JP5283357B2 - 照明装置を備えた手術用顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、手術用顕微鏡、特に神経外科用の手術用顕微鏡に関し、手術用顕微鏡で検査される手術部位中に照明光を発するために、高出力光源を有し、かつ手術部位に導かれる照明光強度を最大値と最小値との間で設定するための強度設定手段を有する照明装置と、照明装置を制御しうる操作モジュールを有する照明装置用の制御ユニットとを備え、手術部位に導かれる照明光の強度を設定するために、制御ユニットが、強度設定手段と作用連結状態にある手術用顕微鏡に関する。

冒頭に述べた様式の手術用顕微鏡は、カールツァイスサージカル有限会社（Carl Zeiss Surgical GmbH）が、ＯＰＭＩ（登録商標）Penteroの商品名で販売している。この手術用顕微鏡は神経外科用に設計され、手術部位を照明するため、３００ワットのキセノン高出力光源を備えた照明装置を有している。この照明装置が発する照明光の強度は、篩い形絞りにより、最小値と最大値との間でほぼ連続的に設定されうる。この手術用顕微鏡により、手術部位を赤外光線領域と青色光線領域との蛍光で可視化することができる。

手術用顕微鏡を用いて、非常に微細な組織構造を見えるようにするために、この組織構造に十分照明を当てる必要がある。このために、手術用顕微鏡中には高出力の照明装置が必要である。従って、神経外科や耳鼻咽喉外科用の手術用顕微鏡の照明装置には、高出力光源が用いられる。しかし、手術部位に導かれる照明光は、体内組織と相互作用を行う。このことは発熱をもたらし、特に照明強度が高すぎる場合には高出力光源から出力される紫外線光と赤外線光が除かれた場合でさえも、組織構造に持続的な損傷を与える可能性がある。

外科手術用顕微鏡を最適に設定するために、手術者が、特に光の強度と分光組成を変え、また手術用顕微鏡中の照明装置により発せられる照明光の照射面の大きさを変え、さらに対象物領域に関する手術用顕微鏡の作動状態を変えることができれば有用である。

本発明の課題は、照明光強度を大幅に変更可能な照明装置にも関わらず、誤作動により患者の組織構造に損傷を与えない手術用顕微鏡を提供することである。

この課題は、冒頭で述べた手術用顕微鏡であって、操作モジュールによって、照明光強度を、記憶装置中に保存されている安全しきい値を超える値に設定すると、警告信号を発信する信号発生器が設けられている手術用顕微鏡により達成可能である。

本発明の更なる態様では、照明装置の始動時に、操作モジュールを介して、制御ユニットが、照明装置中の高出力光源の光が減衰する第１照明装置始動値にフィルターユニットを設定する。これにより、照明装置の点灯時に、手術部位を過剰な照明光で負荷しない手術用顕微鏡を提供することができる。

本発明の更なる態様では、操作モジュールは、第１照明装置始動値に設定する手段を有する。これにより、手術される体内組織の温度感度の差異を考慮することができる。

本発明の更なる態様では、記憶装置中に保存されている第１照明装置始動値の安全しきい値を超える第１照明装置始動値を、操作モジュールを介して設定すると、警告信号を発信する信号発生器が設けられている。これにより、操作者は、手術用顕微鏡の操作時に行った機器設定により、組織の損傷を招く危険性があることを知らされる。

本発明の更なる態様では、照明装置は、照明装置から発せられる照明光の分光組成を設定するための分光フィルターを有する。これにより、結像に寄与しない照明光により、手術部位へ負荷がかかるのを回避できる。

本発明の更なる態様では、分光フィルターは、防熱フィルターとして構成されている。これにより、手術部位への熱光線による負荷を阻止できる。

本発明の更なる態様では、分光フィルターは、赤外蛍光励起フィルターとして構成されている。これにより、蛍光時に赤外光を発光する蛍光色素を用いる場合に、体内組織を可視化することができる。

本発明の更なる態様では、分光フィルターは、青色蛍光励起フィルターとして構成されている。これにより、手術部位を青色分光領域の蛍光で検査することができる。

本発明の更なる態様では、操作モジュールは、赤外蛍光作動モードに設定するための入力ユニットを有し、このモードでは、赤外蛍光励起フィルターが、照明装置の観察光路に入れられる。これにより、手術用顕微鏡を用いた人間工学的な作業が可能である。

本発明の更なる態様では、赤外蛍光作動モードに設定する際に、制御ユニットが、操作モジュールの入力ユニットを介して、フィルターユニットを第２照明装置始動値に設定する。これにより、手術用顕微鏡を赤外蛍光作動モードに切り替えた際に、患者組織が、過剰な強度の蛍光励起光により負荷を受けるのを回避できる。

