JP2013532015A - 医療用拡大装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、光軸を有する光学系（２）と、照明手段（３）と、締結要素（７）と、を有する医療用拡大装置に関し、光学系（２）は、近位端において単眼型設計の接眼レンズ（５）を有し、照明手段（３）は中空の円筒形の設計であり、遠位端で光学系（２）に接続され、光軸に関して同軸であり、同心円状の照明パターンを生成し、締結要素（７）は、光学系（２）に接続可能であり、光学系（２）を方向に関係なく調整できるように設計された手段を含む。

Description

本発明は、医療分野、特に歯科および耳鼻咽喉科において、小さく、特に深い窩洞内の微小な細部を診断するための物体観察倍率増大装置に関する。

本発明の分野では、たとえば拡大鏡が使用されるが、それが提供できるのは低倍率にすぎない。そのほか、先行技術として、顕微鏡であれば約６〜４０倍の拡大が可能であるため、医療分野、特に手術および顕微鏡下手術における手術用顕微鏡が知られている。手術用顕微鏡は、拡大鏡より高い倍率を提供するが、特に安定に設置しなければならず、ほとんどの場合、患者はきわめて心地の悪い、不自然な態勢をとる必要がある。

手術用顕微鏡はまた、歯科治療、特に歯の中のごく小さな領域を治療する処置においても使用される。これには、裸眼では見えない構造を見えるようにするという、大きな利点がある。

歯科における手術用顕微鏡の用途として最も重要なのは、歯髄と歯根を有する歯の内部の治療、いわゆる歯根管治療を行う場合である。手術用顕微鏡は、齲蝕検知にも使用される。

直径約１ｍｍ、深さ約１２．５ｍｍの歯根管の診察にあたっては、裸眼で見た時の光学的分解能では不十分である。光学的分解能は、まずは２〜４倍の倍率の従来の拡大鏡により改善される。それと同時に照明を最適化するために、そのほかに額帯電灯が必要となる。拡大鏡と額帯電灯の組み合わせにより、歯根管の約５ｍｍの深さまでは十分に評価できる。それより深い歯根管の場合は、ほぼ平行な導光を行う手術用顕微鏡が必要となる。

手術用顕微鏡は、ピボットアームによって診療椅子にかざされるように取り付けられ、さまざまな機能を果たす。先行技術において知られている手術用顕微鏡は双眼式であり、したがって、片眼ずつの拡大装置を備えるように設計されている。

従来の手術用顕微鏡は、歯の内部の非常に狭く、角度のついた歯根管と窩洞、たとえば湾曲した歯根管を診察できるように、どの次元においても連続的に傾けることができるが、その範囲は限られている。ほとんどの場合、光学倍率は、一方で、構造の微小な細部が見えるように、他方で、手術領域全体の概観を把握できるように調整できる。

独国実用新案第２９６０４８４８Ｕ１号明細書は、歯科治療用、特に歯と顎の治療に用いられる双眼手術用顕微鏡を開示している。この手術用顕微鏡は下向きであり、医師は接眼レンズと前方レンズを通して顎領域の内部を観察できる。手術対象物には前方レンズを通じて照明が当てられ、光は導光手段を通して導かれるか、顕微鏡内の光源から発せられる。

双眼鏡型の設計では、顕微鏡を比較的安定に下垂させる必要があり、これは従来、振動を吸収する、揺れない天井取付けによって行われる。それゆえ、対物レンズは上から下に向かって垂直に向けられ、限られた範囲で横方向に旋回できるようにするためには、設計はかなり複雑とならざるをえない。さらに、治療する医師は、２つの接眼レンズに関して非常に正確な姿勢をとらなければならず、姿勢を一定に保たなければならない。頭部をわずかに動かしたり、回転させたりしただけでも、画像の重複やその他の機能不良につながる。設計上の理由により、手術領域の照明は、動作距離と光源から対物レンズまでの距離によって限定される。さらに、形状面の理由により、非常に狭く、細い歯根管の立体視は不可能である。動作距離は、ほとんどの場合、不可変対物レンズにより約２５０ｍｍに予め設定されており、複雑な機械的構造によって調整しなければならない。さらに、手術用顕微鏡を用いて手術を行う場合、患者に最適で正確な姿勢をとらせることが必要となる。

