JPH03504810A - レーザーヘッドと顕微鏡アタッチメント機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザーヘッドと顕微鏡アタッチメント機構１肌り上！ 本発明は、レーザーヘッドと顕微鏡アタッチメント機構に関し、特に詳しくは、 該機構が取付けらる顕微鏡に対しレーザーを回転させる機構に関するものである 。

１肚ム遣ｊ 顕微外科利用において、外科レーザーは、外科顕微鏡と関連して使用される。小 さなレーザーヘッドが開発され、これは、通常、スタンダードな顕微鏡蟻つぎマ ウントまたはスタンダードな顕微鏡対物レンズマウントへ直接に取付けあれるこ とで、外科顕微鏡に装着できる。１微鏡搭載のレーザーには、二つのタイプのも のが使用されている。あるものは、顕微鏡の光学軸に対し約９０°の角度で伸び ているレーザーに装着され、また、他のものは、顕微鏡の光学軸に対し平行に伸 びているレーザーに装着される。

レーザーと、その光学機構は、かなりのサイズのパッケージに納められていて、 場合により、該パッケージが外科手術の邪魔をしたり、手術局部範囲まわりの顕 微鏡の動きや取付けたレーザーの動きの邪魔をする。また、場合により、レーザ ーが手術局部の視野を妨げ、また、外科手術医の手術局部への接近を妨げる。こ のような場合、光学軸に対し９０°の角度で装着されたレーザーは、有利であり 、また、他の場合では、平行に装着されたレーザーが有利な場合もある。

過去において、コンパクトなレーザーが顕微鏡に直接搭載される前、レーザーは 、顕微鏡がら離れて位置され、レーザービームは、顕微鏡の支持部である関節ア ームを介して供給されていた。このようなレーザーは、例えば、米国特許第４， ３０９．９９８．４，１２２，８５３号において知られている。レーザーエネル ギーを関節アームを介して伝達するには、該アームは、中空で、一連の特別な接 合部と鏡とが手術局部へビームを伝えるために用いられた。関節アームが動く度 に、接続部のレンズがミスアライメントになるおそれがある。数多くのレンズが 使用されている場合、多数のレンズのミスアライメントは、関節アームとレーザ ービームパスの絶えざる再調節を必要とする。

顕微鏡の光学軸に対し垂直に正合された位置から顕微鏡の光学軸に平行な正合位 置へ、または、種々の位置へとスイベル運動できる顕微鏡に直接に搭載されたコ ンパクトなレーザーが望まれている。さらに、アッセンブリーにおいて絶えない レンズの再正合と再調節が必要でないスイベル運動するレーザーマウントも極め て有用である。

免二二！尤 この発明は、顕微鏡に対し外科用レーザーヘッドをピボット装着する顕微鏡アタ ッチメント機構を提供する。該機構は、顕微鏡台座と、装着装置を含み、代表的 な顕微鏡の蟻つぎブラケットに嵌まるものである。顕微鏡の台座の開口が顕微鏡 の対物レンズに正合し、顕微鏡を台座に装着したとき、ユーザーは、顕微鏡の下 の手術局部を何等邪魔なく視野に収めることができる。第１のカラーが台座から 突出している。第２のカラーが第１のカラーに嵌まり、レーザーを支持する。第 １と第２のカラーをロックする装置が設けてあり、これによって、レーザーは、 顕微鏡の光学軸に対し回転的して種々の位置で正合する。また、該二つのカラー が互いに軸方向へ移動しないようにする軸方向ロック装置が設けられている。

好ましい実施例においては、回転ロック手段は、一方のカラーにおける一連の係 止ボールと、他方カラーにおける対面する面における一連の係止凹部とを含み、 共働して相対的な所望の回転位置で前記カラー同士を保持する。