本発明の更なる態様では、操作モジュールは、第２照明装置始動値に設定するための手段を有する。これにより、手術用顕微鏡を、実施する手術の必要性に応じて構成できる。

本発明の更なる態様では、記憶装置中に保存されている第２照明装置始動値の安全しきい値を超える第２照明装置始動値を、操作モジュールを介して設定すると、警告信号を発信する信号発生器が手術用顕微鏡中に設けられている。これにより、操作者は、手術用顕微鏡の照明装置の照明光により、患者組織が過剰な負荷を受ける危険性があることを知ることができる。

本発明の更なる態様では、手術用顕微鏡の操作モジュールは、青色光蛍光作動モードに設定するための入力ユニットを有し、このモードでは、青色光蛍光励起フィルターが、照明装置の照明光路に入れられる。これにより、操作しやすい形で手術用顕微鏡を青色蛍光作動モード用に設定可能となる。

本発明の更なる態様では、青色光蛍光作動モードに設定する際に、制御ユニットが、操作モジュールの入力ユニットを介して、フィルターユニットを第３照明装置始動値に設定する。これにより、手術用顕微鏡の青色蛍光作動の際に、組織が過剰に負荷されるのを回避できる。

本発明の更なる態様では、操作モジュールは、第３照明装置始動値に設定するための手段を有する。これにより、手術用顕微鏡を、青色光において蛍光を発する色素を用いた手術用に設定し、光感度が異なる体内組織への使用に迅速に合わせることができる。

本発明の更なる態様では、操作モジュールを介して、記憶装置中に保存されている第３照明装置始動値の安全しきい値を超える第３照明装置始動値を設定すると、警告信号を発信する信号発生器が手術用顕微鏡中に設けられている。これにより、手術用顕微鏡を用いた手術において、組織の損傷の危険性があることを、操作者に伝えることができる。

本発明の更なる態様では、操作モジュールは、フィルターユニットを、照明装置の照明光の最小強度である値と、照明装置の照明光の最大強度である第２値との間で設定するための手段を有する。これにより、手術医は、手術中に手術用顕微鏡の照明装置により発せられる光量を、手術部位が常に良く見えるように設定することができる。

本発明の更なる態様では、手術用顕微鏡において、照明光の強度の最大設定可能値は、記憶装置中に保存されている安全しきい値の第１、第２、または第３安全しきい値に対応する。これにより、手術医が、手術用顕微鏡の照明装置を、過誤により組織の損傷の危険性がある範囲で作動することが回避される。

本発明の更なる態様では、操作モジュールは、照明装置の照明光の最大強度である第２値に設定するための手段を有する。これにより、作動時間が長くなるにつれ、光源から発光される光出力が減る手術用顕微鏡中の光源の老化過程を考慮に入れることができる。

本発明の更なる態様では、手術用顕微鏡において、制御ユニットに接続されているランプ交換検知装置が設けられ、これにより、ランプ交換を検知した際には、フィルターユニットが初期値に設定される。これにより、ランプ交換直後に、手術用顕微鏡の照明装置が、強すぎる照明光を出力しないようにされている。

本発明の更なる態様では、手術用顕微鏡は、照明装置により発せられた照明光の強度を検知するためのセンサーを有する。これにより、好ましいランプ交換時期を自動的に認識することができる。

本発明の更なる態様では、手術用顕微鏡の照明装置中に、フィルターユニットを設定するための手段が設けられ、この手段は調整回路を有し、この回路が、照明装置により発せられる照明光の強度を所定値に調整する。これにより、光源の作動期間が長くなるにつれ低下する光出力を自動的に補償し、これにより、光源の作動期間には依存しない輝度で手術部位を照明することができる。

本発明の好適なさらなる構成は、図中に示され、以下で詳細に説明する。

図１は照明装置１０１を備えた手術用顕微鏡１００を示す。照明装置１０１は、高出力キセノンランプ形式の高出力光源１０２を有する。この高出力光源１０２は、照明装置１０１中でライトガイド１０４に導かれる照明光１０３を発する。照明装置１０１は、４つのレンズ１０６、１０７、１０８、１０９を備えた移動調節可能な照明光学系１０５を有する。照明光学系１０５とライトガイド１０４の出口端１１０との間に、設定可能なフィルターユニット１１２、すなわち強度設定手段が配されている。設定可能なフィルターユニット１１２は、篩いフィルターとして構成され、照明装置１０１からの照明光の強度を設定するための手段として機能する。フィルターユニットは、ライトガイドから出た照明光１１３を、０％〜１００％の間で設定可能な減衰係数により減衰させる。

