to detect an optical parameter of the observation optical system. However, in recent years, there has been a growing demand for variable focus and magnification due to the advancement of surgery.
しかるに、従来、医療用観察装置においては、例えば、次の特許文献2に記載のように、対物レンズの位置といった光学パラメータを検出する手術用顕微鏡が提案されている。
特許文献2には、光学パラメータの具体的な検出方法については開示されていないが、一般的には、レンズの移動量を回転数に変換することで位置検出を行うロータリーエンコーダが使用される。また、手術用顕微鏡の場合は、一般的に、検出範囲が広く取れる光学式ナビゲーションが使用される。 Patent Document 2 does not disclose a specific method for detecting an optical parameter, but generally, a rotary encoder that detects a position by converting a moving amount of a lens into a rotation speed is used. In the case of a surgical microscope, generally, optical navigation that allows a wide detection range is used.
ところで、手術用顕微鏡は、高機能化するにつれて大型化が進んでおり、手術の邪魔となるケースが増加している。このため、小型化のニーズが高まっている。
しかし、光学式ナビゲーションでは、検出精度を上げるために大きな検出マーカーを顕微鏡に取り付ける必要があり、小型化には限界がある。
By the way, the operation microscope has been increased in size as it becomes more functional, and the number of cases that obstruct the operation has increased. For this reason, the need for miniaturization is increasing.
However, in optical navigation, it is necessary to attach a large detection marker to the microscope in order to increase detection accuracy, and there is a limit to downsizing.
また、体内に挿入する内視鏡においては、光学式ナビゲーションでは観察位置を検出することができない。このため、特許文献1の内視鏡のように、磁気センサを介して観察位置を検出するようにしている。
しかし、特許文献1の内視鏡のように、小型化した観察装置の位置を磁気ナビゲーションで検出するようにしても、光学パラメータを検出するために、従来のロータリーエンコーダのような検出手段を用いたのでは、構造が複雑となり小型化が難しい。また、観察装置で検出した観察倍率や焦点距離等の光学パラメータを、位置を検出するためのナビゲーション装置に通信手段等を用いて伝送する必要があり、観察装置が煩雑化してしまう。
Further, in an endoscope inserted into the body, the observation position cannot be detected by optical navigation. For this reason, the observation position is detected via the magnetic sensor as in the endoscope of Patent Document 1.
However, even if the position of a miniaturized observation device is detected by magnetic navigation as in the endoscope of Patent Document 1, detection means such as a conventional rotary encoder is used to detect optical parameters. However, the structure becomes complicated and it is difficult to reduce the size. In addition, it is necessary to transmit optical parameters such as observation magnification and focal length detected by the observation apparatus to the navigation apparatus for detecting the position using a communication unit or the like, which complicates the observation apparatus.
また、内視鏡のように、体内に挿入する観察装置の場合、滅菌又は消毒が必要となり、特に手術現場では、高度な滅菌手段であるオートクレーブ(高圧蒸気滅菌)が主流になりつつある。しかし、オートクレーブでは装置が長時間、高温状態におかれるため、ロータリーエンコーダなどのセンサの精度が保障できなくなるという問題があった。 In addition, in the case of an observation apparatus inserted into the body, such as an endoscope, sterilization or disinfection is necessary, and in an operation site, an autoclave (high pressure steam sterilization) which is an advanced sterilization method is becoming mainstream. However, the autoclave has a problem that the accuracy of sensors such as a rotary encoder cannot be guaranteed because the apparatus is kept in a high temperature state for a long time.
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、小型化が可能で、オートクレーブなどの負荷の高い滅菌手段に対して強い耐久性を持って、観察光学系の焦点距離、倍率などの光学パラメータの検出を行うことが可能な医療用観察装置及び医療用観察システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and can be miniaturized and has strong durability against high-load sterilization means such as an autoclave, the focal length, magnification, etc. of the observation optical system. An object of the present invention is to provide a medical observation apparatus and a medical observation system capable of detecting the optical parameters of the above.
上記目的を達成するため、本発明による医療用観察装置は、観察光学系を備えた観察部と、前記観察部内において可動に構成され、少なくとも一つの光学パラメータを変更可能な少なくとも一つの光学パラメータ可動部と、磁場を発生又は磁場を検出するように構成され、前記光学パラメータ可動部による前記光学パラメータの変更に同期して位置が変化するように配置された第一の磁気情報手段と、前記第一の磁気情報手段で発生した磁場を検出又は前記第一の磁気情報手段に向けて磁場を発生するように構成された第二の磁気情報手段と、前記第一の磁気情報手段又は前記第二の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記光学パラメータを検出する光学パラメータ検出手段、を有することを特徴している。 In order to achieve the above object, a medical observation apparatus according to the present invention includes an observation unit including an observation optical system, and movable in the observation unit, and at least one optical parameter movable capable of changing at least one optical parameter. A first magnetic information unit configured to generate a magnetic field or detect a magnetic field, and arranged to change a position in synchronization with a change of the optical parameter by the optical parameter movable unit, A second magnetic information means configured to detect a magnetic field generated by one magnetic information means or to generate a magnetic field toward the first magnetic information means; and the first magnetic information means or the second magnetic information means The optical parameter detecting means detects the optical parameter based on the magnetic field information detected via the magnetic information means.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記第一の磁気情報手段が磁場を発生し、前記第二の磁気情報手段が前記第一の磁気情報手段で発生した磁場を検出し、前記光学パラメータ検出手段が、前記第二の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記光学パラメータを検出するのが好ましい。 In the medical observation apparatus according to the present invention, the first magnetic information unit generates a magnetic field, the second magnetic information unit detects the magnetic field generated by the first magnetic information unit, and the optical Preferably, the parameter detection means detects the optical parameter based on the magnetic field information detected via the second magnetic information means.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記第二の磁気情報手段が磁場を発生し、前記第一の磁気情報手段が前記第二の磁気情報手段で発生した磁場を検出し、前記光学パラメータ検出手段が、前記第一の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記光学パラメータを検出するのが好ましい。 In the medical observation apparatus of the present invention, the second magnetic information means generates a magnetic field, the first magnetic information means detects the magnetic field generated by the second magnetic information means, and the optical Preferably, the parameter detecting means detects the optical parameter based on the magnetic field information detected via the first magnetic information means.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記光学パラメータが、前記観察光学系の倍率、前記観察光学系の焦点距離、前記観察光学系を介して得られる観察像の回転角、前記観察部内でのフィルタの挿抜状態、前記観察光学系内での観察光路切り替え状態、前記観察部内における前記所定の光学系の設置状態の少なくとも一つを含むのが好ましい。 In the medical observation apparatus of the present invention, the optical parameters include magnification of the observation optical system, focal length of the observation optical system, rotation angle of an observation image obtained through the observation optical system, It is preferable to include at least one of a filter insertion / extraction state, an observation optical path switching state in the observation optical system, and an installation state of the predetermined optical system in the observation unit.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記医療用観察装置が、手術用顕微鏡、内視鏡、手術用顕微鏡システム、又は内視鏡システムであるのが好ましい。 In the medical observation apparatus of the present invention, it is preferable that the medical observation apparatus is a surgical microscope, an endoscope, a surgical microscope system, or an endoscope system.