上記の代案として、独国特許第１０２０３２１５Ｂ４号明細書は、物体照明のための光源を有する対物レンズと、接眼レンズと、カメラを備える手術用顕微鏡を開示しており、診察対象物体が視診のために接眼レンズによって再現され、カメラが対物レンズを通じて物体の画像を撮影する。接眼レンズは再現装置とともに、物体とカメラに関する移動という点で分離される。この目的のために、接眼レンズは接眼レンズ支持部に固定され、この支持部は対物レンズに関して調節可能であり、それ自体は対物レンズとカメラを担持する顕微鏡支持台に取り付けられている。それゆえ、対物レンズと接眼レンズの位置は、相互に関して分離される。

独国実用新案第２０２００６０２００３９Ｕ１号明細書もまた、照明手段と、物体の画像および／または物体により発生された中間像を記録するための可変絞りを有する立体視装置を開示しており、照明手段のビーム経路のために可変絞りが設けられている。光源が一体化された可変絞りは、所定の照度幾何を得るために、一部制御可能であり、および／または位置を変更できる。

本発明の目的は、医療分野、特に歯科および耳鼻咽喉科において、小さく、特に深い窩洞内の微小な細部を診断するための物体観察倍率増大装置を提供することである。この装置は、装置が手術に使用されている間、診察対象物体の最適な照明を確実に行うように設計されている。特に深く、狭い構造においては、グレアができるだけ少なく、シャドウがほとんど発生しない、良好な照明が手術領域に当てられることになる。この装置は、歯科、特に歯根管と歯間空間の診察に適したものとされる。この装置は使いやすく、人間工学に適ったものとなる。また、この装置は、少ない数の、単純な構造の構成要素から製造し、それゆえ、費用対効果の高い、ほとんど複雑でない方法によってこれを生産することも目指す。

本発明によれば、その目的は、医療用拡大装置により達成される。この装置は、光軸を有する光学系と、照明手段と、締結要素と、を有し、光学系は単眼型の設計であり、近位端に接眼ンレンズを有する。光学系の近位端とは、この端が観察者側に向いていると理解するものとする。したがって、観察者は近位端を通じて光学系を覗く。

光学系の遠位端、すなわち観察者と反対に向かう端には、中空の円筒形の照明手段が光軸の方向に設置されており、この照明手段は光軸の方向の領域を照明する。本発明の概念によれば、照明手段は光軸に関して同軸に配置され、光学系に固定連結される。照明手段が生成する照明パターンは、光学系の光軸と同心円状で、診察対象物体に対して有利な照明を確実に行うことができる。照明手段と光学系の間の固定連結により、装置、特に光学系を調節でき、そのほかに照明手段を調整する必要がない。有利な点として、光学系と照明手段の調整を１ステップで行うことができる。

本発明による拡大装置の締結要素はまた、光学系に接続可能で、光学系を患者に関してどの方向にも調整可能な手段も有する。どの方向にも調整可能とは、光学系がすべての方向に無制限に移動することと理解するものとする。それゆえ、光学系は、その位置に関係なく、任意のどの向きにも固定できる。

本発明の好ましい実施形態によれば、照明手段は、光軸の周囲にリング状に配置されたＬＥＤの形態の発光体を有する。ＬＥＤは、中空の円筒形の照明手段の円周上に均等に分散され、それゆえ、それらすべてが光軸の周囲に同軸的に分散される。円周上に均等に分散されたＬＥＤの同軸的な配置とは、光軸から、したがって照明手段の中心軸からの距離が均一なＬＥＤの配置と理解するものとする。照明手段を光学系に関して同軸的に方向付けることによって、光軸と照明手段の中心軸は相互に重なる。光学系の光軸と照明手段の中心軸は同じである。照明手段は、有利には、４つのＬＥＤにより設計される。