フィルターユニット１１２には、照明装置１０１中を照明光学系１０５に導かれる照明光１１３の分光組成を設定するためのフィルターを備えたフィルター車１１４が配されている。

さらに、照明装置１０１は方向転換ミラー１１５を有する。照明光学系１０５から出た照明光１１６は、方向転換ミラー１１５を介して、対象物領域１１７の方向へ方向転換する。照明光１１６はここで照射面１１８を形成する。

方向転換ミラー１１５の裏面１１９には、照明光強度検出器１２０が配されている。方向転換ミラー１１５中の孔１２１を介して、照明光強度検出器１２０は、照明光学系１０５から方向転換ミラー１１５へ導かれた照明光の一部を受光する。

手術用顕微鏡１００は、さらに顕微鏡主対物レンズ１３０を有する。この顕微鏡主対物レンズ１３０には、左側観察光路１３１と、右側観察光路１３２とが通っている。顕微鏡主対物レンズ１３０の、対象物とは逆側の左側観察光路１３１中と右側観察光路１３２中に、移動調節可能なズーム系１３３、１３４が配されている。手術用顕微鏡は、図示したように、さらに接眼レンズ１３５、１３６を備えた双眼筒を有する。

観察者は、目１３７、１３８で接眼レンズ１３５、１３６をのぞいて、対象物領域１１７を拡大し、顕微鏡主対物レンズ１３０の光軸１０００に対して立体角１３９を取ることにより、立体的な観察が可能である。

手術用顕微鏡１００の左側観察光路１３１中には、ビームスプリッタ１４０が配されている。このビームスプリッタ１４０は、観察光路１３１から観察光の一部１４１を分離し、これを結像光学系１４２を介して第１カメラ１４３へと導く。

手術用顕微鏡の右側観察光路１３２中にもビームスプリッタ１５０がある。このビームスプリッタ１５０は、右側観察光路１３２から観察光の一部１５１を分離し、これを、蛍光色素であるインドシアニングリーン（ＩＣＧ：Indocyiayngruen）の蛍光に対して調整され実質的に８２０ｎｍ〜８７０ｎｍの波長領域の光のみを透過させることができるフィルター１５２を透過させ、結像光学系１５３を介してカメラ１５４へと導く。

顕微鏡１００の右側観察光路１３２には、さらに、ビームスプリッタ１６０が設けられている。このビームスプリッタ１６０は、結像光学系１６２が配されている表示器１６１から像信号と表示信号を入射するために用いられる。

手術用顕微鏡１００は、対象物領域１１７を白色光で検査するように設計されている。しかし、対象物領域１１７は、手術用顕微鏡１００を用いて対象物領域１１７中で生じる蛍光を観察することにより検査することも可能である。

対象物領域で蛍光を生じさせるためには、対象物領域で蛍光色素が必要である。蛍光色素は、適切な分光組成を有する照明光により、蛍光を励起する。これにより、励起光の分光特性とは異なる分光特性を有する光が生じる。

照明装置１０１は、対象物領域で照射面１１８を形成する照明光１１６を用いて、外科手術における患者の体内組織を強調するのに適した色素ＩＣＧおよび５−ＡＬＡを、蛍光励起しうるように設計されている。

色素ＩＣＧは、赤色分光領域の波長７８０ｎｍの光により蛍光励起される。この色素により出力された蛍光の波長は、赤外分光領域中の８３５ｎｍであり、人間の目では見ることができない。

色素ＩＣＧの蛍光による対象物領域１１７の像を、手術用顕微鏡で見ることができるようにするために、像変換が必要である。これは、手術用顕微鏡１００中のカメラ１５４により行われる。カメラ１５４には、フィルター１５２を通して、ＩＣＧの蛍光の分光組成に相当する分光組成の波長領域の光のみが導かれる。カメラ１５４は、表示器１６１と接続されている。これにより、カメラ１５４により検出された、人間の目には見えない像信号が、人間が見える像信号に変換される。この像は、ＩＣＧを蛍光励起するよう照明装置が始動された際には、右の観察光路へ入射することにより可視化される。

これに対して、青色色素４００に基づく蛍光からの対象物領域１１７の像は、裸眼で手術用顕微鏡１００で観察することができる。手術用顕微鏡１００を青色色素４００の蛍光の観察用の作動モードに変えるために、照明装置１０１中のフィルター車１１４を移動調節することにより、青色色素４００の蛍光を励起させる光を透過させ、この色素で蛍光発光した波長の光は透過させないフィルターが、観察光路中に入るよう切り換えられる。

