JP6714913B2 - 手術顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は手術顕微鏡に関するものである。

手術顕微鏡は１つの対物光学系と２つの変倍光学系を内蔵しており、術野で反射された光束を対物光学系に通した後、左右一対の変倍光学系を通過する２本の光束だけを接眼部に導き立体観察を可能にする。対物光学系を通過することにより焦点調整でき、変倍光学系を通過することにより倍率調整できる。

観察対象である術野には手術顕微鏡側から照明光が照射される。対物光学系の後側には切欠部が形成され、そこにミラーを設置して照明光をそのミラーにより反射して術野に向けている。対物光学系の後側に切欠部を形成しているのはミラーをなるべく対物光学系の光軸に近づけて照明光を術野の真上付近から照射したいためである。真上付近から照射すれば深い穴状の術野の底まで照明光を届かせることができる。

変倍光学系を通過する２本の光束は対物光学系の切欠部以外の部分を通過するが、対物光学系を通過する２本の光束の径は変倍光学系の倍率により変化する。倍率を上げると径が小さくなり、倍率を下げると径が大きくなる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１３６５７８号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、対物光学系の後側に切欠部が形成されているため、変倍光学系の倍率を下げて対物光学系を通過する２本の光束の径をあまり大きくすると、対物光学系において光束の後側部分が切欠部に掛かってしまい、切欠部内に存在する照明構造（ミラーその他）が視野に入り込んでしまう。そのため変倍光学系による低倍率化が制限されていた。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、照明光を対物光学系の光軸に近い位置から照射できながら、変倍光学系による低倍率化が制限されない手術顕微鏡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、メインドクター用の接眼部が位置する側を前側とし、その反対側を後側とし、その前後方向に直交する方向を左右方向とした顕微鏡本体に、術野から反射した光束を取り入れる光束取入口と、後側に照明光導入用の切欠部が形成され且つ光束取入口から取り入れられた光束のうち立体観察用の左右一対の光束が通過する１つの対物光学系と、対物光学系を通過した左右一対の光束がそのまま或いは反射されて通過すると共に倍率に応じて光束の径を変化させる２つの変倍光学系と、光伝送ケーブルの先端部が差し込まれて照明光を導入する差込部と、対物光学系の切欠部内に位置し且つ差込部から導入された照明光を術野側へ反射するミラーとを備えた手術顕微鏡であって、前記対物光学系を変倍光学系に対して後側にスライド自在にしたことを特徴とする。

本発明の第２の側面によれば、顕微鏡本体の下側部分を後側にスライド自在な可動本体で構成し、該可動本体に光束取入口、対物光学系、差込部、ミラーを設置し、変倍光学系を含むそれ以外の構成部品を顕微鏡本体に設置したことを特徴とする。

本発明の第３の側面によれば、差込部を可動本体の左右のいずれかの側面から左右方向に形成し、可動本体に差込部から導入された光束を前側のミラーへ向けて直角に反射する反射手段を設けたことを特徴とする。

本発明の第１の技術的側面によれば、対物光学系が変倍光学系に対して後側にスライドすることができるため、低倍率時に対物光学系を通過する２本の光束の径が大きくなった場合には、対物光学系を光束に対して相対的に後側にスライドさせて光束の後側が対物光学系の切欠部に掛かるのを防ぐことができる。そのため照明光を真上付近から照射するため対物光学系の後側に切欠部を形成してもそれが視野に入り込むことはない。従って変倍光学系による低倍率化が制限されない。

本発明の第２の技術的側面によれば、顕微鏡本体の下側に後側にスライド自在な可動本体を形成し、そこに対物光学系構造（対物光学系及び光束取出口）と照明構造（ミラーと差込部）を乗せたので、対物光学系構造と照明構造との位置関係は常に維持される。

本発明の第３の技術的側面によれば、光伝送ケーブルの差込部を可動本体の側面から左右方向に沿って形成したため、ある程度の長さを有する差込部が左右方向に向くこととなり、その分だけ可動本体の前後寸法を小さく抑えることができる。

手術顕微鏡の構造を示す概略図。 可動本体の内部構造を示す平面図。 照明光の導入構造を示す斜視図。 可動本体の内部構造を示す正面から見た断面図。 可動本体の内部構造を示す側面から見た断面図。 後側にスライドした可動本体の内部構造を示す図５相当の断面図。 対物光学系が後側にスライドした状態を対比して示す平面図。

図１〜図７は本発明の好適な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及び図２中に示された通りである。

手術顕微鏡１は図示せぬスタンド装置のアームの先端に支持され、そのアームの範囲内において位置を自由に変更できる共に、変更後の位置において向きを自由に変えることができる。

