JP2607828C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、光学アダプターを介して双眼顕微鏡に搭載され
たハイディフィニションテレビ（ＨＤＴＶ）用カメラを含むハイディフィニショ
ンテレビ統合顕微鏡システムに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、顕微鏡のみを用いて脳神経外科等の手術を行う場合は、手
術を担当する主術者及びその助手しか手術部位の像を見ることができないという
制限があったが、近年では、テレビ映像を利用することで、麻酔医、看護婦、或
いは研修医等の手術関係者にもその映像を提供することができるようになり、共
同作業の円滑化に役立つようになってきている。 【０００３】また、立体映像を得る方法として、顕微鏡の左右に設けられた助手
用の側視鏡の光路にそれぞれテレビカメラを取り付け、各カメラからの出力を２
台のＶＴＲに収録し、再生には２台のＶＴＲを同期運転してディスプレイ装置に
送る方式が使われている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来例では、現行のテレビ
方式を用いているため、解像度の低さによる画像情報の少なさや、ＶＴＲに記録
された映像の色再現性の劣化等により、実用面に制限がもたらされている。また
、ディスプレイ方法として、２台のモニター或いはスクリーンと偏向板、偏向メ
ガネを使う方法や、１台のモニター或いはスクリーンに、交番に左右像を再現し
、液晶シャッターメガネで左右の目に取り込んで立体像を得る方式が用いられて
いるため、以下のような不具合があった。 【０００５】１）偏向板やシャッターを使うので、映像が暗く（半分以下）なっ
てしまい、目の疲労により長時間の手術に使えない。 ２）左右のレンズの焦点距離、カメラ特性を精密に合致させる必要がある。 ３）左右のモニター或いはスクリーンの明るさ、色調が合いにくい。本発明は、
上記課題を解決するためになされたもので、ハイディフィニションテレビ用カメ
ラで撮像した患者の手術部位の立体映像に、当該手術部位に関連する医療情報を
含む映像を立体映像として合成し、ハイディフィニションテレビモニター上に表
示することにより、主術者がより正確に効率的な手術を行えるハイディフィニシ
ョンテレビ統合顕微鏡システムを提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、光学アダ
プターを介して双眼顕微鏡に搭載されたハイディフィニションテレビ用カメラを 含むハイディフィニションテレビ統合顕微鏡システムであって、双眼顕微鏡から
手術部位の左右の像をそれぞれ入力する入力手段と、入力された左右の像を人間
の左右の目とほぼ平行になるように結合する結合手段と、結合された左右の像を
ハイディフィニションテレビ用カメラに出力する出力手段とを有する光学アダプ
ターと、前記光学アダプターの結合手段により結合されて前記ハイディフィニシ
ョンテレビ用カメラで撮像された手術部位の１画面の立体映像に、当該立体映像
に関連する医療情報を含む映像を立体映像として合成する合成手段と、前記合成
手段により前記医療情報が立体映像として合成された手術部位の映像をハイディ
フィニションテレビモニター上に表示する表示手段とを備えることを特徴とする
。 【０００７】 【作用】かかる構成において、光学アダプターにより双眼顕微鏡から入力された
手術部位の左右の像が結合されてハイディフィニションテレビ用カメラで撮像さ
れた手術部位の１画面の立体映像に、当該立体映像に関連する医療情報を含む映
像を立体映像として合成し、前記医療情報が立体映像として合成された手術部位
の映像をハイディフィニションテレビモニター上に表示するように動作する。 【０００８】 【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る好適な一実施例を詳細に説明する
。図１は、本実施例におけるワイドテレビ統合顕微鏡システムの全体構成を示す
図である。同図において、１は手術用顕微鏡であり、微細で正確な治療を必要と
する脳神経外科等の手術において用いられる双眼顕微鏡である。２は撮像系光学
アダプターであり、双眼顕微鏡１より左目、右目用の映像をそれぞれ出力する。
３はワイドテレビ用のカメラ、例えば縦横比Ｖ：Ｈが９：１６のハイビジョン（
ＨＤＴＶ）用のカメラ（以下「テレビカメラ」と称す）であり、接続された撮像
系光学アダプター２からの左目、右目用の映像を、それぞれがＶ：Ｈ＝９：８の
２つの像を接合した１つの映像信号として撮像する。 【０００９】６ａ，６ｂはスキャンコンバーターであり、経過映像、ＣＧ映像な
どの医療情報５、及び超音波ナビゲーター４からの超音波誘導映像等をテレビカ
