JP4398208B2 - Observation device - Google Patents
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Description
本発明は、微小部位の手術、たとえば脳神経外科において使用される手術用顕微鏡装置であり、バランスをとることによって操作者が操作する被操作部を移動自在に保持するアーム部を備えた観察装置に関する。 The present invention, surgery micro site, for example, a surgical microscope apparatus used in neurosurgery, observation apparatus provided with an arm portion for freely holding and moving the operated portion operated by the operator by balancing About.
近年、手術手法および手術器具の発達にともない微小部位の手術、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た。特に脳神経外科におけるマイクロサージャリーでは、観察位置および観察方向を頻繁に変えることが要求される。そのため、術者が鏡体を軽い力で素早く、しかも確実に所望の位置角度に移動し固定する架台として、カウンターバランス方式の架台が開示されている。 In recent years, with the development of surgical techniques and surgical instruments, micro-surgery, so-called microsurgery, has been frequently performed. Particularly in microsurgery in neurosurgery, it is required to frequently change the observation position and the observation direction. For this reason, a counterbalance type pedestal has been disclosed as a pedestal for an operator to move and fix a mirror body to a desired position angle quickly and surely with a light force.
このようなカウンターバランス方式の架台においては、鏡体に接続されている重量物、具体的には対物レンズ等を備えた撮像部や、表示部である接眼鏡筒や助手用接眼鏡筒の観察角度あるいは位置を変更した場合には、鏡体の重心位置がずれるのでバランスの調整が必要となる。そこで、上述のカウンターバランス方式の架台を用いたうえで、光学式の鏡体部に対する重心位置のズレを素早く調整するための技術が、［特許文献１］に開示されている。 In such a counter-balance type gantry, observation of a heavy object connected to the mirror, specifically an imaging unit equipped with an objective lens, etc., an eyepiece tube as a display unit, and an eyepiece tube for an assistant. When the angle or the position is changed, the center of gravity of the mirror body is shifted, so that the balance needs to be adjusted. Therefore, [Patent Document 1] discloses a technique for quickly adjusting the shift of the center of gravity position with respect to the optical mirror body portion after using the above-described counter balance type frame.
また、電子画像による観察が行える手術用顕微鏡においては、レンズ系を用いて光学像を接眼鏡筒まで伝送する通常構成の顕微鏡と比較して、撮像手段と表示手段をそれぞれ自由に配置できるメリットがある。そのため、撮像手段と表示手段を互いに別体として設け、撮像手段に対して表示手段を任意に配置可能とする技術が、［特許文献２］に開示されている。 In addition, a surgical microscope capable of observing with an electronic image has an advantage that an imaging unit and a display unit can be freely arranged as compared with a microscope having a normal configuration in which an optical image is transmitted to an eyepiece tube using a lens system. is there. For this reason, [Patent Document 2] discloses a technique in which the imaging unit and the display unit are provided separately from each other and the display unit can be arbitrarily arranged with respect to the imaging unit.
さらに、手術用顕微鏡装置に光学像を撮像して映像信号を出力するビデオカメラを備え、このビデオカメラから出力された映像信号にもとづく映像を表示する表示手段としてディスプレイ装置を用いた技術が、［特許文献３］に開示されている。
このような有効な条件を兼ね備えた各特許文献を組み合わせて、新たな手術用顕微鏡装置を発明することの是非を考慮してみる。 Considering the pros and cons of inventing a new surgical microscope apparatus by combining patent documents having such effective conditions.
ａ） ［特許文献１］と［特許文献２］との組合せにおける問題点。 a) Problems in the combination of [Patent Document 1] and [Patent Document 2].
たとえば、［特許文献２］に示される撮像手段（すなわち、鏡体部）および表示手段（すなわち、接眼鏡筒）を、［特許文献１］に示されるカウンターバランス方式の架台に接続する構成の手術用顕微鏡装置とする。
この場合、［特許文献１］に記載される光学式鏡体部と同様に、接眼鏡筒を移動した場合にはカウンターバランス式アームに懸架される重量物（すなわち、撮像手段と表示手段による重心位置）の移動にともなって、鏡体部の重心位置が移動することになる。そのため、表示手段を移動した場合には、その都度、バランス調整を再度行わなければならず、煩わしいものとなってしまう。
For example, an operation having a configuration in which the imaging means (that is, the body part) and the display means (that is, the eyepiece tube) shown in [Patent Document 2] are connected to the counterbalance system frame shown in [Patent Document 1]. Microscope equipment for use.
In this case, similarly to the optical mirror described in [Patent Document 1], when the eyepiece tube is moved, a heavy object suspended on the counterbalance arm (that is, the center of gravity by the imaging means and the display means) With the movement of (position), the gravity center position of the mirror body part moves. Therefore, each time the display means is moved, the balance adjustment must be performed again, which is troublesome.
ｂ） ［特許文献１］と［特許文献３］との組合せにおける問題点。 b) Problems in the combination of [Patent Document 1] and [Patent Document 3].
たとえば、［特許文献３］に示される撮像手段（ビデオカメラ等）と、表示手段としての立体視ディスプレイ装置を、［特許文献１］のカウンターバランス方式の架台に懸架する手術用観察装置とする。
この場合においても、表示手段としての立体視ディスプレイ装置とビデオカメラ等の撮像手段との位置を相対的に変更した場合には、再度バランス調整を行わなければならず、煩わしいものとなる。
For example, an imaging means (video camera or the like) shown in [Patent Document 3] and a stereoscopic display device as a display means are used as a surgical observation apparatus that is suspended on a counterbalance system pedestal of [Patent Document 1].
Even in this case, when the positions of the stereoscopic display device as the display means and the image pickup means such as a video camera are relatively changed, balance adjustment must be performed again, which is troublesome.
また、前述したいずれの組合せにおいても、電子画像顕微鏡の構成とすることで、撮像手段および表示手段の設置の自由度があがることは先に説明した通りであり、前記撮像手段および表示手段を一つのバランス式アームで支持した場合、設置の自由度から撮像手段や表示手段は勿論のこと、助手用表示手段までも位置を大きく変更できるようになる。 In any combination described above, the configuration of the electronic image microscope increases the degree of freedom of installation of the imaging unit and the display unit, as described above. When supported by two balanced arms, the position of the assistant display means as well as the image pickup means and display means can be greatly changed from the degree of freedom of installation.
