JP2012050671A - 眼科用手術顕微鏡および眼科用手術顕微鏡の拡張ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 角膜乱視の矯正を目的とした眼内レンズの挿入手術において、顕微鏡の接眼部を通して観察される手術眼の観察像内に乱視軸位置を呈示可能な眼科用手術顕微鏡および眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットを提供する。
【解決手段】 手術眼の角膜に第１の指標を投影する第１指標投影手段と、第１指標投影手段により前記角膜に投影された第１の指標の反射像を検出する第１指標検出手段と、第１の指標の反射像の位置関係に基づいて角膜の乱視軸を算出する演算手段と、角膜の乱視軸に対応する角膜上に前記第１の指標とは別に角膜に複数の第２の指標を投影する第２指標投影手段と、第１及び第２の指標とは別に手術眼の光軸に沿って角膜に第３の指標を投影する第３指標投影手段を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、白内障を治療する眼内レンズ挿入手術において使用される眼科用手術顕微鏡および眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットに関し、詳しくは手術眼の角膜の乱視軸の情報を術者に提示する眼科用手術顕微鏡および眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットに関する。

眼科分野においては、手術に際して手術眼を拡大して観察する手術顕微鏡が広く利用されている。

前述の手術には屈折矯正あるいは眼内レンズの挿入を行なうものがあり、この屈折矯正あるいは眼内レンズの挿入の手術において角膜の形状情報に基づいて手術が行われることがある。特に、眼内レンズの挿入手術の中で角膜乱視の矯正を目的とする手術においては、乱視矯正用眼内レンズを手術眼に対して適切な方向に合わせるために手術眼の角膜の乱視軸位置を把握する必要がある。

そのため、手術中に角膜形状の測定が行なわれることも多く、手術顕微鏡に角膜形状を測定する機能を組込んだ眼科装置あるいは手術顕微鏡に取付け可能な角膜形状解析装置等が提案されている。（特許文献１〜３参照）

特開昭５９−１５５２３２号公報 特開平０８−０６６３６９号公報 特開２００９−０４５４６１号公報

しかしながら、前述した特許文献において開示されている装置は、術者が顕微鏡の接眼部を通して手術眼を観察している時は測定された角膜の形状情報を確認できない構成となっている。そのため、乱視矯正用眼内レンズの挿入手術においては、手術眼に対する乱視矯正用眼内レンズの向きが適切であるか否かの評価は、術者は接眼部から一旦眼を外して、特許文献３に開示されたような方法で作成された画像等により乱視軸の位置を確認する必要があった。

本発明は、角膜乱視の矯正を目的とした眼内レンズの挿入手術において、顕微鏡の接眼部を通して観察される手術眼の観察像内に乱視軸位置を呈示可能な眼科用手術顕微鏡および眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を備えることを特徴とする。

