JPH0651042B2 - 手術用顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、手術用顕微鏡に関する。

〔従来の技術〕

近年、微細な手術を顕微鏡観察下で拡大観察しながら行
ういわゆるマイクロサージェリーが盛んに行なわれるよ
うになってきており、これによれば微細な手術を正確に
行なえることから、眼科脳神経外科，耳鼻咽喉科，形成
外科をはじめ各分野で多大な成果をあげるに至ってい
る。また特に眼科の分野では、角膜手術において患部を
縫合する際に角膜の曲率半径を測定しながらその測定値
に応じて縫合の程度を手加減することにより術後に角膜
乱視が発生するのを未然に防ぐことへの要求が高まって
いる。これらの要求を満たすべく、例えば特開昭５９−
１５５２３２号公報では、手術用顕微鏡に取り付けて一
体的に使用できる角膜形状を測定する装置が開示されて
いる。これを第８図乃至第１１図により説明すると、第
８図において、１は手術用顕微鏡本体であり、２はその
対物レンズである。３は例えば円環状蛍光灯等からなる
光源で、円形状スリットの投影指標４を照明している。
投影指標４を被検眼の角膜Ｅｃに投影すると、角膜Ｅｃ
の凸面鏡作用によって投影指標４の角膜反射像４′（虚
像）が形成される。この角膜反射像４′は角膜Ｅｃの曲
率半径により大きさが変化し、角膜Ｅｃに正乱視があれ
ば角膜反射像４′は楕円になり、角膜Ｅｃが不正乱視で
ある場合は角膜反射像４′は不規則な形状になる。この
ことから角膜Ｅｃの表面形状は、角膜反射像４′の形状
を測定することにより求めることができる。

５は角膜形状測定光学系の光路変更部材で、双眼の観察
光路の間の空間であって観察光学系の外部に斜めの反射
面を設けたものである。この光路変更部材５は手術用顕
微鏡１の対物レンズ２の近傍に顕微鏡筐体を介して固定
されている。

６は角膜形状測定光学系の対物レンズで、その後側焦点
位置近傍に絞り板７が配置され、その後側に近接して偏
向プリズム８が固定されている。絞り板７は例えば第９
図に示すように中心部に５個の小穴開口部を有する形状
をしており、又偏光プリズム８は第１０図に示すように
くさび形プリズム片を５個寄せ集めて一体にしたように
形状にしたもので、絞り板７の小穴開口部と偏光プリズ
ム８のくさび形プリズム片の中心とは合致している。測
定光学系の対物レンズ６により入射した角膜反射像４′
の投影光束は絞り板７の小穴開口部及び偏光プリズム８
を経て５つの光束に分離され、反射鏡９で反射されて各
々の検出素子１０（例えば一次元ホトダイオードアレ
イ）の受光面に結像するが、角膜反射像４′の投影像
４″ができる位置に例えば第１１図に示すように検出素
子１０が５個配置されている。

このような構成の角膜形状測定装置に於いて、測定時に
は測定スイッチ（図示されていない）をＯＮすると同時
に検出素子で角膜反射像４′の形状を検出し、その検出
信号を図示しない信号処理回路部で電気的に増幅演算し
て、角膜反射像４′の楕円の長径，短径，楕円軸を求
め、この楕円形状を換算し角膜の曲率半径，乱視度，乱
視軸角度等を算出して表示する。又角膜が不正乱視で、
角膜反射像が円や楕円にならない場合には例えば各経線
方向別に曲率半径を求め表示する。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来装置は上述の如く構成されていたため、
観察用あるいは写真撮影用の照明光源の他に角膜形状測
定専用の光源が必要であり、その結果装置が大型且つ複
雑となり、高価となるばかりか、角膜形状測定が終了し
ても測定装置ごと取り外すことが非常に面倒であるた
め、対物レンズと被検眼との間にある測定装置を取り付
けたまま手術を行なわなければならず、その結果手術の
操作がしにくく非常に危険であるという問題があった。

本発明は、以上の問題点に鑑み、構成が簡単で安価であ
ると共に手術の操作がし易くて安全である、角膜形状の
測定が可能な手術用顕微鏡を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕 本発明による手術用顕微鏡は、観察及び／又は撮影用照
明光源と観察光学系と指標投影光学系と角膜形状測定光
学系とを有する手術用顕微鏡において、上記指標投影光
学系が、上記照明光源を発し上記観察光学系の対物レン
ズを通った照明光束中に挿脱自在に挿入される指標から
成るようにして、角膜形状を測定するための特別な光源
を必要としないと共に測定時以外は簡単な操作だけで手
術操作空間を確保できるようにしたものである。