しかしながら、その反面、鏡体部全体としてのバランスの崩れは一層大きなものとなってしまうので、さらにバランス調整によって大きく重心位置を変更しなければならず、バランス調整作業は一層煩わしいものとなってしまう。
結局、いずれの技術の組み合わせにおいても、以上述べたように、術者の操作が煩雑になってしまい、その結果、手術時間の長時間化を招くことになり、術者の疲労および患者の負担が増大し易い。
However, on the other hand, the balance of the entire lens body is more disrupted, so the center of gravity must be greatly changed by balance adjustment, and the balance adjustment work becomes more troublesome. .
Eventually, in any combination of techniques, as described above, the operation of the operator becomes complicated, and as a result, the operation time becomes longer, the operator's fatigue and the burden on the patient. Tends to increase.
本発明は、前記事情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、バランスをとることによって被操作部を移動自在に保持するアーム部を備えたことを前提として、被操作部のアーム部に対する角度や、撮像手段および表示手段の角度、あるいは位置を任意に可変しても、被操作部の重心位置が変化することがなく、再度のバランス調整を不要として、操作性の向上化を得られる観察装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and its object is to provide an operated part on the premise that an arm part is provided to hold the operated part movably by balancing. Even if the angle of the arm relative to the arm, the angle of the imaging means and the display means, or the position is arbitrarily changed, the position of the center of gravity of the operated part does not change, and it is not necessary to adjust the balance again, improving operability it is intended to provide an observation apparatus that obtained a reduction.
本発明の観察装置は、前記目的を満足するためになされたものであり、操作者により操作される被操作部と、前記被操作部を移動自在に支持するアーム部と、被検体像を撮像する撮像手段を備えた撮像ユニットと、前記撮像ユニットにおける重心を可動中心として、前記撮像ユニットを前記被操作部に前記撮像ユニットの重心を通る回転軸まわりに可動固定する第２の可動支持手段と、前記撮像手段による被検体像を表示する表示手段を備えた表示ユニットと、前記表示ユニットにおける重心を可動中心として、前記表示ユニットを前記被操作部に前記表示ユニットの重心を通る回転軸まわりに可動固定する第３の可動支持手段と、前記撮像ユニットおよび前記表示ユニットが可動固定された前記被操作部における重心を可動中心として、前記アーム部に前記被操作部を交差する２つの回転軸まわりに可動固定する第１の可動支持手段とを備える。
前述した構成によれば、被操作部の角度および位置を任意に可変しても、可動支持手段を備えたことにより、被操作部における重心が変化せず、バランス調整をやり直す必要がない。
Observation apparatus of the present invention, all SANYO was made in order to satisfy the above object, the operated portion that is operated by the steering author, the arm portion for movably supporting the operated portion, the subject image An image pickup unit having an image pickup means for picking up an image, and a second movable support means for movably fixing the image pickup unit to the operated portion around a rotation axis passing through the center of gravity of the image pickup unit, with the center of gravity in the image pickup unit as a movable center. If a display unit having a display means for displaying the subject image by the imaging means, the center of gravity as a movable center of the display unit, about an axis of rotation passing through the center of gravity of the display unit of said display unit on the operated portion a third movable support means for moving the fixed, the imaging unit and the display unit is the center of gravity of the operated portion that is movable fixed as a movable center, before And a first movable support means for moving fixed around two axes of rotation intersecting said operated portion to the arm portion.
According to configuration described above, be optionally varied angle and position of the operating unit, by having a movable supporting means, without the center of gravity is changed in the operation portion, there is no need to redo the balance .
本発明によれば、保持装置および観察装置において、被操作部のアーム部に対する角度や、撮像部および表示部の角度、あるいは位置を任意に可変しても、被操作部としての重心位置が変化することがなく、再度のバランス調整を不要として、操作性の向上化を得られる等の効果を奏する。 According to the present invention, in the holding device and the observation device, the position of the center of gravity as the operated portion changes even if the angle of the operated portion with respect to the arm portion, the angle of the imaging portion and the display portion, or the position is arbitrarily changed. Thus, there is an effect that an improvement in operability can be obtained by eliminating the need for the balance adjustment again.
