JPH0710266B2 - 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
な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
に行えることから、眼科，脳神経外科，耳鼻科をはじめ
各分野で多大な成果を上げるに至っている。

マイクロサージェリーにおいても他の手術と同様に、教
育や研究のために術部や術技を写真撮影する必要がある
が、手術用顕微鏡を介しての拡大撮影であるためにどう
しても光量が不足してしまうので、撮影用の補助光源と
してXeフラッシュランプ（ストロボ）を用いることが多
く、各種の手術用顕微鏡用ストロボ装置が考案されてい
る。最も一般的なものはXeフラッシュランプを手術用顕
微鏡の鏡筒部付近に取付ける方式であり、これを第５図
に示す。

即ち１は手術用顕微鏡の対物鏡筒部で、その中には図示
しない観察用照明光学系，観察光学系及びこれらの駆動
装置が内蔵されている。そして対物鏡筒１に入射した手
術部からの光は、同じく対物鏡筒１に内蔵された図示し
ないビームスプリッターで分けられ、一方は写真撮影装
置４へ進んで写真撮影され、他方は接眼レンズ２へ進ん
で術者眼３で観察され、このような状態で、手術が行わ
れる。破線で示した７は眼科分野で手術される被手術眼
を模式的に示したもので、このような眼科での眼の手術
には、その角膜等からの有害反射光が対物鏡筒１を通じ
て写真撮影装置４に入らないように、照明装置５はその
照明光束の光軸Ｂが対物鏡筒１の観察光学系の光軸Ａと
ほぼ45゜になり斜め照明するように対物鏡筒１に取付け
られる。この斜めの照明装置５は照明用光源として、Xe
フラッシュ管5aとXeフラッシュ管5aからの出射光を集光
照明するためのレンズ5bとを有し、手術部を照明する。

このような斜めの照明装置５は、実線で示す耳鼻科や脳
神経外科の手術患部8aのように、開口が狭くて深い手術
患部を照明する場合には、その照明光が斜めに照明され
るため、手術患部8aに到達出来ず照明効果が発揮されな
かった。これを解決するため、従来では、その対物レン
ズ９の直ぐ近くにおいて、直下型照明装置６を対物鏡筒
１に取付け、その下の手術患部8aを照明できるように直
下型照明装置６内のXe管6aと、その光を集光照明する照
明用対物レンズ6bとによって頭蓋骨８の開頭部を通して
患部8aを照明する手段が取られていた。

しかしながら、直下型照明装置６を使用する場合でも、
対物レンズの光軸Ａの近くに照明部を張り出さなければ
ならず、手術患部の観察視野を妨害することとなってい
た。又、光軸Ａの近くに照明部を寄せることは限界があ
り、この直下型照明装置でも幾分は斜め照明となり、深
い手術患部の照明は、照明ムラを免れ得なかった。

又、斜照明装置にしても、直下型照明装置にしても、対
物鏡筒の外部に取付けられるため、手術時の術者の手術
空間を妨害することとなっていた。それでなくとも、手
術用顕微鏡の対物鏡筒には、助手用顕微鏡がその他手術
用機械器具が設けられているため、手術空間が狭く、写
真撮影用照明装置を対物鏡筒に取付けることは、より一
層手術空間を狭くし、術者の手術の妨害となっていた。

そこで、このような問題を解決するため、例えば実開昭
60−31691号公報には第６図に示したような装置が開示
されている。即ち、鏡筒12はサポートアーム11によって
顕微鏡架台アーム（図示せず）に結合保持されている。
鏡筒12には、手術形式或いは手術患部の深さによって、
その焦点距離を変えるため、変換可能な対物レンズ22が
設けられている。又鏡筒12内には手術中手術患部を照明
し続ける観察用照明光を供給するためのオプティカルフ
ァイバーから成るライトガイド18があり、このライトガ
イド18から出射した照明光は、対物レンズ22を通り、集
光されて手術患部を照明する。

