JP3963779B2 - 手術用顕微鏡 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手術中に、術部を拡大観察するために脳神経外科等で使用される手術用顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から手術中に、手術用顕微鏡を用いて術部を拡大観察しながら手術を進めることが行われている。ここで使用される手術用顕微鏡には、図１７に示すように床上に設置される支持スタンドａと、この支持スタンドａ上に基端部が取付けられた多関節アームｂと、この多関節アームｂの先端部に取付けられた顕微鏡鏡体ｃとが設けられている。
【０００３】
そして、術者は顕微鏡鏡体ｃを覗きながら、顕微鏡鏡体ｃと術部ｄとの間に、術部ｄの処置を行う、例えば電気メスなどの術具ｅを挿入し、術部ｄの処置を行なっている。
【０００４】
また、特許第３０３２２１４号公報には術部ｄを撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像された画像を表示する表示手段（観察手段）とを分離した構成の手術用顕微鏡が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１７に示す手術用顕微鏡では、術部ｄと顕微鏡鏡体ｃとの間に術具ｅの作業空間が形成される。ここで、術部ｄと顕微鏡鏡体ｃとの間の作業空間の距離には制限があるため、使用できる術具ｅの長さに制限がある。例えば、術具ｅの長さが長い場合には顕微鏡鏡体ｃと術部ｄとの間の作業空間に入らない問題がある。逆に、術具ｅの長さが短い場合には術具ｅの先端部が術部ｄに届かない問題がある。
【０００６】
また、顕微鏡鏡体ｃが術部ｄの上方に配置されているため、術者が術部ｄを肉眼で直視できない。そのため、術部ｄの周辺は顕微鏡鏡体ｃの陰に隠れて見えない問題がある。さらに、術具ｅを操作する際に、術具ｅが顕微鏡鏡体ｃと干渉するおそれがあるので、顕微鏡鏡体ｃが邪魔になり、術具ｅを操作しにくい。
【０００７】
また、顕微鏡鏡体ｃの位置・形状により、術者の手や、目の位置が規制されるので、手術中の姿勢が窮屈なものとなり、術者の疲労を招くおそれがある。さらに、術具ｅや、術者の手は、顕微鏡鏡体ｃと術部ｄの間に配置されるため、これらが顕微鏡鏡体ｃの視野を遮ってしまい術部ｄが観察しにくくなる問題もある。
【０００８】
また、特許第３０３２２１４号公報の手術用顕微鏡では、術部ｄを撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像された画像を表示する表示手段とを分離しているので、術者が楽な姿勢で手術が行える。
【０００９】
しかしながら、この場合でも撮像手段が術部の上方に配置されるため、使用できる術具ｄの長さに制限がある。さらに、撮像手段が邪魔をして術部ｄを直視できない問題がある。また、術具ｅや、術者の手が撮像手段の撮影光路（術部ｄの撮像範囲）を遮ってしまう問題もある。
【００１０】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、手術中に、術具、術者の手が術野を遮らず、術具の操作性が高く、かつ術部を直視可能な手術用顕微鏡を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、術部を立体的に撮影するための２つの撮影光学系を備えた撮影手段と、前記２つの撮影光学系の対物レンズが取り付けられる支持枠を備え、この支持枠は、対物レンズの後方側から対物レンズの前方側へ連通する開口部を有し、前記２つの撮影光学系の対物レンズは、この開口部を間に挟んで開口部の両側に配置され、この開口部を通って対物レンズの後方側から術部に術具を近付けることが可能なように構成されていることを特徴とする手術用顕微鏡である。
【００１２】
そして、本請求項１の発明によれば、前記開口部を通って２つの撮影光学系の間から術部を直接目視して観察しながら術部に術具を近付けることが可能である。
なお、前記支持枠は、好ましくは、２本の腕部を有する略Ｕ字型の形状を備え、前記２つの撮影光学系の対物レンズは、各腕部の先端近傍にそれぞれ取り付けられる。
【００１３】
請求項２の発明は、前記撮影手段は、手術器具を支持する術具支持手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の手術用顕微鏡である。
【００１４】
そして、本請求項２の発明では、術具支持手段によって手術器具を支持することにより、手術器具は術具支持手段を支点として操作できるため、手術器具の先端がブレることなく安定して微妙な操作が可能になる。そのため、手術器具の操作性を向上させるようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図８（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図１は本実施の形態の手術用顕微鏡１の使用状態を示すものである。図１中で、参照符号２は手術室内に配置されたベッドである。このベッド２の側部に配設されたステー３には手術用顕微鏡１の固定台４が取付けられている。この固定台４は例えばベッド２の上に寝かされた患者Ｈの頭部などの術部Ｈ１の近傍位置に配置されている。
【００１６】
