JPH06133986A - 非接触指示装置 - Google Patents

非接触指示装置

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JPH06133986A
JPH06133986A JP4311166A JP31116692A JPH06133986A JP H06133986 A JPH06133986 A JP H06133986A JP 4311166 A JP4311166 A JP 4311166A JP 31116692 A JP31116692 A JP 31116692A JP H06133986 A JPH06133986 A JP H06133986A
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light
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light beams
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Katsushige Nakamura
勝重 中村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 方針部を用いない非接触の指示装置を提供す
るものである。 【構成】 光ビームLを照射する光ビーム照射手段10
と、該光ビームLを3本以上の光ビームL5 、L6 、L
9 、L10に分割する分割手段B1 〜B3 、M1 〜M
3 と、該3本以上の光ビームL5 、L6 、L9 、L10
一点Sに収束させ且つ中央に孔部11aが形成されたレ
ンズ手段11と、前記孔部11aに連通する貫通孔14
と、を備えて成るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は非接触指示装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、コンピュータ断層撮影スキャナ
等の利用により、患者頭部に対して外科的処置を行う場
合、まず指示装置により開頭部位の特定を行う。この時
に使用される指示装置は、例えば特開昭62−2701
48号公報にて知られているように、細長い方針部を備
えたものが一般的であり、この方針部をスキャナ等で探
知した位置情報に基づいて移動させ、実際に開頭する部
位を頭部表面上において再現できるようになっている。
つまり、方針部は目盛りに沿って角度を変えたり、或い
は患者頭部に対して進退動させることができるので、位
置情報に基づいて移動させ終わった時の方針部の先端が
指している部位が、開頭部位となる。次に、方針部の先
端を開頭部位に近づけ、その時の方針部先端の位置と、
位置情報による先端の位置データとを比較して、頭部表
面下におけるターゲット(病巣)の深さを知るようにな
っている。このように従来の指示装置は、1本の細長い
棒状の方針部を利用して、外科手術等におけるターゲッ
ト(病巣)の位置及び深さの特定を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の指示装置にあっては、細長い方針部を利用し
て特定部位の指示を行うため、指示後に手術用の各種冶
具を使用する場合、方針部が各種冶具に干渉して、冶具
の操作性を阻害するおそれがある。また、方針部の角度
や突出量の変更を行っている過程において誤って方針部
の先端が患者に触れる場合があり、衛生上好ましくな
い。
【0004】この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、方針部を用いず、且つ各種冶具
の同時使用が可能な非接触式指示装置を提供するもので
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る非接触指
示装置は、上記の目的を達成するために、光ビームを照
射する光ビーム照射手段と、該光ビームを3本以上の光
ビームに分割する分割手段と、該3本以上の光ビームを
一点に収束させ且つ中央に孔部が形成されたレンズ手段
と、前記孔部に連通する貫通孔と、を備えて成るもので
ある。
【0006】
【作用】光ビーム照射装置から照射された1本の光ビー
ムは、分割手段により3本以上の光ビームに分割され
る。そして、この3本以上の光ビームはレンズ手段によ
り、一点に収束されるようになっている。従って、3本
以上の光ビームを対象表面に照射した場合、指示装置
(厳密にはレンズ手段)と対象物表面との間隔がある一
定の設定値の時だけ、対象物表面には一点のスポットが
現れ、それ以外の場合、すなわち指示装置と対象物表面
との間隔が近すぎたり、遠すぎたりした場合には、対象
物表面に3点以上のスポットが現れる。よって、操作者
は対象物表面上に現れるスポットの数或いは各スポット
間の距離から、指示装置と対象物表面との間の間隔が設
定値に合致しているか否か瞬時に知ることができる。
【0007】また、指示装置を動かすことにより、指示
