JP3318041B2 - 手術用顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、術部を拡大観察する
ために用いられる手術用顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、手術手法・手術用具の発達に伴い
微細な手術、いわゆるマイクロサージャリーが頻繁に行
われるようになってきた。マイクロサージャリーには眼
科や脳神経外科に例を見るように、術部を拡大観察する
ために手術用顕微鏡が用いられる。

【０００３】一般に手術用顕微鏡は、術部を拡大観察す
るための顕微鏡からなる鏡体部と、この鏡体部を所望の
位置・角度に移動し、保持するためのアーム及び架台か
らなる架台部とで構成され、これら鏡体部及び架台部は
手術内容に合わせて多種多様である。

【０００４】従来の手術用顕微鏡の架台では水平方向や
垂直方向への鏡体部の移動は容易に行うことができる
が、手術用顕微鏡を使用中に注視点を動かすことなく、
観察方向を変えるには鏡体部の俯仰・傾斜運動とともに
水平面内での移動と垂直方向での移動を同時に行わなけ
ればならなかったため、その操作は非常に不便であり、
また迅速に行うことができなかった。

【０００５】脳神経外科手術において、例えば脳深部の
手術中、急激に注視点を中心として観察角度、すなわち
鏡体部の向きを変えて処理しなければならないことが度
々起こるが、従来の手術用顕微鏡の架台では、このよう
な要望に対しては、きわめて不便である。

【０００６】そこで、前記のような要望に応え、手術中
でも随時注視点を中心として鏡体部を移動し、注視点を
注視しながら容易に観察角度を変更できるものとして、
スイス特許第４８２，４３９号に示されるような架台が
ある。この架台は平行四辺形リンク機構を利用して、か
つ電気的な制御によるものである。

【０００７】その他にも平行四辺形リンク機構を利用し
て、前記平行四辺形リンクの対向する２つのリンクと同
じ動きを顕微鏡固定部分がすることによって、同様な効
果が得られるものとして特公昭４９−９３７８号公報に
示されるような架台がある。

【０００８】また、図７に示すように、顕微鏡１００の
焦点Ｐが平行四辺形リンク機構１０１の両基端部を結ぶ
延長線１０２上に位置決め設置されていることを特徴と
して、同様な効果が得られるものとして特公平３−１８
８９１号公報に示されるような架台がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記注
視点を注視したまま観察角度を変更する操作は、手術中
には度々行われることがあるが、手術中の手術用顕微鏡
の周囲には各種の手術用機器が設置されており、また主
術者の他にも助手を含めて数人が手術室の中にいる。

【００１０】さらに、鏡体部に副術者用の側視鏡や、Ｔ
Ｖモニタ用の撮影装置等の付属ユニットを取り付けて使
用することが多く、手術用顕微鏡の周囲には十分なスペ
ースがあるとは言えない場合が多々ある。

【００１１】そのため前記注視点を注視したまま観察角
度を変更する操作を従来例に挙げた特公昭４９−９３７
８号公報や特公平３−１８８９１号公報のごとき構成に
おいて行う場合には、大きくて複雑な装置を動かすた
め、前記のスペースの大きさにより、鏡体部の動きが制
限を受け、前記鏡体部の可動範囲が十分な大きさでなく
なってしまう。

【００１２】また、別の従来例のスイス特許第４８２，
４３９号のごとき電気的な制御を利用した装置は複雑な
ものとなり前記装置を製作するには当然ながら費用が多
くかかってしまう。

【００１３】この発明は前記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、手術中に焦点位置をほ
とんど移動させることなく観察方向を変化させることが
できる手術用顕微鏡を簡単、安価にして提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段および作用】この発明は前
記目的を達成するために、請求項１は、水平方向及び垂
直方向に移動可能なアームと、このアームに枢支点を離
間して上端が揺動自在に枢支された複数のリンクと、こ
れらリンクの下端に枢支点を離間して揺動自在に支持さ
れ観察光軸が鉛直下向きになるように設けられた光学機
器とからなり、前記リンクは、その上端の枢支点を結ぶ
直線を下底、下端の枢支点を結ぶ直線を上底とする台形
状で、前記光学機器の焦点位置に近い点を回転中心とし
て回動する台形リンク機構を構成していることを特徴と
する。