（１） 筺体部を前後左右上下の３次元方向に移動する移動機構を有する眼科用手術顕微鏡において、手術眼の角膜に第１の指標を投影する第１指標投影手段と、前記第１指標投影手段により前記角膜に投影された第１の指標の反射像を検出する第１指標検出手段と、前記第１の指標の反射像の位置関係に基づいて前記角膜の乱視軸を算出する演算手段と、前記角膜の乱視軸に対応する前記角膜上に前記第１の指標とは別に前記角膜に複数の第２の指標を投影する第２指標投影手段と、前記第１及び第２の指標とは別に前記手術眼の光軸に沿って前記角膜に第３の指標を投影する第３指標投影手段を有することを特徴とする。
（２） （１）の眼科用手術顕微鏡において、前記第２指標投影手段は前記第１指標投影手段の周囲に円環状に配置された複数の光源により構成され、前記演算手段により算出された前記角膜の乱視軸に略一致する位置に配置されている光源のみ点灯することを特徴とする。
（３） （１）の眼科用手術顕微鏡において、前記第２指標投影手段は前記第１指標投影手段を取囲む円環の１つの直径を成す直線の対角位置に配置された複数の光源により構成されるとともに、前記円環を該円環の中心を軸として回転する第２指標投影手段回転機構と、前記第２指標投影手段回転機構を駆動制御する第２指標投影手段の回転制御手段をさらに有し、前記第２指標投影手段の回転制御手段は前記演算手段により算出された前記角膜の乱視軸に略一致する位置に前記複数の光源を移動することを特徴とする。
（４） （１）〜（３）の何れかの眼科用手術顕微鏡において、前記第２指標投影手段を顕微鏡光学系の光軸に直交する２次元方向に移動する第２指標投影手段移動機構と、前記第２指標投影手段移動機構を駆動する第２指標投影手段の駆動手段とをさらに有することを特徴とする。
（５） （４）の眼科用手術顕微鏡において、観察光線の一部を分割する観察光線分割手段と、前記分割された観察光線を受光して前記第１から第３の指標の反射像を含む前記手術眼の観察像を撮像する撮像素子とを有し、前記演算手段はさらに前記撮像素子により撮像された前記手術眼の観察像に含まれる前記第３の指標の反射像の位置に基づいて前記手術眼と前記第２指標投影手段の位置関係を算出し、算出された位置関係に基づいて前記第２指標投影手段の駆動手段を制御することを特徴とする。
（６） （５）の眼科用手術顕微鏡において、前記撮像素子により撮像された前記手術眼の観察像を表示する表示手段をさらに有することを特徴とする。
（７） （６）の眼科用手術顕微鏡において、前記表示手段はさらに前記算出された乱視軸の情報を表示することを特徴とする。
（８） （６）あるいは（７）の何れかの眼科用手術顕微鏡において、前記演算手段はさらに前記角膜の曲率を算出し、算出された前記角膜の曲率は前記表示手段に表示されることを特徴とする。
（９） 筺体部を前後左右上下の３次元方向に移動する移動機構を有する眼科用手術顕微鏡に取付ける拡張ユニットであって、手術眼の角膜に第１の指標を投影する第１指標投影手段と、前記第１指標投影手段により前記角膜に投影された第１の指標の反射像を検出する第１指標検出手段と、前記第１の指標の反射像の位置関係に基づいて前記角膜の乱視軸を算出する演算手段と、前記角膜の乱視軸に対応する前記角膜上に前記第１の指標とは別に前記角膜に複数の第２の指標を投影する第２指標投影手段と、前記第１及び第２の指標とは別に前記手術眼の光軸に沿って前記角膜に第３の指標を投影する第３指標投影手段を有することを特徴とする。
（１０） （９）の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットにおいて、前記第２指標投影手段は前記第１指標投影手段の周囲に円環状に配置された複数の光源により構成され、前記演算手段により算出された前記角膜の乱視軸に略一致する位置に配置されている光源のみ点灯することを特徴とする。
（１１） （９）の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットにおいて、前記第２指標投影手段は前記第１指標投影手段を取囲む円環の１つの直径を成す直線の対角位置に配置された複数の光源により構成されるとともに、前記円環を該円環の中心を軸として回転する第２指標投影手段回転機構と、前記第２指標投影手段回転機構を駆動制御する第２指標投影手段の回転制御手段をさらに有し、前記第２指標投影手段の回転制御手段は前記演算手段により算出された前記角膜の乱視軸に略一致する位置に前記複数の光源を移動することを特徴とする。
（１２） （９）〜（１１）の何れかの眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットにおいて、前記第２指標投影手段を取付ける眼科用手術顕微鏡の光軸に直交する２次元方向に移動する第２指標投影手段移動機構と、前記第２指標投影手段移動機構を駆動する第２指標投影手段の駆動手段とをさらに有することを特徴とする。
（１３） （１２）の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットにおいて、取付ける眼科用手術顕微鏡の観察光線の一部を分割する観察光線分割手段と、前記分割された観察光線を受光して前記第１から第３の指標の反射像を含む前記手術眼の観察像を撮像する撮像素子とを有し、前記演算手段はさらに前記撮像素子により撮像された前記手術眼の観察像に含まれる前記第３の指標の反射像の位置に基づいて前記手術眼と少なくとも前記第２指標投影手段の位置関係を算出し、算出された位置関係に基づいて前記第２指標投影手段の駆動手段を制御することを特徴とする。
（１４） （１３）の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットにおいて、前記撮像素子により撮像された前記手術眼の観察像を表示する表示手段をさらに有することを特徴とする。
（１５） （１４）の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットにおいて、前記表示手段はさらに前記算出された乱視軸の情報を表示することを特徴とする。
（１６） （１３）あるいは（１４）の何れかの眼科用手術顕微鏡の拡張ユニットにおいて、前記演算手段はさらに前記角膜の曲率を算出し、算出された前記角膜の曲率は前記表示手段に表示されることを特徴とする。

本発明によれば、接眼部を通して観察される手術眼の観察像で乱視軸を確認できるため、術者が眼内レンズの方向確認毎に接眼部から眼を外す必要が無く、手術に集中できるため、術者の負担を軽減することが可能となる。

本発明に関わる手術顕微鏡の第１の形態の光学配置を示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の第１の形態の乱視軸表示手段の構成を示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の第１の形態のブロック構成を示した説明図である。 観察用モニタにおいて観察される手術眼の観察像を示した説明図である。 ＸＹアライメント用光源の光束と角膜形状測定用光源の光束が照射された手術眼を示した説明図である。 手術眼と算出された乱視軸の関係を示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の第１の形態における手術眼と乱視軸表示手段の関係を示した説明図である。 乱視矯正用眼内レンズを示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の第１の形態における手術眼と乱視矯正用眼内レンズの位置合せを示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の第２の形態の光学配置を示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の第２の形態の乱視軸表示手段の構成を示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の第２の形態のブロック構成を示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の第２の形態における手術眼と乱視軸表示手段の関係を示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の第２の形態における手術眼と乱視矯正用眼内レンズの位置合せを示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の拡張ユニットの光学配置を示した説明図である。 本発明に関わる手術顕微鏡の拡張ユニットの乱視軸表示手段の構成を示した説明図である。

