(57)【要約】      （修正有）【課題】開腹手術及び／又は低侵襲手術において使用される改良された可視化システムを提供する。【解決手段】システム１は、３つのアーム５、７及び７ｂが延びるコンソール及び電子機器３を含む。第１のアーム５は、その遠位端が視認プラットフォーム９に搭載されている。視認プラットフォームは、２つの接眼レンズ１１を含み、標準的な手術用顕微鏡視認プラットフォームと同様に構成することができる。手術可視化システム１は、ユーザが接眼レンズ１１を移動させるか又はユーザが姿勢を調整することなく手術用顕微鏡カメラの位置及び／又は向きを調整することができるように、表示されるビデオが手術用顕微鏡カメラの移動から分離されるよう、ビデオを表示するように構成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療装置であって、
第１の画像を表示するように構成されている第１のディスプレイ部分と、
第２の画像を表示するように構成されている第２のディスプレイ部分と、
複数のソースからの画像に対応する１つ以上の信号を受信するとともに、前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分を駆動して、前記複数のソースからの前記画像に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の画像及び前記第２の画像を生成するように構成されている電子機器と、
前記第１の画像及び前記第２の画像を前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分から受け取るとともに、見るために前記第１の画像及び前記第２の画像を組み合わせるように構成されている第１のビームコンバイナと、
を備える、医療装置。
【請求項２】
前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分は、第１のディスプレイ及び第２のディスプレイを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
ハウジング、並びに該ハウジング内で前記組み合わせられた第１の画像及び第２の画像を見るための第１の接眼レンズを更に備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項４】
前記ハウジング内で付加的な画像を見るための第２の接眼レンズを更に備える、請求項３に記載の医療装置。
【請求項５】
前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分の双方から光を集めるように配置される結像光学系を更に備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項６】
前記結像光学系は無限遠に画像を形成するように構成されている、請求項５に記載の医療装置。
【請求項７】
前記複数のソースは、手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも１つのカメラを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項８】
前記手術用顕微鏡ビューを提供する前記少なくとも１つのカメラを更に備える、請求項７に記載の医療装置。
【請求項９】
前記複数のソースは、手術器具に配置される少なくとも１つのカメラを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１０】
前記手術器具に配置される前記少なくとも１つのカメラを更に備える、請求項９に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記複数のソースは、データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する少なくとも１つのソースを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像診断を提供する前記少なくとも１つのソースを更に含む、請求項１１に記載の医療装置。
【請求項１３】
前記第１の画像は蛍光画像を含み、前記第２の画像は非蛍光画像を含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１４】
第３の画像を表示するように構成されている第３のディスプレイ部分と、
第４の画像を表示するように構成されている第４のディスプレイ部分と、
前記第３の画像及び前記第４の画像を前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分から受け取るとともに、見るために前記第３の画像及び前記第４の画像を組み合わせるように構成されている第２のビームコンバイナと、
を更に備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１５】
前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分は、第３のディスプレイ及び第４のディスプレイを含む、請求項１４に記載の医療装置。
【請求項１６】
ハウジング、該ハウジング内で前記組み合わせられた第１の画像及び第２の画像を見るための第１の接眼レンズ、並びに前記ハウジング内で前記組み合わせられた第３の画像及び第４の画像を見るための第２の接眼レンズを更に備える、請求項１４に記載の医療装置。
【請求項１７】
別の複数のソースからの画像に対応する１つ以上の信号を受信するとともに、前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分を駆動して、前記別の複数のソースからの前記画像に少なくとも部分的に基づいて、前記第３の画像及び前記第４の画像を生成するように構成されている付加的な電子機器を更に備える、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１８】
前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分の双方から光を集めるように配置される結像光学系を更に備える、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１９】
前記結像光学系は無限遠に画像を形成するように構成されている、請求項１８に記載の医療装置。
【請求項２０】
前記別の複数のソースは、手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも１つのカメラを含む、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項２１】
前記手術用顕微鏡ビューを提供する前記少なくとも１つのカメラを更に備える、請求項２０に記載の医療装置。
【請求項２２】
前記別の複数のソースは、手術器具に配置される少なくとも１つのカメラを含む、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項２３】
前記手術器具に配置される前記少なくとも１つのカメラを更に備える、請求項２２に記載の医療装置。
【請求項２４】
前記別の複数のソースは、データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する少なくとも１つのソースを含む、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項２５】
前記データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する前記少なくとも１つのソースを更に含む、請求項２４に記載の医療装置。
【請求項２６】
前記第３の画像は蛍光画像を含み、前記第４の画像は非蛍光画像を含む、請求項１４〜２５のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項２７】
前記医療装置は手術野の３Ｄビューを提供する、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項２８】
見るための前記組み合わせられた第１の画像及び第２の画像は、該第１の画像及び該第２の画像の複合画像を含み、前記第１のビームコンバイナは、前記第１の画像を前記複合画像の背景画像として生成するとともに、前記第２の画像を前記複合画像のピクチャインピクチャ（ＰＩＰ）として生成するように構成されている、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項２９】
見るための前記組み合わせられた第３の画像及び第４の画像は、該第３の画像及び該第４の画像の複合画像を含み、前記第２のビームコンバイナは、前記第３の画像を前記複合画像の背景画像として生成するとともに、前記第４の画像を前記複合画像のピクチャインピクチャ（ＰＩＰ）として生成するように構成されている、請求項１４〜２８のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項３０】
医療装置であって、
主ディスプレイハウジングと、
前記主ディスプレイハウジングのディスプレイ開口部と、
前記主ディスプレイハウジング内に配置される１つ以上の電子ディスプレイであって、該１つ以上の電子ディスプレイのそれぞれは、２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む、１つ以上の電子ディスプレイと、
前記ディスプレイハウジング内に配置される表示光学系であって、第１の光学経路の第１の結像光学系及び第２の光学経路の第２の結像光学系を含む、表示光学系と、
双眼視認アセンブリと、
前記双眼視認アセンブリの双眼開口部と、
接眼レンズの対の第１の接眼レンズへの第１の光学経路、及び前記接眼レンズの対の第２の接眼レンズへの第２の光学経路を含む双眼光学系と、
を備え、
前記第１の結像光学系は、前記１つ以上の電子ディスプレイのうちの少なくとも１つから２次元画像を受け取るとともに、前記ディスプレイハウジングの前記開口部を出る第１のコリメートされたビームを生成するように構成されており、
前記第２の結像光学系は、前記１つ以上の電子ディスプレイのうちの少なくとも１つから２次元画像を受け取るとともに、前記ディスプレイハウジングの前記開口部を出る第２のコリメートされたビームを生成するように構成されており、
前記第１のコリメートされたビーム及び前記第２のコリメートされたビームは、前記双眼開口部を通って前記双眼視認アセンブリに入り、前記第１のコリメートされたビームは、前記双眼光学系の前記第１の光学経路に方向付けられ、前記第２のコリメートされたビームは、前記双眼光学系の前記第２の光学経路に方向付けられる、医療装置。
【請求項３１】
前記主ディスプレイハウジング及び前記双眼視認アセンブリは互いに恒久的に取り付けられ、前記ディスプレイ開口部は前記双眼開口部と位置合わせされる、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項３２】
前記主ディスプレイハウジングはディスプレイ取り付けインタフェースを備え、
前記双眼視認アセンブリは双眼取り付けインタフェースを備え、
使用時に、前記主ディスプレイハウジングは、前記ディスプレイ取り付けインタフェースが前記双眼取り付けインタフェースに少なくとも部分的に当接し、それによって、前記第１のコリメートされたビーム及び前記第２のコリメートされたビームが前記双眼開口部を通して前記双眼視認アセンブリに入るように、前記双眼視認アセンブリに取り付けられる、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項３３】
前記表示光学系の射出瞳は、前記双眼光学系の入射瞳と同じサイズであるか又はより大きい、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項３４】
前記表示光学系の射出瞳は、前記医療装置のユーザの目の入射瞳と同じサイズであるか又はより大きい、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項３５】
前記第１のコリメートされたビーム及び前記第２のコリメートされたビームは、前記開口部において互いに対して実質的に平行であり、前記医療装置のユーザの瞳孔間距離未満だけ互いから隔てられる中心を有する断面を有する、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項３６】
前記双眼光学系の前記第１の光学経路の入射瞳、及び前記双眼光学系の前記第２の光学経路の入射瞳は、前記医療装置のユーザの瞳孔間距離未満だけ互いから隔てられる中心を有する、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項３７】
前記１つ以上の電子ディスプレイは２つの電子ディスプレイを含む、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項３８】
前記接眼レンズ間の瞳孔間距離は、前記２つの電子ディスプレイの中心間の距離よりも小さい、請求項３７に記載の医療装置。
【請求項３９】
前記電子ディスプレイはＬＣＤディスプレイを含む、請求項３８に記載の医療装置。
【請求項４０】
前記電子ディスプレイはＯＬＥＤディスプレイを含む、請求項３８に記載の医療装置。
【請求項４１】
前記第１のコリメートされたビーム及び前記第２のコリメートされたビームは、前記開口部において互いに対して実質的に平行であり、収束しない、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項４２】
前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系は、対応する射出瞳を有し、前記１つ以上の電子ディスプレイから前記射出瞳までの光学経路長は約２ｍｍ〜７ｍｍである、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項４３】
前記第１の光学経路に沿う前記１つ以上の電子ディスプレイから前記第１の結像光学系までの光学経路長は、約１００ｍｍ〜４００ｍｍである、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項４４】
前記第１の結像光学系は、最初のレンズ及び最後のレンズを含む複数のレンズを備え、前記第１の結像光学系における前記最初のレンズから前記最後のレンズまでの光学経路長は約５０ｍｍ〜２５０ｍｍである、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項４５】
前記第１の結像光学系は、前記第１の光学経路における最初のレンズ及び射出瞳を含む複数のレンズを備え、前記第１の結像光学系は、約１０ｍｍ〜５０ｍｍである、前記最初のレンズから前記射出瞳までの光学経路長を有する、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項４６】
前記１つ以上の電子ディスプレイは、距離Ｗｄｉｓｐｌａｙだけ離間される中心を有する第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイを含み、前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系は、距離Ｗｅｙｅｐａｔｈｓだけ離間される中心を有する射出瞳を有し、Ｗｄｉｓｐｌａｙ＞Ｗｅｙｅｐａｔｈｓである、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項４７】
前記１つ以上の電子ディスプレイは、約１００ｍｍ〜２００ｍｍの距離だけ離間される中心を有する第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイを含む、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項４８】
前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系は、約２２ｍｍ〜２５ｍｍの距離だけ離間される中心を有する射出瞳を有する、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項４９】
前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系は、約５０ｍｍ〜２００ｍｍの距離だけ離間される中心を有する射出瞳を有する、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項５０】
前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系は、約５０ｍｍ〜２００ｍｍの距離だけ前記結像光学系を通る距離のほとんどにわたって離間される光軸を有する、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項５１】
前記表示光学系の前記第１の光学経路及び前記第２の光学経路は、約１５ｍｍ〜３５ｍｍの距離だけ前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系を通る距離のほとんどにわたって離間される中心を有する、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項５２】
前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系は、前記ディスプレイ開口部から約０ｍｍ〜４５ｍｍである前記ビームの長さに沿う長手方向距離に配置される第１の射出瞳及び第２の射出瞳を有する、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項５３】
前記接眼レンズの対は無限遠に焦点を合わせられる、請求項３０に記載の医療装置。
【請求項５４】
医療装置であって、
主ディスプレイハウジングと、
前記主ディスプレイハウジングのディスプレイ開口部と、
前記主ディスプレイハウジング内に配置される１つ以上の電子ディスプレイであって、該１つ以上の電子ディスプレイのそれぞれは、２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む、１つ以上の電子ディスプレイと、
前記主ディスプレイハウジング内に配置される表示光学系であって、第１の光学経路の第１の結像光学系及び第２の光学経路の第２の結像光学系を含む、表示光学系と、
双眼視認アセンブリと、
前記双眼視認アセンブリの双眼開口部と、
接眼レンズの対の第１の接眼レンズへの第１の光学経路、及び前記接眼レンズの対の第２の接眼レンズへの第２の光学経路を含む双眼光学系であって、前記第１の光学経路及び前記第２の光学経路は再方向付け素子をそれぞれ備える、双眼光学系と、
を備え、
前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系のそれぞれは、前記１つ以上の電子ディスプレイ及び前記１つ以上の再方向付け素子の近位の第１のレンズ素子を備え、
前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系のそれぞれの前記第１のレンズ素子は、前記１つ以上の電子ディスプレイのそれぞれよりも小さく、
第１のコリメートされたビーム及び第２のコリメートされたビームは、前記双眼開口部を通って前記双眼視認アセンブリに入り、前記接眼レンズの対に方向付けられる、医療装置。
【請求項５５】
前記主ディスプレイハウジング及び前記双眼視認アセンブリは共通のベースによって支持され、前記ディスプレイ開口部は前記双眼開口部と位置合わせされる、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項５６】
前記主ディスプレイハウジングはディスプレイ取り付けインタフェースを備え、
前記双眼視認アセンブリは双眼取り付けインタフェースを備え、
使用時に、前記主ディスプレイハウジングは、前記ディスプレイ取り付けインタフェースが前記双眼取り付けインタフェースに少なくとも部分的に当接し、それによって、前記第１のコリメートされたビーム及び前記第２のコリメートされたビームが前記双眼開口部を通して前記双眼視認アセンブリに入るように、前記双眼視認アセンブリに取り付けられる、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項５７】
前記１つ以上の電子ディスプレイはＬＣＤディスプレイを含む、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項５８】
前記１つ以上の電子ディスプレイはＯＬＥＤディスプレイを含む、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項５９】
前記１つ以上の電子ディスプレイの近位の前記第１のレンズ素子は、各ビームの断面と実質的に同じサイズである断面を有する、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項６０】
前記１つ以上の電子ディスプレイは、手術器具に配置される１つ以上のカメラによって取得される画像を表示するように構成されている、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項６１】
前記１つ以上の電子ディスプレイは、開創器に配置される１つ以上のカメラによって取得される画像を表示するように構成されている、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項６２】
前記１つ以上の電子ディスプレイは、補助カメラによって取得される画像を表示するように構成されており、前記補助カメラは、手術部位の外側の位置から該手術部位のビューを提供するように構成されている、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項６３】
前記接眼レンズの対の視線は前記補助カメラの視線から分離される、請求項６３に記載の医療装置。
【請求項６４】
前記補助カメラの前記視線は、前記接眼レンズの対の前記視線が実質的に固定されたままであるように調整されるよう構成されている、請求項６３に記載の医療装置。
【請求項６５】
前記接眼レンズの対の前記視線は、前記補助カメラの前記視線が実質的に固定されたままであるように調整されるよう構成されている、請求項６４に記載の医療装置。
【請求項６６】
前記双眼視認アセンブリは、前記ディスプレイハウジングの開口を通して前記接眼レンズの対からの光学経路を介して手術部位のビューを提供しないように構成される、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項６７】
手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供する補助カメラを更に備え、該補助カメラは前記主ディスプレイハウジングに配置される、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項６８】
前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系によって形成される各ビームの断面は、前記第１の光学経路及び前記第２の光学経路を通じて実質的に一定である、請求項５４に記載の医療装置。
【請求項６９】
医療装置であって、
ハウジング、主接眼レンズ及び助手接眼レンズを備える視認アセンブリであって、前記助手接眼レンズは、前記ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている、視認アセンブリと、
前記手術部位の助手の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されている助手光学アセンブリであって、
対物レンズと、
前記対物レンズからの光を少なくとも２つの光学経路に沿って分割するように構成されている光学素子であって、第１の光学経路は第１の結像光学系を含み、第２の光学経路は第２の結像光学系を含む、光学素子と、
前記第１の光学経路の画像面に配置される第１の助手画像センサと、
前記第２の光学経路の画像面に配置される第２の助手画像センサであって、前記第２の光学経路は前記第１の光学経路に直交する、第２の助手画像センサと、
を備える、助手光学アセンブリと、
を備え、
前記助手電子ディスプレイは、前記第１の助手画像センサ又は前記第２の助手画像センサによって取得される画像に基づいて画像を表示するように構成されている、医療装置。
【請求項７０】
前記視認アセンブリは、前記ハウジングの開口を通して前記主接眼レンズ又は前記助手接眼レンズからの光学経路を介して前記手術部位のビューを提供しないように構成される、請求項６９に記載の医療装置。
【請求項７１】
前記助手光学アセンブリの前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系は、それぞれの前記第１の画像面及び前記第２の画像面において前記手術部位の画像の倍率を変更するように構成されているズームモジュールをそれぞれ備える、請求項６９に記載の医療装置。
【請求項７２】
前記助手光学アセンブリの前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系は、それぞれの前記第１の画像面及び前記第２の画像面において前記手術部位の画像の焦点を合わせるように構成されている焦点モジュールをそれぞれ備える、請求項６９に記載の医療装置。
【請求項７３】
前記助手光学アセンブリ及び前記助手電子ディスプレイと通信する画像処理システムを更に備え、該画像処理システムは処理電子装置を備え、
前記画像処理システムは、
前記第１の助手画像センサ及び前記第２の助手画像センサによって取得されるビデオ画像を受け取り、
前記受け取られるビデオ画像、及び前記助手接眼レンズに対する前記主接眼レンズの相対的な向きに基づいて、助手の出力ビデオ画像を提供し、
前記助手の出力ビデオ画像を、前記助手接眼レンズを通じて見えるように、前記助手ディスプレイ上に提示する
ように構成されている、請求項６９に記載の医療装置。
【請求項７４】
前記助手接眼レンズに対する前記主接眼レンズの相対的な向きが約１８０度である場合、前記助手の出力ビデオ画像は、前記第１の助手画像センサによって取得される前記受け取られるビデオ画像に基づき、前記助手接眼レンズに対する前記主接眼レンズの相対的な向きが約９０度である場合、前記助手の出力ビデオ画像は、前記第２の助手画像センサによって取得される前記受け取られるビデオ画像に基づく、請求項７３に記載の医療装置。
【請求項７５】
前記助手光学アセンブリは、
第３の光学経路の画像面に配置される第３の助手画像センサであって、前記第３の光学経路は前記第１の光学経路に直交し、前記第２の光学経路に対して逆平行である、第３の助手画像センサを更に備える、請求項６９に記載の医療装置。
【請求項７６】
前記第１の助手画像センサは、ステレオ画像データを取得するように一対の画像センサを含む、請求項６９に記載の医療装置。
【請求項７７】
前記第２の助手画像センサは、ステレオ画像データを取得するように一対の画像センサを含む、請求項６９に記載の医療装置。
【請求項７８】
前記助手電子ディスプレイは、手術器具に搭載されるカメラによって取得される画像に基づいて画像を表示するように更に構成されている、請求項６９に記載の医療装置。
【請求項７９】
前記主接眼レンズは、前記ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている、請求項６９に記載の医療装置。
【請求項８０】
主カメラを備える主光学アセンブリであって、手術部位の主手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されている、主光学アセンブリを更に備える、請求項７９に記載の医療装置。
【請求項８１】
前記主電子ディスプレイは、前記主カメラによって取得される画像に基づいて画像を表示するように構成されている、請求項８０に記載の医療装置。
【請求項８２】
前記主電子ディスプレイは、手術器具に搭載されるカメラによって取得される画像に基づいて画像を表示するように更に構成されている、請求項７９に記載の医療装置。
【請求項８３】
医療装置であって、
ハウジング、主接眼レンズ及び助手接眼レンズを備える視認アセンブリであって、前記主接眼レンズは、前記ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されており、前記助手接眼レンズは、前記ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている、視認アセンブリと、
手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されている光学アセンブリであって、
第１の光学経路の画像面にある主画像センサと、
第２の光学経路の画像面にある助手画像センサと、
光を前記第１の光学経路及び前記第２の光学経路の双方に方向付けるように構成されている対物レンズと、
を備える、光学アセンブリと、
を備え、
前記主電子ディスプレイ及び前記助手電子ディスプレイは、前記手術部位の手術用顕微鏡ビューに対応する画像を表示するように構成されている、医療装置。
【請求項８４】
前記視認アセンブリは、前記ハウジングの開口を通して前記主接眼レンズ又は前記助手接眼レンズからの光学経路を介して前記手術部位のビューを提供しないように構成される、請求項８３に記載の医療装置。
【請求項８５】
前記主画像センサは一対のステレオ画像センサを含む、請求項８３に記載の医療装置。
【請求項８６】
前記第１の光学経路は左目の光学経路及び右目の光学経路を含む、請求項８５に記載の医療装置。
【請求項８７】
前記助手画像センサは一対のステレオ画像センサを含む、請求項８３に記載の医療装置。
【請求項８８】
前記第２の光学経路は左目の光学経路及び右目の光学経路を含む、請求項８７に記載の医療装置。
【請求項８９】
前記主接眼レンズの視線は前記光学アセンブリの視線から分離される、請求項８３に記載の医療装置。
【請求項９０】
前記光学アセンブリの前記視線は、前記主接眼レンズの前記視線を調整することなく調整することができる、請求項８９に記載の医療装置。
【請求項９１】
前記主接眼レンズの前記視線は、前記光学アセンブリの前記視線を調整することなく調整することができる、請求項８９に記載の医療装置。
【請求項９２】
前記助手接眼レンズの視線は前記光学アセンブリの前記視線から分離される、請求項８９に記載の医療装置。
【請求項９３】
前記光学アセンブリの前記視線は、前記助手接眼レンズの前記視線を調整することなく調整することができる、請求項９２に記載の医療装置。
【請求項９４】
前記助手接眼レンズの前記視線は、前記光学アセンブリの前記視線を調整することなく調整することができる、請求項９３に記載の医療装置。
【請求項９５】
前記主電子ディスプレイは、手術器具に搭載されるカメラによって取得される画像に基づいて画像を表示するように更に構成されている、請求項８３に記載の医療装置。
【請求項９６】
前記主電子ディスプレイは、開創器に搭載されるカメラによって取得される画像に基づいて画像を表示するように更に構成されている、請求項８３に記載の医療装置。
【請求項９７】
前記助手電子ディスプレイは、手術器具に搭載されるカメラによって取得される画像に基づいて画像を表示するように更に構成されている、請求項８３に記載の医療装置。
【請求項９８】
前記助手電子ディスプレイは、開創器に搭載されるカメラによって取得される画像に基づいて画像を表示するように更に構成されている、請求項８３に記載の医療装置。
【請求項９９】
医療装置であって、
ハウジング、主接眼レンズ及び助手接眼レンズを備える視認アセンブリであって、前記主接眼レンズは、前記ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されており、前記助手接眼レンズは、前記ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている、視認アセンブリと、
手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されている光学アセンブリであって、第１の光学経路の画像面にある主画像センサ、及び第２の光学経路の画像面にある助手画像センサを備える、光学アセンブリと、
前記助手画像センサ及び前記助手電子ディスプレイと通信する画像処理システムであって、処理電子装置を備える、画像処理システムと、
を備え、
前記画像処理システムは、
前記主画像センサ及び前記助手画像センサによって取得されるビデオ画像を受け取り、
前記主画像センサからの前記受け取ったビデオ画像に基づいて主出力ビデオ画像を提供し、
前記主出力ビデオ画像を、前記主接眼レンズを通じて見えるように、前記主ディスプレイ上に提示し、
前記主接眼レンズ及び前記助手接眼レンズが約１７０度よりも大きい相対的な向きを有する場合に、前記主画像センサからの前記受け取ったビデオ画像に基づいて助手の出力ビデオ画像を提供し、該助手の出力ビデオ画像は主出力ビデオ撮像装置に対して１８０度回転し、
前記助手の出力ビデオ画像を、前記助手接眼レンズを通じて見えるように、前記助手ディスプレイ上に提示する
ように構成されている、医療装置。
【請求項１００】
前記視認アセンブリは、前記ハウジングの開口を通して前記主接眼レンズ又は前記助手接眼レンズからの光学経路を介して前記手術部位のビューを提供しないように構成される、請求項９９に記載の医療装置。
【請求項１０１】
前記画像処理システムは、前記主接眼レンズ及び前記助手接眼レンズが９０度の約１０度以内である相対的な向きを有する場合に、前記助手画像センサからの前記受け取ったビデオ画像に基づいて助手の出力ビデオ画像を提供するように更に構成されている、請求項９９に記載の医療装置。
【請求項１０２】
前記画像処理システムは、前記主接眼レンズ及び前記助手接眼レンズが約１７０度未満である相対的な向きを有する場合に、前記助手画像センサからの前記受け取ったビデオ画像に基づいて助手の出力ビデオ画像を提供するように更に構成されている、請求項９９に記載の医療装置。
【請求項１０３】
医療装置であって、
ハウジング、主接眼レンズ及び助手接眼レンズを備える視認アセンブリであって、前記主接眼レンズは、前記ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されており、前記助手接眼レンズは、前記ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている、視認アセンブリと、
前記視認アセンブリに配置される光学アセンブリであって、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されており、該光学アセンブリは少なくとも４つの補助カメラを備え、該少なくとも４つの補助カメラは、第１のステレオ対のカメラ、及び、該第１のステレオ対のカメラに直交する向きである第２のステレオ対のカメラを含む、光学アセンブリと、
前記光学アセンブリ、前記主電子ディスプレイ及び前記助手電子ディスプレイと通信する画像処理システムであって、処理電子装置を備える、画像処理システムと、
を備え、
前記画像処理システムは、
前記第１のステレオ対のカメラによって取得される主ビデオ画像を受け取り、
前記受け取った主ビデオ画像に基づいて主出力ビデオ画像を提供し、
前記主出力ビデオ画像を、前記主接眼レンズを通じて見えるように、前記主電子ディスプレイ上に提示する
ように構成されており、
前記視認アセンブリは、前記ハウジングの開口を通して前記主接眼レンズ又は前記助手接眼レンズからの光学経路を介して前記手術部位のビューを提供しないように構成される、医療装置。
【請求項１０４】
前記少なくとも４つの補助カメラは、実質的に同じ平面にあるように、支持体に搭載される、請求項１０３に記載の医療装置。
【請求項１０５】
前記支持体は、前記少なくとも４つの補助カメラのそれぞれから等距離にある軸を中心に回転するように構成されている、請求項１０４に記載の医療装置。
【請求項１０６】
前記少なくとも４つの補助カメラのそれぞれの視線は、前記主接眼レンズの視線の調整とは独立して調整されるように構成されている、請求項１０３に記載の医療装置。
【請求項１０７】
前記少なくとも４つの補助カメラのそれぞれの視線は、前記助手接眼レンズの視線の調整とは独立して調整されるように構成されている、請求項１０３に記載の医療装置。
【請求項１０８】
前記画像処理システムは、
前記主出力ビデオ画像を回転させ、
前記回転した主出力ビデオ画像を、前記助手接眼レンズを通じて見えるように、前記助手電子ディスプレイ上に提示する
ように更に構成されている、請求項１０３に記載の医療装置。
【請求項１０９】
前記回転した主出力ビデオ画像は、前記主出力ビデオ画像に対して１８０度回転する、請求項１０８に記載の医療装置。
【請求項１１０】
前記画像処理システムは、
前記第２のステレオ対のカメラによって取得される第２のビデオ画像を受け取り、
前記受け取った第２のビデオ画像に基づいて第２の出力ビデオ画像を提供し、
前記助手接眼レンズが前記主接眼レンズに対して９０度の約１０度以内に位置決めされる場合に、前記第２の出力ビデオ画像を、前記助手接眼レンズを通じて見えるように、前記助手電子ディスプレイ上に提示し、
前記助手接眼レンズが前記主接眼レンズに対して９０度の約１０度外に位置決めされる場合に、前記主出力ビデオ画像を、前記助手接眼レンズを通じて見えるように、前記助手電子ディスプレイ上に提示する
ように更に構成されている、請求項１０３に記載の医療装置。
【請求項１１１】
医療装置であって、
主ハウジング、及び該主ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている主接眼レンズを備える主視認アセンブリと、
前記主視認アセンブリに結合される助手視認アセンブリであって、助手ハウジング、及び前記主ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている助手接眼レンズを備える、助手視認アセンブリと、
前記主視認アセンブリに配置される光学アセンブリであって、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されており、該光学アセンブリは少なくとも１つの補助カメラを備える、光学アセンブリと、
前記光学アセンブリ、前記主電子ディスプレイ及び前記助手電子ディスプレイと通信する画像処理システムであって、処理電子装置を備える、画像処理システムと、
を備え、
前記画像処理システムは、
前記少なくとも１つの補助カメラによって取得されるビデオ画像を受け取り、
前記受け取ったビデオ画像に基づいて出力ビデオ画像を提供し、
前記出力ビデオ画像を、前記主接眼レンズを通じて見えるように、前記主電子ディスプレイ上に提示する
ように構成されており、
前記主接眼レンズ及び前記助手接眼レンズは互いに独立して移動することができる、医療装置。
【請求項１１２】
前記助手視認アセンブリは、前記助手接眼レンズが前記主接眼レンズを中心に回転するように前記主視認アセンブリに搭載される、請求項１１１に記載の医療装置。
【請求項１１３】
前記助手接眼レンズは、前記主接眼レンズ及び該助手接眼レンズが約２０度〜１８０度の値を有する角度を形成するように回転するよう構成されている、請求項１１２に記載の医療装置。
【請求項１１４】
前記助手接眼レンズは、少なくとも２つの位置、前記主接眼レンズに対して約９０度の角度を形成する第１の位置、及び前記主接眼レンズに対して約１８０度の角度を形成する第２の位置に固定されるように構成されている、請求項１１３に記載の医療装置。
【請求項１１５】
前記画像処理システムは、
少なくとも１つの付加的なカメラによって取得される付加的なビデオ画像を受け取り、
前記受け取った付加的なビデオ画像に基づいて付加的な出力ビデオ画像を提供し、
前記付加的な出力ビデオ画像が前記主接眼レンズを通じて見えるように、前記付加的な出力画像を前記主電子ディスプレイ上に提示する
ように更に構成されている、請求項１１１に記載の医療装置。
【請求項１１６】
前記少なくとも１つの付加的なカメラは手術器具に搭載される、請求項１１５に記載の医療装置。
【請求項１１７】
前記少なくとも１つの付加的なカメラは開創器に搭載される、請求項１１５に記載の医療装置。
【請求項１１８】
前記少なくとも１つの付加的なカメラのうちの第１のカメラは開創器に搭載され、前記少なくとも１つの付加的なカメラのうちの第２のカメラは手術器具に搭載される、請求項１１５に記載の医療装置。
【請求項１１９】
前記補助カメラの視線は、前記主接眼レンズの視線の調整とは独立して調整されるように構成されている、請求項１１１に記載の医療装置。
【請求項１２０】
前記補助カメラの視線は、前記助手接眼レンズの視線の調整とは独立して調整されるように構成されている、請求項１１１に記載の医療装置。
【請求項１２１】
前記視認アセンブリは、前記ハウジングの開口を通して前記主接眼レンズ又は前記助手接眼レンズからの光学経路を介して前記手術部位のビューを提供しないように構成される、請求項１１１に記載の医療装置。
【請求項１２２】
医療装置であって、
ハウジング、主接眼レンズ及び助手接眼レンズを備える視認アセンブリであって、前記主接眼レンズは、前記ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されており、前記助手接眼レンズは、前記ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている、視認アセンブリと、
前記視認アセンブリに配置される光学アセンブリであって、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されており、該光学アセンブリは少なくとも１つの補助カメラを備える、光学アセンブリと、