［実施例１］
本発明の保持装置および観察装置を手術用観察装置に適用し、その実施例１を図１〜図６にもとずいて説明する。図１は手術用観察装置の全体的な構成を示す斜視図、図２は鏡体１０２の外観図、図３は鏡体１０２の内部構成を説明する図、図４は鏡体１０２の概略の断面図、図５は画像表示に係る電気ブロック図、図６は水平観察を行う状態での鏡体１０２の姿勢を説明する鏡体外観図である。
[Example 1]
A holding apparatus and an observation apparatus according to the present invention are applied to a surgical observation apparatus, and Example 1 will be described based on FIGS. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the surgical observation apparatus, FIG. 2 is an external view of the
図１において、１は手術室内を移動可能な手術用顕微鏡のベースであり、このベース１には支柱２が立設されている。支柱２には該支柱２に対し回転軸Ａ１まわりに回動可能に支持されたリンク座３が設けられている。リンク座３には第１平行四辺形リンク４が設けられている。この第１平行四辺形リンク４は、複数のリンク５、６、７および８をそれぞれ回転軸Ａ１に対し直角をなしかつ互いに平行な回転軸Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５まわりに回動自在に接続され、前記リンク座３に対し、回転軸Ａ２と平行な回転軸Ａ６まわりに回動可能に支持されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a base of a surgical microscope that can move in an operating room, and a
また、第１平行四辺形リンク４を構成するリンク７の端部には後述する鏡体（被操作部）１０２と、鏡体接続アーム（アーム部）１０１と、第１平行四辺形リンク４および、後述する第２平行四辺形リンク１５の重量による回転モーメントを相殺し、平衡状態を保つための平衡重り３１が設けられている。
Further, at the end of the link 7 constituting the first parallelogram link 4, a mirror body (operated part) 102, a mirror body connecting arm (arm part) 101, a first parallelogram link 4, and An
前記支柱２には電装系を内蔵するコントロールボックス９が設けられており、このコントロールボックス９には後述する電動視野移動を操作可能なフットスイッチ１０が接続されている。支柱２の先端部にはリンク座３の支柱２に対する回転軸Ａ１まわりの回動をロック可能な電磁ブレーキ１１が設けられ、前記リンク６にはリンク座３に対する回転軸Ａ６まわりの回動をロック可能な電磁ブレーキ１２が設けられ、さらに前記リンク７にはリンク６に対する回転軸Ａ５まわりの回動をロック可能な電磁ブレーキ１３が設けられている。
The
第１平行四辺形リンク４を構成するリンク５には、第２平行四辺形リンク１５が設けられる。この第２平行四辺形リンク１５は複数のリンク１６、１７、１８、１９、２０および２１をそれぞれの端部、およびリンク１８とリンク１９の中間点において、それぞれ紙面に垂直な軸まわりに回動自在に接続することにより構成されている。
前記第２平行四辺形リンク１５は前記第１平行四辺形リンク４に対して回転軸Ａ７まわりに回動可能で、かつリンク５に設置されハウジング１４内に内蔵された電磁ブレーキにより固定可能に支持されている。ハウジング１４内には図１中Ｘ＋〜Ｘ−方向への電動視野移動機構が内蔵されている。
The
The
第２平行四辺形リンク１５を構成するリンク１７には、該リンク１７に対するリンク１８の回動をロック可能な電磁ブレーキおよび図１中のＹ＋〜Ｙ−方向への電動視野移動機構を内蔵したハウジング２２が設けられている。第２平行四辺形リンク１５を構成するリンク２１には電磁ブレーキ２９を介して鏡体接続アーム１０１の一端が接続されていて、この鏡体接続アーム１０１はリンク２１に対して回転軸Ａ８まわりに回動可能となっている。
The
鏡体接続アーム１０１の他端は、接続部１０３を介して鏡体１０２が接続されていて、鏡体１０２は接続部１０３によって鏡体接続アーム１０１に対して回転軸Ａ１０１回りに回動可能に支持されている。接続部１０３における回動可能な支持部分には図示しない重さ出し機構が設けられていて、鏡体１０２の自重で回転しないような重さ出しが設定されている。
The other end of the mirror
鏡体１０２の重心Ｇ１は、鏡体１０２の回転軸Ａ１０１と鏡体接続アーム１０１の回転軸Ａ８との交点位置になるように構成されている。すなわち鏡体１０２は、鏡体１０２における重心Ｇ１を可動中心として、鏡体接続アーム１０１の回転軸Ａ８に沿って、回転軸Ａ１０１と重心Ｇ１とからなり鏡体１０２を可動固定する第１の可動支持機構（可動支持手段）Ｋ１を備えている。
The center of gravity G1 of the
前記鏡体１０２を構成するハウジング１０６内には、後述する撮像部（撮像ユニット）１０４と、接眼鏡筒（表示ユニット）１０５を備えている。
はじめに、撮像部１０４を図２ないし図４にもとづいて説明する。
前記撮像部１０４は、図示しない術部からの光束が入射する対物レンズ１０７と、図示しない左右一対の観察光路上に左右一対の結像レンズ１０８ａ，１０８ｂを有するとともに、前記結像レンズ１０８ａ，１０８ｂの各々の結像面に左右一対の撮像素子（ＣＣＤ）１０９ａ，１０９ｂを備えている。さらに、前記対物レンズ１０７と結像レンズ１０９ａ，１０９ｂの間の左右観察光路上には、左右一対のズーム光学系１１０ａ，１１０ｂが設けられ、これらで撮像手段が構成される。
An imaging unit (imaging unit) 104 and an eyepiece tube (display unit) 105, which will be described later, are provided in a
First, the
The
前記対物レンズ１０７およびズーム光学系１１０ａ，１１０ｂは、それぞれ図示しない駆動系と接続されている。そして、図示しない操作スイッチをオンすることによって光軸方向に各々のレンズが移動し、所望の対物レンズ位置（フォーカス）およびズーム倍率にて前記ＣＣＤ１０９ａ，１０９ｂによって撮像されるようになっている。
The
前記撮像手段を構成する対物レンズ１０７、ズーム光学系１１０ａ，１１０ｂ、結像レンズ１０８ａ，１０８ｂおよびＣＣＤ１０９ａ，１０９ｂは、全て撮像部１０４の外形を構成する撮像部ハウジング１１１に固定され、これらで撮像部（撮像ユニット）１０４が構成されることになる。
The