【００１５】使用中に観察者が注視点を角度を変えて観
察しようとしたとき、光学機器を移動させることによ
り、台形リンク機構によって支持された光学機器が焦点
位置に近い点を回転中心として回動する。

【００１６】請求項２は、水平方向及び垂直方向に移動
可能なアームと、このアームに可変可能な枢支点を介し
て上端が揺動自在に枢支され下端が回動自在に連結され
た複数のリンクと、前記一方のリンクの下端に支持さ
れ、観察光軸が同リンクと同一直線上になるように設け
られた光学機器とからなり、前記リンクは、その上端の
枢支点の間隔を可変することにより、前記光学機器の焦
点位置に近い点を回転中心として回動する二等辺三角形
リンク機構を構成していることを特徴とする。

【００１７】使用中に観察者が注視点を角度を変えて観
察しようとしたとき、光学機器を移動させることによ
り、二等辺三角形リンク機構によって支持された光学機
器が焦点位置に近い点を回転中心として回動する。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の各実施例を図面に基づいて
説明する。図１〜図３は第１の実施例を示す。図中１は
水平方向及び垂直方向に移動可能なアームであり、この
アーム１の先端部には第１の回転軸２と第２の回転軸３
がその軸心を直交する方向に設けられている。第１の回
転軸２の両端部には第１のジョイント４と第２のジョイ
ント５が回転自在に支持され、第２の回転軸３の端部に
は第３のジョイント６が回転自在に支持されている。こ
れらジョイント４，５，６にはそれぞれピン７，８，９
が枢支されている。

【００１９】前記ピン７には第１のリンク１０、ピン８
には第２のリンク１１、ピン９には第３のリンク１２の
それぞれ上端部が連結されている。第１，第２および第
３のリンク１０，１１，１２は等しい長さであり、ピン
７，８，９を支点として回動自在である。

【００２０】一方、２２は鏡体支持部材１９に支持され
た光学機器としての鏡体であり、鏡体支持部材１９には
第３の回転軸２０と第４の回転軸２１がその軸心を直交
する方向に設けられている。第３の回転軸２０の両端部
には第４のジョイント１３と第５のジョイント１４が、
第４の回転軸２１の端部には第６のジョイント１５が設
けられ、これらジョイント１３，１４，１５にはそれぞ
れピン１６，１７，１８が枢支されている。

【００２１】さらに、第１のリンク１０の下端部は第４
のジョイント１３のピン１６に、第２のリンク１１の下
端部は第５のジョイント１４のピン１７に，第３のリン
ク１２の下端部は第６のジョイント１５のピン１８に回
動自在に連結されている。

【００２２】そして、第１のジョイント４と第２のジョ
イント５との間隔をＬ₁ とし、第４のジョイント１３と
第５のジョイント１４との間隔をＬ₂ とすると、Ｌ₁ ＞
Ｌ₂の関係にある。

【００２３】また、第１のジョイント４と第２のジョイ
ント５とを結ぶ直線と第３のジョイント６との間隔をＬ
₃ とし、第４のジョイント１３と第５のジョイント１４
とを結ぶ直線と第６のジョイント１５との間隔をＬ₄ と
すると、Ｌ₃ ＞Ｌ₄ の関係にあり、第１〜第３のリンク
１０，１１，１２は上端部から下端部に向かって互いに
間隔が狭く構成されている。

【００２４】さらに、鏡体支持部材１９に対して支持さ
れた鏡体２２は観察光軸２４が鉛直下向きになるように
固定されており、鏡体２２の側部には鏡体２２を操作す
るグリップ２３が固定されている。

【００２５】図２は、鏡体２２の正面から見て紙面に平
行な面内においてのみ鏡体２２を移動させる場合の第１
および第２リンク１０，１１、鏡体２２及び観察光軸２
４、焦点位置２５の関係を示す。