図２に、照明装置の高出力光源１０２が発光した照明光の強度を減衰させるフィルターユニット１１２を示す。フィルターユニット１１２は、篩いフィルターとして構成され、光非透過篩いフィルター板２００を有し、このフィルター板中に、光のための大きさの異なる通過開口２０１が設けられている。板２００が、照明装置の照明光路２０４中で、双方向矢印２０３が示す方向で軸２０２の周りを動くことにより、この板２００は、照明光路２０４中にある光透過開口２０１の数と大きさとに応じて、光束を制御する。

図３は、図１の照明装置１０１のフィルター車１１４を示す。このフィルター車１１４は、高出力光源１０２から発光された照明光の分光組成を設定するために設けられている。フィルター車１１４は照明光路中を軸３０１の周りを双方向矢印３１０の方向で動く。フィルター車１１４は、フィルター板３０２、３０３、３０４を有し、これらのフィルター板により、図１の高出力光源１０２の照明光を、それぞれ白色光モード、色素ＩＣＧを蛍光励起可能なモード、および、色素５−ＡＬＡを蛍光励起可能なモードで、手術用顕微鏡を作動させるために用いることができる。

図４は、手術用顕微鏡を白色光モードで作動した時に、照明光路中に入れられているフィルター板３０２のフィルター特性４００を示す。フィルター板３０２は、防熱フィルターとして作用する。フィルター板３０２は、波長が４００ｎｍ〜７２０ｎｍの可視分光領域の照明光を透過させる。フィルター特性４００は、４５０ｎｍ未満の波長の光の場合低下する。７２０ｎｍにおいて、フィルターエッジ４０１がある。４００ｎｍ以下の波長である紫外線領域の光と、波長が７２０ｎｍを越える赤外線分光領域にある光とは、図４のフィルター板３０１により遮断される。これにより、手術用顕微鏡を白色光モードで作動する際に、手術用顕微鏡により観察可能である対象物領域の像を人間が見るために役立たない熱放射と紫外線に、患者組織を不必要にさらすことから回避できる。

図５に、図３のフィルター板３０３のフィルター特性５００を示す。このフィルター板３０３は、赤外蛍光励起フィルターとして作用する。このフィルター板は、ＩＣＧの蛍光に基づく像を、照明光路中で可視化するための手術用顕微鏡の作動時に用いられる。フィルター特性５００は、波長７８０ｎｍにおいて、急傾斜のフィルターエッジ５０１を有する。これにより、ＩＣＧの蛍光励起領域にある波長の光が、照明装置により、対象物領域に導かれ、同時に、ＩＣＧの蛍光波長領域にある波長の照明光は対象物領域に入射しないうにすることができる。

図６に、図３のフィルター車１１４中のフィルター板３０４のフィルター特性６００を示す。このフィルター板３０４は、青色蛍光励起フィルターとして機能する。このフィルター板３０４は、色素５−ＡＬＡの蛍光励起モードで手術用顕微鏡を動作させる時に、図１の手術用顕微鏡１００の照明装置１０１の照明光路中に入れられる。フィルター特性６００は、色素５−ＡＬＡを蛍光励起可能な４００ｎｍ未満の波長の紫外線領域の光を透過させる。

手術用顕微鏡の照明装置の照明光により、患者の組織が熱負荷や光毒性負荷により損傷される可能性がある。手術部位に照射される照明光の強度が強くなるに従って、組織損傷の危険性はより大きくなる。図１の手術用顕微鏡１００の照明装置１０１中の高出力光源１０２により色素ＩＣＧや５−ＡＬＡを蛍光励起させるためには、非常に高強度の照明光を発せねばならない。

図１の手術用顕微鏡１００を日常的に操作する際に、患者組織の過誤の損傷を避けるために、照明装置１０１は制御ユニット１７０を有し、これにより、照明装置のそれぞれの作動モードに応じて、手術部位に導かれる照明光の強度を、最大照明光強度が所定の設定可能なしきい値を越えないように、それぞれの始動値を設定することができる。

制御ユニット１７０には、データ記憶装置１７１と、入力・出力インタフェースとしてタッチセンサー式画面１７３を備えた操作モジュール１７２とが設けられている。このタッチセンサー式画面１７３によって、手術部位に、白色光、色素ＩＣＧの蛍光励起光、色素５−ＡＬＡの蛍光励起光を照射するように、手術用顕微鏡１００の作動を始動させることができる。このために、操作者は、画面上の該当する制御域を触れねばならない。