また、本発明の医療用観察装置においては、さらに、磁場を発生又は磁場を検出するように構成され、前記観察部の位置の変更に同期して位置が変化するように配置された第三の磁気情報手段と、前記第三の磁気情報手段で発生した磁場を検出又は第三の磁気情報手段に向けて磁場を発生するように構成された第四の磁気情報手段と、前記第三の磁気情報手段又は前記第四の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記観察光学系の位置を検出する位置検出手段、を有するのが好ましい。 In the medical observation apparatus of the present invention, a third magnetic field is generated or detected, and is arranged so that the position changes in synchronization with the change in the position of the observation unit. A magnetic information means; a fourth magnetic information means configured to detect or generate a magnetic field toward the third magnetic information means; and the third magnetic information means. It is preferable to have position detection means for detecting the position of the observation optical system based on information on the magnetic field detected via the information means or the fourth magnetic information means.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記第三の磁気情報手段が磁場を発生し、前記第四の磁気情報手段が前記第三の磁気情報手段で発生した磁場を検出し、前記位置検出手段が、前記第四の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記観察部の位置を検出するのが好ましい。 In the medical observation apparatus of the present invention, the third magnetic information means generates a magnetic field, the fourth magnetic information means detects the magnetic field generated by the third magnetic information means, and the position It is preferable that the detecting means detects the position of the observation unit based on the magnetic field information detected via the fourth magnetic information means.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記第四の磁気情報手段が磁場を発生し、前記第三の磁気情報手段が前記第四の磁気情報手段で発生した磁場を検出し、前記位置検出手段が、前記第三の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記観察部の位置を検出するのが好ましい。 In the medical observation apparatus of the present invention, the fourth magnetic information means generates a magnetic field, the third magnetic information means detects the magnetic field generated by the fourth magnetic information means, and the position It is preferable that the detecting means detects the position of the observation unit based on the magnetic field information detected via the third magnetic information means.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記医療用観察装置が、手術用顕微鏡又は手術用顕微鏡システムであり、前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系の鏡体に固定された磁気レシーバからなるのが好ましい。 Moreover, in the medical observation apparatus of the present invention, the medical observation apparatus is a surgical microscope or a surgical microscope system, and the first magnetic information means is an electromagnet fixed to the optical parameter movable unit. Thus, it is preferable that the second magnetic information means comprises a magnetic receiver fixed to a mirror body of the observation optical system.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記医療用観察装置が、手術用顕微鏡又は手術用顕微鏡システムであり、前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系の鏡体に固定された磁気レシーバからなり、前記第三の磁気情報手段が、前記磁気レシーバからなり、前記第四の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された磁場発生装置からなり、さらに、前記電磁石と前記磁場発生装置の出力を時分割で切り替える磁気時分割切り替え手段を備えるのが好ましい。 Moreover, in the medical observation apparatus of the present invention, the medical observation apparatus is a surgical microscope or a surgical microscope system, and the first magnetic information means is an electromagnet fixed to the optical parameter movable unit. The second magnetic information means comprises a magnetic receiver fixed to the mirror of the observation optical system, the third magnetic information means comprises the magnetic receiver, and the fourth magnetic information means comprises Preferably, it comprises a magnetic field generator fixed in the vicinity of the observation position, and further comprises magnetic time division switching means for switching the outputs of the electromagnet and the magnetic field generator in a time division manner.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記医療用観察装置が、内視鏡又は内視鏡システムであり、前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系を備えた内視鏡先端部に固定された磁気レシーバからなるのが好ましい。 In the medical observation device of the present invention, the medical observation device is an endoscope or an endoscope system, and the first magnetic information means is an electromagnet fixed to the optical parameter movable unit. Thus, it is preferable that the second magnetic information means comprises a magnetic receiver fixed to the distal end portion of the endoscope provided with the observation optical system.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記医療用観察装置が、内視鏡又は内視鏡システムであり、前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系を備えた内視鏡先端部に固定された第一の磁気レシーバからなり、前記第三の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された磁場発生装置からなり、前記第四の磁気情報手段が、前記電磁石からなるのが好ましい。 In the medical observation device of the present invention, the medical observation device is an endoscope or an endoscope system, and the first magnetic information means is an electromagnet fixed to the optical parameter movable unit. And the second magnetic information means comprises a first magnetic receiver fixed to the endoscope distal end portion provided with the observation optical system, and the third magnetic information means is fixed in the vicinity of the observation position. Preferably, the fourth magnetic information means comprises the electromagnet.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記医療用観察装置が、内視鏡又は内視鏡システムであり、前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系を備えた内視鏡先端部に固定された第一の磁気レシーバからなり、前記第三の磁気情報手段が、前記観察光学系を備えた内視鏡先端部に固定された第二の磁気レシーバからなり、前記第四の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された磁場発生装置からなり、さらに、前記電磁石と前記磁場発生装置の出力を時分割で切り替える磁気時分割切り替え手段を備えるのが好ましい。 In the medical observation device of the present invention, the medical observation device is an endoscope or an endoscope system, and the first magnetic information means is an electromagnet fixed to the optical parameter movable unit. The second magnetic information means comprises a first magnetic receiver fixed to an endoscope tip provided with the observation optical system, and the third magnetic information means comprises the observation optical system. The fourth magnetic information means comprises a magnetic field generator fixed in the vicinity of the observation position, and further comprises the electromagnet and the magnetic field generator. It is preferable to provide magnetic time division switching means for switching the output in a time division manner.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記医療用観察装置が、手術用顕微鏡又は手術用顕微鏡システムであり、前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された磁気レシーバからなり、前記第二の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された磁場発生装置からなるのが好ましい。 In the medical observation device of the present invention, the medical observation device is a surgical microscope or a surgical microscope system, and the first magnetic information means is a magnetic receiver fixed to the optical parameter movable portion. Preferably, the second magnetic information means comprises a magnetic field generator fixed in the vicinity of the observation position.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記医療用観察装置が、手術用顕微鏡又は手術用顕微鏡システムであり、前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された第一の磁気レシーバからなり、前記第二の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された磁場発生装置からなり、前記第三の磁気情報手段が、前記観察光学系の鏡体に固定された第二の磁気レシーバからなり、前記第四の磁気情報手段が、前記磁場発生装置からなるのが好ましい。 In the medical observation apparatus of the present invention, the medical observation apparatus is a surgical microscope or a surgical microscope system, and the first magnetic information means is a first fixed to the optical parameter movable unit. And the second magnetic information means comprises a magnetic field generator fixed in the vicinity of the observation position, and the third magnetic information means is fixed to the mirror of the observation optical system. Preferably, the fourth magnetic information means comprises the magnetic field generator.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記観察光学系の鏡体が、非磁性体からなるのが好ましい。 In the medical observation apparatus of the present invention, it is preferable that the mirror body of the observation optical system is made of a nonmagnetic material.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記医療用観察装置が、手術用顕微鏡又は手術用顕微鏡システムであり、前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系の鏡体に固定された第一の磁気レシーバからなり、前記第三の磁気情報手段が、前記観察光学系を備えた内視鏡先端部に固定された磁場発生装置からなり、前記第四の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された第二の磁気レシーバからなるのが好ましい。 Moreover, in the medical observation apparatus of the present invention, the medical observation apparatus is a surgical microscope or a surgical microscope system, and the first magnetic information means is an electromagnet fixed to the optical parameter movable unit. The second magnetic information means comprises a first magnetic receiver fixed to a mirror body of the observation optical system, and the third magnetic information means comprises an endoscope tip provided with the observation optical system. Preferably, the fourth magnetic information means comprises a second magnetic receiver fixed in the vicinity of the observation position.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記磁気レシーバが、X軸、Y軸、Z軸方向に夫々巻かれ、互いに直交するコイルからなるのが好ましい。 In the medical observation apparatus of the present invention, it is preferable that the magnetic receiver is formed of coils wound in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, respectively, and orthogonal to each other.
また、本発明の医療用観察装置においては、前記光学パラメータ可動部による前記光学パラメータの変更に同期して回動するダイヤルを備え、前記ダイヤルの一部の領域が磁性体で構成されているのが好ましい。 In the medical observation apparatus of the present invention, a dial that rotates in synchronization with the change of the optical parameter by the optical parameter movable unit is provided, and a partial region of the dial is made of a magnetic material. Is preferred.
また、本発明による医療用観察システムは、上記本発明のいずれかの医療用観察装置と、前記医療用観察装置を介して得られた情報を表示するモニタを有することを特徴としている。 The medical observation system according to the present invention includes any one of the medical observation apparatuses according to the present invention and a monitor that displays information obtained through the medical observation apparatus.
本発明によれば、小型化が可能で、オートクレーブなどの負荷の高い滅菌手段に対して強い耐久性を持って、観察光学系の焦点距離、倍率などの光学パラメータの検出を行うことが可能な医療用観察装置及び医療用観察システムが得られる。 According to the present invention, downsizing is possible, and the optical parameters such as the focal length and magnification of the observation optical system can be detected with strong durability against sterilization means with high load such as autoclave. A medical observation apparatus and a medical observation system are obtained.