前記主接眼レンズに対する前記助手接眼レンズの位置を求めるように構成されている１つ以上の位置センサと、
前記光学アセンブリ、前記主電子ディスプレイ、前記助手電子ディスプレイ及び前記位置センサと通信する画像処理システムであって、処理電子装置を備える、画像処理システムと、
を備え、
前記画像処理システムは、
前記少なくとも１つの補助カメラによって取得されるビデオ画像を受け取り、
前記受け取ったビデオ画像に基づいて主出力ビデオ画像を提供し、
前記主出力ビデオ画像を、前記主接眼レンズを通じて見えるように、前記主電子ディスプレイ上に提示し、
前記受け取ったビデオ画像、及び前記位置センサによって提供される前記主接眼レンズに対する前記助手接眼レンズの位置に基づいて、助手の出力ビデオ画像を提供し、
前記助手の出力ビデオ画像を、前記助手接眼レンズを通じて見えるように、前記助手電子ディスプレイ上に提示する
ように構成されている、医療装置。
【請求項１２３】
前記助手の出力ビデオ画像は、前記主接眼レンズに対する前記助手接眼レンズの位置が約１７０度よりも大きいと判断される場合に、前記主出力ビデオ画像に対して１８０度回転する、請求項１２２に記載の医療装置。
【請求項１２４】
前記視認アセンブリは、前記ハウジングの開口を通して前記主接眼レンズ又は前記助手接眼レンズからの光学経路を介して前記手術部位のビューを提供しないように構成される、請求項１２２に記載の医療装置。
【請求項１２５】
医療装置であって、
ハウジング、及び該ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている主接眼レンズを備える視認アセンブリと、
手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されている第１のカメラと、
前記手術部位のビューを提供するように構成されている第２のカメラであって、前記第１のカメラよりも前記手術部位の近くに位置決めされる、第２のカメラと、
前記手術部位内からの画像を提供するように構成されている第３のカメラであって、切開部によって形成される身体の開口部内に位置決めされる、第３のカメラと、
前記主電子ディスプレイ、前記第１のカメラ、前記第２のカメラ及び前記第３のカメラと通信する画像処理システムであって、処理電子装置を備える、画像処理システムと、
を備え、
前記画像処理システムは、
前記第１のカメラによって取得される第１のビデオ画像を受け取り、
前記受け取った第１のビデオ画像に基づいて第１の出力ビデオ画像を提供し、
前記第２のカメラによって取得される第２のビデオ画像を受け取り、
前記受け取った第２のビデオ画像に基づいて第２の出力ビデオ画像を提供し、
前記第３のカメラによって取得される第３のビデオ画像を受け取り、
前記受け取った第３のビデオ画像に基づいて第３の出力ビデオ画像を提供し、
前記第１の出力ビデオ画像を、外科的処置の初期段階において前記主接眼レンズを通じて見えるように、前記主電子ディスプレイ上に提示し、
前記外科的処置中に切開部によって形成される身体の開口部に手術器具を導入するときに、前記第２の出力ビデオ画像を、前記主接眼レンズを通じて見えるように、前記主電子ディスプレイ上に提示し、
外科的処置中に前記身体の前記開口部内で前記手術器具を用いるときに、前記第３の出力ビデオ画像を、前記主接眼レンズを通じて見えるように、前記主電子ディスプレイ上に提示する
ように構成されている、医療装置。
【請求項１２６】
前記第１のカメラは前記視認アセンブリに配置される、請求項１２５に記載の医療装置。
【請求項１２７】
前記画像処理システムは、
前記手術器具が引き戻されるときに前記第３の出力ビデオ画像を提示し、
前記手術器具が前記身体の前記開口部から取り出されるときに前記第２の出力ビデオ画像を提示する
ように更に構成されている、請求項１２５に記載の医療装置。
【請求項１２８】
前記第１のカメラ、前記第２のカメラ及び前記第３のカメラはステレオカメラをそれぞれ含む、請求項１２５に記載の医療装置。
【請求項１２９】
前記第１のカメラは第１の輻輳角を有し、前記第２のカメラは第２の輻輳角を有し、前記第３のカメラは第３の輻輳角を有する、請求項１２８に記載の医療装置。
【請求項１３０】
前記第１の輻輳角、前記第２の輻輳角及び前記第３の輻輳角は実質的に同じである、請求項１２９に記載の医療装置。
【請求項１３１】
前記第１のビデオ画像を見ることから前記第２のビデオ画像を見ることに切り換えるとき、前記第１の輻輳角は前記第２の輻輳角と実質的に同じである、請求項１２９に記載の医療装置。
【請求項１３２】
前記第２のビデオ画像を見ることから前記第３のビデオ画像を見ることに切り換えるとき、前記第２の輻輳角は前記第３の輻輳角と実質的に同じである、請求項１３１に記載の医療装置。
【請求項１３３】
前記画像処理システムは、
前記手術器具に配置される第４のカメラによって取得される第４のビデオ画像を受け取り、
前記受け取った第４のビデオ画像に基づいて第４の出力ビデオ画像を提供する
ように更に構成されている、請求項１２５に記載の医療装置。
【請求項１３４】
前記第４のカメラはステレオカメラを含む、請求項１３３に記載の医療装置。
【請求項１３５】
前記第１のカメラは、可変の作動距離を提供するように構成されているステレオカメラである、請求項１２５に記載の医療装置。
【請求項１３６】
前記第２のカメラは、前記第１のビデオ画像を見ることから前記第２のビデオ画像を見ることに切り換えるとき、前記第１のカメラの輻輳角に実質的に一致するようにその輻輳角を調整するよう構成されているステレオカメラである、請求項１３５に記載の医療装置。
【請求項１３７】
医療装置であって、
視差を有する２次元画像及び視差を有しない２次元画像を生成するように構成されている第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイと、
前記第１の電子ディスプレイ及び前記第２の電子ディスプレイからの第１の光学経路及び第２の光学経路にそれぞれ配置される第１の結像光学系及び第２の結像光学系であって、無限遠に配置されるそれぞれの第１のコリメートされた光学ビーム及び画像並びに第２のコリメートされた光学ビーム及び画像を形成する、第１の結像光学系及び第２の結像光学系と、
前記ディスプレイ及び前記結像光学系を少なくとも部分的に包囲する主ハウジングと、
前記ハウジングの開口部と、
を備え、
前記第１の結像光学系及び前記第２の結像光学系は、視認者が、前記開口部に光学的に結合される双眼アセンブリを通じて見るときに、視差を有する前記２次元画像からの３次元画像コンテンツ及び視差を有しない前記２次元画像からの２次元画像コンテンツを見ることができるように、前記開口部を通じて前記第１のビーム及び前記第２のビームを方向付けるように構成されており、
前記３次元画像コンテンツは、前記２次元画像コンテンツにわたって強調されるように構成されている、医療装置。
【請求項１３８】
前記３次元画像コンテンツは、前記２次元画像コンテンツよりも明るい輝度を有する、請求項１３７に記載の医療装置。
【請求項１３９】
前記３次元画像コンテンツは、前記２次元画像コンテンツよりも高い彩度を有する、請求項１３７に記載の医療装置。
【請求項１４０】
画像化される手術部位の３次元スペースを校正するように構成されている医療装置であって、
前記手術部位に校正パターンを投影するように構成されている結像光学系と、
前記投影された校正パターン及び前記手術部位を画像化するように構成されている１つ以上のカメラと、
前記投影された校正パターン及び前記手術部位の前記画像に基づいて前記手術部位についての情報を求めるように構成されている処理電子装置と、
を備える、医療装置。
【請求項１４１】
前記処理電子装置は、前記手術部位の３次元ＣＡＤ表現を生成するように構成されている、請求項１４０に記載の医療装置。
【請求項１４２】
前記求められた情報は、前記手術部位についての深さ情報、前記手術部位における特徴部間の距離、及び前記手術部位についての体積情報のうちの少なくとも１つを含む、請求項１４０に記載の医療装置。
【請求項１４３】
医療装置であって、
第１の画像を表示するように構成されている第１のディスプレイ部分と、
第２の画像を表示するように構成されている第２のディスプレイ部分と、
複数のソースからの画像に対応する１つ以上の信号を受信するとともに、前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分を駆動して、前記複数のソースからの前記画像に少なくとも部分的に基づいて前記第１の画像及び前記第２の画像を生成するように構成されている電子機器と、
前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分から前記第１の画像及び前記第２の画像を受け取るとともに、見るために前記第１の画像及び前記第２の画像を組み合わせるように構成されている第１のビームコンバイナと、
を備える、医療装置。
【請求項１４４】
前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分は第１のディスプレイ及び第２のディスプレイを含む、請求項１４３に記載の医療装置。
【請求項１４５】
ハウジング、及び該ハウジング内で前記組み合わせられた第１の画像及び第２の画像を見るための第１の接眼レンズを更に備える、請求項１４３に記載の医療装置。
【請求項１４６】
前記ハウジング内で付加的な画像を見るための第２の接眼レンズを更に備える、請求項１４５に記載の医療装置。
【請求項１４７】
前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分の双方から光を集めるように配置される結像光学系を更に備える、請求項１４３に記載の医療装置。
【請求項１４８】
前記結像光学系は、無限遠に画像を形成するように構成されている、請求項１４７に記載の医療装置。
【請求項１４９】
前記複数のソースは、手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも１つのカメラを含む、請求項１４３に記載の医療装置。
【請求項１５０】
前記手術用顕微鏡ビューを提供する前記少なくとも１つのカメラを更に備える、請求項１４９に記載の医療装置。
【請求項１５１】
前記複数のソースは、手術器具に配置される少なくとも１つのカメラを含む、請求項１４３に記載の医療装置。
【請求項１５２】
前記手術器具に配置される前記少なくとも１つのカメラを更に備える、請求項１５０に記載の医療装置。
【請求項１５３】
前記複数のソースは、データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する少なくとも１つのソースを含む、請求項１４３に記載の医療装置。
【請求項１５４】
前記データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する前記少なくとも１つのソースを更に含む、請求項１５３に記載の医療装置。
【請求項１５５】
前記第１の画像は蛍光画像を含み、前記第２の画像は非蛍光画像を含む、請求項１４３に記載の医療装置。
【請求項１５６】
第３の画像を表示するように構成されている第３のディスプレイ部分と、
第４の画像を表示するように構成されている第４のディスプレイ部分と、
前記第３の画像及び前記第４の画像を前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分から受け取るとともに、見るために前記第３の画像及び前記第４の画像を組み合わせるように構成されている第２のビームコンバイナと、
を更に備える、請求項１４３に記載の医療装置。
【請求項１５７】
前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分は、第３のディスプレイ及び第４のディスプレイを含む、請求項１５６に記載の医療装置。
【請求項１５８】
ハウジング、該ハウジング内で前記組み合わせられた第１の画像及び第２の画像を見るための第１の接眼レンズ、並びに前記ハウジング内で前記組み合わせられた第３の画像及び第４の画像を見るための第２の接眼レンズを更に備える、請求項１５６に記載の医療装置。
【請求項１５９】
別の複数のソースからの画像に対応する１つ以上の信号を受信するとともに、前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分を駆動して、前記別の複数のソースからの前記画像に少なくとも部分的に基づいて、前記第３の画像及び前記第４の画像を生成するように構成されている付加的な電子機器を更に備える、請求項１５６に記載の医療装置。
【請求項１６０】
前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分の双方から光を集めるように配置される結像光学系を更に備える、請求項１５６に記載の医療装置。
【請求項１６１】
前記結像光学系は無限遠に画像を形成するように構成されている、請求項１６０に記載の医療装置。
【請求項１６２】
前記別の複数のソースは、手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも１つのカメラを含む、請求項１５９に記載の医療装置。
【請求項１６３】
前記手術用顕微鏡ビューを提供する前記少なくとも１つのカメラを更に備える、請求項１６２に記載の医療装置。
【請求項１６４】
前記別の複数のソースは、手術器具に配置される少なくとも１つのカメラを含む、請求項１５９に記載の医療装置。
【請求項１６５】
前記手術器具に配置される前記少なくとも１つのカメラを更に備える、請求項１６４に記載の医療装置。
【請求項１６６】
前記別の複数のソースは、データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する少なくとも１つのソースを含む、請求項１５９に記載の医療装置。
【請求項１６７】
前記データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する前記少なくとも１つのソースを更に含む、請求項１６６に記載の医療装置。
【請求項１６８】
前記第３の画像は蛍光画像を含み、前記第４の画像は非蛍光画像を含む、請求項１５６に記載の医療装置。
【請求項１６９】
前記医療装置は手術野の３Ｄビューを提供する、請求項１４３に記載の医療装置。
【請求項１７０】
見るための前記組み合わせられた第１の画像及び第２の画像は、該第１の画像及び該第２の画像の複合画像を含み、前記第１のビームコンバイナは、前記第１の画像を前記複合画像の背景画像として生成するとともに、前記第２の画像を前記複合画像のピクチャインピクチャ（ＰＩＰ）として生成するように構成されている、請求項１４３に記載の医療装置。
【請求項１７１】
見るための前記組み合わせられた第３の画像及び第４の画像は、該第３の画像及び該第４の画像の複合画像を含み、前記第２のビームコンバイナは、前記第３の画像を前記複合画像の背景画像として生成するとともに、前記第４の画像を前記複合画像のピクチャインピクチャ（ＰＩＰ）として生成するように構成されている、請求項１５６に記載の医療装置。
【請求項１７２】
医療装置であって、
ディスプレイハウジングと、
前記ディスプレイハウジングの開口部と、
前記ディスプレイハウジング内に配置される電子ディスプレイであって、２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む、電子ディスプレイと、
前記ディスプレイハウジング内の前記ディスプレイのビューを提供するように構成されている接眼レンズと、
前記ディスプレイハウジングに配置される画像化システムであって、手術部位の右目のビデオストリームを生成するとともに前記手術部位の左目のビデオストリームを生成するようにそれぞれ構成されている右目のカメラ及び左目のカメラを用いて、前記手術部位の外部から該手術部位の画像を生成するように構成されている、画像化システムと、
を備え、
前記画像化システムは、
左目の光学経路及び右目の光学経路の共通の対物レンズであって、前記手術部位からの光をコリメートするように構成されている、共通の対物レンズと、
右目の画像面において画像を形成するように構成されている右目の光学系と、
左目の画像面において画像を形成するように構成されている左目の光学系と、
前記右目の画像面における前記画像に基づいてビデオストリームを生成するように構成されている右目のカメラと、
前記左目の画像面における前記画像に基づいてビデオストリームを生成するように構成されている左目のカメラと、
を備える、医療装置。
【請求項１７３】
前記右目の光学系は、前記共通の対物レンズから前記コリメートされた光を受け取り、該コリメートされた光の倍率を変え、前記右目の光学経路に沿ってコリメートされた光を出力するように構成されている右目のアフォーカルズームレンズ群を更に備え、
前記左目の光学系は、前記共通の対物レンズから前記コリメートされた光を受け取り、該コリメートされた光の倍率を変え、前記左目の光学経路に沿ってコリメートされた光を出力するように構成されている左目のアフォーカルズームレンズ群を更に備える、請求項１７２に記載の医療装置。
【請求項１７４】
前記右目の光学系は、前記右目のアフォーカルズームレンズ群から前記コリメートされた光を受け取るとともに、右目の画像面において画像を生成するように構成されている右目のビデオカプラ光学レンズ群を更に備え、
前記左目の光学系は、前記左目のアフォーカルズームレンズ群から前記コリメートされた光を受け取るとともに、左目の画像面において画像を生成するように構成されている左目のビデオカプラ光学レンズ群を更に備える、請求項１７３に記載の医療装置。
【請求項１７５】
前記左目のアフォーカルレンズ群と前記左目のビデオカプラとの間に配置される左目の開口、及び、前記右目のアフォーカルレンズ群と前記右目のビデオカプラとの間に配置される右目の開口を更に備える、請求項１７４に記載の医療装置。
【請求項１７６】
前記左目の開口は、サイズを変更するように構成されている可変ダイアフラムを備える、請求項１７５に記載の医療装置。
【請求項１７７】
前記左目のビデオカプラ光学レンズ群及び前記右目のビデオカプラ光学レンズ群は、前記医療装置の作動距離を変更するように移動するように構成されている、請求項１７４に記載の医療装置。
【請求項１７８】
前記左目のビデオカプラ光学レンズ群及び前記右目のビデオカプラ光学レンズ群は、前記医療装置の作動距離の変化とともに輻輳角を維持するように移動するように構成されている、請求項１７４に記載の医療装置。
【請求項１７９】
前記共通の対物レンズの画像側に位置決めされるビームスプリッタであって、前記左目の光学経路を再び方向付けるとともに、照明源からの照明を前記共通の対物レンズを通じて前記手術部位に方向付けるように構成されているビームスプリッタを更に備える、請求項１７２に記載の医療装置。
【請求項１８０】
前記共通の対物レンズは、前記手術部位の少なくとも一部が該共通の対物レンズの焦点距離にあるように位置決めされる、請求項１７２に記載の医療装置。
【請求項１８１】
前記共通の対物レンズはレンズダブレットを含む、請求項１７２に記載の医療装置。
【請求項１８２】
前記共通の対物レンズは空隙のあるレンズトリプレットを含む、請求項１７２に記載の医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、手術中に使用する可視化システム及びディスプレイに関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１３年１２月２３日に出願された「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＶＩＳＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮出願第６１／９２０，４５１号；２０１３年１２月２６日に出願された「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＶＩＳＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮出願第６１／９２１，０５１号；２０１３年１２月２７日に出願された「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＶＩＳＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮出願第６１／９２１，３８９号；２０１３年１２月３０日に出願された「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＶＩＳＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮出願第６１／９２２，０６８号；２０１４年１月２日に出願された「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＶＩＳＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮出願第６１／９２３，１８８号；及び、２０１４年１２月５日に出願された「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＶＩＳＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＤＩＳＰＬＡＹＳ」と題する米国仮出願第６２／０８８４７０号に対する優先権の利益を主張する。この段落において引用される参考文献はそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの外科手術は、大きな切開の使用を伴う。これらの開腹手術処置は、手術器械及び執刀医の片方又は両方の手のための素早いアクセスを提供し、ユーザが、直接、又は、手術用顕微鏡によって若しくは拡大鏡の助けにより、手術部位を視覚的に観察するとともに手術部位で作業することを可能にする。開腹手術は、非常に大きな欠点と関連するが、これは、相対的に大きな切開が、痛み、瘢痕化及び感染症のリスクとともに長い回復時間をもたらすためである。これらの有害な影響を低減するために、低侵襲手術を提供するための技法が開発されている。内視鏡検査、腹腔鏡検査、関節鏡検査、咽頭−喉頭鏡検査のような低侵襲手術技法、並びに、可視化のための手術用顕微鏡を用いる小切開処置は、典型的な開腹手術処置よりも非常に小さな切開を用いる。この場合、特別な器具を用いて、小切開部を通じて手術部位にアクセスすることができる。しかし、小さなアクセス開口部のため、執刀医の視界及び手術部位の作業スペースは限定される。いくつかの場合、内視鏡、腹腔鏡等のような可視化デバイスは、ユーザが手術部位を見ることを可能にするために、切開部を通じて経皮的に挿入されることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可視化システム及び／又は現在の腹腔鏡若しくは内視鏡システムを用いることなくユーザに利用可能な視覚情報は、手法にトレードオフを含む。したがって、開腹手術及び／又は低侵襲手術において使用される改良された可視化システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のシステム、方法及びデバイスは、革新的な態様をそれぞれ有し、そのうちの１つが本明細書において開示される所望の特性に単独で関与するものではない。
【０００６】
第一の態様では、ディスプレイハウジング及びディスプレイハウジングの開口部を含む医療装置が提供される。医療装置は、ディスプレイハウジング内に配置される電子ディスプレイも含み、電子ディスプレイは、２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む。医療装置は、ディスプレイハウジング内に配置される表示光学系も含み、表示光学系は、光学経路に沿って配置される複数のレンズ素子を備える。表示光学系は、電子ディスプレイから２次元画像を受け取り、光学経路に沿って実質的に一定のままである断面を有するビームを生成し、ディスプレイハウジングの開口部を出るコリメートされたビームを生成するように構成されている。
【０００７】
第一の態様のいくつかの実施形態では、表示光学系は、光学経路を折り畳むように構成されている光学再方向付け素子を更に備える。第一の態様の更なる実施形態では、光学再方向付け素子はミラー又はプリズムを含む。第一の態様の別の実施形態では、表示光学系は、電子ディスプレイから受け取った光を、迷光を低減しながら、ディスプレイハウジングの開口部に方向付けるように構成されている。
【０００８】
第一の態様のいくつかの実施形態では、表示光学系は、迷光を低減するように構成されているバッフルを更に備える。更なる実施形態では、表示光学系は、４つ以下のバッフルを備える。更なる実施形態では、表示光学系は、４つ以下のミラーを備える。更なる実施形態では、第１のバッフルが光学経路に沿って電子ディスプレイと第１のバッフルとの間に位置決めされ、第１のミラーは、ディスプレイから開口部への光学経路に沿って複数のレンズ素子の前に位置決めされる。別の更なる実施形態では、少なくとも３つのバッフルが、ディスプレイから開口部への光学経路に沿って複数のレンズ素子の前に位置決めされる。別の更なる実施形態では、少なくとも２つのミラーが、ディスプレイから開口部への光学経路に沿って複数のレンズ素子の前に位置決めされる。
【０００９】
第一の態様のいくつかの実施形態では、表示光学系は射出瞳を有し、電子ディスプレイは射出瞳に対して平行ではない。第一の態様のいくつかの実施形態では、ディスプレイハウジングの開口部は、手術用顕微鏡の双眼アセンブリと係合するように構成されている取り付けインタフェースを備える。更なる実施形態では、表示光学系の射出瞳は、双眼アセンブリの接眼レンズの入射瞳と同じサイズであるか又はより小さい。
【００１０】
第一の態様のいくつかの実施形態では、医療装置は、ステレオ像を提供するように構成されている第２の電子ディスプレイ及び第２の表示光学系を更に備える。第一の態様のいくつかの実施形態では、医療装置は、電子ディスプレイに画像を提供するために電子ディスプレイと通信するように構成されている処理電子装置を更に備える。更なる実施形態では、処理電子装置は、手術デバイス上の１つ以上のカメラから画像を受け取るように構成されている。更なる実施形態では、処理電子装置は、手術用顕微鏡ビューを提供する１つ以上のカメラから画像を受け取るように構成されている。
【００１１】
第一の態様のいくつかの実施形態では、光学経路は１６．２インチ以下であり、電子ディスプレイの発光部分は、５インチ以上の対角測定値を有する。第一の態様のいくつかの実施形態では、光学経路は１８．７インチ以下であり、電子ディスプレイの発光部分は、８インチ以上の対角測定値を有する。第一の態様のいくつかの実施形態では、表示光学系は、集束ミラーを更に備える。第一の態様のいくつかの実施形態では、医療装置は、対物レンズ、ビーム位置決め光学系及び接眼レンズを備える視認アセンブリを更に備え、視認アセンブリは、ディスプレイハウジングの開口部を出るコリメートされたビームを受け取るように構成されている。第一の態様のいくつかの実施形態では、電子ディスプレイは、４インチ〜９インチの対角発光部分を有する。第一の態様のいくつかの実施形態では、電子ディスプレイから表示光学系の最後の素子までの光学経路長は、少なくとも９インチである。更なる実施形態では、電子ディスプレイから表示光学系の最後の素子までの光学経路長は２０インチ未満である。
【００１２】
第二の態様では、ハウジング及び接眼レンズを備える視認アセンブリを含む医療装置が提供され、接眼レンズは、ハウジング内に配置される電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている。医療アセンブリは、視認アセンブリに配置される光学アセンブリを含み、光学アセンブリは、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されている。光学アセンブリは、補助ビデオカメラ、及び、補助ビデオカメラを視認アセンブリに結合するように構成されているとともに、視認アセンブリに対する補助ビデオカメラの向きを変更するように構成されているジンバルを含む。医療装置は、光学アセンブリ及び電子ディスプレイと通信する画像処理システムを含み、画像処理システムは処理電子装置を備える。画像処理システムは、補助ビデオカメラによって取得されるビデオ画像を受け取り、受け取ったビデオ画像に基づいて出力ビデオ画像を提供し、出力ビデオ画像を、接眼レンズを通じて見えるように、電子ディスプレイ上に提示するように構成されている。ジンバルは、第１の位置と第２の位置との間で補助ビデオカメラのピッチを調整するように構成されており、補助ビデオカメラは、第１の位置では床に対して垂直な第１の視認角、及び第２の位置では床に対する平行の約１０度以内の第２の視認角を有する。
【００１３】
第二の態様のいくつかの実施形態では、ジンバルは２つの回動点を有する。更なる実施形態では、第１の回動点は、補助ビデオカメラのピッチを調整するように構成されており、第２の回動点は、床に対して垂直な軸の周りで補助ビデオカメラを回転させるように構成されている。
【００１４】
第二の態様のいくつかの実施形態では、ジンバルは、第１の位置と第３の位置との間で補助ビデオカメラのピッチを調整するように構成されており、補助ビデオカメラは、第１の視認角から１８０度以下である、第３の位置における第３の視認角を有する。第二の態様のいくつかの実施形態では、ジンバルは電子的に制御される。第二の態様のいくつかの実施形態では、光学アセンブリは、患者の一部の斜位像を提供するように構成されている。更なる実施形態では、視認アセンブリの接眼レンズの向きは、補助ビデオカメラの向きが患者の一部の斜位像を提供するように変更されるときに静止したままであるように構成されている
【００１５】
第二の態様のいくつかの実施形態では、ジンバルは、第１の位置と第２の位置との間で補助ビデオカメラの視認角をスムーズに調整するように構成されている。第二の態様のいくつかの実施形態では、補助ビデオカメラはステレオビデオカメラを含み、接眼レンズは一対の接眼レンズを含む。第二の態様のいくつかの実施形態では、医療装置は、視認アセンブリに取り付けられるカメラアームを更に備える。
【００１６】
第三の態様では、ディスプレイハウジングを含む医療装置が提供される。医療装置は、ディスプレイハウジング内に配置される複数の電子ディスプレイを含み、複数の電子ディスプレイのそれぞれは、２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む。複数の電子ディスプレイは、ヒトの目の視野に重畳画像を提示するように構成されている。
【００１７】
第三の態様のいくつかの実施形態では、医療装置は、ディスプレイハウジングに結合される双眼視認アセンブリを更に備える。第三の態様のいくつかの実施形態では、複数の電子ディスプレイのうちの少なくとも１つは、透過型ディスプレイパネルを含む。第三の態様のいくつかの実施形態では、重畳画像は、手術部位の第２の部分のビデオに重畳される手術部位の第１の部分のビデオを含み、第１の部分は第２の部分に含まれる。更なる実施形態では、第１の部分のビデオは第２の部分のビデオに対して拡大される。
【００１８】
いくつかの実施形態では、医療装置は、手術部位を含むように設計することができる視野を有するカメラを含むことができ、カメラは、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように設計されている。いくつかの実施形態では、医療装置は、ハウジング及び複数の接眼レンズを有する双眼視認アセンブリを含むことができ、複数の接眼レンズは、ハウジング内に配置される少なくとも１つのディスプレイのビューを提供するように設計されている。いくつかの実施形態では、医療装置は、カメラによって取得される画像を受け取るように設計されている画像処理システムを含み、少なくとも１つのディスプレイ上に出力ビデオ画像を提示することができる。いくつかの実施形態では、医療装置は、カメラを双眼視認アセンブリに対して移動させるように設計されている移動制御システムを含むことができ、移動制御システムは、カメラを双眼視認アセンブリに対して少なくとも第１の軸及び第２の軸に沿って並進させるとともに、カメラを双眼視認アセンブリに対して回転させるように、移動制御システムに動作可能に結合される制御部材を有する。
【００１９】
第四の態様では、カメラが取り付けられる可動プラットフォームを有する並進システムを移動制御システムが含むことができる医療装置が提供され、可動プラットフォームは、双眼視認アセンブリとカメラとの間に位置決めされ、双眼視認アセンブリに対して少なくとも第１の軸及び第２の軸に沿って移動可能である。いくつかの実施形態では、並進システムは、可動プラットフォームに動作可能に結合される電気機械デバイスを含むことができる。
【００２０】
第四の態様のいくつかの実施形態では、移動制御システムは、カメラを取着することができる電気機械デバイスを有するピッチ−ヨー調整システムを含むことができ、ピッチ−ヨー調整システムは、カメラを、双眼視認アセンブリに対して、第１の軸に対して平行な軸の周りで回転させるとともに、カメラを、第２の軸に対して平行な軸の周りで回転させるように設計されている。いくつかの実施形態では、制御部材は、制御部材の移動を検出するように設計されているセンサを介して移動制御システムに動作可能に結合され、センサは移動制御システムの構成要素と通信する。いくつかの実施形態では、制御部材は、制御部材の移動を検出するように設計されている１つ以上のセンサを有するジンバルを介して移動制御システムに動作可能に結合されることができ、センサは移動制御システムの１つ以上の構成要素と通信する。
【００２１】
第四の態様のいくつかの実施形態では、移動制御システムは双眼視認アセンブリに取り付けられることができる。いくつかの実施形態では、移動制御システムは関節アームに取り付けられることができる。いくつかの実施形態では、カメラは、アームを介して移動制御システムに取り付けられることができる。いくつかの実施形態では、医療装置は、移動制御システムに動作可能に結合される１つ以上の電気機械デバイスを制御する制御システムを含むことができる。いくつかの実施形態では、制御システムは、移動制御システムの１つ以上のプリセット位置を含むことができる。
【００２２】
第五の態様では、ディスプレイ、複数のカメラ及びプロセッサを含む医療装置が提供され、上記カメラのうちの少なくとも１つは手術用顕微鏡ビューを提供し、上記複数のカメラは、手術野において蛍光を画像化するように構成されている第１のカメラ、及び上記手術野の非蛍光画像を生成するように構成されている第２のカメラを含み、プロセッサは、上記複数のカメラからビデオを受け取り、上記ディスプレイに、上記カメラのうちの第１のカメラからの第１の蛍光ビデオを表示し、上記カメラのうちの上記第２のカメラからの第２の非蛍光ビデオを表示するように構成されている。
【００２３】
第五の態様のいくつかの実施形態では、上記第１のカメラ及び第２のカメラは異なるスペクトル応答を有する。第五の態様の特定の実施形態では、上記第１のカメラ及び第２のカメラのうちの一方は赤外線に対する感度が高く、他方はそうではない。
【００２４】
別の態様によると、医療装置は、患者に又は患者にわたって位置決めされるステレオ視認のための素子を含み、ディスプレイは、手術部位内の種々のビデオソースからの複数のビュー、及び、コンパクトなハウジング内で手術開口部を上又は斜めから見る付加的なビデオソースからのビューを提供する。医療装置は、例えば、開創器上のカメラ、手術器具上のカメラ、手術用顕微鏡ビューを提供するカメラ等のような、異なる手術デバイス上の異なるカメラである、代替的な画像のソース間で切り換え、１つ以上のディスプレイ上にそれらの画像のうちの１つ以上を提示するように構成されている切り換えモジュールを含むことができる。そのような画像は、特定の画像が他の画像よりも大きい及び／又はより中央にあるタイル状のＰＩＰであり得る。ユーザによる選択等のためにサムネイル画像も含めることができる。
【００２５】
種々の実施形態は、主執刀医及び執刀医助手の双方のための人間工学的特徴を伴って、患者における、患者付近の又は患者にわたる３Ｄ又はステレオ画像を見ることを可能にし、この場合、種々のソースからの複数の画像を、レイテンシをほとんど又は全く伴うことなくリアルタイムで見ることができる。
【００２６】
さらに、種々の実施形態は、手術部位への始点又は入口を手術部位の上から、水平に又は斜めに見るためにステレオ画像取得システムを用いる外科的処置の方法を提供する。執刀医（複数の場合もあり）が傷を閉じるケースの終了時に同様のビューを提供することができる。種々の実施形態は、人間工学的ディスプレイに機械的及び電気的に取り付けられるステレオ画像取得システムに対応するように構成されている。いくつかの実施形態では、ステレオ画像取得システムは人間工学的ディスプレイに結合され、それによって、ステレオ画像取得システムの視線が、ステレオ画像取得システムによって取得される画像を見るのに用いられる接眼レンズの視線から分離される。視線の要件を用いることなく、ディスプレイシステムは、好ましい人間工学的位置を保持することができ、ステレオ画像取得システムを独立して位置決めすることができる。
【００２７】
種々の実施形態は、手術部位内の種々のソースからの複数のビュー、及びコンパクトなハウジング内で手術開口部を上から又は斜めに見る付加的なソースからのビューを表示する、患者に又は患者にわたって位置決めされる、ステレオ視認方法及びシステムを備える。
【００２８】
特定の実施形態は、主執刀医用の上記システム、及び、執刀医助手用の均等又は同様のシステムを含む。２つの画像化システムは、執刀医が、１８０度の約１０度以内離れて（例えば台を横切って）位置するか、又は、約９０度の約１０度以内離れて位置することを可能にする。いずれかの方向（例えばプラス又はマイナスの角度）への約２０度〜約１８０度の任意の隔たりといった他の角度の隔たりも可能である。これは、執刀医のペア（例えば主執刀医及び執刀医助手）が、隣接するか、肩を並べるか、台を横切るか、又は、何らかの他の形態をとることを可能にする。執刀医助手の位置決めは、執刀医助手のディスプレイが周りを回転するディスプレイの回動構成要素を使用することによって、主執刀医に干渉することなく達成することができる。デュアルディスプレイは、患者に、患者付近に又は患者にわたって位置決めすることができるアーム及びスタンドに取り付けられる。
【００２９】
種々の実施形態は、主執刀医及び執刀医助手の双方に好ましい人間工学的位置にディスプレイシステムを維持しながら、６つの自由度の位置決めを有する、構成可能なステレオ画像化取得アセンブリの取り付け点を含む。
【００３０】
種々の実施形態では、ディスプレイシステムは、接眼レンズを収容する人間工学的双眼セクション、折り畳みプリズム及び各目の経路の対物レンズを備える双眼ディスプレイアセンブリを備える第１の部分を備える。第２の部分は、スペースを節減するように折り畳まれる別個の目の経路、１つ以上の電子ディスプレイ、及び当該１つ以上の電子ディスプレイから光を受け取り、執刀医に面する側に向かって方向付けられるほぼ一定の直径を形成する光学系を含む電子ディスプレイアセンブリを備える。そのような光学的レイアウトは、患者にわたって配置するとともに第２のステレオディスプレイシステムと組み合わせるほど十分にコンパクトなサイズにハウジング全体を保つように小さい折り畳みミラーを含むことができる。ビームがコリメートされるシステム内の地点における目の経路間の距離の差は、ユーザの瞳孔間距離よりも狭くすることができる。このように、エンクロージャの全体的なサイズを低減するか又は最小限に抑えることができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、左目及び右目の光学経路は、コリメートされる位置において分離することができ、システムを第１の部分及び第２の部分から構成することを可能にし、第１の部分は、接眼レンズを収容する人間工学的双眼セクション、折り畳みプリズム、及び各目の経路の対物レンズを備える。第２の部分は、患者にわたって又は患者付近に位置決めされる電子ディスプレイを含み、スペースを節減するように折り畳まれ、特に、執刀医に面する側から電子ディスプレイに向かうほぼ一定の直径を維持する別個の目の経路を含み、光学系とディスプレイとの間の最後の空隙は分岐経路である。そのような光学的レイアウトは、小さい折り畳みミラーを使用して、可能性としては患者にわたって配置し、第２のステレオディスプレイシステムと組み合わせるほど十分にコンパクトなサイズにハウジング全体を保つことを促す。システム内の（２つの部分が分離することができる）このコリメートされる地点における目の経路の距離の差は、ユーザの瞳孔間距離よりも狭くすることができる。このように、エンクロージャの全体的なサイズを低減するか又は最小限に抑えることができる。
【００３２】
種々の態様では、医療装置が提供される。医療装置は、第１の画像を表示するように構成されている第１のディスプレイ部分、及び第２の画像を表示するように構成されている第２のディスプレイ部分を含むことができる。医療装置は、複数のソースからの画像に対応する１つ以上の信号を受信するとともに、第１のディスプレイ部分及び第２のディスプレイ部分を駆動して、複数のソースからの画像に少なくとも部分的に基づいて、第１の画像及び第２の画像を生成するように構成されている電子機器も含むことができる。医療装置は、第１の画像及び第２の画像を第１のディスプレイ部分及び第２のディスプレイ部分から受け取るとともに、見るために第１の画像及び第２の画像を組み合わせるように構成されている第１のビームコンバイナを更に含むことができる。
【００３３】