【００２６】このとき、第１および第２リンク１０，１
１はピン７，８，１６，１７を頂点としてピン１６，１
７を結ぶ直線を上底、ピン７，８を結ぶ直線を下底とす
る台形リンク機構を形成している。

【００２７】このように構成することによって、手術用
顕微鏡を使用中に観察者が注視点を角度を変えて観察し
ようとする時、グリップ２３を握って鏡体２２を好みの
観察角度になるように移動させる。

【００２８】ここで、鏡体２２を傾斜角度αだけ傾斜さ
せ、焦点位置近傍を中心に回転し焦点位置２５をΔｘだ
け移動する。図３は、鏡体２２の側面から見たとき、第
１および第２リンク１０，１１は同一直線上にあり、第
３のリンク１２をその対辺とする台形リンクを形成すれ
ば、図２と同様に、鏡体２２を俯仰角度α′だけ俯仰さ
せた時の回転中心は焦点位置２５とは一致せずに、焦点
位置２５はΔｘ′だけ移動することになる。

【００２９】このとき、鏡体２２の傾斜角度αまたは俯
仰角度α′が小さければ、焦点位置２５の移動量Δｘま
たはΔｘ′は小さいので注視点近傍を回転中心として観
察角度を簡単に変えることで、注視点の観察を行うこと
ができる。

【００３０】この場合に、第１〜第３のジョイント４，
５，６または第４〜第６のジョイント１３，１４，１５
に、第１〜第３のリンク１０，１１，１２の回転を固定
と固定解除に切り替えのできる機構、例えば電磁ブレー
キを備えグリップ２３にブレーキをＯＮ，ＯＦＦするス
イッチを設ければ、グリップ２３から手を離しても観察
方向を固定した状態で観察が可能である。

【００３１】したがって、コンパクトな構成であるため
観察角度を変える際に部材が移動するために必要となる
空間も小さくて済み、手術中の作業の妨げになることが
ないという効果がある。

【００３２】なお、第１〜第３のリンク１０，１１，１
２または鏡体２２の角度を例えば各回動部にロータリエ
ンコーダ等を付けることにより、鏡体２２の位置及び傾
斜，俯仰角度を検知して鏡体２２の位置及び傾斜，俯仰
角度に応じて焦点距離を変える可変対物光学系または鏡
体２２の位置及び傾斜，俯仰角度に連動する焦準機構等
を備えれば、観察角度を変えても注視点に正確にピント
が合った状態で観察することができる。

【００３３】図４および図５は第２の実施例を示す。手
術用顕微鏡のアーム１の先端部には回転軸２７が垂直方
向に軸支され、この回転軸２７には水平面内で回動自在
な旋回ガイド２８が設けられている。そして、この旋回
ガイド２８に対して水平面内の一方向に移動自在な摺動
ガイド２９が設けられている。

【００３４】摺動ガイド２９にはジョイント３０が設け
られ、このジョイント３０には回転軸３１を中心として
回動自在な第１のリンク３２の上端部が接続されてい
る。一方、前記回転軸２７を中心として回動自在に接続
されているジョイント３３には回転軸３４を中心として
回動自在な第２のリンク３５の上端部が接続されてい
る。

【００３５】第１と第２のリンク３２，３５の下端部に
はジョイント３６が設けられ、このジョイント３６は回
転軸３７を中心として第１のリンク３２と第２のリンク
３５の平行な面内で回動自在に接続され、また回転軸３
７は回転軸３１，３４の両方から等距離になるように接
続されている。

【００３６】さらに、第１のリンク３２の延長線上には
鏡体３８の観察光軸３９が第１のリンク３２と同一直線
上になるように、第１のリンク３２の延長線上に固定さ
れていて、かつ焦点位置４０が回転軸２７の延長線上に
あるような焦点距離になっている。

【００３７】図５は、鏡体３８の正面から見て紙面に平
行な面内においてのみ鏡体を移動させる場合の第１のリ
ンク３２、第２のリンク３５、鏡体３８及び観察光軸３
９、焦点位置４０の関係を示す。観察光軸３９が垂直の
ときは第１のリンク３２が第２のリンク３５と重なり、
回転軸３１は回転軸３４と重なる。