以下、図面に基づいて説明を行なう。

図１〜９は本発明に関わる手術顕微鏡の第１の形態を説明するものである。図１は光学配置を示したものである。図１（ａ）において、接眼レンズ２から対物レンズ７に至る光学系は一般的な顕微鏡の構成であり、手術眼Ｅの像は対物レンズ７・結像レンズ６・変倍レンズ５・結像レンズ４・正立プリズム３を介して接眼レンズ２に導かれる。ここで、対物レンズ７を通過した光束は両眼視のために結像レンズ６以降はＯａ，Ｏｂの２つの光路に分離され、変倍レンズ５と結像レンズ４の間では光束が平行となるように構成されている。この変倍レンズ５と結像レンズ４の間の領域には、接眼レンズ２において観察される光束の一部を分割する分割ミラー８が配置され、分割された光束は結像レンズ９を介して観察カメラ１０に導かれ、観察カメラ１０に導かれた手術眼Ｅの観察像はモニタ１１において表示される。そして、これらの構成部材は筺体１に収容されている。

また、対物レンズ７の軸Ｏｃの途中には分割ミラー１２が配置されており、点線で囲まれた領域Ａには図１（ｂ）に示される光学系が構成されている。以下に図１（ｂ）に示された光学系の構成を説明する。

分割ミラー１２により光軸Ｏｃから分離された光軸の先には結像レンズ１３・分割ミラー１４が配置され、分割ミラー１４の先には撮像素子１５が配置されている。また、分割ミラー１４により分割された光軸の先には、コリメートレンズ１６・分割ミラー１７が配置され、分割ミラー１７の先に可視光線を生じる固視灯光源１９が配置されている。また、分割ミラー１７により分割された光軸の先には顕微鏡１００と手術眼Ｅの前後左右方向（ＸＹ方向）の位置ずれを検出するための光束を手術眼Ｅに照射するＸＹ方向アライメント用光源１８が配置されている。

さらに、対物レンズ７の前方の点線で囲まれた領域Ｂには角膜形状の測定に使用する光束を手術眼Ｅに照射する角膜形状測定用光源２０・顕微鏡１００と手術眼Ｅの上下方向（Ｚ方向）の位置ずれを検出するための光束を手術眼Ｅに照射するＺ方向アライメント用光源２１と手術眼Ｅにより反射されたＺ方向アライメント用光源２１の反射像を受光する結像レンズ２３および位置検出用受光素子２２・手術眼Ｅの乱視軸位置を手術眼Ｅ上に照射する乱視軸表示光源２４が配置されている。角膜形状測定用光源２０と乱視軸表示光源２４はそれぞれ図１（ｃ）に示すように複数の光源が対物レンズ７の光軸Ｏｃを中心として円環状に配置されている。

次に、領域Ｂと示された部分の構成を説明する。図２は領域Ｂの構成を具体的に示したもので、乱視軸表示光源２４が円環状に等間隔で配置された乱視軸表示光源保持部材２５はスライドレール２７に沿って左右前後方向（ＸＹ方向）に移動可能な構成となっている。また、Ｘ方向駆動モータ２８およびＹ方向駆動モータ３０に接続されている送りねじ２９により乱視軸表示光源保持部材２５は電気的に駆動可能とされている。

以上の構成とされた手術顕微鏡のブロック構成を示したのが図３である。本形態において、電気的に駆動する部材は全て制御回路３３に接続されている。

以上のように構成された手術顕微鏡の操作について以下に説明する。手術眼Ｅには、図示しない照明手段による照明光束とＸＹ方向アライメント用光源１８および固視灯光源１９による光軸Ｏｃに沿った光束と円環状に配置された角膜形状測定用光源２０による光束とＺ方向アライメント用光源２１による光束が照射される。これらの光束は手術眼Ｅにおいて反射され、その反射像は光軸Ｏａ，Ｏｂ，Ｏｃを経由して接眼レンズ２，観察カメラ１０，撮像素子１５に導かれる。図４は観察カメラ１０を介して観察される手術眼Ｅをモニタ１１に表示したもので、手術眼ＥとともにＸＹ方向アライメント用光源１８の反射光Ｒ１８・角膜形状測定用光源２０の反射光Ｒ２０が観察されている。撮像素子１５は手術眼ＥによるＸＹ方向アライメント用光源１８の反射光Ｒ１８を受光してその位置情報を取得するとともに、手術眼Ｅによる角膜形状測定用光源２０の反射光Ｒ２０を受光してその位置情報を取得する。取得された位置情報に基づいて反射光Ｒ１８および反射像Ｒ２０は識別され、反射光Ｒ１８の位置情報は手術眼Ｅに対する顕微鏡１００の前後左右方向のずれ量の把握に利用され、反射光Ｒ２０の位置情報は手術眼Ｅの角膜形状の把握に利用される。ここで、手術眼Ｅには固視灯光源１９の光束も照射されているため撮像素子１５には固視灯光源１９による反射光Ｒ１９も受光される。反射光１９は反射光Ｒ１８の位置検出においては外乱となるため、反射光Ｒ１９が撮像素子１５に入射することを防止する必要がある場合は撮像素子１５の前に可視光をカットするフィルタを設ければ良い。