特定の実施形態では、第１のディスプレイ部分及び第２のディスプレイ部分は、第１のディスプレイ及び第２のディスプレイを含むことができる。医療装置は、第１のディスプレイ部分及び第２のディスプレイ部分の双方から光を集めるように配置される結像光学系を更に含むことができる。結像光学系は、無限遠に画像を形成するように構成することができる。医療装置は、ハウジング、並びにハウジング内で組み合わせられた第１の画像及び第２の画像を見るための第１の接眼レンズを更に含むことができる。医療装置は、ハウジング内で付加的な画像を見るための第２の接眼レンズも更に含むことができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、複数のソースは、手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも１つのカメラを含むことができる。例えば、医療装置は、手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも１つのカメラを更に含むことができる。いくつかの実施形態では、複数のソースは、手術器具に配置される少なくとも１つのカメラを含むことができる。例えば、医療装置は、手術器具に配置される少なくとも１つのカメラを更に含むことができる。いくつかの実施形態では、複数のソースは、データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する少なくとも１つのソースを含むことができる。例えば、医療装置は、データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する少なくとも１つのソースを更に含むことができる。種々の実施形態では、第１の画像は蛍光画像を含むことができ、第２の画像は非蛍光画像を含むことができる。
【００３５】
種々の実施形態では、医療装置は、第３の画像を表示するように構成されている第３のディスプレイ部分、及び第４の画像を表示するように構成されている第４のディスプレイ部分を更に備えることができる。医療装置は、第３の画像及び第４の画像を第３のディスプレイ部分及び第４のディスプレイ部分から受け取るとともに、見るために第３の画像及び第４の画像を組み合わせるように構成されている第２のビームコンバイナを更に含むことができる。第３のディスプレイ部分及び第４のディスプレイ部分は第３のディスプレイ及び第４のディスプレイを備えることができる。医療装置は、別の複数のソースからの画像に対応する１つ以上の信号を受信するとともに、第３のディスプレイ部分及び第４のディスプレイ部分を駆動して、別の複数のソースからの画像に少なくとも部分的に基づいて、第３の画像及び第４の画像を生成するように構成されている付加的な電子機器を更に含むことができる。
【００３６】
医療装置のいくつかの実施形態は、第３のディスプレイ部分及び第４のディスプレイ部分の双方から光を集めるように配置される結像光学系を更に含むことができる。結像光学系は、無限遠に画像を形成するように構成することができる。医療装置は、ハウジング、ハウジング内で組み合わせられた第１の画像及び第２の画像を見るための第１の接眼レンズ、並びにハウジング内で組み合わせられた第３の画像及び第４の画像を見るための第２の接眼レンズを更に含むことができる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、別の複数のソースは、手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも１つのカメラを含むことができる。例えば、医療装置は、手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも１つのカメラを更に含むことができる。いくつかの実施形態では、別の複数のソースは、手術器具に配置される少なくとも１つのカメラを含むことができる。例えば、医療装置は、手術器具に配置される少なくとも１つのカメラを更に含むことができる。いくつかの実施形態では、別の複数のソースは、データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する少なくとも１つのソースを含むことができる。例えば、医療装置は、データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する少なくとも１つのソースを更に含むことができる。種々の実施形態では、第３の画像は蛍光画像を含むことができ、第４の画像は非蛍光画像を含むことができる。いくつかの実施形態では、医療装置は手術野の３Ｄビューを提供することができる。
【００３８】
医療装置の特定の実施形態では、見るための組み合わせられた第１の画像及び第２の画像は、第１の画像及び第２の画像の複合画像を含むことができる。例えば、第１のビームコンバイナは、第１の画像を複合画像の背景画像として生成するとともに、第２の画像を複合画像のピクチャインピクチャ（ＰＩＰ）として生成するように構成することができる。さらに、いくつかの実施形態では、見るための組み合わせられた第３の画像及び第４の画像は、第３の画像及び第４の画像の複合画像を含むことができる。例えば、第２のビームコンバイナは、第３の画像を複合画像の背景画像として生成するとともに、第４の画像を複合画像のピクチャインピクチャ（ＰＩＰ）として生成するように構成することができる。
【００３９】
種々の態様では、手術野を見るための双眼ディスプレイが提供される。双眼ディスプレイは、手術野の画像を生成するように構成されている１つ以上のカメラ、左目ビューチャネル及び右目ビューチャネルを備えることができる。左目ビューチャネルは、手術野の左目のビュー画像を表示するように構成されている第１のディスプレイ、及び１つ以上の第１の処理電子装置を含むことができる。右目ビューチャネルは、手術野の右目のビュー画像を表示するように構成されている第２のディスプレイ、及び１つ以上の第２の処理電子装置を含むことができる。第１の処理電子装置及び第２の処理電子装置のそれぞれは、１つ以上のユーザ入力を受信し、１つ以上のカメラからの画像に対応する１つ以上の入力信号を受信し、１つ以上のカメラからの画像のうちのどの画像を表示するかを選択し、１つ以上のユーザ入力に少なくとも部分的に基づいて選択した画像をリサイズ、回転又は再位置決めし、１つ以上の出力信号を生成して第１のディスプレイ又は第２のディスプレイを駆動し、左目又は右目の画像を生成するように構成することができる。いくつかの実施形態では、第１の処理電子装置及び第２の処理電子装置のそれぞれは、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含むことができる。
【００４０】
双眼ディスプレイのいくつかの実施形態では、１つ以上のカメラは、手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも１つのカメラを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のカメラは、手術器具に配置される少なくとも１つのカメラを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のカメラは、蛍光画像を生成するように構成されているカメラ、及び非蛍光画像を生成するように構成されているカメラを含むことができる。いくつかの実施形態では、双眼ディスプレイは、データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する１つ以上のソースを更に含むことができる。双眼ディスプレイは、いくつかの実施形態では、手術野の３Ｄビューを提供することができる。
【００４１】
さらに、双眼ディスプレイの種々の実施形態では、１つ以上の第１の処理電子装置は、第１のディスプレイ上に画像を生成するように構成されている１つ以上のカメラのそれぞれの別個の処理電子装置を含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の第２の処理電子装置は、第２のディスプレイ上に画像を生成するように構成されている１つ以上のカメラのそれぞれの別個の処理電子装置を含むことができる。
【００４２】
別の態様によると、主ディスプレイハウジング、主ディスプレイハウジングのディスプレイ開口部、及び主ディスプレイハウジング内に配置される１つ以上の電子ディスプレイを含む医療装置が提供され、１つ以上の電子ディスプレイのそれぞれは、２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む。医療装置は、ディスプレイハウジング内に配置される表示光学系も含み、表示光学系は、第１の光学経路の第１の結像光学系及び第２の光学経路の第２の結像光学系を備える。医療装置は、双眼視認アセンブリ、双眼視認アセンブリの双眼開口部、並びに接眼レンズの対の第１の接眼レンズへの第１の光学経路、及び接眼レンズの対の第２の接眼レンズへの第２の光学経路を含む双眼光学系も含む。第１の結像光学系は、１つ以上の電子ディスプレイのうちの少なくとも１つから２次元画像を受け取るとともに、ディスプレイハウジングの開口部を出る第１のコリメートされたビームを生成するように構成されており、第２の結像光学系は、１つ以上の電子ディスプレイのうちの少なくとも１つから２次元画像を受け取るとともに、ディスプレイハウジングの開口部を出る第２のコリメートされたビームを生成するように構成されており、第１のコリメートされたビーム及び第２のコリメートされたビームは、双眼開口部を通って双眼視認アセンブリに入り、第１のコリメートされたビームは、双眼光学系の第１の光学経路に方向付けられ、第２のコリメートされたビームは、双眼光学系の第２の光学経路に方向付けられる。
【００４３】
別の態様によると、主ディスプレイハウジング、主ディスプレイハウジングのディスプレイ開口部、及び主ディスプレイハウジング内に配置される１つ以上の電子ディスプレイを含む医療装置が提供され、１つ以上の電子ディスプレイのそれぞれは、２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む。医療装置は、主ディスプレイハウジング内に配置される表示光学系を含み、表示光学系は、第１の光学経路の第１の結像光学系及び第２の光学経路の第２の結像光学系を備える。医療装置は、双眼視認アセンブリ、双眼視認アセンブリの双眼開口部、並びに接眼レンズの対の第１の接眼レンズへの第１の光学経路、及び接眼レンズの対の第２の接眼レンズへの第２の光学経路を含む双眼光学系も含み、第１の光学経路及び第２の光学経路は再方向付け素子をそれぞれ備える。第１の結像光学系及び第２の結像光学系のそれぞれは、１つ以上の電子ディスプレイ及び１つ以上の再方向付け素子の近位の第１のレンズ素子を含む。第１の結像光学系及び第２の結像光学系のそれぞれの第１のレンズ素子は、１つ以上の電子ディスプレイのそれぞれよりも小さい。第１のコリメートされたビーム及び第２のコリメートされたビームは、双眼開口部を通って双眼視認アセンブリに入り、接眼レンズの対に方向付けられる。
【００４４】
別の態様によると、ハウジング、主接眼レンズ及び助手接眼レンズを備える視認アセンブリを含む医療装置が提供され、助手接眼レンズは、ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている。医療装置は、手術部位の助手の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されている助手光学アセンブリも含み、助手光学アセンブリは、対物レンズ、対物レンズからの光を少なくとも２つの光学経路に沿って分割するように構成されている光学素子、第１の結像光学系を含む第１の光学経路及び第２の結像光学系を含む第２の光学経路、第１の光学経路の画像面に配置される第１の助手画像センサ、並びに第２の光学経路の画像面に配置される第２の助手画像センサを備え、第２の光学経路は第１の光学経路に直交する。助手電子ディスプレイは、第１の助手画像センサ又は第２の助手画像センサによって取得される画像に基づいて画像を表示するように構成されている。
【００４５】
別の態様によると、ハウジング、主接眼レンズ及び助手接眼レンズを備える視認アセンブリを含む医療装置が提供され、主接眼レンズは、ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されており、助手接眼レンズは、ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている。医療装置は、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されている光学アセンブリも含む。光学アセンブリは、第１の光学経路の画像面にある主画像センサ、第２の光学経路の画像面にある助手画像センサ、並びに光を第１の光学経路及び第２の光学経路の双方に方向付けるように構成されている対物レンズを含む。主電子ディスプレイ及び助手電子ディスプレイは、手術部位の手術用顕微鏡ビューに対応する画像を表示するように構成されている。
【００４６】
別の態様によると、ハウジング、主接眼レンズ及び助手接眼レンズを備える視認アセンブリを含む医療装置が提供され、主接眼レンズは、ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されており、助手接眼レンズは、ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている。医療装置は、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されている光学アセンブリも含み、光学アセンブリは、第１の光学経路の画像面にある主画像センサ、及び第２の光学経路の画像面にある助手画像センサを備える。医療装置は、助手画像センサ及び助手電子ディスプレイと通信する画像処理システムを含み、画像処理システムは処理電子装置を備える。画像処理システムは、主画像センサ及び助手画像センサによって取得されるビデオ画像を受け取り、主画像センサからの受け取ったビデオ画像に基づいて主出力ビデオ画像を提供し、主出力ビデオ画像を、主接眼レンズを通じて見えるように、主ディスプレイ上に提示し、主接眼レンズ及び助手接眼レンズが約１７０度よりも大きい相対的な向きを有する場合に、主画像センサからの受け取ったビデオ画像に基づいて助手の出力ビデオ画像を提供し、助手の出力ビデオ画像は、主出力ビデオ撮像装置に対して１８０度回転し、助手の出力ビデオ画像を、助手接眼レンズを通じて見えるように、助手ディスプレイ上に提示するように構成されている。
【００４７】
別の態様によると、医療装置は、ハウジング、主接眼レンズ及び助手接眼レンズを備える視認アセンブリを含み、主接眼レンズは、ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されており、助手接眼レンズは、ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている。医療装置は、視認アセンブリに配置される光学アセンブリを含み、光学アセンブリは手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されており、光学アセンブリは少なくとも４つの補助カメラを備え、少なくとも４つの補助カメラは、第１のステレオ対のカメラ、及び第１のステレオ対のカメラに直交する向きである第２のステレオ対のカメラを含む。医療装置は、光学アセンブリ、主電子ディスプレイ及び助手電子ディスプレイと通信する画像処理システムを含む。画像処理システムは、第１のステレオ対のカメラによって取得される主ビデオ画像を受け取り、受け取った主ビデオ画像に基づいて主出力ビデオ画像を提供し、出力ビデオ画像が主接眼レンズを通じて見えるように、主出力ビデオ画像を主電子ディスプレイ上に提示するように構成されている処理電子装置を含む。視認アセンブリは、ハウジングの開口を通して主接眼レンズ又は助手接眼レンズからの光学経路を介して手術部位のビューを提供しないようには構成される。
【００４８】
別の態様によると、主ハウジング、及び主ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている主接眼レンズを備える主視認アセンブリを含む医療装置が提供される。医療装置は、主視認アセンブリに結合される助手視認アセンブリも含み、助手視認アセンブリは、助手ハウジング、及び主ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている助手接眼レンズを備える。医療装置は、主視認アセンブリに配置される光学アセンブリを含み、光学アセンブリは、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されており、光学アセンブリは少なくとも１つの補助カメラを備える。医療装置は、光学アセンブリ、主電子ディスプレイ及び助手電子ディスプレイと通信する画像処理システムを含む。画像処理システムは、少なくとも１つの補助カメラによって取得されるビデオ画像を受け取り、受け取ったビデオ画像に基づいて出力ビデオ画像を提供し、出力ビデオ画像を、主接眼レンズを通じて見えるように、主電子ディスプレイ上に提示するように構成されている処理電子装置を含む。主接眼レンズ及び助手接眼レンズは互いに独立して移動することができる。
【００４９】
別の態様によると、ハウジング、主接眼レンズ及び助手接眼レンズを備える視認アセンブリを含む医療装置が提供され、主接眼レンズは、ハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されており、助手接眼レンズは、ハウジング内に配置される助手電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている。医療装置は、視認アセンブリに配置される光学アセンブリを含み、光学アセンブリは、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されており、光学アセンブリは少なくとも１つの補助カメラを備える。医療装置は、主接眼レンズに対する助手接眼レンズの位置を求めるように構成されている１つ以上の位置センサを含む。医療装置は、光学アセンブリ、主電子ディスプレイ、助手電子ディスプレイ及び位置センサと通信する画像処理システムを含む。画像処理システムは、少なくとも１つの補助カメラによって取得されるビデオ画像を受け取り、受け取ったビデオ画像に基づいて主出力ビデオ画像を提供し、主出力ビデオ画像を、主接眼レンズを通じて見えるように、主電子ディスプレイ上に提示し、受け取ったビデオ画像、及び位置センサによって提供される主接眼レンズに対する助手接眼レンズの位置に基づいて、助手の出力ビデオ画像を提供し、助手の出力ビデオ画像を、助手接眼レンズを通じて見えるように、助手電子ディスプレイ上に提示するように構成されている処理電子装置を含む。
【００５０】
別の態様によると、ハウジング、及びハウジング内に配置される主電子ディスプレイのビューを提供するように構成されている主接眼レンズを備える視認アセンブリを含む医療装置が提供される。医療装置は、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されている第１のカメラ、手術部位のビューを提供するように構成されている第２のカメラであって、第１のカメラよりも手術部位の近くに位置決めされる、第２のカメラ、及び手術部位内からの画像を提供するように構成されている第３のカメラであって、切開部によって形成される身体の開口部内に位置決めされる、第３のカメラも含む。医療装置は、主電子ディスプレイ、第１のカメラ、第２のカメラ及び第３のカメラと通信する画像処理システムを含む。画像処理システムは、第１のカメラによって取得される第１のビデオ画像を受け取り、受け取った第１のビデオ画像に基づいて第１の出力ビデオ画像を提供し、第２のカメラによって取得される第２のビデオ画像を受け取り、受け取った第２のビデオ画像に基づいて第２の出力ビデオ画像を提供し、第３のカメラによって取得される第３のビデオ画像を受け取り、受け取った第３のビデオ画像に基づいて第３の出力ビデオ画像を提供し、第１の出力ビデオ画像を、外科的処置の初期段階において主接眼レンズを通じて見えるように、主電子ディスプレイ上に提示し、外科的処置中に切開部によって形成される身体の開口部に手術器具を導入するときに、第２の出力ビデオ画像を、主接眼レンズを通じて見えるように、主電子ディスプレイ上に提示し、外科的処置中に身体の開口部内で手術器具を用いるときに、第３の出力ビデオ画像を、主接眼レンズを通じて見えるように、主電子ディスプレイ上に提示するように構成されている処理電子装置を含む。
【００５１】
別の態様によると、手術部位において手術デバイスに配置される少なくとも１つのカメラを洗浄するように構成されている医療装置が提供される。医療装置は、少なくとも１つのカメラにわたって配置されるように構成されている弾性材料を含むハウジングを含む。医療装置は、入口及び出口を含む１つ以上の管路を含み、入口は、１つ以上の流体源に接続されるように構成されている。医療装置は、出口と流体連通する１つ以上のノズルも含み、１つ以上のノズルは、１つ以上の流体源からの１つ以上の作動液を少なくとも１つのカメラに伝達し、少なくとも１つのカメラから障害物を除去するように構成されている。
【００５２】
種々の態様では、開創器、複数のカメラ及び水圧システムを含む医療装置が提供される。開創器は、切開部を開いたままに保持し、それによって、手術部位への手術器具のアクセスの通路を提供するように構成することができる。複数のカメラは、手術部位のビデオ画像を取得するように構成することができる。複数のカメラのうちの少なくともいくつかは、開創器に配置することができ、開創器によって提供される開口部内のビデオ画像を取得するように構成することができる。水圧システムは、カメラが手術部位に配置されている間に、加圧流体パルスを複数のカメラに伝達し、複数のカメラから障害物を除去するように構成することができる。
【００５３】
特定の実施形態では、カメラはレンズ又は窓を含むことができる。加圧流体パルスを、レンズ又は窓から障害物を除去するためにレンズ又は窓に伝達することができる。流体パルスは、食塩水又は生理食塩水を含むことができる。いくつかの実施形態では、医療装置は、カメラからの入力を処理する画像プロセッサ、及びカメラからの画像を表示するディスプレイを更に備えることができる。プロセッサ及びディスプレイは、流体の伝達の制御を可能にするグラフィックユーザインタフェースを提供するように構成することができる。例えば、グラフィックユーザインタフェースは、加圧流体パルスの周波数、加圧流体パルスの圧力又は双方の制御を可能にすることができる。加えて、医療装置のいくつかの実施形態は、複数のカメラのうちの少なくとも１つが配置される手術器具を更に備えることができる。
【００５４】
種々の態様では、医療装置は、手術デバイス、手術デバイスに配置される少なくとも１つのカメラ及び水圧システムを含むことができる。水圧システムは、流体を少なくとも１つのカメラに伝達して少なくとも１つのカメラから障害物を除去するように構成することができる。水圧システムは、流体を伝達した後で加圧空気を少なくとも１つのカメラに伝達するように更に構成することができる。種々の実施形態では、水圧システムは、流体パルス及び空気パルスを少なくとも１つのカメラに伝達するように構成することができる。いくつかのそのような実施形態では、フットペダルを、流体及び／又は空気パルスの作動を制御するように構成することができる。例えば、フットペダルは比例フットペダルを含むことができる。
【００５５】
医療装置のいくつかの実施形態は、プロセッサ、並びに、流体及び空気の伝達の制御を可能にするグラフィックユーザインタフェースを提供するように構成されているディスプレイを更に含むことができる。例えば、グラフィックユーザインタフェースは、空気の圧力の制御を可能にすることができる。いくつかのそのような実施形態では、グラフィックユーザインタフェースは、加圧流体パルスの周波数、加圧流体パルスの圧力又は双方の制御を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、手術デバイスは開創器又は手術器具を含むことができる。
【００５６】
更なる態様では、医療装置は、手術デバイス、手術デバイスに配置される少なくとも１つのカメラ及び水圧システムを含むことができる。水圧システムは、流体を少なくとも１つのカメラに伝達して少なくとも１つのカメラから障害物を除去するように構成することができる。水圧システムは、流体のパルスを提供するように構成されている流体の高圧源に接続されるパルス弁を備えることができる。いくつかの例では、パルス弁は、圧力閾値が、閾値を超える増大した圧力を提供するように達すると開き、パルス弁からの液体のパルスを生じるように構成されているポップオフ弁を含むことができる。いくつかの例では、少なくとも１つのカメラは複数のカメラを含むことができ、パルス弁は、流体が複数のカメラのそれぞれに同時に伝達されるように、水圧システムに配置されることができる。例えば、パルス弁は、異なるカメラを洗浄するように異なる流体出口に分割される管路に配置されることができる。パルス弁は、分割部の上流に配置されることができる。医療装置の特定の実施形態では、水圧システムは、流体を伝達した後で加圧空気を少なくとも１つのカメラに伝達するように更に構成することができる。いくつかの実施形態では、手術デバイスは開創器を含むことができる。
【００５７】
種々の態様では、医療装置は、手術デバイス、手術デバイスに配置される少なくとも１つのカメラ及び水圧システムを含むことができる。水圧システムは、空気を少なくとも１つのカメラに伝達するように構成することができる。水圧システムは、空気のパルスを提供するように空気の高圧源に接続されるパルス弁を含むことができる。パルス弁は、圧力閾値が、閾値を超える増大した圧力を提供するように達すると開き、パルス弁からの空気のパルスを生じるように構成されているポップオフ弁を含むことができる。
【００５８】
種々の態様では、医療装置は、手術デバイス、手術デバイスに配置される少なくとも１つのカメラ及び水圧システムを含むことができる。少なくとも１つのカメラはカメラ光学系を有することができる。水圧システムは、流体及び空気を少なくとも１つのカメラのカメラ光学系に伝達してカメラ光学系から障害物を除去するように構成することができる。水圧システムは、流体の供給源及び高圧空気の供給源に接続される三方弁を備えることができる。三方弁は、流体の供給源を選択的に遮断するとともに、その代わりに加圧空気を提供し、それによって、カメラ光学系への流体の不注意の漏れを低減するように構成することができる。いくつかのそのような実施形態では、水圧システムは、流体パルス及び空気パルスを少なくとも１つのカメラに伝達するように構成することができる。医療装置はポップオフ弁を更に備えることができる。三方弁はポップオフ弁の下流に配置されることができる。手術デバイスは開創器を含むことができる。
【００５９】
いくつかの態様では、医療装置は、手術デバイス、手術デバイスに配置される少なくとも１つのカメラ及び水圧システムを含むことができる。少なくとも１つのカメラはカメラ光学系を有することができる。水圧システムは、流体の高圧源に接続されるとともに、流体を少なくとも１つのカメラのカメラ光学系に伝達してカメラ光学系から障害物を除去するように構成されている弁を備えることができる。水圧システムは、予めプログラミングされたスケジュール又はユーザによって選択されるスケジュールに基づいて弁を定期的に開くように構成することができる。
【００６０】
更なる態様では、医療装置は、手術デバイス、手術デバイスに配置される少なくとも１つのカメラ及び水圧システムを含むことができる。少なくとも１つのカメラはカメラ光学系を有することができる。水圧システムは、流体の高圧源に接続されるとともに、流体を少なくとも１つのカメラのカメラ光学系に伝達してカメラ光学系から障害物を除去するように構成されている弁を備えることができる。水圧システムは、カメラに入る光の量を低下させる障害物が検出されると流体を伝達するように構成することができる。例えば、少なくとも１つのカメラは画像信号を生成することができ、装置は、可視性が損なわれたときを判断するように画像信号を監視し、それによって、流体の伝達をトリガしてカメラ光学系を洗浄するように構成することができる。いくつかの実施形態では、カメラの強度を監視することができる。例えば、緑色の波長と比較した赤色の波長の減衰を監視し、血液がカメラ上にあり、カメラに入る光の量を低下させるか否かを判断することができる。
【００６１】
種々の態様では、手術部位において手術デバイスに配置されるカメラ本体を有する少なくとも１つのカメラを洗浄するように構成されている医療装置が提供される。医療装置は、少なくとも１つのカメラにわたって配置されるように構成されている弾性材料を含むハウジングを含むことができる。医療装置は、入口及び出口を含む１つ以上の管路も含むことができる。入口は、１つ以上の流体源に接続されるように構成することができる。医療装置は、出口と流体連通する１つ以上のノズルを更に含むことができる。１つ以上のノズルは、１つ以上の流体源からの１つ以上の作動液を少なくとも１つのカメラに伝達し、少なくとも１つのカメラから障害物を除去するように構成することができる。
【００６２】
いくつかのそのような実施形態では、ハウジングは、カメラ本体にわたって伸張してカメラ本体に固定することが可能であるように弾性であり得る。また、ノズルのうちの少なくとも１つは、加圧食塩水を伝達した後で加圧空気を少なくとも１つのカメラに伝達するように構成することができる。医療装置のいくつかの実施形態は、１つ以上の作動液の伝達を制御するように構成されているユーザインタフェースを更に備えることができる。
【００６３】
別の態様によると、視差を有する２次元画像及び視差を有しない２次元画像を生成するように構成されている第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイを含む医療装置が提供される。医療装置は、第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイからの第１の光学経路及び第２の光学経路にそれぞれ配置される第１の結像光学系及び第２の結像光学系を含み、無限遠に配置されるそれぞれの第１のコリメートされた光学ビーム及び画像並びに第２のコリメートされた光学ビーム及び画像を形成する。医療装置は、上記ディスプレイ及び上記結像光学系を少なくとも部分的に包囲する主ハウジング、並びに、ハウジングの開口部を含む。第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、視認者が、開口部に光学的に結合される双眼アセンブリを通じて見るときに、視差を有する２次元画像からの３次元画像コンテンツ（画像内容）及び視差を有しない２次元画像からの２次元画像コンテンツを見ることができるように、上記開口部を通じて上記第１のビーム及び第２のビームを方向付けるように構成されている。３次元画像コンテンツは、上記２次元画像コンテンツにわたって強調されるように構成されている。
【００６４】
種々の態様では、医療装置は、第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイ、処理電子装置、並びに双眼ビューアを含むことができる。第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイは、視差を有する２次元画像及び視差を有しない２次元画像を生成するように構成することができる。視認者は、双眼ビューアを通じて見ると、視差を有する２次元画像からの３次元画像コンテンツ、及び視差を有しない２次元画像からの２次元画像コンテンツを見ることができる。３次元画像コンテンツは、２次元画像コンテンツにわたって強調されるように構成することができる。いくつかのそのような実施形態では、３次元画像コンテンツは、２次元画像コンテンツよりも明るい輝度を有することができる。他のそのような実施形態では、３次元画像コンテンツは、２次元画像コンテンツよりも高い彩度を有することができる。
【００６５】
別の態様によると、医療装置は、画像化される手術部位の３次元スペースを校正するように構成されている。医療装置は、上記手術部位に校正パターンを投影するように構成されている結像光学系を含む。医療装置は、投影された校正パターン及び手術部位を画像化するように構成されている１つ以上のカメラを含む。医療装置は、上記投影された校正パターン及び上記手術部位の上記画像に基づいて上記手術部位についての情報を求めるように構成されている処理電子装置を含む。
【００６６】
更なる態様では、医療装置は、画像化される手術部位の３次元スペースを校正するように構成することができる。医療装置は、投影光学系、１つ以上のカメラ及び処理電子装置を含むことができる。投影光学系は、手術部位に校正パターンを投影するように構成することができる。１つ以上のカメラは、投影された校正パターン及び手術部位を画像化するように構成することができる。処理電子装置は、投影された校正パターン及び手術部位の画像に基づいて手術部位についての情報を求めるように構成することができる。いくつかの例では、処理電子装置は、手術部位の３次元ＣＡＤ表現を生成するように構成することができる。求められた情報は、手術部位についての深さ情報、手術部位における特徴部間の距離、及び、手術部位についての体積情報のうちの少なくとも１つを含むことができる。１つ以上のカメラのうちの少なくとも１つは、手術部位の手術用顕微鏡ビューを提供するように構成することができる。
【００６７】
別の態様によると、第１の画像を表示するように構成されている第１のディスプレイ部分、及び第２の画像を表示するように構成されている第２のディスプレイ部分を含む医療装置が提供される。医療装置は、複数のソースからの画像に対応する１つ以上の信号を受信するとともに、第１のディスプレイ部分及び第２のディスプレイ部分を駆動して、複数のソースからの画像に少なくとも部分的に基づいて、第１の画像及び第２の画像を生成するように構成されている電子機器を含む。医療装置は、第１の画像及び第２の画像を第１のディスプレイ部分及び第２のディスプレイ部分から受け取るとともに、見るために第１の画像及び第２の画像を組み合わせるように構成されている第１のビームコンバイナを含む。
【００６８】
別の態様によると、手術部位のビデオ画像を取得するように構成されている複数のカメラを含む手術可視化システムが提供され、複数のカメラは、手術部位内のビデオ画像を取得するように構成されている少なくとも２つのカメラを含む。手術可視化システムは、手術可視化デバイスのユーザによって作動され、１つ以上のユーザインタフェース信号を伝達するように構成されているアクチュエータも含み、アクチュエータはユーザの手によって作動されないように構成される。手術可視化システムは、複数のカメラ及びアクチュエータと通信する画像処理システムも含む。画像処理システムは、複数のカメラによって取得されるビデオ画像を受け取り、複数のカメラのうちの対応するカメラによって取得されるビデオ画像にそれぞれ基づく複数の出力ビデオ画像を提供し、ディスプレイ上に複数の出力ビデオ画像のうちの１つを提示し、アクチュエータから受信されるユーザインタフェース信号に応答して、ディスプレイ上に複数の出力ビデオ画像のうちの異なる出力ビデオ画像を提示するように構成されている処理電子装置を含む。
【００６９】
別の態様によると、ディスプレイハウジング、ディスプレイハウジングの開口部、及び、ディスプレイハウジング内に配置される電子ディスプレイを含む医療装置が提供され、電子ディスプレイは、２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む。医療装置は、ディスプレイハウジング内のディスプレイのビューを提供するように構成されている接眼レンズを含む。医療装置は、ディスプレイハウジングに配置される画像化システムを含み、画像化システムは、手術部位の右目のビデオストリームを生成するとともに手術部位の左目のビデオストリームを生成するようにそれぞれ構成されている右目のカメラ及び左目のカメラを用いて、手術部位の外部から手術部位の画像を生成するように構成されている。画像化システムは、左目の光学経路及び右目の光学経路の共通の対物レンズであって、手術部位からの光をコリメートするように構成されている、共通の対物レンズ、右目の画像面において画像を形成するように構成されている右目の光学系、左目の画像面において画像を形成するように構成されている左目の光学系、右目の画像面における画像に基づいてビデオストリームを生成するように構成されている右目のカメラ、及び左目の画像面における画像に基づいてビデオストリームを生成するように構成されている左目のカメラを含む。
【００７０】
別の態様によると、医療装置は、流体によって動力を供給されるように構成されている手術デバイス、及び手術デバイスに流体の動力を提供するように構成されている流体システムを備えることができ、流体システムは、手術デバイスに動作可能に接続されて手術デバイスを作動する流体タービンを備える。いくつかの実施形態では、流体タービンは作動液によって動力を供給されるように構成することができる。いくつかの実施形態では、医療装置は、手術デバイスと流体連通する水圧流体源を更に備えることができる。いくつかの実施形態では、流体タービンは、空気圧流体によって動力を供給されるように構成することができる。いくつかの実施形態では、医療装置は、手術デバイスと流体連通する空気圧流体源を更に備えることができる。いくつかの実施形態では、流体タービンは、作動液及び空気圧流体の混合によって動力を供給されるように構成することができる。いくつかの実施形態では、医療装置は、ユーザが流体タービンに伝達される作動液の量及び空気圧流体の量を調整することを可能にするように構成されている制御部を更に備えることができる。いくつかの実施形態では、手術デバイスはドリルであり得る。
【００７１】
別の態様によると、手術器具は、近位作動要素、近位要素に動作可能に接続されるとともに近位作動要素の遠位に配置されるピストン、及びピストンの遠位に配置される遠位作動チャンバを備えることができ、遠位作動チャンバは、戻し弁を介して流体を受け取るように構成されており、それによって、ピストンを近位方向に移動させて近位作動要素を圧縮する。いくつかの実施形態では、手術器具はケリソンである。いくつかの実施形態では、遠位作動チャンバは生理食塩水を受け取るように構成されている。いくつかの実施形態では、遠位作動チャンバは空気又はガスを受け取るように構成されている。いくつかの実施形態では、手術器具は遠位作動チャンバに配置される付勢部材（例えばばね）を更に備える。他の実施形態では、付勢部材は排除することができる。
【００７２】
図面を通して、参照要素間の包括的な対応を示すために参照符号が再使用される場合がある。図面は、本明細書において記載される例示的な実施形態を示すために提供されており、本開示の範囲を限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】直視型手術顕微鏡と同様のイメージを提供するように構成することができる画像化システムを有する手術可視化システムの一実施形態を示している。
【図２Ａ】一体化された画像化アセンブリを含む手術用開創器デバイスの１つの実施形態を示している。
【図２Ｂ】一体化された画像化アセンブリを含む手術用開創器デバイスの１つの実施形態を示している。
【図２Ｃ】一体化された画像化アセンブリを含む手術用開創器デバイスの１つの実施形態を示している。
【図３】関節アームに取り付けられている例示的な手術視認システムを示しており、システムは、双眼視認プラットフォームに搭載されている１つ以上のカメラを含む。
【図４Ａ】双眼視認プラットフォームに取り付けられているアイソセンタ位置決めシステムを含む例示的な手術視認システムを示している。
【図４Ｂ】双眼視認プラットフォームに取り付けられているアイソセンタ位置決めシステムを含む例示的な手術視認システムを示している。
【図５Ａ】双眼視認プラットフォームの下に搭載されている光学画像化システムを有する手術可視化システムの一実施形態を示す図である。
【図５Ｂ】双眼視認プラットフォームの下に搭載されている光学画像化システムを有する手術可視化システムの一実施形態を示す図である。
【図６Ａ】図５Ａ及び図５Ｂに示されているような立体視手術視認システムにおいて用いられる光学画像化システムの実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】図５Ａ及び図５Ｂに示されているような立体視手術視認システムにおいて用いられる光学画像化システムの実施形態を示す図である。
【図６Ｃ】図５Ａ及び図５Ｂに示されているような立体視手術視認システムにおいて用いられる光学画像化システムの実施形態を示す図である
【図６Ｄ】図５Ａ及び図５Ｂに示されているような立体視手術視認システムにおいて用いられる光学画像化システムの実施形態を示す図である。
【図６Ｅ】図５Ａ及び図５Ｂに示されているような立体視手術視認システムにおいて用いられる光学画像化システムの実施形態を示す図である。
【図７Ａ】手術可視化システム、移動制御システム及び撮像装置の一実施形態の正面図である。
【図７Ｂ】移動制御システム及び撮像装置がシフトした状態の、図７Ａの実施形態の正面図である。
【図７Ｃ】図７Ａの移動制御システムの実施形態の部分断面図である。
【図８】手術可視化システム、移動制御システム及び撮像装置の一実施形態の側面図である。
【図９】移動制御システムの一実施形態の後面図である。
【図１０Ａ】接眼レンズを通じてディスプレイ又はディスプレイの対のビューを提供するように構成されている例示的な表示光学系を示す図である。
【図１０Ｂ】接眼レンズを通じてディスプレイ又はディスプレイの対のビューを提供するように構成されている例示的な表示光学系を示す図である。
【図１０Ｃ】接眼レンズを通じてディスプレイ又はディスプレイの対のビューを提供するように構成されている例示的な表示光学系を示す図である。
【図１０Ｄ】接眼レンズを通じてディスプレイ又はディスプレイの対のビューを提供するように構成されている例示的な表示光学系を示す図である。
