JP4118650B2

JP4118650B2 - Surgical observation device

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Publication number: JP4118650B2
Application number: JP2002321316A
Authority: JP
Inventors: 敬司塩田; 代士久市来; 知暁山下; 正和溝口
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-11-05
Also published as: JP2004154255A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手術用観察装置に関し、特に、視野内表示手段を有する手術用顕微鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、手術の高度化に伴い、手術用顕微鏡を用いた手術（いわゆるマイクロサージャリー）において、顕微鏡像だけでなく手術に使用する様々な装置等の画像を同時に観察したいという要望が高くなっている。
【０００３】
このような手術用顕微鏡の例として、後述する特許文献１には顕微鏡視野内にＣＴやＭＲＩの術前画像を基に構築されるナビゲーション装置の画像を表示したり、神経モニターの波形を表示する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１１０２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特開２００２−１１０２２号公報を含む従来技術では、術者は神経モニターの波形を視野内で観察できるだけであり、手術時のどの操作が被検体の何処を走行している神経に刺激を与えているかは、術者個人の経験からしか判断することができなかったので、的確な処置を行なうために確認作業がわずらわしく、手術の長時間化を招いていた。
【０００６】
また、神経画像を顕微鏡像に重畳する場合でも、その表示は神経モニターの反応とはリンクしておらず、また手動によりＯＮ／ＯＦＦが行われていたため、その操作は手術の流れを止める非常に煩わしいものであった。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、的確な処置が行なえるとともに、煩わしい切換え操作が無く、表示が手術の邪魔にならない手術用観察装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る手術用観察装置は、被検体の観察像を観察可能な観察手段を有する手術用観察装置であって、術前画像記録部に記録されている術前画像から３次元再構築像を生成する３次元再構築像生成手段と、生成された３次元再構築像から神経のみの画像を抽出し、神経の種類ごとに３次元画像化して神経画像記録部に記録する神経画像記録手段と、前記被検体の神経に加えられた刺激を検出して、当該刺激を受けた神経を特定する神経特定手段と、前記特定された神経に対応する種類の神経の３次元画像を、前記神経画像記録部から抽出する神経画像抽出手段と、前記抽出された３次元の神経画像に基づいて、前記刺激が加えられた神経の画像を生成する画像生成手段と、前記生成された神経画像と手術用観察装置の立体観察像とを合成して、前記神経画像が前記立体観察像に重畳された画像を表示する表示手段と、を具備する。
【０００９】
また、本発明の第２の態様に係る手術用観察装置は、本発明の第１の態様に係る手術用観察装置において、前記観察手段の観察位置を検出するためのナビゲーション装置をさらに具備し、検出された観察位置情報に基づいて、前記３次元の神経画像と、前記手術用観察装置の立体観察像の空間座標を一致させる。
【００１０】
また、本発明の第３の態様に係る手術用観察装置は、本発明の第１の態様に係る手術用観察装置において、前記神経画像の表示は、前記神経に加えられた刺激が検出されなくなった時点から所定時間後に終了する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る手術用顕微鏡システムの全体構成図である。図２は手術用顕微鏡の鏡体部分を示す構成図である。図３（ａ）、図３（ｂ）は本実施形態の視野内の画像を示す作用図である。図４は本実施形態の動作フローを示す図である。
【００１２】
（構成）
手術用顕微鏡１は、架台２と、架台２に取り付けられた６自由度を有するアーム３と、アーム３の先端に取り付けられた観察手段としての鏡体４と、架台２に取り付けられたフットスイッチ（以下、ＦＳ）５と、ＦＳ５の操作入力に応じて鏡体４の図示しない光学系駆動部を駆動する架台２に内蔵された図示しない駆動制御部と、から構成されている。
【００１３】
鏡体４にはナビゲーション用のセンサー６が取り付けられている。同様に患者Ｐの頭部にはナビゲーション用のボーンマーカー７が取り付けられている。
【００１４】
図１に示すように、手術室には、前記センサー６とボーンマーカー７が同時に撮影できる位置に観察位置検出手段としてのデジタイザ８が設置されている。デジタイザ８は、詳述しない撮像素子を所定間隔で２個配置し、３角測量の原理でセンサー６やボーンマーカー７の相対的な３次元空間位置を判別する装置である。
【００１５】
デジタイザ８はナビゲーション用のワークステーション（以下、ＷＳ）９に接続されている。また、ＷＳ９には術前画像記録部１０、神経画像記録部１１、神経モニター１２、画像生成手段１３が各々接続されている。
【００１６】
神経モニター１２には、ディスプレイ１４が接続されている。また、神経モニター１２には神経モニター用のプローブ１５が接続されており、プローブ１５の他端は患者Ｐの頭部の所定位置に取り付けられている。
【００１７】
鏡体４には図２に示すように、対物レンズ１６、左右一対のズーム光学系１７Ｒ、１７Ｌ、左右一対の結像レンズ１８Ｒ、１８Ｌ、左右一対の接眼レンズ１９Ｒ、１９Ｌが内蔵されており、立体拡大観察光学系を構成している。
【００１８】
一対のズーム光学系１７Ｒ、１７Ｌにはモーター２０が設けられており、架台２に内蔵された図示しない駆動系制御部により駆動制御される。また、一対のズーム光学系１７Ｒ、１７Ｌにはエンコーダー２１が取り付けられており、ズーム光学系１７Ｒ、１７Ｌの図示しない移動レンズの位置、すなわち観察倍率を検出する。エンコーダー２１はＷＳ９に接続されている。
【００１９】
一対のズーム光学系１７Ｒ、１７Ｌと一対の結像レンズ１８Ｒ、１８Ｌの間には、一対のビームスプリッター２２Ｒ、２２Ｌが挿入されている。前記した立体観察光学系の光軸方向は、このビームスプリッター２２Ｒ、２２Ｌの透過方向に一致しており、この透過方向と直交する反射方向には左右一対のレンズ２３Ｒ、２３Ｌ及び左右一対のモニター２４Ｒ、２４Ｌが設けられている。
【００２０】
すなわち、モニター２４Ｒ、２４Ｌに投影された像は、ビームスプリッター２２Ｒ、２２Ｌにて立体観察光学系の光学像と重ね合わされ、接眼レンズ１９Ｒ、１９Ｌを介して術者はモニター像と光学像を同時に観察できるように構成されている。
【００２１】
一対のモニター２４Ｒ、２４Ｌは、画像生成手段１３に接続されている。
【００２２】
（作用）
以下に上記した構成の作用を図４のフローチャートを参照して詳細に説明する。術者は先ず、術前画像記録部１０からＣＴやＭＲＩ等の術前画像をＷＳ９に読み出し、この術前画像から３次元再構築像を生成する（ステップＳ１）。ＷＳ９は、生成した３次元再構築像から神経のみの画像を抽出し、神経の種類ごと（Ｉ番神経、ＩＩ番神経、…）に３次元画像化する。この神経のみの３次元画像は、その種類ごとに神経情報取得手段としての神経画像記録部１１に保存される（ステップＳ２）。