軸方向ロック機構は、カラーに設けたーまたは一以上の係止溝に他の一連の係止 ボールを係合させることで行なえる。係止溝の長さは、回転ロック機構の二つの 好ましい位置に正合し、好ましい位置を越えての回転を防ぐストッパとして作用 する。一つの位置においては、レーザーは、顕微鏡の光軸と平行に位置づけられ る。他の位置では、レーザーは、顕微鏡の光軸に対し垂直に位置づけられる。

焦点レンズに対するレーザービームの光学的ミスアライメントをなくすために、 主の負焦点レンズを第２のカラーに装着し、これによって、レーザーを顕微鏡題 材に対し回転させてもレーザービームに対する該レンズの位置は、変化しない、 第２の焦点レンズは、第１のカラーまたは顕微鏡台座に装着される。第２のレン ズは、レーザービームの焦点を顕微鏡の対物レンズの焦点にマツチさせるための ものである。また、第２のレンズは、顕微鏡の焦点面におけるレーザービームの サイズを変化させるために用いられる。主の負焦点レンズは、同じ目的のために も用いられる。

この発明のこれらの及び他の特徴と利点は、以下の図面と関連しての好適な実施 例の以下の詳細な記述から明らかになる。

゛　ｆ　舌　゛、 第１図は、レーザーが取付けられた本発明の台座の一部切断斜視図を示し、そし て、顕微鏡の光軸に概ね平行に配置されたレーザーをもつ台座を介してレーザー ビームを伝送するために用いられる光学レンズの主要部を概略的に示す； 第２図は、顕微鏡と取付けたレーザーを備える顕微鏡台座の分解斜視図である； 第３図は、本発明を部分的に切断した分解斜視図である；第４図は、第２図４− ４線にそう、レーザーと顕微鏡台座を接続するカラーの断面図である； 第５図は、第４図５−５ｍ１にそう、第４図のカラーとレンズ配置の断面図であ る。

第６図は、第５図の６−６線にそった、第４．５図のカラーの一部の断面図で、 係合機構を示すものである；そして、 第７図は、台座に顕微鏡を装着した状態を示す第２図７−７＆ｌにそった部分断 面図である。

ｔ　　　　　　　　　　；　　　　ｆ　舌第２図を参照すると、レーザー　１０ ．顕微鏡２０と顕微鏡台座３０が示されている。スタンダードな顕微鏡蟻つぎ部 ２２（第７図参照）が顕微鏡台座３０の蟻溝３２に嵌合している。蟻つぎロック ネジ３４で顕微鏡２０が蟻溝３２に固定される。

第１図を参照すると、レーザー１０は、レーザーハウジング１２に内蔵され、該 ハウジングは、例えば、二酸化炭素レーザーのような操作レーザー１４と、例え ば、ヘリウムネオンレーザーのようなターゲットレーザー１６とを反射鏡１８及 びヘリウムネオンレーザ−光線と二酸化炭素レーザー光線と組合わせるビームコ ンバイナー１９を含む適当な光学機器と共に内蔵する。

顕微鏡台座３０は、反射鏡３６と、レーザービームを調節可能な鏡４０へ投射す る調節可能な視野レンズとを内蔵する。鏡４０は、手動のジョイスティック４２ またはモーター駆動システム（図示せず）を介して自動的に調節操作される。

調節可能な視野レンズ３８は、顕微鏡の対物レンズの焦点距離にレーザービーム の焦点を合わせ、レーザービームを外科医が顕微鏡を介して見る焦点面にフォー カスさせる。このレンズは、また、レーザービームの焦点をはずさせ、顕微鏡の 焦点面において種々のレーザービームサイトを達成させる。多くの顕微鏡は、種 々の対物レンズを備え、外科医は、手術位置に対する顕微鏡の動作距離を調節で きる。調節可能な視野レンズ３８は、外科医の顕微鏡の種々異なる対物レンズの 組合わせに対応して調節できなければならない、調節可能な鍾４０とジョイステ ィック４２を用いて焦点面に焦点調節されたレーザービームを向け、レーザービ ームを外科手術の間移動させて、種々の外科手術を行なわせる。