図７に、図１の手術用顕微鏡１００のタッチセンサー式画面１７３の入力メニュー７００を示す。光源強度の始動値の値と、照明装置から出力される照明光の強度の値は、いわゆる「スライダー」７０１、７０２を介して設定される。入力メニューは、数字入力用キーパッド７０３をも有する。この数字入力用キーパッド７０３により、人物を識別する機器構成の入力が可能になる。図１の照明装置１０１の制御装置のタッチセンサー式画面１７３を介して、個人のデータコードを入力することにより、機器の個人に関する予設定を呼び出すことができる。この数字入力用キーパッド７０３により、白色光、ＩＣＧの蛍光励起をする光、色素５−ＡＬＡの蛍光励起をする光の場合に、照明装置１０１により発せられ、データ記憶装置中に保存される照明光強度の始動値を設定することができる。安全上の理由から、さらにキーパッドを介して最初にライセンスキーが入力されるようになっている。これにより、図１の制御装置１７０は、サービス作動モードに変わり、始動値を設定するための入力メニューが呼び出される。

制御ユニット１７０に患者損傷警告装置１７４が設けられている。照明光による患者の損傷の可能性を除外しきれない動作パラメータが照明装置に設定されると、患者損傷警告装置１７４中の警告信号発生器１７５が駆動される。そして、この警告信号発生器１７５は、音響警告信号や視覚警告信号を発信する。あるいは、警告信号発生器１７５は、音響警告信号のみまたは視覚警告信号のみを発信するように構成することもできる。また、触覚検知可能な警告信号を発信するように警告信号発生器を実現することも可能である。

「白色光」が始動される場合、フィルター車１１４が回転し、図３のフィルター板３０２が照明光路中に入る。これに続いて、図２のフィルターユニット１１２の篩いフィルター板２００は、白色光作動のための始動値に設定される。その後で初めて、高出力光源１０２の操作が開始する。白色光の始動値は、データ記憶装置１７１中でフィルターユニット１１２の板２００用に保存されている設定値に相当する。この設定値は、データ記憶装置１７１の製造業者が保存した値である。この設定値は、高出力光源１０２の光を、高出力光源１０２が発した光量の２５％に減衰する値であることが好ましい。

タッチセンサー式画面１７３により、白色光作動始動値を設定することができる。白色光作動始動値が、データ記憶装置１７１に保存された白色光作動始動値の製造業者値を超える値に設定されると、患者損傷警告装置１７４中の警告信号発生器１７５により警告信号が発信される。

さらに、タッチセンサー式画面１７３により、照明装置の白色光作動が始動される際に、照明装置により発せられた照明光の強度を設定することができる。フィルターユニット１１２の図２の板２００を駆動させることにより、図１の手術用顕微鏡１００の照明装置１０１の高出力光源１０２から出る照明光の強度を、白色光作動始動値に対応する０〜最大値の値に変更可能である。

同様のことが、照明装置１０１のＩＣＧの蛍光励起用の作動モードにおいても可能である。この作動モードが、タッチセンサー式画面１７３により始動されると、まずフィルター板３０３が照明光路中に移動し、篩いフィルター板２００は、ＩＣＧの蛍光励起に有利な初期値に設定される。この初期値は、患者組織に損傷を与える危険性がない値である。このＩＣＧの蛍光励起作動モードにおける篩いフィルター板２００の始動値も、製造業者によりデータ記憶装置１７１中に入力されている値である。

この値は、例えば高出力光源１０２の光を、図２の篩いフィルター板２００を用いて、高出力光源１０２が発する光の５０％に減衰する値である。

タッチセンサー式画面１７３により、ＩＣＧの蛍光励起用の照明光の始動値を設定することができる。この始動値が設定されると、データ記憶装置１７１に保存された製造業者側で格納された始動値の超える値が選択される場合、患者損傷警告装置１７４中の警告信号発生器１７５が警告信号を発信する。

照明装置がＩＣＧの蛍光励起作動モードの場合、発せられる照明光の強度は、タッチセンサー式画面１７３を介して、最小値と最大値との間で設定可能である。篩いフィルター板２００の設定の最大値は、ＩＣＧ蛍光作動モード始動時に、照明装置１０１により発せられる照明光の強度値に一致する。

手術用顕微鏡が５−ＡＬＡの蛍光用作動を行うように始動されると（この目的のために、タッチセンサー式画面１７３には相当する入力手段が設けられている）、図３のフィルター板３０３が照明光路中に移動する。図２の篩いフィルター板２００は、５−ＡＬＡ始動値に設定される。これに続いて、図１の手術用顕微鏡１００中の高出力光源１０２が作動する。

この５−ＡＬＡ始動値とは、データ記憶装置１７１に保存された篩いフィルター板２００用の設定値である。この設定値は、製造業者が設定し、データ記憶装置１７１中に格納されている。この値は、例えば高出力光源の光を０減衰させる、すなわち篩いフィルター板の最大照明強度への設定に相当している。