Ｚ方向アライメント用光源２１から照射された光束は手術眼Ｅにおいて反射され、結像レンズ２３を介して位置検出用受光素子２２に受光される。ここで、結像レンズ２３および位置検出用受光素子２２は顕微鏡１００と手術眼Ｅの距離が適切な状態となる際に手術眼Ｅで反射されたＺ方向アライメント用光源２１の反射光が位置検出用受光素子２２の所定位置に受光する配置とされ、この所定位置からのＺ方向アライメント用光源２１の反射像位置のずれ量が顕微鏡１００と手術眼Ｅの適正距離からのずれの把握に利用される。

前述の撮像素子１５あるいは位置検出用受光素子２２の取得された情報は演算回路３４において適正位置からのずれ量を算出するために利用される。算出された適正位置からのずれについての情報は手術眼Ｅの観察像とともにモニタ１１に表示させることにより、顕微鏡１００を手術眼Ｅに対して適切な位置に移動させる際に術者が参考とすることが可能となる。図４では手術眼Ｅの観察像とともに算出された適正位置からのずれの情報を表示させており、画面の右下領域Ｇに適正位置に対して左右（Ｘ），前後（Ｙ），上下（Ｚ）のずれ量を数値にて表示している。なお、表示方法は数値だけに限定されず、例えば点線により示されている矢印ＡＲ_Ｌ・ＡＲ_Ｆのような図形や左下領域Ｆに示すように方向を表す文字等により移動方向を呈示させることも可能である。このような構成とすることにより、術者は表示された情報に基づいて筺体１を３次元的に移動させる操作を行なえば良い。

手術眼Ｅに対して顕微鏡１００が適正位置に移動されると、撮像素子１５あるいは位置検出用受光素子２２により取得されるずれは所定量以下となる。従って、前述の撮像素子１５あるいは位置検出用受光素子２２により導き出されたずれ量が所定量以下である場合、適正位置への移動が完了したことを術者に呈示する構成とすることも可能である。例えば、適正位置にある場合は図４に示した矢印ＡＲ_L・ＡＲ_Fを消去して適正位置であることを示す他の図形が表示されるようにする。このように顕微鏡１１０が手術眼Ｅに対して適正位置に移動したことを確認された場合、手術眼Ｅの角膜形状の測定に進む。

撮像素子１５はＸＹ方向アライメント用光源２１の手術眼Ｅにおける反射像Ｒ１８の他に角膜形状測定用光源２０の反射像Ｒ２０も受光している。この反射像Ｒ２０の位置情報から算出される近似楕円に基づいて手術眼Ｅの角膜形状が取得される。なお、角膜形状の取得は従来公知の技術（特願昭６１−１４６２２７号公報等）を用いることが可能であるため、詳細な説明は省略する。角膜形状が取得されると角膜曲率および乱視軸角度等が特定される。

特定された乱視軸角度の情報を利用して、接眼レンズ２を介して術者が観察している手術眼Ｅに角膜乱視軸ＡＬ_Eの位置を呈示する手順を説明する。乱視軸角度θ_ALは図５に示したように角膜頂点等に設定されるアライメントの基準位置Ｐ_Aを中心として円環状に配置された角膜形状測定用光源２０の反射像に基づいて算出される。ここで、アライメントの基準位置Ｐ_AはＸＹ方向アライメント用光源１８による反射像Ｒ１８として認識されるため、角膜乱視軸ＡＬ_Eは反射像Ｒ１８の近傍を通過することになる。図６は乱視軸角度がθ_ALである手術眼Ｅにおける乱視軸ＡＬ_Eの位置を示したものである。ここで、アライメントの基準位置Ｐ_Aを通る水平方向の直線ＢＬ_H，垂直方向の直線ＢＬ_Vを定義すると、乱視軸角度θ_ALの手術眼Ｅについての角膜乱視軸ＡＬ_Eは反射像Ｒ１８を通り直線ＢＬ_Hに対して傾斜角θ_ALの直線として表すことができる。