また、手術用顕微鏡１には略Ｕ字状の鏡体部（撮影手段）５が設けられている。この鏡体部５のＵ字状の湾曲部分の略中央部位には複数段式の支持アーム６の先端部が連結されている。この支持アーム６には複数のアーム要素６ａがそれぞれ関節部６ｂを介して自由に屈曲可能に連結されている。そして、この支持アーム６の基端部は固定台４に固定されている。なお、支持アーム６の各関節部６ｂには図示しない固定／解除機構を備え、鏡体部５を任意に移動、固定可能になっている。
【００１７】
また、手術用顕微鏡１の鏡体部５にはＵ字状フレーム（空間形成手段）７と、このＵ字状フレーム７の両端部に連結された略直線状の２つの光学枠８ａ，８ｂとが設けられている。これらの光学枠８ａ，８ｂは略平行に配置されている。そして、２つの光学枠８ａ，８ｂ間に術部観察用の空間Ｓが形成されている。
【００１８】
さらに、各光学枠８ａ，８ｂの先端部には図２に示すように各光学枠８ａ，８ｂの中心線Ｏ１ａ，Ｏ１ｂの方向と略直交する方向に屈曲された円筒状の屈曲枠体９がそれぞれ設けられている。
【００１９】
図３は２つの光学枠８ａ，８ｂのうちの一方の光学枠８ａの内部構造を示すものである。ここで、Ｕ字状フレーム７の両端開口部には内向きに屈曲されたリング状の屈曲端部１０が設けられている。さらに、各光学枠８ａ，８ｂの基端部にはこの屈曲端部１０と対応するリング状の連結溝部１１が形成されている。そして、各光学枠８ａ，８ｂの連結溝部１１にＵ字状フレーム７の屈曲端部１０が挿入される状態で、各光学枠８ａ，８ｂの基端部がＵ字状フレーム７の両端開口部に各光学枠８ａ，８ｂの中心線Ｏ１ａ，Ｏ１ｂの軸回り方向にそれぞれ回動自在に連結されている。
【００２０】
さらに、Ｕ字状フレーム７の両端部には各光学枠８ａ，８ｂの駆動モーターＭａ，Ｍｂが配設されている。そして、各駆動モーターＭａ，Ｍｂによって光学枠８ａ，８ｂをそれぞれＵ字状フレーム７に対し中心線Ｏ１ａ，Ｏ１ｂの軸回り方向に回転させるようになっている。
【００２１】
また、各光学枠８ａ，８ｂの内部には術部Ｈ１を撮像する撮像光学系（撮影光学系）１２と、術部Ｈ１を照明する照明光学系１３とが内蔵されている。なお、２つの光学枠８ａ，８ｂの内部構造は略同一構成になっているので、ここでは一方の光学枠８ａの内部構造について説明する。
【００２２】
この光学枠８ａの撮像光学系１２には焦点距離可変型の対物レンズ１４ａと、ミラー１５ａと、ズームレンズ１６ａと、結像レンズ１７ａと、ＣＣＤ１８ａとが設けられている。対物レンズ１４ａはこの光学枠８ａの屈曲枠体９の先端部に配設されている。さらに、ＣＣＤ１８ａは光学枠８ａの基端部に配設されている。また、光学枠８ａの先端部にはミラー１５ａが配設されている。そして、焦点距離可変対物レンズ１４ａの撮影光軸Ｏｐａは光学枠８ａ内のミラー１５ａでＣＣＤ１８に向けて反射されるようになっている。
【００２３】
また、ミラー１５ａとＣＣＤ１８ａとの間にはズームレンズ１６ａと、結像レンズ１７ａとが順次配設されている。そして、焦点距離可変対物レンズ１４ａによって撮像される術部Ｈ１の像はミラー１５ａ、ズームレンズ１６ａ、結像レンズ１７ａを順に介して伝送され、ＣＣＤ１８ａの結像面上に結像されるようになっている。
【００２４】
なお、他方の光学枠８ｂの撮像光学系１２も同様に構成されている。すなわち、光学枠８ｂの撮像光学系１２にも焦点距離可変型の対物レンズ１４ｂと、ミラー１５ｂと、ズームレンズ１６ｂと、結像レンズ１７ｂと、ＣＣＤ１８ｂとを備え、焦点距離可変対物レンズ１４ｂによって撮像される術部Ｈ１の像は撮影光軸Ｏｐｂに沿ってミラー１５ｂ、ズームレンズ１６ｂ、結像レンズ１７ｂを順に介して伝送され、ＣＣＤ１８ｂの結像面上に結像されるようになっている。
【００２５】
さらに、鏡体部５の２つの光学枠８ａ，８ｂの各対物レンズ１４ａ，１４ｂの撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂは、術部Ｈ１などの観察部位で交差するように構成されている。そして、手術用顕微鏡１の鏡体部５の２つの撮像光学系１２により、術部Ｈ１を立体的に撮影するようになっている。
【００２６】
また、２つの撮像光学系１２の各焦点距離可変の対物レンズ１４ａ，１４ｂはフォーカス用モーター１９ａ，１９ｂにより撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂ上に沿って進退可能に支持されている。これにより、２つの対物レンズ１４ａ，１４ｂはそれぞれ焦準可能となっている。
【００２７】
さらに、２つの撮像光学系１２の各ズームレンズ１６ａ，１６ｂは図示しないモーターにより撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂ上に沿って進退可能に支持されている。そして、各ズームレンズ１６ａ，１６ｂの進退動作により、変倍が可能となる。
【００２８】
また、一方の光学枠８ａの照明光学系１３にはライトガイド２０ａと、照明レンズ２１ａとが設けられている。照明レンズ２１ａは光学枠８ａの屈曲枠体９の先端部に撮像光学系１２の焦点距離可変型の対物レンズ１４ａと並べて配設されている。さらに、ライトガイド２０ａの先端部は照明レンズ２１ａの内面に対向配置されている。このライトガイド２０ａの基端部は図示しない光源装置側に延出されている。そして、図示しない光源装置からの照明光がライトガイド２０ａ内を通して導かれ、照明レンズ２１ａから術部Ｈ１に照明光を照射するようになっている。この照明レンズ２１ａから術部Ｈ１に照射する照明光の照明光軸ＯＬａは術部Ｈ１の位置で対物レンズ１４ａの撮影光軸Ｏｐａと交差するように設定されている。
【００２９】
