JP6270233B1 - 手術顕微鏡システム - Google Patents

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Abstract

【課題】照明スポットが照明ビームにより加熱状態になるのを確実に防止することができる手術顕微鏡システムを提供する。【解決手段】赤外線サーモカメラ１６により照明スポットＢの温度データを直接取得して、それが指定温度データよりも高くなった場合には警報器１８が警報音を発するため、加熱状態に進行する危険性を手前で必ず知ることができ、照明ビームＲの照射を停止したりすることで照明スポットＢ内が加熱状態になるのを確実に防止することができる。【選択図】 図２

Description

本発明は術野周辺が照明ビームにより加熱状態になるのを確実に防止できる手術顕微鏡システムを提供するものである。
脳神経外科等において使用される手術顕微鏡は、術野から反射された光束を、手術顕微鏡の下部に形成された光束取入口より内部に取り入れ、対物光学系及び変倍光学系を経て接眼光学系に導き、術野の光学像を立体的に観察できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
手術顕微鏡の光束取入口付近からは術野に向けて照明ビームが照射され、術野の周辺には術野を含んだ状態で照明ビームによる照明スポットが形成される。そうすることで術野から反射される光束の光量が増して確実な観察が行える。しかし手術顕微鏡から術野に対して近い距離から出力の高い照明ビームを照射し過ぎると術野を含む照明スポット内の領域が加熱されて熱傷ダメージを与える危険性があるため、手術顕微鏡には術野に近づいた場合に照明ビームの出力を低下させる安全機構が設けられている。
特開２００９−１３６５７８号公報
しかしながらこのような関連技術にあっては、手術顕微鏡に安全機構が設けられているものの、手術中の安全に関することなので、更なる安全性確保の構造が求められている。
本発明はこのような関連技術に着目してなされたものであり、照明スポットが照明ビームにより加熱状態になるのを確実に防止することができる手術顕微鏡システムを提供することを目的としている。
本発明の第１の技術的側面によれば、底部に形成された光束取入口より術野で反射された光束を対物光学系に取入れ、対物光学系を通過した光束を変倍光学系を経て接眼光学系に導く手術顕微鏡と、照明ビームを照射して術野付近に少なくとも術野が含まれる照明スポットを形成する照明手段と、手術顕微鏡に取付けられ少なくとも照明スポットを含む監視範囲を撮影して監視範囲内の温度データを取得する赤外線サーモカメラと、赤外線サーモカメラで取得した温度データのうち少なくとも一部の領域の温度データが指定温度データよりも高くなった時に作動する警報手段と、を備えていることを特徴とする。
本発明の第２の技術的側面によれば、警報手段が警報音を発する構造であることを特徴とする。
本発明の第３の技術的側面によれば、赤外線サーモカメラが手術顕微鏡の外部に取付けられていることを特徴とする。
本発明の第４の技術的側面によれば、赤外線サーモカメラが手術顕微鏡の内部に取付けられ、光束取入口を介して監視範囲を撮影することを特徴とする。
本発明の第５の技術的側面によれば、照明手段が光源装置から手術顕微鏡の内部に導入された照明ビームを対物光学系の一端側に設けられた照明ミラーで術野側に反射して術野が含まれる照明スポットを形成する構造で、赤外線サーモカメラが照明ミラーを介して監視範囲及び照明ビームの照明ミラーから照明スポットに至る全範囲を撮影することを特徴とする。
本発明の第１の技術的側面によれば、赤外線サーモカメラにより照明ビームで照らされる照明スポットの温度データを直接取得して、それが指定温度データよりも高い領域が検出された場合には警報手段が作動するため、手術顕微鏡の照明手段や手術内容に応じて安全な指定温度データを設定しておけば、それを越えて加熱状態に進行する危険性を手前で必ず知ることができる。そのため照明ビームの照射を停止したり或いは出力を低下させたりすることで、照明スポット内が加熱状態になるのを確実に防止することができる。
本発明の第２の技術的側面によれば、警報手段が警報音を発する構造のため、手術顕微鏡の周辺の関係者が警報手段の作動を同時且つ瞬時に知ることができ、それの対処行動をすぐに起こすことができる。
本発明の第３の技術的側面によれば、赤外線サーモカメラが手術顕微鏡の外部に取付けられているため、手術顕微鏡の内部構造を変更する必要がなく、既存の手術顕微鏡に追加することができる。
本発明の第４の技術的側面によれば、赤外線サーモカメラが手術顕微鏡の内部に取付けられているため、手術顕微鏡の外部には赤外線サーモカメラではない別の付属機器を取付けることができる。
本発明の第５の技術的側面によれば、手術顕微鏡の内部に取付けられた赤外線サーモカメラが、手術顕微鏡からの照明ビームの照射始点となる照明ミラーを介して撮影する構造なので、赤外線サーモカメラでは監視範囲だけでなく、照明ミラーから照明スポットまで円錐状に広がる照明ビームの全範囲を撮影することができる。従って監視範囲だけでなく照明ビームの上部空間に何かが進入した場合にはそれの加熱状態を検出することができる。
本発明の第１実施形態を示す手術顕微鏡を示す斜視図。 手術顕微鏡を示す断面図。 本発明の第２実施形態を示す光束取入口付近の断面図。 本発明の第３実施形態を示す手術顕微鏡の断面図。
図１及び図２は本発明の第１実施形態を示す図である。以上及び以下の説明において前後方向及び左右方向は図１中に示された通りである。
手術顕微鏡１は手術室内において図示せぬスタンド装置のアームに支持されている。手術顕微鏡１は前側に接眼部（接眼光学系）２を有する立体顕微鏡で、内部には垂直方向に対物光学系３、４が、水平方向に変倍光学系５が設置されている。対物光学系３、４は焦点調整のために上下方向で二組に分かれており、それぞれ円形レンズの前後を切除した左右横長形状をしている。下側の対物光学系３の前後の切除部にはそれぞれ遮光板６が設けられている。
手術顕微鏡１の底部には光束取入口７が形成されている。手術顕微鏡１の下方には観察対象である術野Ａがあり、この術野Ａから反射された光Ｌを光束取入口７より手術顕微鏡１の内部に取り入れている。