【図１１Ａ】接眼レンズにディスプレイの画像を伝達するように構成されている例示的な表示光学系を示しており、視認アセンブリに交差する光路はバッフルを通じて低減又は排除される。
【図１１Ｂ】接眼レンズにディスプレイの画像を伝達するように構成されている例示的な表示光学系を示しており、視認アセンブリに交差する光路はバッフルを通じて低減又は排除される。
【図１１Ｃ】接眼レンズにディスプレイの画像を伝達するように構成されている例示的な表示光学系を示しており、視認アセンブリに交差する光路はバッフルを通じて低減又は排除される。
【図１１Ｄ】接眼レンズにディスプレイの画像を伝達するように構成されている例示的な表示光学系を示しており、視認アセンブリに交差する光路はバッフルを通じて低減又は排除される。
【図１１Ｅ】接眼レンズにディスプレイの画像を伝達するように構成されている例示的な表示光学系を示しており、視認アセンブリに交差する光路はバッフルを通じて低減又は排除される。
【図１１Ｆ】接眼レンズにディスプレイの画像を伝達するように構成されている例示的な表示光学系を示しており、視認アセンブリに交差する光路はバッフルを通じて低減又は排除される。
【図１１Ｇ】接眼レンズにディスプレイの画像を伝達するように構成されている例示的な表示光学系を示しており、視認アセンブリに交差する光路はバッフルを通じて低減又は排除される。
【図１２】例示的な双眼アセンブリ及びディスプレイエンクロージャアセンブリの正面図である。
【図１３Ａ】主双眼鏡及び助手双眼鏡を有する例示的な双眼アセンブリを示す図である。
【図１３Ｂ】主双眼鏡及び助手双眼鏡を有する例示的な双眼アセンブリを示す図である。
【図１４】一連の折り畳みミラーを通じてほぼ一定の直径を有するコリメートされた目の経路を示す図である。
【図１５】一連の折り畳みミラーを通じてほぼ一定の直径を有するコリメートされた目の経路を示す図である。
【図１６】執刀医の瞳孔間距離よりも大きいディスプレイの中心間距離を示す図である。
【図１７】２つの目の経路の瞳、及び、双方の目の経路を囲む共通の取り付け面から通るそれらのそれぞれの中心線を示す図である。
【図１８】３Ｄ、ステレオで手術を画像化する軸方向にコンパクトな寸法及び幅寸法を有するコンパクトな電子ディスプレイを製造するために、ディスプレイの中心間距離とユーザの瞳孔間距離との差を調整する第１の２つの回転ミラーを示す図である。
【図１９】カメラ又はステレオカメラ対が、アイソセンタ運動を提供するように構成されている双眼ディスプレイアセンブリに配置されることを示す図である。
【図２０】アイソセンタ運動を提供するように構成されている直交方向にカメラ又はステレオカメラ対が傾くことを示す図である。
【図２１】手術用顕微鏡カメラを使用して提供される側頭部方向からの手術用顕微鏡カメラビューを示す図である。
【図２２】執刀医とは反対側の助手（執刀医ディスプレイアセンブリに対して１８０°に方向付けられる助手ディスプレイアセンブリを有する）が、向きを変えられた（例えば逆さま）画像を、画像の位置が逆になった状態で見る方法を示す図である。
【図２３】２×２アレイで入れ子にされた４つのカメラが、執刀医のビュー及び助手のビューを提供することができる方法を示しており、助手は直交方向から見て執刀医の右側（例えば９０°）にいる。
【図２４】主執刀医のビューに加えて、助手に手術用顕微鏡ビューを提供する複数のカメラを提供するシステムを示す図である。
【図２５】助手が見ることができる助手ディスプレイ及びパネルディスプレイを有する手術可視化システムの概略図である。
【図２６】対物レンズトリプレットを備える例示的な画像化システムを示す図である。
【図２７】ステレオ撮像装置の双方の光学経路の共通の対物レンズを備える例示的な画像化システムを示す図である。
【図２８】例示的な画像化システムのズームレンズ群及びビデオカプラ光学系を示す図である。
【図２９Ａ】ステレオ撮像装置の共通の対物レンズを有する例示的な画像化システムの側面図である。
【図２９Ｂ】ステレオ撮像装置の共通の対物レンズを有する例示的な画像化システムの上面図である。
【図３０】例示的なステレオ画像化アセンブリを示す図である。
【図３１】本明細書において記載される特定の実施形態による例示的な医療装置を概略的に示す図である。
【図３２Ａ】本明細書において記載される特定の実施形態による別の例示的な医療装置を概略的に示す図である。
【図３２Ｂ】本明細書において記載される特定の実施形態による別の例示的な医療装置を概略的に示す図である。
【図３２Ｃ】本明細書において記載される特定の実施形態による別の例示的な医療装置を概略的に示す図である。
【図３３Ａ】手術野のピクチャインピクチャ（ＰＩＰ）ビューを有する複合画像の例の概略図である。
【図３３Ｂ】左目及び右目の双方の２つ以上の画像の複合画像を生成するように左側及び右側のアセンブリを組み込む医療装置の一実施形態の正面図を概略的に示す図である。
【図３３Ｃ】互いに隣接する組み合わせられた手術野の複数の画像の例示的なビューの概略図である。
【図３４Ａ】光学センサを洗浄する注水アセンブリを示す図である。
【図３４Ｂ】光学センサを洗浄する注水アセンブリを示す図である。
【図３４Ｃ】光学センサを洗浄する注水アセンブリを示す図である。
【図３５】カメラ光学系を洗浄する水圧及び／又は空気圧経路を含むカメラにわたる弾性カバーを有する開創器に取り付けられるように構成されているプラットフォーム上で支持される例示的なカメラを示す図である。
【図３６】カメラ光学系に配置されるカメラを洗浄するのに用いられるカメラ流体機構（ｆｌｕｉｄｉｃｓ）のハウジングを示す図である。
【図３７】図３５及び図３６に関して上述したようなプラットフォーム上に滑り込むように構成することができる弾性ハウジング又はブラダー内に包囲することができる流体ポップオフ弁の１つの実施形態の側断面図である。
【図３８】カメラ光学系を洗浄する水圧を提供する例示的な水圧管路を示す図である。
【図３９Ａ】水圧及び／又は空気圧によって動作することができるケリソンの一実施形態を示す図である。
【図３９Ｂ】水圧及び／又は空気圧によって動作することができるケリソンの一実施形態を示す図である。
【図３９Ｃ】水圧及び／又は空気圧によって動作することができるケリソンの一実施形態を示す図である。
【図４０Ａ】水圧タービンの斜視断面図である。
【図４０Ｂ】図４０Ａの水圧タービンの一部の断面図である。
【図４０Ｃ】図４０Ａの水圧タービンの一部及び方向転換された流体流路の断面図である。
【図４１】インペラの１つの実施形態を示す図である。
【図４２】タービンの一実施形態の概略図である。
【図４３】図４２のタービンの出口流速と遠心加速度との数学的関係のグラフ表現である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
以下の説明は、本開示の革新的な態様を記載する目的で特定の実施形態に関する。しかし、当業者は、本明細書における教示が、多数の異なる方法で適用され得ることを容易に理解するであろう。記載される実施形態は、手術部位の可視化を提供するように構成することができる任意のデバイス又はシステムに実装されてもよい。したがって、本教示は、単に図面に示され、かつ、本明細書において記載される実施形態に限定される意図はなく、当業者には容易に明らかな広い適用性を有する。
【００７５】
手術可視化システム
手術部位の改善された可視化を提供するために、手術デバイスには、複数の一体化されたカメラを設けることができる。カメラのそれぞれは、手術部位の別々のビューを捕捉することができる。いくつかの実施形態では、複数のカメラからのイメージは、手術部位における手術を容易にするために表示することができる。複数のカメラからのタイル状の、個々の及び／又は合成イメージは、ユーザに手術部位のビューを提供することができる。ユーザは、表示されるイメージ、及び手術中に強調されるユーティリティのためにイメージが表示される方法を選択することができる。本明細書において用いられる場合、イメージ（ｉｍａｇｅｒｙ）及び画像（ｉｍａｇｅ）という用語は、１つ以上のビデオカメラから捕捉されたビデオ及び／又は画像を含む。ビデオからの画像は、しばしば、ビデオ画像又は単に画像と称される。画像という用語は、静止画像又はスナップショットも指す場合がある。ビデオ画像又はビデオストリームを用いて、カメラからのビデオ画像等のビデオ画像を記載する場合もある。
【００７６】
ビデオカメラは、例えば、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサアレイ又は他のタイプの検出器アレイを備えることができる。フレームグラバを、カメラからデータを捕捉するように構成することができる。例えば、フレームグラバは、Ｍａｔｒｏｘ  Ｓｏｌｉｏｓ  ｅＡ／ＸＡ、４入力アナログフレームグラバボードであり得る。捕捉されたビデオの画像処理を行うことができる。そのような画像処理は、例えば、ＤＤＲ３−１３３３ＳＤＲＡＭを有する２つのＩｎｔｅｌ社の６コアＸｅｏｎ  Ｅ５６４５  ２．４ＧＨｚプロセッサを用いるＭａｔｒｏｘ  Ｓｕｐｅｒｓｉｇｈｔ  ＳＨＢ−５５２０を有するＭａｔｒｏｘ  Ｓｕｐｅｒｓｉｇｈｔ  Ｅ２によって行うことができる。このシステムは、２つのＭａｔｒｏｘ  Ｓｏｌｉｏｓ  ｅＡ／ＸＡ、４入力アナログフレームグラバボードを使用して８つ以上のカメラ入力をサポートするように設計することができる。より多いか又は少ないカメラを使用することができる。いくつかの実施態様では、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）を用いて、カメラから受け取ったビデオを捕捉及び／又は処理することができる。例えば、画像処理は、Ｘｉｌｉｎｘ社のシリーズ７ＦＰＧＡボードによって行うことができる。ＡＳＩＣ、ＤＳＰ、コンピュータプロセッサ、グラフィックスボード等を含む他のハードウェアデバイスも用いることができる。ハードウェアデバイスは、スタンドアロンデバイスであり得るか、又はローカルコンピュータバス、例えばＰＣＩカード若しくはＰＣＩｅカードによってコンピューティングシステムに統合される拡張カードであり得る。
【００７７】
図１は、手術可視化システム１の例示的な実施形態を示している。図示のように、システム１は、３つのアーム５、７及び７ｂが延びるコンソール及び電子機器３を含む。第１のアーム５は、その遠位端が視認プラットフォーム９に搭載されている。視認プラットフォームは、２つの接眼レンズ１１を含み、標準的な手術用顕微鏡視認プラットフォームと同様に構成することができる。しかし、いくつかの実施形態では、従来の手術用顕微鏡又はヘッドマウント型ディスプレイとは異なり、視認プラットフォーム９は、執刀医又は他のユーザがプラットフォーム、例えばプラットフォームの開口を通して直接的に見る直視型デバイスではない。いくつかの実施形態では、ユーザが視認プラットフォームを通して直接的に見ることができるか否かに関係なく、手術可視化システム１は、ユーザが接眼レンズ１１を移動させるか又はユーザが姿勢を調整することなく手術用顕微鏡カメラの位置及び／又は向きを調整することができるように、表示されるビデオが手術用顕微鏡カメラの移動から分離されるよう、ビデオを表示するように構成することができる。以下でより詳細に説明するように、視認プラットフォーム９は、執刀医又はユーザが手術部位を見るのに使用するカメラから信号を受信するディスプレイを含むことができる。
【００７８】
いくつかの実施形態では、カメラは、視認プラットフォーム９に取り付けることができ、カメラは、手術部位のイメージを提供するように構成することができる。したがって、カメラを用いて、従来の手術用顕微鏡と同様のイメージを提供することができる。例えば、視認プラットフォーム９上のカメラは、ズーミングを用いて変えることができる作動距離、すなわち視認プラットフォーム９から患者までの距離を提供するように構成することができる。仮想の作動距離を変えることができ、この場合、作動距離は、少なくとも約１５０ｍｍ及び／若しくは約４５０ｍｍ以下、少なくとも約２００ｍｍ及び／若しくは約４００ｍｍ以下、又は、少なくとも約２５０ｍｍ及び／若しくは約３５０ｍｍ以下であり得る。作動距離は、執刀医によって選択及び／又は変更することができる。いくつかの実施形態では、作動距離の変更は、ユーザ又は執刀医に対する接眼レンズ１１の位置及び／又は向きに影響を与えない。いくつかの実施形態では、視認プラットフォーム９に搭載されるカメラを用いて、ジェスチャ認識を提供することができ、本明細書においてより詳細に記載するように、執刀医が、執刀医の手、手術器具又は双方を用いて、ディスプレイによって提供されるイメージと仮想的に相互作用することを可能にする。
【００７９】
第２のアーム５は、その遠位端が入力及び表示デバイス１３に搭載されている。いくつかの実施形態では、入力及び表示デバイス１３は、ユーザに利用可能な種々のメニュー及び制御オプションを有するタッチスクリーンディスプレイを含む。いくつかの実施形態では、タッチスクリーンは、１０本の指からのマルチタッチ入力を同時に受信するように構成することができ、ユーザがディスプレイ上の仮想のオブジェクトと相互作用することを可能にする。例えば、操作者は、入力デバイス１３を用いて、表示される画像の種々の様相を調整することができる。種々の実施形態では、手術用顕微鏡ビューを提供するビデオカメラを組み込む執刀医のディスプレイは、天井から、支柱上等の自由な直立アームに取り付けることができる。フラットパネルディスプレイタッチスクリーン１３は、電子機器コンソールの上部のチルト／回転デバイスに位置決めしてもよい。
【００８０】
手術器具１７を、電気ケーブル１９によってコンソール３に接続することができる。手術器具１７は、例えば、切開具、洗浄具、患者を切開するのに用いられるデバイス又は他のそのようなデバイスを含む。他の実施形態では、手術器具１７は、例えばＷｉＦｉ（例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ、ＷｉＧｉｇ（例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ）等を介してコンソール３と無線通信することができる。手術器具１７は、イメージ、例えば画像及び／又はビデオデータを提供するように構成されている１つ以上のカメラを含むことができる。種々の実施形態では、ビデオデータを、例えばコンソール３内に位置決めされるビデオ切り換え装置、カメラ制御ユニット（ＣＣＵ）、ビデオプロセッサ又は画像処理モジュールに送信することができる。ビデオ切り換えモジュールはこの場合、視認プラットフォーム９にディスプレイビデオを出力することができる。操作者は次に、視認プラットフォーム９の接眼レンズ１１を通じて表示されるビデオを見ることができる。いくつかの実施形態では、双眼鏡は、表示されるビデオの３Ｄ視認を可能にする。以下でより詳細に説明するように、視認プラットフォーム９を通じて見られる表示されるビデオは、手術器具１７上のカメラの２つ以上から形成される（例えば合成又はタイル状にされる）複合ビデオを含むことができる。特定の実施形態のカメラは手術器具に配置することができる。種々の実施形態では、カメラは、手術切開部を開いたままに保持するとともに手術部位へのアクセスを提供するように構成されている開創器１５上に配置することができる。
【００８１】
使用時に、操作者は、手術器具１７を用いて開腹手術及び／又は低侵襲手術を行うことができる。操作者は、視認プラットフォーム９において表示されるビデオによって手術部位を見ることができる。したがって、視認プラットフォーム（執刀医のディスプレイシステム）９を、標準的な手術用顕微鏡と同様に用いることができるが、上記で説明したように、視認プラットフォーム９は、ユーザが視認プラットフォーム９の底部の開口を通して接眼レンズから光学経路を介して手術部位までプラットフォーム９を通じて直接的に見る直視型デバイスである必要はない。むしろ、種々の実施形態では、視認プラットフォーム９は、接眼レンズをじっと見ることによってユーザに見える画像を形成する液晶又は発光ダイオードディスプレイ（例えばＬＣＤ、ＡＭＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ等）のような複数のディスプレイを含む。しかし、したがって、視認プラットフォーム９自体が必ずしも顕微鏡対物レンズ又は検出器又は他の画像捕捉機構を含む必要がないという１つの違いがある。むしろ、画像データは手術器具１７のカメラを介して取得することができる。画像データは次に、コンソール３内のカメラ制御ユニット、ビデオプロセッサ、ビデオ切り換え装置又は画像プロセッサによって処理することができ、表示されるイメージを次に、表示デバイス、例えば視認プラットフォーム９に含まれる液晶又はＬＥＤディスプレイを介して視認プラットフォーム９において操作者によって見ることができる。いくつかの実施形態では、視認プラットフォーム９は、カメラ及びディスプレイを用いて標準的な手術用顕微鏡と同様のビューを提供することができ、視認プラットフォームにおける標準的な手術用顕微鏡光学経路に加えて又は併せて用いることができる。特定の実施形態では、視認プラットフォーム９は、手術用顕微鏡ビューを提供することができ、視認角、視認距離、作動距離、ズーム設定、焦点設定等の変更は視認プラットフォーム９の移動から分離される。特定の実施形態では、画像化システム１８の位置、ピッチ、ヨー及び／又はロールの変更は、執刀医が接眼レンズ１１を通じてビデオを見ている間に静止したままであることができながらも、画像化システム１８が移動し及び／又は向きを変えることができるように、視認プラットフォーム９から分離される。
【００８２】
第３のアーム７ｂは、直視型手術顕微鏡と同様にビデオを提供するように構成することができる画像化システム１８を含むことができる。画像化システム１８はこの場合、作業部位又は手術部位の、その部位の上の位置（例えば手術部位の約１５ｃｍ〜４５ｃｍ上）又は別の所望の角度からのビデオを含むことができる、電子顕微鏡のようなビューを提供するように構成されている手術画像化システムを提供するように構成することができる。撮像装置１８をディスプレイから分離することによって、執刀医は、手術画像化システムを操作し、視認用接眼レンズを調整する必要なく、所望の又は選択された視点を提供することができる。これは、有利には、従来の直視型手術用顕微鏡システムに比して、執刀医に改善されたレベルの快適さ、機能及び一貫性を提供することができる。いくつかの実施形態では、本明細書において記載するように、撮像装置１８は、以下の視認アーム、視認プラットフォーム９、専用のアーム７ｂ、ディスプレイアーム５、別個の支柱、頭上構造から支持されるか、天井若しくは壁から支持されるか、又は、他のシステムから取り外される別個のスタンドのうちの１つ以上に位置付けることができる。例えば、手術用顕微鏡ビューを提供するカメラ又は撮像装置は、専用のアーム７ｂ又は別個の支柱又はスタンド又は支持体にあり、視認プラットフォーム９上にはないものとすることができる。撮像装置１８は、可変レベルの倍率、視認角、単眼若しくはステレオイメージ、輻輳角、作動距離、又は、これらの任意の組み合わせを提供するように調整可能であるよう構成されるカメラを含むことができる。
【００８３】
視認プラットフォーム９には、屈折誤差及び老眼を調整可能な広視野接眼レンズ１１を備え付けることができる。いくつかの実施形態では、接眼レンズ１１又はアイピースは、ステレオ映像を提供するために偏光子を付加的に含むことができる。視認プラットフォーム９は、手術を行うために適所にある間に、ユーザが接眼レンズ１１を通じてディスプレイ１３を快適に見るために位置決めすることができるように、アーム７又は７ｂによって支持されることができる。例えば、ユーザは、アーム７又は７ｂを回動及び移動させて視認プラットフォーム９の向きを変え及び／又は位置を変えることができる。
【００８４】
いくつかの実施形態では、画像処理システム及びディスプレイシステムは、ディスプレイを見るときの調節及び／又は収束を低減又は排除するように無限遠に粗く配置されるイメージを表示するように構成されている。いくつかの実施形態では、切開部を開いたままに保持し、それによって、手術部位への手術器具のアクセスの経路を提供するように構成されている手術用開創器を含めることができ、当該開創器は、当該開創器の部分間の中央に位置付けられる開口中央領域の周りに配置されるように構成されている部分を含み、上記開口中央領域を通して手術部位への手術器具のアクセスを可能にするようにする。種々の実施形態では、開創器は、中央開口領域に向かって内方に方向付けられる少なくとも２つのカメラを含むことができ、少なくとも２つのカメラのうちの少なくとも一方は手術野内に下方に方向付けられる。表示光学系は、１つ以上のレンズ及び１つ以上の再方向付け素子（例えばミラー、プリズム）を含むことができ、一対の接眼レンズ、対物レンズ及び／又は回転プリズム若しくはミラーを備える双眼視認アセンブリによって画像化することができるディスプレイからの光を提供するように構成することができる。液晶ディスプレイ等の表示デバイスは、対物レンズ及び接眼レンズの対並びに視認プラットフォーム９内の表示光学系によって画像化することができる。双眼アセンブリ及び表示光学系は、無限遠にディスプレイの画像を生成するように構成することができる。そのような構成は、執刀医による調節の量を潜在的に低下させ得る。接眼レンズも、執刀医の近視、遠視及び／又は老眼に対処するように（例えば焦点又は出力の）調整部を有することができる。例えば、各接眼レンズは、執刀医又は他のユーザが所望し得る光学補正を提供するように可変の調整可能な出力を有することができる。したがって、接眼レンズは、執刀医又は他のユーザが、他の活動には普段の度付き眼鏡を装着する場合であっても、眼鏡を装着することなく接眼レンズを通じてディスプレイを見ることを可能にする光学補正を提供することができる。
【００８５】
図２Ａ〜図２Ｃは、一体化された画像化アセンブリを含む手術用開創器デバイスの１つの実施形態を示している。いくつかの実施形態では、画像化アセンブリは、複数の一体化されたカメラを含む。開創器１００は、３つのブレード１０１を含むが、設計に応じてより多いか又は少ないブレードを含めることができる。ブレードのそれぞれは、手術中にブレードの位置を調整することを可能にする関節アーム１０３に取り付けることができる。例えば、小さい切開に続いて、３つのブレード１０１を、それぞれが互いに近くに位置決めされる閉位置に配置することができる。この閉形態では、３つのブレードを、切開部を通して導入することができ、次に、手術経路又は作業スペースを提供するように拡張させる。他の実施形態では、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ若しくはそれ以上のブレード、フィンガ、開創器部材又は他のバリアを使用することができる（又は、２つのブレード等のより少ない部材、若しくは更には、筒状開創器の単一のルーメン等の単一の部材を用いてもよい）。種々の実施形態では、手術エリアは少なくとも４００ｍｍ２であり、例えば、４００ｍｍ２〜２１００ｍｍ２の面積の開口部を有し得る。作業スペースは、手術器具又は他の器具が通ることを可能にする開創器ブレード間（又は筒状開創器のルーメン内）の中央に位置付けられるエリアであり得る。図示のように、開創器は、開創器（例えば、開創器ブレードのアレイ、フィンガ、部材等、又は、筒状開創器のルーメン）の中央、及び開創器によって形成される開口領域を妨げず、執刀医による容易なアクセスのために手術部位の中央への妨げられないアクセスを可能にする。ブレード１０１のそれぞれは、１つ以上の一体化されたカメラ、又は１つのセンサ若しくはカメラモジュール１０５への組み合わせられたステレオ経路を有するカメラを含む。種々の実施形態では、カメラモジュールの数及び構造は変えることができる。図示の実施形態では、各カメラモジュール１０５は、カメラ１０７、及びカメラ１０７の両側に配置される１つ以上の、又は２つの照明源１０９を含む。種々の実施形態では、カメラモジュールあたりの照明源の数は変えることができる。いくつかの実施形態では、照明源は、任意の特定のカメラに直接的に隣接して配置されない場合がある。いくつかの実施形態では、照明源は省くことができ、カメラモジュールは、周囲の補足物、すなわち、頭上のライト、又は他の場所に位置付けられる光源から方向付けられる光に頼ることができる。いくつかの実施形態では、一体化されたカメラ１０７の向きは、開創器ブレード１０１又は他の手術器具に対して実質的に固定することができる。いくつかの実施形態では、カメラ１０７及び／又はカメラモジュール１０５は、開創器ブレード１０１に対して調整可能であり得る。
【００８６】
図示の実施形態では、開創器ブレード１０１は実質的に剛性である。種々の実施形態では、開創器ブレードは可鍛性であるものとすることができ、幅、張力等のような広範な異なる構造的特徴を有することができる。例えば、脊柱及び経口手術にはより強くより大きい開創器ブレードが望ましい場合があり、一方で、神経手術にはより弱くより小さい開創器ブレードが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、開創器は、異なるブレードを所望に応じて配置することができるように構成することができる。
【００８７】
カメラモジュール１０５のそれぞれは、アグリゲータ１０４と電気的に通信する。アグリゲータ１０４は、カメラモジュール１０５のそれぞれから入力を受信し、電気ケーブル１０８を介して外部構成要素に接続するように構成されている。例えば、ハブ又はアグリゲータ１０４は、カメラモジュール１０５のそれぞれから画像データを受信することができ、画像データを画像処理モジュール（図示せず）に送信することができる。図示の実施形態では、カメラモジュール１０５とアグリゲータ１０４とを接続する配線は、開創器ブレード１０１及び関節アーム１０３内に埋め込まれて見えない。いくつかの実施形態では、以下でより詳細に記載するように、カメラモジュール１０５とアグリゲータ１０４とを接続するケーブルを、開創器１００の外面に（恒久的に又は非恒久的に、例えば解放可能に）接着することができる。図示の実施形態では、ハブ又はアグリゲータ１０４は、開創器１００の上面に固定される。アグリゲータは、開創器１００に対して任意の位置に位置決めすることができるか、又は開創器１００から全く分離することができる。アグリゲータは、使用時に全てのカメラを支持する高速シリアルケーブルを生成するように、カメラインタフェース電子機器、トラッカインタフェース電子機器及びＳＥＲＤＥＳを収容することができる。種々の実施形態では、開創器カメラ出力はコンソールに結合され、これによって、開創器カメラからのビデオがディスプレイ上に提示される。
【００８８】
図示の実施形態は一体化されたカメラモジュール１０５を示しているが、種々の実施形態では、カメラモジュール１０５は開創器ブレード１０１に取り外し可能に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、カメラモジュール１０５は、開創器ブレード１０１又は他の手術デバイス上の予め位置決めされたレセプタクル内に配置することができる。いくつかの実施形態では、カメラモジュール１０５は、開創器ブレード１０１上の、ユーザによって所望の複数の又は広範な位置に配置することができる。種々の実施形態では、センサの向き及び位置は、ユーザ、例えば医師、看護師、技術者又は他の臨床医によって調整することができる。いくつかの実施形態では、例えば、カメラは、カメラが開創器、例えば開創器ブレードを摺動して上下することができるように、軌道に配置することができる。カメラの高さ、すなわち手術部位内又は手術部位上のカメラをそれによって所望に応じて調整することができる。カメラの位置を横方向に調整する他の構成を用いることができる。さらに、種々の実施形態では、カメラは、カメラの高さ又は向きを調整することができるように、チップ及び／又はチルト調整部を有するように構成することができる。それによって、カメラの視線又は光学軸を調整し、例えば、手術部位内により下方に方向付けるか、又は、手術箇所内にあまり方向付けず、より水平に又は異なる横方向に角度を付けることができる。カメラモジュール１０５は、例えば電磁若しくは光学的追跡のためのセンサ若しくはマーカを含むことができるか、又は、以下でより詳細に記載するように、エンコーダ、加速度計、ジャイロスコープ若しくは慣性測定装置（ＩＭＵ）、又はそれらの組み合わせ、又は任意の他の向き及び／若しくは位置センサを用いる。追跡は、カメラの位置及び／又は向きを提供することができる。カメラによって得られる画像は、画像処理技法を使用して合成するか又はタイル状にすることができる。追跡、又はセンサの相対的な位置を別様に知ることは、画像処理及びディスプレイの初期化を助けることができる。
【００８９】
種々の実施形態では、カメラの対はともに、ステレオ効果又は３次元（３Ｄ）画像を形成するための情報を提供する。カメラの対は、例えば、開創器１００のブレード１０１のそれぞれに含めることができる。
【００９０】
図示のように、開創器は、ブレード間の中央に位置する開口領域又はキャビティを生成するように組織を開いたままに保持するよう構成されている。なお、種々の実施形態では、この開口中央領域は開創器によって妨げられない。特に、開口領域の中央部分は、執刀医が手術部位への明らかなアクセスを有するように、開創器の特徴部によって妨げられない。執刀医はしたがって、手術部位内の位置に自身の器具をより自由に導入して使用する。さらに、これは、執刀医が、内視鏡を保持する必要なく両手で器具を用いることを可能にすることができる。
【００９１】
同様に図示のように、カメラは、互いに対して内方に（また可能性としては下方及び／又は手術部位内に）面するように、開創器のブレードに配置され、開口部又は手術部位は開創器ブレードによって開いたままに保持される。この例のカメラは、手術部位を囲む位置からのビューを提供するように、開創器ブレードによって開いたままに保持される中央開口領域の周りに配置される。カメラはしたがって、上記で記載したように可能性としては下方に及び／又は手術部位内に、執刀医によって手術するように器具が用いられる構造等の、手術部位内の物体に面する。したがって、手術部位の中央開口領域（例えば、切開によって形成され、及び／又は、開創器によって開いたままに保持される開口部）に向かって内方に方向付けられる少なくとも２つのカメラ、並びに、少なくとも２つのカメラのうちの少なくとも一方は、手術部位又は手術野内に下方に方向付けることができる。
【００９２】
この特定の例では、ブレードのうちの２つのカメラは、最も左側のブレード及びその上のカメラが、最も右側のブレード上のカメラの視野にあり、その逆もまた同様であるように、互いに面する。最も左側のブレード上のカメラは、最も右側のブレード上のカメラに対して逆平行であり、互いに対して１８０°の角度θの向きである光軸を有することができる。残りのブレード上のカメラは、他の２つのブレードに直交して方向付けられ、したがって、互いに対して９０°の角度θで方向付けられる光軸を有することができる。カメラを有する開創器は、処置中にフレーム又は取り付け構造に再び固定することができ、カメラは、アグリゲータ及びビデオ切り換えユニットによってそれらの通信プロトコルを通じてカメラのアレイ内で相対位置に対して自身の向きを変えることができる。
【００９３】
いくつかの実施形態では、異なるカメラの視野、したがって異なるカメラによって生成される画像は重なることができる。画像処理を使用して、重なる領域における解像度を高めることができる。同様に、用いられるセンサの数を増やし、改善された視野及び／又は解像度を提供することができる。同様に、重なる画像を有するカメラを、電子的に拡大することができ、それによって、それらの画像を、重ねるのではなく隣接させる。
【００９４】
低侵襲脊柱手術は、およそ２５ｍｍの直径を有する円形の作業スペースを有する筒状開創器を用いることができる。開創器は、例えば手術部位を開いたままに維持するように組織を押し留めるチューブ等の、ブレード、フィンガ又は少なくとも１つのバリアを含む。手術野内、又は、例えば手術開口部の７５ｍｍ以内で手術野に非常に近接した位置において開創器に位置付けられる複数のカメラが、執刀医に有用な視点を提供することができる。カメラは、例えば、手術野に近いか若しくは患者及び手術野内のブレード、フィンガ、筒状のバリア又は開創器の他の部分に位置付けることができる。カメラは、ステレオを提供するような配置及び／又は向きにされるカメラの対、したがって、ステレオを提供するようにデュアル光学系を有する３Ｄ画像化又は単一ＣＭＯＳカメラチップを含むことができる。カメラは、手術デバイスに対して種々の位置に位置付けることができ、例えば、カメラは、開創器に沿って又は開創器付近に近位及び遠位に位置付けることができ、カメラの位置は、手術の進行及び対象とするエリアの改善されたビュー又はビューの選択の双方を容易にするように構成することができる。カメラは、手術部位内に下方に及び互いに向かって内方に面することができる。開創器を用いて、手術部位へのアクセスを提供するように切開部を開いたままに保持することができる。
【００９５】
いくつかの実施形態では、視認プラットフォーム９は、電子顕微鏡のような画像化能力を提供するように構成されている１つ以上の撮像装置を含むことができる。図３は、アーム７に取り付けられる例示的な手術画像化システム５１を示しており、システム５１は、視認プラットフォーム９に搭載される１つ以上のカメラ１８を含む。カメラ１８は、作業部位のイメージを提供するように構成することができる。画像データは、ユーザが視認プラットフォーム９に搭載される接眼レンズ１１を用いて見ることができるディスプレイ上に提示されることができる。この設計を用いて、他の直視型顕微鏡を模倣することができるが、付加的な機能を提供するように構成することもできる。例えば、手術画像化システム５１は、視認プラットフォーム９又は関節アーム７を調整することなく可変の作動距離を有するように構成することができる。手術画像化システム５１は、電子的なズーミング及び／又は拡大、画像回転、画像処理、ステレオイメージ等のような画像処理機能を提供するように構成することができる。さらに、カメラ１８からのイメージを、手術デバイス１７のカメラからのイメージと組み合わせることができる。いくつかの実施形態では、手術画像化システム５１は蛍光画像を提供することができる。
【００９６】
この説明は手術器具からの画像を検討するが、多くの実施形態は、少なくとも１つの補助ビデオカメラ１８、及び手術器具には配置されず、他の医療デバイスに配置される１つ以上の他のカメラを伴うことができる。これらの医療デバイスは、内視鏡、腹腔鏡、関節鏡等のような、身体内に導入される装置を含むことができる。
【００９７】
したがって、視認プラットフォーム９に含まれる少なくとも１つのディスプレイ１３等の１つ以上のディスプレイを用いて、補助ビデオカメラ（複数の場合もあり）１８等の１つ以上のカメラを用いた手術用顕微鏡ビューを提供するとともに、手術器具以外のような医療デバイスに位置付けられる１つ以上のカメラからのビューを表示することができる。図示のように、手術用顕微鏡カメラは、視認プラットフォーム９以外の異なるプラットフォームにあるものとすることができ、限定はされないが、アイソセンタ運動、可変作動距離及び移動制御システムを含め、視認プラットフォーム上のカメラ又は撮像装置に関して本明細書において記載される特徴部を含む。ビュー又はビューの組み合わせ間で切り換えるために切り換えモジュールを含めることができる。いくつかの実施形態では、種々のソース、例えば手術器具及び他の医療デバイスからの任意の組み合わせのカメラを、補助ビデオカメラ１８からの手術用顕微鏡ビューとともに、手術用プラットフォームのディスプレイ（複数の場合もあり）上で見ることができる。本明細書において記載されるように、ディスプレイは３Ｄを提供することができ、したがって、画像及びグラフィックスのいずれかを３Ｄで提供することができる。
【００９８】
種々の実施形態では、補助ビデオカメラ１８、又は視認プラットフォーム９に搭載される他の仮想のタッチスクリーンカメラによって仮想のタッチスクリーンを提供することができる。したがって、いくつかの実施形態では、ユーザは、補助ビデオカメラ及び／又は仮想のタッチスクリーンカメラの視野においてジェスチャを提供することができ、処理モジュールは、ジェスチャを入力として認識するように構成されることができる。補助ビデオカメラ１８の文脈で仮想のディスプレイを記載したが、可能性としては補助ビデオカメラ１８に加えて、他のカメラ、例えば仮想の現実入力カメラを用いることができる。これらのカメラは、視認プラットフォーム９、又は第３のアーム７ｂ等の他の場所に配置することができる。本明細書において記載されるように、ディスプレイは３Ｄを提供することができ、したがって、バーチャルリアリティインタフェースが３Ｄで出現し得る。これは、視認体験の没入品質を高めることができ、ディスプレイ上のビデオ情報の細部及び／又は現実的な表現を高める。
【００９９】
いくつかの実施形態では、図４Ａに示されているように、手術画像化システム５１は、視認プラットフォーム９に取り付けられるアイソセンタ位置決めシステム５２を含む。アイソセンタ位置決めシステム５２は、カメラ１８が単一の地点５３、すなわちアイソセンタを実質的に指すように、カメラ１８を移動させて向けるように構成されている単一の軌道又はガイドを含むことができる。いくつかの実施形態では、第２の軌道又はガイドを、第１のガイドに直交して取り付け、アイソセンタ５３に向かって指す角度を実質的に維持しながらも、２次元に沿う移動を提供することができる。関節アーム、電気機械要素、湾曲した摩擦プレート等のような他の構造を用いて、アイソセンタを指す機能を提供することができる。いくつかの実施形態では、図４Ｂに示されているように、画像化システムはアイソセンタに移動するように構成されている。これを用いてシステムのユーザの器用さを改善することができ、これは、手と目の協働が高められるか又は最大限にされるためである。そのような改善された器用さは、長い及び／又は困難な手術に必須であり得る。示されている実施形態では、取得システムの水平線が、ディスプレイシステム及びユーザの水平線に合致するように水平であるように構成されている。図４Ｂに示されているように、種々の実施形態では、ステレオ画像化システムは、ステレオカメラからのビデオを見るユーザの混乱を回避するために、広範な位置にわたって移動するにつれて、水平な形態で維持されることができる。ディスプレイと取得システムとの間の共通の相対的な水平線を維持することによって、ユーザは、ディスプレイにおいて手の動きをオブジェクトの操作に比較的容易に変換することができ、これは、取得の変換にディスプレイと取得システムとの相対的な回転が伴う場合には当てはまらない。
【０１００】
図４Ａ及び図４Ｂに示されている実施形態では、アイソセンタアセンブリは、ディスプレイシステムの一部であるか又は別個の独立したシステムであり得る。例えば、視認プラットフォーム９は、カメラ１８とは別個のアームに取り付けることができる。したがって、手術画像化システムのディスプレイ及び画像取得部を、図１に示されている実施形態と同様に分離することができる。アイソセンタカメラ１８をディスプレイから分離することによって、例えば、執刀医が長時間にわたって又は快適ではない姿勢若しくは角度で双眼鏡を通じて見る必要がないといった、人間工学的利点が提供される。種々の実施形態では、ディスプレイ及び取得システムの双方の共通の相対的な水平線を使用することもできる。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、対象とする手術部位と撮像装置との間の距離、例えば作動距離は、少なくとも約２０ｃｍ及び／若しくは約４５０ｃｍ以下、少なくとも約１０ｃｍ及び／若しくは約５０ｃｍ以下、又は少なくとも約５ｃｍ及び／若しくは約１ｍ以下であるものとすることができるが、この範囲外の値が可能である。
【０１０２】
ユーザは、手術画像化システム５１と相互作用して、処置を通して一定であり得るか又は任意の時点で調整することができる作動距離を選択することができる。作動距離の変更は、グラフィカルユーザインタフェース等のユーザインタフェース上の要素を用いて、又は回転可能なリング、ノブ、ペダル、レバー、ボタン等のような物理的な要素を用いて達成することができる。いくつかの実施形態では、作動距離は、システムによって、手術可視化システムにおいて用いられるケーブル及び／又は管に少なくとも部分的に基づいて選択される。例えば、ケーブル及び／又は管は、ＲＦＩＤチップ、又は、ＥＥＰＲＯＭ、又は、行われる処置の種類についての情報を手術画像化システム５１に通信するように構成されている他の記憶装置を含むことができる。ＥＮＴ／頭部／首の処置の場合、典型的な作動距離は約４０ｃｍに設定することができる。いくつかの実施形態では、ユーザの過去の好みを覚え、少なくとも部分的に用いて作動距離を選択する。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、徹底的な焦点調整を、カメラ１８及びアーム７を位置決めすることによって手動で達成することができる。細かい焦点調整は、微細焦点合わせリング等の他の物理的な要素を用いて行うことができるか、又は電子的に達成することができる。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、手術画像化システム５１の倍率を、物理的な又は仮想のユーザインタフェース要素を用いてユーザによって選択することができる。倍率は変更することができ、約１×〜約６×、約１×〜約４×又は約１×〜約２．５×の範囲であり得る。実施形態は、２．５×〜６×又は２．５×〜６×等の、これらのうちのいずれかの間で変更することが可能であり得る。これらの範囲外の値も可能である。例えば、システム５１は、約−２×〜約１０×、約−２×〜約８×、約−２×〜約４×、約−０．５×〜約４×又は約−０．５×〜約１０×の範囲を有する、倍率及び縮小並びに画像反転を提供するように構成することができる。手術画像化システム５１は、ズーム機能及び焦点調整を分離し、従来の手術室の顕微鏡に関連する問題を克服するように構成することができる。いくつかの実施形態では、手術可視化システム５１を用いて手術用顕微鏡ビューを提供することができる。いくつかの実施形態では、手術画像化システム５１は、シーンの直視ではなく電子ディスプレイを提供することによって器械近視を分離することができる。電子ディスプレイは、様々なレベルの倍率において焦点を合わせるように構成することができ、ユーザが、倍率の調整間で接眼レンズを調整することなくディスプレイを見ることを可能にする。さらに、種々の実施形態では、接眼レンズは、無限遠に連続的なビューを提供するように構成することができる。しかし、いくつかの実施形態では、手術画像化システムの主要なユーザは、電子ディスプレイによって提供されるリラックスしたビューを用いるのではなく、接眼レンズの調節レベルを選択することができる。しかし、電子ディスプレイは、種々の実施形態では、焦点を合わせたままであることができ、接眼レンズの調整は、種々のビデオ取得システムの焦点に影響を与えない。したがって、カメラ／取得システムを、焦点を合わせたままにすることができるため、主要なユーザによる調整は、例えばビデオを示す他のディスプレイを見るシステムの他のユーザのビューに影響を与えない。いくつかの実施形態では、手術画像化システム５１は、より大きい作動距離（例えば、より広い被写界深度を有する距離）に移動するときに、画像が焦点を合わせられたままであるように、比較的近い作動距離（例えば、比較的より狭い被写界深度を有する距離）に焦点を合わせることができる。したがって、手術画像化システム５１は、作業範囲全体にわたって焦点を合わせることができ、倍率又はズームを調整した後でシステムの焦点合わせを再び行う必要性を低減又は排除する。