なお、他方の光学枠８ｂの照明光学系１３も同様にライトガイド２０ｂと、照明レンズ２１ｂとを備えている。そして、図示しない光源装置からの照明光がライトガイド２０ｂ内を通して導かれ、照明レンズ２１ｂから術部Ｈ１に照明光を照射するようになっている。この照明レンズ２１ｂから術部Ｈ１に照射する照明光の照明光軸ＯＬｂは術部Ｈ１の位置で対物レンズ１４ｂの撮影光軸Ｏｐｂと交差するように設定されている。
【００３０】
また、図４に示すように２つの撮像光学系１２のフォーカス用モーター１９ａ，１９ｂはフォーカス駆動回路２２を介して制御部２３に接続されている。さらに、鏡体部５の各光学枠８ａ，８ｂの駆動モーターＭａ，Ｍｂはモータ駆動回路２４を介して制御部２３に接続されている。この制御部２３にはフォーカス調整用のスイッチ２５が接続されている。
【００３１】
また、制御部２３は、図５に示すように常に各撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂの交点ｐが常にピント位置になるように各光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂ上の焦点距離可変対物レンズ１４ａ，１４ｂの焦点距離ｆａ，ｆｂと、各光学枠８ａ，８ｂの中心線Ｏ１ａ，Ｏ１ｂを中心とした各光学枠８ａ，８ｂの回転角度θａ，θｂとを制御する。すなわち、各焦点距離可変対物レンズ１４ａ，１４ｂの焦点距離がｆａ＝ｆｂ、また、光学枠８ａ，８ｂの回転角度がθａ＝θｂとなるようにフォーカス用モーター１９ａ，１９ｂ、及びモーターＭａ，Ｍｂが制御されている。
【００３２】
さらに、本実施形態の鏡体部５は図１に示すように画像処理部２６を介して表示部２７に接続されている。図６に示すように画像処理部２６には、２つの映像信号処理部２８ａ，２８ｂが設けられている。これらの映像信号処理部２８ａ，２８ｂの入力端側はそれぞれＣＣＤ１８ａ，１８ｂに接続されている。
【００３３】
また、本実施形態の表示部２７は、頭部装着型のヘッドマウントディスプレイ２９によって形成されている。このヘッドマウントディスプレイ２９には左右一対の表示素子３０ａ，３０ｂが設けられている。各表示素子３０ａ，３０ｂはそれぞれ映像信号処理部２８ａ，２８ｂの出力端側に接続されている。
【００３４】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の手術用顕微鏡１の使用時には図示しない光源装置から出射される照明光はライトガイド２０ａ，２０ｂを通して導光され、更に照明レンズ２１ａ，２１ｂから照明光軸ＯＬａ，ＯＬｂに沿って術部Ｈ１に照射される。
【００３５】
さらに、術部Ｈ１の像は２つの光学枠８ａ，８ｂの各撮像光学系１２によって撮像される。このとき、術部Ｈ１の像は各撮像光学系１２の撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂ上の対物レンズ１４ａ，１４ｂに入射される。そして、各撮像光学系１２の対物レンズ１４ａ，１４ｂからの入射光はミラー１５ａ，１５ｂによって略直交する方向に屈曲された後、ズームレンズ１６ａ，１６ｂを通し、結像レンズ１７ａ，１７ｂによりＣＣＤ１８ａ，１８ｂ上に結像される。
【００３６】
ＣＣＤ１８ａ，１８ｂに結像された像は電気信号に変換された後、各ＣＣＤ１８ａ，１８ｂからの出力信号は画像処理部２６の２つの映像信号処理部２８ａ，２８ｂにそれぞれ入力される。さらに、各映像信号処理部２８ａ，２８ｂで処理された映像信号はヘッドマウントディスプレイ２９の表示素子３０ａ，３０ｂに入力され、各表示素子３０ａ，３０ｂにそれぞれ表示される。これにより、術者は術部Ｈ１の画像を観察できる。
【００３７】
また、術部Ｈ１の像のピント合わせは次の通り行なわれる。まず、術者はフォーカス調整用のスイッチ２５をオン操作する。このスイッチ２５のオン操作時にスイッチ２５から出力される信号は制御部２３に入力される。このとき、制御部２３はあらかじめ記憶された条件に従い、フォーカス駆動回路２２、モータ駆動回路２４に所定の制御信号を出力する。ここで、制御部２３にあらかじめ記憶されている条件は図５に示すように左右の光学枠８ａ，８ｂ内の撮像光学系１２の各撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂの交点ｐが常に各撮像光学系１２の対物レンズ１４ａ，１４ｂの焦点位置ｆａ，ｆｂになることを満たすものである。
【００３８】
そして、制御部２３から出力される制御信号によりフォーカス駆動回路２２はフォーカス用モーター１９ａ，１９ｂをそれぞれ同一量回転させる。このとき、同時にモータ駆動回路２４はモーターＭａ，Ｍｂを同一角度回転させる。これにより、各撮像光学系１２の対物レンズ１４ａ，１４ｂの焦点位置ｆａ，ｆｂが移動される。
【００３９】
また、鏡体部５の左右の撮像光学系１２の倍率の変更は次の通り行なわれる。まず、術者は、図示しないズーム操作用のスイッチを操作する。このスイッチ操作により、ズームレンズ１６ａ，１６ｂを駆動する図示しないモーターがスイッチ操作の操作量に応じて駆動され、変倍が行なわれる。
【００４０】
また、手術中の術具の操作は次の通り行なわれる。まず、術者は、図７に示すように鏡体部５の上から２つの光学枠８ａ，８ｂ間の術部観察用の空間Ｓを通して鉗子などの処置具（術具）３１を術部Ｈ１に挿入する。この際、鏡体部５はＵ字型をしているため、術者は術部Ｈ１を目視によって直視して観察できる。
【００４１】