図７は本実施例における乱視軸表示光源２４により手術眼Ｅに形成される反射像Ｒ２４の位置と角膜乱視軸ＡＬ_Eの関係を示したものである。図７において反射像Ｒ２４の中で角膜乱視軸ＡＬ_Eの最も近くに形成される反射像の位置を“●”、その他の反射像が形成される位置を“○（点線）”により示している。“●”で示された一対の反射像Ｒ２４を結ぶ線分は角膜乱視軸ＡＬ_Eと略一致するため、乱視軸角度θ_ALに基づいて“●”で示される一対の反射像Ｒ２４（を形成する乱視軸表示光源２４）の位置を特定可能である。以下に、その概要を説明する。なお、反射像Ｒ２４は総数２×Ｎ個とし、水平方向基準線ＢＬ_H上に位置している一対の反射像の右側の反射像（Ｒ２４Ｂ）を基準として反時計回りに番号が振られている。以下の説明において、第ｉ番目の反射像はＲ２４［ｉ］と表すことにより複数形成される反射像Ｒ２４を識別する。

図７において、“●”で示された一対の反射像のうち右上方に位置する反射像は第ｎ番目の反射像Ｒ２４［ｎ］とすると、乱視軸角度θ_AL（°）は
θ_AL ≒ ３６０×（ｎ−１）÷（２×Ｎ）
の関係で表わすことができる。従って、
ｎ ≒ θ_AL×Ｎ÷１８０＋１
と変形することで、乱視軸角度θ_ALの角膜乱視軸ＡＬ_Eに最も近い反射像Ｒ２４［ｎ］を特定することができる。なお、Ｒ２４［ｎ］と対称位置の反射像Ｒ２４が基準から第ｎ’番目に位置するとした場合、
ｎ’ ＝ ｎ＋Ｎ
として特定することができる。このようにして特定された一対の光源のみ点灯させることにより、術者は接眼レンズ２を介して観察される手術眼Ｅに形成される一対の反射像Ｒ２４の位置により角膜乱視軸ＡＬ_Eの位置を把握することが可能となる。なお、計算結果が整数にならない場合は小数点第１位を四捨五入する。
例えば、反射像Ｒ２４の総数２×Ｎ＝７２、乱視軸角度θ_AL＝４５（°）である場合に角膜乱視軸ＡＬ_Eに最も近い反射像Ｒ２４は、
ｎ ≒ ４５×（７２÷２）÷１８０＋１ ＝ １０
となるため、基準位置から第１０番目の反射像Ｒ２４［１０］が最も角膜乱視軸ＡＬ_Eに近いことが特定される。また、対称位置の反射像Ｒ２４は、
ｎ’ ＝ １０＋（７２÷２） ＝ ４６
と求められ、基準位置から第４６番目の反射像Ｒ２４［４６］が該当することが把握できる。従って、反射像Ｒ２４［１０］とＲ２４［４６］を結ぶ線分を角膜乱視軸ＡＬ_Eであると術者が認識することができる。

ここで、前述の反射像Ｒ２４［ｎ］あるいはその対称位置の反射像Ｒ２４［ｎ’］を手術眼Ｅ上に形成するのは乱視軸表示光源２４であるため、所望する位置に反射像を形成するためには乱視軸表示光源２４を点灯制御する必要がある。しかしながら、反射像Ｒ２４に対応する乱視軸表示光源２４の各光源の位置関係が把握されていれば、乱視軸表示光源２４のどの位置の光源を点灯すれば所望する位置に反射像Ｒ２４が形成されるかは把握可能である。例えば、図２（ａ）に示されている乱視軸表示光源２４において、直線ＣＣ上に位置する一対の光源の左側の光源（ＬＢ）を個々の光源を特定するための基準として時計回りに番号を振る。ここで、基準とする光源と番号を振る方向を図７と左右対称としているのは、図７が顕微鏡から手術眼Ｅを眺めた状態であるのに対して、図２（ａ）は手術眼Ｅから顕微鏡の方向を眺めた状態であり、反射像Ｒ２４に対応する光源位置は鏡面関係となるためである。

ところで、手術眼Ｅは手術中であっても位置変動を生じる。そして、手術眼Ｅの位置が変わることにより手術眼Ｅに照射された乱視軸表示光源２４の反射像Ｒ２４に位置も変動してしまう。従って、手術眼Ｅの動きに追従して乱視軸表示光源２４を動かすことが好ましい。そのため、乱視軸表示光源２４が配置されている乱視軸表示光源保持部材２５を移動可能とする機構が設けられている。図２には乱視軸表示光源保持部材２５を前後左右（ＸＹ）方向に移動する機構が示されている。乱視軸表示光源保持部材２５は平行に配置されている２つのスライドレール２７を介してＸ方向移動機構保持部材２６に取付けられ、左右（Ｘ）方向に移動可能とされているとともにＸ方向駆動モータ２８に接続されている送りねじ２９が通されている。また、Ｘ方向移動機構保持部材２６は平行に配置された２つのスライドレール２７を介して顕微鏡本体１に取付けられ、前後（Ｙ）方向に移動可能とされているとともにＹ方向駆動モータ３０に接続されている送りねじ２９が通されている。図１に示した撮像素子１５により検出された手術眼Ｅと手術顕微鏡１００の前後左右（ＸＹ）方向のずれ量に基づいて制御回路３３はＸ方向駆動モータ２８ならびにＹ方向駆動モータ３０を制御して、それぞれのモータ軸と接続されている送りねじ２９を介して乱視軸表示光源保持部材２５を顕微鏡本体１に対して左右（Ｘ）方向あるいは前後（Ｙ）方向に移動させる。この構成により、手術眼Ｅの動きに追従して乱視軸表示光源保持部材２５も移動されるため、乱視軸表示光源２４の反射像Ｒ２４は手術眼Ｅの動きに影響されることなく手術眼Ｅ上の特定の位置に形成されることになる。なお、本実施例は上下（Ｚ）方向のずれについて追従可能な構成としていないが、その理由は手術を受ける患者は手術台に横たわっているため手術眼Ｅは上下（Ｚ）方向に関してはほとんど移動しないと想定しているためである。