【００２３】
次に術者は、鏡体４をアーム３を用いて移動し、術部の所望の位置へ設置する。術者はＦＳ５を操作することにより図示しない駆動制御部に信号を送り、該駆動制御部はモーター２０へ駆動信号を出力してズーム光学系１７Ｒ，１７Ｌを所望の観察倍率に設定し、術部の観察及び処置を実施する。観察倍率の情報はエンコーダー２１にて検出され、ＷＳ９へ伝達されている。また、本実施形態では固定焦点の対物レンズ１６を用いているが、この焦点距離情報はあらかじめＷＳ９に設定されている。
【００２４】
デジタイザ８は詳述しない２つの撮像手段によりセンサー６及びボーンマーカー７を撮像しており、各センサー６及びボーンマーカー７の配列によりボーンマーカー７の位置に対するセンサー６の相対位置を検出する。ボーンマーカー７の位置は、術前に撮影された術前画像にも記録されており、その配列とデジタイザ８で撮影した像の配列を比較することにより、術前画像（３次元再構築像）と実際の術部の座標を一致させる。
【００２５】
ＷＳ９は、前記ボーンマーカー７の位置に対するセンサー６の相対位置も検出している。したがって、ＷＳ９は術前画像（３次元再構築像）に対するセンサー６の相対位置を検出する。センサー６は鏡体４に取り付けられているため、ＷＳ９は鏡体４の術部及び術前画像に対する相対位置を検出している。また、ＷＳ９には鏡体４の対物レンズ１６の焦点距離、観察倍率が伝達されているので、その立体拡大観察光学系が観察する左右の観察像が術前画像（３次元再構築像）においてどの部分に相当しているかを検出することができる。これにより、神経画像記録部１１に記録された神経画像と前記立体拡大観察光学系にて観察される光学像の空間座標を一致させることができる（ステップＳ３）。
【００２６】
術者はこの状態で術部の処置を行う。図３（ａ）は、このときの光学観察像を示している。図３（ａ）において、手術用顕微鏡の視野２５には脳実質１００に腫瘍１０１が発生しており、神経２６が腫瘍１０１に内包されている状態を示す。２７は術部の処置を行う処置具である。また、１０３は血管である。
【００２７】
術者は術前画像等を参考にして注意深く腫瘍１０１部分の処置を実施するが、腫瘍１０１に内包された神経２６を刺激してしまうことがある。神経２６に伝えられた刺激はプローブ１５を介して神経検出手段としての神経モニター１２に伝達される。神経モニター１２は刺激があると刺激を受けた神経を特定し、その刺激の強さを波形の形でディスプレイ１４に表示する。
【００２８】
神経への刺激が所定の閾値を超えると、神経モニター１２は特定の神経への刺激があったと判断し（ステップＳ４）、刺激を受けた神経の種類をＷＳ９に伝達する。例えば神経モニター１２が顔面神経への閾値以上の刺激を受けたことを検出した場合、ＷＳ９にその旨が伝えられ、神経像選定手段としてのＷＳ９は神経画像記録部１１から顔面神経の３次元画像を取り出す。顔面神経の３次元画像は鏡体４の観察像との空間的マッチングが取れているから、前記３次元画像に対して立体観察光学系と一致する左右視差を有した２方向とその観察倍率情報が付加され、画像生成手段１３に伝達される（ステップＳ５）。
【００２９】
画像生成手段１３は、左右視差を有した２種類の２次元画像を生成し（ステップＳ６）、右眼用２次元画像を第１の表示手段としてのモニター２４Ｒへ、左眼用２次元画像を第２の表示手段としてのモニター２４Ｌへ伝達する（ステップＳ７）。モニター２４Ｒ、２４Ｌに伝達された各２次元画像は、左右一対のレンズ２４Ｒ、２４Ｌを介してビームスプリッター２２Ｒ、２２Ｌにて立体観察光学系の立体光学像と合成される。術者は接眼レンズ１９Ｒ、１９Ｌを介して立体光学像に再構築された立体神経画像が重畳された像を観察する。図３（ｂ）は、このときの鏡体４の視野２５のようすを示している。図３（ｂ）において、２８が重畳された立体神経画像である。
【００３０】
この表示により、術者は腫瘍１０１に内包された顔面神経２６を処置具２７で刺激をしてしまったこと、及び顔面神経２６が走行している部分を認識できるため、適切な処置を行うことができる。重畳された立体神経画像は、神経への刺激が無くなってから所定時間経過すると自動的に消され（表示の終了）、視野は図３（ａ）に示す画像に戻る（ステップＳ８）。
【００３１】
（効果）
第１実施形態によれば、術者は処置によって神経を刺激してしまったことを即座に認識できるうえ、肉眼で見えない神経走行位置を参照できるため、素早く適切な処置を実施でき、手術の効率が非常に高くなるという効果を有する。
【００３２】
［第２実施形態］
図５は第２実施形態に係る鏡体４の拡大構成図である。図６はデジタルカメラ取付け部の拡大図である。第１実施形態と同じ部分は同じ番号を付与して説明を省略する。
【００３３】
（構成）
図５に示すように、ズーム光学系１７Ｒ、１７Ｌとビームスプリッター２２Ｒ、２２Ｌの間にはビームスプリッター３０Ｒ、３０Ｌが設けられている。ビームスプリッター３０Ｒ、３０Ｌは、ズーム光学系１７Ｒ、１７Ｌから射出した光束がビームスプリッター３０Ｒ、３０Ｌに入射すると５０％がビームスプリッター２２Ｒ、２２Ｌ方向に透過し、５０％がレンズ３１Ｒ、３１Ｌ方向に反射されるように取り付けられている。
【００３４】
レンズ３１Ｒ、３１Ｌの後段にはデジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌが設けられている。レンズ３１Ｒ、３１Ｌの焦点位置にはデジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌの撮像素子３３Ｒ、３３Ｌが設けられている。また、デジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌには赤外線受光部３４Ｒ、３４Ｌが設けられている。デジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌは、赤外線受光部３４Ｒ、３４Ｌに所定の赤外線パルス信号を受光すると、図示しない撮影制御部が動作し撮影が行われる。赤外線受光部３４Ｒ、３４Ｌは、鏡体４に対向する方向に設けられている。また、鏡体４の対向する位置には赤外線発光部３５Ｒ、３５Ｌが設けられている。赤外線発光部３５Ｒ、３５Ｌは、架台２に内蔵されたレリーズ信号出力部３６に接続されている。レリーズ信号出力部３６はＦＳ５に接続されている。
【００３５】
デジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌの撮像素子３３Ｒ、３３Ｌは、画像保存手段３７に接続されている。画像保存手段３７は画像比較手段３８に接続されている。画像比較手段３８はＷＳ９に接続されている。
【００３６】
また、画像生成手段１３とモニター２４Ｒ、２４Ｌの間には輝度調整手段３９が設けられている。輝度調整手段３９には神経モニター１２が接続されている。
【００３７】
デジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌは、レンズ３１Ｒ、３１Ｌを内蔵した光学アダプタ４０Ｒ、４０Ｌにて鏡体４に接続されている。鏡体４には部材４１Ｒ、４１Ｌが設けられており、鏡体４に設けられた赤外線発光部３５Ｒ、３５Ｌ及びデジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌに設けられた赤外線受光部３４Ｒ、３４Ｌの間に図示しない滅菌カバー（以下、ドレープ）が赤外線経路を塞がないように構成されている。
【００３８】
図６は、上記したデジタルカメラ３２Ｒについての取付け部を拡大したようすを示している。
【００３９】
（作用）