さらに第１図を参照すると、好ましくはシリンドリカルな第１のカラー５０が顕 微鏡台座３０から突出し、好ましくはシリンドリカルな第２のカラー５２がレー ザーハウジング１２の出力端部５４から突出している。

第３図を参照すると、レーザー１０と顕微鏡台座３０を含む本発明の顕微鏡アタ ッチメント機構の分解斜視図が示され、第１のカラー５０と第２のカラー５２と に関連するスイベル機構の詳細が示されている。先端がコーン状のセットスクリ ュウ５６が第１のカラー５０の壁に螺合する。該セットスクリュウ５６の端部を 受けるスロット５８がロータリー接続片５１の外面に設けられ、セットスクリュ ウ５６に正合する。スロット５８は、好ましくは、接続片５１にそって９０°に わたり形成され、端壁６０．６２を有し、これらがセットスクリュウ５６のスト ッパとなって、第２のカラー　とレーザー１０とを保持、固定し、顕微鏡の光学 軸に対し平行または垂直な関係となるようにアライメントする。また、セットス クリュウ５６とスロット５８の相互作用によりカラー５０とカラー５２の相対的 な軸方向の動きを阻止する。また、セ・ントスクリュウ５６をカラー５２または 接続片５１側に配置し、スロット５８をカラー５０側に設けて、セ・ントスクリ ュウ５６とスロット５８のいちを反対にするようにしてもよい。

さらに第３図を参照すると、顕微鏡台座３０に対しレーザー１０を回転させて種 々の位置に固定する好ましい機構が示されている。カラー５０は、バネ付勢の係 止ボール６４を含み、このボールは、セットスクリュウ５６から軸方向に離れて いるが、セットスクリュウ５６に円周方向に近接している位置で、カラー５０の 壁から突出する。一連の係止孔６６がロータリー接続片５１の外面に設けられて いる６図では、６個の係止孔が接続片５１の円周方向にそい９０”にわたって等 間隔で設けられている。

この好ましい実施例においては、６個の係止孔の円周方向における互いの間隔が １８°であり、したがって、レーザー１０は、顕微鏡の光学軸に対し１８゛の角 度位置変化をもって固定される。また、係止ボール６４と係止孔６６の設置位置 関係を反対にし、接続片５１にボールを、第１のカラー５０に係止孔を設けるこ ともできる。また、係止孔６６の数と位置及びスロット５８の長さを変えて種々 の角度変化に対応することができる。

さら第３図を参照すると、光学レンズを顕微鏡アタッチメント機構内に納め、レ ーザーをスイベル移動させたとき、顕微鏡光学軸に対する光学レンズの不正台を 防ぐことを述べる。

第２のカラー５２の内面６８の一部に線糸７０が設けである。環状のレンズマウ ント７２もその外周面に、対応する線糸７４が設けである。レンズマウント７２ は、通常のロック機構（図示せず）によりネジ面６８に螺合されて適宜の位置に 固定されるが、レンズマウント７２は、フランジ７６の許す範囲でしかカラー５ ２の内部へ挿入されない、レンズマウント７２の位置は、組立工場で設定され、 必要に応じて後で調節される。レンズ系７８は、コンベンショナルな手段でレン ズマウント７２に装着され、レーザー１４に対してカラー５２に固定され、レー ザーハウジング１２を一方の位置から他方の位置へ回転させるとき、レンズ７８ は、レーザー１４．１６、反射鏡１８、ビームコンバイナー１９（第１図参照） に対し固定位置関係を保つ、かくして、回転操作の間におけるレーザーの光学パ スのミスアライメントを防げる。

レーザービームと発散レンズ７８との関係は、光学パスの正しいアライメントに 極めて重要である。典型的には、発散レンズであるレンズ７８をレーザー１４． １６のビームパスに対し固定することは、光学パスのミスアライメントの危険な しにレーザーをスイベル運動させるこの発明の重要な特徴である。この点は、多 くの現存する外科レーザーシステムの代表的なものである関節アームアッセンブ リーに関連した複合光学パスを通してレーザービームを送る場合の極めて顕著な 改良である。