以上のようにして手術眼Ｅに乱視軸表示光源２４の反射像Ｒ２４が呈示された状態において、術者は乱視矯正用眼内レンズの挿入手術を実施する。図８は乱視矯正用眼内レンズ４３の一例を示している。乱視矯正用眼内レンズ４３には、手術眼Ｅの角膜乱視軸ＡＬ_Eに位置合せするマーキング４４が付けられている。術者は手術眼Ｅに乱視矯正用眼内レンズ４３を挿入後、マーキング４４が角膜乱視軸ＡＬ_Eと一致するように乱視矯正用眼内レンズ４３の位置合せを行なう。図９は乱視矯正用眼内レンズ４３が挿入された状態の手術眼Ｅの観察像を示したものである。手術眼Ｅの角膜乱視軸ＡＬ_Eの位置は乱視軸表示光源２４の一対の光源を点灯されることにより手術眼Ｅに形成される反射像Ｒ２４（“●”表記）により把握される。術者は手術眼Ｅに挿入された乱視矯正用眼内レンズ４３を回転させてマーキング４４を反射像Ｒ２４と一致させることにより、乱視矯正用眼内レンズ４３を適切な位置（方向）に合わせることができる。

図１０〜１３は本発明に関わる手術顕微鏡の第２の形態を説明するものである。図１０は光学配置を示したものであり、基本的には第１の形態と同じである。第１の形態と異なっているのは、図１０（ａ）の領域Ｂ’において図１０（ｃ）に示すように乱視軸表示光源２４が円環状ではなく一直線上のみに配置されている点である。乱視軸表示光源２４は乱視軸表示光源保持部材２５’に保持され、乱視軸表示光源保持部材２５’を回転させて乱視軸表示光源２４の位置を変更可能な構成となっている。従って、以降の説明は第１の形態と異なる図１０（ａ）の領域Ｂ’に関連する部分についてのみ行なう。

図１１は図１０（ａ）の領域Ｂ’の構成を具体的に示したもので、乱視軸表示光源２４が配置された乱視軸表示光源保持部材２５’はベアリング３８によりベアリング保持部材３９に対して回転可能とされている。また、ベアリング保持部材３９には回転駆動モータ３７ならびに回転量検出センサ４０が取付けられ、回転駆動モータ３７の軸には乱視軸表示光源保持部材２５’を回転させる駆動力を伝搬する回転力伝搬部材３６が取付けられている。さらに、ベアリング保持部材３９はスライドレール２７に沿って左右前後方向（ＸＹ方向）に移動可能であり、Ｘ方向駆動モータ２８およびＹ方向駆動モータ３０に接続されている送りねじ２９により電気的に駆動可能とされている。

図１２は本実施例に関わる手術顕微鏡のブロック構成を示したものである。第１の形態と同じく本形態においても、電気的に駆動する部材は全て制御回路３３に接続されている。

以上のように構成された本実施例に関わる手術顕微鏡の操作について以下に説明する。ただし、乱視軸角度の特定までは第１の形態と同じであるため、特定された乱視軸角度の情報を利用して、接眼レンズ２を介して術者が観察している手術眼Ｅに角膜乱視軸ＡＬ_Eの位置を呈示する手順のみ説明する。

図１３は本実施例において手術眼Ｅに形成される乱視軸表示光源２４の反射像Ｒ２４と角膜乱視軸ＡＬ_Eの関係を示したものである。角膜乱視軸ＡＬ_Eは水平方向基準線ＢＬ_Hに対して角度θ_AL傾斜しているため、水平方向基準線ＢＬ_Hに対して角度θ_AL分回転させた位置に乱視軸表示光源２４の反射像Ｒ２４が形成されるように乱視軸表示光源保持部材２５’の回転を制御することにより、角膜乱視軸ＡＬ_Eと乱視軸表示光源２４の反射像Ｒ２４の位置を一致させることができる。この制御を図１１に示した構成において行なう場合、図１１の乱視軸表示光源２４と図１３の反射像の位置関係は第１の実施例における図２と図７の関係と同様に鏡面関係になることに注意する必要がある。