前記撮像部１０４が回転軸Ａ１０２上を回転することによって、術者の観察軸方向に対物レンズ１０７の光軸を向けられるよう、鏡体ハウジング１０６の一部に溝１１８が設けられている。
前記撮像部ハウジング１１１は、その両側端面に突起部１１２ａ，１１２ｂを備えていて、鏡体ハウジング１０６の図示しない軸受け部によって回転軸Ａ１０２上に回動可能に支持されている。前記回転軸Ａ１０２上の回動可能な支持部分には図示しない重さ出し機構を備えており、撮像部１０４の自重で撮像部１０４が回転しないような重さ出しが設定されている。
A
The
このような撮像部１０４において、撮像部１０４の重心Ｇ２は、撮像部１０４の回転軸Ａ１０２上で、かつ前記鏡体接続アーム１０１の回転軸Ａ８との交点位置に構成されている。すなわち鏡体１０２は、撮像部１０４における重心Ｇ２を可動中心として、回転軸Ａ１０２と重心Ｇ２とからなり、撮像部１０４を可動固定する第２の可動支持機構（可動支持手段）Ｋ２を備えている。
In such an
つぎに、接眼鏡筒１０５について図２ないし図４にもとづいて説明する。
接眼鏡筒１０５には、表示手段としての一対の液晶表示装置１１３ａ，１１３ｂが接眼鏡筒（表示ユニット）１０５を構成するハウジング１１５に設けられている。液晶表示装置１１３ａ，１１３ｂから発せられた光束は、ハウジング１１５に固定された各々の接眼レンズ１１４ａ，１１４ｂを介して術者に観察されるようになっている。
Next, the
In the
ハウジング１１５は、その両側端面に突起部１１６ａ，１１６ｂを備え、鏡体ハウジング１０６の図示しない軸受け部によって回転軸Ａ１０３上で回動可能に支持されている。前記回動可能な支持部分において、図示しない重さ出し機構が構成されており、接眼鏡筒１０５の自重で回転しないような重さ出しが設定されている。
The
このような接眼鏡筒１０５において、接眼鏡筒１０５の重心Ｇ３は、接眼鏡筒１０５の回転軸Ａ１０３上で、かつ鏡体接続アーム１０１の回転軸Ａ８との交点位置に構成されている。すなわち鏡体１０２は、接眼鏡筒１０５における重心Ｇ３を可動中心として、回転軸Ａ１０３と重心Ｇ３とからなり、接眼鏡筒１０５を可動固定する第３の可動支持機構（可動支持手段）Ｋ３を備えている。
In such an
図２に示すように鏡体１０２を構成するハウジング１０６の所定の位置には、グリップ接続部１１７を介してグリップ２７が固定されている。このグリップ２７にはスイッチ２８が設けられていて、スイッチ２８は図示しないアーム制御回路と接続される。
スイッチ２８に対するオン操作によって、先に図１で説明したアーム制御回路と接続される電磁ブレーキ１１，１２，１３，２９と、ハウジング１４に内蔵される図示しないＸ軸電磁ブレーキおよび、ハウジング２２に内蔵される図示しないＹ軸電磁ブレーキが動作し、かつ回動軸Ａ１〜Ａ８が回動可能となって、鏡体１０２を所望の位置角度に変更可能である。
As shown in FIG. 2, a
By turning on the
結局、鏡体１０２の重心Ｇ１が、撮像部１０４の重心Ｇ２と、接眼鏡筒１０５の重心Ｇ３と、グリップ２８およびグリップ接続部１１７を含めた重心となるように、鏡体１０２全体が構成されることになる。
図５に示す画像表示の電気ブロック図において、ＣＣＤ１０９ａ，１０９ｂはそれぞれ画像処理回路１１９と接続されている。液晶表示装置１１３ａ，１１３ｂは、それぞれ画像処理回路１１９と接続されている。
After all, the
In the electrical block diagram of the image display shown in FIG. 5,
このようにして構成される手術用観察装置において、水平観察を行う場合について説明する。
図６に示すように、撮像部１０４を溝１１８の方向に沿って回転するとともに、接眼鏡筒１０５を鏡体ハウジング１０６の上部に回転位置させる。この状態で、撮像部１０４および接眼鏡筒１０５の重心Ｇ２，Ｇ３は、回転軸Ａ８と交差する回転軸Ａ１０２および回転軸１０３上で回転するのみであり、各重心Ｇ２，Ｇ３の鏡体重心Ｇ１に対する相対位置は全く変わらない。
A case where horizontal observation is performed in the surgical observation apparatus configured as described above will be described.
As shown in FIG. 6, the
つぎに、術者から見て手前方向に鏡体ハウジング１０６を回転させる。鏡体ハウジング１０６は接続部１０３の回転軸Ａ１０１上に回転することになる。このとき、鏡体１０２の重心Ｇ１が前記回転軸Ａ１０１上に位置するため、鏡体接続アーム１０１に対する鏡体１０２の重心Ｇ１位置は変わらない。
術者がスイッチ２８をオン操作すると、前述したように鏡体１０２を任意の位置および角度での位置決めができる。鏡体１０２の位置および角度を決めたあと、図示しない操作スイッチによって所望のズーム倍率が求められ、かつフォーカス位置の選択によって術部を観察することができる。
Next, the
When the operator turns on the
このようにして、撮像部１０４および接眼鏡筒１０５は同一の鏡体ハウジング１０６内に回動可能に支持されるので、構成が簡単ですむ。また、鏡体ハウジング１０６内に撮像部１０４および接眼鏡筒１０５を収容することから、撮像部１０４および接眼鏡筒１０５の回転にともなって移動する突起物がなく、術者は鏡体１０２周辺の突起物を気にしなくても良いメリットがある。
In this way, the
さらに、鏡体１０２と撮像部１０４および接眼鏡筒１０５の重心Ｇ１〜Ｇ３位置の設定と、第１〜第３の可動支持機構Ｋ１〜Ｋ３の構成から、鏡体１０２と、撮像部１０４および接眼鏡筒１０５を任意の位置あるいは角度に変更した場合でも、その都度、鏡体１０２のバランス調整をやり直す必要がなく、術者は手術に集中することができて手術時間の短縮化を得られ、その結果、術者の疲労軽減および患者の負担軽減に効果がある。
Furthermore, the
［実施例２］
つぎに、本発明の保持装置および観察装置を手術用観察装置に適用し、その実施例２を図７〜図９にもとづいて説明する。図７は手術用観察装置における鏡体１３０の全体構成を示す斜視図、図８は鏡体１３０を背面側から見た斜視図、図９は画像表示に係る電気ブロック図である。
[Example 2]
Next, the holding device and the observation device of the present invention are applied to a surgical observation device, and Example 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view showing the overall configuration of the
鏡体（被操作部）１３０を支持する鏡体接続アーム(アーム部)１３１の一端は、先に図１で説明した実施例１と同様に、リンク２１と電磁ブレーキ２９を介して接続されている。すなわち、鏡体接続アーム１３１から先の図示しない部分は、実施例１の構成が何らの変更もなくそのまま採用される。