術部Ｈ１に向けて処置具３１を挿入する具体的な挿入作業時には、まず、術者が術部Ｈ１の上方から直接、術部Ｈ１と鏡体部５を同時に確認しながら処置具３１を術部Ｈ１の入り口に誘導する。このとき、ヘッドマウントディスプレイ２９の表示素子３０ａ，３０ｂには鏡体部５の左右の撮像光学系１２により撮像される術部Ｈ１の画像が表示されている。そして、術者はヘッドマウントディスプレイ２９の表示素子３０ａ，３０ｂにそれぞれ表示される術部Ｈ１の画像を目視して確認しながら術部Ｈ１に向けて処置具３１を挿入する作業を行なう。このとき、Ｕ字状フレーム７の上部は開放されているため、処置具３１が鏡体部５と干渉するおそれがない。そのため、処置具３１の長さに制限がない。
【００４２】
さらに、処置具３１の挿入作業時には、処置具３１は鏡体部５の２つの光学枠８ａ，８ｂ間の術部観察用の空間Ｓ内に挿入された状態で配置されている。そのため、ヘッドマウントディスプレイ２９の表示素子３０ａ，３０ｂには図８（Ａ），（Ｂ）に示すように術部Ｈ１の画像に処置具３１の先端部が接近する状態の画像が表示される。このとき、処置具３１が鏡体部５の左右の撮像光学系１２の撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂを遮る事がないため、術者は鏡体部５の左右の撮像光学系１２の間から常に術部Ｈ１を目視によって直視して観察できる。そして、術者は左右の撮像光学系１２により撮像される術部Ｈ１の画像を見ながら処置具３１を操作し、手術を行う。
【００４３】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の手術用顕微鏡１では、手術用顕微鏡１の鏡体部５がＵ字型のＵ字状フレーム７と、このＵ字状フレーム７の両端部に連結された略直線状の２つの光学枠８ａ，８ｂとによって形成されている。そのため、鏡体部５が外部に対して開口されているため、手術中に、処置具３１などの術具や、術者の手が術野を遮らず、術具の挿入が容易である。
【００４４】
さらに、手術用顕微鏡１による術部Ｈ１の像のピント合わせは左右の光学枠８ａ，８ｂの屈曲枠体９の中でフォーカス用モーター１９ａ，１９ｂにより２つの撮像光学系１２の各焦点距離可変の対物レンズ１４ａ，１４ｂを撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂ上に沿って進退させることにより行なっている。そのため、従来のように撮像部を進退させることなく行なえるため、撮像部が動いて手術作業の邪魔になる事がない。
【００４５】
また、左右の光学枠８ａ，８ｂには照明光学系１３がそれぞれ配設されているため、術具等により照明が遮られるおそれがない。そのため、術部Ｈ１が術具等の影にならない。
【００４６】
さらに、ベッド２の側部のステー３に手術用顕微鏡１の固定台４が取付けられているため、従来の手術用顕微鏡のように、大型の支持装置が必要なく、手術室の省スペース化が図れる。
【００４７】
さらに、表示部２７にヘッドマウントディスプレイ２９を使用しているため、術部Ｈ１を撮像する鏡体部５と、この鏡体部５で撮像された画像を表示する表示部２７とを分離することができる。そのため、術者が楽な姿勢で手術が行われる効果がある。
【００４８】
また、図９および図１０は本発明の第２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図８（Ａ），（Ｂ）参照）の手術用顕微鏡１における鏡体部５の構成を次の通り変更したものである。なお、その他の部分は第１の実施形態の手術用顕微鏡１とほぼ同様なので、第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
すなわち、本実施の形態の手術用顕微鏡１の鏡体部５では図９に示すようにＵ字状のＵ字状フレーム７の略中央部分に照明光出射部４１が配設されている。この照明光出射部４１は左右の各光学枠３６ａ，３６ｂの中間位置に配置されている。
【００５０】
また、照明光出射部４１には図１０に示すように本実施の形態の照明光学系４２が配設されている。この照明光学系４２はライトガイド４３と、照明レンズ４４とにより構成されている。そして、照明光出射部４１には照明レンズ４４が固定されている。さらに、第１の実施の形態と同様にライトガイド４３の先端部は照明レンズ４４の内面に対向配置されている。このライトガイド４３の基端部は図示しない光源装置側に延出されている。そして、図示しない光源装置からの照明光がライトガイド４３内を通して導かれ、照明レンズ４４から術部Ｈ１に照明光を照射するようになっている。
【００５１】
また、本実施の形態の光学枠８ａ，８ｂ内からは第１の実施の形態の照明光学系１３であるライトガイド２０ａ，２０ｂと、照明レンズ２１ａ，２１ｂとが除かれている。すなわち、本実施の形態の光学枠８ａ，８ｂ内には第１の実施の形態の撮像光学系１２のみが配設されている。そして、図９に示すように照明レンズ４４から術部Ｈ１に照射する照明光の照明光軸ＯＬは術部Ｈ１の位置で左右の光学枠８ａ，８ｂの各撮像光学系１２の対物レンズ１４ａ，１４ｂの撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂとの交差部と交差するように設定されている。
【００５２】
次に、上記構成の本実施の形態の作用について説明する。本実施の形態の手術用顕微鏡１の使用時には図示しない光源装置から出射される照明光はライトガイド４３を通して導光され、更にＵ字状フレーム７の照明光出射部４１の照明レンズ４４から照明光軸ＯＬに沿って術部Ｈ１に照射される。他の作用は第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