術者は手術前に鏡体４に図示しないドレープを装着する。ドレープは光学アダプタ４０Ｒ、４０Ｌ及び部材４１Ｒ、４１Ｌにより赤外線発光部３５Ｒ、３５Ｌと赤外線受光部３４Ｒ、３４Ｌの経路を塞ぐことがない。従って、術者がＦＳ５の図示しない撮影スイッチを押すことにより、レリーズ信号出力部３６からレリーズ信号が赤外線発光部３５Ｒ、３５Ｌに送られる。赤外線発光部３５Ｒ、３５Ｌは所定の発光パターンで発光し、その赤外線信号はデジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌの赤外線受光部３４Ｒ、３４Ｌに受光される。これにより、デジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌは、その撮像素子３３Ｒ、３３Ｌに結像されている観察像を撮影し、画像データを画像保存手段３７へ出力する。画像保存手段３７に保存された画像は、術後に画像ファイルとして使用することができる。
【００４０】
また、画像保存手段３７に保存された左右一対のデジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌで撮影された画像は、画像比較手段３８に送られる。画像比較手段３８では、ＷＳ９から術前画像の３次元再構築像とデジタイザ８で検出した観察位置（撮影位置）情報が送られてきており、その３次元再構築像と画像保存手段３７から送られてきた撮影画像との比較を行う。比較は、撮影範囲の特徴部位（本実施形態では、脳実質の表面を走行する血管）の形状比較をパターンマッチング法にて実施する。
【００４１】
すなわち、３次元再構築像とデジタルカメラ３２Ｒ、３２Ｌによる撮影画像において血管の走行にズレが生じていれば、ブレインシフト（開頭時の髄液流出により脳が術前画像撮影時に対して歪んだ形状となる状態）や処置による変位を来たしていると判断する。従って、このズレ量を演算して、他の組織のズレ量を算出し、術前画像（３次元再構築像）に反映させる。修正された術前画像は、術前画像記録部１０に保存され、またこれをもとに生成される神経画像（神経画像記録部１１に保存されている）も修正が加えられる。
【００４２】
ここで、神経に刺激があると、第一実施形態と同様に画像生成手段１３は両眼の視差に対応した神経画像を生成し輝度調整手段３９に伝達する。輝度調整手段３９は、神経の刺激量を神経モニター１２から受信し、それに応じた輝度に画像を加工し、モニター２４Ｒ、２４Ｌに出力する。この加工は、刺激が強い場合は明るく、刺激が中程度の場合は輝度を中程度に、刺激が低い場合は暗く、行われる。これにより、術者は観察視野内に神経画像を重畳して観察する。
【００４３】
なお、輝度調整手段による輝度の変更の代わりに、神経の刺激に応じて神経像の色を変化させたり、表示を点滅させたりすることにより表示を変化させるようにしても良い。
【００４４】
（効果）
デジタルカメラの撮影動作を行う赤外線発光部、赤外線受光部及び赤外線の経路をドレープ等の障害物が塞ぐことが無いため、ドレープ等を装着する場合に余計な気を遣う必要が無いため、作業効率が向上する。
【００４５】
また、撮影画像と術前画像をパターンマッチングによりズレ量を算出して術前画像の補正を行うため、視野内に重畳する術前画像のイメージがブレインシフトや処置による変位でズレることがなく、正確な表示が可能となる。
【００４６】
更に、刺激の強さを明るさによって視野内に識別可能に表示するため、処置による刺激の強さが感覚的に把握でき、適切な対応が可能となる。
【００４７】
［第３実施形態］
（構成）
第１、第２実施形態では、受動的な神経モニターによる例を挙げたが、本実施形態においては、能動的な神経モニター、具体的には耳から音声刺激を意図的に加え、その刺激を伝達する聴神経系にセンサーを設けて聴力に異常が無いか確認を行う、聴性脳幹反応モニター（以下、ＡＢＲモニター）（図７）を用いた例を示す。
【００４８】
図７に示すように、ＡＢＲモニター４２にはディスプレイ４３とスイッチ４４が接続されている。また、ＡＢＲモニター４２には左右の耳に刺激を伝える刺激伝達プローブ４５Ｒ、４５Ｌが接続されている。更にＡＢＲモニター４２には、脳幹反応を受信するプローブ４６が取り付けられている。
【００４９】
（作用）
以下に上記した構成の作用を図８のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１からＳ３、ステップＳ６からＳ８については図４と同様であるのでここでの説明は省略する。
【００５０】
次に、術者が聴力に異常が無いか確認するために、聴神経系刺激のためのＳＷ４４を押すと（ステップＳ１４）、ＡＢＲモニター４２は音声刺激の発振を行う。音声刺激は刺激伝達プローブ４５Ｒ、４５Ｌを介して患者Ｐの左右の耳に伝達される（ステップＳ１５）。音声刺激の結果、その脳幹反応がプローブ４６にて受信されＡＢＲモニター４２にて反応解析が行われる（ステップＳ１６）。解析結果は、ディスプレイ４３に表示される。術者は、この表示を見ることにより、聴力が温存されているか否か、また聴神経系の何処の部分に異常が発生しているかを確認することができる。
【００５１】
また、ＡＢＲモニター４２は、聴神経系の何処まで正常に脳幹反応が発生しているかをＷＳ９に伝達する（ステップＳ１８、Ｓ１９）。ＷＳ９は神経画像記録部１１から聴神経の画像を抽出し、画像生成手段１３に伝達する。画像生成手段１３は、正常に脳幹反応が発生している部分までを明るく、脳幹反応に異常が認められる部分から先を暗く、聴神経画像を加工して、鏡体４のモニター２４Ｒ、２４Ｌに伝達する。例えば、反応がある場合、画像生成手段１３は、聴神経画像を青色に着色し（ステップＳ２０）、反応がない場合には、聴神経画像を緑色に着色する（ステップＳ２１）。これにより、術者は聴神経の走行状態と、正常範囲、異常範囲を認識しながら手術を実施する。
【００５２】
（効果）
術者は、聴神経の走行状態に加え、脳幹反応の正常範囲と異常範囲を視覚的に識別しながら手術が行えるため、手術効率が向上する。
【００５３】
また、神経に異常が認められた時だけでなく、術者が必要な場合に神経の状態を表示できるため、使い勝手が良い、という効果も有する。
【００５４】
なお、上記した第１から第３実施形態では、手術用観察装置として手術用顕微鏡を例に説明したが、これに限定されることはなく、例えば、光学内視鏡または超音波内視鏡にも適用することができる。
【００５５】
（付記）
１．術部を観察する鏡体部と、
この鏡体部の観察視野内に画像を表示する視野内表示装置と、
前記鏡体部の観察位置を検出するナビゲーション装置と、
患者の神経状態を観察する神経モニターと、
前記神経モニターの所定の神経における反応を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果及びナビゲーション装置による観察位置情報から、診断画像をもとに神経の走行状態を示す画像を生成する画像生成手段と、
該画像生成手段で生成された画像を前記視野内表示装置に表示する表示制御部と、
を具備することを特徴とする手術用顕微鏡システム。
【００５６】
２．前記表示制御部は、神経の反応の変化により表示を開始し、反応停止から所定時間経過後に表示を停止する表示制御アルゴリズムを有することを特徴とする１．記載の手術用顕微鏡システム。
【００５７】
３．前記画像生成手段は、前記検出部の検出結果に応じて画像を加工する画像加工アルゴリズムを有することを特徴とする１．記載の手術用顕微鏡システム。
【００５８】
４．前記画像加工アルゴリズムは、神経の反応が大きいときは画像を明るく、反応が小さいときは画像を暗くするアルゴリズムであることを特徴とする３．記載の手術用顕微鏡システム。
【００５９】