鏡体接続アーム１３１の下端には、水平方向に延出される長い部分と、この端部で垂直方向に折曲されるグリップ接続部１３１ａと、水平方向に延出される短い部分と、この端部で垂直方向に延出される観察系支持アーム１３１ｂが一体に連設される。
One end of a mirror connection arm (arm part) 131 that supports the mirror (operated part) 130 is connected to the
At the lower end of the mirror
グリップ接続部１３１ａの垂直部一端にはグリップ２７が設けられ、このグリップ２７は実施例１同様にスイッチ２８を備えている。観察系支持アーム１３１ｂの垂直部分所定部位には接続アーム１３３が接続されていて、接続部１３４を介してモニタ支持部材１３５が設けられる。
A
モニタ支持部材１３５には、３Ｄモニタ（表示手段＝表示ユニット）１３２が回転軸Ａ１０４に対して回動可能に支持される。３Ｄモニタ１３２は、たとえばレンチキュラ方式の３Ｄモニタが用いられていて、前記３Ｄモニタ１３２を回動可能に支持する部分において図示しない重さ出し機構が設けられ、モニタ１３２自体の自重で回転しないような重さ出しが設定されている。
A 3D monitor (display means = display unit) 132 is supported on the
このような３Ｄモニタ１３２において、３Ｄモニタ１３２の重心Ｇ４は、３Ｄモニタ１３２の回転軸Ａ１０４上で、かつ鏡体接続アーム１３１の回転軸Ａ８と交差する位置になるようにモニタ支持部材１３５に構成されている。すなわち鏡体１３０は、３Ｄモニタ１３２における重心Ｇ４を可動中心として、回転軸Ａ１０４と重心Ｇ４とからなり、３Ｄモニタ１３２を可動固定する第２の可動支持機構（可動支持手段）Ｋ２ａを備えている。
In such a
観察系支持アーム１３１ｂの垂直部下端にはボールジョイント１３９を介して撮像部支持アーム１３６が接続されている。ボールジョイント１３９は、てん動中心が鏡体接続アーム１３１の回転軸Ａ８上に位置するよう構成されていて、上下および左右方向にてん動自在となっている。そしてボールジョイント１３９においては、図示しない重さ出し機構を備えて、所定の力量以下の力では動き出さないような重さ出しが設定されている。
An imaging
前記撮像部支持アーム１３６は、ボールジョイント１３９から左右に対向する方向に突設される。撮像部支持アーム１３６の一端には撮像部（撮像ユニット）１３７が設けられ、他端にはバランス重り１３８が設けられる。撮像部１３７は、実施例１と同様に図示しない対物レンズと一対のズーム光学系、一対の結像レンズおよび、図９にのみ示すＣＣＤ１０９ａ，１０９ｂ等からなる撮像手段を備えている。前記ＣＣＤ１０９ａ１，１０９ｂ１は画像処理回路１０９Ａに接続され、画像処理回路１１９Ａは前記３Ｄモニタ１３２に接続されている。
The imaging
撮像部１３７とバランス重り１３８の重心Ｇ５が、鏡体接続アーム１３１の回転軸Ａ８上で、かつボールジョイント１３９のてん動中心に設けられる。すなわち鏡体１３０は、撮像部１３７とバランス重り１３８における重心Ｇ５を可動中心として、回転軸Ａ１０５と重心Ｇ５とからなり、撮像部１３７を可動固定する第３の可動支持機構（可動支持手段）Ｋ３ａを備えている。
The center of gravity G5 of the
前述した３Ｄモニタ１３２の重心Ｇ４と撮像部１３７の重心Ｇ５および鏡体接続アーム１３１による重心は、鏡体接続アーム１３１の回転軸Ａ８上の所定位置（ここでは重心Ｇ６）となるように構成される。すなわち鏡体１３０の重心Ｇ６が、鏡体接続アーム１３１の回転軸Ａ８上の所定位置に構成され、この重心Ｇ６を可動中心として、鏡体接続アーム１３１の回転軸Ａ８に沿って、回転軸Ａ８と重心Ｇ６とからなり鏡体１３０を可動固定する第１の可動支持機構（可動支持手段）Ｋ１ａが備えられる。
The centroid G4 of the
このようにして構成される手術用観察装置を構成する鏡体１３０において、術者は３Ｄモニタ１３２の表示角度を回転軸Ａ１０４回りに回転させて位置決めする。この３Ｄモニタ１３２の重心Ｇ４位置が鏡体接続アーム１３１の回転軸ａ８と交差する回転軸Ａ１０４上に設定され、かつ３Ｄモニタ１３２は回転軸Ａ１０４回りに回転するのみであるから、３Ｄモニタ１３２の重心Ｇ４位置は常に変わることがない。
そして、ボールジョイント１３９を基準にして撮像部１３７を移動し、３Ｄモニタ１３２との相対位置を決める。このとき撮像部１３７とバランス重り１３８は重心Ｇ５において互いにつりあい状態にあり、かつ重心Ｇ５はボールジョイント１３９のてん動中心と一致するため、撮像部１３７とバランス重り１３８の重心Ｇ５の位置は変わらない。
In the
Then, the
グリップ２７をもってスイッチ２８をオン操作することで、所望の観察位置に鏡体１３０を移動させることができる。ＣＣＤ１０９ａ１，１０９ｂ１で撮像された左右観察画像は画像処理回路１０９Ａで映像信号化され、さらにレンチキュラ方式の映像信号に変換されて３Ｄモニタ１３２に表示される。
なお、表示ユニットである３Ｄモニタ１３２および撮像ユニットである撮像部１３７は一般的に市販されているものを用いており、容易に取付け可能であり、手術用顕微鏡装置として低コストで製造でき、医療費削減が可能となり、患者の医療費負担が削減できるメリットがある。
By turning on the
The 3D monitor 132 as a display unit and the
さらに、鏡体１３０と撮像部１３７および３Ｄモニタ１３２の重心Ｇ６〜Ｇ４位置の設定と、第１〜第３の可動支持機構Ｋ１ａ〜Ｋ３ａの構成から、鏡体１３０と撮像部１３７および３Ｄモニタ１３２を任意の位置あるいは角度に変更した場合でも、その都度、鏡体１３０のバランス調整をやり直す必要がなく、術者は手術に集中することができて手術時間の短縮化を得られ、その結果、術者の疲労軽減および患者の負担軽減に効果がある。
Furthermore, the
［実施例３］
つぎに、本発明の保持装置および観察装置を手術用観察装置に適用し、その実施例３を図１０〜図１３にもとづいて説明する。図１０は手術用顕微鏡装置を構成する鏡体１５０全体の斜視図、図１１は鏡体１５０の側面図、図１２は画像表示に係る電気ブロック図、図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）は助手用３Ｄモニタ１６１を支持する平行四辺形リンク機構１７０の作用を説明する図である。
[Example 3]
Next, the holding device and the observation device of the present invention are applied to a surgical observation device, and Example 3 will be described with reference to FIGS. 10 is a perspective view of the
鏡体（被操作部）１５０を支持する鏡体接続アーム（アーム部）１５１の一端は、先に図１で説明した実施例１と同様に、リンク２１と電磁ブレーキ２９を介して接続されている。すなわち、鏡体接続アーム１５１から先の図示しない部分は、実施例１の構成が何らの変更もなくそのまま採用される。