そこで、本実施の形態では手術用顕微鏡１の鏡体部５のＵ字状フレーム７に照明光出射部４１を配設し、この照明光出射部４１に照明光学系４２を配設している。そして、照明光はＵ字状フレーム７の照明光出射部４１の１箇所から術部Ｈ１に照射される構成であるため、第１の実施の形態のように２つの光学枠８ａ，８ｂの各照明レンズ２１ａ，２１ｂの２箇所から照明光を照射する場合に比べて安価になるだけでなく、鏡体部５の、特に光学枠８ａ，８ｂが小型化できるため、より術者は術部を観察し易い。
【００５４】
また、図１１および図１２は本発明の第３の実施の形態を示すものである。本実施の形態は、脳神経外科の手術用の手術用顕微鏡５１を設けたものである。この手術用顕微鏡５１には患者Ｈの頭部Ｈ０をベッド２に対して固定するための頭部固定装置５２が設けられている。この頭部固定装置５２には略Ｃ字状のＣ字状フレーム５３が設けられている。このＣ字状フレーム５３には周方向に沿って複数、本実施の形態では４つの押えロッド５４が適宜の間隔を存して配置されている。各押えロッド５４はＣ字状フレーム５３の内方向に向けて突設されている。
【００５５】
さらに、本実施の形態の手術用顕微鏡５１には、鏡体部５５と、この鏡体部５５を支持する複数段式の支持アーム５６とが設けられている。ここで、支持アーム５６は、複数のアーム要素５６ａがそれぞれ関節部５６ｂを介して揺動可能に連結されて構成されている。
【００５６】
また、支持アーム５６の基端部には頭部固定装置５２に固定される固定部５７が設けられている。さらに、支持アーム５６の先端部には鏡体部５５に連結される鏡体連結部５８が設けられている。
【００５７】
また、鏡体部５５には円形フレーム５９が設けられている。ここで、支持アーム５６の鏡体連結部５８には円形フレーム５９をその中心軸Ｏ１を中心に回動可能に支持するガイド部材６０が設けられている。そして、円形フレーム５９は、ガイド部材６０により中心軸Ｏ１を中心に回動可能に支持されている。さらに、このガイド部材６０には、図示しないモーターを備え、ガイド部材６０を中心軸Ｏ１と平行に移動可能に保持する焦準装置６１が配設されている。
【００５８】
また、円形フレーム５９には光学系を備えた２つの光学枠６２ａ，６２ｂが装着されている。これらの光学枠６２ａ，６２ｂは円形フレーム５９の中心軸Ｏ１に対して対称の位置になるように一体的に配設されている。
【００５９】
図１２は２つの光学枠６２ａ，６２ｂのうちの一方の光学枠６２ａの内部構造を示すものである。ここで、各光学枠６２ａ，６２ｂの内部には術部Ｈ１を撮像する撮像光学系６３と、術部Ｈ１を照明する照明光学系６４とが内蔵されている。なお、２つの光学枠６２ａ，６２ｂの内部構造は略同一構成になっているので、ここでは一方の光学枠６２ａの内部構造について説明する。
【００６０】
この光学枠６２ａの撮像光学系６３には対物レンズ６５ａと、ズームレンズ６６ａと、結像レンズ６７ａと、ＣＣＤ６８ａとが設けられている。対物レンズ６５ａは図１２中でこの光学枠６２ａの下端部に配設されている。さらに、ＣＣＤ６８ａは図１２中で光学枠６２ａの上端部に配設されている。
【００６１】
また、対物レンズ６５ａとＣＣＤ６８ａとの間の撮影光軸Ｏｐａ上にはズームレンズ６６ａと、結像レンズ６７ａとが順次配設されている。そして、対物レンズ６５ａによって撮像される術部Ｈ１の像は撮影光軸Ｏｐａに沿ってズームレンズ６６ａ、結像レンズ６７ａを順に介して伝送され、ＣＣＤ６８ａの結像面上に結像されるようになっている。
【００６２】
なお、他方の光学枠６２ｂの撮像光学系６３も同様に構成されている。すなわち、光学枠６２ｂの撮像光学系６３にも対物レンズ６５ｂと、ズームレンズ６６ｂと、結像レンズ６７ｂと、ＣＣＤ６８ｂとを備え、対物レンズ６５ｂによって撮像される術部Ｈ１の像は撮影光軸Ｏｐｂに沿ってズームレンズ６６ｂ、結像レンズ６７ｂを順に介して伝送され、ＣＣＤ６８ｂの結像面上に結像されるようになっている。
【００６３】
さらに、鏡体部５５の２つの光学枠６２ａ，６２ｂの撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂは、常に中心軸Ｏ１上で交差するように設定されている。そして、手術用顕微鏡１の鏡体部５５の２つの撮像光学系６３により、術部Ｈ１を立体的に撮影するようになっている。
【００６４】
また、鏡体部５５の一方の光学枠６２ａの照明光学系６４にはライトガイド６９ａと、照明レンズ７０ａとが設けられている。そして、図示しない光源装置からの照明光がライトガイド６９ａ内を通して導かれ、照明レンズ７０ａから術部Ｈ１に照明光を照射するようになっている。この照明レンズ７０ａから術部Ｈ１に照射する照明光の照明光軸ＯＬａは術部Ｈ１の位置で対物レンズ６５ａの撮影光軸Ｏｐａと交差するように設定されている。
【００６５】
さらに、鏡体部５５の他方の光学枠６２ｂの照明光学系６４にも同様にライトガイド６９ｂと、照明レンズ７０ｂとが設けられている。そして、この照明レンズ７０ｂから術部Ｈ１に照射する照明光の照明光軸ＯＬｂは術部Ｈ１の位置で対物レンズ６５ｂの撮影光軸Ｏｐｂと交差するように設定されている。
【００６６】
さらに、本実施形態の鏡体部５５の２つの撮像光学系６３の各ＣＣＤ６８ａ，６８ｂは第１の実施の形態と同様の構成の画像処理部２６を介して表示部２７に接続されている。なお、画像処理部２６および表示部２７は第１の実施の形態と同一の構成であるため、ここではその説明は省略する。