メラ３からの映像信号に合成できるように変換する。７は合成装置であり、テレ
ビカメラ３からの映像信号とスキャンコンバーター６ａ，６ｂからの映像信号と を合成して出力する。８は分配器であり、合成装置７で合成された映像信号を後
述する収録・再生系、及びワイドテレビ方式のディスプレイ系に分配する。９は
収録・再生系としての記録装置（ＶＴＲなど）である。 【００１０】１０ａは主術者用のＣＲＴモニター（モニター）であり、送られて
きた信号に従って表示を行うことにより、横長の表示画面（Ｖ：Ｈ＝９：１６）
を左右にほぼ２分割した画面領域に左右それぞれの視差を持った左右それぞれの
映像が形成される。１１は観察補助装置としての光学アダプターであり、モニタ
ー１０ａの画面左部と右部のそれぞれの映像を、観察者の左右の目とほぼ平行に
なるように屈折させることにより、立体視を可能とする。１０ｂ乃至１０ｄはそ
れぞれモニターであり、手術助手、看護婦、及び研修医がそのままで、若しくは
光学アダプター１１を用いることで、主術者と同じ映像を見ることができる。 【００１１】以上の構成において、撮像系光学アダプター２により双眼顕微鏡１
からの左目、右目用の映像が左右１画面に接合された態様で、ワイドテレビ用の
カメラ３で撮像され、１系統の映像信号としてワイドテレビ方式のモニター１０
ａ〜１０ｄの表示画面に左右の映像が並べて表示され、その左画面と右画面をそ
れぞれ左眼と右眼へ区分する観察補助装置としての光学アダプター１１により立
体視を可能とするものである。 【００１２】次に、上述の撮像系光学アダプター２と光学アダプター１１の構成
及び機能について更に詳述する。まず撮像系光学アダプター２について以下に説
明する。図２は、１台のテレビカメラ３、例えばハイビジョン（ＨＤＴＶ）用の
カメラと手術用双眼顕微鏡１とを繋げるための撮像系光学アダプター２の構成を
示す図である。 【００１３】図示するように、撮像系光学アダプター２は、ミラー２０１，２０
２，２０７レンズ２０３，２０８、プリズム２０５，２０９、アイリス２０６及
び視野内の像を正象にする回転装置（イメージ・ローテーター）２０４が左右対
称にそれぞれ配置され、手術用双眼顕微鏡１からの手術部位の像を、破線で示す
双眼顕微鏡取り出し口より入力し、テレビカメラ３の像位置に収めるものである
。 【００１４】上述の光学アダプター２により、従来、主術者が手術用双眼顕微鏡
１を通して見ているのと同じ主術部位の左右の像をワイドテレビのアスペクト比 （９対１６）の画面上に接合させることができると共に、左右の画面中心に左右
（裸眼視平行法の場合）又は右左（裸眼視交差法の場合）それぞれの映像の中心
がくるようにすることができる。尚、光学アダプター２は手術用双眼顕微鏡だけ
でなく、例えば立体視を必要とする内視鏡等に適用することも可能である。 【００１５】以上のようにして作成された映像をモニターに映し出すことにより
、立体視を得ることができる。この立体視の方法には、補助装置を使わない裸眼
による方法と観察補助装置による方法がある。裸眼視による立体視には平行法と
交差法があり、平行法では左目用像を左側に、右目用像を右側に配置し、逆に交
差法では左目用像を右側に、右目用像を左側に配置するようにする。これを実現
する方法としては、撮像系光学アダプター２のイメージローテーター２０４及び
カメラ３を回転させて行う機械系の方法と、フレームメモリと映像合成装置など
を使う電子系の方法とがある。次に、観察補助装置としての光学アダプター１１
について以下に説明する。図３は、モニター１０ａに光学アダプター１１を付加
した状態の上面図であり、図４はその側面図である。図３に示すように、光学ア
ダプター１１はモニター１０ａの表示画面３１に対応するような大きさを有する
開口部４１と、その開口部４１より筒状に形成され、後述するくさび状のプリズ
ム及びレンズ４３を含む接眼部４２とで構成され、筒状の内部空間には左右に分
割するための隔壁４４が設けられている。 【００１６】尚、上述のくさび状のプリズム及びレンズ４３は、観察者の左右の
眼とモニター１０ａの画面左部と右部のそれぞれの中心点とをそれぞれ結ぶ２本
の線（代表的な視軸）３２，３３が観察者の左右の眼に入射された時に、実質的
に凝視点となる表示された画面上の像を所定の距離の範囲に凝視できるようにす
るものである。 【００１７】また、筒状の光学アダプター１１は、モニター１０ａの表示画面３
１の大きさに対応し、相似形のままで接眼部４２と開口部４１との間の寸法を変
化させて、同一の光学特性を有する接眼部４２において種々のモニター１０ａの
画面寸法に対応させるものである。つまり、図４に示す破線部分５０のように、
モニターが小さい場合でも、光学アダプター１１の画面側をカットして開口部と