本発明の有利な実施形態によれば、拡大装置は、電源に電気的に接続された電気駆動式作動モータを有する。作動モータは、一方で、光学系の焦点を合わせるため、または焦点調整手段を駆動するため、他方で、締結要素を通じて患者および／または治療を行う人物に関する位置に光学系の位置を整合させるため、すなわち、光学系の位置を変えるために提供される。

光学系、特に照明手段と焦点調整手段の作動モータおよび、締結要素の作動モータは、好ましくは、電源としての、たとえばバッテリの形態の電気エネルギー貯蔵装置に接続される。しかしながら、照明手段と作動モータはまた、代わりに送電網から操作される消費部としても設計することができる。電気作動モータを用いる設計の代わりに、光学系、特に焦点調整手段と締結要素は、手動でも操作可能であり、本発明による拡大装置の電源供給が照明手段のみに限定されるようにすることもできる。

本発明の好ましい実施形態によれば、光学系は、近位端において画像撮影装置により延長することができ、または接眼レンズと交換され得る。画像撮影装置は、接眼レンズ、写真またはフィルムの形態で画像を表示し、撮影するモニタおよび／またはカメラとして設計される。

光学系の焦点調整手段は好ましくは、２０ｃｍ〜４０ｃｍの範囲内で焦点調整可能に設計される。焦点調整は、光学系で直接実行される。

さらに、光学系は、有利な点として、近距離で最大１２倍の倍率まで提供し、最適な倍率値は８〜１２倍の範囲内にある。倍率値はまた、一方で、拡大装置と診察対象物体の間の距離を変えることによって、他方で、光学的ズーム装置を利用することによって調整可能である。

本発明の他の実施形態によれば、光学系を締結するための締結要素の手段は、ホルダ、ヒンジ、固定装置を含む。締結要素は好ましくは、ヒンジジョイントを有し、また少なくとも１つのボールジョイントを有するスプリングアーム支持手段から形成され、それによって、光学系は、対物レンズの方位に関して無制限に調整可能である。

締結要素は手術中、または治療または処置中、光学系に接続されている。有利には、光学系はそこに配置された照明手段とともに、締結要素によって診療チェアユニットに取り付けられ、旋回可能に支持されるようにすることができる。使用しない時には、拡大装置を容易に取り外し、または旋回させて手術領域から遠ざけることができる。締結要素はまた、診療チェアユニットと光学系の双方から取り外すことが可能であり、少数の個別の構成要素として収容できる。

あるいは、有利には、締結要素により、光学系は照明手段とともに従来の手術用ライトにも取り付けることができ、または、手術用ライトに内蔵可能に設計することができる。手術領域の照明に関する手術関係者の要求に応じて、本発明による光学系はまた、手術用ライトの代わりに動作させることが可能である。その場合、光学系は手術用ライトの代わりとなる。

本発明による解決策はそれゆえ、以前は複雑な設計で、操作が難しく、高価な立体視顕微鏡を使用しなければ実現できなかったような、狭く、深い窩洞、たとえば歯の窩洞の診察に関してさまざまな利点を有する。本発明による物体観察倍率増大装置により、特に歯科分野において、診察対象物体を最適に照明し、簡単で人間工学に適った操作により、歯間空間の齲蝕および歯根管の異常、たとえば歯根管の経路において、湾曲度、隠れた分岐、セメント残留物またはその他の診察を行うことができる。少ない数の、単純な構造の構成要素から、それゆえ技術的複雑さをそれほど伴わずに製造可能な本発明の装置により、治療の質を向上させ、および／または治療時間を短縮することができる。したがって、この装置は生産コストが安く、保守と操作の点で非常に効率的である。