手術患部からの反射光は、再び対物レンズ22を通り、ガ
リレオ双眼顕微鏡光学系の変倍光学系19を通ってビーム
スプリッター14に入射する。ビームスプリッター14に入
射した光は、反射透過面14bで反射され反射面14aで反射
し、写真撮影装置13の結像レンズ13aでフィルム13b上に
結像し撮影される。又ビームスプリッター14の反射透過
面14bを透過した光は、反射面14cで反射され接眼部の反
射光学部材15の反射面15aで反射し、もう一つの反射光
学部材16の反射面16aで反射され接眼レンズ系17を通し
て術者に手術患部を観察させるようになっている。

又鏡筒12は、変倍光学系19の駆動装置20と対物レンズ22
の間の空間に、写真撮影用照明装置21を内蔵している。
写真撮影用照明装置21はソケット21aとランプハウス21c
とから成り、ランプハウス21cはXeランプ21dを有し、又
ランプハウス21cはプラグ21bによりソケット21aに挿入
結合され、このソケット21aからプラグ21bを介してトリ
ガー用電力，照明用電力が供給される。

尚、遮光板23は、Xeランプ21から光が変倍光学系19に入
射して有害光とならないようにするため、写真撮影用照
明装置21と変倍光学系19との間に設けられている。

又、眼底カメラ等において、観察用照明光軸と写真撮影
用照明光軸とを一致させるために、観察用照明光学系に
おいて観察用光源ランプと光学的に共役な位置にXeラン
プを配置する方式が提案されている。即ち第７図のよう
に、観察用光源ランプ34のフィラメント像を照明光学系
36aによってXeランプ33の中心に結像させ、更に照明光
学系36b及び対物レンズ32によって術野を照明する装置
である。尚、31は鏡筒、35は変倍光学系である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、実公昭60−31691号公報に記載の装置で
は、Xeランプ21dからの光を集光する手段としては対物
レンズ22のみであって、Xeランプ21dからの発光光束は
発散しており、且つXeランプ21dは対物レンズ22の焦点
距離が150〜300mmであるのに対して対物レンズ22の近傍
数10mm程度に置かれているため、その照野は撮影範囲よ
り遥かに大きく広がってしまい、撮影範囲に達する光量
はXeランプ21dからの総光量の僅か数パーセントにすぎ
ない。又、対物レンズ22の焦点距離が長いほど照野は大
きく広がり照度は低下するが、同時に対物レンズ22の焦
点距離が長いほど観察光学系の開口数が小さくなるた
め、フィルム面での光量は対物レンズ22の焦点距離が長
いとき非常に小さくなる。それ故、写真撮影に十分な光
量を得るためには、Xeランプ21dは数百ジュールの発光
エネルギーを持つことが要求されるので、Xeランプ21d,
電源部共に大型のものを用いざるを得ず、Xeランプ21d
を内蔵する鏡体も大型化してしまうという問題があっ
た。又、撮影の簡単化のためXeランプ21dを自動調光し
ようとすると、Xeランプ21dに供給されるべき電力が非
常に大きくなり、加えて手術用顕微鏡では手術部位に応
じて対物レンズから手術患部までの距離即ち作動距離が
大きく異なり且つ観察倍率も目的に応じて大きく変える
必要があるので非常に高い調光精度が要求され、事実上
このような調光回路は実現が困難であるという問題があ
った。更に、Xeランプと観察用照明光の光軸が異なるた
めに、狭い開口を通しての深部の手術では観察用照明光
は手術患部に届くがXeランプ光は開口部を通れず写真撮
影ができない場合があるという問題点も指摘されてい
る。

又、第７図に示す装置では観察用照明光とXeランプ光は
完全に同軸であり、Xeランプ33からの光は照明光学系36
bによって集光されるので、実公昭60−31691号公報に記
載の装置に比べてXeランプ光の効率は飛躍的に向上する
が、光源ランプ34の光束がXeランプ33を通過する際Xeラ
ンプ33の表面反射等で光量を失い、通常観察光量が不足
してしまうという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑み、通常の観察用照明光を
効率よく供給しつつ、写真撮影の際には小型のXeランプ
でも十分な光量を有し且つ観察用照明光と完全同軸とな
る写真撮影照明光が得られ、又小型Xeランプを使用し得
ることによって電源部や調光装置も小型で安価に構成し
得、更に操作性，安全性の高い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、上記問題点に鑑み、観察
用照明光学系と観察光学系と写真撮影用照明光学系と写
真撮影光学系とを具備した手術用顕微鏡において、入射
側が二つで出射側が共通の光伝達系の各入射側に観察用
照明光及び写真撮影用照明光を夫々入射させ、前記出射
側の後方に観察用照明光学系及び写真撮影用照明光学系
を共通化して配列して、両照明光が完全同軸となるよう
にすると共に、何ら遮られないようにしたものである。