光束取入口７から取り入れられた光Ｌは対物光学系３、４に導入され、その後にプリズム８を介して変倍光学系５に導かれる。変倍光学系５を経た光は上下２組のプリズム９、１０を介して接眼部２側に折り返される。プリズム８から接眼部２までの光学要素は立体観察のためにそれぞれ左右一対設けられている。
手術顕微鏡１の後面には照明ビームＲを導入するためのライトガイド１１が接続されている。ライトガイド１１は外部に設置された光源装置１２と光ファイバを介して接続されており、光源装置１２内のキセノンランプ１３から発せられた照明ビームＲを手術顕微鏡１の内部に導入することができる。照明手段は光源装置１２、ライトガイド１１を含んで構成される。
手術顕微鏡１内に導入された照明ビームＲは導入光路に設けられた３つのレンズ１４を通過した後に、下側の対物光学系３の後方に設置された照明ミラー１５により反射されて術野Ａへ向けられ、術野Ａの周辺に照明スポットＢを形成する。照明ビームＲは照明ミラー１５で反射された後に所定角度で円錐状に拡散した状態で術野Ａに照射される。照明スポットＢは術野Ａよりも大きく、術野Ａ及び術野Ａの周辺部を照らす。また照明ミラー１５が対物光学系３の後方に位置しているため、照明ビームＲは術野Ａに対して若干斜め方向からの照射となる。照明ビームＲにより術野Ａを照らすため、術野Ａで反射されて手術顕微鏡１内に導入される光Ｌの光量を十分に確保し、接眼部２で明瞭な観察が行える。
手術顕微鏡１の右側面には赤外線サーモカメラ１６が取付けられている。この赤外線サーモカメラ１６は照明スポットＢに向けられ、照明スポットＢよりも大きい監視範囲Ｃを撮影することができる。赤外線サーモカメラ１６は監視範囲Ｃから出ている赤外線放射エネルギーを検出して温度測定し、その監視範囲Ｃ内の温度分布に関するデータを取得してコントローラ１７に出力する。
コントローラ１７は赤外線サーモカメラ１６の他に警報器１８、ディスプレイ１９、光源装置１２の基板２０とも接続されている。ディスプレイ１９には赤外線サーモカメラ１６からのデータに基づいて監視範囲Ｃの温度分布画像を表示することができる。警報器１８は作動時に警報音を発するものである。この実施形態ではコントローラ１７と警報器１８により「警報手段」が構成される。
コントローラ１７には術野Ａや手術内容に応じて予め指定温度データが設定されている。この指定温度データは術野Ａが加熱状態になる手前の温度データで、安全な温度範囲の上限値である。この温度を越えると照明スポットＢが加熱状態に進行するおそれのある温度である。
コントローラ１７は監視範囲Ｃ内で取得された温度データのうち、一部の領域の温度データでもこの指定温度データを越えた場合には警報器１８を作動させ警報音を発するようになっている。警報音が発せられることにより手術顕微鏡１の周辺の関係者が危険性を同時且つ瞬時に知ることができ、それの対処行動をすぐに起こすことができる。警報器１８は警報音に限らずその他の方法（警報ランプのフラッシュ点滅など）を採用して良い。
また取得した温度データの一部が指定温度データを越えた場合にはコントローラ１７から光源装置１２の基板２０に信号が出力され、照明ビームＲの出力を自動的に低下させるようになっている。従って監視範囲Ｃ内の温度がそれ以上上昇しないようにすることができる。尚、出力低下の代わりに光源装置１２からの照明ビームＲの照射を停止させるようにしても良い。
またこの実施形態では赤外線サーモカメラ１６を手術顕微鏡１の外部（右側面）に取付ける構造のため、手術顕微鏡１の内部構造を何ら変更する必要がなく、既存の手術顕微鏡１に追加することができる。
図３は本発明の第２実施形態を示す図である。本実施形態は、前記第１実施形態と同様の構成要素を備えている。よって、それらと同様の構成要素については共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
この実施形態は赤外線サーモカメラ２１を手術顕微鏡１の内部に設けた例を示す。対物光学系３はその前後が切除された形状のため、対物光学系３の前後にスペースが形成される。後方のスペースには照明ミラー１５が設置されているが、この実施形態では空いている前方のスペースに小型の赤外線サーモカメラ２１を設けた。
赤外線サーモカメラ２１は光束取入口７から術野Ａを望む角度で設置され、照明スポットＢを含む監査範囲Ｃ内の温度データを取得できるようになっている。赤外線サーモカメラ２１が手術顕微鏡１の内部に設置されているため、手術顕微鏡１の側面が空き、そこに赤外線サーモカメラ２１ではない別の付属機器を取付けることができる。
図４は本発明の第３実施形態を示す図である。
この実施形態では手術顕微鏡１内の照明ビームＲの導入光路の途中にビームスプリッタ２２が設けられている。ビームスプリッタ２２の上方には反射ミラー２３が設けられ、その後方に赤外線サーモカメラ２４が設置されている。
照明ビームＲの導入光路には監視範囲Ｃ全体からの赤外線が照明ミラー１５により反射（収集）されて照明ビームＲとは逆方向に導入されるため、その逆方向に導入される赤外線の一部をビームスプリッタ２２により分岐して反射ミラー２３で反射し赤外線サーモカメラ２４へ導くことができる。そうするとことにより、赤外線サーモカメラ２４は照明ミラー１５を介して監視範囲Ｃを撮影することができる。すなわち、照明ビームＲと赤外光の光軸が一致するため照明ミラー１５の角度を変更した場合でも照明スポットＢの範囲を含むように監視範囲Ｃが設定される。赤外線サーモカメラ２４の感度はビームスプリッタ２２により一部が分岐されることを考慮した上で正確な温度測定ができるように予め調整されている。
またこの実施形態の構造では、赤外線サーモカメラ２４により監視範囲Ｃを撮影できるだけでなく、照射始点である照明ミラー１５を介して撮影しているため、照明ミラー１５から照明スポットＢに向けて円錐状に広がる照明ビームＲの全範囲を撮影することができる。従って照明ビームＲの上部空間に何かが進入したような場合には、それの加熱状態も検出することができる。進入物が加熱状態にならなくても進入物の存在は赤外線サーモカメラ２４の熱画像中に映し出されるため知ることができる。
１ 手術顕微鏡
２ 接眼部
３、４ 対物光学系
５ 変倍光学系
７ 光束取入口
１６、２１、２４ 赤外線サーモカメラ
１７ コントローラ（警報手段）
１８ 警報器（警報手段）
Ａ 術野
Ｂ 照明スポット
Ｃ 監視範囲
Ｌ 光
Ｒ 照明ビーム