第４図から第６図を参照すると、カラー５０．５２の好ましい接続方法が断面で 示されている。第４図において、第２のカラー５２は、第１のカラー５０の内部 に同心円に嵌合している。レンズ７８を含むレンズマウント７２は、第２のカラ ー５２に螺合している。かくて、レンズ７８は、台座３０の反射鏡３６に正合し ている。

第５図は、カラー５０．５２、レンズ７８およびレーザービームパスの同心円的 アレンジメントを示す、レーザービームは、第１図に関連して説明したように、 カラー５０．５２とレンズ７８の中心を通る。カラー５０．５２は、セットスク リュウ５６が挿入されるスロット５８の端壁６０．６２により範囲が定められて いるが、相対的にラジアルアークの方向に相対移動する。カラー５２とレーザー ハウジング１２は、カラー５０．５２内部のレーザービーム軸まわりを回転する と、係止孔６６と係止ボール６４が回転アークにそって間隔をおいての係止位置 を占める。セットスクリュウ５６とスプリング付勢の係止ボール６４は、第６図 にさらによく詳記されており、回転接続片５１のそれぞれのスロットと孔とに正 合する。また、前記係止機構全体は、摩擦リング（図示せず）や多数のモーター 機構（図示せず）、そして二つの係合する部材にコントロールされた回転を与え る公知の手段などで置換することができる。

第５図に図示の、レーザーパスをもつカラー５０．５２の同心正合°は、この発 明のアッセンブリーがレーザーハウジング１２が動くとき、レーザービームがミ スアライメントしない理由を明示している。レーザーハウジングの動きは、同心 のカラー５０．５２のラジアル運動を結果するのみである。この運動は、レーザ ービームパスを軸とする回転ピボット運動に限定されるので、接続部において、 反射鏡をもつ関節アームアッセンブリーが動くときのような光学トレインから外 れる軸外れ運動が生じない。

実用においては、この発明の顕微鏡アタッチメント機構は、第２図に示すような 既存の顕微鏡に装着される。顕微鏡には、顕微鏡アームとカウンターバランス機 構（図示せず）が通常装備されている。蟻つぎ溝２２、蟻つぎ座３２、蟻つぎロ ックスクリュウ３４によって顕微鏡２０に取付けられた台座３０により、顕微鏡 の光学軸は、台座３０の上面開口３７に正合する。視野レンズは、顕微鏡の対物 レンズにマツチするように調節され、これによって、レーザービームは、顕微鏡 の対物レンズの焦点面にフォーカスされる。第２図では、レーザーハウジング１ ２は、顕微鏡の光学軸と平行に配置されている。使用者は、突起体８０を握り、 レーザーハウジング１２を使用者側から遠のくように押し倒すようにしてレーザ ーハウジング１２を種々の回転位置となるように動かす。

係止ボール６４と一連の係止孔６６を含む回転ロック機構が顕微鏡と平行または 垂直な正金位置の限度範囲内で、レーザーハウジング１２を種々の回転位置（仮 想線で示す）に保持する。

レーザー１４．１６からのレーザービームの光学パスは、ハウジング１２が回転 してもラジアル方向に変化せず、同心のカラー５０．５２を通過する光学パスま わりをピボットするだけであることに注目すべきである。

手術する外科医がレーザーハウジング１２の位置の不具合や、その位置が手術す べき部分に対する障害となると判断したときは、レーザーハウジング１２を不都 合の生じない位置へ回転移動させればよく、この回転で、光学系に変化がなく、 レーザーの光学系も顕微鏡の光学系も調節する必要は、全くない、レーザーハウ ジング１２の回転は、なんらの支障もなく、簡単に行なえる。