タッチセンサー式画面１７３を用いて、色素５−ＡＬＡの蛍光観察用の手術用顕微鏡作動モードを始動させる際に、この減衰値を設定することも可能である。この際、製造業者によりデータ記憶装置１７１に保存された始動値のための値を超える場合にもまた、患者損傷警告装置１７４中の警告信号発生器１７５を介して、警告信号を発信する。

図１の手術用顕微鏡のタッチセンサー式画面１７３にある図７の入力メニューについて、そのスライダー７０２を用いて、図１の照明装置１０１により出力される照明光の安全しきい値を設定範囲内で変更しうる。この安全しきい値は、図１のタッチセンサー式画面１７３の入力メニュー７００におけるキーパッド７０３を介した暗証符号入力後に初めて修正可能である。

スライダー７０１は、白色光作動用、ＩＣＧの蛍光励起作動用、色素５−ＡＬＡの蛍光励起作動用に、照明装置１０１を始動させる際に出力される照明光の強度の始動値を設定するために機能する。この設定もまた図７の入力メニュー７００中のキーパッド７０３を介して、暗証符号を入力した後に初めて可能となる。

操作者がしきい値を、機器の製造業者側で制御ユニット１７０のデータ記憶装置１７１中に保存された値とは別の値に設定すると、図１の照明装置１０１の患者損傷警告装置１７４を介して、警告信号が出力される。この警告信号は、好ましくは、タッチセンサー式画面１７３における「注意： 光強度を高くすると、組織が損傷を受ける可能性あり！ 可能な限りより小さい光出力を用いるよう検討して下さい。」という表示と組み合わされる。タッチセンサー式画面においてこれに対応する入力が行われ、この警告指示が終了した際に、初めて該当するしきい値は変更可能となる。

手術用顕微鏡の操作者が変わり、製造業者の推薦値とは異なる値に設定しようとする度に、この警告指示がでることが好ましい。

操作者が、照明装置が出力する照明光強度の最大値を、照明装置１０１用の可能な作動モードのうちの１つで照明装置を始動する時の該当する始動値よりも小さい値に設定する場合、図１の制御装置１７０中で、照明装置１０１の始動時の出力光強度値を、操作者により設定された最大出力光の値へ下げる。

制御ユニット１７０は、調整回路１９０を有する。この調整回路１９０により、照明装置１０１を調整作動モードで作動することができる。調整回路１９０は、照明光強度検出器１２０と接続され、設定可能なフィルターユニット１１２に、設定信号を発信する。

調整作動モードは、タッチセンサー式画面１７３における入力により設定可能となる。このモードで、図１の手術用顕微鏡１００中の照明装置１０１により発せられる照明光の強度を、所定の値に調整することができる。このために、図１の手術用顕微鏡１００中の方向転換ミラー１１６の裏面１１９にある照明光強度検出器１２０により、ある瞬間に検出された光強度の値が、制御ユニット１７０の調整回路１９０に導かれる。この値は、調整回路で、目標値と比較される。現在値と目標値とのずれに応じて、図１の照明装置１０１中の高出力光源１０２の照明光の強度を減衰させるために、フィルターユニット１１２に設定信号が出力される。

最後に、図１の手術用顕微鏡１００の照明装置１０１は、ランプ交換検知装置１８０を有する。ランプ交換検知装置１８０は、制御ユニット１７０と接続されている。ランプ交換検知装置１８０により、ランプ交換が検知されると、ランプ交換情報信号が、制御ユニット１７０に出力される。このランプ交換情報信号に基づき、制御ユニット１７０は、照明装置１０１の各可能な作動モード用の始動値を新たに設定する。すなわち、白色光作動用、ＩＣＧの蛍光励起用、色素５−ＡＬＡの蛍光励起用の各始動値が、データ記憶装置に保存された製造業者側で設定された初期値に設定される。

ランプ交換後毎に、操作者がタッチセンサー式画面１７３を介して設定したその時点の利用者設定に関わらず、制御ユニット１７０により、白色光モード、色素ＩＣＧの励起モード、色素５−ＡＬＡの励起モードで照明装置を作動させる場合の光強度の始動値、さらには図１の照明装置１０１における対応する最大設定可能な光強度値が、データ記憶装置１７１に保存されたしきい値に戻される。しかし、この際、当該操作者により設定された、患者損傷警告が発せられる光出力の初期強度と光強度との値は、データ記憶装置１７１に保存され続ける。また、操作者は、ランプ交換後、照明装置１０１により出力される光出力が自動的に戻った後に再び、ランプ交換以前に手術用顕微鏡に設定した照明強度に設定することができる。