第一実施形態
図1は本発明の第一実施形態にかかる医療用観察装置の概略構成を示す説明図、図2は図1の医療用観察装置における光学パラメータ検出手段としての磁気レシーバの構成を示す説明図、図3は第一実施形態の医療用観察装置を備えた医療用観察システムの全体構成を示す説明図である。図4は図3の医療用観察システムにおいて磁場を発生させる各磁気情報手段の作動シーケンスを示すグラフである。
First Embodiment FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration of a medical observation apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a configuration of a magnetic receiver as an optical parameter detection means in the medical observation apparatus of FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the overall configuration of a medical observation system including the medical observation apparatus according to the first embodiment. FIG. 4 is a graph showing an operation sequence of each magnetic information means for generating a magnetic field in the medical observation system of FIG.
第一実施形態の医療用観察装置は、医療用顕微鏡として構成されている。
医療用顕微鏡は、図1に示すように、顕微鏡鏡体11の内部に設けられた、観察光学系12、光学パラメータ可動部13、第一の磁気情報手段14と、顕微鏡鏡体11の外部に設けられた第二の磁気情報手段15と、図3に示すように、顕微鏡鏡体11とは離れた位置に設けられた、光学パラメータ検出手段16を有している。
The medical observation apparatus of the first embodiment is configured as a medical microscope.
As shown in FIG. 1, the medical microscope has an observation
観察光学系12は、焦準レンズ12aと、ズームレンズ12bと、結像レンズ12cと接眼レンズ12dを有している。
焦準レンズ12aは、焦準可動レンズ12a1を有して構成されている。焦準可動レンズ12a1は、例えば、ステッピングモータ等の図示省略した焦準可動レンズ用アクチュエータを介して光軸方向に移動可能に構成されている。そして、焦準レンズ12aは、焦準可動レンズ12a1の光軸方向への移動により観察光学系12の焦点距離を変えることができるようになっている。
ズームレンズ12bは、ズーム可動レンズ12b1を有して構成されている。ズーム可動レンズ12b1は、例えば、ステッピングモータ等の図示省略したズーム可動レンズ用アクチュエータを介して光軸方向に移動可能に構成されている。そして、ズームレンズ12bは、ズーム可動レンズ12b1の光軸方向への移動により観察光学系12の観察倍率を変えることができるようになっている。
光学パラメータ可動部13は、焦点可動レンズ12a1と、ズーム可動レンズ12b1とで構成されている。
The observation
The focusing
The
The optical parameter
第一の磁気情報手段14は、磁場を発生するように構成された、焦点距離検出用電磁石14aと、倍率検出用電磁石14bとで構成されている。
焦点距離検出用電磁石14aは、焦点可動レンズ12a1に同期して位置が変化するように、焦点可動レンズ12a1に固定されている。
倍率検出用電磁石14bは、ズーム可動レンズ12b1に同期して位置が変化するように、ズーム可動レンズ12b1に固定されている。
The first magnetic information means 14 includes a focal
The focal
The
第二の磁気情報手段15は、磁気レシーバ(センサ)15aで構成されている。
磁気レシーバ15aは、互いに直交する、Xコイル15a1と、Yコイル15a2と、Zコイル15a3とで構成されている。
そして、磁気レシーバ15aは、第一の磁気情報手段14である焦点距離検出用電磁石14a又は倍率検出用電磁石14bから発生する磁場を、Xコイル15a1と、Yコイル15a2と、Zコイル15a3の夫々を介して焦点距離検出用電磁石14a、倍率検出用電磁石14bの位置に応じた電流に変換するようになっている。
また、磁気レシーバ15aは、光学パラメータ検出手段16に備えられた電流計測手段(図示省略)と接続されている。電流計測手段は、Xコイル15a1、Yコイル15a2、Zコイル15a3の夫々に流れる電流の値を計測するように構成されている。
The second magnetic information means 15 is composed of a magnetic receiver (sensor) 15a.
The
The
The
また、第一実施形態の医療用顕微鏡は、観察位置近傍に第四の磁気情報手段としての磁場発生装置17を有している。
磁場発生装置17は、磁気レシーバ15aに向けて磁場を発生するように構成されている。
また、磁気レシーバ15aは、第三の磁気情報手段としても機能し、磁場発生装置17から発生する磁場も電流に変換するようになっている。
The medical microscope of the first embodiment has a
The
The
光学パラメータ検出手段16は、コンピュータ等の演算処理装置に設けられており、磁気レシーバ15aのXコイル15a1、Yコイル15a2、Zコイル15a3の夫々を流れる電流量から、光学パラメータを次のように検出する。
即ち、焦点距離検出用電磁石14aから磁場が発生しているときには、観察光学系12の焦点距離を検出する。また、倍率検出用電磁石14bから磁場が発生しているときには、観察光学系12の倍率を検出する。また、後述する磁場発生装置17から磁場が発生しているときには、観察光学系12(又は顕微鏡鏡体11)の位置を検出する。
The optical parameter detection means 16 is provided in an arithmetic processing unit such as a computer, and detects optical parameters from the amount of current flowing through each of the X coil 15a1, Y coil 15a2, and Z coil 15a3 of the
That is, when the magnetic field is generated from the focal
また、第一実施形態の医療用顕微鏡は、磁気時分割切り替え手段18を有している。
磁気時分割切り替え手段18は、光学パラメータ検出手段16を備えるコンピュータ等の演算装置に設けられており、磁気時分割切り替え手段18は、焦点距離検出用電磁石14a、倍率検出用電磁石14b、磁場発生装置17の夫々からの磁場の出力を図4に示すように時分割で制御する。
Further, the medical microscope of the first embodiment has magnetic time division switching means 18.
The magnetic time division switching means 18 is provided in an arithmetic device such as a computer provided with the optical parameter detection means 16, and the magnetic time division switching means 18 includes a focal
また、第一実施形態の医療用観察装置は、モニタ19を備えており、全体で医療用観察システムとして構成されている。
なお、図3中、20は顕微鏡鏡体11を保持するアーム、21は顕微鏡鏡体11及びアーム20を保持する支柱、22は患者23を載せるベッド、24は患者23をベッド22上で固定する患者固定具である。
図3の例では、磁場発生装置17は、患者固定具22に取り付けられている。
The medical observation apparatus according to the first embodiment includes a
In FIG. 3, 20 is an arm for holding the
In the example of FIG. 3, the
このように構成された第一実施形態の医療用観察装置では、図3に示すように、患者23をベッド22に寝かせ、患者固定具22で固定した状態にして、図示しない観察者(主術者)が、アーム20を介して顕微鏡鏡体11を所望の観察位置に移動させる。そして、顕微鏡鏡体11内の観察光学系12の光学パラメータ(焦点距離、倍率)を光学パラメータ可動部13(焦点可動レンズ12a1、ズーム可動レンズ12b1)を介して変更することで、患者23の観察部位を所望の焦点距離、倍率で観察する。
In the medical observation apparatus of the first embodiment configured as described above, as shown in FIG. 3, the
ここで、第一実施形態の医療用観察装置では、磁気時分割切り替え手段18を介して時分割に制御された状態で、焦点距離検出用電磁石14a、倍率検出用電磁石14b、磁場発生装置17の夫々から磁場が出力される。磁気レシーバ15aは、夫々から発生する磁場を電流に変換する。
そして、光学パラメータ検出手段16は、焦点距離検出用電磁石14aから磁場が発生しているときには、Xコイル15a1と、Yコイル15a2と、Zコイル15a3に流れる電流量から観察光学系12の焦点距離を検出する。また、倍率検出用電磁石14bから磁場が発生しているときには、Xコイル15a1と、Yコイル15a2と、Zコイル15a3に流れる電流量から観察光学系12の倍率を検出する。
また、磁場発生装置17から磁場が発生しているときには、光学パラメータ検出手段16は、Xコイル15a1と、Yコイル15a2と、Zコイル15a3に流れる電流量から観察光学系12の位置を検出する。
検出した情報は、モニタ19に表示される。
Here, in the medical observation device according to the first embodiment, the focal
The
Further, when a magnetic field is generated from the
The detected information is displayed on the
このように、第一実施形態の医療用観察装置では、磁気レシーバ15を顕微鏡鏡体11に取り付け、患者固定具24に取り付けた磁場発生装置17からの磁場を検出し、光学パラメータ検出手段16を介して顕微鏡鏡体11の位置を演算すると共に、顕微鏡鏡体11に内蔵された焦点可動レンズ12a1、ズーム可動レンズ12b1などの光学パラメータ可動部13にも磁場を発生する電磁石14a,14bを取り付け、電磁石14a、14bからの磁場を検出し、光学パラメータ検出手段16を介して観察光学系12の焦点距離、倍率を演算する。
このため、第一実施形態の医療用観察装置によれば、磁場発生装置17と電磁石14a,14bの出力を時分割で切り替えることで、顕微鏡鏡体11に対する患者の相対的な位置と共に観察光学系12の光学パラメータを検出できる。
Thus, in the medical observation apparatus of the first embodiment, the
For this reason, according to the medical observation apparatus of the first embodiment, the observation optical system together with the relative position of the patient with respect to the
また、第一実施形態の医療用観察装置によれば、磁気レシーバ15aが一つで足りるため、光学パラメータ検出手段16に接続する配線を少なくすることができ、更なる小型化に寄与できる。
Further, according to the medical observation apparatus of the first embodiment, since only one
第二実施形態
図5は本発明の第二実施形態にかかる医療用観察装置を構成する内視鏡の概略構成を示す説明図、図6は図5の医療用観察装置における要部の構成を示す説明図、図7は第二実施形態の医療用観察装置を備えた医療用観察システムの概略構成を示す説明図である。
Second Embodiment FIG. 5 is an explanatory view showing a schematic configuration of an endoscope constituting a medical observation apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a configuration of a main part in the medical observation apparatus of FIG. FIG. 7 is an explanatory view showing a schematic configuration of a medical observation system provided with the medical observation apparatus of the second embodiment.