することにより対応させることができ、たとえ画面寸法が変化しても観察者の視 野角を変化させないような工夫が成されている。 【００１８】このように、実施例によれば、ワイドテレビの画面特性（Ｖ：Ｈ＝
９対１６）を活用し、一つの画面の左右に、双眼顕微鏡からの左右の顕微鏡映像
を２つ並べて配置（９対８×２）するように１台のワイドテレビ用カメラで撮像
し、撮像された映像に医療情報を合成或いはスーパーインポーズしてワイドテレ
ビのモニターに表示させ、そのままで、或いはモニターに取り付けた光学アダプ
ターにより立体画像が得られ、また立体映像を１台のＶＴＲで収録・再生するこ
とができる。 【００１９】従って、実施例のシステムによれば、以下のような効果が得られる
。 １）患部の立体映像に医療情報（超音波ナビゲーション映像、患部経過映像、心
電図等）を立体映像として合成或いはスーパーインポーズできるので、底侵襲で
効率的な手術ができ、手術時間が短縮される。 ２）助手、看護婦、研修医が主術者と同じ映像を見ることにより、協調作業が可
能となる。 【００２０】３）記録装置（ＶＴＲ等）、伝送が１系統ででき、左右映像の焦点
距離、大きさ、色合いのアンバランスを生じず、ＶＴＲ２台の同期運転などの煩
わしさがない。また、記録した経過を画像データベースとして活用できる。 ４）ディスプレイに偏光板、液晶シャッターを使わないので、明るい映像が得ら
れ、疲労を感じることなく長時間の手術が行える。 【００２１】５）主術者がやりにくい姿勢で手術を行う必要がなくなる。 ６）そのまま遠隔診断に、将来は遠隔手術（テレオペレーション）に応用するこ
とができる。 尚、本発明は、上述した好適な実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に
記載された範囲内において、種々の変形が可能である。 【００２２】 【効果】以上説明したように、本発明によれば、双眼顕微鏡から光学アダプター
を介して入力した手術部位の左右の像をハイディフィニションテレビ用カメラで
撮像し、患者の手術部位に関連する医療情報を含む映像を当該手術部位の立体映
像に立体映像として合成し、前記医療情報が立体映像として合成された手術部位 の映像を ハイディフィニションテレビモニター上に表示することにより、主術者
がハイディフィニションモニターを見ながら、より正確で効率的に手術を行える
と共に、無理な姿勢をとる必要もなく、自然な疲れない姿勢で手術を行うことが
可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】実施例におけるワイドビジョン統合顕微鏡システムの構成を示すブロッ
ク図である。 【図２】図１に示す光学アダプター２の構成を示す図である。 【図３】モニター１０ａと光学アダプター１１との接続を示す上面図である。 【図４】モニター１０ａと光学アダプター１１との接続を示す側面図である。 【符号の説明】 １ 双眼顕微鏡 ２ 光学アダプター ３ ワイドビジョンカメラ ６ａ スキャンコンバーター ６ｂ スキャンコンバーター ７ 合成装置 ８ 分配器 １０ａ モニター １１ 光学アダプター

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 光学アダプターを介して双眼顕微鏡に搭載されたハイディフィニ
   ションテレビ用カメラを含むハイディフィニションテレビ統合顕微鏡システムで
   あって、 双眼顕微鏡から手術部位の左右の像をそれぞれ入力する入力手段と、入力され
   た左右の像を人間の左右の目とほぼ平行になるように結合する結合手段と、結合
   された左右の像をハイディフィニションテレビ用カメラに出力する出力手段とを
   有する光学アダプターと、 前記光学アダプターの結合手段により結合されて前記ハイディフィニションテ
   レビ用カメラで撮像された手術部位の１画面の立体映像に、当該立体映像に関連
   する医療情報を含む映像を立体映像として合成する合成手段と、 前記合成手段により前記医療情報が立体映像として合成された手術部位の映像
   をハイディフィニションテレビモニター上に表示する表示手段とを備えることを
   特徴とするハイディフィニションテレビ統合顕微鏡システム。 【請求項２】 前記合成手段により前記医療情報が立体映像として合成された手
   術部位の映像を収録及び再生する収録再生手段を更に備えることを特徴とする請
   求項１記載のハイディフィニションテレビ統合顕微鏡システム。 【請求項３】 前記合成手段により前記医療情報が立体映像として合成された手
   術部位の映像を前記収録再生手段及び複数の表示手段に分配する分配手段を更に
   備えることを特徴とする請求項２記載のハイディフィニションテレビ統合顕微鏡
   システム。