５．前記画像生成手段は、前記診断画像と術部を撮影した撮影画像との特徴部分を比較してそのズレ量を演算する演算手段と、該演算手段の演算結果から、生成する神経画像の補正を行う画像補正手段と、を含むことを特徴とする１．記載の手術用顕微鏡システム。
【００６０】
６．前記視野内表示手段は、顕微鏡光学像に画像を重畳表示する重畳表示手段であることを特徴とする１．記載の手術用顕微鏡システム。
【００６１】
７．前記画像生成手段が生成する画像は、診断画像から生成した３次元再構築像から神経部分のみを抽出し、この神経部分のみの３次元再構築像を、手術用顕微鏡の左右観察光軸と等しい方向及び等しい観察倍率で観察した場合に得られる両眼視差を有した左右眼用の２種類の２次元画像であることを特徴とする１．記載の手術用顕微鏡システム。
【００６２】
８．術部を立体観察する観察光学系と、
術部を撮影する撮影用光路と、
を有する手術用顕微鏡システムにおいて、
前記撮影用光路に取り付けられ、所定のパルス信号を第１の無線インターフェースにて受信することで撮影動作を行う撮影手段と、
本撮影手段の撮影を行うための入力手段と、
前記入力手段の入力操作に応じて、手術用顕微鏡の鏡体部に設けられた第２の無線インターフェースから所定のパルス信号を出力する信号出力部と、
を有することを特徴とする手術用顕微鏡システム。
【００６３】
９．前記撮影手段はデジタルカメラであることを特徴とする付記８記載の手術用顕微鏡システム。
【００６４】
１０．前記第１の無線インターフェースと、前記第２の無線インターフェースは、略対向した位置に設けられていることを特徴とする付記８記載の手術用顕微鏡システム。
【００６５】
１１．前記第１の無線インターフェースと、前記第２の無線インターフェースとの間に通信を阻害する異物の侵入を防止する保護部材を有することを特徴とする付記８．記載の手術用顕微鏡システム。
【００６６】
１２．前記第１の無線インターフェース及び第２の無線インターフェースは、赤外線インターフェースであることを特徴とする付記８．記載の手術用顕微鏡システム。
【００６７】
なお、付記１．〜付記７．記載の発明に対する「従来の技術」及び「発明が解決しようとする課題」は、本明細書の最初に記載した通りである。また、付記８．〜付記１２．記載の発明に対する「従来の技術」及び「発明が解決しようとする課題」は、以下の通りである。
【００６８】
「近年、画像の記録のデジタル化が進んでいる。従来手術用顕微鏡の手術画像記録はアナログ記録（動画はＵマチック、ＶＨＳ、８ｍｍ、ベータカム等、静止画は３５ｍｍ銀塩フィルム）が一般的であった。しかし、最近では記録済み画像の保存性（スペース、画質劣化）や学会発表時等の画像加工の利便性から、静止画をデジタルカメラで記録したいという要望が強くなっている。
【００６９】
一方、デジタルカメラは３５ｍｍ銀塩カメラと異なり、フィルムサイズの制約が無いためボディーの小型化が進んでいる。手術用顕微鏡は販売台数が限られているため、専用のデジタルカメラを作ろうとすると非常に高価になってしまう。従って、市販のデジタルカメラに小改良を加えて手術用顕微鏡に取り付けることが、安価に提供するためには必要である。
【００７０】
しかし、最近のデジタルカメラは小型化を優先するために有線によるレリーズ機能を有していない場合が多く、シャッターボタンを押すか、赤外線リモコンによってレリーズを行わなければならない。手術中に手術用顕微鏡鏡体に取り付けられたシャッターボタンを押すのは、拡大観察している顕微鏡においては画像ブレを誘発してしまう。また、赤外線リモコンによるレリーズでは、手術用顕微鏡が滅菌カバーにて覆われているため、滅菌カバーの装着状態によっては正しくリモコンが効かない場合がある。
【００７１】
本発明は、上記事情に鑑みたもので、手術用顕微鏡に取り付けられたデジタルカメラを容易かつ確実に撮影でき、かつ安価な手術用観察装置を提供することを目的とする。」
１３．被検体を走行する神経の像を取得して記録する神経像取得手段と、
前記被検体の観察像を観察可能な観察手段と、
刺激が加えられた神経を検出する神経検出手段と、
前記神経像取得手段に記録されている神経の像から前記神経検出手段により検出された神経に対応した神経像を選定する神経像選定手段と、
前記神経像選定手段により選定された神経像を前記観察手段により観察可能に表示する神経像表示手段と、
を具備することを特徴とする手術用観察装置。
【００７２】
１４．前記神経像表示手段は、前記観察手段により観察される前記被検体の観察像の前記選定された神経像が対応する位置に重なるように前記選定された神経像を表示することを特徴とする１３．記載の手術用観察装置。
【００７３】
１５．前記神経像表示手段は、神経の反応に応じて神経像の表示を開始し所定時間後に表示を終了することを特徴とする１３．記載の手術用観察装置。
【００７４】
１６．前記神経像表示手段は、神経の反応に応じて神経像の表示を変化させることを特徴とする１３．記載の手術用観察装置。
【００７５】
１７．更に前記観察手段による被検体の観察位置を検出するための観察位置検出手段を有し、前記神経像表示手段は、前記観察位置検出手段の検出により前記被検体の観察像の前記選定された被検体の神経像が対応する位置を特定することを特徴とする１４．記載の手術用観察装置。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、手術用観察装置の観察視野内に走行神経の情報を必要な場合のみ自動的に表示することが可能であるため、的確な処置が行えるのと同時に、煩わしい切換え操作が無く、表示が手術の邪魔になることも無い、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る手術用顕微鏡システムの全体構成図である。
【図２】手術用顕微鏡の鏡体部分を示す構成図である。
【図３】第１実施形態の視野内の画像を示す作用図である。
【図４】第１実施形態の動作フローを示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る鏡体４の拡大構成図である。
【図６】デジタルカメラ取付け部の拡大図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る手術用顕微鏡システムの全体構成図である。
【図８】第３実施形態の動作フローを示す図である。
【符号の説明】
１手術用顕微鏡
２架台
３アーム
４鏡体
５ＦＳ（フットスイッチ）
６センサー
７ボーンマーカー
８デジタイザ
９ＷＳ（ワークステーション）
１０術前画像記憶部
１１神経画像記録部
１２神経モニター
１３画像生成手段
１４ディスプレイ
１５プローブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surgical observation apparatus, and more particularly to a surgical microscope system having an in-field display means.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the advancement of surgery, in surgery using a surgical microscope (so-called microsurgery), there is an increasing demand for simultaneously observing not only microscopic images but also images of various devices used for surgery.