手術顕微鏡１は顕微鏡本体２と接眼部３、４から構成されている。接眼部３はメインドクター用で、顕微鏡本体２の前側に設けられている。接眼部４はサブドクター用で、顕微鏡本体２の後側に設けられている。サブドクター用の接眼部４はメインドクター用の接眼部３よりも低い位置に取付けられている。

この顕微鏡本体２の下側部分は可動本体５として形成されている。可動本体５は図示せぬレール手段により顕微鏡本体２に対して組み付けられており、手動により予め設定された寸法だけ後側にスライドさせることができる。

可動本体５は下部に光束取入口６が形成され、上部に開口７が形成されたハウジング形状をしている。可動本体５の内部における光束取入口６の上部には光軸Ｋ（図４及び図６）を有する対物光学系８が設置されている。光軸Ｋは例えば床に対して垂直に延びている。対物光学系８は上下２つの固定レンズ９、１１と、その間に位置する可動レンズ１０の３枚から構成される。可動レンズ１０は光軸Ｋに沿って移動自在で、その可動レンズ１０の位置に応じて焦点距離を変えることができる。具体的には可動レンズ１０が上昇すると焦点距離が短くなり、下降すると長くなる。

最上部の固定レンズ９は円形で、可動レンズ１０と最下部の固定レンズ１１は後側に切欠部１０ａ、１１ａが形成されている。最下部の固定レンズ１１の切欠部１１ａは中央部分が更に光軸Ｋに向かう半円状の凹部１２（図２参照）として切り欠かれている。この最下部の固定レンズ１１の後側の側面には遮光板１３が設けられている。遮光板１３は、固定レンズ１１と凹部１２を含む切欠部１１ａとの間に設けられお互いの間の光の侵入を阻止している。

可動本体５の上部には、対物光学系８の真上に相当する位置に左右方向に沿って２つの変倍光学系１４が設けられている。これらの変倍光学系１４は顕微鏡本体２側に設置されている。これら変倍光学系１４も複数のレンズ群から構成され、構成レンズの一部を移動させることにより倍率を変化させることができる。変倍光学系１４を通過する光束Ｌは所定間隔だけ離れているため互いに立体視が可能な両眼視差を有する。

この変倍光学系１４から接眼部３、４までに設けられる後述のレンズやプリズムなどは立体観察のためにそれぞれ左右一対設けられており、それぞれが顕微鏡本体２側に設置されている。

変倍光学系１４の上部にはペンタプリズムビームスプリッタ１５が設けられている。ここで光束Ｌは前側へ反射される成分と、上方にそのまま通過する成分に分岐される。前側へ反射された光束Ｌは結像レンズ１６を経てメインドクター用の接眼部３に導かれる。上方へそのまま通過する光束Ｌはプリズム１７で後方へ向けて水平に反射される。この光束Ｌはリレーレンズ１８を経て中央のプリズム１９により下方へ反射され、再度下方に位置するプリズム２０で後方へ反射された後、結像レンズ２１を経て、サブドクターの接眼部４に導かれる。

このように対物光学系８と変倍光学系１４を通過した光束Ｌは前後に分岐して前後の両接眼部３、４へ導いているため、メインドクターとサブドクターは術野Ｇの同じ光学像を共有することができる。観察対象である術野Ｇには可動本体５から必要な光量の照明光Ｒが照射される。

固定レンズ１１の後方に形成された凹部１２内にはミラー２２が所定の角度で設置されている。ミラー２２は後側が反射面になっており、可動本体５内に導入された照明光Ｒを反射して術野Ｇに向ける。ミラー２２が固定レンズ１１の凹部１２内に位置しているのは、照明光Ｒをなるべく対物光学系８の光軸Ｋに近い位置から照射したいからである。光軸Ｋに近づけることにより術野Ｇの深いところまで照明光Ｒを届かせることができる。

可動本体５の右側面には光ファイバー製の光伝送ケーブル２３を挿入するための差込部２４が左右方向に沿って形成されている。光伝送ケーブル２３には別置された照明装置からの照明光Ｒが伝送され、この光伝送ケーブル２３の先端部２５を差込部２４に挿入することにより照明光Ｒが可動本体５の側面から横向きに導入される。差込部２４はある程度の長さを有するが、それが左右方向に沿って形成されているため、その分だけ可動本体５の前後寸法を小さく抑えることができる。

差込部２４の先端にはプリズム２６が上下方向に沿って配されており、差込部２４から導入された照明光Ｒを前方へ向けて直角に反射する。プリズム２６の前面には前後方向に沿う円錐ロッドレンズ２７が密接状態で組み合わされている。円錐ロッドレンズ２７は後側の入射面が広く且つ前側の出射面が狭い円錐形状をしている。円錐ロッドレンズ２７とミラー２２との間には２つの照明系レンズ２８、２９が設けられている。