本発明のその他の詳細、特徴および利点は、実施形態に関する以下の詳細な説明から、また添付の図面を参照することによって明らかとなるであろう。

物体観察倍率増大のための単眼式装置の側面図を示す。 光学系と、光透過口を有する照明手段を示す。 歯の側面図を示し、歯の外面形状と歯根管を示す。 歯根管が開いており、歯根管の底部に異常のある歯の上面図である。

図１は、物体観察倍率増大のための、本発明による単眼型拡大装置１の側面図を示す。単鏡筒望遠鏡の形態に設計された光学系２は、近位端、すなわち観察者側に向かう端に接眼レンズ５を有する。遠位端、すなわち光学系２の、観察者と反対に向かう端において、光学系２には手動の焦点調整手段１５が設けられ、これは、２０ｃｍ〜４０ｃｍの範囲内で診察対象物体と光学系２の間の距離を変化させて焦点調整を行うように設計されている。

他の実施形態によれば、光学系２、特に焦点調整手段１５は、電気的に駆動される作動モータを備え、電源に電気的に接続されている。たとえば、電気エネルギー貯蔵装置、たとえばバッテリ、または公共の送電網が電源として使用される。光学系２は、近距離で最大１２倍の倍率、特に８〜１２倍の倍率となるように提供される。

遠位端において、有利には、光学系２には光軸の方向の照明手段３も設けられている。照明手段３は、この領域の光学系２とまったく同様に円筒形であり、光学系２に固定連結されるが、有利には、取り外し可能である。照明手段３は、特に中空の円筒として設計される。

光学系２自体は、締結要素７に連結される。締結要素７は、好ましくは、光学系２を垂直および水平移動させるためのヒンジジョイント８を備えるスプリングアームサポートを有する。さらに、有利な点として、締結要素７はボールジョイント６を有するように設計され、それによって光学系２はすべての方向に旋回可能でもある。スプリングアームサポートの締結要素７およびボールジョイント６とヒンジジョイント８により、光学系２をどの方向にでも調整できる。したがって、対物レンズの方向を全方向に調整でき、すなわち方向が制約されない。他の利点は、締結要素７にはまた、光学系２を患者と治療を行う人物に関して所望の調整された位置に固定するための固定装置も設けられることである。それゆえ、光学系２の位置は、予期せず急激に揺れた場合であっても保持される。締結要素７は、支持のための有効かつ構造的に単純な解決策であり、これによって光学系２を簡単に診療チェアユニットに取り付けることができる。

他の実施形態によれば、光学系２は照明手段３とともに、手術用ライトに直接取り付けても、あるいは締結要素７によって手術用ライトと一体化してもよい。

光学系２はまた、容易に締結要素７および照明手段３と一緒に操作でき、片手で操作できる点が特に有利である。この装置を使用するのに、オペレータの訓練はごく短期間ですむ。

図２は、光学系２と、光透過口を有する照明手段３を示す。光透過口９は光学系２の光軸上に方向付けられている。中空の円筒形の設計の照明手段３は、光透過口９の周囲に同軸的に位置付けられ、円周上に均等に分散されたＬＥＤ４を有する。それゆえ、すべてのＬＥＤ４も同軸的に方向付けられ、すなわちＬＥＤ４がすべて光軸から同じ距離にある。好ましくは、少なくとも４つのＬＥＤ４が設置されるが、それより多くのＬＥＤ４を使用することも可能であり、これらは、相互に特定の組み合わせでオンに切り替えることができる。ＬＥＤ４は、有利には、光学系２の光軸と同心円状で、診察対象物体を非常に良好に照明し、従来の手術用ライトの代用とすることができるような照明パターンを発生する。

同軸的で同心円状の照明を行う、本発明による単眼型拡大装置１は、歯科において、特に歯根管および歯間空間の診察に適している。深く、狭い歯の構造を、ほとんどシャドウを発生させずに照明することができる。