[0003]
As an example of such a surgical microscope, in Patent Document 1 described later, an image of a navigation device constructed based on a CT or MRI preoperative image is displayed in a microscope visual field, or a waveform of a nerve monitor is displayed. Technology is disclosed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-11022 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art including the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-11022, the operator can only observe the waveform of the nerve monitor within the field of view, and which operation during the operation depends on where the subject is running. Whether or not the stimulus was applied could only be judged from the experience of the individual operator, so the confirmation work was troublesome to perform an appropriate treatment, and the operation was prolonged.
[0006]
In addition, even when a nerve image is superimposed on a microscope image, the display is not linked to the response of the nerve monitor, and since it was manually turned on / off, the operation is very difficult to stop the operation flow. It was annoying.
[0007]
The present invention has been made paying attention to such a problem, and the object of the present invention is to provide a surgical observation apparatus that can perform an appropriate treatment, has no troublesome switching operation, and does not obstruct the operation. It is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above objective, Of the present invention First Surgical observation device according to an aspect Is a surgical observation apparatus having observation means capable of observing an observation image of a subject The three-dimensional reconstructed image generating means for generating a three-dimensional reconstructed image from the preoperative image recorded in the preoperative image recording unit, and the nerve-only image is extracted from the generated three-dimensional reconstructed image A nerve image recording means for forming a three-dimensional image for each type of nerve and recording it in a nerve image recording unit; and a nerve for detecting a stimulus applied to the nerve of the subject and identifying the nerve that has received the stimulus Identification means; neural image extraction means for extracting a three-dimensional image of a type of nerve corresponding to the specified nerve from the nerve image recording unit; and the stimulation based on the extracted three-dimensional nerve image. An image generating means for generating an image of the nerve to which the image is added, and the generated neural image and the stereoscopic observation image of the surgical observation apparatus are combined to generate an image in which the neural image is superimposed on the stereoscopic observation image. Display means for displaying .
[0009]
Also, Of the present invention Second Surgical observation device according to an aspect Is Of the present invention First Surgical observation device according to an aspect In A navigation device for detecting the observation position of the observation means is further provided, and the spatial coordinates of the three-dimensional neural image and the stereoscopic observation image of the surgical observation device are matched based on the detected observation position information. Make .
[0010]
Also, Of the present invention Third Surgical observation device according to an aspect Is Of the present invention First Surgical observation device according to an aspect In The display of the nerve image ends after a predetermined time from when the stimulus applied to the nerve is no longer detected. .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a surgical microscope system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram showing a mirror part of a surgical microscope. FIG. 3A and FIG. 3B are operation diagrams showing images in the field of view of the present embodiment. FIG. 4 is a diagram showing an operation flow of the present embodiment.
[0012]
(Constitution)
A surgical microscope 1 includes a gantry 2, an arm 3 having six degrees of freedom attached to the gantry 2, a mirror body 4 as observation means attached to the tip of the arm 3, and a foot switch attached to the gantry 2. (Hereinafter referred to as FS) 5 and a drive control unit (not shown) built in the gantry 2 that drives an optical system drive unit (not shown) of the mirror body 4 in response to an operation input of the FS 5.
[0013]
A navigation sensor 6 is attached to the mirror body 4. Similarly, a bone marker 7 for navigation is attached to the head of the patient P.
[0014]
As shown in FIG. 1, a digitizer 8 as an observation position detecting means is installed in the operating room at a position where the sensor 6 and the bone marker 7 can be photographed simultaneously. The digitizer 8 is an apparatus that arranges two imaging elements not described in detail at a predetermined interval and determines the relative three-dimensional spatial position of the sensor 6 and the bone marker 7 based on the principle of triangulation.
[0015]
The digitizer 8 is connected to a navigation workstation (hereinafter referred to as WS) 9. The WS 9 is connected with a preoperative image recording unit 10, a nerve image recording unit 11, a nerve monitor 12, and an image generating unit 13.
[0016]
A display 14 is connected to the nerve monitor 12. A nerve monitor probe 15 is connected to the nerve monitor 12, and the other end of the probe 15 is attached to a predetermined position on the head of the patient P.
[0017]
As shown in FIG. 2, the mirror body 4 includes an objective lens 16, a pair of left and right zoom optical systems 17R and 17L, a pair of left and right imaging lenses 18R and 18L, and a pair of left and right eyepieces 19R and 19L. A three-dimensional magnification observation optical system is configured.
[0018]
A motor 20 is provided in the pair of zoom optical systems 17R and 17L, and is driven and controlled by a drive system control unit (not shown) built in the gantry 2. An encoder 21 is attached to the pair of zoom optical systems 17R and 17L, and the position of a moving lens (not shown) of the zoom optical systems 17R and 17L, that is, the observation magnification is detected. The encoder 21 is connected to WS9.
[0019]
A pair of beam splitters 22R and 22L are inserted between the pair of zoom optical systems 17R and 17L and the pair of imaging lenses 18R and 18L. The optical axis direction of the above-described stereoscopic observation optical system coincides with the transmission direction of the beam splitters 22R and 22L, and in the reflection direction orthogonal to the transmission direction, a pair of left and right lenses 23R and 23L and a pair of left and right monitors 24R. , 24L are provided.
[0020]
That is, the images projected on the monitors 24R and 24L are superimposed on the optical image of the stereoscopic observation optical system by the beam splitters 22R and 22L, and the operator observes the monitor image and the optical image simultaneously through the eyepieces 19R and 19L. It is configured to be able to.
[0021]
The pair of monitors 24R and 24L are connected to the image generating unit 13.
[0022]
(Function)
Hereinafter, the operation of the above-described configuration will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. First, the surgeon reads out preoperative images such as CT and MRI from the preoperative image recording unit 10 to the WS 9, and generates a three-dimensional reconstructed image from the preoperative images (step S1). The WS 9 extracts a nerve-only image from the generated three-dimensional reconstructed image, and forms a three-dimensional image for each type of nerve (I nerve, II nerve,...). This three-dimensional image of only nerves is stored in the nerve image recording unit 11 as nerve information acquisition means for each type (step S2).