【００６７】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の手術用顕微鏡５１の使用時には図示しない光源装置から出射される照明光はライトガイド６９ａ，６９ｂを通して２つの光学枠６２ａ，６２ｂ内に導光され、更に照明レンズ７０ａ，７０ｂから照明光軸ＯＬａ，ＯＬｂに沿って術部Ｈ１に照射される。
【００６８】
また、術部Ｈ１の観察像は２つの光学枠６２ａ，６２ｂの各撮像光学系６３によって撮像される。このとき、術部Ｈ１の像は各撮像光学系６３の撮影光軸Ｏｐａ，Ｏｐｂ上の対物レンズ６５ａ，６５ｂに入射される。そして、各撮像光学系６３の対物レンズ６５ａ，６５ｂからの入射光は、ズームレンズ６６ａ，６６ｂを通し、結像レンズ６７ａ，６７ｂによりＣＣＤ６８ａ，６８ｂ上に結像される。
【００６９】
また、ＣＣＤ６８ａ，６８ｂに結像された像は第１の実施の形態と同様の作用により表示部２７のヘッドマウントディスプレイ２９（図６参照）に表示される。
【００７０】
また、術部Ｈ１の像のピント合わせは次の通り行なわれる。まず、術者は図示しない焦準用スイッチを操作する。このスイッチの操作時には図示しないモーターが駆動され、ガイド部材６０が円形フレーム５９の中心軸Ｏ１と平行に移動する。これにより光学枠６２ａ，６２ｂが中心軸Ｏ１と平行に進退する。これにより、術部Ｈ１へのピント合わせが行なわれる。
【００７１】
また、手術中の術具の操作は、円形フレーム５９の内部の空間Ｓを通して行なわれる。このとき、円形フレーム５９は円形のリング状に形成されているため、術者は手をフレーム５９に載せて術具を操作可能である。そのため、術具を安定して操作することができる。
【００７２】
さらに、術中に術者が術部Ｈ１に対して立つ位置を変更した場合、ガイド部材６０に対して円形フレーム５９を中心軸Ｏ１周りに回転させることにより光学枠６２ａ，６２ｂの位置を変更することができ、観察方向の変更ができる。
【００７３】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の手術用顕微鏡５１では、円形フレーム５９が円形のリング形状のため、ガイド部材６０に対して円形フレーム５９を回転させるだけで容易に観察方向を変更できる。
【００７４】
さらに、術者は円形フレーム５９上に手を置くことが可能であり、術具を安定して操作できる効果がある。
【００７５】
また、支持アーム５６を頭部固定装置５２に装着しているため、術中にベッド２に対する患者Ｈの頭部Ｈ０の位置を変更しても、常に患者Ｈの頭部Ｈ０に対する鏡体部５５の２つの光学枠６２ａ，６２ｂの位置が一定に保たれる。このため、患者Ｈの頭部Ｈ０の位置を変更する際に、いちいち支持アーム５６を手動で操作して２つの光学枠６２ａ，６２ｂを移動させる必要がなく、手術時間の短縮が図れる。
【００７６】
また、術部Ｈ１へのピントあわせは焦準装置６１によりガイド部材６０、円形フレーム５９を介して鏡体部５５の光学枠６２ａ，６２ｂを移動させる方式であるため、光学枠６２ａ，６２ｂが簡単な構成である。
【００７７】
なお、第１〜３の各実施形態において、術部Ｈ１の画像はヘッドマウントディスプレイに表示したが、公知の立体モニターに表示する構成にしてもよい。さらに、第１、２の各実施の形態では手術用顕微鏡１の鏡体部５にＵ字状フレーム７、第３の実施の形態では手術用顕微鏡５１の鏡体部５５に円形フレーム５９をそれぞれ設ける構成を示したが、鏡体部のフレーム形状は第１、２の実施の形態に関してはＶ字型、Ｙ字型、凹型でもよく、第３実施形態に関しては、四角型、三角型等の多角形あるいは楕円形状でも実施可能であり、それぞれ同様の効果が得られる。
【００７８】
また、図１３は本発明の第４の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図８（Ａ），（Ｂ）参照）の手術用顕微鏡１の鏡体部５の構成を次の通り変更したものである。
【００７９】
すなわち、本実施の形態では、手術用顕微鏡１の鏡体部５におけるＵ字状フレーム７の中央部位に略Ｙ字型の術具ガイド部材７１が突設されている。この術具ガイド部材７１にはＹ字型の溝部７２が形成されている。そして、この溝部７２に術具７３を当接させることにより術具７３を保持可能になっている。
【００８０】
そこで、本実施の形態では術具７３は術具ガイド部材７１の溝部７１を支点として操作できるため、術具７３の先端がブレることなく安定して微妙な操作が可能になる。そのため、術具７３の操作性を向上させることができる。
【００８１】
また、図１４は第４の実施の形態（図１３参照）の変形例を示すものである。第４の実施の形態の手術用顕微鏡１では鏡体部５におけるＵ字状フレーム７に略Ｙ字型の術具ガイド部材７１を突設させた構成を示したが、本変形例では鏡体部５におけるＵ字状フレーム７の中央部位に凹部７５を設け、この凹部７５によって術具７３をガイドする構成にしたものである。本変形例でも第４の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８２】
また、図１５および図１６は本発明の第５の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第４の実施の形態（図１３参照）の手術用顕微鏡１の鏡体部５におけるＵ字状フレーム７の術具ガイド部材７１の構成を次の通り変更したものである。