One end of the mirror connection arm (arm portion) 151 that supports the mirror (operated portion) 150 is connected via the
鏡体接続アーム１５１の端部には、接続部１６３を介して撮像部（撮像ユニット）１５２が設けられている。撮像部１５２は円筒形をなしており、その底面には対物レンズ１５５が突設され、内部には実施例１と同様に図示しない一対のズーム光学系、一対の結像レンズと、図１２にのみ示すＣＣＤ１０９ａ２，１０９ｂ２等からなる撮像手段が設けられている。前記ＣＣＤ１０９ａ２，１０９ｂ２は画像処理回路１１９Ｂに接続され、この画像処理回路１１９Ｂは後述する３Ｄモニタ１３２および助手用３Ｄモニタ１６１に接続されている。
An imaging unit (imaging unit) 152 is provided at the end of the mirror
撮像部１５２は、回転軸Ａ１１２回りに回動可能に支持される。この回動可能な支持部分において図示しない重さ出し機構を備えており、撮像部１５２自体の自重で回転しないような重さ出しが設定されている。
このような撮像部１５２において、撮像部１５２の重心Ｇ１１は、撮像部１５２（鏡体接続アーム１５１と兼用）の回転軸Ａ８上の所定位置に構成されている。すなわち鏡体１５０は、撮像部１５２における重心Ｇ１１を可動中心として、回転軸Ａ８と重心Ｇ１１とからなり、撮像部１５２を可動固定する第３の可動支持機構（可動支持手段）Ｋ３ｂを備えている。
The
In such an
撮像部１５２の所定の側面にはグリップ支持部材１５４の一端が固定されている。グリップ支持部材１５４は撮像部１５２から水平方向に延出され、所定長さの部位で垂直方向に折曲される。この垂直端部にグリップ２７が接続され、グリップ２７には実施例１と同じスイッチ２８が設けられている。
撮像部１５２の上部側面にはモニタ支持部材１５３が固定され、先に実施例２で説明したのと全く同様な３Ｄモニタ１３２（表示手段＝表示ユニット）が回転軸Ａ１０６回りに回動可能に支持される。３Ｄモニタ１３２を回動可能に支持する部分において図示しない重さ出し機構が設けられ、モニタ１３２自体の自重で回転しないような重さ出しが設定されている。
One end of a
A
このような３Ｄモニタ１３２において、３Ｄモニタ１３２の重心Ｇ７は、３Ｄモニタ１３２の回転軸Ａ１０６上で、かつ鏡体接続アーム１５１の回転軸Ａ８と交差する位置になるようにモニタ支持部材１５３に構成されている。すなわち鏡体１５０は、３Ｄモニタ１３２における重心Ｇ７を可動中心として、回転軸Ａ１０６と重心Ｇ７とからなり、３Ｄモニタ１３２を可動固定する第２の可動支持機構（可動支持手段）Ｋ２ｂを備えている。
In such a
撮像部１５２の側面円周に沿って溝部が設けられ、この溝部には回転部材１５６が嵌合し、かつ撮像部１５２の周面に沿って回動可能に設けられている。前記回転部材１５６の側面には円筒状のモニタアーム支持部１５７が固定されている。前記モニタアーム支持部１５７には、第１のモニタアーム１５８が回転軸Ａ１０７まわりに回動可能に支持されている。
A groove portion is provided along the circumference of the side surface of the
前記回転部材１５６の回動可能な支持部分において図示しない重さ出し機構が構成されており、後述する平行四辺形リンク機構１７０、バランス重り１６２、助手用３Ｄモニタ１６１等の自重で回転しないような重さ出しが設定されている。
第１のモニタアーム１５８の一端には、助手用３Ｄモニタ１６１が回転軸Ａ１０８回りに回動可能に連結されている。さらに、助手用３Ｄモニタ１６１には、第２のモニタアーム１５９の一端が回転軸Ａ１１１回りに回動可能に連結されている。前記第１のモニタアーム１５８および第２のモニタアーム１５９の他端において、第３のモニタアーム１６０が回転軸Ａ１０９および回転軸Ａ１１０回りに回転可能に連結されている。
A weighting mechanism (not shown) is configured in the pivotable support portion of the rotating
An
このようにして、助手用３Ｄモニタ１６１と、第１〜第３のモニタアーム１５８，１５９，１６０は、互いに平行四辺形リンク機構１７０を構成している。第３のモニタアーム１６０のみ、回転軸Ａ１０９方向に延長した先の端部には、バランス重り１６２が固定されている。
In this manner, the
図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、助手用３Ｄモニタ１６１の重心Ｇ８位置は、モニタアーム１５８とモニタアーム１５９が助手用３Ｄモニタ１６１に接続された箇所を結ぶ線上となる位置である。そして、助手用３Ｄモニタ１６１の重心Ｇ８と、バランス重り１６２の重心Ｇ９は、モニタアーム支持部１５７の所定の位置に構成される重心Ｇ１０に対してバランス状態が保持される。
As shown in FIGS. 13A, 13B, and 13C, the position of the center of gravity G8 of the
モニタアーム支持部１５７の重心Ｇ１０位置を鏡体接続アーム１５１の回転軸Ａ８上に設定するため、回転部材１５６の回転中心における対称位置には、重心Ｇ１０にかかる力と等しい図示しない重りが設けられている。前記助手用モニタ１６１および平行四辺形リンク機構１７０による重心が、撮像部１５２の円筒中心線（図１０，１１においては鏡体接続アーム１５１の回転軸Ａ８と同じ）上の重心Ｇ１１と一致するように構成されている。
また、３Ｄモニタ１３２の重心Ｇ７と前記撮像部１５２の円筒中心線上の重心Ｇ１１およびモータ支持部１５７の重心Ｇ１０を含めて、鏡体１５０の重心Ｇ１２位置は、鏡体接続アーム１５１の回転軸Ａ８と接続部１６３の回転軸Ａ１１２との交点となるように構成されている。
In order to set the position of the center of gravity G10 of the monitor
The center of gravity G12 of the
すなわち鏡体１５０の重心１２Ｇが、鏡体接続アーム１５１の回転軸Ａ８上の所定位置に構成され、この重心Ｇ１２を可動中心として、鏡体接続アーム１５１の回転軸Ａ８に沿って、回転軸Ａ８と重心Ｇ１２とからなり鏡体１５０を可動固定する第１の可動支持機構（可動支持手段）Ｋ１ｂが備えられる。
That is, the center of gravity 12G of the
このようにして構成される手術用観察装置における鏡体１５０であり、撮像部１５２を鏡体接続アーム１５１の接続部１６３を支点として所望の角度に回転するとともに、３Ｄモニタ１３２を実施例２同様に回転軸Ａ１０６を中心に回動して、術者が観察し易いように所望の角度に設定する。
This is the