【００３８】このように構成することによって、手術用
顕微鏡を使用中に観察者が注視点を角度を変えて観察し
ようとするとき、鏡体３８を傾斜角度βだけ傾斜させる
と、回転軸３１，３４，３７を頂点として第１のリンク
３２と第２のリンク３５を等辺とする二等辺三角形リン
ク機構を形成することになり、焦点位置４０は回転軸２
７上でΔｙだけ移動することになる。

【００３９】このとき、鏡体３８の傾斜角度βが小さけ
れば、焦点位置４０の移動量Δｙは小さく、注視点近傍
を回転中心として観察角度を簡単に変えて、注視点の観
察を行うことかできる。また、回転軸２７を中心とし
て、この装置を回転させれば、一つの平面内だけでな
く、様々な角度からの観察が可能となる。

【００４０】ここで、鏡体３８の角度・位置の変化によ
る回転モーメント量を相殺する力が発生するように、摺
動ガイド２９に旋回ガイド２８を固定端としてばねを接
続すれば、鏡体３８は任意の角度でハランスされている
ので、鏡体３８の角度・位置を軽い力量で変えることが
できる。

【００４１】なお、例えばロータリエンコーダ等を各回
動部に付けることにより、第１のリンク３２または第２
のリンク３５の角度または鏡体３８の位置および傾斜・
俯仰角度または摺動ガイド２９の位置を検知して、前記
第１のリンク３２または第２のリンク３５の角度または
鏡体３８の位置および傾斜・俯仰角度または摺動ガイド
２９の位置に応じて、例えばアーム１の先端部を垂直方
向に移動させるなどして、焦点位置４０の位置を、ズレ
量Δｙ分だけ移動させれば、ある一点を注視点とし、そ
の点を回転中心として観察角度を変えて観察することが
できる。

【００４２】図６は開示例を示す。手術用顕微鏡のアー
ム４１の先端部に対してジョイント４２により第１のリ
ンク４３が転動自在に接続され、またジョイント４２の
回転中心を通る垂直な回転軸４４を中心として回動自在
で回転軸４４と同軸上に第２のリンク４５が接続されて
いる。

【００４３】第１のリンク４３の他端にはジョイント４
６により第３のリンク４７が、第１のリンク４３の中間
部にはジョイント４８により第４のリンク４９がそれぞ
れ回動自在に接続されており、第３のリンク４７と第４
のリンク４９は長さが等しく形成されている。

【００４４】さらに、第３のリンク４７の他端にはジョ
イント５０により第５のリンク５１が第１のリンク４３
の回転面と同一面を動けるように回動自在に接続されて
いて、またジョイント５０からの距離が、ジョイント４
６と４８の距離を等しくなるようにジョイント５２が第
４のリンク４９と第５のリンク５１とを回動自在に接続
している。したがって、第１〜第５のリンク４３，４
７，４９，５１は平行四辺形リンクを形成している。

【００４５】前記第２のリンク４５の下端には第１のガ
イド５３が固定され、この第１のガイド５３には第２の
ガイド５４が水平方向のみの移動ができるよう設けられ
ている。さらに、第２のガイド５４に対して垂直方向の
みに移動ができるよう第４のリンク４９に接続されてい
る。

【００４６】また、第５のリンク５１の延長線上にこの
第５のリンク５１と観察光軸５５が同一線上になるよう
に鏡体５６が固定され、かつ焦準距離は、焦点位置５７
が回転軸４４上にあるように構成されている。

【００４７】さらに、第１のリンク４３の傾きに伴う鏡
体５６の角度・位置の変化による回転モーメント量を相
殺する力が発生するように、第２のリンク４５を固定端
として第１のリンク４３にばね５８を接続すれば、鏡体
５６は任意の角度でバランスされているので、鏡体５６
の角度・位置を軽い力量で変えることができる。