【０１０５】
図５Ａ及び図５Ｂは、視認プラットフォーム９の下に搭載される光学系５３を有する手術画像化システム５１の一実施形態を示している。図示のように、光学部品は、部品の構造を示すために独立しているものとして示されているが、実際には、光学部品５３は、視認プラットフォーム内又は視認プラットフォームに取り付けられる構造に搭載される。いくつかの実施形態では、光学系５３及び／又はカメラ１８（上記で説明した）はモジュール式であるものとすることができ、手術画像化システム５１とともに用いられるように選択及び交換することができる。米国仮出願第６１／８８０，８０８号、同第６１／９２０，４５１号、同第６１／９２１，０５１号、同第６１／９２１，３８９号、同第６１／９２２，０６８号、及び、同第６１／９２３，１８８号のそれぞれからの［０４８９］段落が参照により本明細書に援用される。
【０１０６】
光学系５３は画像化システム５１にステレオ画像データを提供するように構成されている。光学系５３は、視認プラットフォーム９の下で光学経路を折り畳む回転プリズム５４を含み、視認プラットフォーム９の下の画像化システムの物理的な範囲（例えば長さ）を低減する。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、光学系５３はグリノー式の系を含み、各目の光学経路は別個の光学部品を有する。いくつかの実施形態では、光学系５３はガリレオ式の系を含み、各目の光学経路は共通の対物レンズを通る。グリノー式の系は、ガリレオ式の系に比して、画像データを捕捉及び搬送するのに画像化センサが用いられる場合に好ましいであろう。ガリレオ系は、対物レンズの外周を通る各目の光学経路の光線によってイメージに収差を導入することができる。これは、各光学経路がそれ自体の光学系を有するため、グリノー式の系では生じない。加えて、ガリレオ系は、用いられる対物レンズが、レンズの所望の光学的品質及びそのサイズに少なくとも部分的に基づいて比較的高価であり得るため、より高価であり得る。
【０１０８】
光学系５３は、２つの直角プリズム５４、２つのズーム系５５及び２つの画像センサ５６を含むことができる。この折り畳みは、光学経路が直視型の光学系ではなく画像センサにつながるため、従来の手術室の顕微鏡とは異なる。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、光学系５３は比較的一定のＦ値を有することができる。これは、例えば、作動距離及び／又は倍率に基づいて系の焦点距離及び／又は開口を変えることによって達成することができる。１つの実施形態では、焦点距離が変化すると、目の経路は横方向に離れる（又は寄る）可能性があり、プリズム５４が回転して適切な輻輳角を提供することができ、開口はそれらの直径を変えて、焦点距離と直径との比を比較的一定の値に維持することができる。これは、画像センサ５６において比較的一定の輝度を生成することができ、この結果として、比較的一定の輝度がユーザに表示されることができる。これは、複数のカメラが用いられ、焦点距離、倍率、作動距離及び／又は開口の変化を相殺するために照明を変更することが、系内の他のカメラによって取得されるイメージに悪影響を及ぼす可能性がある場合に、本明細書において記載される手術可視化システム等のシステムにおいて有利であり得る。いくつかの実施形態では、照明は、画像センサ５６において比較的一定の輝度を提供するように、焦点距離及び／又は開口の変化を相殺するよう変更することができる。
【０１１０】
光学アセンブリ５３は、可変の焦点距離及び／又はズーム機能を提供するように構成されているズーム系５５を含むことができる。ガリレオ式の立体視系は概して、２つの目の経路に共通の対物レンズを含む。この光学系が画像センサ５６によって画像化される場合、相殺するのが困難であり得る収差、ウェッジ効果等を生じる可能性がある。いくつかの実施形態では、手術画像化システム５１は、対物レンズを通じて中央位置までのステレオ経路のうちの少なくとも１つを再びセンタリングするように構成されているガリレオ式の光学系を含むことができ、これは、いくつかの用途において有利であり得る。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、リアルタイム可視化システムはグリノー式の系を使用する。これは、各ステレオ経路に別個の光学部品を有することができる。光学アセンブリ５３は、可変の倍率及び／又はアフォーカルズームを提供するように構成することができ、約１×〜約６×又は約１×〜約４×又は約１×〜約２．５×の倍率範囲で動作するように構成することができる。
【０１１２】
グリノーアセンブリ５３の最遠位部分は、およそ焦点距離に設定される作動距離を有する典型的な直視型の手術室の顕微鏡の対物レンズの機能と同様であり得る。作動距離、またいくつかの実施態様では焦点距離は、例えば約２０ｃｍ〜約４０ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、作動距離は１５ｃｍ〜４０ｃｍ又は４５ｃｍに調整可能であり得る。これらの範囲外の他の値も可能である。いくつかの実施形態では、手術画像化システム５１は、光学アセンブリ５３の一部の焦点距離又は光学アセンブリ５３全体を変えるように構成されている光機械的焦点素子を含む。
【０１１３】
図６Ａ〜図６Ｅは、図５Ａ〜図５Ｂを参照して本明細書において記載したような立体視手術画像化システムにおいて用いられる光学アセンブリ５３の実施形態を示している。図６Ａは、回転プリズム５４を用いて、光学経路を、視認プラットフォーム９付近に又は隣接して位置するレンズ列５５に沿って組織５７からセンサ５６まで折り畳むように構成されている例示的な光学アセンブリ５３の側面図を示している。これは有利には、比較的コンパクトな距離で比較的長い光学経路を提供することができる。
【０１１４】
図６Ｂは、立体視画像化システムの輻輳角を変更するように構成されている光学アセンブリの一実施形態の正面図を示している。プリズム５４は図６Ａに示されている回転プリズム５４であり得る。プリズム５４は回転して、輻輳角、並びに結果として輻輳点及び／又は作動距離を変更するように構成することができる。プリズム５４から標的５７（例えば組織）までの距離であり得る作動距離は、ユーザが選択可能であるか又は調整可能であるものとすることができる。種々の実施形態では、標的５７までの作動距離が増大すると、輻輳角は低減し得る。逆に、作動距離が小さくなると、輻輳角は増大し得る（例えば、θ１＞θ２）。これは、レンズ経路５５が一定で作動距離が調整可能である場合に有利であり得る。次に、ステレオイメージを、ユーザによってディスプレイ５９上で見ることができる。
【０１１５】
図６Ｃは、実質的に一定の輻輳角を維持するように構成されている光学アセンブリ５３の一実施形態の正面図を示している。光学アセンブリ５３は、各光学経路に２つのプリズム５４ａ及び５４ｂを含むことができ、プリズム５４ａ、５４ｂは移動及び／又は回転することができる。例えば、作動距離が減少すると、第１のセットのプリズム５４ａは互いに向かって回転し、第２のセットのプリズム５４ｂ間の有効距離を低減することができる。第２のセットのプリズム５４ｂは、さらに、共通の標的上に収束するように、変更された角度を相殺するよう回転することができる。第２のセットのプリズム５４ｂは、光を第１のセットのプリズム５４ａに方向付けることができ、これが次に、光を、一定のレンズ経路５５（例えば、ファインダに対してそれらの位置が固定される）に下に方向付けることができる。比較的一定の輻輳角を提供することによって、作動距離の変更は、ユーザが焦点合わせを再び行うことを必要としないものとすることができる。一定の輻輳角、特に快適な角度を維持することは、長い困難な処置を行う執刀医等のユーザへの負担を軽減することができる。
【０１１６】
図６Ｄは、幅狭の挿入チューブ６０（例えば、処置中に身体内に部分的に挿入されるチューブ）を通して立体視イメージを見ることが可能であるように実質的に狭い輻輳角を提供するよう構成されている光学アセンブリ５３の一実施形態の正面図を示している。図６Ｃを参照して記載したような同様のアセンブリ５３を用いることができ、挿入チューブ６０を通して見るために、輻輳角を、実質的に一定に又は少なくとも十分に狭く維持することができる。
【０１１７】
図６Ｅは、レンズ経路５５を横方向に、例えば互いに接離するように移動させることによって実質的に一定の輻輳角を提供するように構成されている光学アセンブリ５３の一実施形態の正面図を示している。プリズム５４は、実質的に一定の向きを有するように作ることができ（例えば、作動距離を変更するために回転しない）、作動距離を変更することの相殺は、光学経路を横方向に並進させて光学経路を分離又は接合させることによって達成することができる。光学経路の並進は、例えば、電気機械アクチュエータ、スライド、関節アーム等を含む任意の好適な手段を用いて達成することができる。これは、レンズ経路が移動するように構成されている場合に１セットのみのプリズムを用いることができるため、２セットのプリズムを有する実施形態に比して光学アセンブリを簡略化することができる。
【０１１８】
輻輳角を十分に狭く維持するように構成されている光学アセンブリ５３の実施形態は、角度を低減してステレオ経路のうちの１つのクリッピングを回避することを可能にすることによって、狭い手術入口へのステレオアクセスを可能にするため、有利であり得る。例えば、左右のレンズ経路は、互いに近づくことができ、プリズムは、その距離に関して適切な輻輳角に調整することができる。別の例として、左右のレンズ経路は一定のままであることができ、実質的に一定の輻輳角を維持しながらも、光をレンズ経路に沿って方向付けるように構成されている、各経路のプリズムのセットがあるものとすることができる。いくつかの実施形態では、一定の輻輳角を維持することは、ズームの変更の場合にユーザに視覚的に役立つことができ、これは例えば、奥行き手掛かりの変更がユーザの目及び／又は脳を混乱させないためである。加えて、一定の収束はユーザに対してより少ないストレスしか誘発しない可能性がある。
【０１１９】
移動制御システム
図７Ａ〜図７Ｃは、医療専門家又は助手等の手術可視化システム１の操作者が、１つ以上の撮像装置１８の移動を制御することを可能にするように構成することができる移動制御システム１０１００の構成要素の実施形態を示している。そのような撮像装置は、双眼ディスプレイユニット９の接眼レンズ１１又はアイピースを通じて手術用顕微鏡ビューを提供するカメラを含むことができる。種々の実施形態では、移動制御システムは、接眼レンズ１１の位置決めを変更することなく撮像装置１８を移動させることを可能にすることができ、したがって、操作者は、撮像装置１８によって提供されるビューを変更しながらも人間工学的位置に留まることができる。撮像装置１８は、双眼ディスプレイユニット９上にあるものとすることができるか、又は別個のプラットフォーム若しくは関節アーム等の他の場所に位置付けられる。さらに、概して扱いにくく、複雑であり、光学収差を導入する可能性を有する従来の関節式の光学系とは異なり、手術可視化システム１を有する移動制御システム１０１００の使用は、結果として、より高い光学的透明度及び移動範囲を有する簡略化されたシステムを生じることができる。当業者には、移動制御システム１０１００の記載は本明細書では医療処置の文脈で記載されているが、移動制御システム１０１００は、他のタイプの可視化及び画像化システムに用いることができることを理解されたい。撮像装置１８の移動は、外科的処置、歯科処置等のような活動の前及び／又は間に行うことができる。撮像装置１８の移動は、有利には、医療専門家又は他の操作者が接眼レンズ１１を通じたビューを変えることを可能にすることができ、例えば、医療処置の過程で又は異なる外科的処置に有益であり得る、様々な手術用顕微鏡のような電子的可視化を提供する。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、撮像装置１８の移動の制御は、１０１１０等の単一の制御部材を用いて達成することができる。これは、移動制御システム１０１００の片手の操作を可能にするという利点を提供し、これは例えば、医療専門家が、手術手技を行うといった他のタスクに第２の手を用いる間に、片手のみを用いて１つ以上の撮像装置１８を移動させることを可能にすることができる。当業者には、移動制御システム１０１００の記載が本明細書では医療処置の文脈で記載されているが、移動制御システム１０１００は、他のタイプの可視化及び画像化システムに用いることができることを理解されたい。
【０１２１】
操作
図７Ａ〜図７Ｃに示されているように、いくつかの実施形態では、ジョイスティック１０１１０等の制御部材を用いて、撮像装置１８を並進させ、撮像装置１８のピッチ、ヨー及び／若しくはロールを調整し、並びに／又は、撮像装置１８の作動距離を調整することができる。いくつかの実施形態では、接眼レンズ１１は、撮像装置１８を並進させ、撮像装置１８のピッチ、ヨー及び／若しくはロールを調整し、並びに／又は、撮像装置１８の作動距離を調整するときに不動のままであり得る。単一の制御部材１０１１０が、並進、ピッチ及び／若しくはヨーの調整、並びに／又は、作動距離の調整を制御する能力は、操作者がその操作の複数の様相を制御するために制御部材１０１１０を解放する必要がないため、デバイスの操作を有益に簡略化することができる。例えば、操作者は、制御部材１０１１０を解放する必要なく、撮像装置１８を並進させ、続いてピッチ及び／又はヨーを調整することができ、それによって、システムの使いやすさを改善するとともに、このシステムを用いるときの効率を高める。しかし、いくつかの実施形態では、一対の制御部材１０１１０（例えば、左手の制御部材及び右手の制御部材）を、左手及び右手に用いることができる。
【０１２２】
図７Ｃに示されているように、制御部材１０１１０及び／又は１つ以上の撮像装置アーム（図８を参照のこと）等の、移動制御システム１０１００の１つ以上の制御部材は、種々のタイプのジョイントを用いて移動制御システム１０１００の構成要素に取り付けられることができるか、及び／又は、遠隔のジョイスティック若しくはトグル等、移動制御システム１０１００から遠隔にあるものとすることができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１１０は、移動制御システム１０１００に取り付けるためのジョイントを含むことができる。例えば、図示の実施形態に示されているように、制御部材１０１１０はジョイント１０１１１を含むことができる。いくつかの実施形態では、ジョイントのうちの１つ以上は、制御部材及び／又は撮像装置アームの移動を検出する構成要素を含むことができる。例えば、ジョイントのうちの１つ以上は、ジョイントの周りの制御部材及び／又は撮像装置アームの回転及び／又は並進を検出する１つ以上のセンサを含むことができる。これらのセンサからの信号を用いて、１つ以上の電気機械構成要素等の、移動制御システムの他の構成要素を制御することができる。
【０１２３】
本開示では、ｘ軸の周りの、ジョイント１０１１１等のジョイントを中心とする回転を以下では「ピッチ」又は「チルト」と称し、ｙ軸の周りの、ジョイント１０１１１等のジョイントを中心とする回転を以下では「ヨー」又は「パン」と称する。
【０１２４】
図示の実施形態に示されているように、ジョイント１０１１１は、部材１０２２０に形成されるソケットに受け入れられる球状のジョイントであるものとすることができ、それによって、ボール−ソケット取り付け具を形成する。当業者には明らかであるように、制御部材１０１１０及び撮像装置アームを移動制御システム１０１００の構成要素に取り付けるために他のタイプの取り付け機構を用いることができる。例えば、ジンバル等のジョイントを用いることができ、これは、ジンバルを中心とする回転自由度を制限する。移動制御システムが可能であるように設計される移動のタイプに応じて他のタイプのジョイントを用いることができる。例えば、ヨーを用いることなくピッチのみが必要である場合、単一の回転自由度を有するジョイントを用いることができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１１０は、移動制御システム１０１００から遠隔に位置決めすることができる。
【０１２５】
包括的な実施形態
図７Ａ及び図７Ｂを引き続き参照すると、いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１００を、双眼ディスプレイユニット９等の取り付け構造に取り付けて１つ以上の撮像装置１８を支持することができる。図示の実施形態に示されているように、移動制御システム１０１００は、双眼ディスプレイユニット９の概ね下の向きにすることができ、いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１００が双眼ディスプレイユニット９の外側ハウジングを大幅に越えて延びないようにサイズ決めすることができる。これは、有利には、より小さいフォームファクタを提供することができ、それによって、医療処置中に移動制御システム１０１００が医療専門家及び助手に干渉する可能性を低減する。他の実施形態では、取り付け構造は、限定はされないが、専用の関節アーム又はディスプレイアーム等の手術可視化システム１の他の構成要素であるものとすることができる。いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１００は、双眼ディスプレイユニット９の外側ハウジング、又は移動制御システム１０１００が取り付けられる任意の他のプラットフォームを大幅に越えて延びることができる。これは、撮像装置１８のより大きい移動の程度が望ましい状況において、又は制御部材１０１１０が移動制御システム１０１００と双眼ディスプレイユニット９との間の取り付け地点の上に位置付けられる実施形態において有利であり得る。
【０１２６】
図７Ａ及び図７Ｂを引き続き参照すると、上記で部分的に説明したように、移動制御システム１０１００は、１つ以上の取り付けられる撮像装置１８の、双眼ディスプレイユニット９に対する平面に沿う並進を可能にするように構成することができる。いくつかの実施形態では、双眼ディスプレイユニット９は、１つ以上の撮像装置１８が並進する間に不動であるものとすることができる。例えば、移動制御機構１０１００が手術台１０１０１に対して平行である状態で双眼ディスプレイユニット９に取り付けられると、１つ以上の撮像装置１８は、手術台１０１０１に対して平行な平面に沿って並進することができる。図示の実施形態に示されているように、移動制御システム１０１００は、ｘ軸及びｙ軸（図面を通って垂直に突出する）の双方に沿って並進することができる。これは、有利には、医療専門家が、執刀医が快適に見えるように接眼レンズ１１のビューを位置決めすることを可能にすることができ、それによって、長い処置中の執刀医への身体的な負担を低減する。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、撮像装置１８を、ゼロのｘ軸、ｙ軸及びｚ軸座標を有するものとして（図７Ａに示されているように）移動制御システム１０１００においてセンタリングして画定すると、移動制御システム１０１００は、完全に伸展してｘ軸及びｙ軸に沿うおよそ±５００ｍｍの、完全に伸展してｘ軸及びｙ軸に沿うおよそ±４００ｍｍの、完全に伸展してｘ軸及びｙ軸に沿うおよそ±３００ｍｍの、完全に伸展してｘ軸及びｙ軸に沿うおよそ±２００ｍｍの、又は完全に伸展してｘ軸及びｙ軸に沿うおよそ±１００ｍｍの、双眼ディスプレイユニット９に対する並進の範囲を有することができる。いくつかの実施形態では、１つの軸に沿う完全な伸展は、他の軸に沿う完全な伸展よりも大きいものとすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ｘ軸に沿う完全な伸展はおよそ±１７５ｍｍであるものとすることができ、一方で、ｙ軸の伸長はｘ軸の完全な伸展の４分の３、ｘ軸の完全な伸展の２分の１、ｘ軸の完全な伸展の４分の１、又は、１と０との間の任意の他の比であるものとすることができる。いくつかの実施形態では、ｙ軸に沿う双眼ディスプレイユニット９に対する並進の範囲は、およそ±８７．５ｍｍであるものとすることができる。これは、ｙ軸が医療専門家及び／又は助手に干渉する可能性がある動きの全範囲を有することを可能にする場合に有利であり得る。
【０１２８】
これらの比は、ｘ軸の並進の範囲がｙ軸の完全な伸展の４分の３、ｙ軸の完全な伸展の２分の１、ｙ軸の完全な伸展の４分の１、又は１と０との間の任意の比であるものとすることができるように、逆にすることができる。さらに、いくつかの実施形態では、撮像装置１８は、「マイナス」方向ではなく「プラス」方向に更に並進することができる。例えば、ｘ軸に沿って、撮像装置１８は−１００ｍｍ〜５００ｍｍまで移動することができる。これらの範囲外の移動範囲も可能である。当業者には明らかであるように、ｘ軸及びｙ軸に沿う双眼ディスプレイユニット９に対する最大の並進は、より高い操縦性、ヨー及び／又はピッチ角、作動距離、サイズの制約並びに他のそのような因子間のバランスを提供するように選択することができる。
【０１２９】
上記で部分的に記載し、また以下でより詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、撮像装置１８の並進は、制御部材１０１１０等の１つ以上の制御部材を所望の方向に並進させることによって行うことができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１１０を、移動制御システム１０１００に電気的に結合し、ステッピングモータ、リニアモータ等を使用する電気機械システムを介して並進を提供することができる。例えば、制御部材１０１１０のジョイントは、制御部材１０１１０の並進を検出する構成要素を含むことができる。これらのセンサからの信号を用いて、ステッピングモータ、リニアモータ等のような１つ以上の電気機械構成要素といった、移動制御システムの他の構成要素を制御し、撮像装置１８を並進させることができる。電気機械構成要素は、撮像装置１８を取り付けることができる可動プラットフォームに結合することができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１１０は、何らかの電気機械的な補助を用いることなく移動制御システム１０１００に物理的に接続することができる。
【０１３０】
当業者には明らかであるように、移動制御システム１０１００は、示されている実施形態に記載されているように、単に手術台１０１０１又はｘ−ｙ平面に対して平行な平面に沿って並進する必要はない。いくつかの実施形態では、並進の平面は、移動制御システム１０１００が接続されるマウントの向きによって画定することができる。いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１００は、非平面的な並進及び／又は２つ以上の平面に沿う並進のために構成することができる。いくつかの実施形態では、例えば、チップ及びチルトステージが角運動を提供する。回転運動を提供するために回転ステージも用いることができる。
【０１３１】
図７Ａ及び図７Ｂを引き続き参照すると、上記で部分的に記載したように、移動制御システム１０１００は、移動制御システム１０１００の構成要素に取り付けることができるジョイントを中心とした、及び／又は移動制御システム１０１００から離れた、１つ以上の取り付けられる撮像装置１８の回転を可能にするように構成することができる。いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１００は、制御部材１０１１０等の制御部材、並びに、撮像装置１８及び／又は撮像装置アームが、双眼ディスプレイユニット９に対して「ピッチ」又は「チルト」及び「ヨー」又は「パン」することを可能にするように設計することができる。いくつかの実施形態では、双眼ディスプレイユニット９は、１つ以上の撮像装置１８の「チルト」及び「ヨー」又は「パン」を調整する間に不動であるものとすることができる。ピッチ又はヨーは、撮像装置１８が並進した後で、撮像装置１８が、手術部位にセンタリングされる（例えば焦点を合わせられる）視線を有することを可能にすることができる。これは、有利には、医療専門家又は助手が医療処置中に視認角を調整することを可能にすることができる。これは、医療専門家が、ビューを妨げる別の要素に起因して物体を適切に見ることが可能ではない状況において有益であり得る。そのような状況下では、医療専門家は、同じ包括的なエリアが異なる角度から見えるように、撮像装置１８を並進させ、撮像装置１８の視認角を調整することができる。
【０１３２】
いくつかの実施形態では、撮像装置１８を、ゼロのピッチ及びヨー（すなわち、図７Ａに示されているような）を有するものとして（図７Ａに示されているように）移動制御システム１０１００に対して垂直な向きに画定すると、移動制御システム１０１００は、およそ各±６０度の範囲内、およそ各±５０度だけ、およそ各±４０度だけ、およそ各±３０度だけ、およそ各±２０度だけ、又はおよそ各±１０度だけ、双眼ディスプレイユニット９に対するピッチ及びヨーの双方の調整を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、ピッチ及びヨーは異なる調整範囲を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ヨーはおよそ±４０度の調整範囲を有することができ、一方で、ピッチは、ヨーの調整範囲のおよそ４分の３、ヨーの調整範囲の２分の１、ヨーの調整範囲の４分の１、又は、１と０との間の任意の他の比の調整範囲を有することができる。いくつかの実施形態では、ピッチは、およそ±２０度の調整範囲を有することができる。
【０１３３】
ヨー及びピッチの調整範囲は、ｘ軸及びｙ軸の双方に沿う完全な伸展の距離に対応することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ピッチ及びヨーは、移動制御システム１０１００が任意の方向に完全に伸展したときに、撮像装置１８が手術部位においてセンタリングされたままであることができるように選択することができる。いくつかの実施形態では、撮像装置１８と手術部位との間の作動距離はおよそ２００ｍｍであるものとすることができ、ｘ軸に沿う並進の範囲はおよそ±１７５ｍｍであり、ｙ軸に沿う並進の範囲はおよそ±８７．５ｍｍである。手術部位においてセンタリングされたままにするために、ピッチ調整範囲は±２０度であるものとすることができ、ヨー調整範囲は±４０度であるものとすることができる。したがって、完全な伸展は双方向に同じである必要はないため、ピッチ及びヨー調整範囲も、伸展の差に適合するように異なり得る。作動距離を調整することができるような他の実施形態では、ピッチ及びヨー調整範囲は、移動制御システム１０１００が少なくとも１つの作動距離において任意の方向に完全に伸展するときに撮像装置１８が手術部位においてセンタリングされたままであることができるように選択することができる。例えば、作動距離をおよそ２００ｍｍ〜４００ｍｍの間で調整することができる実施形態では、ピッチ及びヨー調整範囲は、それぞれおよそ±２０度及びおよそ±１０度であるものとすることができ、４００ｍｍの作動距離におけるセンタリングを可能にする。
【０１３４】
さらに、いくつかの実施形態では、撮像装置１８は、「マイナス」角度よりも「プラス」角度で更に調整することができる。例えば、ヨーは−５度〜１５度の範囲であり得る。
【０１３５】
上記で部分的に記載し、また以下でより詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、双眼ディスプレイユニット９に対する撮像装置１８のピッチ及び／又はヨーを増減させることは、制御部材１０１１０等の１つ以上の制御部材のピッチ及び／又はヨーを増減させることによって達成することができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１１０を、移動制御システム１０１００に電気的に結合し、ステッピングモータ、リニアモータ等を使用する電気機械システムを介してピッチ及びヨーを提供することができる。例えば、制御部材１０１１０のジョイントは、制御部材１０１１０のピッチ及び／又はヨーを検出する構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１１０のジョイントは、制御部材１０１１０のピッチ及び／又はヨーを検出することができるジンバルであり得る。これらのセンサからの信号を用いて、ステッピングモータ、リニアモータ等のような１つ以上の電気機械構成要素といった、移動制御システムの他の構成要素を制御し、撮像装置１８のピッチ及び／又はヨーを調整することができる。当業者には理解されるように、いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１００は、ｚ軸等の他の軸に沿う回転を可能にするように構成することができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１１０は、何らかの電気機械的な補助を用いることなく移動制御システム１０１００に物理的に接続することができる。
【０１３６】
さらに、いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１００は、撮像装置１８と手術部位との間の作動距離を調整するように構成することができる。いくつかの実施形態では、双眼ディスプレイユニット９は、撮像装置１８の作動距離を調整する間は不動のままであるものとすることができる。いくつかの実施形態では、作動距離は、およそ１ｍ〜およそ１０ｍｍ、およそ８００ｍｍ〜およそ５０ｍｍ、およそ６００ｍｍ〜およそ１００ｍｍ、又は、およそ４００ｍｍ〜およそ２００ｍｍの範囲であるものとすることができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１１０を、移動制御システム１０１００に電気的に結合し、ステッピングモータ、リニアモータ等を使用する電気機械システムを介して作動距離の調整を提供することができる。例えば、制御部材１０１１０のジョイントは、長手方向軸を中心とする制御部材１０１１０の回転を検出する構成要素を含むことができる。これらのセンサからの信号を用いて、ステッピングモータ、リニアモータ等のような１つ以上の電気機械構成要素といった、移動制御システムの他の構成要素を制御し、撮像装置１８のピッチ及び／又はヨーを調整することができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１１０は、何らかの電気機械的な補助を用いることなく移動制御システム１０１００に物理的に接続することができる。
【０１３７】
いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１００は、撮像装置１８及び／又は撮像装置アームを並進させる並進システム、撮像装置１８及び／若しくは撮像装置アーム、制御部材１０１１０等の制御部材、並びに撮像装置１８を取り付けることができる１つ以上の撮像装置アームのピッチ並びに／又はヨーを調整するピッチ−ヨー調整システムを含むことができる。いくつかの実施形態では、撮像装置１８及び／又は撮像装置アームの作動距離の調整を可能にすることができる作動距離調整システムを含めることができる。当業者には、並進システム、ピッチ−ヨー調整システム及び／又は作動距離調整システムを別個に又は任意の組み合わせで用いることができることが理解されるはずである。
【０１３８】
並進、ピッチ−ヨー調整、及び／又は作動距離調整システムの操作は、制御部材１０１１０等の制御部材を用いて行うことができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１１０は、並進、ピッチ−ヨー調整、及び／又は作動距離調整システムに動作可能に結合されることができる。例えば、上述したように、いくつかの実施形態では、制御部材は、並進、ピッチ−ヨー調整、及び／又は作動距離調整システムを制御する電気機械システムに結合されることができる。制御部材は、移動制御システム１０１００の構成要素に直接的に取り付けることができるか、又は遠隔に位置決めすることができる（例えば、別個のモジュールのトグル若しくはジョイスティック）。いくつかの実施形態では、制御部材は、並進、ピッチ−ヨー調整、及び／又は作動距離調整システムに直接的に結合することができ、それによって、電気機械デバイスは用いられない。いくつかの実施形態では、操作者には、電気機械デバイスを用いて又は用いることなく、並進、ピッチ−ヨー調整、及び／又は作動距離調整システムを制御するというオプションが与えられることができる。例えば、操作者は、処置の特定の部分には、電気機械デバイスを用いることなく並進、ピッチ−ヨー調整、及び／又は作動距離調整システムを制御し、処置の他の部分の間は、並進、ピッチ−ヨー調整、及び／又は作動距離調整システムを制御するような電気機械デバイスを用いることができる。別の例として、いくつかの実施形態では、電気機械デバイスを用いることなく、移動制御システム１０１００の粗い制御を達成することができ、一方で、電気機械デバイスを用いて、移動制御システム１０１００の細かい制御を達成することができ、その逆もまた同様であり、又はそれら２つの組み合わせである。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１００は、電気機械デバイスの機能を制御する制御システムを含むことができる。いくつかの実施形態では、電気機械構成要素は、操作者の入力に基づいて、特定の位置において並進、ピッチ−ヨー調整、及び／又は作動距離調整システムに向くことができるようにプログラミングすることができる。例えば、電気機械構成要素は、操作者から命令を受信すると、予め設定された又は以前の位置に立ち戻るようにプログラミングすることができる。別の例として、電気機械構成要素は、操作者が撮像装置１８の所望の位置を特定することができ、制御システムが、並進、ピッチ−ヨー調整、及び／又は作動距離調整システムに結合される電気機械デバイスを制御して撮像装置１８を所望の位置に向けることができるように、プログラミングすることができる。
【０１４０】
図８を参照すると、いくつかの実施形態では、撮像装置アーム１０１２０及び撮像装置１８は、撮像装置１８を患者の頭の側部に向かって方向付けることができるように取り付けることができる。例えば、いくつかの実施形態では、撮像装置１８は、ヨーク１０１２５を用いて撮像装置アーム１０１２０に取り付けることができ、ヨーク１０１２５は、撮像装置１８のピッチ、ヨー及び／又はロールの粗い及び／又は細かい制御を可能にするように設計することができる。いくつかの実施形態では、ヨーク１０１２５は、操作者が頭の側部を見ることができるように、撮像装置１８が手術室の床に対して平行な視認角を有することを可能にするよう構成することができる１つ以上の回動点を有することができる。いくつかの実施形態では、ヨーク１０１２５は、撮像装置を頭の後部の一部に方向付けることができるように、撮像装置１８が回転することを可能にするように構成することができる。
【０１４１】
いくつかの実施形態では、撮像装置１８は、少なくとも２つの回転自由度及び／又は少なくとも１つの並進自由度を提供する移動制御システム１０１３０に位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１３０は、２つの回転自由度及び少なくとも２つの並進自由度を提供することができる。例えば、図９に示されているように、移動制御システム１０１３０は、移動制御システム１０１３０の軸１０１３５及び／又は（ｚ軸と平行であり得る）軸１０１４０に沿う回転を可能にすることができる。さらに、図示の実施形態に示されているように、移動制御システムは、ｘ軸及びｙ軸の双方に沿う並進を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、装置１０１３０は、少なくとも１つの並進自由度を提供することができる。
【０１４２】
図示の実施形態に示されているように、移動制御システム１０１３０は、制御部材１０１４５等の１つ以上の制御部材を含むことができる。制御部材１０１４５は、制御部材１０１４５の長手方向が軸１０１３５と平行及び／又は同一線上にあるように位置決めすることができる。これは、有利には、制御部材１０１４５を回転させることによって撮像装置１８が軸１０１３５を中心に回転することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１４５は撮像装置１８に機械的に結合することができる。いくつかの実施形態では、制御部材１０１４５は、電気機械システムを介して撮像装置１８に結合することができる。例えば、制御部材１０１４５は、制御部材１０１４５の回転を検出するセンサを含み、センサから受信するデータを用いて、ステッピングモータ、リニアモータ等のような電気機械構成要素を介して撮像装置１８を回転させることができる。
【０１４３】
図示の実施形態に示されているように、移動制御システム１０１３０は、回転可能に結合することができる第１のプレート要素１０１５０及び第２のプレート要素１０１５５を含むことができる。第２のプレート要素１０１５５は、撮像装置１８を取り付けることができる第１の支持体１０１６０及び第２の支持体１０１６５を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１のプレート要素１０１５０及び第２のプレート要素１０１５５は、２つのプレート要素１０１５０、１０１５５の回転軸が軸１０１４０と平行及び／又は同一線上にあるように、回転可能に結合することができる。
【０１４４】
いくつかの実施形態では、制御部材１０１４５は、デバイスの移動を制御する１つ以上のスイッチ及び／又はアクチュエータ１０１７０を含むことができる。例えば、アクチュエータ１０１７０は、移動制御システム１０１３０を操作して撮像装置１８を回転及び／又は並進させることができるように、装置１０１３０をロック解除することができる機構に結合することができる。いくつかの実施形態では、スイッチ及び／又はアクチュエータは、電気機械システムに結合し、移動制御システム１０１３０を回転及び／又は並進させることができる。
【０１４５】
いくつかの実施形態では、移動制御システム１０１３０は、複数のハンドル、例えば、左手用ハンドル及び右手用ハンドルを含み、左利きの執刀医及び右利きの執刀医に対応することができる。
【０１４６】
また、移動制御システムは、双眼ディスプレイユニットとは異なるプラットフォームに配置され、顕微鏡ビューカメラの視線及び執刀医を更に分離することができる。例えば、種々の実施形態は、少なくとも２つのアームを含むことができ、１つは双眼ディスプレイユニットのアームであり、１つは、ステレオ手術用顕微鏡ビューを提供し、手術用顕微鏡カメラを双眼ディスプレイユニットから離れた位置に配置するとともに手術用顕微鏡の視線を接眼レンズの視線から分離することを可能にするカメラ又は撮像装置のアームである。
【０１４７】
ディスプレイの光学系
図１０Ａ〜図１０Ｄは、例示的な表示光学系１１００５を示しており、表示光学系１１００５は、表示光学系１１００５の最後のレンズ１１０１５からの光を受け取る接眼レンズ（図示せず）を通じてディスプレイ１１０１０のビューを提供するように構成されている。表示光学系１１００５は、執刀医の双眼鏡の入射瞳に又は入射瞳付近に射出瞳を形成する。これらの瞳は、例えばサイズ及び形状が厳密に一致する。いくつかの実施形態では、表示光学系１１００５の射出瞳は、ディスプレイを見るのに用いられる接眼レンズの入射瞳と同じサイズであるか又はより小さいものとすることができる。接眼レンズは、執刀医の目（複数の場合もあり）の入射瞳に（例えばサイズ及び形状が）一致する射出瞳を形成する。いくつかの実施形態では、表示光学系１１００５は、第１のレンズ素子１１０１２と最後のレンズ素子１１０１５との間の比較的一定の断面を有するビームを生成するように構成されており、この断面は比較的小さい。有利には、これは、表示光学系１１００５を比較的小さいか又はコンパクトなパッケージに含め、比較的小さい光学素子を用いることを可能にする。いくつかの実施形態では、最後のレンズ１１０１５は表示光学系１１００５を出るビームをコリメートする。図１０Ａに示されている、レンズ１１０１５の左側への光線の末端が、表示光学系１１００５の射出瞳である。いくつかの実施形態では、表示光学系１１００５の射出瞳は、ユーザがディスプレイ１１０１０を見ることを可能にするように構成されている双眼視認アセンブリの入射瞳と同じサイズであるか又はより小さく、同じ位置に位置決めされるように構成されている。