以上のようにして、乱視軸表示光源２４の反射像Ｒ２４により手術眼Ｅの角膜乱視軸ＡＬ_Eの位置が呈示された状態において、術者は乱視矯正用眼内レンズの挿入手術を実施する。なお、手術眼Ｅの位置変動に対する乱視軸表示光源２４の追従に関しては第１の形態と同じであるため説明は省略する。図１４は乱視矯正用眼内レンズ４３が挿入された状態の手術眼Ｅの観察像を示したもので、第１の実施例の図９と同じく乱視軸表示光源２４の反射像Ｒ２４にマーキング４４が一致するように乱視矯正用眼内レンズ４３を移動させる。これにより、乱視矯正用眼内レンズ４３を適切な位置（方向）に合わせることができる。

図１５〜１６は本発明に関わる手術顕微鏡の拡張ユニットの形態を説明するものである。図１５は手術顕微鏡を含めた光学配置を示したものである。本形態は、本発明に関わる乱視軸表示機構を従来型の手術顕微鏡に取付け可能とする拡張ユニットであり、図１あるいは図１０に示した手術顕微鏡において、図１（ａ）あるいは図１０（ａ）の結像レンズ４と変倍レンズ５の間に設けていたハーフミラー８による観察用の分岐経路と、図１（ｂ）あるいは図１０（ｂ）に示した光学系を一体化して提供するものである。

図１５に示すように、本形態では手術顕微鏡の対物レンズ７と手術眼Ｅの間に観察用ならびにアライメント光学系に観察光線の一部を分岐させるハーフミラー４１を配置している。このハーフミラー４１は、図１あるいは図１０におけるハーフミラー８およびハーフミラー１２に該当する。ハーフミラー４１により分岐された光線は図１５（ｂ）に示される光学系が配置されている。この光学系は、図１（ｂ）あるいは図１０（ｂ）に示されているものと同等の構成とされている。以上の構成部材は角膜形状測定用光源２０・Ｚ方向アライメント用光源２１を含むＺ方向アライメント光学系・乱視軸表示光源２４およびそのＸＹ方向移動機構を含む乱視軸表示機構とともに一体化されてユニット２００を構成している。

図１６は拡張ユニット２００の構成を示す例で、前述の手術顕微鏡の第２の形態において本発明に必要なハーフミラー８あるいは１２により分岐される光学系を乱視軸表示手段と手術顕微鏡１００の対物レンズ７の間に配置している。本形態は、単純に前述の手術顕微鏡の第２の形態における光学系の配置のみを変更するものでブロック構成については図１２に示されたものをそのまま適用することができる。また、一連の動作に関しても前述の手術顕微鏡の第２の形態と同じであり、ここでの説明は省略する。

なお、本実施例においては、手術眼Ｅの「観察像をモニタに表示する構成とされていないが、撮像素子１５を観察カメラとして兼用させて撮像信号をモニタに出力させることにより、第１あるいは第２の実施例と同様にすることが可能である。

以上に説明したとおり、本発明によれば手術中に手術眼に角膜乱視軸の位置を呈示することが可能であるため、角膜乱視の矯正を行なう眼内レンズ挿入手術を適切に行なうことが可能となる。

１０ 観察カメラ
１１ モニタ
１５ 撮像素子
１８ ＸＹ方向アライメント用光源
１９ 固視灯光源
２０ 角膜形状測定用光源
２１ Ｚ方向アライメント用光源
２２ 位置検出用受光素子
２４ 乱視軸表示光源
２５，２５’ 乱視軸表示光源保持部材
２７ スライドレール
２８ Ｘ方向駆動モータ
２９ 送りねじ
３０ Ｙ方向駆動モータ
３３ 制御回路
３４ 演算回路
３７ 回転駆動モータ
３８ ベアリング
４０ 回転量検出センサ
４３ 乱視矯正用眼内レンズ
４４ マーキング

Claims (16)