この発明の顕微鏡アタッチメント機構は、顕微鏡２０の光学軸に対するレーザー ハウジング１２のオリエンテーション調節を素早く手際よく行なうことに適して いる。

この調節は、レーザーパスと可視光学バスへの障害なく、これらとの不正合もな しに行なえ、操作する外科医は、手術の間、障害なしに機構の調節を行なえる。

この発明は、好ましい実施例に関連して記述された。当業者は、沢山の変形、変 化が本発明の範囲を逸脱することなく好ましい実施例に対しなすことができるこ とを理解する。したがって、添附の請求の範囲に記載されたことを除き、本発明 を限定する意図はない。

国際調査鱗牛

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．手術局部に向けられている外科顕微鏡に外科レーザーを装着し、外科レーザ ービームを顕微鏡の外科視野へ送る調節可能なレーザー機構であって；入口でレ ーザービームを受ける顕微鏡台座で、該台座を介して前記ビームを顕微鏡の外科 視野内の所望のポイントへ投射する顕微鏡台座と； レーザービーム出口で、顕微鏡台座と回転自由に接続するレーザーハウジングで 、該レーザーハウジングは、長軸を有し、レーザービーム出口が該長軸に垂直な 軸を有し、該レーザーハウジングは、顕微鏡台座に対し空間的に自由で、レーザ ービーム出口の軸まわりをアーク状に回転できて、顕微鏡台座に対し該アーク上 で選択された位置に位置決めされ、前記回転の間、レーザーハウジングのレーザ ービーム出口から顕微鏡台座の入口ポイントへ至るレーザービームのアライメン トを邪魔しないレーザーハウジングと； レーザーハウジングに内蔵され、レーザーハウジングからレーザービーム出口の 軸にそってレーザービームを発生させることができる外科レーザーと；前記顕微 鏡台座に取付けられ、該顕微鏡台座を手術領域にわたる外科顕微鏡へ緊締に取付 ける顕微鏡マウントと； を含む調節可能なレーザー機構。
2. ２．前記顕微鏡台座は、前記レーザービームを顕微鏡の外科視野内の所望のポイ ントへ調節自由に投射する請求の範囲１５の調節可能なレーザー機構。
3. ３．前記レーザービームを顕微鏡の外科視野内の所望のポイントへ調節自由に投 射する前記手段は、前記レーザービームの光路に位置した調節可能な鏡と、該調 節可能な鏡に接続し、前記所望のポイントへ前記レーザービームを投射するため に前記鏡を調節するジョイスティックとを含む請求の範囲１６の調節可能なレー ザー機構。
4. ４．前記顕微鏡台座は、顕微鏡台座に対する外科視野の深度を変えるために前記 レーザービームの焦点深度を調節する手段を含む請求の範囲１５の調節可能なレ ーザー機構。
5. ５．前記レーザービームの焦点深度を調節する前記手段は、前記レーザービーム の光路に位置する調節可能な視野レンズを含む請求の範囲１８の調節可能なレー ザー機構。
6. ６．前記レーザービームの焦点深度を調節する前記手段は、前記顕微鏡台座から 伸び、前記入口ポイントを囲む第１の環状カラーを含み、前記レーザーハウジン グは、前記レーザーハウジングから伸び、前記レーザービーム出口を囲む第２の 環状カラーを含み、前記環状カラーの一方が前記環状カラーの他方に同心的に嵌 合して、前記レーザーハウジングを前記顕微鏡台座に回転自由に接続する請求の 範囲１５の調節可能なレーザー機構。
7. ７．前記第１と第２の環状のカラーは、前記環状のカラーに共働的に配置され、 前記環状カラーを相対的位置に固定する手段を含む請求の範囲２０の調節可能な レーザー機構。
8. ８．前記環状カラーを相対的位置に固定する手段が；前記環状カラーの一方に配 置されたスプリング付勢の係止ボールと；そして、 前記環状カラーの他方の一方の面に円周方向に配置され、前記係止ボールと正合 し、前記第１と第２の環状カラーを相対的に種々の回転位置に固定するように共 働する複数の係止凹所 とを含む請求の範囲２１の調節可能なレーザー機構。