[0023]
Next, the surgeon moves the mirror body 4 using the arm 3 and installs it at a desired position of the surgical site. The surgeon operates the FS 5 to send a signal to a drive control unit (not shown), and the drive control unit outputs a drive signal to the motor 20 to set the zoom optical systems 17R and 17L to a desired observation magnification. Observe and treat. Information on the observation magnification is detected by the encoder 21 and transmitted to the WS 9. In the present embodiment, the fixed-focus objective lens 16 is used, but this focal length information is preset in WS9.
[0024]
The digitizer 8 images the sensor 6 and the bone marker 7 by two imaging means not described in detail, and detects the relative position of the sensor 6 with respect to the position of the bone marker 7 by the arrangement of the sensors 6 and the bone marker 7. The position of the bone marker 7 is also recorded in a preoperative image taken before the operation, and the preoperative image (three-dimensional reconstructed image) is compared with the arrangement of the image taken with the digitizer 8. And the coordinates of the actual operative part are matched.
[0025]
WS 9 also detects the relative position of sensor 6 with respect to the position of bone marker 7. Accordingly, the WS 9 detects the relative position of the sensor 6 with respect to the preoperative image (three-dimensional reconstructed image). Since the sensor 6 is attached to the mirror body 4, the WS 9 detects the relative position of the mirror body 4 with respect to the surgical site and the preoperative image. In addition, since the focal length and the observation magnification of the objective lens 16 of the mirror body 4 are transmitted to the WS 9, the left and right observation images observed by the three-dimensional magnification observation optical system are pre-operative images (three-dimensional reconstructed images). It is possible to detect which part corresponds. Thereby, the spatial coordinates of the nerve image recorded in the nerve image recording unit 11 and the optical image observed by the stereoscopic magnification observation optical system can be matched (step S3).
[0026]
The surgeon performs the treatment of the surgical site in this state. FIG. 3A shows an optical observation image at this time. 3A shows a state in which a tumor 101 has occurred in the brain parenchyma 100 and a nerve 26 is encapsulated in the tumor 101 in the visual field 25 of the surgical microscope. Reference numeral 27 denotes a treatment tool for performing treatment on the surgical site. Reference numeral 103 denotes a blood vessel.
[0027]
The surgeon carefully treats the portion of the tumor 101 with reference to preoperative images and the like, but the nerve 26 included in the tumor 101 may be stimulated. The stimulus transmitted to the nerve 26 is transmitted to the nerve monitor 12 as a nerve detecting means via the probe 15. When there is a stimulus, the nerve monitor 12 identifies the stimulated nerve and displays the intensity of the stimulus on the display 14 in the form of a waveform.
[0028]
When the nerve stimulation exceeds a predetermined threshold value, the nerve monitor 12 determines that there is a stimulation to a specific nerve (step S4), and transmits the type of nerve subjected to the stimulation to WS9. For example, when it is detected that the nerve monitor 12 has received a stimulus greater than the threshold value to the facial nerve, the fact is notified to the WS 9, and the WS 9 as the nerve image selection means receives a three-dimensional image of the facial nerve from the nerve image recording unit 11. Take out. Since the three-dimensional image of the facial nerve is spatially matched with the observation image of the mirror 4, the two directions having the left-right parallax that matches the stereoscopic observation optical system with respect to the three-dimensional image and the observation magnification information thereof Is added and transmitted to the image generating means 13 (step S5).
[0029]
The image generation unit 13 generates two types of two-dimensional images having left and right parallax (step S6), and the two-dimensional image for the left eye is output to the monitor 24R as the first display unit. This is transmitted to the monitor 24L as the second display means (step S7). The two-dimensional images transmitted to the monitors 24R and 24L are combined with the stereoscopic optical image of the stereoscopic observation optical system by the beam splitters 22R and 22L via the pair of left and right lenses 24R and 24L. The surgeon observes an image in which the reconstructed stereoscopic nerve image is superimposed on the stereoscopic optical image via the eyepieces 19R and 19L. FIG. 3B shows the field of view 25 of the mirror body 4 at this time. In FIG.3 (b), it is the solid nerve image on which 28 was superimposed.
[0030]
This display allows the surgeon to recognize that the facial nerve 26 contained in the tumor 101 has been stimulated with the treatment tool 27 and the portion where the facial nerve 26 is running, so that appropriate treatment should be performed. Can do. The superimposed three-dimensional nerve image is automatically erased after a predetermined time has elapsed since the nerve is no longer stimulated (end of display), and the field of view returns to the image shown in FIG. 3A (step S8).
[0031]
(effect)
According to the first embodiment, the operator can immediately recognize that the nerve has been stimulated by the treatment, and can refer to the nerve running position that cannot be seen with the naked eye. The effect is that the efficiency becomes very high.
[0032]
[Second Embodiment]
FIG. 5 is an enlarged configuration diagram of the mirror body 4 according to the second embodiment. FIG. 6 is an enlarged view of the digital camera mounting portion. The same parts as those in the first embodiment are given the same numbers and the description thereof is omitted.
[0033]
(Constitution)
As shown in FIG. 5, beam splitters 30R and 30L are provided between the zoom optical systems 17R and 17L and the beam splitters 22R and 22L. When the light beams emitted from the zoom optical systems 17R and 17L are incident on the beam splitters 30R and 30L, 50% of the beam splitters 30R and 30L are transmitted in the direction of the beam splitters 22R and 22L, and 50% are reflected in the directions of the lenses 31R and 31L. It is attached so that.
[0034]
Digital cameras 32R and 32L are provided following the lenses 31R and 31L. Imaging elements 33R and 33L of digital cameras 32R and 32L are provided at the focal positions of the lenses 31R and 31L. The digital cameras 32R and 32L are provided with infrared light receivers 34R and 34L. When the digital cameras 32R and 32L receive a predetermined infrared pulse signal in the infrared light receivers 34R and 34L, a shooting control unit (not shown) operates to perform shooting. The infrared light receivers 34 </ b> R and 34 </ b> L are provided in a direction facing the mirror body 4. In addition, infrared light emitting portions 35R and 35L are provided at positions facing the mirror body 4. The infrared light emitting units 35 </ b> R and 35 </ b> L are connected to a release signal output unit 36 built in the gantry 2. The release signal output unit 36 is connected to the FS 5.
[0035]
The image sensors 33R and 33L of the digital cameras 32R and 32L are connected to the image storage unit 37. The image storage unit 37 is connected to the image comparison unit 38. The image comparison means 38 is connected to WS9.
[0036]
In addition, a brightness adjusting unit 39 is provided between the image generating unit 13 and the monitors 24R and 24L. The nerve monitor 12 is connected to the brightness adjusting means 39.
[0037]
The digital cameras 32R and 32L are connected to the mirror body 4 by optical adapters 40R and 40L incorporating lenses 31R and 31L. The mirror body 4 is provided with members 41R and 41L, and sterilization not shown between the infrared light emitting sections 35R and 35L provided in the mirror body 4 and the infrared light receiving sections 34R and 34L provided in the digital cameras 32R and 32L. A cover (hereinafter, drape) is configured so as not to block the infrared path.
[0038]
FIG. 6 shows an enlarged view of the mounting portion for the digital camera 32R.