【００４８】このように構成することによって、手術用
顕微鏡を使用中に観察者が注視点を角度を変えて観察し
ようとする時、ジョイント４２，４６，５０と焦点位置
５７はそれぞれを頂点としてジョイント４２と焦点位置
５７を結ぶ回転軸４４が固定されている、平行四辺形リ
ンクを形成していると見なせるため、第１のガイド５３
に沿って水平方向に移動する第２のガイド５４と、この
第２のガイド５４に沿って垂直方向に移動する第４のリ
ンク４９により焦点位置５７は全く動かず、焦点位置５
７を回転中心として観察角度を変えての観察を簡単に行
うことができる。

【００４９】さらに、平行四辺形リンクの固定辺となる
第２のリンク４５は回転軸４４について回転可能である
ため、鏡体５６を回転軸４４について回転させれば、一
つの平面内だけでなく、様々な角度から注視点を回転中
心として観察することができる。

【００５０】したがって、観察角度を変える際に平行四
辺形リンクが移動するのは主に垂直方向であるため、手
術用顕微鏡のまわりに置いてある他の手術機器との干渉
のおそれが少ない。

【００５１】また、平行四辺形リンクの１つの支点とな
るジョイント４２のみの動きを固定できる機構を設けれ
ば、平行四辺形リンクの動きも固定されるため簡単に観
察角度の固定ができる。

【００５２】また、例えばジョイント４２と４８間の第
１のリンク４３がおねじ部を持つ軸と内径がめねじであ
る筒体の接続により、見かけ上、１本の軸として接続さ
れていて、そのねじの回転により、前記ジョイント４２
と４８間の距離を可変にすることにより、鏡体５６の移
動に伴い、焦点位置５７を移動させ、注視点を回転中心
としない、観察角度の変更が可能となる。

【００５３】このことは、例えば脳深部の観察において
開口部の空中の一点を鏡体５６の回転中心として、観察
角度の変更をする場合に有効である。さらに、例えば同
様な構造で第３のリンク４７を伸縮させれば、焦点位置
５７を移動させての観察角度の変更もできる。また、第
２のガイド５４を第１のガイド５３に沿う形で水平面内
に電動で移動させれば、電動による注視点を回転中心と
する観察角度の変更が可能となる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、手術中に焦点距離をほとんど変えずに、被観察部を
角度を変えて観察することができ、また従来のものと比
べて簡単で小形化できるため手術空間の確保ができ、ま
た安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す手術用顕微鏡の
斜視図。

【図２】同実施例の作用説明図。

【図３】同実施例の作用説明図。

【図４】この発明の第２の実施例を示す手術用顕微鏡の
側面図。

【図５】同実施例の作用説明図。

【図６】別の手術用顕微鏡の側面図。

【図７】従来の手術用顕微鏡の構成図。

【符号の説明】

１…アーム １０，１１，１２…リンク ２２…鏡体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 絹川 正彦 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 (56)参考文献 特開 昭54−62845（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−18891（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−9378（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−9379（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 21/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向及び垂直方向に移動可能なアー
   ムと、このアームに枢支点を離間して上端が揺動自在に
   枢支された複数のリンクと、これらリンクの下端に枢支
   点を離間して揺動自在に支持され観察光軸が鉛直下向き
   になるように設けられた光学機器とからなり、前記リン
   クは、その上端の枢支点を結ぶ直線を下底、下端の枢支
   点を結ぶ直線を上底とする台形状で、前記光学機器の焦
   点位置に近い点を回転中心として回動する台形リンク機
   構を構成していることを特徴とする手術用顕微鏡。
2. 【請求項２】 水平方向及び垂直方向に移動可能なアー
   ムと、このアームに可変可能な枢支点を介して上端が揺
   動自在に枢支され下端が回動自在に連結された複数のリ
   ンクと、前記一方のリンクの下端に支持され、観察光軸
   が同リンクと同一直線上になるように設けられた光学機
   器とからなり、前記リンクは、その上端の枢支点の間隔
   を可変することにより、前記光学機器の焦点位置に近い
   点を回転中心として回動する二等辺三角形リンク機構を
   構成していることを特徴とする手術用顕微鏡。