1. 筺体部を前後左右上下の３次元方向に移動する移動手段を有する眼科用手術顕微鏡において、
   手術眼の角膜に第１の指標を投影する第１指標投影手段と、
   前記第１指標投影手段により前記角膜に投影された第１の指標の反射像を検出する第１指標検出手段と、
   前記第１の指標の反射像の位置関係に基づいて前記角膜の乱視軸を算出する演算手段と、
   前記角膜の乱視軸に対応する前記角膜上に前記第１の指標とは別に前記角膜に複数の第２の指標を投影する第２指標投影手段と、
   前記第１及び第２の指標とは別に前記手術眼の光軸に沿って前記角膜に第３の指標を投影する第３指標投影手段を有することを特徴とする眼科用手術顕微鏡。
2. 前記第２指標投影手段は前記第１指標投影手段の周囲に円環状に配置された複数の光源により構成され、前記演算手段により算出された前記角膜の乱視軸に略一致する位置に配置されている光源のみ点灯することを特徴とする請求項１に記載の眼科用手術顕微鏡。
3. 前記第２指標投影手段は前記第１指標投影手段を取囲む円環の１つの直径を成す直線の対角位置に配置された複数の光源により構成されるとともに、
   前記円環を該円環の中心を軸として回転する第２指標投影手段回転機構と、
   前記第２指標投影手段回転機構を駆動制御する第２指標投影手段の回転制御手段をさらに有し、
   前記第２指標投影手段の回転制御手段は前記演算手段により算出された前記角膜の乱視軸に略一致する位置に前記複数の光源を移動することを特徴とする請求項１に記載の眼科用手術顕微鏡。
4. 前記第２指標投影手段を顕微鏡光学系の光軸に直交する２次元方向に移動する第２指標投影手段移動機構と、
   前記第２指標投影手段移動機構を駆動する第２指標投影手段の駆動手段とをさらに有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の眼科用手術顕微鏡。
5. 観察光線の一部を分割する観察光線分割手段と、
   前記分割された観察光線を受光して前記第１から第３の指標の反射像を含む前記手術眼の観察像を撮像する撮像素子とを有し、
   前記演算手段はさらに前記撮像素子により撮像された前記手術眼の観察像に含まれる前記第３の指標の反射像の位置に基づいて前記手術眼と前記第２指標投影手段の位置関係を算出し、算出された位置関係に基づいて前記第２指標投影手段の駆動手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の眼科用手術顕微鏡。
6. 前記撮像素子により撮像された前記手術眼の観察像を表示する表示手段をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の眼科用手術顕微鏡。
7. 前記表示手段はさらに前記算出された乱視軸の情報を表示することを特徴とする請求項６に記載の眼科用手術顕微鏡。
8. 前記演算手段はさらに前記角膜の曲率を算出し、算出された前記角膜の曲率は前記表示手段に表示されることを特徴とする請求項６又は７に記載の眼科用手術顕微鏡。
9. 筺体部を前後左右上下の３次元方向に移動する移動手段を有する眼科用手術顕微鏡に取付ける拡張ユニットであって、
   手術眼の角膜に第１の指標を投影する第１指標投影手段と、
   前記第１指標投影手段により前記角膜に投影された第１の指標の反射像を検出する第１指標検出手段と、
   前記第１の指標の反射像の位置関係に基づいて前記角膜の乱視軸を算出する演算手段と、
   前記角膜の乱視軸に対応する前記角膜上に前記第１の指標とは別に前記角膜に複数の第２の指標を投影する第２指標投影手段と、
   前記第１及び第２の指標とは別に前記手術眼の光軸に沿って前記角膜に第３の指標を投影する第３指標投影手段を有することを特徴とする眼科用手術顕微鏡の拡張ユニット。
10. 前記第２指標投影手段は前記第１指標投影手段の周囲に円環状に配置された複数の光源により構成され、前記演算手段により算出された前記角膜の乱視軸に略一致する位置に配置されている光源のみ点灯することを特徴とする請求項９に記載の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニット。
11. 前記第２指標投影手段は前記第１指標投影手段を取囲む円環の１つの直径を成す直線の対角位置に配置された複数の光源により構成されるとともに、
    前記円環を該円環の中心を軸として回転する第２指標投影手段回転機構と、
    前記第２指標投影手段回転機構を駆動制御する第２指標投影手段の回転制御手段をさらに有し、
    前記第２指標投影手段の回転制御手段は前記演算手段により算出された前記角膜の乱視軸に略一致する位置に前記複数の光源を移動することを特徴とする請求項９に記載の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニット。
12. 前記第２指標投影手段を取付ける眼科用手術顕微鏡の光軸に直交する２次元方向に移動する第２指標投影手段移動機構と、
    前記第２指標投影手段移動機構を駆動する第２指標投影手段の駆動手段とをさらに有することを特徴とする請求項９乃至１１に記載の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニット。
13. 取付ける眼科用手術顕微鏡の観察光線の一部を分割する観察光線分割手段と、
    前記分割された観察光線を受光して前記第１から第３の指標の反射像を含む前記手術眼の観察像を撮像する撮像素子とを有し、
    前記演算手段はさらに前記撮像素子により撮像された前記手術眼の観察像に含まれる前記第３の指標の反射像の位置に基づいて前記手術眼と少なくとも前記第２指標投影手段の位置関係を算出し、算出された位置関係に基づいて前記第２指標投影手段の駆動手段を制御することを特徴とする請求項１２に記載の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニット。
14. 前記撮像素子により撮像された前記手術眼の観察像を表示する表示手段をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニット。
15. 前記表示手段はさらに前記算出された乱視軸の情報を表示することを特徴とする請求項１４に記載の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニット。
16. 前記演算手段はさらに前記角膜の曲率を算出し、算出された前記角膜の曲率は前記表示手段に表示されることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の眼科用手術顕微鏡の拡張ユニット。

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