[0039]
(Function)
The surgeon wears a drape (not shown) on the mirror body 4 before the operation. The drape does not block the path between the infrared light emitting portions 35R and 35L and the infrared light receiving portions 34R and 34L by the optical adapters 40R and 40L and the members 41R and 41L. Therefore, when the surgeon presses an imaging switch (not shown) of the FS 5, a release signal is sent from the release signal output unit 36 to the infrared light emitting units 35R and 35L. The infrared light emitting units 35R and 35L emit light in a predetermined light emission pattern, and the infrared signals are received by the infrared light receiving units 34R and 34L of the digital cameras 32R and 32L. Accordingly, the digital cameras 32R and 32L take an observation image formed on the image pickup devices 33R and 33L and output the image data to the image storage unit 37. The image stored in the image storage unit 37 can be used as an image file after surgery.
[0040]
Further, the images captured by the pair of left and right digital cameras 32R and 32L stored in the image storage unit 37 are sent to the image comparison unit 38. In the image comparison unit 38, the three-dimensional reconstructed image of the preoperative image and the observation position (imaging position) information detected by the digitizer 8 are sent from the WS 9, and the three-dimensional reconstructed image and the image storage unit 37 send the information. Comparison with the captured image that has been made. For the comparison, the shape matching of the characteristic part of the imaging range (in this embodiment, the blood vessel running on the surface of the brain parenchyma) is performed by the pattern matching method.
[0041]
That is, if there is a shift in blood vessel travel between the three-dimensional reconstructed image and the images taken by the digital cameras 32R and 32L, a brain shift (a shape in which the brain is distorted with respect to the time of preoperative image photography due to cerebrospinal fluid outflow during craniotomy). It is determined that the displacement caused by the treatment or treatment has occurred. Therefore, the amount of deviation is calculated to calculate the amount of deviation of other tissues and reflected in the preoperative image (three-dimensional reconstructed image). The corrected preoperative image is stored in the preoperative image recording unit 10, and a neural image generated based on the preoperative image recording unit 10 is also corrected.
[0042]
Here, when the nerve is stimulated, the image generation unit 13 generates a nerve image corresponding to the parallax of both eyes and transmits it to the luminance adjustment unit 39 as in the first embodiment. The brightness adjusting means 39 receives the nerve stimulation amount from the nerve monitor 12, processes the image in accordance with the brightness, and outputs it to the monitors 24R and 24L. This processing is performed when the stimulus is strong, bright, when the stimulus is medium, the brightness is medium, and when the stimulus is low, the process is dark. Thereby, the surgeon observes the nerve image superimposed on the observation visual field.
[0043]
Instead of changing the luminance by the luminance adjusting means, the display may be changed by changing the color of the nerve image or blinking the display in accordance with nerve stimulation.
[0044]
(effect)
Work efficiency because there is no need to pay extra attention when installing a drape or the like because the infrared ray emitting part, infrared light receiving part and infrared ray path that perform the shooting operation of the digital camera do not block the obstacle. Will improve.
[0045]
In addition, because the preoperative image is corrected by calculating the amount of deviation by pattern matching between the captured image and the preoperative image, the image of the preoperative image superimposed in the visual field is not displaced due to the displacement due to brain shift or treatment, Accurate display is possible.
[0046]
Furthermore, since the intensity of the stimulus is displayed in a visual field so as to be identifiable in the field of view, the intensity of the stimulus due to the treatment can be grasped sensuously, and an appropriate response can be made.
[0047]
[Third Embodiment]
(Constitution)
In the first and second embodiments, an example using a passive nerve monitor has been described. However, in this embodiment, an active nerve monitor, specifically, an audio stimulus is intentionally applied from the ear, and the stimulus is applied. An example using an auditory brainstem reaction monitor (hereinafter referred to as an ABR monitor) (FIG. 7) in which a sensor is provided in the transmitting auditory nervous system to check whether there is an abnormality in hearing is shown.
[0048]
As shown in FIG. 7, a display 43 and a switch 44 are connected to the ABR monitor 42. Further, the ABR monitor 42 is connected to stimulus transmission probes 45R and 45L that transmit a stimulus to the left and right ears. Further, the ABR monitor 42 is attached with a probe 46 for receiving a brain stem reaction.
[0049]
(Function)
The operation of the above configuration will be described below with reference to the flowchart of FIG. Steps S1 to S3 and steps S6 to S8 are the same as those shown in FIG.
[0050]
Next, when the surgeon presses SW44 for stimulating the auditory nervous system in order to confirm whether there is any abnormality in the hearing ability (step S14), the ABR monitor 42 oscillates a voice stimulus. The voice stimulus is transmitted to the left and right ears of the patient P via the stimulus transmission probes 45R and 45L (step S15). As a result of the voice stimulation, the brain stem reaction is received by the probe 46, and the reaction analysis is performed by the ABR monitor 42 (step S16). The analysis result is displayed on the display 43. By viewing this display, the surgeon can confirm whether or not the hearing ability is preserved and where an abnormality has occurred in the auditory nervous system.
[0051]
In addition, the ABR monitor 42 transmits to the WS 9 how far the brainstem reaction has normally occurred in the auditory nervous system (steps S18 and S19). The WS 9 extracts an auditory nerve image from the nerve image recording unit 11 and transmits it to the image generation means 13. The image generating means 13 brightens up to the part where the brainstem reaction is normally generated, darkens the part from the part where the abnormality is recognized in the brainstem reaction, processes the auditory nerve image, and transmits it to the monitors 24R and 24L of the mirror 4 To do. For example, when there is a response, the image generation unit 13 colors the acoustic nerve image in blue (step S20), and when there is no response, the image generation unit 13 colors the acoustic nerve image in green (step S21). Thus, the surgeon performs the operation while recognizing the running state of the auditory nerve, the normal range, and the abnormal range.
[0052]
(effect)
Since the surgeon can perform the operation while visually identifying the normal range and the abnormal range of the brainstem reaction in addition to the running state of the auditory nerve, the operation efficiency is improved.
[0053]
In addition, not only when an abnormality is recognized in the nerve, but also when the surgeon needs it, the state of the nerve can be displayed.
[0054]
In the first to third embodiments described above, the surgical microscope is described as an example of the surgical observation apparatus. However, the surgical microscope is not limited to this. For example, the surgical microscope may be an optical endoscope or an ultrasonic endoscope. Can also be applied.
[0055]
(Appendix)
1. A body part for observing the surgical site;
In-field display device for displaying an image in the observation field of view of the mirror body part,
A navigation device for detecting an observation position of the mirror part;
A nerve monitor to observe the patient's nerve condition;
A detection unit for detecting a reaction in a predetermined nerve of the nerve monitor;
From the detection result of the detection unit and the observation position information by the navigation device, an image generation means for generating an image indicating a running state of a nerve based on a diagnostic image;
A display control unit for displaying the image generated by the image generation means on the in-field display device;
A surgical microscope system comprising:
[0056]
2. The display control unit has a display control algorithm for starting display by a change in a nerve reaction and stopping the display after a predetermined time has elapsed since the reaction stopped. The surgical microscope system as described.