第二実施形態の医療用観察装置は、医療用内視鏡として構成されている。
医療用内視鏡は、図6に示すように、観察光学系32と、光学パラメータ可動部33と、第一の磁気情報手段34と、第二の磁気情報手段35と、光学パラメータ検出手段36を有している。
観察光学系32は、内視鏡挿入部31の先端硬質部31aにおける気密パッケージ31a1の内部に設けられ、対物レンズ32aと、ズームレンズ32bと、結像レンズ32cと撮像素子32dを有している。
ズームレンズ32bは、ズーム可動レンズ32b1を有して構成されている。ズーム可動レンズ32b1は、例えば、ステッピングモータ等の図示省略したズーム可動レンズ用アクチュエータを介して光軸方向に移動可能に構成されている。そして、ズームレンズ32bは、ズーム可動レンズ32b1の光軸方向への移動により観察光学系32の観察倍率を変えることができるようになっている。
光学パラメータ可動部33は、ズーム可動レンズ32b1で構成されている。
The medical observation apparatus according to the second embodiment is configured as a medical endoscope.
As shown in FIG. 6, the medical endoscope includes an observation
The observation
The
The optical parameter
第一の磁気情報手段34は、磁場を発生するように構成された、倍率検出用電磁石34bで構成されている。
倍率検出用電磁石34bは、ズーム可動レンズ32b1に同期して位置が変化するように、ズーム可動レンズ32b1に固定されている。
The first magnetic information means 34 includes a
The
第二の磁気情報手段35は、先端硬質部31aにおける気密パッケージ31a1の外部に設けられた倍率検出用磁気レシーバ(センサ)35aと、硬質部31cに設けられた湾曲角度検出用磁気レシーバ(センサ)35bとで構成されている。
倍率検出用磁気レシーバ35aは、互いに直交する、Xコイル35a1と、Yコイル35a2と、Zコイル35a3とで構成されている。
そして、倍率検出用磁気レシーバ35aは、第一の磁気情報手段34である倍率検出用電磁石34bから発生する磁場を、Xコイル35a1と、Yコイル35a2と、Zコイル35a3の夫々を介して倍率検出用電磁石34bの位置に応じた電流に変換するようになっている。
また、倍率検出用磁気レシーバ35aは、光学パラメータ検出手段36に備えられた電流計測手段(図示省略)と接続されている。電流計測手段は、Xコイル35a1、Yコイル35a2、Zコイル35a3の夫々に流れる電流の値を計測するように構成されている。
The second magnetic information means 35 includes a magnification detection magnetic receiver (sensor) 35a provided outside the hermetic package 31a1 in the distal end
The magnification detection
The magnification detection
The magnification detection
湾曲角度検出用磁気レシーバ35bは、互いに直交する、Xコイル35b1と、Yコイル35b2と、Zコイル35b3とで構成されている。
そして、湾曲角度検出用磁気レシーバ35bは、第一の磁気情報手段34である倍率検出用電磁石34bから発生する磁場を、Xコイル35b1と、Yコイル35b2と、Zコイル35b3の夫々を介して倍率検出用電磁石34bの位置(硬質部31cに対する先端硬質部31aの角度)に応じた電流に変換するようになっている。
なお、図5中、31bは湾曲部である。湾曲部31bは、硬質部31cに対する先端硬質部31aの角度を自在に変えることができるように構成されている。
また、湾曲角度検出用磁気レシーバ35bは、光学パラメータ検出手段36に備えられた電流計測手段(図示省略)と接続されている。電流計測手段は、Xコイル35b1、Yコイル35b2、Zコイル35b3の夫々に流れる電流の値を計測するように構成されている。
The bending angle detection
Then, the bending angle detection
In FIG. 5,
The bending angle detection
また、第二実施形態の医療用内視鏡は、観察位置近傍に第四の磁気情報手段としての位置検出用磁気レシーバ(センサ)37を有している。
位置検出用磁気レシーバ37は、互いに直交する、Xコイルと、Yコイルと、Zコイルとで構成されている。
そして、位置検出用磁気レシーバ37は、倍率検出用電磁石34bから発生する磁場を、Xコイルと、Yコイルと、Zコイルの夫々を介して倍率検出用電磁石34bの位置に応じた電流に変換するようになっている。このように、第一の磁気情報手段34を構成する倍率検出用電磁石34bは、第三の磁気情報手段としても機能する。
また、位置検出用磁気レシーバ37は、光学パラメータ検出手段36に備えられた電流計測手段(図示省略)と接続されている。電流計測手段は、Xコイル、Yコイル、Zコイルの夫々に流れる電流の値を計測するように構成されている。
Further, the medical endoscope of the second embodiment has a position detection magnetic receiver (sensor) 37 as fourth magnetic information means in the vicinity of the observation position.
The position detection
The position detection
The position detecting
光学パラメータ検出手段36は、コンピュータ等の演算処理装置に設けられている。そして、倍率検出用磁気レシーバ35aのXコイル35a1、Yコイル35a2、Zコイル35a3の夫々を流れる電流量から観察光学系32の倍率、湾曲角度検出用磁気レシーバ35bのXコイル35b1、Yコイル35b2、Zコイル35b3の夫々を流れる電流量から硬質部31cに対する先端硬質部31aの角度、位置検出用磁気レシーバ37のXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々を流れる電流量から観察光学系32(又は内視鏡挿入部31)の位置を夫々検出する。
The optical parameter detection means 36 is provided in an arithmetic processing device such as a computer. The magnification of the observation
また、第二実施形態の医療用観察装置は、モニタ39を備えており、全体で医療用観察システムとして構成されている。
なお、図5中、40は撮像素子32dで撮像された信号に対して所定の画像処理を施すカメラコントロールユニット(CCU)、41は照明用光源である。また、図6中、42は照明用光源41からの光を伝送するライトガイド、43は照明レンズである。また、図7中、44は患者45を載せるベッド、46は患者45の臓器を断層撮影するモバイルCTである。モバイルCT46は、光学パラメータ検出手段36を備えたコンピュータ等の演算処理装置に接続されている。
The medical observation apparatus according to the second embodiment includes a
In FIG. 5,
このように構成された第二実施形態の医療用観察装置では、図7に示すように、患者45をベッド44に寝かせた状態にして、予めモバイルCT46を用いて患者の臓器を断層撮影し、撮影した画像を光学パラメータ検出手段36を備えたコンピュータ等の演算処理装置に記憶させる。図示しない観察者(主術者)が、内視鏡挿入部31を把持し、その先端を所望の観察位置に移動させる。そして、先端硬質部31a(気密パッケージ31a1)内の観察光学系32の光学パラメータ(倍率)を光学パラメータ可動部33(ズーム可動レンズ32b1)を介して変更することで、患者の観察部位を所望の倍率で観察する。
In the medical observation apparatus according to the second embodiment configured as described above, as shown in FIG. 7, the
ここで、第二実施形態の医療用観察装置では、倍率検出用電磁石34bから磁場が出力される。そのとき、倍率検出用磁気レシーバ35a、湾曲角度検出用レシーバ35b、位置検出用レシーバ37は、夫々倍率検出用電磁石34bから発生する磁場を電流に変換する。
そして、光学パラメータ検出手段36は、Xコイル35a1と、Yコイル35a2と、Zコイル35a3に流れる電流量から観察光学系32の倍率を検出する。また、Xコイル35b1と、Yコイル35b2と、Zコイル35b3に流れる電流量から硬質部31cに対する先端硬質部31aの角度を検出する。また、位置検出用レシーバ37のXコイル、Yコイル、Zコイルに流れる電流量から観察光学系32の位置を検出する。
検出した情報は、モニタ39に表示される。
さらに、モバイルCT46を用いて、患者45の臓器の断層撮影画像データを更新することで、より的確なナビゲーションが可能となる。
Here, in the medical observation apparatus of the second embodiment, a magnetic field is output from the
The
The detected information is displayed on the
Further, by using the
従って、第二実施形態の医療用観察装置によれば、磁石とコイルという単純な構造で内視鏡の位置及び観察倍率の検出が可能となる。また、オートクレーブなどの負荷の高い滅菌手段を用いても破損や検出精度の劣化が生じ難くすることができる。 Therefore, according to the medical observation apparatus of the second embodiment, the position of the endoscope and the observation magnification can be detected with a simple structure of a magnet and a coil. Further, even if a high-load sterilization means such as an autoclave is used, it is possible to make it difficult to cause breakage and deterioration of detection accuracy.