〔実施例〕

以下図示した実施例に基づき本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の第一実施例の光学系を示している。図
において、Ｅは被検眼、Ｃは被検眼Ｅの角膜である。１
１は例えばハロゲンランプ等の照明光源で、該光源１１
を発した光はプリズム１２で反射された対物レンズ１３
を通して被検眼Ｅを照明し、いわする手術用顕微鏡の同
軸照明光学系を構成する。対物レンズ１３，リレーレン
ズ１４，接眼レンズ１５は手術用顕微鏡の観察光学系を
構成する。尚、図示されていないが、リレーレンズ１
４，接眼レンズ１５は対物レンズ１３の光軸Ｏに対して
対称に紙面に対し垂直な平面内にて一対ずつ配置されて
おり、これらを用いて左右の目で観察することにより被
検眼Ｅを立体的に観察することができるようになってい
る。

次に指標投影光学系について説明する。上述の照明光源
１１を発し、プリズム１２，対物レンズ１３を通った照
明光束によって照明される穴あきスリット板１６は、第
２図に示すように、手術用顕微鏡の光軸Ｏ方向より見る
と、その中心部には穴１６ａがあけられており、さらに
外周部は遮光板１６ｂ，１６ｂ′からなり、該遮光板１
６ｂ，１６ｂ′の間には輪帯状スリット１６ｃが設けら
れており、この輪帯状スリット１６ｃを透過した光はコ
リメートレンズ１７を透過した後被検眼Ｅの角膜Ｃに入
射される。ここで、コリメートレンズ１７は各経線を含
む面内で屈折力を持ちこれに直交する面すなわちリング
円周を含む面内では屈折力を持たない円環状シリンドリ
カルレンズに構成されており、その焦点距離だけ輪帯状
スリット６ｃよりへだてて配置されていて、輪帯状スリ
ット１６ｃを発した光を平行光束にして光学的に無限遠
から被検眼Ｅの角膜Ｃに投影するようにしている。ま
た、投影される輪帯状スリット１６ｃからの光束は、光
軸Ｏのまわりについて同じ角度θを有している。そし
て、角膜Ｃ上には、鏡面反射により輪帯状スリット１６
ｃの虚像１６ｃ′が形成される。穴あきスリット板１６
及びコリメートレンズ１７は、例えば第３図に示すよう
に手術用顕微鏡本体１８に取り付けられる。穴あきスリ
ット板１６，コリメートレンズ１７は、手術用顕微鏡本
体１８に設けられたガイド１９に嵌合したスライドアー
ム２０により一体的に支持されるように構成され、手術
用顕微鏡の光軸Ｏ上の予め決められた位置に挿脱自在で
ある。

第４図及び第５図は、夫々穴あきスリット板１６，コリ
メートレンズ１７の取付構造の変形例を示しており、そ
れぞれ回転アーム２１，マグネットアーム２２により穴
あきスリット板１６，コリメートレンズ１７を支持して
手術用顕微鏡本体１８に取り付けた例で、前者は回転ア
ーム２１を回転することにより、後者はマグネットアー
ム２２の磁石部２２ａの磁力を利用して手術用顕微鏡本
体１８に着脱することにより、手術用顕微鏡の光軸Ｏ上
の予め決められた位置に穴あきスリット板１６，コリメ
ートレンズ１７を挿入したり除去したりすることがで
き、操作が極めて簡単である。

次に、角膜形状測定光学系について説明する。被検眼Ｅ
の角膜Ｃ上に形成された輪帯状スリット１６ｃの虚像１
６ｃ′は、コリメートレンズ１７，穴あきスリット板１
６の中央部の開口１６ａを通り、対物レンズ１３を透過
し、可視光を透過し赤外光を反射するダイクロイックミ
ラー等の干渉フィルター１８により可視光は透過され且
つ赤外光のみが反射され、該赤外光はリレーレンズ系１
９を通ってハーフミラー２０ａ，２０ｂにより透過ある
いは反射され、三個の例えばＣＣＤ等の赤外光に感度を
有する一次元センサ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ上に結像す
る。ここで、光軸Ｏ′方向より見た一次元センサ２１
ａ，２１ｂ，２１ｃの配置は、第６図に示すように１２
０゜ずつずれている。