【０１４８】
表示光学系１１００５のレンズは、ユーザ及び双眼鏡に好ましく配置される位置において射出瞳を形成することによって、ディスプレイの高度に色補正されたビューを形成する。シングレット及び結合されたレンズの組み合わせがそのような補正を提供する。表示光学系１１００５は、ミラーを加えること及びコンパクトなパッケージを得ることを可能にする、小さいビーム柱又は光束を保ちながらも、そのような補正を提供するように設計することができる。種々の実施形態では、歪んでいない画像を生成することは、そのような補正を提供するように適切に設計されているようなレンズの群を用いずには困難であり得る。この補正は、色の補正及び歪みの補正の双方を含む。
【０１４９】
表示光学系１１００５は、有利には、比較的小さく、コンパクトなレンズアセンブリが、比較的大きいディスプレイ１１０１０のビューを提供することを可能にする。表示光学系１１００５は、限定はされないが、約０．８６インチ（２２ｍｍ）以下、少なくとも約０．８６インチ（２２ｍｍ）、及び／又は約１０インチ以下、少なくとも約１インチ、及び／又は約９インチ以下、少なくとも約２インチ、及び／又は約８インチ以下、又は少なくとも約４インチ、及び／又は約６インチ以下である対角を有するディスプレイを含む、様々なサイズのディスプレイ１１０１０とともに働くように構成することができる。ディスプレイは、例えば、いくつかの実施形態では、約５インチ又は約８インチの対角を有することができる。表示光学系１１００５の総光学経路長は、約９インチ以下、少なくとも約９インチ、及び／又は約２０インチ以下、少なくとも約１０インチ、及び／又は約１９インチ以下、少なくとも約１４インチ、及び／又は約１８インチ以下であるものとすることができる。表示光学系１１００５は、レンズ、ミラー、プリズム、及び、光を光学経路に沿って方向付けるとともに操作するように構成されている他の光学素子を含むことができる。表示光学系１１００５は、主ディスプレイ、執刀医ディスプレイ、助手ディスプレイ、可能性としては他のディスプレイ、又はこれらの任意の組み合わせとともに用いることができる。
【０１５０】
図１０Ａに示されている例示的な表示光学系１１００５は、約１６．２インチ（４１２ｍｍ）の総光学経路長を有する。表示光学系１１００５は、５インチのディスプレイ１１０１０の画像を提供するように構成されている。表示光学系１１００５は、ディスプレイ１１０１０からの光が比較的狭い断面を有する経路に沿って方向付けられる経路に沿ってディスプレイ１１０１０からの光を方向付けるように構成されているレンズ１１０１２を含むことができる。種々の実施形態では、ディスプレイから受け取った光は、最初に、例えばレンズ１１０１２又はディスプレイに最も近いレンズによってビームサイズが大幅に低減され、より幅狭のビームが生成される。特定の実施形態では、例えば、レンズ１１０１２又はディスプレイに最も近いレンズは、２０°、２５°、３０°を超える角度（半角）で光を集め、光のビームサイズを低減する。この設計は、表示光学系１１００５の素子が比較的小さくコンパクトであることを可能にするため、有利である。いくつかの実施形態では、表示光学系１１００５におけるレンズ１１０１２の後の光学ビームの断面は、比較的一定であるように構成することができる。この構造は、光学経路に存在する折り畳み又は再方向付けミラーが小さいままであることを可能にする。
【０１５１】
図１０Ｂは、一対の接眼レンズを通じてステレオディスプレイ１１０１０ａ、１１０１０ｂのビューを提供するように構成されている双眼鏡表示光学系１１００５を示している。双眼鏡表示光学系１１００５は、図１０Ａに示されている光学設計に基づくことができ、光学経路においてレンズ１１０１２の前に１つ以上の素子１１０１４を含み、光学経路の長さを維持しながらも光学系の物理的なサイズを低減することができる。これらの素子は、ミラー、プリズム、及び／又はディスプレイ１１０１０ａ、１１０１０ｂからの光をレンズ１１０１２に再び方向付けるように構成されている他の光学素子を含むことができる。いくつかの実施形態では、素子１１０１４は、光学経路を再び方向付けるとともにディスプレイ１１０１０ａ、１１０１０ｂからの光線を収束させる湾曲したミラーを含む。いくつかの実施形態では、素子１１０１４は、光線の収束に実質的に影響を与えず、光学経路を再び方向付ける（例えば、平面的な反射面を有することができる）ミラー又はプリズムを含む。いくつかの実施形態では、反射面に入射するビームの形状のために、例えばミラー、反射面、又はミラーの断面は円形ではなく、例えば楕円形である。したがって、種々の実施形態では、ミラー又は他の反射面の断面は、１つの方向では、別の、例えば直交方向よりも長い可能性がある。これらの素子は、光学経路を折り畳み、よりコンパクトな系を提供することができる。したがって、そのような系は、視認プラットフォームの長さ及び／若しくは幅、又はそれらの組み合わせよりも長い、ディスプレイから接眼レンズまでの光学経路長を有することができる。
【０１５２】
いくつかの実施形態では、表示光学系１１００５は、少なくとも４つのミラー、又は４つ以下のミラーを含むことができる。特定の実施態様では、２つのミラーを用いて、ディスプレイ１１０１０から射出瞳への光学経路を折り畳むことができ、２つのミラーは、第１のレンズ１１０１２とディスプレイ１１０１０との間に位置決めされる。いくつかの実施形態では、表示光学系１１００５は少なくとも４つのレンズ、又は４つ以下のレンズを含む。
【０１５３】
図１０Ｃに示されている例示的な表示光学系１１００５は、約１８．７インチ（４７５ｍｍ）の総光学経路長を有する。表示光学系１１００５は、８インチのディスプレイ１１０１０の画像を提供するように構成されている。表示光学系１１００５は、ディスプレイ１１０１０からの光が比較的狭い断面を有する経路に沿って方向付けられる経路に沿ってディスプレイ１１０１０からの光を方向付けるように構成されているレンズ１１０１２を含むことができ、表示光学系１１００５が比較的小さくコンパクトであることを可能にする。いくつかの実施形態では、表示光学系１１００５における（例えば、双眼視認アセンブリに入る前の射出瞳への）レンズ１１０１２の後の光学ビームの断面は、比較的一定であるように構成することができる。この構造は、光学経路に存在する折り畳み又は再方向付けミラーが小さいままであることを可能にする。表示光学系１１００５は、比較的高い解像度を有するディスプレイ１１０１０とともに用いられるように構成することができる。
【０１５４】
図１０Ｄに示されている例示的な表示光学系１１００５は、約９．３インチ（２３７ｍｍ）の総光学経路長を有する。表示光学系１１００５は、より小さいディスプレイ、この場合は０．９インチ（２２ｍｍ）のディスプレイ１１０１０の画像を提供するように構成されている。ディスプレイは、図１０Ａ〜図１０Ｃに関連して記載した実施形態におけるディスプレイよりもはるかに小さいため、光学経路は、はるかに短くすることができ、より小さいスペースに嵌まることができる。表示光学系１１００５は、ディスプレイ１１０１０からの光が比較的狭い断面を有する経路に沿って方向付けられる経路に沿ってディスプレイ１１０１０からの光を方向付けるように構成されているレンズ１１０１２を含むことができ、表示光学系１１００５が比較的小さくコンパクトであることを可能にする。いくつかの実施形態では、表示光学系１１００５におけるレンズ１１０１２の後の光学経路の断面は、比較的一定であるように構成することができる。この構造は、光学経路に存在する折り畳み又は再方向付けミラーが小さいままであることを可能にする。表示光学系１１００５は、比較的短い光学経路長に少なくとも部分的に基づいて、第２のディスプレイ又は助手ディスプレイとともに用いられるように構成することができる。
【０１５５】
図１１Ａ〜図１１Ｇは、ディスプレイ１１３１０のビューを提供するように構成されている例示的な表示光学系１１３００を示しており、表示光学系１１３００は射出瞳１１３０５を有し、視認アセンブリハウジング１１３１５に交差する光路が、バッフル又は開口１１３２０によって低減又は排除され、この場合、バッフルは開口を有するパネルを含む。図１１Ａは、ディスプレイ１１３１０を備える表示光学系１１３００の例示的な実施形態を示しており、他の光学部品は、ディスプレイ１１３１０からの光を射出瞳１１３０５に方向付けるように構成されている。光路は、ディスプレイ１１３１０から射出瞳１１３０５への光路の束の外周を示すために黒い線でトレースされている。図１１Ｂは、例示的な視認アセンブリハウジング１１３１５に位置するようなこの同じ表示光学系１１３００を示している。表示光学系１１３００がこのように構成されている場合、ディスプレイ１１３１０からの光１１３２０の部分は、ハウジング１１３１５の外側にあり、これは、光が、射出瞳１１３０５への経路に沿ってハウジングの側壁から反射及び／又は散乱されることにつながる。これは、例えばコントラストを低減することによって、接眼レンズによって見えるディスプレイ１１３１０の画像の質の劣化等の不所望の結果につながる可能性がある。表示光学系１１３００は、対物レンズ及び接眼レンズを備える双眼視認アセンブリが視認アセンブリハウジング１１３１５に係合し、ディスプレイ１１３１０を見ることができるように、射出瞳１１３０５においてコリメートされたビームを提供するように構成することができる。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、１つ以上のバッフル又は開口１１３２５を表示光学系１１３００に組み込み、ハウジング１１３１５に交差する光の量を低減又は排除することができる。開口は、接眼レンズによる側壁のビューを低減するように配置することができ、それによって、側壁から反射された集められる光を低減する。図１１Ｃは、いかなる開口も有しない表示光学系１１３００の例示的な実施形態を示している。表示光学系は、視認アセンブリ内で光路を再び方向付けるようにミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４を含む。ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４は、表示光学系１１３００がより小さい設置面積を有するよりコンパクトなハウジング内に含まれることができるように、光学経路を折り畳む。さらに、種々の実施形態では、ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４は、ハウジングをアーム上で支持するように構成されている支持支柱の周りに巻き付く光学経路を折り畳む。種々の実施形態では、支柱は、電気信号、電力及び照明ファイバの導管である。例えばＦＰＧＡ等を有する電子機器ボードを、ディスプレイの上部に配置することができる。そのような構造は、（例えばＭＩＰＩ２信号の）信号の完全性を、短いケーブルの経路付けによって保つことができるため、有用であり得る。周りに光学経路が巻き付けられる支持支柱の開口部１１３０７が図１１Ｂにおいて見える。表示光学系は、ディスプレイ１１３１０から射出瞳１１３０５への経路に沿う光路を整形する（例えばコリメートさせる）ように、レンズ筒Ｌ１にレンズを含む。レンズ筒Ｌ１を用いて、ディスプレイ１１３１０から射出瞳１１３０５に進む光の実質的に全てを含む比較的狭い光学路を維持することができる。図１１Ｄは、図１１Ｃからの表示光学系１１３００の例示的な実施形態を示しており、開口１１３２５はミラーＭ４とディスプレイ１１３１０との間に加えられている。図１１Ｅは、図１１Ｃからの表示光学系１１３００の例示的な実施形態を示しており、開口１１３２５はミラーＭ３と最後のミラーＭ４との間に加えられている。図１１Ｆは、図１１Ｃからの表示光学系１１３００の例示的な実施形態を示しており、開口１１３２５はレンズ筒Ｌ１とミラーＭ３との間に加えられている。
【０１５７】
図１１Ｇは、図１１Ｃからの表示光学系１１３００の例示的な実施形態を示しており、開口１１３２５は、図１１Ｄ〜図１１Ｆに示されている全ての位置、レンズ筒Ｌ１とミラーＭ３との間、ミラーＭ３とミラーＭ４との間、及び、ミラーＭ４とディスプレイ１１３１０との間に加えられている。この構造の性能のシミュレーションによって、不所望の光、例えば、ハウジング１１３１５の内側ハウジングから反射又は散乱された後で到達する光の放射強度が、約３．６×だけ低下し、一方で、ディスプレイ１１３１０からの射出瞳１１３０５における放射強度が実質的に一定に保持されることが示されており、これは、放射強度が１０％未満変化することを実質的に意味する。
【０１５８】
いくつかの実施形態では、表示光学系１１３００は、少なくとも４つのバッフル又は４つ以下のバッフルを含むことができる。特定の実施態様では、４つのバッフルを、光学経路において第１のレンズとディスプレイ１１３１０との間に含めることができる。いくつかの実施態様では、２つのミラーを、光学経路において第１のレンズとディスプレイ１１３１０との間に含めることができる。いくつかの実施形態では、光学経路は、ディスプレイ１１３１０から順に、第１のレンズの前に、第１のバッフル、第１のミラー、第２のバッフル、第２のミラー及び第３のバッフルを含むことができる。
【０１５９】
いくつかの実施形態では、ディスプレイは、湾曲面、例えば、プロジェクションディスプレイ、又は高解像度（例えば３００ｐｐｉ超）を有する最近の世代の可撓性のＬＣＤ若しくはＯＬＥＤディスプレイであるものとすることができる。湾曲したディスプレイは、２つの利点を提供することができ、ディスプレイの結像光学系はフラットパネルよりもあまり複雑ではないものとすることができ、ディスプレイの各画像素子のコーン又は開口数を、視認光学系に向かって、ディスプレイの外周において方向付けることができ、それによって、口径食を受けにくいより明るい画像を提供する。
【０１６０】
いくつかの実施形態では、ディスプレイは、単一のバックライトを有する２つ以上の透過型ディスプレイパネルを備えるステレオディスプレイであるものとすることができ、透過型ディスプレイパネルは、執刀医に異なる焦点面を提供するように積み重ねられる。透過型ディスプレイは、アクティブマトリックス液晶ディスプレイ（「ＡＭＬＣＤ」）又は他のタイプの透過型ディスプレイであり得る。バックライトは、蛍光灯、ＬＥＤ又は他の好適な光源であり得る。異なる焦点面にディスプレイを位置決めすることによって、複数の焦点面からのデータを単一の画像に組み合わせるシステムに比して、異なる焦点面からの画像データを、比較的少ない画像処理及び／又は圧縮で執刀医に提示することができる。いくつかの実施形態では、異なる焦点面におけるディスプレイが、異なる深さに位置決めされるか又は焦点を合わせられるカメラからの画像データを表示するように構成され、表示される画像内の特徴の位置を特定する上で執刀医を補助するディスプレイを形成するように、複数のカメラを、様々な深さで又は様々な焦点距離を有して位置決めすることができる。
【０１６１】
ディスプレイは、例えば従来の手術用ナビゲーションシステム（例えば、特にＭｅｄｔｒｏｎｉｃ社のＳｔｅａｌｔｈＳｔａｔｉｏｎ又はＴｒｅｏｎ、Ｓｔｒｙｋｅｒ社の手術用ナビゲーションシステム、又はＢｒａｉｎｌａｂ社）からの術前ＣＴ、ＭＲ又は他の３Ｄ画像データセットをオーバーレイとして示すことができる。種々の実施形態では、ディスプレイは、画像に加えて、数値データ及び／又はテキストを更に提供することができる。例えば、種々の実施形態では、ディスプレイは、距離又は器具測定値、透明器具レンダリング、カメラ識別情報（例えば、特定の光学センサに起因する複合画像の部分は、その部分の周りの識別境界を生成することができる）、上下の向き、経過時間、及び／又は手術中の以前の時間から１つ以上の光学センサから捕捉された１つ以上の静止画像等の情報を重ね合わせることができる。トラッキングシステムは、５−ＤＯＦ（自由度）又は６−ＤＯＦ位置及び向き情報を従来の手術用ナビゲーションシステムに提供することができる。他の情報、グラフィック、英数字又は他のものを提供することができる。
【０１６２】
器具画像を、広視野画像に対して拡大することができ、画像スケーリングの変化は、器具が出入りするように移動するにつれて生じる。いくつかの実施形態では、ディスプレイの実施形態の視覚的隠喩は、状況認識を提供するように視野のより周囲の領域において（もしあれば）より低い倍率でより大きいワークピースを見ながら、より大きいワークピースのより小さい領域において調査及び作業するための手持ち式拡大鏡の視覚的隠喩である。器具画像は例えば、背景画像に重畳することができ、それによって、背景画像のその部分をブロックする。種々の実施形態では、器具画像はステレオであり得る。
【０１６３】
図１２は、双眼アセンブリ及びディスプレイエンクロージャアセンブリを備える視認プラットフォームの正面図を示している。種々の実施形態は、これらの２つを、光学経路における地点における自立構成要素に任意選択的に分離し、この場合、各目の経路のビーム径は直径がおよそ１８ｍｍ〜２０ｍｍであり、この場合、ビームはコリメートされることができ、２つの目の経路間の隔たりはおよそ２２ｍｍ〜２５ｍｍである。しかし、光学ディスプレイシステムのこれらの別個の光学部分又はセクションは、別個のプラットフォーム若しくはハウジングにあるか又は別様に別個に収容される必要はない。目の経路間の隔たりは、例えば５２ｍｍ〜７８ｍｍの範囲を有するおよそ６５ｍｍである視認者の隔たりよりも実質的に小さい。いくつかの実施形態では、視認プラットフォームは、図１３Ａ及び図１３Ｂに示されているような主執刀医及び執刀医助手の双眼鏡を含むことができる。コリメートされた目の経路は、図１４及び図１５に示されている一連の折り畳みミラー並びに第１の光学素子を通してほぼ一定の直径を有する。光学経路のセクション内の対応するバッフルを有するこのコンパクトな折り畳みは、エンクロージャにおける光学経路の総トラックの４０％〜５０％を含む。
【０１６４】
種々の実施形態では、目の経路は、互いの鏡像であり、収束をほとんど又は全く有しないという点で実質的に平行な方向にあり、ディスプレイパネルは、いくつかの実施形態では互いに平面において視認者に直交するか、又は他の実施形態では平行である。
【０１６５】
図１５は、エンクロージャの外側にあり、２つの構成要素が合流して取り付けられるこの同じコリメートされたセクションに位置付けられる双眼アセンブリの２５％対応する入射瞳内に一致する、射出瞳からの経路を示している。取り付ける地点に一致するコリメートされた瞳から画像の電子ディスプレイまでの各目の全体的な光学経路長は、主執刀医ディスプレイの場合はおよそ３００ｍｍ〜４００ｍｍである。経路の長さとディスプレイ対角との比は、ディスプレイ対角対経路長の１：２．２〜１：３．５の範囲内である。種々の実施形態は、各目の経路に１つ、１００ｍｍ〜１５０ｍｍのディスプレイ対角を有する。
【０１６６】
執刀医助手ディスプレイ及びディスプレイ経路は、種々の実施形態では、よりコンパクトなデュアルアセンブリを可能にするように低減される。執刀医助手の場合、ディスプレイは、見られるディスプレイの対角及び経路長が主執刀医ディスプレイの構造よりも小さい。経路長とディスプレイ対角との比は、ディスプレイ対角対経路長の１：５〜１：７の範囲内である。種々の実施形態は、各目の経路に１つ、２５ｍｍ〜３０ｍｍの助手ディスプレイ対角を有する。
【０１６７】
各経路のほぼ一定の光学ビーム径の場合、複数のミラーが、第１の素子群と最後の素子群との間に位置決めされ、集束ビーム経路及びディスプレイに単一のミラーを有する。最後の光学素子とディスプレイとの間には、迷光除去率のために２つ、３つ又は４つ以上のバッフルがある。各バッフルの開口は、ディスプレイ比、３：４又は１６：９又は他のものに比例する。
【０１６８】
執刀医が互いに対向する場合、重なり合うディスプレイが互いに入れ子状にされ、執刀医助手ディスプレイが重なり合う光学経路内で或る地点を中心に回転するいくつかの実施形態では、重なり比は１：２〜３：４である。
【０１６９】
執刀医助手ディスプレイ経路は、回転地点の周りで２７０度ほど回転することができ、回転中心は支柱又は軸受の形態をとる。主双眼鏡及び助手双眼鏡を有する主ディスプレイ及び助手ディスプレイの例が図１３Ａ及び図１３Ｂに示されている。
【０１７０】
執刀医助手ディスプレイの回転地点は、執刀医助手の目の対が回転範囲にわたって水平であることを可能にする鉛直支柱として画定される。
【０１７１】
主執刀医ディスプレイの光学経路の種々の実施形態は以下の形態をとる。
【０１７２】
実施例１
【表１】
2020000921.tif 000003
【０１７３】
入力視野２ωは６度であるが、３度、又は、１０度もの大きさであってもよい。
【０１７４】
執刀医助手ディスプレイの光学経路の種々の実施形態は以下の形態をとる。
【０１７５】
実施例２
【表２】
2020000921.tif 000004
【０１７６】
（例えば、電子ディスプレイ、例えばＬＣＤ又はＬＥＤディスプレイの）入力視野２ωは６度であるが、３度、又は、１０度もの大きさであってもよい。
【０１７７】
上記の実施形態における、入力視野角２ωと、ディスプレイ、ソース上の周辺画角、角度θとの関係が以下に示されている。
【０１７８】
実施形態１
２ω：６度
２θ：３０度
【０１７９】
実施形態２
２ω：６度
２θ：３０度
【０１８０】
図１６は、執刀医の瞳孔間距離よりも大きいディスプレイの中心間距離を示している。図１７は、２つの目の経路の瞳、及び、双方の目の経路を囲む共通の取り付け面から通るそれらのそれぞれの中心線を示している。この距離は、ユーザの瞳孔間距離よりも小さい。図１８は、３Ｄ、ステレオで手術を画像化する軸方向にコンパクトな寸法及び幅寸法を有するコンパクトな電子ディスプレイを製造するために、ディスプレイの中心間距離とユーザの瞳孔間距離との差を調整する第１の２つの回転ミラーを示している。第１の回転ミラーは、共通の取り付け面と規定の第１の光学素子との間のスペースにあり得る。代替的には、第１の回転ミラーは、第１の光学素子の後に位置決めすることができる。第２の回転ミラーは、規定の第１の光学素子と最後の光学素子との間のスペース内にある。
【０１８１】
各目の光学系は、最後のミラーの地点において経路に挿入される等しいサイズのディスプレイを有することができ、最後のミラーの代わりに、経路のいくらかの部分、可能性としてはエネルギーの３０％、５０％又は７０％を一方の経路又は他方の経路に方向付けるビームスプリッタが用いられる。第２のディスプレイは、蛍光オーバーレイ又はテキスト又は付加的な画像に用いることができる。
【０１８２】
代替的には、単一のディスプレイを、全体的なシステムのＣＰＵ（中央処理装置）レベルで又は他の処理及び／若しくは制御電子機器によって制御し、各（例えば左右の）目に合わせて最適化又は構成される多数の画像を提供することができる。そのような最適化／構成は、実際の又は計算された視差を含むことができる。いくつかの実施形態では、蛍光若しくは異なる波長の画像又は他の画像が、異なる画像に電子的に重畳される。
【０１８３】
ＣＰＵ又は処理及び／若しくは制御電子機器は、例えば回転地点又は他の既知の地点に位置付けられるエンコーダを用いて、助手ディスプレイの位置に基づいて、複数のソースのいずれか１つから、手術部位内からの適切なビューを選択することもできる。これは、執刀医助手が、主執刀医に対する自身の位置に基づいて適切に見ることを可能にすることができる。
【０１８４】
いくつかの例示的な実施形態
以下は、いくつかの例示的な番号付けされる実施形態のリストである。ここで提示される例は、開示される実施形態の範囲を限定する意図はなく、潜在的な使用及び構造を示すために例示的な組み合わせを単に表す。以下のいずれも、いずれか１つの部分又は構成要素が本明細書において開示される実施形態に必須であることを示すように解釈されるべきではない。
１．ユーザの双眼アセンブリ及び電子ディスプレイアセンブリを備える、ヒトの目の間の瞳孔間距離によって提供される視差とともに左右の画像を提供するように構成されている２部分（例えば左右の）チャネルディスプレイ又はホイートストン様ステレオディスプレイ。
２．双方のアセンブリは組み合わせられ、光学経路はコリメートされる（双眼鏡は無限遠に焦点が合わせられる）、実施形態１のディスプレイ。
３．各目は、１つ以上のディスプレイへの別個の連絡しない経路を有する、実施形態１又は２のディスプレイ。
４．双眼鏡及びディスプレイアセンブリの全体は、患者にわたって又は患者付近にフィットするほど十分にコンパクトである（例えば、医師は、同時に見ながら手術するために患者に到達することができる）、実施形態１〜３のいずれかのディスプレイ。
５．ディスプレイの双眼鏡部分は、電子ディスプレイアセンブリを静止したままにしながらも、人間工学的に再構成することができる、実施形態１〜４のいずれかのディスプレイ。
６．組み合わせられた系の射出瞳は、ユーザの目の入射瞳以上である、実施形態１〜５のいずれかのディスプレイ。
７．電子ディスプレイ部分の射出瞳は、双眼アセンブリの入射瞳以上である、実施形態１〜６のいずれかのディスプレイ。
８．右目の経路と左目の経路との間の瞳孔間距離は、ユーザの瞳孔間距離よりも小さく、ユニットをよりコンパクトにする、実施形態１〜７のいずれかのディスプレイ。
９．右目の経路と左目の経路との間の瞳孔間距離は、電子ディスプレイアセンブリの出口面及び双眼アセンブリの入口面においておよそ２２ｍｍ〜２４ｍｍである、実施形態１〜８のいずれかのディスプレイ。
１０．付加的な手術前及び／若しくは手術中情報を表示し、又は、付加的なピクチャインピクチャ状のビューを加え、又は、他のディスプレイにおいて第１の画像にわたって疑似色で他の波長帯を重畳するために、各目についてビームスプリッタによって２つ以上のディスプレイを組み合わせることができる、実施形態１〜９のいずれかのディスプレイ。
１１．２つ以上のディスプレイを、静止ビームスプリッタ／ビームコンバイナ（例えば４５度のビームスプリッタ／ビームコンバイナ）に対して位置決めするとともに移動させ、ディスプレイの重畳又はディスプレイのタイルビューを可能にすることができる、実施形態１〜１０のいずれかのディスプレイ。
１２．第２のユーザの双眼アセンブリ及び電子ディスプレイアセンブリを備える、２部分ホイートストン様ステレオディスプレイ。
１３．実施形態１〜１１のいずれかを含む第１のディスプレイと一体的に組み合わせることができる、実施形態１〜１１のいずれかに記載されるような第２の同様の又はより小さい２部分ホイートストン様ステレオディスプレイを含む、実施形態１２のディスプレイ。
１４．第２のステレオディスプレイは執刀医助手によって用いられる、実施形態１３のディスプレイ。
１５．第２のステレオディスプレイは、執刀医助手が第１の執刀医に対して９０度に、又は、第１の執刀医から台を横切って、すなわち第１の執刀医に対して１８０度に、第１の執刀医に対して−９０度に位置することができるように、軸の周りで位置決めし直すことができる、実施形態１４のディスプレイ。
１６．助手のステレオディスプレイを位置決めし直すことは、第１の執刀医のディスプレイの位置を変更しない、実施形態１２〜１５のいずれかのディスプレイ。
１７．執刀医助手の双眼鏡部分は、いずれかのシステムを移動させることなく人間工学的に再構成することができる、実施形態１２〜１６のいずれかのディスプレイ。
１８．執刀医助手のビューを、ミラーリング又は反転等の変更を用いることなく又は変更を用いて、第１の執刀医のディスプレイのビューから再放送することができる、実施形態１２〜１７のいずれかのディスプレイ。
１９．執刀医助手のビューは、執刀医助手のディスプレイが第１の執刀医に対して新たな位置に回転するときに、ミラーリング若しくは回転又は他の電子的な処理によって変更することができる、実施形態１２〜１８のいずれかのディスプレイ。
２０．執刀医助手のビューは、第１の執刀医のビューとは異なることができ、チーム手術を可能にする、実施形態１２〜１９のいずれかのディスプレイ。
【０１８５】
主執刀医ディスプレイ及び助手ディスプレイを組み込む双眼ディスプレイユニット
上述したように、ステレオカメラからのビデオ画像を受け取る電子ディスプレイを、主執刀医及び助手の双方に提供することができる。一方は主執刀医用の、もう一方は助手用の、２つの別個の双眼ディスプレイを用いることができる。各ディスプレイは、ステレオカメラの左右のチャネルを提示する左右の電子ディスプレイを有することができる。ステレオ画像化のための適切な視差を有する画像を提示する２つのディスプレイを一緒に見ることで、視認者は、双眼ディスプレイの接眼レンズを通じてじっと見ると、３Ｄ画像（ビデオ）を見ることができる。
【０１８６】
特定の実施形態では、２つの双眼ディスプレイは、関節アームに取り付けられて一緒に支持されることができる。特に、双眼ディスプレイユニットは、別個の主執刀医ディスプレイアセンブリ及び助手ディスプレイアセンブリを備えることができる。それぞれは、一対の電子ディスプレイ及び結像光学系、並びに可能性としてはいくつかの折り畳み及び／又は再方向付けミラーを内部に含むハウジングを含むことができる。種々の実施形態では、それぞれは、一対の対物レンズ、プリズム、及び視認者の左目及び右目の接眼レンズを備える双眼アセンブリも含むことができる。
【０１８７】
いくつかの実施形態では、主執刀医ディスプレイアセンブリ及び助手ディスプレイアセンブリを、例えば支柱又は回転可能なジョイントを用いて一緒に結合することができ、助手ディスプレイアセンブリは、主執刀医ディスプレイアセンブリに対して支柱又はジョイントを中心に回転することができる。このように、主執刀医に対向して立つか又は執刀医の左右に立つ助手が、執刀医ディスプレイアセンブリを移動させることなく助手ディスプレイを通じて見ることができる。
【０１８８】
したがって、種々の実施形態では、双眼ディスプレイユニットは、主執刀医接眼レンズ、及び、主執刀医ディスプレイアセンブリに関連付けられる、可能性としては別個のハウジング内の単一のユニット上のディスプレイを含む。これは助手ディスプレイにも当てはまる。しかし、ディスプレイ及び接眼レンズは、別個に収容する必要はなく、共通のベースハウジングに取り付けることができる。代替的には、主執刀医接眼レンズ及び助手接眼レンズは、双眼ディスプレイユニットとは別個であり得る。接眼レンズ及び双眼ディスプレイユニットは、接合される場合、単一のアセンブリを形成することができる。別の例として、接眼レンズ及び双眼視認アセンブリは、実質的に単一のアセンブリであるものとすることができ、この場合、接眼レンズは双眼ディスプレイユニットに実質的に恒久的に固定される。別の例として、接眼レンズは、双眼視認アセンブリに比較的容易に着脱されるように構成することができ、それによって、異なる接眼レンズを双眼視認アセンブリに入れ替えすることができる。上記で説明したように、助手接眼レンズは、主執刀医ディスプレイを移動させることなく、主執刀医の接眼レンズに対して或る方向に、例えば±９０°、１８０°回転可能であるか及び／又は再位置決め可能であり得る。助手接眼レンズ及びディスプレイアセンブリは、執刀医及び執刀医ディスプレイアセンブリに対して、中間の角度にわたって、例えば９０°〜２７０°（例えば−９０°〜９０°、又は、主接眼レンズ及び助手接眼レンズは、約９０°を超える角度を形成する）又はそれ以上回転可能であり得る。同様に、主執刀医の接眼レンズは、助手接眼レンズを移動させることなく、助手接眼レンズに対して回転するか、又は、助手接眼レンズに対して別様に向きを変えるように構成することができる。
【０１８９】
種々の実施形態では、双眼ディスプレイは、ステレオ画像対に可能性としては左右のカメラを含む複数のカメラからの画像を受け取ることができる。助手の位置に応じて、カメラの選択は異なることができ、提示（例えばビデオ画像の向き）を変えることができる。したがって、種々の実施形態では、助手の位置に関する情報を受信し、その位置に基づいて、処理電子装置は、助手ディスプレイアセンブリのそれぞれの電子ディスプレイにビデオ画像を提供するように特定のカメラを選択し、それらの画像を適切に向けるか又は提示する。例えば、主執刀医に提供される画像は、助手が主執刀医に対向して（主執刀医に対して１８０°で面して）立っている場合に、助手に提供される画像の鏡像であり得る。したがって、画像の操作（例えば回転）及び／又は選択を、助手の位置に応じて変えることができる。特定の実施形態では、助手の位置は、助手ディスプレイアセンブリの回転に基づいて判断することができる。双眼ディスプレイユニットのエンコーダ等のセンサがそのような情報を提供することができる。助手（及び／又は主執刀医）における追跡センサを含む、助手の位置を判断及び／又は監視する他の手法を使用することができる。
【０１９０】
３Ｄ画像コンテンツ及び２Ｄ画像コンテンツを組み合わせた提示
上記で説明したように、種々の実施形態では、それぞれの左右の結像光学系及び接眼レンズを通じて見られる左右の電子ディスプレイに、視差を有する画像を提供することができる。その結果、接眼レンズの対を通じてこれらのディスプレイを見る執刀医又は助手は、３次元画像を見る。いくつかの実施形態では、視差を有しない画像を双方の左右の電子ディスプレイに表示し、２次元画像を生成することができる。いくつかの実施形態では、左右のディスプレイは、視差を含む画像コンテンツ及び視差を有しない画像コンテンツの双方を含むことができる。この画像コンテンツは、ステレオ及びモノカメラ等から来ることができる（ステレオカメラは、ヒトの左右の目のように互いに対して適切な角度の向きにされる左右の２つのチャネルを有し、３次元表現及び知覚に適切な視差を提供する）。
【０１９１】
種々の実施形態では、（それぞれ３Ｄ画像コンテンツ及び２Ｄ画像コンテンツに対応する）視差画像コンテンツ及び視差コンテンツを有しない画像の双方が提供される場合、視差を有する画像（３Ｄ画像コンテンツ）を、視差を有しない画像（２Ｄ画像コンテンツ）にわたって強調することができる。例えば、３Ｄコンテンツは、２Ｄ画像コンテンツよりも明るい輝度及び／又は高い彩度を有することができる。他のパラメータも用いて３Ｄコンテンツを強調することができる。
【０１９２】
３Ｄ画像コンテンツが視認者に見える場合、より強い２Ｄ画像コンテンツは、視認体験を撹乱又は低下させる可能性がある。したがって、３Ｄ画像コンテンツの強調がいくつかの場合に有利であり得る。
【０１９３】
３Ｄスペースの校正
種々の実施形態では、画像化される３Ｄスペースの校正が有用であり得る。いくつかの実施形態では、例えば、校正パターンを手術部位に投影することができる。例えば、光源及び結像光学系を使用して、例えば、手術用顕微鏡ビューを生成するように構成されているカメラ又は開創器若しくは手術器具上のカメラによって画像化される手術部位上に、既知の特徴及び寸法を有するレチクル又は他の校正パターンの画像を投影することができる。これらのカメラのうちの１つ以上が、手術部位とともに投影される校正パターンを画像化することができる。レチクルパターンについて、また、３次元表面に投影されるときにそのパターンがどのように見えるかを知っていることは、その３次元表面についての深さ情報を提供することができる。この情報は、処理電子装置によって求めることができる。いくつかの実施形態では、手術部位の３Ｄ  ＣＡＤ表現を、手術部位の画像、及び投影される校正パターンからの情報に基づいて生成することができる。代替的に又は加えて、手術部位における１つの特徴部から別の特徴部への距離又は手術部位における特徴部のサイズ等の測定値を求めることができる。潜在的には体積も計算することが可能であり得る。情報は他の用途も有することができる。
【０１９４】
例示的なカメラ／センサ設計
ステレオカメラを、種々の医療デバイス、例えば開創器、手術器具等に含めることができる。そのようなカメラは、単一のセンサ若しくは検出器アレイ（例えばＣＭＯＳ、ＣＣＤ等）又は一対のセンサを含み、左右の目のビューを得ることができる。例えば単一のセンサを使用して、ステレオカメラ対の左右の画像を得ることができる。センサは、複数のエリアに分割され、センサのアクティブエリアにおいて左右の画像を生成する左右の結像光学系からの光を受け取ることができる。マスクを使用して、センサのアクティブエリアを、左右の画像を受け取るこれらの左右のエリアに分割することができる。いくつかの実施形態では、左右のレンズ列を有するステレオ光学系が、センサの離れた左右の縁においてセンサからの左右の画像を集めるとともに、それらの画像を重畳して目と同じ収束を有するステレオ画像を形成するように構成されているプロセッサに結合される単一のセンサに画像化する。例えば、単一のセンサ及び複数のセンサのカメラ設計を含むステレオカメラ設計を示す、２０１４年９月１９日に出願された米国特許出願第１４／４９１，９３５号（参照によりその全体が本明細書に援用される）を参照されたい。マスクを移動させ、センサの異なる部分から光を集めることができる。いくつかの実施形態では、マスクを動的に移動させ、カメラ光学系の可変の光学パラメータ、例えば、様々な発散に一致する可変の焦点距離及び作動距離に対応することができる。マスクは、ソフトウェアを介してインプリメントすることができ、画像形成から排除するセンサの画素に対応する。逆に、ソフトウェアによってインプリメントされるマスクは、どの画素を用いて画像データを集めるかを決める。画像を形成する光が集められるマスクの別個の左右の開口部分を、所望の輻輳角、焦点、作動距離等に応じて更に離間させるか又は一緒に近づけることができる。そのような動的なマスクを、別個の左右の光学センサを使用するステレオカメラにおいて使用して、異なる輻輳角、焦点、作動距離等を考慮することができる。例えば、複数のセンサを含むステレオカメラ設計を示す、２０１４年９月１９日に出願された米国特許出願第１４／４９１，９３５号（参照によりその全体が本明細書に援用される）を参照されたい。
【０１９５】
他の設計では、左右の画像チャネルに対応する２つの離間したアクティブ領域を有するチップを有することが可能であり得る。単一のパッケージにおける単一のチップは、半導体を含み、画素の２つの離間した領域を形成して左右のレンズ列からの光を受け取ることができるように、パターン化することができる。スペースは、いくつかの実施形態では電子機器又はデッドスペースを含むことができる。これらの領域の間のスペースは、光を集めるとともに感知するアクティブエリアではない可能性がある。その間隔は、例えば、２つの（左右の）レンズ列又は他の物理的な構成要素に必要なスペースに対応することができる。単一の４５°回転プリズム又は一対の４５°回転プリズムを使用して、上記レンズ列からの光をセンサの正面及びアクティブ領域に再び方向付けることができる。
【０１９６】
例示的な画像選択制御及びインタフェース設計
種々の実施形態では、執刀医は、自身の頭を双眼ディスプレイユニットから上げることなく、及び／又は手術器具で予め占有されている場合がある自身の手を用いることなく、見る画像を選択することができる。したがって、種々の実施形態では、見られる画像は、手で作動されないアクチュエータ（例えば入力デバイス）を用いて選択される。いくつかの実施形態では、見られる画像は、手術器具等の器具上のユーザインタフェース要素を用いてユーザによって選択される。これは、手を用いて、又はユーザインタフェース要素と相互作用する何らかの他の方法によって行うことができる。いくつかの実施形態では、フットペダル等の足作動デバイスが使用される。したがって、執刀医は、フットペダルを押下して、どのビデオ画像が、又は例えば、開創器及び／若しくは手術器具上の種々のカメラ、又は手術用顕微鏡視野を提供する１つ以上のカメラからのどのカメラが、執刀医が使用に興味があるかを示すことができる。いくつかの実施形態では、執刀医は、フットペダルを押下して、異なるビデオ画像（例えばサムネイル）を巡回する。執刀医は、別のフットペダルを押下して、拡大等のためにこれらのうちの１つを選択してもよい。特定の実施形態では、単一のペダルを使用することができる。ペダルを迅速に押下することは、執刀医が種々のビデオ画像を巡回することを可能にする。フットペダルを長時間押し下げることを用いて、拡大するために、及び／又はより中央等の特定の位置に画像を配置するためにビデオ画像のうちの１つを選択することができる。２つ以上のフットペダルを用いてもよい。
【０１９７】
特定の実施形態では、ディスプレイは、単一の中央の画像と、中央の画像を中心に配置される複数の（例えば４つの）サムネイルを示している。どのサムネイルが中央の画像に取って代わるかを選択することは、（例えば４つのサムネイルの場合）入力デバイスを１回、２回、３回又は４回クリックすることによって指定される。サムネイルは、時計の数字のように中央の画像（複数の場合もあり）を中心に配置することができ、クリックの回数は、サムネイルに同様に割り当てることができる。例えば、２回のクリックは、中央の画像の右手の下側角部に位置する２番目のサムネイルを指すことができる。いくつかの実施形態では、中央の画像を拡大することができる。１つよりも多くの画像を中央に含めることができる。選択した画像は、ディスプレイの中央以外の位置において見ることができる。例えば、１つがメインでありもう１つがＰＩＰである２つの画像を用いてもよい。他の配置が可能である。
【０１９８】
手術用顕微鏡ビューを提供するカメラの構成
種々の実施形態では、１つ以上のカメラが手術用顕微鏡ビューを提供することができる。特定の実施形態では、カメラ又はステレオカメラ対が、図１９に示されているように双眼ディスプレイアセンブリに配置される。そのようなシステムは、人間工学的利点を提供する。例えば、手術用顕微鏡ビューを提供するカメラ又はステレオカメラの角度を、異なるビュー又は視点を提供するように傾けることができるが、執刀医は同じ姿勢のままであることができる。図示のように、接眼レンズは、カメラの傾きにかかわらず同じ水平面にあるままである。この特徴は、執刀医が、手術中に手術部位の特定のビューを得るように長時間にわたって自身の身体をねじる代わりに、より快適な姿勢にあるままであることを可能にすることができる。この利点は、長く身体的に辛い手術に特に有用である。図示のようにアイソセンタ位置決めを提供する構造は、いくつかの場合に方向感覚を失うことを低減することができる。