助手用３Ｄモニタ１６１も同様に回転部材１５６を回転し、かつ回転軸Ａ１０７まわりに回動して撮像部１５２との角度を持たせ、図１３（ｂ），（ｃ）に示すように傾けることによって術者（助手）が観察し易いように所望の角度に設定する。助手用３Ｄモニタ１６１の傾きに応じた平行四辺形リンク機構１７０の変形状態に応じてバランス重り１６２が移動し、常にモニタアーム支持部１５７の重心Ｇ１０の位置が変わらず、撮像部１５２の円筒中心線上の重心Ｇ１１の位置は変わらない。
Similarly, the
撮像部１５２の円筒中心線上の重心Ｇ１１と、３Ｄモニタ１３２の重心Ｇ７位置が変わらないことから、鏡体１５０の重心Ｇ１２位置が変わらない。そのため、前述したように撮像部１５２の角度および３Ｄモニタ１３２や、助手用３Ｄモニタ１６１の角度を変更しても、バランス調整をやり直す必要がない。術者がスイッチ２８を操作することによって、軽い力量で術者の所望の位置に鏡体１５０が移動可能となる。
Since the position of the center of gravity G11 on the cylindrical center line of the
３Ｄモニタ１６１などの重心に対して、モニタの支持部が重心からずれた位置であっても、重心位置をモニタの支持部に変えるように設置できるため、３Ｄモニタ１６１などの設置の自由度が上って使い勝手の向上が得られ、その結果、調整時間の短縮化が可能となり、術者および患者にとっても疲労軽減となる。
Even if the support part of the monitor deviates from the center of gravity with respect to the center of gravity of the
さらに、鏡体１５０と撮像部１５２および３Ｄモニタ１３２の重心Ｇ１２、Ｇ１１、Ｇ７の位置設定と、第１〜第３の可動支持機構Ｋ１ｂ〜Ｋ３ｂの構成から、鏡体１５０と撮像部１５２および３Ｄモニタ１３２を任意の位置あるいは角度に変更した場合でも、その都度、鏡体１５０のバランス調整をやり直す必要がなく、術者は手術に集中することができて手術時間の短縮化を得られ、その結果、術者の疲労軽減および患者の負担軽減に効果がある。
Furthermore, the
さらに、本発明は上述の実施例の形態に限定されるものではなく、他の装置等、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。 Furthermore, the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, such as other devices.
つぎに、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。 Next, other characteristic technical matters of the present application are added as follows.
記
（付記項１） 術部からの光が入射する対物レンズと、前記対物レンズからの光を結像する結像レンズと、前記結像レンズからの光に基づく光学像を撮像する前記撮像手段と、前記撮像手段により撮像された光学像を表示する表示手段と、少なくとも前記撮像手段、表示手段のいずれか一つが、位置角度を変更可能に支持する支持手段とを備えた鏡体を有する手術用観察装置において、前記支持手段は支持対象手段の重心と関連付けて支持されることを特徴とする手術用観察装置。
(Additional Item 1) An objective lens into which light from an operation part is incident, an imaging lens that forms an image of light from the objective lens, and the imaging unit that images an optical image based on the light from the imaging lens And a display unit that displays an optical image picked up by the image pickup unit, and at least one of the image pickup unit and the display unit includes a support body that supports the position angle so that the position angle can be changed. The surgical observation apparatus according to claim 1, wherein the support means is supported in association with the center of gravity of the support target means.
（付記項２） 前記支持手段は回転支持機構であり、支持対象手段の重心が回転中心上の所定の位置に位置決めされることを特徴とする付記１記載の手術用観察装置。 (Additional Item 2) The surgical observation apparatus according to Additional Item 1, wherein the support means is a rotation support mechanism, and the center of gravity of the support target means is positioned at a predetermined position on the rotation center.
（付記項３） 前記支持手段は平行四辺形リンク機構を有し、支持対象手段の重心が平行四辺形リンク機構及びバランス重りによって平行四辺形リンク機構の所定の位置に位置決めされることを特徴とする付記１記載の手術用観察装置。 (Additional Item 3) The support means has a parallelogram link mechanism, and the center of gravity of the support target means is positioned at a predetermined position of the parallelogram link mechanism by the parallelogram link mechanism and the balance weight. The surgical observation apparatus according to appendix 1.
（付記項４） 前記支持手段はボールジョイント機構であることを特徴とする付記１記載の手術用観察装置。 (Additional Item 4) The surgical observation apparatus according to Additional Item 1, wherein the support means is a ball joint mechanism.