〔実施例〕

以下に図示した各実施例に基づき、本発明を詳細に説明
する。

第１図は第一実施例の概略図である。手術患部56は、対
物レンズ50,観察変倍光学系51,ビームスプリッター52,
プリズム53,接眼レンズ54から成る観察光学系によって
観察される。ここでビームスプリッター52は観察光路か
ら写真撮影光路を分岐するために設けられており、紙面
に垂直な方向に光軸をもつ図示しない写真撮影光学系に
光路を分岐する。又、手術患部56を照明する観察用照明
光学系は、光源ランプ41,第１リレーレンズ群43,オプテ
ィカルファイバー45,単一ロッドテーパ型オプティカル
ファイバー46,第２リレーレンズ群47,照明用変倍光学系
48,照明プリズム49,対物レンズ50から構成されており、
光源ランプ41を出射した光はこの観察用照明光学系を介
して手術患部56を照明する。ここで、オプティカルファ
イバー45は、光出射側45cを同一に結束して共通化した
二分割ファイバーで、第１の光入射側45aから観察用照
明光が入射される。一方、写真撮影時に手術患部56を照
明する写真撮影用照明光学系は、Xeフラッシュランプ4
2,第３リレーレンズ群44,オプティカルファイバー45,単
一ロッドテーパ型オプティカルファイバー46,第２リレ
ーレンズ群47,照明用変倍光学系48,照明プリズム49,対
物レンズ50から構成されており、Xeフラッシュランプ42
を出射した光はこの写真撮影用照明光学系を介して写真
撮影をするときのみ手術患部56を照明する。

即ち、観察用照明光及び写真撮影用照明光は、夫々オプ
ティカルファイバー45の第１及び第２の入射側45a,45b
より入射し、それ以後は同一光路をたどって手術患部56
を照明する。又、単一ロッドテーパ型オプティカルファ
イバー46は、オプティカルファイバー45の出射側45cに
対し接合されるか或は近傍に配置され、出射端45cでオ
プティカルファイバー45の結束のために散在状態となっ
ている照明光を集め、更に開口角を広げることにより、
出射端45cを二次的な光源として使い易くするものであ
る。

本実施例は上述の如く構成されているから、写真撮影用
照明光学系はXeフラッシュランプ42を発した光を何ら遮
られることなく効率よく手術患部56に供給することがで
き、小型のXeフラッシュランプでも充分な光量を得るこ
とができる。従って、電源部や調光装置も小型で安価に
構成し得る。又、大光量を必要とする高倍時には照明用
変倍光学系48により照野が絞り込まれて照度が上がるの
で、尚一層の効果がある。又、写真撮影用照明光が観察
用照明光と同一の光軸をもって手術患部56を照明するか
ら、撮影された写真と術者が観察した像の間に陰影の差
が認められるようなこともない。又、通常観察時でも、
光源ランプ41を発した光はオプティカルファイバー45で
の損失分以外はすべて手術患部56に到着するので、非常
に高い効率で照明され、従来例のように光量が不足する
こともない。従って、安全性も高くなる。又、手術用顕
微鏡においては、鏡筒部より後方の部分についてはあま
り操作性に影響はなく、むしろ鏡体の太さが大きく影響
するが、本実施例では鏡体55の鏡筒部にXeフラッシュラ
ンプを内蔵しないから、第６図の従来例より鏡筒部を細
くでき、操作性も向上する。