角膜Ｃは一般にトーリック面とみなされるため、輪帯状
スリット１６ｃが真円であっても角膜Ｃ上の虚像１６
ｃ′，一次元センサ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ上の像１６
ｃ″はだ円となる。このだ円形状を測定することによ
り、角膜Ｃの曲率半径ｒ，乱視度φ，乱視軸角度Ａを算
出することができる。

一般にだ円の方程式は任意の座標軸Ｘ，Ｙに対し、 ａｘ²＋ｂｙ²＋２ｃｘｙ＋ｄｘ＋ｅｙ＋１＝０ と書き表わされ、ここでａ〜ｅの五つが未知数で、これ
らを求めるために三個の一次元センサ２１ａ，２１ｂ，
２１ｃに結像した像１６の六点のうら五点の座標をとれ
ば求まる。

本実施例は以上のように構成されているため、角膜形状
を測定するときは、被検眼Ｅの光軸と手術用顕微鏡の光
軸Ｏとを合わせ、対物レンズ１３ごと手術用顕微鏡本体
１８を光軸方向へ上下させてピント合わせを行い、対物
レンズ１３と被検眼Ｅの角膜Ｃとの距離を調節する。こ
こで、指標投影光学系の穴あきスリット板１６，コリメ
ートレンズ１７を対物レンズ１３と被検眼Ｅの角膜Ｃと
の間の光軸Ｏ上の予め決められた位置へ挿入して角膜形
状測定を行う。双眼実体顕微鏡は一般に物体側焦点深度
が深くて対物レンズ１３と被検眼Ｅの角膜Ｃとの距離調
節はむずかしいので、角膜Ｃと指標投影光学系の穴あき
スリット板１６，コリメートレンズ１７との間隔が多少
ばらつくことがあるが、輪帯状スリット１６ｃの像は平
行光束で角膜Ｃに投影されるため測定精度にはほとんど
影響しない。

そして、角膜形状測定が終了したら、速やかに指標投影
光学系の穴あきスリット板１６とコリメートレンズ１７
を光軸Ｏ上から手術者の操作の邪魔にならないところに
はねのけて手術操作空間を確保し、手術をスムーズ且つ
安全に行うことができる。

又、上述の如く角膜形状を測定するための特別な光源を
必要としないので、装置の構成が簡単で安価となる。

第５図は第二実施例として角膜形状測定用の光源に手術
用顕微鏡に内臓された写真撮影用のストロボ光源２３を
利用した例の光学系を示しており、これは測定時に同期
してストロボ光源２３を発光させるようになっていて、
測定光量が十分にとれ、高速の測定が行なえるという利
点がある。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による手術用顕微鏡は、角膜形状を
測定するための特別な光源を必要としないので装置の構
成が簡単で安価になると共に、測定時以外は簡単あ操作
だけで手術操作空間を確保できるので手術をスムーズ且
つ安全に行い得るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による手術用顕微鏡の第一実施例の光学
系を示す図、第２図は上記第一実施例の穴あきスリット
板を光軸方向から見た図、第３図は穴あきスリット板，
コリメートレンズの取付構造を示す斜視図、第４図及び
第５図は夫々上記取付構造の変形例を示す斜視図、第６
図は上記第一実施例の光軸方向から見た一次元センサの
配置を示す図、第７図は第二実施例の光学系を示す図、
第８図は従来例の光学系を示す図、第９図乃至第１１図
は夫々上記従来例の絞り板，偏光プリズム，検出素子を
光軸方向から見た図である。 Ｅ‥‥被検眼、Ｃ‥‥角膜、１１‥‥照明光源、１２‥
‥プリズム、１３‥‥対物レンズ、１４‥‥リレーレン
ズ、１５‥‥接眼レンズ、１６‥‥穴あきスリット板、
１６ｃ‥‥輪帯状スリット、１７‥‥コリメートレン
ズ、１８‥‥手術用顕微鏡本体、１９‥‥ガイド、２０
‥‥スライドアーム、２１‥‥回転アーム、２２‥‥マ
グネットアーム、２３‥‥ストロボ光源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】観察及び／又は撮影用照明光源と、観察光
   学系と、角膜形状を測定するための指標投影光学系と、
   角膜形状測定光学系とを有する手術用顕微鏡において、 上記指標投影光学系は、円環状透過部分と観察光及び角
   膜形状測定光が透過する透過部分とを有する光学部材を
   含むと共に、上記照明光源を発し上記観察光学系の対物
   レンズを通った照明光束中に挿脱自在に配置されるよう
   にしたことを特徴とする手術用顕微鏡。