Claims (5)

  1. 底部に形成された光束取入口より術野で反射された光束を対物光学系に取入れ、対物光学系を通過した光束を変倍光学系を経て接眼光学系に導く手術顕微鏡と、
    照明ビームを照射して術野付近に少なくとも術野が含まれる照明スポットを形成する照明手段と、
    手術顕微鏡に取付けられ少なくとも照明スポットを含む監視範囲を撮影して監視範囲内の温度データを取得する赤外線サーモカメラと、
    赤外線サーモカメラで取得した温度データのうち少なくとも一部の領域の温度データが指定温度データよりも高くなった時に作動する警報手段と、を備えていることを特徴とする手術顕微鏡システム。
  2. 警報手段が警報音を発する構造であることを特徴とする請求項１記載の手術顕微鏡システム。
  3. 赤外線サーモカメラが手術顕微鏡の外部に取付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の手術顕微鏡システム。
  4. 赤外線サーモカメラが手術顕微鏡の内部に取付けられ、光束取入口を介して監視範囲を撮影することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の手術顕微鏡システム。
  5. 照明手段が光源装置から手術顕微鏡の内部に導入された照明ビームを対物光学系の一端側に設けられた照明ミラーで術野側に反射して術野が含まれる照明スポットを形成する構造で、
    赤外線サーモカメラが照明ミラーを介して監視範囲及び照明ビームの照明ミラーから照明スポットに至る全範囲を撮影することを特徴とする請求項４記載の手術顕微鏡システム。
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