【００８３】
すなわち、本実施の形態では第４実施形態の術具ガイド部材７１に代えて術具７３を係脱可能に係止する係止機構８１を備えた術具ガイド部８２を手術用顕微鏡１の鏡体部５におけるＵ字状フレーム７の中央部位に設けたものである。
【００８４】
この術具ガイド部８２には図１４に示すようにＵ字状フレーム７の中央部位に保持枠８３がＵ字状フレーム７と一体的に突設されている。この保持枠８３の先端部には弾性材料で形成された球状のボール体８４が転動可能に支持されている。このボール体８４の軸心部には術具７３が嵌挿される穴８４ａが径方向に貫通されている。
【００８５】
また、係止機構８１には保持枠８３の内部にボール体８４の中心方向に進退可能に支持されたシャフト８５が配設されている。このシャフト８５の基端部側には保持枠８３に一体的に固定されたソレノイド８６が対向配置されている。このソレノイド８６は図示しない駆動回路を介して術具７３の係止解除用の入力手段である図示しないスイッチに接続されている。
【００８６】
さらに、シャフト８５の先端部にはボール体８４に当接される大径な当接部８７が設けられている。また、シャフト８５の外周面にはボール体８４を押圧する方向に当接部８７を付勢するばね部材８８が設けられている。
【００８７】
次に、上記構成の作用について説明する。ここでは、本実施の形態の手術用顕微鏡５１の使用時における係止機構８１の動作について説明する。術具７３を固定する場合（非操作状態）にはソレノイド８６が非動作状態で保持される。この状態では、図１６に示すようにばね部材８８の付勢力によりシャフト８５がボール体８４を押圧している。そのため、ボール体８４と保持枠８３の摩擦によりボール体８４が保持枠８３に対して転動不能な状態で係止される。このとき、シャフト８５からの押圧力によってボール体８４が圧縮される状態に変形する。これに伴い、穴８４ａが変形し、この穴８４ａに挿入されている術具７３を押圧することにより、術具７３の進退および挿入方向を軸とする回転が固定される。
【００８８】
また、術具７３を操作する場合には術者は術具７３の係止解除用の図示しないスイッチをオン操作する。このスイッチのオン操作時には、図示しない駆動回路からの信号によりソレノイド８６が動作し、シャフト８５をばね部材８８の押圧力に抗してボール体８４と反対方向に移動させる。
【００８９】
これによりシャフト８５によるボール体８４の押圧が解除され、ボール体８４が保持枠８３に対して転動可能になる。このとき、同時にボール体８４の穴８４ａの変形も解除される。そのため、この穴８４ａに挿入されている術具７３の進退及び挿入方向を軸とする回転が可能となる。
【００９０】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では手術用顕微鏡１の鏡体部５におけるＵ字状フレーム７の中央部位に術具７３を係脱可能に係止する係止機構８１を備えた術具ガイド部８２を設けている。そのため、この係止機構８１によって術具７３を係脱可能に係止することができるため、術中に術者が術具７３から手を離さなければならない場合も術具７３を術部Ｈ１から抜去する必要がない。このため、術者の作業が減り、手術時間の短縮につながる効果がある。
【００９１】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記
（付記項１） 術部を立体的に撮影するための２つの撮影光学系を備えた撮影手段と、前記２つの撮影光学系の間に空間を形成して前記撮影手段を支持する支持手段を備えた手術用顕微鏡。
【００９２】
（付記項２） 前記撮影手段は、略Ｕ字型であることを特徴とする付記項１記載の手術用顕微鏡。
【００９３】
（付記項３） 前記撮像手段は円形のリング形状であることを特徴とする付記項１記載の手術用顕微鏡。
【００９４】
（付記項４） 前記リング形状の中心軸を中心に撮影光学系が回動可能であることを特徴とする付記項３記載の手術用顕微鏡。
【００９５】
（付記項５） 前記２つの撮影光学系により形成される撮影光軸を互いに交差した状態で、それぞれ傾斜可能な光軸傾斜手段を備えたことを特徴とする付記項１記載の手術用顕微鏡。
【００９６】
（付記項６） 前記撮影手段は、前記支持手段に対し撮影方向に略平行に移動可能な焦準手段を備えたことを特徴とする付記項１記載の手術用顕微鏡。
【００９７】
（付記項７） 前記支持手段は、手術室の床に設置されるスタンドであることを特徴とする付記項１記載の手術用顕微鏡。
【００９８】
（付記項８） 支持手段は手術台に固定されることを特徴とする付記項１記載の手術用顕微鏡。
【００９９】
（付記項９） 支持手段は、患者頭部を固定する頭部固定装置に接続されることを特徴とする付記項１記載の手術用顕微鏡。
【０１００】
（付記項１０） 術部を立体的に撮影するための２つの撮影光学系を備えた撮影手段と、前記撮影手段を支持する支持手段を備えた手術用顕微鏡において、
前記撮影手段は、それぞれの撮影光学系の間に、外部に開放された空間を具備し、かつ手術器具を支持する術具支持手段を備えたことを特徴とする手術用顕微鏡。
【０１０１】
（付記項１１） 術具保持手段は、術具を移動／固定可能な制動手段を備えたことを特徴とする付記項１０記載の手術用顕微鏡。
【０１０２】
（付記項１〜９の従来技術） 本発明は、手術で術部を拡大観察するために脳神経外科等で使用される手術用顕微鏡に関する。従来、手術用顕微鏡を用いた手術は、図１６に示すように行われていた。
【０１０３】