図１の手術用顕微鏡は、さらに、緊急作動用の設計がなされている。タッチセンサー式画面１７３を備えた操作モジュール１７１が故障した場合、制御装置１７０が作動し、フィルターユニット１１２が、照明装置により出力される照明光強度を、最大可能光出力の７０％の値に設定する。

図１の手術用顕微鏡１００の操作者に、照明光により患者が損傷を受ける可能性を示すために、照明装置により出力される光の強度が設定されたしきい値に相当するかまたはこの値を超えた際には、タッチセンサー式画面上に好ましくは赤い字体でこの光強度を表示する。図１の照明装置１０１により出力される照明光の強度が、設定されたしきい値よりも大きいまたはこれに等しい場合、さらに、図１の手術用顕微鏡１０１の観察光路１３２中の、接眼レンズ１３６の視野中に、表示器１６１を介して、警告表示を見えるようにする。この警告表示は、光強度を数字で表示し、感嘆符を付ける。表示が点滅、好ましくは５秒間０．５Ｈｚの周波数で点滅することにより、良い警告作用が得られる。

現在の設定された強度しきい値を、実際に照明装置１０１により出力された照明光強度が下回る場合、タッチセンサー式画面上と、観察光路１３２中で見えるようにされた表示器１６１上の警告指示表示は終了する。

観察光路１３２中に表示器１６１により情報を表示するのは、手術用顕微鏡が蛍光観察用に作動されている場合不都合である。通常光に比べ、蛍光により手術部位から発せられる光の強度は相対的に弱い。すなわち、手術用顕微鏡中で蛍光に基づく像は通常暗い。その上に、接眼レンズ視野の表示情報が妨げになってしまう。従って、手術用顕微鏡１００の蛍光作動モードでは、警告指示の表示は、右側観察光路１３２中で表示器１６１によっては行われず、タッチセンサー式画面１７３上の表示としてのみ行われる。

さらに上述の照明装置１０１は、照明装置１０１により発せられる光強度が、機器固有の最大値の２５％を越える値に相当する場合、システム始動時に警告を行う。

照明装置１０１により発せられる照明光の強度の変更は、篩いフィルター板２００の移動調節のみならず、高出力光源１０２のランプ電流の変更によっても行われうることを付け加えておく。

照明装置制御用の操作モジュールを備えた制御ユニットを有する、神経外科用の手術用顕微鏡を示す図である。 篩いフィルターとして構成された、図１の手術用顕微鏡のフィルターユニットを示す図である。 複数のフィルター板を備えた、図１の手術用顕微鏡中のフィルター車を示す図である。 第1フィルター板のフィルター特性を示す図である。 第２フィルター板のフィルター特性を示す図である。 第３フィルター板のフィルター特性を示す図である。 照明装置用制御ユニットの入力メニューを示す図である。

符号の説明

１００ 手術用顕微鏡、１０１ 照明装置、１０２ 高出力光源、１１２ 強度設定手段（フィルターユニット）、１１６ 照明光、１１７ 手術部位、１７０ 制御ユニット、１７１ 記憶装置、１７２ 操作モジュール、１７５ 信号発生器

Claims (23)