第２図に本発明の第二実施例を示す。観察光学系は第一
実施例と同様なのでその説明は省略する。手術患部56を
照明する観察用照明光学系は、光源ランプ41,第１リレ
ーレンズ57,結像レンズ59,第１凹レンズ60,単一ロッド
ファイバー61,第２凹レンズ62,リレーレンズ群47,照明
用変倍光学系48,照明プリズム49,対物レンズ50から構成
されており、光源ランプ41を出射した光はこの観察用照
明光学系を介して手術患部56を照明する。又、写真撮影
時に手術患部56を照明する写真撮影用光学系でも、Xeフ
ラッシュランプ42を出射した光は第２リレーレンズ58,
結像レンズ59を通った後観察用光学系と同一光路をたど
って手術患部56を照明する。ここで、第１凹レンズ60及
び第２凹レンズ62は、夫々単一ロッドファイバー61の入
射側開口と出射側開口を広げるために、単一ロッドファ
イバー61に接合されるか或は近傍に配置されるもので、
入射側ではランプ光源41の光及びXeフラッシュランプ42
の光は効率良くとりこむ目的で、出射側では二次的な光
源として使い易くする目的で夫々使用されるが、単一ロ
ッドファイバー61自体が十分な開口を有するときは省略
される。

本実施例では、単一ロッドファイバー61に対して、観察
用照明光及び写真撮影用照明光をガリレオ式光学系を用
いて入射させているが、以上のような構成により第一実
施例と同様な効果が得られる。

第３図に本発明の第三実施例を示す。本実施例は第一実
施例の改良であって、単一ロッドテーパ型ファイバー46
以後の光学系は同じであるので、その説明及び図は省略
する。光源ランプ41及びXeフラッシュランプ42から出射
した光は第一実施例と同様にリレーレンズ64,65により
オプティカルファイバー45の入射端45a,45bに入射し、
単一ロッドテーパ型ファイバー46まで導かれる。ここ
で、光源ランプ41及びXeフラッシュランプ42がリレーレ
ンズ63を介することにより入射端45a,45bの端面に対し
ても夫々光学的に共役な位置を占めるように全体を構成
し、第一実施例で使用しなかったランプ裏面側からの光
を積極的にオプティカルファイバー45に入射させるよう
にしている。従って、本実施例によれば、第一実施例よ
り更に明るい照明が可能となる。

第４図に本発明の第四実施例を示す。本実施例は第二実
施例の改良であって、単一ロッドファイバー61より後の
光学系は同じであるので、その説明及び図を省略する。
光源ランプ41,Xeフラッシュランプ42から出射した光
は、夫々リレーレンズ57,58を通り結像レンズ59により
両光軸がほぼ一点に集光するように指向されるが、その
近辺においてプリズム66及び67を配置することにより単
一ロッドファイバー61に対して両光軸が垂直に入射する
ようになっている。従って、この構成によれば、単一ロ
ッドファイバー61内での反射回数が少なくなり且つ入射
面での損失も少なくなるので、第二実施例より更に明る
い照明が可能となる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による手術用顕微鏡は、通常の観察
用照明光を効率良く供給しつつ、写真撮影の際には小型
のXeランプでも十分な光量を有し且つ観察用照明光と完
全同軸となる写真撮影用照明光が得られ、又小型Xeラン
プを使用し得ることによって電源部や調光装置も小型で
安価に構成し得、更に操作性，安全性が高いという重要
な利点を有している。

【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概略
図、第２図は第二実施例の概略図、第３図及び第４図は
夫々第三及び第四実施例の要部概略図、第５図乃至第７
図は夫々各従来例の概略図である。 41……光源ランプ、42……Xeフラッシュランプ、43……
第１リレーレンズ群、44……第３リレーレンズ群、45…
…オプティカルファイバー、46……単一ロッドテーパ型
オプティカルファイバー、47……第２リレーレンズ群、
48……照明用変倍光学系、49……照明プリズム、50……
対物レンズ、51……観察用変倍光学系、52……ビームス
プリッター、53……プリズム、54……接眼レンズ、55…
…鏡体、56……手術患部、57……第１リレーレンズ、58
……第２リレーレンズ、59……結像レンズ、60……第１
凹レンズ、62……第２凹レンズ、63,64,65……リレーレ
ンズ、66,67……プリズム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】観察用照明光学系と観察光学系と写真撮影
   用照明光学系と写真撮影光学系とを具備した手術用顕微
   鏡において、入射側が二つで出射側が共通の光伝達系の
   各入射側に観察用照明光及び写真撮影用照明光を夫々入
   射させ、前記出射側の後方に観察用照明光学系及び写真
   撮影用照明光学系を共通化して配列したことを特徴とす
   る手術用顕微鏡。