【０１９９】
接眼レンズを位置決めし直すことなく、カメラの横方向への並進も可能であり得る。したがって、執刀医は同じ姿勢に留まることができ、これは望ましい可能性がある。
【０２００】
図２０は、直交方向への傾きを示している。この場合も同様に、執刀医は、この方向へのビューを得るために自身の頭を傾ける必要はない。上記で言及したように、図示のようにアイソセンタ位置決めを提供する構造は、いくつかの場合に方向感覚を失うことを低減することができる。
【０２０１】
これらのビューのそれぞれは、助手ディスプレイを通じて助手にも提供することができる。本明細書において説明するように、種々の実施形態では、助手ディスプレイは、双眼ディスプレイユニットの主執刀医ディスプレイに取り付けることができる。
【０２０２】
手術用顕微鏡ビューを提供するカメラは、双眼ディスプレイユニットに示されているが、執刀医の接眼レンズの視線をカメラから分離するようにプラットフォーム及び双眼ディスプレイユニットにおいて用いることができ、改善された人間工学的利点を更に提供する。
【０２０３】
側頭部手法の構造
いくつかの手術の場合、例えば、耳、頭の側部又は背中等を通じた側頭部のアクセスが望ましい。側頭部方向からの手術用顕微鏡カメラビューは、図２１に示されているような手術用顕微鏡カメラを用いて提供することができる。例えば双眼ディスプレイユニットに取り付けられるジンバルを備える移動制御システムが、手術用顕微鏡ビューを提供するとともに、そのような斜め又は側頭部のビューを提供するように移動されて向きを変えられることができるカメラを支持することができる。この場合も同様に、執刀医は、この視点を得るために自身の頭を傾けるか又は姿勢を変える必要はない。図示のようにアイソセンタ位置決めを提供する構造は、いくつかの場合に方向感覚を失うことを低減することができる。
【０２０４】
これらのビューも、助手ディスプレイを通じて助手にも提供することができる。
【０２０５】
自動的な助手ディスプレイカメラの選択及び画像操作
上記で説明したように、助手は、執刀医に対向して、又は執刀医の左若しくは右に、又は他の位置に位置することができる。種々の実施形態では、助手の位置が感知され、適切なカメラビューが助手双眼視認アセンブリの助手用電子ディスプレイを見る助手に提供される。図２２は、執刀医に対向する助手（助手ディスプレイアセンブリが執刀医ディスプレイアセンブリに対して１８０°に方向付けられている）が、向きを変えられた（例えば逆さまの）、画像の位置が反転した画像を見る方法を示している。異なる助手の位置、例えば１８０°位置、９０°位置のカメラの選択は、開創器及び／又は手術器具のモノ及び／又はステレオカメラ、並びに手術用顕微鏡ビューカメラに適用することができる。さらに、助手の位置の感知に基づくそのようなカメラの選択は、上記で説明した側部／側頭部（例えば耳を通じた）手法に用いることができる。
【０２０６】
複数のカメラによって対応される助手の位置の変化
種々の実施形態では、手術用顕微鏡ビューを提供する複数のカメラを使用して、助手の位置の変更を提供することができる。図２３は、例えば、助手が執刀医の右側において直交方向（例えば９０°）から見る場合、２×２アレイで入れ子状にされた４つのカメラが、執刀医のビュー及び助手のビューを提供することができる方法を示している。
【０２０７】
したがって、種々の実施形態は、複数の助手の位置（例えば±９０°、１８０°）に対応するように複数のカメラ及びセンサを含む。プロセッサは、１８０°の助手の位置の場合、助手ディスプレイに、執刀医の３Ｄカメラ対の左右の鏡像を電子的に提供することができる。互いに対して９０°の向きにされる２つのステレオカメラ対は、執刀医及び助手のそれぞれに、２×２アレイ（例えばダイヤモンド）の、２つの直交ステレオ対で配置される４つの入れ子状にされたカメラ視野を効果的に提供する。
【０２０８】
種々の実施形態では、センサ対のうちの１つは、他のセンサ対（複数の場合もあり）よりも高い解像度を有する４Ｋセンサであり得る。例えば、１つのセンサ対（又は、それぞれの左目及び右目のビューの左右の部分を有するセンサ）が、執刀医用の、より高解像度の４Ｋセンサを含むことができる。
【０２０９】
いくつかの実施形態では、執刀医用のカメラは、アイソセンタに移動するように構成することができる。いくつかの実施形態では、助手の光学系は、助手ディスプレイカメラのビューを水平に維持するために逆回転する。
【０２１０】
助手に手術用顕微鏡ビューを提供する複数のカメラを提供するシステムを示す図２４も参照されたい。なお、種々の実施形態では、３時の位置又は９時の位置のいずれかにあるステレオカメラ対のうちの１つは排除することができる。例えば、３時の位置のステレオカメラ対が排除されるが、助手が３時の位置に位置する場合、９時の位置のステレオカメラ対を、逆さまに回転された画像とともに用いることができ、助手が見る左右の画像に適切なカメラが選択される。
【０２１１】
図２４は、異なるセンサの共通の対物レンズを示している。主執刀医に用いられるセンサ及び執刀医助手に用いられるセンサに共通の対物レンズを使用することができる。共通の対物レンズは、（助手ディスプレイ及び主ディスプレイの双方のための共通の対物レンズとして用いられない場合であっても）左右のチャネル及び左右のセンサに使用することもできる。図２３は、それぞれの左目及び右目のビューのために左右のセンサをそれぞれ有する、３つのセンサ対に使用される共通の対物レンズを示している。
【０２１２】
手術方法
種々の実施形態では、執刀医は、手術の初期段階において手術用顕微鏡ビューを提供するカメラを用い、例えば、身体内へのアクセスのための切開部を作り、器具を最初に身体内に導入する。器具が手術部位内に進むと、執刀医は、開創器上のカメラを更に用いることができる。特定の場合、執刀医は、近位の開創器カメラを最初に用い、手術器具（複数の場合もあり）が、例えば手術部位へより遠位の領域内に身体の開口部の近位領域を通過して手術部位内のより深くに進むにつれて、その後で遠位の開創器カメラを用いる。種々のカメラを使用して、身体の所望の深さへの、及び手術部位への器具の前進をガイドすることができる。同様に、機器の取り出しとともに、このプロセスを逆にすることができる（例えば、近位のカメラに依拠した後で遠位のカメラを更に用いることができ、遠位のカメラの後で手術用顕微鏡カメラを用いることができる）。
【０２１３】
システムの種々の実施形態は、ステレオカメラ、例えば、手術用顕微鏡ビューを提供するステレオカメラ、並びに可能性としては近位及び遠位の双方のステレオカメラを含む開創器上のステレオカメラのそれぞれに同じ輻輳角を提供するように更に構成することができる。また、ステレオカメラが例えばケリソン等の手術器具に搭載される場合、この器具カメラも同じ輻輳角を有することができる。いくつかの実施形態では、同様の輻輳角を有するカメラを、器具が手術部位に入る（又は出る）ように進むにつれて、及び／又は手術の異なる段階で選択することができる。１つのステレオカメラから別のステレオカメラに同様の輻輳角を有することは、執刀医により快適な視認体験を提供するはずである。
【０２１４】
輻輳角は、ステレオカメラを構成するステレオカメラ対の左右のカメラの隔たりによって決定される。これらのカメラは、瞳孔間距離だけ隔てられるヒトの目に類似する異なる視点からの物体の画像を得る。輻輳角は、物体への距離、例えばカメラの作動距離によっても決定される。特に、輻輳角は、左右のカメラを隔てる距離、及び物体へのカメラ対の作動距離の比に依存する。
【０２１５】
ヒトの脳及び目は、収束に少なくとも部分的に起因する奥行き手掛かりに反応する。同様に、（ステレオカメラ対の瞳孔間距離及び作動距離に基づく）輻輳角を有するステレオカメラによって生成される画像は、それらの画像の視認者に奥行き手掛かりを提供する。執刀医は、手術用顕微鏡ビューを生成するカメラ、開創器上の近位及び遠位のカメラ、並びに手術器具上の１つ以上のカメラからの画像の視認間で移行することができるため、これらの異なるカメラから奥行き手掛かりを受け取る。種々の実施形態では、ステレオカメラは、例えば、執刀医がカメラのうちの１つからのビデオを見ることから別のカメラに、また別のカメラに移り、戻るときに、奥行き手掛かり間に変化を導入することを回避するように同じ収束を有する。
【０２１６】
種々の実施形態では、手術用顕微鏡ビューを提供するカメラは可変の作動距離を有する。執刀医は、行われる処置のタイプに好適なこのカメラの作動距離を選択することができる。この作動距離は、例えば、ステレオカメラ対の左右のカメラ間の隔たりが固定されている場合に、輻輳角を確立することができる。（他の実施形態では、手術用顕微鏡ビューを提供するステレオカメラの可変の輻輳角の場合、執刀医は輻輳角を選択することができる。）特定の実施形態では、他のステレオカメラは、この同じ輻輳角も提供するように調整されるよう構成することができる。例えば、開創器及び／又は手術器具上のステレオカメラ（単数以上）は、手術用顕微鏡ビューを提供するように構成されているカメラによって提供されるものと同じ収束を提供するように調整可能であり得る。そのようなカメラは、開創器上の近位及び／又は遠位のカメラを含むことができる。例えば、単一のセンサ及び複数のセンサのカメラ設計を含むステレオカメラ設計を示す、２０１４年９月１９日に出願された米国特許出願第１４／４９１，９３５号（参照によりその全体が本明細書に援用される）を参照されたい。
【０２１７】
２次元検出器アレイに関連するマスクを調整し、所望の輻輳角を提供することができる。例えば、単一のセンサを使用してステレオカメラ対の左右の画像を得ることができる。例えば、単一のセンサ及び複数のセンサのカメラ設計を含むステレオカメラ設計を示す、２０１４年９月１９日に出願された米国特許出願第１４／４９１，９３５号（参照によりその全体が本明細書に援用される）を参照されたい。センサは、複数のエリアに分割され、センサのアクティブエリアにおいて左右の画像を生成する左右の結像光学系からの光を受け取ることができる。マスクを使用して、センサのアクティブエリアを、左右の画像を受け取るこれらの左右のエリアに分割することができる。いくつかの実施形態では、左右のレンズ列を有するステレオ光学系が、センサの離れた左右の縁においてセンサからの左右の画像を集めるように構成されているプロセッサに結合される単一のセンサに画像化する。左右のディスプレイを用いて、執刀医又は助手の左右の目に左右の画像が提供され、執刀医又は助手の脳はそこから第３のステレオ画像を形成する。左右の画像を受け取る左右のエリアの隔たりは、作動距離とともに輻輳角を制御する瞳孔間距離を確立する。したがって、マスクを移動させ、センサの異なる部分から光を集めることができ、この瞳孔間距離を潜在的に増減させる。さらに、いくつかの実施形態では、マスクを動的に移動させ（この隔たりを増減させ）、カメラ光学系の可変の光学パラメータ、例えば、収束並びに可変の焦点距離及び作動距離に対応することができる。マスクは、ソフトウェアを介してインプリメントすることができ、画像形成から排除するセンサの画素に対応する。逆に、ソフトウェアによってインプリメントされるマスクは、どの画素を用いて画像データを集めるかを決める。したがって、画像を形成する光が集められるマスクの別個の左右の開口部分を、所望の輻輳角に応じて更に離間させるか又は一緒に近づけることができる。
【０２１８】
そのようなマスクは、単一のセンサを有する実施形態のような実施形態に限定される必要はない。２つの検出器アレイチップを使用するような実施形態も、収束、作動距離、焦点距離等を含む異なる光学パラメータに対応するように移動させることができる１つ以上のマスクを有することができる。例えば、単一のセンサ及び複数のセンサのカメラ設計を含むステレオカメラ設計を示す、２０１４年９月１９日に出願された米国特許出願第１４／４９１，９３５号（参照によりその全体が本明細書に援用される）を参照されたい。一方又は双方の２次元検出器アレイは、光が集められる位置を隔てる距離を変化させるように横方向に並進される開口領域を有するマスクを有することができ、したがって、例えば輻輳角を変化させる。上記で説明したように、マスクは、ソフトウェアを介してインプリメントすることができ、画像形成から排除するセンサの画素に対応する。逆に、ソフトウェアによってインプリメントされるマスクは、どの画素を用いて画像データを集めるかを決める。別個のそれぞれのチップにおいて画像を形成する光が集められるマスクの別個の左右の開口部分を、所望の輻輳角に応じて更に離間させるか又は一緒に近づけることができる。いくつかの実施形態では、マスクは１つのチップに配置され、一方で、他のチップは、そのような動的に移動可能なマスクを有しない。しかし、１つのチップ上でマスクを移動させることによって、収束等の光学パラメータを変えることができる。例えば、左側のチップが動的なマスクを有する場合、マスクの開口部分を、所望の輻輳角に応じて右側のチップから更に離間させるか又は近づけることができる。
【０２１９】
したがって、マスクを調整することができ、例えば、その内部の１つ以上の開口部を並進させ、手術用顕微鏡ビューを提供するステレオカメラにおけるものと同じ開創器及び／又は手術器具上のステレオカメラ間の収束を提供することができる。例えば、特定の外科的処置の場合、行われる処置のタイプに応じて、手術用顕微鏡ビューを提供するステレオカメラの作動距離を選択することによって輻輳角を最初に確立することができる。作動距離のこの選択は、手術用顕微鏡ビューを提供するステレオカメラ対の左右のチャネル間の輻輳角を確立することができる。１つ以上の他のステレオカメラ（例えば、手術器具上のステレオカメラ対、開創器上の近位及び／又は遠位のステレオカメラ等）上のマスクを、例えばその内部の１つ以上の開口部を移動させることによって変更又は再構成し、上記１つ以上のステレオカメラ対によって提供されるものと同じ輻輳角を提供することができる。その結果、移動可能な開口（複数の場合もあり）を有する再構成可能なマスクを用いて、開創器又は手術器具上のステレオカメラ対に、手術用顕微鏡ビューを提供するステレオカメラ対と同様の収束を提供することができる。異なるカメラに同じ収束を維持することによって、執刀医に提供される奥行き手掛かりを、異なるステレオカメラ（例えば、手術用顕微鏡ビューカメラ、近位の開創器カメラ、遠位の開創器カメラ、手術器具カメラ等）からの画像を見るにもかかわらず、比較的一定に維持することができる。その結果、より快適な視認体験を提供することができる。
【０２２０】
特定の実施形態では、ステレオカメラは、調整可能な焦点を更に提供することができる。２次元検出器アレイに手術部位を画像化するカメラ光学系の１つ以上のレンズを並進させてカメラの焦点を変更するように構成されている１つ以上のアクチュエータを含めることができる。これらのアクチュエータは、いくつかの実施形態では電気的に駆動することができるが、異なるタイプのアクチュエータを使用してもよい。これらのアクチュエータは、カメラを支持するとともに開創器に配置されるパッケージに含めることができる。有利には、（例えば内視鏡とは対照的に）開創器上のカメラは、そのような作動デバイスを位置付けることができる、画像化レンズに対して横方向への（例えば径方向への）利用可能なスペースを有する。その結果、横寸法（例えばｘ及びｙに）が縦寸法（ｚ）を超え得るが、手術部位への外科的アクセスは、横方向又は径方向にレンズを囲むスペースの利用によって妨げられない。
【０２２１】
種々の実施形態では、アクチュエータを用いて焦点を変更する場合、マスクを上記で説明したように再構成又は変更することができる。例えば、光が左及び／又は右のチャネルに方向付けられるときに通るマスクの１つ以上の開口部領域又は開口を、輻輳角を増減させるように横方向にシフトさせることができる。このように、開創器又は手術器具に配置される調整可能な焦点を有するステレオカメラの輻輳角を、手術用顕微鏡ビューを提供するステレオカメラの輻輳角と同じであるように変えることができる。そのようなカメラが調整可能な焦点を含む場合であっても、異なるステレオカメラに一定の輻輳角を提供することができる。焦点及びマスクの双方は、所望の焦点及び輻輳角を提供するように必要に応じて変更することができる。
【０２２２】
調整可能な焦点を組み込むことは、より小さい焦点深度を有するカメラレンズを使用することを可能にする。そのようなカメラレンズは、より大きい焦点深度を生成する同様のレンズよりも大きい開口数及び小さいＦ値を有する。より大口径のレンズのいくつかの利点は、光の収集及び解像度の増大である。
【０２２３】
いくつかの実施形態では、１つ以上のレンズを横方向に並進させてステレオカメラの収束を変えることができる。例えば、左及び／又は右のチャネルの結像光学系に含まれる１つ以上のレンズを、センサへの光学軸又は光学経路に直交して並進させ、輻輳角を変え、例えば、上記で説明した横方向に変位されるマスクの使用と同様に、異なる作動距離、焦点で異なるか又は同じ輻輳角を提供することができる。
【０２２４】
助手ディスプレイ
図２５は、助手ディスプレイを含む手術可視化システムの概略図である。いくつかの実施形態では、手術助手又は観察者が用いる別個の助手ディスプレイを提供することができる。図２５に示されているように、助手ディスプレイ１００３５は、支持支柱１００４１から延びるロック可能な関節アーム１００３７に搭載される接眼レンズ１００３９を含む、助手用の双眼視認プラットフォーム１００３６を備える。助手の双眼視認プラットフォームは、執刀医の視認プラットフォームに関して記載したようなＬＣＤ又は有機ＬＥＤディスプレイ等の１つ以上のディスプレイを含むことができる。同様に、双眼視認プラットフォームにも光学系を含め、接眼レンズを通じてディスプレイのビューを提供することができる。いくつかの実施形態では、例えば、ホイートストン設定を用いることができる。種々の実施形態では、助手ディスプレイ１００３５は、例えば、１つ以上のｅＭａｇｉｎ社のＮＴＥ  ＡＭＯＬＥＤディスプレイを含むことができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、執刀医双眼ディスプレイに関して上記でより詳細に記載したように、３次元ビューを提供することができる。いくつかの実施形態では、視認プラットフォームは、手術用顕微鏡と同様に患者の上に及び／又は患者にわたって配置することができる。視認プラットフォームは、手術用顕微鏡と同様に患者の上に及び／又は患者にわたって配置されるように、関節アーム上に配置することができる。視認プラットフォームを患者の上に又は患者にわたって設けることは、執刀医が、接眼レンズを通じて見ながら、（例えば患者の側部において）患者に十分に近づいて手術を行うことを可能にする。さらに、視認プラットフォームはコンパクトであり、したがって、執刀医が、嵩張るシステムによって患者から隔てられることなく、患者に近接することを可能にする。接眼レンズはしたがって、患者にわたって十分に配置することができ、それによって、執刀医の手が患者に到達して手術を行うことができる。有利には、執刀医が患者に近接することは、執刀医が手術中に患者をより綿密に監視することを可能にすることができる。
【０２２５】
したがって、本明細書において記載される種々の実施形態では、手術可視化システムは、１つ以上のディスプレイを内部に収容するハウジングを備える、執刀医及び／又は助手等のための視認プラットフォームを含む。ディスプレイは、手術部位を見るカメラからのビデオを提供する。種々の実施形態では、視認プラットフォームは、ハウジングを通じた直視を提供しない。執刀医又は助手は、ハウジングを通じて見て、手術部位からハウジングを通って通過する光を用いて手術場所を直接的に見るわけではない。その代わりに、視認者は、ディスプレイの接眼レンズを介してハウジングをのぞき込む。ディスプレイは、手術場所を見るカメラセンサから得られる画像を提示する。そのような構造は、ステレオカメラの視線がディスプレイ及び／又は接眼レンズから分離され、それによって、執刀医又は助手が、自身の視線を、手術用顕微鏡ビューを提供するステレオカメラの視線と位置合わせする必要がないため、人間工学的利点を提供する。この構造及び利点は、執刀医及び助手ディスプレイの双方に適用することができる。ミラーを使用して、１つ以上のディスプレイからの左右の画像を左右の接眼レンズに方向付けることができる。いくつかの実施形態では、左右のディスプレイ又はディスプレイの左目及び右目の部分は、画像に、ヒトの目の視差に一致する視差を提供するか、又はホイートストン構造を用いてステレオを提供する。ミラーは、ディスプレイ（複数の場合もあり）から接眼レンズへの光学経路を折り畳むことができ、それによって、よりコンパクトでより小さい設置面積を提供する。さらに、ディスプレイ（複数の場合もあり）から接眼レンズへの光学経路においてレンズを使用することができる。レンズは、ディスプレイからの光をコリメートさせ、接眼レンズによって受け取られるコリメートされた又は実質的にコリメートされたビームを形成することができる。レンズはビームサイズを低減することもできる。例えば、３インチ〜８インチ、４インチ〜６インチ、例えば５インチの対角を有する１つ以上の矩形のディスプレイを用いることができる。レンズは、そのような大きい物体からの光を集めるとともにコリメートし、例えば、約０．３インチ〜２．０インチ又は０．５インチ〜１．０インチ又は１．５インチの開口径を有し得る接眼レンズのためにビームをより小さいサイズに低減することができる。低減された断面を有するビームを生成することは、より小さい折り畳みミラーを使用することを可能にする。種々の実施形態では、ハウジングはコンパクトであり、小さい設置面積を有する。視認プラットフォームは、左右の対の接眼レンズを介して３次元画像を提供することができる。したがって、種々の実施形態では、視認プラットフォームは、執刀医になじみ深い、コンパクトなステレオ双眼顕微鏡である手術用顕微鏡と同様の感覚を有する。視認プラットフォームは、手術用顕微鏡と同様に患者の上に及び／又は患者にわたって配置することができる。視認プラットフォームは、手術用顕微鏡と同様に患者の上に及び／又は患者にわたって配置されるように、関節アーム上に配置することができる。視認プラットフォームを患者の上に又は患者にわたって設けることは、執刀医が、接眼レンズを通じて見ながら、（例えば患者の側部において）患者に十分に近づいて手術を行うことを可能にする。患者に近接して、患者の上に及び／又は患者にわたって配置することができるコンパクトな視認プラットフォームを提供することによって、執刀医が、嵩張るシステムによって患者から隔てられることなく、患者に近接することを可能にする。接眼レンズはしたがって、患者にわたって十分に配置することができ、それによって、執刀医の手が患者に到達して手術を行うことができる。有利には、執刀医が患者に近接することは、執刀医が手術中に患者をより綿密に監視することを可能にすることができる。
【０２２６】
共通の対物レンズを有する手術用顕微鏡ビューカメラの例示的な光学構造
図２６は、対物レンズトリプレット１２１０５を備える例示的な画像化システム１２１００を示している。対物レンズ１２１０５は、その中心を通って延びる光機械的軸１２１０２を有する。図示の画像化システム１２１００は、左目の撮像装置の光学経路のみを示しているが、右目の光学経路に沿って右目の撮像装置に同様の画像が形成されることを理解されたい。対物レンズトリプレット１２１０５は、ズーム系及び／又はビデオカプラ光学系の光をコリメートさせるように構成されている空隙のあるトリプレットレンズを含み、この例を本明細書において記載する。系の開口は、対物レンズトリプレット１２１０５の後に（例えば、対物レンズトリプレットの後方、手術部位から遠位に等）位置付けることができる。物体１２１０２の画像が、左目の光学経路に沿って左目の画像面１２１０６において形成される。ここで、画像センサが次に、本明細書において記載されるように、双眼ディスプレイシステムにおいて左目のビューのビデオを生成することができる。相手方の右目のビュー画像（図示せず）も、トリプレットの光機械的軸の長さに沿って左目の画像と同様の長手方向位置において対物レンズの光機械的軸の反対側に生成することができる。いくつかの実施形態では、空隙のあるトリプレット１２１０５はスーパーアクロマートであり得る。
【０２２７】
図２７は、ステレオ撮像装置の双方の光学経路の共通の対物レンズ１２２０５を備える例示的な画像化システム１２２００を示している。画像化システム１２２００は、比較的高いズーム比を提供するように構成することができる。共通の対物レンズ１２２０５は、その焦点距離において用いられるダブレットであり得る。ダブレットはアクロマートであり得る。いくつかの実施形態では、共通の対物レンズ１２２０５は、２つ以上のレンズ素子、例えば３つ、４つ、５つ又は５つ以上のレンズ素子を備えることができる。
【０２２８】
種々の実施形態では、アフォーカルレンズ群が、或る距離だけ隔てられる第１及び第２のレンズ又はレンズ群を含むことができる。付加的なレンズ（単数以上）を、例えばこれらの２つのレンズ間に含めることができる。図示の実施形態では、例えば、第１の出力レンズ群と第２の出力レンズ群との間に配置される中央レンズ群が示されている。図２７に示されているようないくつかの実施形態では、第１及び第２のレンズ又はレンズ群はマイナスであり、中央レンズはプラスである。しかし、対照的に、図２８に示されているように、第１及び第２のレンズ又はレンズ群はプラスであるものとすることができ、中央レンズはマイナスである。しかし、図２７及び図２８に示されているように、これらの第１及び第２のレンズ群並びに中央レンズ群は、複数のプラス及びマイナスのレンズ、又は単一のプラス若しくはマイナスのレンズのみを含むことができる。種々の他の構造が可能である。レンズは、異なる位置にあり、異なる距離だけ隔てられることができる。１つ以上のレンズを移動させて倍率を変更することができる。種々の実施形態では、レンズ群は、アフォーカルズームによるコリメートされた光の入力がコリメートされたビームとして出力されるように、アフォーカルである。拡大も提供することができる。種々の実施形態では、図２７に示されているようなアフォーカルズームは、（例えばステレオディスプレイの左右の目のビューに対応して）左右の光学経路のそれぞれに配置される。
【０２２９】
物体からの光は、対物レンズ１２２０５によってコリメートされ、コリメートされた光出力１２２０７を生成することができる。コリメートされた光１２２０７は次に、アフォーカルズームレンズ群１２２１０に入ることができる。アフォーカルレンズ群１２２１０は、コリメートされた光を受け取るとともにコリメートされた光を出力するように構成されている。上述したように、アフォーカルレンズ群１２２１０は、１つ以上の移動レンズ素子及び／又は可変出力光学素子を含み、コリメートされた光出力の倍率を変更し、ズームレンズ系を生じることができる。また、対物レンズ１２２０５とズームレンズ群１２２１０との間のコリメートされたスペース１２２０７は、いずれかの任意のサイズ（例えば、光学経路に沿う長さ）であり得る。
【０２３０】
アフォーカルズームレンズ群１２２１０を出るコリメートされた光は、ビデオカプラ光学系１２２２０に入る前に開口１２２０９を通る。ビデオカプラ光学系１２２２０の焦点距離は、画像面１２２３０において好適な画像サイズを提供するように構成することができ、好適なサイズは、画像面１２２３０における画像センサのサイズに少なくとも部分的に依存し得る。ビデオカプラ光学系１２２２０は、画像面１２２３０においてコリメートされた光を受け取って光の焦点を合わせるように構成されている複数のレンズ素子を備える。種々の実施形態では、ビデオカプラ光学系１２２２０は、画像面１２２３０のセンサアレイにおいて画像を焦点合わせする正の屈折力を有する。ビデオカプラ光学系１２２２０は色補正を提供することができる。異なるアッベ数を有する異なる材料を含む複数のレンズ素子が例えば色補正を提供することができる。例えば、色補正を提供する１つ以上のダブレットを、図２７に示されているように含めることができる。
【０２３１】
いくつかの実施形態では、ビデオカプラレンズ群は、比較的小さい並進を生じ、結果として作動距離を比較的大きく変化させるように構成することができる。例えば、レンズの並進の変化と作動距離との比は、１：１０〜１：４０、１：２０〜１：３０であり得る。一例では、比が１：２５である場合、ビデオカプラレンズ群は、長手方向に約１単位（例えば１ｍｍ〜２ｍｍ）だけ移動し、作動距離を約２５単位（例えば２５ｍｍ〜５０ｍｍ）変化させるように構成することができる。これは、作動距離を片手で調整することが困難であった以前のシステムに比して、片手を用いて作動距離を調整することを比較的容易にし得る。したがって、作動距離は、光学系内の１つ以上のレンズを変化させることによって光学的に動かすことができ、取得システムは、例えば可動アームに配置される場合には全体的に移動される必要はなく、アームは移動される必要がない。
【０２３２】
種々の実施形態では、対物レンズ１２２０５からのビーム出力のコリメートは、対物レンズとズーム系１２２１０との間の広範な長手方向距離を可能にする。したがって、特定の実施形態では、プリズム等の光学素子を対物レンズとズーム系との間に含めることができ、これは、種々の実施形態では、ビームがこの位置においてコリメートされるためである。他の設計も可能である。
【０２３３】
同様に、種々の実施形態では、ズーム系１２２１０からのビーム出力のコリメートは、ズーム系とビデオカプラ光学系との間の広範な長手方向距離を可能にする。したがって、いくつかの実施形態では、１つ以上のプリズムを、アフォーカルズームレンズ群１２２１０とビデオカプラ光学系１２２２０との間で、開口１２２０９の前後のコリメートされた光スペースに位置決めすることができる。図示の実施形態では、開口はズーム群とビデオカプラ群との間に配置されている。プリズム又は他の光学再方向付け素子は、左右の目の画像経路間の距離を調整し、それぞれの画像の画像センサのサイズ及び位置に対応するように構成することができる。例えば、撮像装置が瞳孔間スペースよりも大きい場合、プリズムを用いて左右の目の光学経路をオフセットすることができる。
【０２３４】
左目の光学経路のズーム系１２２１０及びビデオカプラ光学系１２２２０が示されているが、右目の光学経路の同様のズーム系１２２１０及びビデオカプラ光学系１２２２０も含めることができる。図２８は、例示的な画像化システム１２２００のズームレンズ群１２２１０及びビデオカプラ光学系１２２２０を示している。特定の実施形態では、プリズム又はキューブビームスプリッタを用いて、ビームの方向を変え、可能性としては、カメラシステムをよりコンパクトにするか、又は、特定の用途により望ましい形状で構成することができる。対物レンズは例えば、一方向を指すような向きにすることができ、ズーム及びビデオカプラシステムは、異なる方向、例えば直交方向への向きにすることができる。
【０２３５】
上述したように、図２７及び図２８に示されているズーム系１２２１０は異なる設計を有する。同様に、ビデオカプラ光学系１２２２０も異なる設計を有する。例えば、図２８に示されているビデオカプラ光学系は、第１のレンズ素子と第２のレンズ素子との間の折り畳まれていないプリズムを示している。そのようなプリズムは、光学経路を再び方向付け、例えば、よりコンパクトな望ましい形状を提供することを可能にし得る。
【０２３６】
図２９Ａ及び図２９Ｂは、ステレオ撮像装置の共通の対物レンズ１２２０５を有する例示的な画像化システム１２２００のそれぞれの側面図及び上面図を示している。図２９Ａに示されているように、プリズムが対物レンズ１２２０５とズーム系１２２１０との間に含まれ、対物レンズが第１の方向に面し、ズーム系が、第２の垂直な方向に沿って長手方向に延びることを可能にする。そのような構造は、システムをよりコンパクトにするか、又は、画像化システム全体の設置面積を低減することができる。図２９Ａは、３つの画像面（及びそれぞれの光学センサ位置）１２２３０ａ、ｂ、ｃへの３つの光学経路も示している。異なる光学経路を異なる目的で用いることができる。例えば、各光学経路は、種々の実施形態では、画像化のために異なる（例えば別個の、隣接する又は重なり合う）波長域に用いることができる。例えば、光学経路は、赤外線、可視及び／又は近赤外線画像の取得に用いることができる。他の波長範囲も可能である。いくつかの実施形態では、１つ以上の光学経路をステレオ画像取得に用いることができ、１つ以上の光学経路を用いて単眼画像を取得することができる。いくつかの実施形態では、光学経路は、異なる解像度を有する画像センサにつながることができる。種々の実施形態では、ステレオ撮像装置及び単眼撮像装置は異なる解像度を有し、単眼の解像度はステレオの解像度を超える（例えば、ステレオ対の画像センサの対のうちの一方の解像度）。例えば、４Ｋセンサを画像面１２２３０ｂに含めることができる（他の光学経路にはより低い解像度のセンサを有する）。この４Ｋセンサからの画像を、例えば、複数の視認者のためにフラットスクリーン又はパネルディスプレイに表示することができる。この画像は代替的に、執刀医の双眼ディスプレイに、例えば可能性としてはモノで提供してもよい。これらの異なる経路の他の使用が可能である。例えば、蛍光画像化又は他の目的の付加的な光学経路が可能である。付加的なビームスプリッタ又は折り畳み光学系（例えばミラー）を必要に応じて使用することができる。
【０２３７】
図２９Ａに示されている設計では、図２８にも示されているように、ビームスプリッタ又は折り畳み素子（複数の場合もあり）は、ビデオカプラ１２２２０内の第１の光学素子と第２の光学素子との間に含まれる。
【０２３８】
図２９Ｂは、左目又は右目のビューのうちの一方を上面図から示している。相手方の右目又は左目のビューの光学系もステレオ画像化のために含めることができる。
【０２３９】
共通の対物レンズ１２２０５は、光学経路を再び方向付けるようにプリズム、折り畳み素子又はビームスプリッタ１２２３５を通る光をコリメートさせる。コリメートされた光はアフォーカルズームレンズ群１２２１０に入り、これがコリメートされた光出力を提供する。開口１２２０９は、画像化システム１２２００の開口を制限する。コリメートされた光は次に、複数の光学経路を生成するように、ビームスプリッタ及び光学再方向付け素子１２２４０を通る。各光学経路は、画像面１２２３０ａ、１２２３０ｂ、１２２３０ｃにおいて画像を生成するように構成されているビデオカプラ光学系１２２２０ａ、１２２２０ｂ、１２２２０ｃを備える。
【０２４０】
図３０は、共通の対物レンズ１２２０５を有する例示的なステレオ撮像装置ハウジング１２３００の切り取り図を示している。ハウジング１２３００は、対物レンズ１２２０５、アフォーカルズームレンズ群１２２１０、ビデオカプラ光学系１２２２０及び画像センサ１２２２２を備える画像化システム１２２００に機械的な支持を提供する。
【０２４１】
いくつかの実施形態では、蛍光画像を集めて表示することができる。これらの蛍光画像は、蛍光をベースとするのではなく、手術部位の画像に重畳して見ることができる。赤外線等の異なる波長で画像化するカメラは、手術部位又はそこに含まれる物体を画像化することができる。いくつかの実施形態では、例えば、蛍光化学薬品を注入するとともに、そのエリアを、蛍光を誘発する光で照明することによって、特徴部が蛍光を発するようにすることができる。例えば、特定の実施形態では、解剖学的特徴部は、例えば、ＵＶ放射等の短波長放射に暴露されると蛍光を発する蛍光色素を含むことができる。そのような技法は、腫瘍等のような対象とする特定の特徴部の位置及び／又は境界を特定及び／又は強調するのに有用であり得る。対象とする蛍光又は他の波長は、手術用顕微鏡ビューを提供する１つ以上のカメラ等の、手術野を画像化する１つ以上のカメラによって検出することができる。例えば、蛍光発光の波長に感度の高い光学検出器を使用して、蛍光画像を見ることができる。いくつかの実施形態では、蛍光発光の波長は赤外線である。特定の実施形態では、異なる波長に感度の高いセンサを使用することができる。特に、蛍光波長（例えばＩＲ）に感度の高い１つ以上のセンサを、蛍光波長に対して感度が高くないか又はあまり高くなく、他の有用な波長（例えば可視光）に対して感度が高いか又はより感度が高い１つ以上のセンサとともに用いることができる。例えば、１つの波長を反射させて別の波長は通す、波長に依存するビームスプリッタ等のビームスプリッタを用いて、光を集めて双方のタイプの検出器に分配することができる。蛍光画像及び非蛍光画像は、それぞれのセンサによって記録することができる。いくつかの実施形態では、蛍光画像及び非蛍光画像は、双方のタイプのセンサから画像データを受信する電子ディスプレイに表示するときに重畳することができる。
【０２４２】
いくつかの実施形態では、対象とする蛍光又は他の波長によって生成される画像は、他のカメラ（複数の場合もあり）からの１つ以上の画像に重畳される。不所望の波長を除去して可能性としてはコントラストを高めるためにフィルタリングを提供することができる。例えば、フィルタを用いて励起照明を除去することができる。いくつかの実施形態では、発光画像コンテンツ（例えば蛍光組織）を解析し、発光しない画像コンテンツ（例えば蛍光を発しない組織）に重畳することができ、又はその逆もまた同様である。
【０２４３】
いくつかの実施形態では、ＩＲ蛍光画像が非ＩＲ（例えば可視）画像にわたって重畳される。他の蛍光波長等の他の波長を使用してもよい。蛍光波長が見えない（例えば赤外線の蛍光）といった種々の実施形態では、蛍光内容の人工色表現を、蛍光組織を見ることが可能であるように、実際の蛍光色の代わりに用いることができる。
【０２４４】
図３１は、本明細書において記載される特定の実施形態による例示的な医療装置を概略的に示している。医療装置２１００は、ディスプレイ（又はディスプレイ部分）２１１０、複数のカメラ２１２０及び１つ以上のプロセッサ２１３０を備えることができる。複数のカメラ２１２０は、手術野において蛍光を画像化するように構成されている少なくとも１つの第１のカメラ２１２１ａ、及び手術野の非蛍光画像を生成するように構成されている少なくとも１つの第２のカメラ２１２２ａを含むことができる。プロセッサ２１３０は、複数のカメラ２１２１ａ、２１２２ａから画像を受け取るとともに、少なくとも１つの第１のカメラ２１２１ａからの蛍光画像をディスプレイ２１１０に表示し、少なくとも１つの第２のカメラ２１２２ａからの非蛍光画像をディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。図３１に示されているように、プロセッサ２１３０は、有利には、複数のカメラ２１２０内の各カメラに、複数のプロセッサ２１３１ａ、２１３２ａ、例えば別個のプロセッサを含むことができる。例えば、少なくとも１つの第１のプロセッサ２１３１ａは、少なくとも１つの第１のカメラ２１２１ａからの画像を受け取るとともに、蛍光画像をディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。加えて、少なくとも１つの第２のプロセッサ２１３２ａは、少なくとも１つの第２のカメラ２１２２ａからの画像を受け取るとともに、非蛍光画像をディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。
【０２４５】
ディスプレイ２１１０は、主ディスプレイ、執刀医ディスプレイ、助手ディスプレイ、可能性としては他のディスプレイ、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。ディスプレイ２１１０は、本明細書において記載されるようなディスプレイ部分、ディスプレイ又はディスプレイデバイスを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、ディスプレイ２１１０は、１つ以上の接眼レンズを通じて見られるディスプレイ（又はディスプレイ部分）、例えば、図１、図３、図４Ａ、図５Ａ及び図５Ｂに示されている手術視認システム１の視認プラットフォーム９内のディスプレイを含むことができる。ディスプレイ（又はディスプレイ部分）はハウジング内にあることができる。他の実施形態では、ディスプレイ２１１０は、天井から又は支柱上のディスプレイアームに搭載されるディスプレイ、例えば、図１に示されている手術視認システム１のディスプレイアーム５上の表示デバイス１３を含むことができる。
【０２４６】
種々の実施形態では、複数のカメラ２１２０は、手術野の手術用顕微鏡ビューを提供するカメラを含むことができる。いくつかの実施形態では、複数のカメラ２１２０は、手術器具又は別の医療デバイスに配置されるカメラを含むことができる。複数のカメラ２１２０は、手術野の左目のビューを形成するように構成されている少なくとも１つの第１のカメラ２１２１ａ及び少なくとも１つの第２のカメラ２１２２ａを含むことができる。複数のカメラ２１２０は、手術野の右目のビューを形成するように構成されている少なくとも１つの第１のカメラ２１２１ｂ及び少なくとも１つの第２のカメラ２１２２ｂも含むことができる。いくつかの実施形態では、左目及び右目のビューは、手術野の立体視ビューであり、カメラは、ヒトの目を模倣して所望の収束を提供するように角度を付けることができる。複数のカメラ２１２０の１つ以上のカメラ２１２１ａ、２１２１ｂ、２１２２ａ及び／又は２１２２ｂは、本明細書において記載されるような光学アセンブリを含むことができる。例えば、１つ以上のカメラ２１２１ａ、２１２１ｂ、２１２２ａ及び／又は２１２２ｂは、図６Ａに示されているような回転プリズム５４、レンズ列５５及び／又はセンサ５６を含むことができる。
【０２４７】
本明細書において記載されるように、左目のビューの場合、少なくとも１つの第１のカメラ２１２１ａは、手術野において蛍光を画像化するように構成することができ、少なくとも１つの第２のカメラ２１２２ａは、手術野の非蛍光画像を生成するように構成することができる。同様に、右目のビューの場合、少なくとも１つの第１のカメラ２１２１ｂは、手術野において蛍光を画像化するように構成することができ、少なくとも１つの第２のカメラ２１２２ｂは、手術野の非蛍光画像を生成するように構成することができる。