プリズム２６で反射された照明光Ｒは円錐ロッドレンズ２７を通過することにより均一な光強度分布となり、そのまま照明系レンズ２８、２９を通過してミラー２２で反射される。ミラー２２で反射された照明光Ｒは術野Ｇに向けて照射される。

以上のように対物光学系８と照明構造（ミラー２２や差込部２４など）を収納した可動本体５は全体が後側にスライドすることができる。

例えば、図７に示すように、通常時は可動本体５は前側に位置している。対物光学系８を通過してから変倍光学系１４に導入される２本の光束Ｌは変倍光学系１４による倍率によりその径が変化する。通常倍率及び高倍率の時は対物光学系８を通過する２本の光束Ｌ１は比較的小さな径で、その光束Ｌの後側がレンズ１１の切欠部１１ａに掛かることはない。

しかしながら、そのまま最大の低倍率にすると光束Ｌ２は大きな径となり、その後側の一部Ｘが切欠部１１ａに掛かってしまう。そのため遮光板１３やミラー２２など照明構造の一部が視野に入ってしまう。その場合は可動本体５全体を所定のスライド量Ｓだけ手動により後側にスライドさせて、対物光学系８を光束Ｌ２に対して相対的に後側へスライドさせ、光束Ｌ２の後側の一部Ｘが切欠部１１ａに掛からないようにする。換言すれば、左右の光束Ｌの各中心を結ぶ線が対物光学系８の光軸から前側（即ち、対物光学系８の光軸から見て切欠部１１ａが位置する側と反対側に）にずれるように、可動本体５全体を後側（即ち、対物光学系８の光軸から見て切欠部１１ａが位置する側）にスライドさせ、上述の一部Ｘを切欠部１１ａの位置から外す。そうすれば視野を最大の低倍率にしてもその視野が欠けることはない。また、低倍率の場合、左右の光束Ｌがスライド量Ｓだけ対物光学系８の光軸からずれても、実質的に像に影響しない。

可動本体５の後方へのスライド量Ｓは最大径の光束Ｌ２の前側が対物光学系８内に収まるように設定されている。可動本体５を後方にスライドさせることにより、ミラー２２の位置も若干後退するが、この後方へのスライド量Ｓはほんの僅かであり、対物光学系８に切欠部１１ａを形成してミラー２２を光軸Ｋに近づけた効果を実質的に損なう程度のものではない。

また可動本体５には対物光学系構造（対物光学系８及び光束取入口６）と照明構造（ミラー２２や差込部２４など）を乗せたので、対物光学系構造と照明構造との位置関係は常に維持され、照明光Ｒ自体が影響を受けることはない。

以上の実施形態では、対物光学系８の上部に変倍光学系１４を縦に設ける例を示したが、対物光学系８の上部で光路を水平に曲げて水平な変倍光学系を設ける構造にしても良い。

１ 手術顕微鏡
２ 顕微鏡本体
３、４ 接眼部
５ 可動本体
８ 対物光学系
１１ 固定レンズ
１１ａ 切欠部
１４ 変倍光学系
２３ 光伝送ケーブル
２４ 差込部
Ｋ 光軸
Ｌ 光束
Ｌ１ 小径の光束
Ｌ２ 大径の光束
Ｇ 術野
Ｒ 照明光
Ｓ スライド量
Ｘ 切欠部に掛かる部分

Claims (3)

1. メインドクター用の接眼部が位置する側を前側とし、その反対側を後側とし、その前後方向に直交する方向を左右方向とした顕微鏡本体に、
   術野から反射した光束を取り入れる光束取入口と、後側に照明光導入用の切欠部が形成され且つ光束取入口から取り入れられた光束のうち立体観察用の左右一対の光束が通過する１つの対物光学系と、対物光学系を通過した左右一対の光束がそのまま或いは反射されて通過すると共に倍率に応じて光束の径を変化させる２つの変倍光学系と、光伝送ケーブルの先端部が差し込まれて照明光を導入する差込部と、対物光学系の切欠部内に位置し且つ差込部から導入された照明光を術野側へ反射するミラーとを備えた手術顕微鏡であって、
   前記対物光学系を変倍光学系に対して後側にスライド自在にしたことを特徴とする手術顕微鏡。
2. 顕微鏡本体の下側部分を後側にスライド自在な可動本体で構成し、該可動本体に光束取入口、対物光学系、差込部、ミラーを設置し、変倍光学系を含むそれ以外の構成部品を顕微鏡本体に設置したことを特徴とする請求項１記載の手術顕微鏡。
3. 差込部を可動本体の左右のいずれかの側面から左右方向に形成し、可動本体に差込部から導入された光束を前側のミラーへ向けて直角に反射する反射手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の手術顕微鏡。

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