なお、第二実施形態の医療用観察装置の一変形例として、位置検出用磁気レシーバ37の代わりに磁場発生装置を設けるとともに、その磁場発生装置と電磁石34との出力を時分割で切り替える磁気時分割切り替え手段を備え、磁場発生装置から磁場が出力されているときに磁気レシーバ35a,35bの少なくともいずれかが位置検出用磁気レシーバとして機能するようにしてもよい。
そのようにしても、図5〜図7の構成と同様の効果が得られる。
または、第二実施形態の医療用観察装置の他の変形例として、例えば、先端硬質部31aにおける気密パッケージ31a1の外部に電磁石34とは別の電磁石を設けるとともに、それらの電磁石の出力を時分割で切り替える磁気時分割切り替え手段を備え、電磁石34とは別の電磁石から磁場が出力されているときに、位置検出用レシーバ37を介して観察光学系32の位置を検出するようにしてもよい。
このようにすれば、図5〜図7の構成に比べてより高精度に観察光学系32の位置を検出することができる。
As a modified example of the medical observation apparatus of the second embodiment, a magnetic field generator is provided instead of the position detection
Even if it does so, the effect similar to the structure of FIGS. 5-7 is acquired.
Alternatively, as another modified example of the medical observation apparatus of the second embodiment, for example, an electromagnet different from the
In this way, the position of the observation
第三実施形態
図8は本発明の第三実施形態にかかる医療用観察装置の概略構成を示す説明図である。
第三実施形態の医療用観察装置は、医療用顕微鏡として構成されている。
医療用内視鏡は、図8に示すように、顕微鏡鏡体51の内部に設けられた、観察光学系52、照明光学系53、光学パラメータ可動部54、第一の磁気情報手段55と、観察位置近傍に設けられた第二の磁気情報手段57と、顕微鏡鏡体51の外部に設けられた第三の磁気情報手段56と、顕微鏡鏡体51とは離れた位置に設けられた、光学パラメータ検出手段(図示省略)を有している。
Third Embodiment FIG. 8 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a medical observation apparatus according to a third embodiment of the present invention.
The medical observation apparatus of the third embodiment is configured as a medical microscope.
As shown in FIG. 8, the medical endoscope includes an observation
観察光学系52は、焦準レンズ52aと、ズームレンズ52bと、結像レンズ52cと接眼レンズ52dを有している。
焦準レンズ52aは、焦準可動レンズ52a1を有して構成されている。焦準可動レンズ52a1は、例えば、ステッピングモータ等の図示省略した焦準可動レンズ用アクチュエータを介して光軸方向に移動可能に構成されている。そして、焦準レンズ52aは、焦準可動レンズ52a1の光軸方向への移動により観察光学系52の焦点距離を変えることができるようになっている。
ズームレンズ52bは、ズーム可動レンズ52b1を有して構成されている。ズーム可動レンズ52b1は、例えば、ステッピングモータ等の図示省略したズーム可動レンズ用アクチュエータを介して光軸方向に移動可能に構成されている。そして、ズームレンズ52bは、ズーム可動レンズ52b1の光軸方向への移動により観察光学系52の観察倍率を変えることができるようになっている。
The observation
The focusing
The
照明光学系53は、図示省略した光源部と、ライトガイド53aと、フィルタ53bと、照明レンズ54cを有している。
フィルタ53は、照明光学系53の光路に挿抜可能に構成されている。
The illumination
The
光学パラメータ可動部54は、焦点可動レンズ52a1と、ズーム可動レンズ52b1と、フィルタ53bとで構成されている。
The optical parameter
第一の磁気情報手段55は、焦点距離検出用磁気レシーバ(センサ)55aと、倍率検出用磁気レシーバ(センサ)55bと、フィルタ挿抜状態検出用磁気レシーバ(センサ)55cとで構成されている。
焦点距離検出用磁気レシーバ55aは、互いに直交する、Xコイルと、Yコイルと、Zコイルとで構成されている。倍率検出用磁気レシーバ55b、フィルタ挿抜状態検出用磁気レシーバ55cも、夫々、焦点距離検出用磁気レシーバ55aと同様に、互いに直交する、Xコイルと、Yコイルと、Zコイルとで構成されている。
焦点距離検出用磁気レシーバ55aは、焦点可動レンズ52a1に同期して位置が変化するように、焦点可動レンズ52a1に固定されている。
倍率検出用磁気レシーバ55bは、ズーム可動レンズ52b1に同期して位置が変化するように、ズーム可動レンズ52b1に固定されている。
フィルタ挿抜状態検出用磁気レシーバ55bは、フィルタ53bに同期して位置が変化するように、フィルタ53bに固定されている。
The first magnetic information means 55 includes a focal length detection magnetic receiver (sensor) 55a, a magnification detection magnetic receiver (sensor) 55b, and a filter insertion / removal state detection magnetic receiver (sensor) 55c.
The focal length detection
The focal length detection
The magnification detection
The filter insertion / removal state detection
そして、焦点距離検出用磁気レシーバ55a、倍率検出用磁気レシーバ55b、フィルタ挿抜状態検出用磁気レシーバ55cは、夫々、第二の磁気情報手段57から発生する磁場を、Xコイルと、Yコイルと、Zコイルの夫々を介して、焦点距離検出用磁気レシーバ55a、倍率検出用磁気レシーバ55b、フィルタ挿抜状態検出用磁気レシーバ55c夫々の位置に応じた電流に変換するようになっている。
The focal length detection
また、焦点距離検出用磁気レシーバ55a、倍率検出用磁気レシーバ55b、フィルタ挿抜状態検出用磁気レシーバ55cは、光学パラメータ検出手段(図示省略)に備えられた電流計測手段(図示省略)と接続されている。電流計測手段は、Xコイル、Yコイル、Zコイルの夫々に流れる電流の値を計測するように構成されている。
Further, the focal length detection
第二の磁気情報手段57は、磁場発生装置57aで構成されている。
磁場発生装置57aは、磁気レシーバ55a,55b,55cに向けて磁場を発生するように構成されている。
なお、図8中、58は患者59を載せるベッド、60は患者59をベッド58上で固定する患者固定具である。
図8の例では、磁場発生装置57aは、患者固定具60に取り付けられている。
The second magnetic information means 57 is composed of a
The
In FIG. 8, 58 is a bed on which the
In the example of FIG. 8, the
第三の磁気情報手段56は、位置検出用磁気レシーバ(センサ)56aで構成されている。
位置検出用磁気レシーバ56aは、互いに直交する、Xコイルと、Yコイルと、Zコイルとで構成されている。
そして、位置検出用磁気レシーバ56aは、磁場発生装置57aから発生する磁場を、Xコイルと、Yコイルと、Zコイルの夫々を介して位置検出用磁気レシーバ56aの位置に応じた電流に変換するようになっている。このように、第二の磁気情報手段57を構成する磁場発生装置57aは、第四の磁気情報手段としても機能する。
また、位置検出用磁気レシーバ56aは、光学パラメータ検出手段(図示省略)に備えられた電流計測手段(図示省略)と接続されている。電流計測手段は、位置検出用磁気レシーバ56aのXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々に流れる電流の値を計測するように構成されている。
The third magnetic information means 56 includes a position detection magnetic receiver (sensor) 56a.