[0057]
3. The image generating means has an image processing algorithm for processing an image according to a detection result of the detection unit. The surgical microscope system as described.
[0058]
4). 2. The image processing algorithm is an algorithm that brightens an image when a nerve response is large and darkens an image when the response is small. The surgical microscope system as described.
[0059]
5. The image generation means compares the diagnostic image and a captured image obtained by photographing an operation part, calculates a deviation amount, and corrects a generated nerve image from the calculation result of the calculation means. Image correction means to perform, and The surgical microscope system as described.
[0060]
6). The in-view display means is superimposition display means for superimposing and displaying an image on a microscope optical image. The surgical microscope system as described.
[0061]
7). The image generated by the image generation means extracts only the nerve part from the three-dimensional reconstructed image generated from the diagnostic image, and the three-dimensional reconstructed image of only the nerve part is equal to the left and right observation optical axes of the surgical microscope. 1. Two types of two-dimensional images for left and right eyes having binocular parallax obtained when observing in the same direction and with the same observation magnification. The surgical microscope system as described.
[0062]
8). An observation optical system for stereoscopic observation of the surgical site;
An optical path for photographing the surgical part,
In a surgical microscope system having
An imaging unit that is attached to the imaging optical path and that performs an imaging operation by receiving a predetermined pulse signal with the first wireless interface;
Input means for performing photographing of the photographing means;
In response to an input operation of the input means, a signal output unit that outputs a predetermined pulse signal from the second wireless interface provided in the body part of the surgical microscope;
A surgical microscope system comprising:
[0063]
9. The surgical microscope system according to appendix 8, wherein the photographing means is a digital camera.
[0064]
10. The surgical microscope system according to appendix 8, wherein the first wireless interface and the second wireless interface are provided at substantially opposed positions.
[0065]
11. Appendix 8. A protective member for preventing entry of a foreign substance that inhibits communication between the first wireless interface and the second wireless interface. The surgical microscope system as described.
[0066]
12 Note 8. The first wireless interface and the second wireless interface are infrared interfaces. The surgical microscope system as described.
[0067]
Appendix 1 ~ Appendix 7. The “prior art” and the “problem to be solved by the invention” for the described invention are as described at the beginning of this specification. Also, appendix 8. ~ Appendix 12. The “prior art” and “problems to be solved by the invention” for the described invention are as follows.
[0068]
“In recent years, digitalization of image recording has progressed. Conventionally, surgical image recording of a surgical microscope is typically analog recording (movies are U-matic, VHS, 8 mm, beta cam, etc., still images are 35 mm silver salt films). Recently, however, there has been a strong demand for recording still images with a digital camera because of the storability of recorded images (space and image quality degradation) and the convenience of image processing during conference presentations.
[0069]
On the other hand, unlike a 35 mm silver salt camera, a digital camera has no restrictions on the film size, and thus the body is becoming smaller. Since the number of surgical microscopes sold is limited, it becomes very expensive to make a dedicated digital camera. Therefore, it is necessary to make a small improvement on a commercially available digital camera and attach it to a surgical microscope in order to provide it at low cost.
[0070]
However, recent digital cameras often do not have a wired release function in order to prioritize miniaturization, and must be released by pressing a shutter button or using an infrared remote control. Pressing a shutter button attached to a surgical microscope body during surgery induces image blurring in a microscope that is magnified. In addition, in the release using the infrared remote controller, since the surgical microscope is covered with a sterilization cover, the remote control may not work correctly depending on the sterilization cover attached.
[0071]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an inexpensive surgical observation apparatus that can easily and reliably photograph a digital camera attached to a surgical microscope. "
13. A nerve image acquisition means for acquiring and recording an image of a nerve traveling through the subject;
An observation means capable of observing an observation image of the subject;
A nerve detecting means for detecting a nerve to which stimulation is applied;
A nerve image selection means for selecting a nerve image corresponding to the nerve detected by the nerve detection means from the nerve image recorded in the nerve image acquisition means;
A nerve image display means for displaying the nerve image selected by the nerve image selection means so as to be observable by the observation means;
Surgical observation apparatus characterized by comprising.
[0072]
14 The nerve image display means displays the selected nerve image so that the selected nerve image of the observation image of the subject observed by the observation means overlaps a corresponding position. . The surgical observation apparatus as described.
[0073]
15. 12. The nerve image display means starts displaying a nerve image in response to a nerve reaction and ends the display after a predetermined time. The surgical observation apparatus as described.
[0074]
16. 12. The nerve image display means changes the display of the nerve image according to a nerve reaction. The surgical observation apparatus as described.
[0075]
17. Furthermore, it has observation position detection means for detecting the observation position of the subject by the observation means, and the nerve image display means is the selected object of the observation image of the subject by detection of the observation position detection means. 13. The position corresponding to the nerve image of the specimen is specified. The surgical observation apparatus as described.
[0076]
【The invention's effect】
According to the present invention, since it is possible to automatically display the information of the traveling nerve in the observation visual field of the surgical observation apparatus only when necessary, it is possible to perform an appropriate treatment and at the same time, there is no troublesome switching operation. The display has the effect of not interfering with the operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a surgical microscope system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a mirror part of a surgical microscope.
FIG. 3 is an operation diagram illustrating an image in a field of view according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an operation flow of the first embodiment.
FIG. 5 is an enlarged configuration diagram of a mirror body 4 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view of a digital camera mounting portion.
FIG. 7 is an overall configuration diagram of a surgical microscope system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an operation flow of the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Surgical microscope
2 mount
3 Arm
4 mirror body
5 FS (foot switch)
6 Sensor
7 Bone marker
8 Digitizer
9 WS (workstation)
10 Preoperative image storage
11 Neurological image recording unit
12 Nerve monitor
13 Image generation means
14 display
15 Probe

Claims

A surgical observation apparatus having observation means capable of observing an observation image of a subject ,
3D reconstructed image generating means for generating a 3D reconstructed image from the preoperative image recorded in the preoperative image recording unit;
Neural image recording means for extracting an image of only the nerve from the generated three-dimensional reconstructed image, forming a three-dimensional image for each type of nerve, and recording it in the nerve image recording unit;
A nerve identifying means for detecting a stimulus applied to the nerve of the subject and identifying the nerve that has received the stimulus;
A neural image extracting means for extracting a three-dimensional image of a type of nerve corresponding to the specified nerve from the neural image recording unit;
Image generating means for generating an image of the nerve to which the stimulus is applied based on the extracted three-dimensional neural image;
Display means for combining the generated neural image and the stereoscopic observation image of the surgical observation apparatus and displaying an image in which the neural image is superimposed on the stereoscopic observation image;
Surgical observation apparatus characterized by comprising .

A navigation device for detecting the observation position of the observation means is further provided, and based on the detected observation position information, the spatial coordinates of the three-dimensional neural image and the stereoscopic observation image of the surgical observation device are matched. surgical observation apparatus according to claim 1, wherein the cause.

The display neuroimaging is surgical observation apparatus according to claim 1, wherein the ends from the time of stimulation applied to the nerve is no longer detected after a predetermined time.