（付記項５） 前記撮像手段は円筒形状を有し、前記平行四辺形リンク機構は前記撮像手段の円周上に回転可能な回転機構と、前記回転機構の回転中心に対して平行四辺形リンク機構、支持対象手段、バランス重りの重量を相殺するバランス重りを有することを特徴とする付記３記載の手術用観察装置。
(Additional Item 5) The imaging unit has a cylindrical shape, the parallelogram link mechanism is a rotation mechanism that can rotate on the circumference of the imaging unit, and a parallelogram link with respect to the rotation center of the rotation mechanism. 4. The surgical observation apparatus according to
（付記項６） 前記観察手段は２つ以上設けられていることを特徴とする付記項１ないし付記項５のいずれかに記載の手術用観察装置。
(Additional Item 6) The surgical observation apparatus according to any one of Additional Item 1 to
（付記項７） 前記表示手段は３Ｄモニタであることを特徴とする付記項１ないし付記項６のいずれかに記載の手術用観察装置。 (Additional Item 7) The surgical observation apparatus according to any one of Additional Items 1 to 6, wherein the display unit is a 3D monitor.
（付記項８） 前記鏡体の重心はバランスアーム機構による少なくとも一つの回転軸上にあることを特徴とする付記項１ないし付記項７のいずれかに記載の手術用観察装置。 (Additional Item 8) The surgical observation apparatus according to any one of Additional Item 1 to Additional Item 7, wherein the center of gravity of the mirror body is on at least one rotation axis by a balance arm mechanism.
（付記項９） 術部からの光が入射する対物レンズと、前記対物レンズからの光を結像する結像レンズと、前記結像レンズからの光に基づく光学像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、少なくとも前記撮像手段および表示手段のいずれか一つに備えられ、前記撮像手段および表示手段の位置または角度を変更可能に支持する支持手段とを具備し、前記支持手段は、支持対象手段である前記撮像手段および表示手段を、それぞれの重心と関連付けて支持することを特徴とする手術用観察装置。 (Additional Item 9) An objective lens on which light from the surgical site is incident, an imaging lens that forms an image of light from the objective lens, an imaging unit that captures an optical image based on the light from the imaging lens, Display means for displaying an image picked up by the image pickup means; and support means for supporting at least one of the image pickup means and the display means so that the position or angle of the image pickup means and the display means can be changed. And the support means supports the imaging means and the display means, which are support target means, in association with their respective centers of gravity.
（付記項１０） 前記支持手段は回転支持機構であり、前記支持対象手段の重心が回転支持機構における回転中心上の所定の位置に位置決めされることを特徴とする付記項９記載の手術用観察装置。 (Additional Item 10) The surgical observation according to Additional Item 9, wherein the support means is a rotation support mechanism, and the center of gravity of the support target means is positioned at a predetermined position on the rotation center of the rotation support mechanism. apparatus.
（付記項１１） 前記支持手段は平行四辺形リンク機構を有し、前記支持対象手段の重心は平行四辺形リンク機構およびバランス重りによって、平行四辺形リンク機構における所定の位置に位置決めされることを特徴とする付記項９記載の手術用観察装置。 (Additional Item 11) The support means has a parallelogram link mechanism, and the center of gravity of the support target means is positioned at a predetermined position in the parallelogram link mechanism by the parallelogram link mechanism and the balance weight. The surgical observation apparatus according to appendix 9, which is characterized by the following.
１０２，１３０，１５０…鏡体（被操作部）、１０１，１３１，１５１…鏡体接続アーム（アーム部）、Ｋ１，Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ…第１の可動支持機構（可動支持手段）、Ｋ２，Ｋ２ａ，Ｋ２ｂ…第２の可動支持機構（可動支持手段）、Ｋ３，Ｋ３ａ，Ｋ３ｂ…第３の可動支持機構（可動支持手段）、１０４，１３７，１５２…撮像部（撮像手段）、１０５…接眼鏡筒（表示手段）、１３２…３Ｄモニタ（表示手段）。 102, 130, 150 ... mirror body (operated part), 101, 131, 151 ... mirror body connecting arm (arm part), K1, K1a, K1b ... first movable support mechanism (movable support means), K2, K2a , K2b ... second movable support mechanism (movable support means), K3, K3a, K3b ... third movable support mechanism (movable support means), 104, 137, 152 ... imaging unit (imaging means), 105 ... eyepiece Tube (display means), 132... 3D monitor (display means).
Claims (1)
前記被操作部を移動自在に支持するアーム部と、
被検体像を撮像する撮像手段を備えた撮像ユニットと、
前記撮像ユニットにおける重心を可動中心として、前記撮像ユニットを前記被操作部に前記撮像ユニットの重心を通る回転軸まわりに可動固定する第２の可動支持手段と、
前記撮像手段による被検体像を表示する表示手段を備えた表示ユニットと、
前記表示ユニットにおける重心を可動中心として、前記表示ユニットを前記被操作部に前記表示ユニットの重心を通る回転軸まわりに可動固定する第３の可動支持手段と、
前記撮像ユニットおよび前記表示ユニットが可動固定された前記被操作部における重心を可動中心として、前記アーム部に前記被操作部を交差する２つの回転軸まわりに可動固定する第１の可動支持手段と、
を備えたことを特徴とする観察装置。 An operated part operated by an operator;
An arm part that movably supports the operated part;
An imaging unit including an imaging means for imaging a subject image;
Second movable support means for movably fixing the imaging unit around the rotation axis passing through the gravity center of the imaging unit, with the center of gravity of the imaging unit as a movable center;
A display unit comprising display means for displaying a subject image by the imaging means;
A third movable support means as moving center of gravity, for the movable fixing the display unit to the rotation-axis passing through the center of gravity of said display unit on the operated portion of said display unit,
First movable support means for movably fixing about two rotation axes intersecting the operated portion with the arm portion, with a center of gravity at the operated portion to which the imaging unit and the display unit are movably fixed fixed as a movable center; ,
An observation apparatus comprising:
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