The position detection
The position detection
The position detecting
光学パラメータ検出手段(図示省略)は、第一実施形態の医療用観察装置と同様に、コンピュータ等の演算処理装置に設けられている。そして、焦点距離検出用磁気レシーバ55aのXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々を流れる電流量から観察光学系52の焦点距離、倍率検出用磁気レシーバ55bのXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々を流れる電流量から観察光学系52の倍率、フィルタ挿抜状態検出用磁気レシーバ55cのXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々を流れる電流量から照明光学系53の光路内におけるフィルタ53bの挿抜状態、位置検出用磁気レシーバ56aのXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々を流れる電流量から観察光学系52(又は顕微鏡鏡体51)の位置を夫々検出する。
The optical parameter detection means (not shown) is provided in an arithmetic processing device such as a computer, similarly to the medical observation device of the first embodiment. The focal length of the observation
また、第三実施形態の医療用観察装置は、第一実施形態の医療用観察装置におけるモニタ19と同様のモニタ(図示省略)を備えており、全体で医療用観察システムとして構成されている。
Further, the medical observation apparatus of the third embodiment includes a monitor (not shown) similar to the
このように構成された第三実施形態の医療用観察装置では、患者59をベッドに寝かせ、患者固定具60で固定した状態にして、図示しない観察者(主術者)が、図示しないアームを介して顕微鏡鏡体51を所望の観察位置に移動させる。そして、顕微鏡鏡体51内の光学パラメータ(観察光学系52の焦点距離、倍率、照明光学系53におけるフィルタ53bの挿抜状態)を光学パラメータ可動部54(焦点可動レンズ52a1、ズーム可動レンズ52b1、フィルタ53b)を介して変更することで、患者23の観察部位を所望の光量、波長で照明し、所望の焦点距離、倍率で観察する。
In the medical observation apparatus of the third embodiment configured as described above, a
ここで、第三実施形態の医療用観察装置では、磁場発生装置17から磁場が出力される。焦点距離検出用磁気レシーバ55a、倍率検出用磁気レシーバ55b、フィルタ挿抜状態検出用磁気レシーバ55c、位置検出用磁気レシーバ56aは、夫々、磁場発生装置17aから発生する磁場を電流に変換する。
そして、光学パラメータ検出手段(図示省略)は、焦点距離検出用磁気レシーバ55aのXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々を流れる電流量から観察光学系52の焦点距離を検出する。また、倍率検出用磁気レシーバ55bのXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々を流れる電流量から観察光学系52の倍率を検出する。また、フィルタ挿抜状態検出用磁気レシーバ55cのXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々を流れる電流量から照明光学系53の光路内におけるフィルタ53bの挿抜状態を検出する。また、位置検出用磁気レシーバ56aのXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々を流れる電流量から観察光学系52(又は顕微鏡鏡体51)の位置を検出する。
検出した情報は、モニタ(図示省略)に表示される。
Here, in the medical observation apparatus according to the third embodiment, a magnetic field is output from the
The optical parameter detection means (not shown) detects the focal length of the observation
The detected information is displayed on a monitor (not shown).
このように、第三実施形態の医療用観察装置では、磁場発生装置57aを患者59側に配置し、顕微鏡鏡体51及び顕微鏡鏡体51内の各可動部52a1,52b1,53bにXコイル、Yコイル、Zコイルからなるセンサ55a,55b,55cを備えたので、多数の光学パラメータをコイルのみのセンサで検出することができる。このため、従来のロータリーエンコーダ、フォトセンサ、マイクロスイッチ等を用いて光学パラメータを検出する構成に比べて、鏡体を格段に小型化でき、また製造コストも低減できる。
As described above, in the medical observation apparatus according to the third embodiment, the
なお、本発明の医療用観察装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、夫々の磁気情報検出手段に関し、磁場を発生する手段(電磁石や磁場発生装置)と、磁場を検出する手段(磁気センサ)とを入れ替えて構成してもよい。
また、上記各実施形態の医療用観察装置では、光学パラメータとして、観察光学系の倍率、観察光学系の焦点距離、観察光学系を介して得られる観察像の回転角、観察部内でのフィルタの挿抜状態等を示したが、光学パラメータはこれらに限定されるものではなく、例えば、観察光学系内での観察光路切り替え状態、観察部内における所定の光学系の設置状態などについても磁気情報手段を介して検出するようにしてもよい。
The medical observation apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, regarding each magnetic information detection means, a means (electromagnet or magnetic field generator) for generating a magnetic field and a magnetic field are detected. The means (magnetic sensor) may be interchanged.
In the medical observation apparatus of each of the above embodiments, the optical parameters include the magnification of the observation optical system, the focal length of the observation optical system, the rotation angle of the observation image obtained via the observation optical system, and the filter in the observation unit. Although the insertion / extraction state and the like are shown, the optical parameters are not limited to these. For example, the magnetic information means is also used for the observation optical path switching state in the observation optical system, the installation state of the predetermined optical system in the observation unit, etc. It may be detected via the
また、本発明の医療用観察装置において、さらに、例えば、光学パラメータ可動部による光学パラメータの変更に同期して回動する手動のダイヤルを備えるとともに、ダイヤルの一部の領域を磁性体で構成し、この磁性体を磁気情報手段として用いるようにしてもよい。 The medical observation apparatus of the present invention further includes, for example, a manual dial that rotates in synchronization with the change of the optical parameter by the optical parameter movable unit, and a part of the dial is made of a magnetic material. This magnetic material may be used as magnetic information means.
第四実施形態
図9は本発明の第四実施形態にかかる医療用観察装置の概略構成を示す説明図で、(a)は内視鏡部分の概念図、(b)は(a)の内視鏡部分に用いられている手動ダイヤルの平面図である。
第四実施形態の医療用観察装置は、本件出願人の提案による脳神経外科専用内視鏡システム『EndoArm』をベースに構成されている。
図9中、61は挿入部、62は把持部、64は把持部62を回動可能に支持する関節、65は関節64に接続するアームである。図9の脳神経外科専用内視鏡システムでは、把持部62の内部に、観察光学系や照明光学系のライトガイド(図示省略)が内蔵されている。また、内視鏡画像の焦準やズーム、回転等の光学パラメータを変更するための光学パラメータ可動部(図示省略)を備えている。
また、把持部62には、光学パラメータの変更に同期して回動する手動のダイヤル63a,63bを備えている。
手動ダイヤル63a,63bは、図9(b)に示すように所定の回転角の領域αが磁性体で、他の領域βがプラスチック又はステンレスなどの非磁性体で構成されている。
そして、磁性体の領域αを備えた手動ダイヤル63a,63bが第一の磁気情報手段として機能するようになっている。
Fourth Embodiment FIGS. 9A and 9B are explanatory views showing a schematic configuration of a medical observation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 9A is a conceptual diagram of an endoscope portion, and FIG. 9B is an inner view of FIG. It is a top view of the manual dial used for the endoscope part.
The medical observation apparatus according to the fourth embodiment is configured based on an endoscopic system “EndoArm” dedicated to neurosurgery proposed by the applicant.
In FIG. 9, 61 is an insertion portion, 62 is a gripping portion, 64 is a joint that rotatably supports the gripping
In addition, the
In the manual dials 63a and 63b, as shown in FIG. 9B, the region α having a predetermined rotation angle is made of a magnetic material, and the other region β is made of a non-magnetic material such as plastic or stainless steel.
The manual dials 63a and 63b having the magnetic region α function as first magnetic information means.
また、第四実施形態の医療用観察装置では、内視鏡部分から離れた位置に第二の磁気情報手段(図示省略)、光学パラメータ検出手段(図示省略)を有している。
第二の磁気情報手段(図示省略)は、図1の医療用観察装置における磁気レシーバ15と同様、互いに直交する、Xコイルと、Yコイルと、Zコイルとからなる磁気レシーバ(図示省略)で構成されている。
また、第二の磁気情報手段(図示省略)は、光学パラメータ検出手段(図示省略)に備えられた電流計測手段(図示省略)と接続されている。電流計測手段は、Xコイル、Yコイル、Zコイルの夫々に流れる電流の値を計測するように構成されている。
In addition, the medical observation apparatus of the fourth embodiment has second magnetic information means (not shown) and optical parameter detection means (not shown) at positions away from the endoscope portion.