装置が設定値よりも近いのか、遠いのかも知ることがで
きる。つまり、対象物表面上において3点以上のスポッ
トが現れている場合において、例えば指示装置を対象物
に近づけ、3点以上のスポットが広がる場合は、指示装
置が設定値よりも対象物表面に近づいていることを意味
し、また狭くなる場合は設定値よりも遠いことを意味し
ている。更に、光ビームが3本以上なので中心(交点)
の確認も容易である。
【0008】このように、光ビームを利用した非接触方
式により位置の指示ができるため、従来の方針部のよう
に、指示後の作業の邪魔になることはないし、衛生面に
おいても好ましい。
【0009】更に、非接触指示装置にはレンズ手段に中
央に孔部が形成されていると共に該孔部に連通する貫通
孔が設けられているため、その貫通孔内に各種冶具を挿
入して貫通させ、光ビームが当たっている対象物表面に
対してこの冶具を用いた各種の処理を施すことができ
る。
【0010】
【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図1及ぶ図
2に基づいて説明する。
【0011】この実施例は非接触指示装置1を医療用三
次元定位装置に適用した例を示すものである。すなわ
ち、この医療用三次元定位装置は、第1回転軸3を中心
にして回動する第1アーム4に、前記第1回動軸3に直
交する第2回転軸5を中心にして回動する第2アーム6
を取付け、且つ該第2アーム6に前記第1回転軸3と同
軸化し得る方向性及び位置を有し且つ第1回転軸3と第
2回転軸5との交点Xに対して進退動自在な非接触指示
装置1をアームユニット7を、図示せぬ支持ユニットに
より前後・左右・上下の任意位置へ移動・位置決め自在
に支持したものである。
【0012】第1アーム4及び第2アーム6の他端には
各々カウンタウェイトW1 、W2 が取付けてあり、各第
1・第2アーム4、6をバランスさせている。第2アー
ム6の先端には直線状のラック部8が取付けてあり、こ
のラック部8に本実施例に係る前記非接触指示装置1が
取付けてある。この非接触指示装置1は、ツマミ部9を
回転することにより、ラック部8の長手方向に沿った状
態で、前記交点Xに対して進退動するようになってい
る。また、第1アーム4の先端には位置固定用の電磁ク
ラッチC1 と、第2アーム6の回転量を検出するための
エンコーダH1 が設けてある。また、非接触指示装置1
の取付部にも、非接触指示装置1の進退量を検出するた
めのエンコーダH2 が設けてある。尚、第1アーム4の
回転量及びアームユニット7全体の移動量も図示せぬエ
ンコーダにて検出されている。
【0013】次に、この非接触指示装置1の構造につい
て説明する。この非接触指示装置1内には、「光ビーム
照射手段」としての小型半導体レーザ発生器10と、
「分割手段」としての3枚づつのミラーM1 、M2 、M
3 及びビームスプリッタB1 、B2 、B3 と、「レンズ
手段」としての対物レンズ11とが備えられている。
【0014】この対物レンズ11には、中央に円形の孔
部11aが形成されており、この孔部11aに非接触指
示装置1全体を貫通する筒体13が挿通され、該筒体1
3内の内部空間が貫通孔14となっている。
【0015】次に、光ビームL1 の光路の説明をする。
半導体レーザ発生器10から発せられた1本の光ビーム
1 は、最初のビームスプリッタB1 にて2本の光ビー
ムL2 、L3 に分割される。そして、この2本の光ビー
ムL2 、L3 のうち、一方の光ビームL2 はミラーM1
にて反射され、他方の光ビームL3 と平行な光ビームL
4 となり、この2本の光ビームL3 、L4 は、各々ビー
ムスプリッタB2 、B3 を通過することにより、更に対
物レンズ11へ向かう別の光ビームL5 、L6を各々分
割すると共に、ビームスプリッタB2 、B3 を通過した
光ビームL7 、L8 は、最後のミラーM2 、M3 にて反
射されて、前記光ビームL5 、L6 と平行状態で対物レ
ンズ11に向かう光ビームL9 、L10となる。このよう
にして、4本の平行光ビームL5 、L6 、L9 、L10
対物レンズ11に向かうことなり、対物レンズ11を通
過することにより、各光ビームL5 、L6 、L9 、L10
は、光ビームL11、L12、L13、L14となって、一点の
スポットS(結像点)に向けて収束する方向で非接触指
示装置1より外部へ照射される。
【0016】このようにして外へ照射された4本の光ビ
ームL11、L12、L13、L14の一点のスポットSと、対
物レンズ11との間の間隔Dは、対物レンズ11の位置
や曲率を変えない限り一定である。また、この4本の光
ビームL11、L12、L13、L14が1つのスポットSに向
けて収束するため、この1つのスポットSよりも近い位
置又は遠い位置に頭部表面(対象物表面)12がある場
合は、その頭部表面12には4つのスポットS1
2 、S3 、S4 が現れることとなる。
【0017】従って、前記三次元定位装置に取付けられ