9. ９．前記第２の環状カラーが前記第１の環状カラー内に同心的に配置され、前記 スプリング付勢の係止ボールが前記第１の環状カラーに配置され、前記複数の係 止凹所前記第２の環状カラーの外円周面にアークにそって間隔をおいて配置され ている請求の範囲２２の調節可能なレーザー機構。
10. １０．前記第１と第２の環状カラーが前記第１と第２の環状カラーに共働的に配 置されて、前記第１と第２の環状カラーの間の軸方向の動きを阻止する軸方向ロ ック手段を含む請求の範囲２０の調節可能なレーザー機構。
11. １１．前記軸方向ロック手段は； 前記他方の環状カラーの内部に同心的に配置された前記環状カラーに所定の深さ をもって形成されたスロットで、前記他方の環状カラー内に円周方向に配置され た前記環状カラーの円周外表面にそって円周方向に伸びるスロットと； 前記他方の環状カラーに配置されたセットスクリュウ； とを含み、そして、前記スロットが前記第１と第２の環状カラの相対的軸方向移 動を阻止する請求の範囲２４の調節可能なレーザー機構。
12. １２．前記スロットが前記スロットの一端の第１の壁と、前記スロットの他端の 第２の壁とを含み、前記第１と第２の端壁が前記レーザーハウジングの回転位置 の制限を設定するために前記セットスクリュウが係合するストッパとして作用す る請求の範囲２５の調節可能なレーザー機構。
13. １３．前記他方の環状カラーに円周方向に配置されている前記環状カラーが前記 他方の環状カラー内に円周方向に配置された前記環状カラー内に調節自由に配置 されたレンズマウントと、該レンズマウントに固定されたレンズとを含む請求の 範囲２０の調節可能なレーザー機構。
14. １４．前記他方の環状カラー内に円周方向に配置された前記環状カラーが螺条を 内面に形成された円周方向の面を含み、前記レンズマウントが環状に間隔をあけ 、円周外面に螺条を有し、前記レンズマウントの螺条を外面に形成された円周方 向の面をが前記他方の環状カラー内に円周方向に配置の前記環状カラーの螺条を 形成した円周内面と共働し、前記レンズマウントを前記他方の環状カラー内に円 周方向に配置した前記環状カラーに調節自由に装着する請求の範囲２７の調節可 能なレーザー機構。
15. １５．前記レーザーハウジングが使用者の操作を容易にするハンドル部を含む請 求の範囲１５の調節可能なレーザー機構。
16. １６．外科レーザーハウジングを顕微鏡にピボット的に装着する顕微鏡アタッチ メント機構であって；顕微鏡台座と； 顕微鏡を該台座に固定する前記顕微鏡台座における手段と； レーザーハウジングと； 前記顕微鏡台座に取付けられて、該台座から伸びる第１の環状カラーと； 前記レーザーハウジングに取付けられ、これから伸びて前記第１のカラーに係合 する第２の環状カラーと；前記第１と第２のカラーに共働的に配置され、前記カ ラーを他方に対し回転して固定、位置づける回転手段と；そして、 第１と第２のカラーの間の軸方向の動きを規制し；第１のカラーに装着されたセ ットスクリュウ、所定の深さをもって前記第２のカラーに円周方向にそって伸び るスロットとを含み、前記スロットが前記セットスクリュウと正合して、これを 受け、前記第２のカラーに対する前記第１のカラーの軸方向の動きを阻止する顕 微鏡アタッチメント機構。
17. １７．前記スロットが前記第２の環状カラーの外面にそって円周方向に伸び、さ らに前記スロットが前記スロットの一端の第１の壁と、前記スロットの他端の第 ２の壁とを含み、前記第１と第２の端壁が前記レーザーハウジングの回転位置の 制限を設定するために前記セットスクリュウが係合するストッパとして作用する 請求の範囲３０の調節可能なレーザー機構。