即ち、術者は顕微鏡鏡体ｃを覗きながら、顕微鏡鏡体ｃと術部ｄの間に術具ｅを挿入し、処置をおこなっていた。
【０１０４】
このため、
▲１▼術部ｄと顕微鏡鏡体ｃの間の距離に制限があるため、使用できる術具ｅの長さに制限がある。術具ｅが長いと顕微鏡鏡体ｃと術部ｄの間に入らない。術具ｅが長いと術部ｄに届かない。
【０１０５】
▲２▼顕微鏡鏡体ｃが邪魔になり、術具ｅを操作しにくい。
【０１０６】
▲３▼顕微鏡鏡体ｃの位置・形状により、術者の手、目の位置が規制され、手術中の姿勢が窮屈で術者の疲労を招く。
【０１０７】
▲４▼顕微鏡鏡体ｃが術部上方に配置されているため、術部を直視できない。すなわち術部の周辺は見えない。
【０１０８】
▲５▼術具や術者の手は、顕微鏡鏡体ｃと術部ｄの間にあるため、これらが顕微鏡鏡体ｃの視野を遮ってしまい術部ｄが観察しにくくなる。
【０１０９】
という問題があった。
【０１１０】
これらを改善するために特許第３０３２２１４がある。
【０１１１】
これは、撮像手段と表示手段（観察手段）を分離し、術者が楽な姿勢で手術が行えるようにしたものである。しかしながら、以下の問題は解決できていない。
【０１１２】
（付記項１〜９が解決しようとする課題） 問題点
・撮像手段が術部の上方に配置されるため、使用できる術具に制限がある。
【０１１３】
・撮像手段が邪魔をして術部を直視できない。
【０１１４】
・術具や術者の手が撮像手段の撮影光路（術部の撮像範囲）を遮ってしまう。
【０１１５】
すなわち▲１▼▲２▼▲４▼▲５▼は解決されていない。
【０１１６】
（付記項１〜９の目的） 手術用顕微鏡下手術で、術具、術者の手が術野を遮らず、術具の操作性が高く、かつ術部を直視可能な手術用顕微鏡の提供。
【０１１７】
（付記項１〜９の効果） 撮像光学系の問に外部に開放された空間を備えたことで、術具及び術者の手が術野を遮らず、かつ広い術具の作業空間が確保できる。また、術部上部が開放されているため、術部を直視可能である。これにより、手術時間の短縮しいては術者の疲労の軽減が図れる。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明によれば、術具及び術者の手が術野を遮らず、かつ広い術具の作業空間が確保できる。また、術部上部が開放されているため、術部を直視可能である。これにより、手術時間の短縮、術者の疲労の軽減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態の手術用顕微鏡の使用状態を示す斜視図。
【図２】 第１の実施の形態の手術用顕微鏡における撮像部を示す斜視図。
【図３】 第１の実施の形態の手術用顕微鏡における撮像部の内部構成を示す要部の縦断面図。
【図４】 第１の実施の形態の手術用顕微鏡における電気回路を示す概略構成図。
【図５】 第１の実施の形態の手術用顕微鏡の焦点距離の調整動作を説明するための説明図。
【図６】 第１の実施の形態の手術用顕微鏡における画像処理部の概略構成図。
【図７】 第１の実施の形態の手術用顕微鏡における撮像部の上から撮像部の開口部を通して術具を術部に挿入している状態を示す平面図。
【図８】 第１の実施の形態の手術用顕微鏡における表示部の表示画像を示すもので、（Ａ）は左眼の表示部の表示画像を示す平面図、（Ｂ）は右眼の表示部の表示画像を示す平面図。
【図９】 本発明の第２の実施の形態の手術用顕微鏡における撮像部を示す斜視図。
【図１０】 第２の実施の形態の手術用顕微鏡の照明光学系を示す図９のＸ−Ｘ線断面図。
【図１１】 本発明の第３の実施の形態の手術用顕微鏡における脳神経外科の手術の一例を示す斜視図。
【図１２】 第３の実施の形態の手術用顕微鏡における撮像部の内部構成を示す要部の縦断面図。
【図１３】 本発明の第４の実施の形態の手術用顕微鏡における撮像部の術具ガイド手段の使用状態を示す斜視図。
【図１４】 第４の実施の形態の手術用顕微鏡における撮像部の変形例を示す斜視図。
【図１５】 本発明の第５の実施の形態の手術用顕微鏡における撮像部の術具ガイド手段を示す斜視図。
【図１６】 第５の実施の形態の手術用顕微鏡における撮像部の術具ガイド手段の内部構成を示す要部の縦断面図。
【図１７】 従来の手術用顕微鏡の概略構成図。
【符号の説明】
５ 鏡体部（撮影手段）
７ Ｕ字状フレーム（空間形成手段）
８ａ，８ｂ 光学枠（空間形成手段）
１２ 撮像光学系（撮影光学系）
Ｈ１ 術部
Ｓ 術部観察用の空間

Claims (3)

1. 術部を立体的に撮影するための２つの撮影光学系を備えた撮影手段と、
   前記２つの撮影光学系の対物レンズが取り付けられる支持枠を備え、
   この支持枠は、対物レンズの後方側から対物レンズの前方側へ連通する開口部を有し、前記２つの撮影光学系の対物レンズは、この開口部を間に挟んで開口部の両側に配置され、この開口部を通って対物レンズの後方側から術部に術具を近付けることが可能なように構成されていることを特徴とする手術用顕微鏡。
2. 前記撮影手段は、手術器具を支持する術具支持手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の手術用顕微鏡。
3. 前記支持枠は、２本の腕部を有する略Ｕ字型の形状を備え、前記２つの撮影光学系の対物レンズは、各腕部の先端近傍にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の手術用顕微鏡。

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