1. 手術用顕微鏡（１００）であって、
   前記手術用顕微鏡で検査される手術部位（１１７）に照明光を発するための照明装置（１０１）と、
   照射面（１１８）を前記手術部位（１１７）中に生成するための光源（１０２）と、
   前記手術部位（１１７）に導かれる照明光（１１６）の強度を最大値と最小値との間で設定可能なフィルターユニット（１１２）と、
   前記照明装置（１０１）を始動および制御する操作モジュール（１７２）を有する、前記照明装置（１０１）用の制御ユニット（１７０）と、
   を備え、
   前記手術用顕微鏡は、
   前記制御ユニット（１７０）に接続された検出器（１２０）を備え、前記検出器（１２０）は、前記照明装置（１０１）の照射強度を検出し、方向転換ミラー（１１５）において前記検出器（１２０）に照明光が供給され、前記方向転換ミラー（１１５）は、前記手術部位（１１７）に照明光を導き、前記検出器（１２０）は、前記方向転換ミラー（１１５）に導かれた前記照明装置（１０１）の照明光の一部を受光することを特徴とする、
   手術用顕微鏡。
2. 前記制御ユニット（１７０）は、前記照明装置（１０１）の照明光の強度を所定の設定値にまで減衰するため、前記設定可能なフィルターユニット（１１２）に設定信号を発する調整回路（１９０）を備えることを特徴とする請求項１記載の手術用顕微鏡。
3. 操作モジュール（１７２）によって設定された照明光の強度が記憶装置に保存されている安全しきい値を越えた場合、信号発生器（１７５）は警告信号を発することを特徴とする請求項１または２に記載の手術用顕微鏡。
4. 操作モジュール（１７２）により前記照明装置（１０１）が始動すると、前記制御ユニット（１７０）は前記設定可能なフィルターユニット（１１２）を、照明装置（１０１）中の光源（１０２）の光が減衰する第１照明装置始動値に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の手術用顕微鏡。
5. 前記操作モジュール（１７２）は、前記第１照明装置始動値に設定する手段（１７３）を有することを特徴とする請求項４に記載の手術用顕微鏡。
6. 前記操作モジュール（１７２）によって設定された第１照明装置始動値が、記憶装置（１７１）に保存されている前記第１照明装置始動値に関する安全しきい値を越えた場合、信号発生器（１７５）は警告信号を発することを特徴とする請求項４に記載の手術用顕微鏡。
7. 前記照明装置（１０１）は、前記照明装置から発せられる照明光（１１６）の分光組成を設定するためのフィルター（３０２，３０３，３０４）を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の手術用顕微鏡。
8. 前記分光組成を設定するためのフィルターは、防熱フィルター（３０２）として構成されることを特徴とする請求項７に記載の手術用顕微鏡。
9. 前記分光組成を設定するためのフィルターは、赤外蛍光励起フィルター（３０３）として構成されることを特徴とする請求項７に記載の手術用顕微鏡。
10. 前記分光組成を設定するためのフィルターは、青色蛍光励起フィルター（３０４）として構成されることを特徴とする請求項７に記載の手術用顕微鏡。
11. 前記操作モジュールは、赤外蛍光作動モードに設定するための入力ユニットを有し、このモードでは、赤外蛍光励起フィルター（３０３）が、照明装置（１０１）の照明光路（１１３）に入れられることを特徴とする請求項９に記載の手術用顕微鏡。
12. 前記操作モジュール（１７２）の入力ユニット（１７３）によって赤外蛍光作動モードに設定する際、前記制御ユニット（１７０）が前記フィルターユニット（１１２）を第２照明装置始動値に設定することを特徴とする請求項１０に記載の手術用顕微鏡。
13. 前記操作モジュール（１７２）は、第２照明装置始動値に設定するための手段（１７３）を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の手術用顕微鏡。
14. 前記操作モジュール（１７２）によって設定された前記第２照明装置始動値が、記憶装置（１７１）に保存されている前記第２照明装置始動値の安全しきい値を超える場合、信号発生器（１７５）は警告信号を発信することを特徴とする請求項１３に記載の手術用顕微鏡。
15. 前記操作モジュール（１７２）は、青色光蛍光作動モードに設定するための入力ユニット（１７３）を有し、このモードでは、前記青色光蛍光励起フィルター（３０４）が前記照明装置（１０１）の照明光路（１１３）に入れられることを特徴とする請求項１０に記載の手術用顕微鏡。
16. 前記操作モジュール（１７２）の入力ユニット（１７３）によって前記青色光蛍光作動モードに設定する際、前記制御ユニット（１７０）が前記フィルターユニット（１１２）を第３照明装置始動値に設定することを特徴とする請求項１３に記載の手術用顕微鏡。
17. 前記操作モジュール（１７２）は、前記第３照明装置始動値に設定するための手段（１７３）を有することを特徴とする請求項１６に記載の手術用顕微鏡。
18. 前記操作モジュール（１７２）によって設定された前記第３照明装置始動値が、記憶装置（１７１）に保存されている第３照明装置始動値の安全しきい値を超えた場合、信号発生器（１７５）が警告信号を発信することを特徴とする請求項１７に記載の手術用顕微鏡。
19. 前記操作モジュール（１７２）は、前記フィルターユニット（１１２）を、前記照明装置の照明光の最小強度である第１値と、前記照明装置の照明光の最大強度である第２値との間で設定するための手段（１７３）を有することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の手術用顕微鏡。
20. 前記照明光の最大強度である値は、記憶装置中に保存されている前記第１、第２、または第３安全しきい値に対応することを特徴とする請求項１９に記載の手術用顕微鏡。
21. 前記操作モジュール（１７２）は、前記照明装置の前記照明光の最大強度である前記第２照明装置始動値に設定するための手段（１７３）を有することを特徴とする請求項１７に記載の手術用顕微鏡。
22. 前記制御ユニット（１７０）に接続されているランプ交換検知装置（１８０）が設けられ、これにより、ランプ交換を検知した際には、前記フィルターユニット（１１２）の照明装置始動値が記憶装置に保存されている初期値に設定されることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の手術用顕微鏡。
23. 前記検出器（１２０）は方向転換ミラー（１１５）の孔（１２１）を介して照明光に露出されることを特徴とする請求項１記載の手術用顕微鏡。

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