The second magnetic information means (not shown) is a magnetic receiver (not shown) composed of an X coil, a Y coil, and a Z coil, which are orthogonal to each other, like the
The second magnetic information means (not shown) is connected to a current measuring means (not shown) provided in the optical parameter detection means (not shown). The current measuring means is configured to measure the value of the current flowing through each of the X coil, the Y coil, and the Z coil.
光学パラメータ検出手段(図示省略)は、図1の医療用観察装置における光学パラメータ検出手段16と同様、コンピュータ等の演算処理装置に設けられており、手動ダイヤル63a,63bの回転量(回転角度)によって変位する磁性体に応じて変化する磁場に応じて、第二の磁気情報手段(図示省略)である磁気レシーバのXコイル、Yコイル、Zコイルの夫々を流れる電流量から、手動ダイヤル63a,63bの回転量(回転角度)によって変位する磁性体に応じて変化する磁場に応じた観察光学系の焦点距離、倍率、観察画像の回転角度等の光学パラメータを検出する。
Similar to the optical parameter detection means 16 in the medical observation apparatus of FIG. 1, the optical parameter detection means (not shown) is provided in an arithmetic processing unit such as a computer, and the rotation amounts (rotation angles) of the manual dials 63a and 63b. From the amount of current flowing through each of the X coil, Y coil, and Z coil of the magnetic receiver, which is the second magnetic information means (not shown), according to the magnetic field that changes according to the magnetic body displaced by the
また、第四実施形態の医療用観察装置は、モニタ(図示省略)を備えており、全体で医療用観察システムとして構成されている。 Moreover, the medical observation apparatus of the fourth embodiment includes a monitor (not shown), and is configured as a medical observation system as a whole.
第四実施形態の医療用観察装置によっても、単純な構造で観察装置の位置及び観察倍率の検出が可能となる。また、オートクレーブなどの負荷の高い滅菌手段を用いても破損や検出精度の劣化が生じ難くすることができる。 Also with the medical observation apparatus of the fourth embodiment, the position of the observation apparatus and the observation magnification can be detected with a simple structure. Further, even if a high-load sterilization means such as an autoclave is used, it is possible to make it difficult to cause breakage and deterioration of detection accuracy.
本発明の医療用観察装置及び医療用観察システムは、医療、医学の分野に有用である。 The medical observation apparatus and medical observation system of the present invention are useful in the medical and medical fields.
11 顕微鏡鏡体
12 観察光学系
12a 焦準レンズ
12a1 焦準可動レンズ
12b ズームレンズ
12b1 ズーム可動レンズ
12c 結像レンズ
12d 接眼レンズ
13 光学パラメータ可動部
14 第一の磁気情報手段
14a 焦点距離検出用電磁石
14b 倍率検出用電磁石
15 第二の磁気情報手段
15a 磁気レシーバ(センサ)(第三の磁気情報手段)
15a1 Xコイル
15a2 Yコイル
15a3 Zコイル
16 光学パラメータ検出手段
17 磁場発生装置(第四の磁気情報手段)
18 磁気時分割切り替え手段
19 モニタ
20 アーム
21 支柱
22 ベッド
23 患者
24 患者固定具
31 内視鏡挿入部
31a 先端硬質部
31a1 気密パッケージ
31b 湾曲部
32 観察光学系
32a 対物レンズ
32b ズームレンズ
32b1 ズーム可動レンズ
32c 結像レンズ
32d 撮像素子
33 光学パラメータ可動部
34 第一の磁気情報手段(第三の磁気情報手段)
34b 倍率検出用電磁石
35 第二の磁気情報手段
35a 倍率検出用磁気レシーバ(センサ)
35a1 Xコイル
35a2 Yコイル
35a3 Zコイル
35b 湾曲角度検出用磁気レシーバ(センサ)
35b1 Xコイル
35b2 Yコイル
35b3 Zコイル
36 光学パラメータ検出手段
37 位置検出用磁気レシーバ(センサ)(第四の磁気情報手段)
39 モニタ
40 カメラコントロールユニット(CCU)
41 照明用光源
42 ライトガイド
43 照明レンズ
44 ベッド
45 患者
46 モバイルCT
51 顕微鏡鏡体
52 観察光学系
52a 焦準レンズ
52a1 焦準可動レンズ
52b ズームレンズ
52b1 ズーム可動レンズ
52c 結像レンズ
52d 接眼レンズ
53 照明光学系
53a ライトガイド
53b フィルタ
53c 照明レンズ
54 光学パラメータ可動部
55 第一の磁気情報手段
55a 焦点距離検出用磁気レシーバ(センサ)
55b 倍率検出用磁気レシーバ(センサ)
55c フィルタ挿抜状態検出用磁気レシーバ(センサ)
56 第三の磁気情報手段
56a 位置検出用磁気レシーバ(センサ)
57 第二の磁気情報手段(第四の磁気情報手段)
57a 磁場発生装置
58 ベッド
59 患者
60 患者固定具
61 挿入部
62 把持部
63a,63b 手動ダイヤル
64 関節
65 アーム
DESCRIPTION OF
15a1 X coil 15a2 Y coil
18 Magnetic time division switching means 19
34b
35a1 X coil 35a2 Y coil
35b1 X coil 35b2 Y coil
39
41 Illumination
51
55b Magnetic receiver for detecting magnification (sensor)
55c Magnetic receiver (sensor) for filter insertion / removal detection
56 3rd magnetic information means 56a Magnetic receiver (sensor) for position detection
57 Second magnetic information means (fourth magnetic information means)
57a
Claims (20)
前記観察部内において可動に構成され、少なくとも一つの光学パラメータを変更可能な少なくとも一つの光学パラメータ可動部と、
磁場を発生又は磁場を検出するように構成され、前記光学パラメータ可動部による前記光学パラメータの変更に同期して位置が変化するように配置された第一の磁気情報手段と、
前記第一の磁気情報手段で発生した磁場を検出又は前記第一の磁気情報手段に向けて磁場を発生するように構成された第二の磁気情報手段と、
前記第一の磁気情報手段又は前記第二の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記光学パラメータを検出する光学パラメータ検出手段、
を有することを特徴とする医療用観察装置。 An observation unit equipped with an observation optical system;
At least one optical parameter movable unit configured to be movable in the observation unit and capable of changing at least one optical parameter;
A first magnetic information means configured to generate a magnetic field or to detect a magnetic field, and is arranged so that a position thereof is changed in synchronization with a change of the optical parameter by the optical parameter movable unit;
A second magnetic information means configured to detect a magnetic field generated by the first magnetic information means or to generate a magnetic field toward the first magnetic information means;
Optical parameter detection means for detecting the optical parameter based on magnetic field information detected via the first magnetic information means or the second magnetic information means;
A medical observation apparatus characterized by comprising:
前記第二の磁気情報手段が前記第一の磁気情報手段で発生した磁場を検出し、
前記光学パラメータ検出手段が、前記第二の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記光学パラメータを検出することを特徴とする請求項1に記載の医療用観察装置。 The first magnetic information means generates a magnetic field;
The second magnetic information means detects a magnetic field generated by the first magnetic information means;
The medical observation apparatus according to claim 1, wherein the optical parameter detection unit detects the optical parameter based on magnetic field information detected through the second magnetic information unit.
前記第一の磁気情報手段が前記第二の磁気情報手段で発生した磁場を検出し、
前記光学パラメータ検出手段が、前記第一の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記光学パラメータを検出することを特徴とする請求項1に記載の医療用観察装置。 The second magnetic information means generates a magnetic field;
The first magnetic information means detects the magnetic field generated by the second magnetic information means;
2. The medical observation apparatus according to claim 1, wherein the optical parameter detection unit detects the optical parameter based on magnetic field information detected via the first magnetic information unit.