図３は、診察対象の歯１０の側面図を示し、歯の外面形状１１と歯根管１２を示している。歯１０はたとえば、歯高ＺＨが１８ｍｍで、その歯根管１２の直径はほぼ１ｍｍ程度、深さは約１２ｍｍ〜１３ｍｍである。

診察対象の異常１４は、歯根管１２の下方領域に示されている。歯１０の歯根管１２の中の異常１４の例は、歯根管の経路、特に歯根管の湾曲度または隠れた分岐、セメントの残留物、齲蝕またはその他である。歯１０の神経もまた、本発明による拡大装置１を通じて、歯根管１２の中で容易に見ることができる。

図４は、図３から類推されるもので、開いた歯根管１２と歯根管１２の基底部に異常１４を持つ歯１０の上面図である。

歯１０はたとえば、歯幅ＺＢが１０ｍｍである。歯根管の入口１３の歯根管幅ＫＢは約０．７ｍｍである。

近距離での物体観察倍率増大および可視化のための、光学系２と照明手段３を有する本発明の拡大装置１を使用することにより、特に深い歯根管だけでなく、歯間空間の容易で効率的な診察が可能となる。

医療用、特に歯科および耳鼻咽喉科における物体観察倍率増大のための本発明の拡大装置１により、非常に複雑な手術用顕微鏡と追加の手術用ライトの使用を概して不要とすることができる。

１ 拡大装置
２ 光学系
３ 照明手段
４ ＬＥＤ
５ 接眼レンズ
６ ボールジョイント
７ 締結要素
８ ヒンジジョイント
９ 光透過口
１０ 歯
１１ 歯の外面形状
１２ 歯根管
１３ 歯根管入口
１４ 異常
１５ 焦点調整手段
ＺＨ 歯高
ＺＢ 歯幅
ＫＢ 歯根管の幅

Claims (10)

1. 光軸を有する光学系（２）と、照明手段（３）と、締結要素（７）と、を有する医療用拡大装置（１）において、
   前記光学系（２）は、近位端において、単眼型設計の接眼レンズ（５）を有し、
   前記照明手段（３）は、
   中空の円筒形に設計され、
   前記光学系（２）の遠位端に接続され、
   光軸に関して同軸的に配置され、それゆえ、同心円状の照明パターンを発生し、
   前記締結要素（７）は、前記光学系（２）に接続でき、前記光学系（２）がどの方向にも調整可能であるように設計された手段を含む、
   医療用拡大装置（１）。
2. 前記照明手段（３）が、光軸の周囲で同軸的に、リング状に配置され、円周上に均等に分散されたＬＥＤ（４）を有することを特徴とする、請求項１に記載の医療用拡大装置（１）。
3. 電気的に駆動される作動モータが、焦点調整および／または位置変更のために設置され、電源に電気的に接続されるように設計されることを特徴とする、請求項１または２に記載の医療用拡大装置（１）。
4. 前記光学系（２）および／または前記照明手段（３）が、電源としての電気エネルギー貯蔵装置を有するか、送電網に接続されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療用拡大装置（１）。
5. 前記光学系（２）が、前記近位端において画像撮影装置で延長可能か、前記接眼レンズ（５）と交換可能であるように設計されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用拡大装置（１）。
6. 前記光学系（２）が焦点調整手段（１５）を有し、焦点調整が前記光学系（２）上で２０ｃｍ〜４０ｃｍの範囲内で調節可能であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の医療用拡大装置（１）。
7. 前記光学系（２）が、近距離で最大１２倍の倍率に設計されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の医療用拡大装置（１）。
8. 前記光学系（２）が、近距離で８〜１２倍の倍率に設計されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の医療用拡大装置（１）。
9. 前記締結要素（７）の手段は、ヒンジジョイント（８）、ボールジョイント（６）および固定装置を有するスプリングアームサポートを含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の医療用拡大装置（１）。
10. 前記光学系（２）が前記照明手段（３）とともに、前記締結要素（７）を介して診療チェアユニットに取り付けることができることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の医療用拡大装置（１）。

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