た非接触指示装置1を、CTやMRIにより三次元的に
捉えた病巣の位置情報に基づいて移動させ、患者の頭部
表面12における開頭位置の特定を行うことができる。
すなわち、第1アーム4及び第2アーム6を回転される
ことにより、第2アーム6の先端に取付けられている非
接触指示装置1は、患者の頭部を中心にして「球面運
動」をすることとなるので、まず非接触指示装置1を前
記位置情報に基づいて頭部表面12における開頭位置の
真上に位置させる。非接触指示装置1が開頭位置の真上
に位置した段階では、非接触指示装置1が頭部表面12
から遠いため、頭部表面12上には4つのスポット
1 、S2 、S3 、S4 が現れている。そして、ツマミ
部9を回転させることにより、非接触指示装置1を頭部
表面12に近づけ、4つのスポットS1、S2 、S3
4 が接近して1つスポットSになるまで非接触指示装
置1を移動させる。頭部表面12上に現れるスポットS
1 、S2 、S3 、S4 が1つのスポットSになったら、
その時の非接触指示装置1の位置をエンコーダH2 にて
検出し、その位置と、CTやMRIにより三次元的に捉
えたターゲット(病巣)の位置情報とを比較して、頭部
表面12下におけるターゲット(病巣)の深さを知るこ
とができる。
【0018】また、このような指示作業の過程におい
て、頭部表面12の開頭位置に対して各種の処理を施す
場合には、非接触指示装置1の貫通孔14内にその処理
に応じた冶具15を挿入して貫通させ、頭部表面12に
対して適切な処置を同時に行うことができる。この貫通
孔14内に挿入して使用可能な冶具の例としては、例え
ば、顕微鏡、内視鏡、注射器、電気針、吸引管、各種粉
砕器、ドレナージチューブなど好適である。
【0019】更に、この実施例に係る非接触指示装置1
によれば、光ビームL11、L12、L13、L14を利用した
非接触方式により位置の指示を行うため、前述の如き冶
具15の使用の邪魔にならない。また、非接触指示装置
1自体は非接触なので衛生面においても好ましい。更
に、1本の光ビームLを4本の光ビームL11、L12、L
13、L14に分割して使用するため、分割された各光ビー
ムL11、L12、L13、L14の出力が小さく、生体に与え
る影響が少ない。加えて、対物レンズ11の位置を変え
たり、別の対物レンズに代えたりすることにより、対物
レンズ11から1つのスポットSまでの間隔Dを変える
ことが可能である。また、4本の光ビームL11、L12
13、L14に分割しているため、4本の中心(収束され
る1のスポットSの点位置)の確認(予想)が容易であ
る。
【0020】尚、以上の説明では、光ビームL1 とし
て、半導体レーザを使用したが、これに限定されず、気
体レーザ、固体レーザなども使用できる。また、オート
コリメータ等の光学的要素を利用して平行な光ビームを
得るようにしても良い。更に、光ビームL1 の分割数を
4本にした例を示したが、3本以上であれば、何本であ
っても良い。更に、実施例では、医療用三次元定位装置
に適用した例を示したが、これに限定されず、他の工業
的・産業的装置や機械に適用しても良く、更に非接触指
示装置1自体を手に持って使用してもよい。
【0021】
【発明の効果】この発明に係る非接触指示装置は、以上
説明してきた如き内容のものであって、光ビームを利用
した非接触方式により位置の指示ができるため、従来の
方針部のように、指示後の作業の邪魔になることはない
し、衛生面においても好ましい。
【0022】更に、非接触指示装置にはレンズ手段に中
央に孔部が形成されていると共に該孔部に連通する貫通
孔が設けられているため、その貫通孔内に各種冶具を挿
入して貫通させ、光ビームが当たっている対象物表面に
対してこの冶具を用いた各種の処理を施すことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る非接触指示装置を用
いた医療用三次元定位装置のアームユニットを示す斜視
図である。
【図2】非接触指示装置内の構造を示す斜視図である。
【図3】非接触指示装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 非接触指示装置 2 医療用三次元定位装置 10 半導体レーザ発生器(光ビーム照射手段) 11 対物レンズ(レンズ手段) 14 貫通孔 15 冶具 L1 〜L14 光ビーム M1 〜M3 ミラー(分割手段) B1 〜B3 ビームスプリッタ(分割手段) S,S1,S2,S3,S4 スポット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビームを照射する光ビーム照射手段
    と、該光ビームを3本以上の光ビームに分割する分割手
    段と、該3本以上の光ビームを一点に収束させ且つ中央
    に孔部が形成されたレンズ手段と、前記孔部に連通する
    貫通孔と、を備えて成る非接触指示装置。
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