前記第三の磁気情報手段で発生した磁場を検出又は第三の磁気情報手段に向けて磁場を発生するように構成された第四の磁気情報手段と、
前記第三の磁気情報手段又は前記第四の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記観察部の位置を検出する位置検出手段、
を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の医療用観察装置。 Further, a third magnetic information means configured to generate a magnetic field or detect a magnetic field, and is arranged so that the position changes in synchronization with the change of the position of the observation unit,
A fourth magnetic information means configured to detect a magnetic field generated by the third magnetic information means or to generate a magnetic field toward the third magnetic information means;
Position detecting means for detecting the position of the observation unit based on magnetic field information detected via the third magnetic information means or the fourth magnetic information means;
The medical observation apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記第四の磁気情報手段が前記第三の磁気情報手段で発生した磁場を検出し、
前記位置検出手段が、前記第四の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記観察部の位置を検出することを特徴とする請求項6に記載の医療用観察装置。 The third magnetic information means generates a magnetic field;
The fourth magnetic information means detects the magnetic field generated by the third magnetic information means;
The medical observation apparatus according to claim 6, wherein the position detection unit detects the position of the observation unit based on information on a magnetic field detected via the fourth magnetic information unit.
前記第三の磁気情報手段が前記第四の磁気情報手段で発生した磁場を検出し、
前記位置検出手段が、前記第三の磁気情報手段を介して検出された磁場の情報に基づいて前記観察部の位置を検出することを特徴とする請求項6に記載の医療用観察装置。 The fourth magnetic information means generates a magnetic field;
The third magnetic information means detects the magnetic field generated by the fourth magnetic information means;
The medical observation apparatus according to claim 6, wherein the position detection unit detects a position of the observation unit based on information on a magnetic field detected through the third magnetic information unit.
前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、
前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系の鏡体に固定された磁気レシーバからなることを特徴とする請求項2、請求項2に従属する請求項4〜8のいずれかに記載の医療用観察装置。 The medical observation device is a surgical microscope or a surgical microscope system;
The first magnetic information means comprises an electromagnet fixed to the optical parameter movable part,
The said 2nd magnetic information means consists of a magnetic receiver fixed to the mirror body of the said observation optical system, The Claims 2-8 dependent on Claim 2 characterized by the above-mentioned. Medical observation device.
前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、
前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系の鏡体に固定された磁気レシーバからなり、
前記第三の磁気情報手段が、前記磁気レシーバからなり、
前記第四の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された磁場発生装置からなり、
さらに、前記電磁石と前記磁場発生装置の出力を時分割で切り替える磁気時分割切り替え手段を備えたことを特徴とする請求項2に従属する請求項8、又は請求項8に従属する請求項9に記載の医療用観察装置。 The medical observation device is a surgical microscope or a surgical microscope system;
The first magnetic information means comprises an electromagnet fixed to the optical parameter movable part,
The second magnetic information means comprises a magnetic receiver fixed to the mirror body of the observation optical system,
The third magnetic information means comprises the magnetic receiver;
The fourth magnetic information means comprises a magnetic field generator fixed near the observation position,
Further, according to claim 8 dependent on claim 2 or claim 9 dependent on claim 8, further comprising magnetic time division switching means for switching the output of the electromagnet and the magnetic field generator in a time division manner. The medical observation apparatus as described.
前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、
前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系を備えた内視鏡先端部に固定された磁気レシーバからなることを特徴とする請求項2、請求項2に従属する請求項4〜8のいずれかに記載の医療用観察装置。 The medical observation device is an endoscope or an endoscope system;
The first magnetic information means comprises an electromagnet fixed to the optical parameter movable part,
The second magnetic information means comprises a magnetic receiver fixed to an endoscope distal end portion provided with the observation optical system. The medical observation apparatus in any one.
前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、
前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系を備えた内視鏡先端部に固定された第一の磁気レシーバからなり、
前記第三の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された磁場発生装置からなり、
前記第四の磁気情報手段が、前記電磁石からなることを特徴とする請求項8、請求項8に従属する請求項9に記載の医療用観察装置。 The medical observation device is an endoscope or an endoscope system;
The first magnetic information means comprises an electromagnet fixed to the optical parameter movable part,
The second magnetic information means comprises a first magnetic receiver fixed to an endoscope distal end portion provided with the observation optical system,
The third magnetic information means comprises a magnetic field generator fixed near the observation position,
The medical observation apparatus according to claim 8, which is dependent on claim 8, wherein the fourth magnetic information means is the electromagnet.
前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、
前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系を備えた内視鏡先端部に固定された第一の磁気レシーバからなり、
前記第三の磁気情報手段が、前記観察光学系を備えた内視鏡先端部に固定された第二の磁気レシーバからなり、
前記第四の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された磁場発生装置からなり、
さらに、前記電磁石と前記磁場発生装置の出力を時分割で切り替える磁気時分割切り替え手段を備えたことを特徴とする請求項8、請求項8に従属する請求項9に記載の医療用観察装置。 The medical observation device is an endoscope or an endoscope system;
The first magnetic information means comprises an electromagnet fixed to the optical parameter movable part,
The second magnetic information means comprises a first magnetic receiver fixed to an endoscope distal end portion provided with the observation optical system,
The third magnetic information means comprises a second magnetic receiver fixed to an endoscope tip having the observation optical system,
The fourth magnetic information means comprises a magnetic field generator fixed near the observation position,
10. The medical observation apparatus according to claim 8, further comprising magnetic time division switching means for switching the outputs of the electromagnet and the magnetic field generator in a time division manner.
前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された磁気レシーバからなり、
前記第二の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された磁場発生装置からなることを特徴とする請求項3、請求項3に従属する請求項4〜8のいずれかに記載の医療用観察装置。 The medical observation apparatus is a surgical microscope or a surgical microscope system;
The first magnetic information means comprises a magnetic receiver fixed to the optical parameter movable part,
9. The medical observation according to claim 3, wherein the second magnetic information means comprises a magnetic field generator fixed near the observation position. apparatus.
前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された第一の磁気レシーバからなり、
前記第二の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された磁場発生装置からなり、
前記第三の磁気情報手段が、前記観察光学系の鏡体に固定された第二の磁気レシーバからなり、
前記第四の磁気情報手段が、前記磁場発生装置からなることを特徴とする請求項3に従属する請求項8、又は請求項8に従属する請求項14に記載の医療用観察装置。 The medical observation device is a surgical microscope or a surgical microscope system;
The first magnetic information means comprises a first magnetic receiver fixed to the optical parameter movable part;
The second magnetic information means comprises a magnetic field generator fixed near the observation position,
The third magnetic information means comprises a second magnetic receiver fixed to the mirror of the observation optical system;
The medical observation apparatus according to claim 8 or dependent on claim 8, wherein the fourth magnetic information means comprises the magnetic field generator.
前記第一の磁気情報手段が、前記光学パラメータ可動部に固定された電磁石からなり、
前記第二の磁気情報手段が、前記観察光学系の鏡体に固定された第一の磁気レシーバからなり、
前記第三の磁気情報手段が、前記観察光学系を備えた内視鏡先端部に固定された磁場発生装置からなり、
前記第四の磁気情報手段が、観察位置近傍に固定された第二の磁気レシーバからなることを特徴とする請求項4に従属する請求項7に記載の医療用観察装置。 The medical observation device is a surgical microscope or a surgical microscope system;
The first magnetic information means comprises an electromagnet fixed to the optical parameter movable part,
The second magnetic information means comprises a first magnetic receiver fixed to a mirror body of the observation optical system,
The third magnetic information means comprises a magnetic field generator fixed to an endoscope distal end portion provided with the observation optical system,
The medical observation apparatus according to claim 7, which is dependent on claim 4, wherein the fourth magnetic information means comprises a second magnetic receiver fixed in the vicinity of the observation position.
前記ダイヤルの一部の領域が磁性体で構成されていることを特徴とする請求項3、請求項3に従属する請求項4〜8、請求項14、15、請求項14又は15に従属する請求項17のいずれかに記載の医療用観察装置。 A dial that rotates in synchronization with the change of the optical parameter by the optical parameter movable unit,
A part of the area of the dial is made of a magnetic material. Claims 4 to 8, claim 14, 15, claim 14, 15, claim 14, or 15 dependent on claim 3 or claim 3. The medical observation apparatus according to claim 17.
前記医療用観察装置を介して得られた情報を表示するモニタを有することを特徴とする医療用観察システム。 The medical observation apparatus according to any one of claims 1 to 19,
A medical observation system comprising a monitor for displaying information obtained through the medical observation apparatus.
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