【０２４８】
いくつかの実施形態では、第１のカメラ２１２１ａ及び／又は２１２１ｂは、赤外線波長、紫外線波長又は他の蛍光波長に対して感度が高いものとすることができる。例えば、光学検出器、例えば、第１のカメラ２１２１ａ及び／又は２１２１ｂのセンサ５６又はセンサのアレイは、蛍光波長に感度が高いものとすることができる。いくつかの実施形態では、蛍光波長に感度が高い第１のカメラ２１２１ａ及び／又は２１２１ｂは、赤外線、紫外線又は他の蛍光光源を含むことができる。いくつかの実施形態では、光ファイバを用いた照明を用いて、蛍光を誘発するためのポンピング光を提供することができる。いくつかの実施形態では、フィルタを用いて、蛍光波長に感度が高い第１のカメラ２１２１ａ及び／又は２１２１ｂに蛍光波長を選択的に方向付けることができる。いくつかの実施形態では、第２のカメラ２１２２ａ及び／又は２１２２ｂは蛍光波長に感度が高くない場合がある。
【０２４９】
いくつかの実施形態では、プロセッサ２１３０は、非蛍光画像にわたって蛍光画像を重畳するように構成することができる。他の実施形態では、プロセッサ２１３０は、蛍光画像にわたって非蛍光画像を重畳するように構成することができる。種々の実施形態では、プロセッサ２１３０は、蛍光画像及び非蛍光画像を一緒に電子的に処理して同期させることができる。例えば、プロセッサ２１３０は、画像を読み取り、アライメントし、一緒に組み合わせることができる。
【０２５０】
プロセッサ２１３０は汎用コンピュータを含むことができ、いくつかの実施形態では、単一のプロセッサを双方の左右のディスプレイ部分２１１０とともに用いることができる。しかし、医療装置２１００の種々の実施形態は、左目及び右目のビューのために別個の処理電子装置を含むことができる。外科的処置では時間が重要であるため、左右のチャネルのためのそのような別個の処理は、単一の処理電子装置を有するプロセッサ又は汎用コンピュータにとって有利であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、各チャネルに別個の専用の処理電子装置を有することは、単に並行な処理を提供することができ、この結果、画像の処理がより迅速になり、それによって、レイテンシが低減される。加えて、汎用コンピュータの障害に対処することは、コンピュータの再起動を必要とし、いくらかのダウンタイムを伴う可能性がある。さらに、左目及び右目のビューチャネルにおいて別個の処理電子装置を用いれば、処理電子装置のうちの一方が故障した場合、他方のチャネルの処理電子装置が、執刀医に画像を提供し続けることができる。そのような冗長性は、単眼視認システムにも組み込むことができる。例えば、単眼視認システムのいくつかの実施形態では、双眼視認システムと同様に２つのチャネルを設けることができる。単眼視認システムの画像は、各チャネルに分割することができ、各チャネルがそれ自体の処理電子装置を有する。
【０２５１】
さらに、いくつかの更により有利な実施形態では、図３１に示されているように、医療装置２１００は、各チャネル内の各カメラのために別個の処理を含み、画像の処理を更に改善するとともにレイテンシを低減することができる。例えば、左目のビューの場合、プロセッサ２１３１ａは、カメラ２１２１ａから画像を受け取るとともに、カメラ２１２１ａからの蛍光画像をディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。プロセッサ２１３２ａは、カメラ２１２２ａから画像を受け取るとともに、カメラ２１２２ａからの非蛍光画像をディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。蛍光画像及び非蛍光画像は、ディスプレイ２１１０上で光学的に重畳することができる。同様に、右目のビューの場合、プロセッサ２１３１ｂは、カメラ２１２１ｂから画像を受け取るとともに、カメラ２１２１ｂからの蛍光画像をディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。プロセッサ２１３２ｂは、カメラ２１２２ｂから画像を受け取るとともに、カメラ２１２２ｂからの非蛍光画像をディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。蛍光画像及び非蛍光画像は、ディスプレイ２１１０上で光学的に重畳することができる。
【０２５２】
特定の実施形態では、別個の処理電子装置のそれぞれは、画像を操作し、例えば、画像データを受信し、画像データを処理し、表示するために画像を出力するように構成することができる。例えば、処理電子装置のそれぞれは、１つ以上のユーザ入力を受信し、１つ以上のカメラからの画像に対応する１つ以上の入力信号を受信し、及び／又はどの画像を表示するかを選択するように構成することができる。処理電子装置のそれぞれは、１つ以上のユーザ入力に少なくとも部分的に基づいて、選択された画像をリサイズし、回転させ、又は、再位置決めすることもできる。処理電子装置は、１つ以上の出力信号を生成して１つ以上のディスプレイを駆動し、１つ以上の画像を生成することもできる。例えば、各処理電子装置は、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含むことができる。各処理電子装置は、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）も含むことができる。処理電子装置は、１つ以上の画像のカラーバランス、輝度、コントラスト等も制御することができる。
【０２５３】
いくつかの実施形態では、蛍光画像及び非蛍光画像を重畳する代わりに、第１の波長範囲の画像を、第２の波長範囲の画像に重畳することができる。例えば、１つ以上のセンサは、第１の波長範囲の第１の画像を捕捉することができ、１つ以上のセンサは、第２の波長範囲の第２の画像を捕捉することができる。第１の画像及び第２の画像は、本明細書において開示されるように光学的に重畳することができる。別の例として、第１の波長の画像は、蛍光画像化ではなく狭帯域光観察によって提供することができる。例えば、第１の波長の画像の場合、フィルタが、いくつかの実施形態では、青色の（約４４０ｎｍ〜約４６０ｎｍ）及び／又は緑色（約５４０ｎｍ〜約５６０ｎｍ）の波長の周辺光の使用により画像化を可能にすることができる。これらの波長の又はこれらの波長付近の画像化は、ヘモグロビンのピーク光吸収がこれらの波長において生じるため、特徴部の可視性を高めることができる。第２の波長の画像は、狭帯域光観察を用いることなく（例えば、フィルタを用いない周辺光の使用）提供することができる。
【０２５４】
更なる実施形態では、複数のカメラ２１２０は、主に異なる波長における画像化のためのカメラの代わりに又は加えて、手術部位の複数のビューのための異なるカメラを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、複数のカメラ２１２０は、手術部位の異なるビューを提供するように、手術用顕微鏡ビューを提供するカメラ、手術器具に配置されるカメラ、及び別の医療デバイスに配置されるカメラを含むことができる。いくつかの実施形態は、どのビューを重畳して、重ね合わせて、隣接して又は単眼ビューとして表示するかを決定するスイッチも含むことができる。１つ以上の画像はまた、他のソース、例えばデータファイル、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影（ＣＡＴ）スキャン、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）、Ｘ線、超音波画像装置等からのものであり得る。
【０２５５】
図３２Ａは、本明細書において記載される特定の実施形態による別の例示的な医療装置を概略的に示している。いくつかのそのような実施形態は、有利には、特定の外科的処置において重要であり得る、見るための画像を生成する時間を低減することもできる。例えば、医療装置２２００は、複数のディスプレイ（又はディスプレイ部分）、複数のカメラ及び１つ以上のビームコンバイナを含むことができる。図３２Ａに示されているように、左目のビューを形成するために、複数のカメラは、第１のディスプレイ２２１１ａに蛍光画像を生成するように構成されている少なくとも１つの第１のカメラ２２２１ａ、及び、第２のディスプレイ２２１２ａに非蛍光画像を生成するように構成されている少なくとも１つの第２のカメラ２２２２ａを含むことができる。いくつかの実施形態では、カメラ２２２１ａ、２２２２ａは、例えばプロセッサによって複数のディスプレイ２２１１ａ、２２１２ａに画像を生成することができる。しかし、そのような実施形態では、電子プロセッサは画像の組み合わせを行う必要はない。ビームコンバイナ２２３０ａを、第１のディスプレイ２２１１ａ及び第２のディスプレイ２２１２ａから蛍光画像及び非蛍光画像を受け取るとともに、例えば接眼レンズを通じてハウジング内で又は表示デバイスにおいて左目で見るために蛍光画像及び非蛍光画像を光学的に組み合わせるか又は重畳するように構成することができる。
【０２５６】
図３２Ｂに示されているように、右目のビューを形成するために、複数のカメラは、別の第１のディスプレイ２２１１ｂに蛍光画像を生成するように構成されている別の第１のカメラ２２２１ｂ、及び、別の第２のディスプレイ２２１２ｂに非蛍光画像を生成するように構成されている別の第２のカメラ２２２２ｂも含むことができる。いくつかの実施形態では、カメラ２２２１ｂ、２２２２ｂは、例えば処理電子装置を用いて、複数のディスプレイ２２１１ｂ、２２１２ｂ上で見ることができる画像を得ることができる。しかし、そのような実施形態では、電子プロセッサは画像の組み合わせを行う必要はない。ビームコンバイナ２２３０ｂを、第１のディスプレイ２２１１ｂ及び第２のディスプレイ２２１２ｂから蛍光画像及び非蛍光画像を受け取るとともに、例えば接眼レンズを通じてハウジング内で又は表示デバイスにおいて右目で見るために蛍光画像及び非蛍光画像を重畳するように構成することができる。
【０２５７】
種々の実施形態では、ビームコンバイナ２２３０は、ビームを組み合わせるために、ビームスプリッタ（例えば４５度又は逆に用いられる他の角度のスプリッタ）、ダイクロイックビームスプリッタ、プリズム、又は、他の光学構造を含むことができる。一例として、ビームコンバイナ２２３０ａが、左目の光学経路内に配置され、第１のディスプレイ２２１１ａ及び第２のディスプレイ２２１２ａから蛍光画像及び非蛍光画像を受け取るとともに、例えば接眼レンズを通じてハウジング内で又は表示デバイスにおいて左目で見るために蛍光画像及び非蛍光画像を重畳することができる。同様に、別のビームコンバイナ２２３０ｂが、右目の光学経路内に配置され、第１のディスプレイ２２１１ｂ及び第２のディスプレイ２２１２ｂから蛍光画像及び非蛍光画像を受け取るとともに、右目で見るために蛍光画像及び非蛍光画像を重畳することができる。いくつかの実施形態は、画像を重ね合わせることを可能にするために、ディスプレイからの光を集めるように配置される結像光学系（例えば光学アセンブリ）を更に含むことができる。結像光学系は、無限遠に画像を形成するように構成することができる。図３２Ｃは、図３２Ａ及び図３２Ｂからの例示的な左右のアセンブリを組み込む医療装置の一実施形態の上面図を概略的に示している。
【０２５８】
いくつかの実施形態では、蛍光画像及び非蛍光画像を重畳する代わりに、第１の波長範囲の画像を、第２の波長範囲の画像と重畳することができる。例えば、第１のカメラ２２２１ａは、第１のディスプレイ２２１１ａに第１の波長範囲の第１の画像を生成することができ、第２のカメラ２２２２ａは、第２のディスプレイ２２１２ａに第２の波長範囲の第２の画像を生成することができる。ビームコンバイナ２２３０ａは、第１の画像及び第２の画像を光学的に重畳することができる。別の例として、本明細書において記載されるように、蛍光画像化の代わりに、第１の波長の画像を狭帯域光観察によって提供することができ、狭帯域光観察を用いることなく第２の波長の画像を提供することができる。
【０２５９】
加えて、同じか又は実質的に同じ波長であるが他の特性を有する２つの異なるカメラからの画像を重畳することができる。例えば、１つの画像は組織の自然な画像であるものとすることができ、別のビューは、自然ではない画像（例えば、疑似色を有する画像又は誇張された若しくは極端なコントラストを有する画像）であり得る。いくつかの実施形態では、そのような重畳画像は、有利には、健康な組織と健康ではない組織との差を示すことができる。図３１及び図３２Ａ〜図３２Ｃに示されている医療装置の例示的な実施形態を変更して、２つ以上の画像の複合画像を生成することもできる。図３３Ａは、例示的な複合画像２５００の概略図を示しており、この場合、第１の（例えば背景）画像２５０１が、複合画像２５００の第１の部分２５１１に生成され、第２の（例えばピクチャインピクチャ（ＰＩＰ））画像２５０２が、複合画像２５００の第２の部分２５１２に生成される。いくつかの実施形態では、画像は、蛍光画像及び非蛍光画像を含むことができる。しかし、他の実施形態では、画像は必ずしも蛍光画像及び非蛍光画像ではない。例えば、１つの画像は、手術用顕微鏡ビューを生成するカメラからの手術野の手術用顕微鏡ビューであり得る。他の画像は、手術器具又は他の医療デバイスに配置されるカメラからの手術野の画像であり得る。１つ以上の画像はまた、カメラ以外のソース、例えばデータファイル、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影（ＣＡＴ）スキャン、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）、Ｘ線、超音波画像診断装置等からのものであり得る。図３３Ｂは、左目及び右目の双方の２つ以上の画像の複合画像を生成するための、図３１又は図３２Ａ〜図３２Ｃからの例示的な左右のアセンブリを組み込む医療装置の一実施形態の正面図を概略的に示している。
【０２６０】
図３１に示されている例示的な実施形態を参照すると、左目のビューの場合、第１のカメラ２１２１ａは、手術用顕微鏡ビューを生成するカメラであるものとすることができ、第２のカメラ２１２２ａは、手術器具又は他の医療デバイスに配置されるカメラであるものとすることができる。同様に、右目のビューの場合、第１のカメラ２１２１ｂは、手術用顕微鏡ビューを生成する別のカメラであるものとすることができ、第２のカメラ２１２２ｂは、手術器具又は他の医療デバイスに配置される別のカメラであるものとすることができる。各目のビューのために、第１のカメラ２１２１ａ、２１２１ｂは、複合画像２５００の背景画像２５０１を生成することができ、第２のカメラ２１２２ａ、２１２２ｂは、複合画像２５００内にＰＩＰ画像２５０２を生成することができる。左目のビューの場合、プロセッサ２１３１ａは、第１のカメラ２１２１ａから画像を受け取るとともに、画像を、複合画像２５００の背景画像２５０１としてディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。加えて、プロセッサ２１３２ａは、第２のカメラ２１２２ａから画像を受け取るとともに、画像を、複合画像２５００のＰＩＰ画像２５０２としてディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。右目のビューの場合、プロセッサ２１３１ｂは、第１のカメラ２１２１ｂから画像を受け取るとともに、画像を、複合画像２５００の背景画像２５０１としてディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。加えて、プロセッサ２１３２ｂは、第２のカメラ２１２２ｂから画像を受け取るとともに、画像を、複合画像２５００のＰＩＰ画像２５０２としてディスプレイ２１１０に表示するように構成することができる。図３３Ｂに示されているように、複合画像２５００内のＰＩＰ画像２５０２の位置は、図示されている位置と同じか又は異なり得る。付加的なカメラ又はソースを用いて複数のＰＩＰ画像を生成することもできる。
【０２６１】
図３２Ａ〜図３２Ｃに示されている例示的な実施形態を参照すると、ビームコンバイナ２２３０ａ、２２３０ｂを各目の光学経路内に配置し、複合画像２５００を生成することができる。いくつかの実施形態では、カメラからの背景画像をリサイズすることができるか、又は、背景画像の画素の列数を低減することができる。例えば、背景画像は、フルフレームから、複合画像２５００の第１の部分２５１１のサイズ（例えば約１／２、２／３、３／４等）にリサイズすることができる。視認者とディスプレイとの間の各目の光学経路におけるビームコンバイナ２２３０ａ、２２３０ｂは、背景画像が複合画像２５００の第１の部分２５１１において見えるように背景画像とＰＩＰ画像とを重畳することができ、ＰＩＰ画像は、複合画像２５００の残りの部分２５１２（例えば約１／２、１／３、１／４等）内に形成される。いくつかの実施形態では、残りの部分２５１２は、ＰＩＰ画像２５０２を囲む境界２５１３を含み、視認者が、同様のタイプの画像（例えば複数のソースからの同様のタイプの組織）を過って連続的なものとして見ることを防止するのに役立つことができる。
【０２６２】
図３２Ａを参照すると、左目のビューを用いた例示的な図が提供される。この例示的な図は、特定の実施形態では右目のビューにも適用することができる。例えば、手術用顕微鏡ビューを提供する第１のカメラ２２２１ａは、第１のディスプレイ２２１１ａに背景画像を提供することができ、手術器具又は他の医療デバイスに配置される第２のカメラ２２２２ａは、第２のディスプレイ２２１２ａ上により小さい画像を提供することができる。ビームコンバイナ２２３０ａは、複合画像２５００の第１の部分２５１１（例えば約２／３）として、第１のディスプレイ２２１１ａから背景画像を生成することができる。ビームコンバイナ２２３０ａは、複合画像２５００の第２の部分２５１２（例えば約１／３）の一部として第２のディスプレイ２２１２ａからのＰＩＰ画像を組み合わせることもできる。図３３Ａに示されているように、背景画像２５０１は、複合画像２５００の大部分（例えば約２／３）に生成することができる。ＰＩＰ画像２５０２は、例えば、複合画像２５００の残りの部分２５１２（例えば約１／３）内に一部として生成することができる。
【０２６３】
背景画像のディスプレイ２２１１ａは５インチディスプレイであり得る。第２のカメラ２２２２ａからのより小さいＰＩＰ画像は、ビームコンバイナ２２３０ａから見られるより小さいパネルに表示することができるか、又は、ディスプレイの一部のみ（例えば、ディスプレイの約１／３若しくはディスプレイの約１／３の部分）を用いて、５インチディスプレイに表示することができる。光学経路を適切に絞った後で、視認者は、背景画像２５０１に隣接するより小さい画像２５０２をピクチャインピクチャであるかのように見ることができる。
【０２６４】
ビームコンバイナ２２３０は、複合画像２５００の一部として、他のディスプレイからの付加的なＰＩＰ画像を生成することもできる。例えば、複数のディスプレイ（例えば、２個、３個、４個、５個、６個、９個、１２個等）からの複数の画像（例えば、２個、３個、４個、５個、６個、９個、１２個等）を、１つ以上のビームコンバイナ２２３０を用いることによって各目のビューのために見ることができる。
【０２６５】
いくつかの実施形態では、より小さい画像を、暗い（例えば黒色）又は明るい（例えば透明な）境界と重畳し、視認者が、同様の画像（例えば複数のソースからの同様のタイプの組織）を過って連続的なものとして見ることを防止することができる。例えば、背景画像を（例えば約２／３サイズに）リサイズした後で、画像の残りの部分（例えば約１／３）を黒く残すことができる。他のディスプレイからのより小さい画像を、画像が過って連続的に見えないように、背景画像の黒い部分に重畳することができる。加えて、境界は、ビームコンバイナ２２３０の構成を容易にするのに役立つことができ、いくつかの実施形態では、アライメントをあまり重要ではないものにする。いくつかの実施形態では、より小さい画像を背景画像に重畳することができる。例えば、背景画像は、付加的な重畳されるか又は重なり合う画像を含むことができる。いくつかの実施形態は、どの画像を表示するかを決定するようにスイッチを含むことができる。例えば、背景画像はスイッチオフされて表示されないものとすることができ、それによって、異なる画像（複数の場合もあり）をビュー２５００の第１の部分２５１１に表示することができる。
【０２６６】
図３３Ｃは、画像がＰＩＰ画像に限定されないことを示している。図３３Ｃは、例えば、互いに隣接して配置される手術野の（例えば複数のソースからの）複数の画像の例示的なビュー２６００の概略図を示している。例えば、第１の（例えば背景）画像２６０１が、ビュー２６００の第１の部分２６１１に生成され、第２の（例えばより小さいか又は同様のサイズの）画像２６０２が、ビュー２６００の第２の部分２６１２に生成され、これらの画像が必ずしも互いに重ならないか若しくは実質的に重なる必要はなく、又は、１つの画像を他の画像内に実質的に含める必要はないようにする。そのような実施形態では、画像は、ＰＩＰ配置に限定されないように、互いに隣接して又はタイルで見えることができる。上述したように、２つ以上の画像を含めることができ、例えば、互いに対してタイル状になる。さらに、２つ以上のビームコンバイナ及び３つ以上のディスプレイを種々の実施形態において使用して、例えば左目の（又は右目の）画像を組み合わせることができる。
【０２６７】
本明細書において記載されるように、図３２Ａ〜図３２Ｃに示されているようないくつかの実施形態は、ビームコンバイナ２２３０を用いることによって、有利には、見るための画像を生成する時間を短縮することによりレイテンシを低減することができる。例えば、複数の画像は、計算力を消費する画像処理技法を用いてアライメント及び組み合わせられることとは対照的に、種々のソースからの複数の画像を見るようにタイル状にされ得る。加えて、各目の経路における付加的な表示の利点は、特定の実施形態では、電気的整合の複雑さ及びタイミングの問題を伴うことなく、視認者に重畳画像を提示することができる。いくつかのそのような実施形態では、脳は、付加的な表示が光学的に合理的にアライメントされる場合に、画像を融合させることもできる。
【０２６８】
カメラの洗浄
カメラの表面又はレンズ等の光学素子は、身体内に位置決めされた状態では、曇るか又は（例えば血液で）別様に遮られる可能性がある。カメラのうちの少なくとも１つは、手術デバイスに配置することができる。例えば、少なくとも１つのカメラを開創器に配置することができる。加えて、少なくとも１つのカメラを手術器具に配置することができる。種々の手術では、血液若しくは他の体液及び／又は生体材料がカメラに配置され、カメラの視野を妨害若しくは制限するか、又は、カメラによって生成される画像を別様に劣化させる可能性がある。視覚の明瞭さを維持するために、いくつかの実施形態では、カメラを、手術部位内の適所にあるままである間に洗浄することができる。したがって、カメラは、手術デバイス、開創器及び／又は手術器具にある間に洗浄されるように構成することができる。種々の実施形態では、洗浄装置が装着された１つ以上のカメラは、開創器、器具又は双方に含まれる。中央水圧システムを用いて、作動液（例えば食塩水）及び／又は空気を提供し、上記開創器カメラ、手術器具カメラ又は双方の上記洗浄を提供することができる。したがって、種々の実施形態では、手術可視化システムは、上記カメラを洗浄する洗浄装置をそれぞれ有する開創器カメラ及び手術器具カメラを備える。
【０２６９】
カメラを洗浄する１つの手法は、センサ又はレンズの表面にわたって流体のパルスを提供し、それによって、いかなる障害物も除去することである。洗浄流体は、例えば、特に蒸留水、脱イオン水又は食塩水（可能性としては生理食塩水を含む）であり得る。いくつかの実施形態では、これらのパルスは、短く高圧で少量であり得る。パルスは、複数の方法で、例えば、ポップオフ弁（例えば、使い捨て可能なエラストマポップオフ弁）及び本明細書において他の箇所で説明するような三方弁を用いて発生させることができる。パルスは、一方向弁に関連するカム及びモータと連動して作動されるダイアフラムによるものを含め、他の方法で発生させることもできる。流体圧は、ダブルスパイクＩＶボトル内の空気圧によって供給することができる。使い捨て可能なダイアフラムポンプを用いて、パルス圧力を増大させることができる。いくつかの実施形態では、２つのポンプを用いて、パルス圧力の中断を排除することができる。いくつかの実施形態では、受動水圧増幅器を用いて流体圧を増大させることができる。いくつかの実施形態では、ソレノイド、圧電アクチュエータ又は他の技法を用いることができる。ロール縁ダイアフラム、ブルドン管又はベローを同様に用いてパルスを発生させることができる。１つの実施形態では、リード弁を、リード弁の自然な機械的な共振周波数並びに関連する流体及び空気柱の動態で動作する空気と食塩水とを交互にするように構成することができる。圧力はこの場合、空気及び流体循環路において、弁解放圧力をちょうど下回って維持することができ、電気信号が、リード弁が開くまで圧力を増大させることができ、したがって流体管の拍動を回避する。種々の実施形態では、流体は、食塩水又は他の生体適合性液体であり得る。いくつかの実施形態では、レンズ素子は、停止部が第１のレンズ素子に固定されるように構成され、停止部は第１のレンズ素子の大部分を覆う。さらに、いくつかの実施形態では、レンズ素子は、第１の素子がプラノ窓を含むように構成されている。停止部は、プラノ窓又はより多くのレンズ素子の後ろに位置付けることができ、比較的小さくすることができる。そのような実施形態では、停止部によって集められる光は、清潔なままであるべきであるプラノ窓のエリアが比較的小さいように、対応して小さい。この構造は、レンズ系の洗浄を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、プラノ窓は、レンズ系を洗浄するように構成されている機構に干渉しないように、プラノ窓の上部にわたって延びない構造を用いてレンズ系に固定される。例えば、プラノ窓は、ステップ端を有するか、又は、センサのための光が集められるときに通るプラノ窓の遠位面を越えて延びることなく、プラノ窓の側部に沿って延びる支持部材（例えば金属リング若しくはレンズ系ハウジングの縁）によって保持されることができる。
【０２７０】
いくつかの実施形態では、カメラ又はレンズの表面からスキージで取り除くか若しくは乾燥させ、塩が堆積するか又は画像が不明瞭になることを防止するために、高圧流体パルスに、空気又はガスの高圧パルスが続くことができる。いくつかの実施形態では、流体パルス及び／又は空気若しくはガスパルスの圧力は、約２０ｐｓｉ〜６０ｐｓｉの範囲であり得る。例えば、流体パルス及び／又は空気若しくはガスパルスの圧力は、約２０ｐｓｉ、３０ｐｓｉ、４０ｐｓｉ、５０ｐｓｉ、６０ｐｓｉ、又は、これらの値のいずれかの間の圧力であり得る。いくつかの実施形態では、流体パルス及び／又は空気若しくはガスパルスの圧力は、約６０ｐｓｉであり得る。より高いか又はより低い圧力も可能である。流体パルス及び／又は空気若しくはガスパルスの圧力は、例えば、７０ｐｓｉ、８０ｐｓｉ、９０ｐｓｉ、１００ｐｓｉ若しくはそれ以上の高さ、又は、１０ｐｓｉ若しくはそれ以下の低さであり得る。種々の実施形態では、圧力は、約５０ｐｓｉ〜約７０ｐｓｉ、例えば約６０ｐｓｉの範囲である。空気又は液体は、いくつかの実施形態では、発散するように排出させることができるが、より狭い焦点が真っ直ぐなスプレーで排出させてもよい。種々の実施形態では、高圧空気源は、例えば、病院の圧縮空気システム、又は、圧縮空気タンク、又は可能性としては空気圧縮機であり得る。空気パルスは、上述したように流体パルスと同様に作動させることができる。例えば、ポップオフ弁（例えば、使い捨て可能なエラストマポップオフ弁）及び本明細書において他の箇所で説明するような三方弁を用いることができる。いくつかの実施形態では、一方向弁と連動するカム及びモータによって作動されるダイアフラムを用いることができる。いくつかの実施形態では、ベンチュリ効果を用いて、洗浄後の空気流を発生させることができる。ベンチュリ効果は、流体が通って流れるポートのサイズ及び形状に依存する。概して、流体がパイプの狭窄したセクションを流れるとき、圧力が低下する。この低い圧力は、付加的な外気を引き込むことができ、流体パルスに続く空気流を生じることができる。以下でより詳細に説明するように、比例フットペダルが、流体及び／又は空気パルスの作動を制御することができる。
【０２７１】
いくつかの実施形態では、カメラ洗浄シーケンスは、液体及び空気／ガスの複数回の交互の伝達を含むことができる。例示的な例として、カメラ洗浄システムの作動によって、システムに、液体及び空気／ガスのパルスを３回伝達させることができる。したがって、カメラ洗浄システムは、液体のパルス、その後で、空気／ガスのパルスを１回目に、次いで、液体のパルス、その後で、空気／ガスのパルスを２回目に、次いで、液体のパルス、その後で、空気／ガスのパルスを３回目に伝達することができる。パルスの回数はより多いか又はより少なくてもよい。さらに、液体及び空気／ガスパルスのシーケンスを変えることができる。他の実施形態では、例えば、カメラ洗浄シーケンスは、液体又は空気／ガスを更に伝達することなく、カメラ洗浄システムが再び作動されるまで、液体の１回のパルスの伝達、その後の空気／ガスの１回のパルスの伝達を含むことができる。さらに、液体の複数のパルスを、空気又はガスの複数のパルスが可能であるように、一緒にまとめることができる。１つの例示的な例では、例えば、液体の２回のパルスに、空気又はガスの２回のパルスが続くことができる。又は、液体の複数のパルスに、空気又はガスの１回のパルスが続くことができる。空気又はガスの複数のパルスが液体の１回のパルスに続くこともできる。広範なシーケンスが可能であり、以下で説明するように、ユーザによって、例えばグラフィックユーザインタフェース又は他のインタフェースを介して選択することができる。カスタムシーケンスをユーザによって選択若しくはプログラミングするか、又はユーザによる選択のために予めプログラミングすることができるか、又はユーザによる可能な変更を伴うことなくシステムにプログラミングすることができる。
【０２７２】
いくつかの実施形態では、パルスの持続時間は１００ミリ秒〜２００ミリ秒であり得る。しかし、パルス持続時間はより長いか又はより短くてもよい。液体のパルス持続時間は、空気／ガスのパルス持続時間と同じであり得るか、又は代替的には、液体のパルス持続時間は、空気又はガスのパルス持続時間とは異なっていてもよい（例えばより長いか若しくはより短い）。
【０２７３】
上記で言及したように、カメラ洗浄システムの複数のパラメータを、ユーザ、例えば執刀医、助手、看護師又は技術者によってプログラミングすることができる。例えば、液体及び／又は空気／ガスのパルスの持続時間をプログラミングすることができる。加えて、いくつかの実施形態では、液体及び空気／ガスの各パルス間で経過する時間をプログラミングすることができるが、種々の実施形態では、例えば、三方弁が使用される場合は、流体パルスから空気／ガスパルスへの遷移は事実上瞬間的である。カメラ洗浄システムが液体及び空気／ガスの複数回の交互の伝達を含む実施形態では、液体のパルスの伝達に空気／ガスのパルスが続く１つのラウンドの間の、液体のパルスに空気／ガスのパルスが続く別のラウンドを伝達するまでに経過する時間も、インタフェースを用いてプログラミングすることによりユーザによって変えてカスタマイズすることができるか、又は、予めプログラミングされるオプションであり得るか、又は可能性としては、予めプログラミングすることによりオプションは提供されない。
【０２７４】
したがって、いくつかの実施形態では、カメラ洗浄システムは製造業者によって予めプログラミングすることができる。加えて、カメラ洗浄システムは執刀医又は他の操作者によってプログラミングすることができる。いくつかの実施形態では、執刀医又は他の操作者は、製造業者によって予めプログラミングされたカメラ洗浄システムのパラメータを変えることを決定することができる。例えば、外科的処置に応じて、執刀医又は他の操作者は、流体及び空気／ガスパルスの異なる持続時間を望む場合がある。別の例として、外科的処置に応じて、執刀医又は他の操作者は、フットペダル又は他の形態の入力デバイスの作動によって排出される異なる回数のパルスを望む場合がある。別の例として、執刀医又は他の操作者は、排出される液体若しくは空気のパルス及び／又は量の異なる圧力を望む場合がある。
【０２７５】
カメラ洗浄システムの作動は、いくつかの実施形態では自動であり得る。例えば、カメラ洗浄システムは、カメラを数分毎に自動的に洗浄するようにプログラミングすることができる。いくつかの実施形態では、以下で説明するように、パルスは、例えば、画像の色が主に血液の色であり、血液がカメラ上にあることを示すか又は空間分解能が劣化するといった場合、カメラから得られる画像の特徴の検出時に自動的に開始することができる。
【０２７６】
加えて、カメラ洗浄システムの作動は、手動で制御することができる。例えば、比例フットペダルが、液体及び／又は空気／ガスパルスの作動を制御することができる。例えば、フットペダルの押下によって、カメラ（複数の場合もあり）への液体及び／又は空気／ガスパルスの伝達を作動することができる。いくつかの実施形態では、フットペダルは、最初に押下されると、１回の液体及び空気パルスの組み合わせの伝達を作動するように構成することができ、フットペダルを地面に対して更に押下することで、カメラ（複数の場合もあり）に伝達される液体及び空気／ガスパルスの回数並びに／又は速度を上昇させることができる。執刀医に、伝達されるパルスのより多くの制御を与えるように、フットペダル押下の２つ以上の別個の領域をこのように提供し、異なるパラメータを有するパルスを伝達することができる。いくつかの実施形態では、フットペダルは比例ではない。このように、可能性としては液体パルスの回数、液体及び空気パルスの組み合わせの回数、パルス圧力、又は、他のパラメータを制御することができる。いくつかの実施形態では、流体及び／又は空気／ガスパルスを音声制御することができる。いくつかの実施形態では、流体及び／又は空気／ガスパルスは、タッチスクリーンを介して制御することができる。いくつかの実施形態では、グラフィカルユーザインタフェース又は他の制御部が、カメラの洗浄及びパルス洗浄並びに／又はカメラの空気乾燥のためにカメラに伝達される流体及び／又は空気／ガスの制御を可能にすることができる。他の入力デバイスも用いることができる。
【０２７７】
種々の実施形態では、カメラ（複数の場合もあり）に伝達される液体、空気又はガスを複数の流体管路によって提供することができる。流体管路は、流体源に接続される一端にある入口、及び他端にある出口を含むことができる。いくつかの実施形態では、出口は、ノズルを含むか、又は、流体を洗浄されるカメラ（複数の場合もあり）に伝達するように構成されているノズルと流体連通する。
【０２７８】
種々の実施形態では、これらの管路は、加圧水圧及び／又は空気圧供給源を有する水圧及び／又は空気圧システムにおいて用いられる水圧及び／又は空気圧カセットに接続することができる。種々の実施形態では、カセットは、エラストマ比例弁を含む。いくつかの実施形態では、カセットの弁は、液体及び空気の流れを制御し、パルスをカメラに伝達する。本明細書において他の箇所で説明するように、特定の実施形態では、ポップオフ弁（使い捨て可能なエラストマポップオフ弁等）を使用して、カメラ（複数の場合もあり）への液体及び／又は空気／ガスの伝達を制御することができる。いくつかの実施形態では、液体（例えば食塩水源）及び空気源に接続される三方弁を使用して、滴りを低減しながらも液体パルスから空気パルスに切り換えることができる。しかし、他の構造を使用してもよい。
【０２７９】
いくつかの実施形態では、パルスの流れ放射を制御するピンチ弁を、カセットから開創器まで延びる液体及びガス管路に接続することができる。ピンチ弁の作動によって、カメラ（複数の場合もあり）への液体又は空気／ガスの供給を遮断することができ、一方で、ピンチ弁を解放することによって、液体又は空気／ガスの供給源を開くことができる。いくつかの実施形態では、ピンチ弁の作動はソレノイドによって駆動することができる。いくつかの実施形態では、ピンチ弁は使い捨て可能なローラピンチ弁又はサムホイール弁であり得る。
【０２８０】
複数のカメラを備える実施形態では、液体及び／又は空気／ガスパルスを、複数のカメラのそれぞれに同時に伝達することができる。これらの実施形態では、カメラは、加圧流体源と連通する同じ流体管路に接続することができる。加えて、１つの弁（例えば、ポップオフ弁、ピンチ弁、ローラ又はサムホイール弁等）を、高圧流体源をカメラに接続する流体管路に接続することができる。いくつかの実施形態では、この流体管路は、異なるカメラ又はカメラの群に方向付けられる複数の管路に分割されるか又は結合される。したがって、１つの弁を開くことによって、全てのカメラを同時に洗浄することができる。同様に、１つの弁を閉じることによって、全てのカメラへの液体及び／又は空気／ガスの伝達を同時に停止することができる。有利には、カメラ洗浄システムに１つのみの弁を含めることによって、カメラ洗浄システムに対する複雑さ、コスト及び嵩を、カメラ洗浄システムに複数の弁を加えることに比して潜在的に低減することができる。
【０２８１】
他の例では、液体及び／又は空気／ガスパルスを、複数のカメラのそれぞれに別個にかつ個々に伝達することができる。これらの実施形態では、各カメラ又はカメラの群を、別個の個々の液体及び／又は空気／ガス管路に接続することができる。加えて、複数の弁（例えば、ポップオフ弁、ピンチ弁、ローラ又はサムホイール弁等）を、これらの別個の流体管路に接続することができる。例えば、１つの弁を、それぞれのカメラ又はステレオカメラ対に専用の各流体管路に接続することができる。例えば、１つのポップオフ弁を、それぞれのカメラ又はステレオカメラ対に専用の各流体管路に接続することができる。有利には、複数の弁を使用することで、各カメラへの液体及び／又は空気／ガスの伝達を、別個にかつ個々に制御することを可能にすることができる。したがって、例えば、１つのカメラが汚れている場合、そのカメラのみが液体及び空気／ガスのパルスを受け取ることができ、したがって、他の清潔なカメラのビューが、液体又は空気／ガスのパルスによって妨げられることを回避することを可能にする。
【０２８２】
他の変形形態が可能である。例えば、それぞれの開創器ブレードに専用の流体管路に１つの弁を接続し、液体及び／又は空気／ガスの伝達を制御することができる。各開創器ブレードは２つ以上のカメラを含むことができる。したがって、例えば、１つの弁は、１つの開創器ブレード上のカメラの対への液体及び／又は空気／ガスの伝達を制御することができる。この弁は、別個のブレード上の１つ以上のカメラの洗浄とは独立して、その開創器ブレード上のカメラの洗浄を制御することができる。いくつかの実施形態では、カメラ洗浄システムは、ステレオカメラの各チャネル（左右のチャネル）の正面レンズ又は窓が同時に洗浄されるように構成することができる。この同じ手法は、チューブ開創器等の他のタイプの開創器に適用される。そのような開創器上のカメラの群を、例えば別個の弁によってそれぞれ制御することができる。したがって、カメラの複数の群を独立して制御することができる。
【０２８３】
いくつかの実施形態では、弁に使い捨て管をパッケージングすることができる。使い捨て管は、水圧供給カセットに接続されるように構成されている入力部、及び流体をカメラに伝達するように構成されている出力部を含むことができる。いくつかの実施形態では、パックは、２つ、４つ又は６つのカメラ等の複数のカメラを支持することができる。いくつかの実施形態では、パックは、各カメラ又はカメラ対に１つ、複数の個々のチューブを含むことができる。他の実施形態では、パックは、パックによって支持されるように構成されているカメラの数に対応する複数の出口に分割されるチューブを含むことができる。例えば、２つのカメラを支持するパックは、チューブの一端において２つの出口に分割されるチューブを含むことができる。その同じチューブは、チューブの他端に１つの入力部を含むことができる。
【０２８４】
種々の設計では、電気的短絡のリスクを低下させるために電気的遮蔽が提供される。図３８を参照すると、流体源に接続される入口１２１００、鉛直ドリップ部材１２６００、ノズル１２４００を含む出口、流体で部分的に満たされるリザーバ１２５００、リザーバ１２５００内の空隙１２３００、及びリザーバ１２５００内の液体を、ノズル１２４００を通して押し出す加圧空気１２２００を有する水圧管路の１つの実施形態が示されている。空隙１２３００は電気的遮蔽を提供することができる。したがって、空隙１２３００を使用して、カメラ（複数の場合もあり）に伝達される液体をシステムの電子機器から電気的に分離し、安全性を確実にするのを助けるとともに機器への損傷のリスクを低減することができる。
【０２８５】
いくつかの実施形態では、フレックスケーブルが、洗浄を提供するために、空気、ガス又は液体をカメラ光学系に運ぶ流体チャネルを含むことができる。流体チャネルは、薬剤、注水用の食塩水、蛍光色素等のような他の流体も手術部位に輸送することができる。吸引のための流体チャネルも設け、手術部位からのガス又は液体の排出を提供することができる。流体チャネルを含むフレックスケーブルは、電子フレックスケーブルを覆って固定される、重なるか又は囲む部材であるものとすることができ、それによって、流体搬送構成要素を使い捨てにすることを可能にし、一方で、光学モジュールが一体化された電子フレックスケーブルは消毒可能及び再使用可能であり得る。流体フレックスケーブルの遠位端は、画像化モジュールにわたって固定される外側ハウジングを含むことができる。いくつかの実施形態では、流体及び／又は流体空気パルスを洗浄のために光学系の最遠位面にわたって方向付けるのは、上記外側ハウジングの環状スペース及び内面の形状である。
【０２８６】
図３４Ａ〜図３４Ｃは、流体チャネル収容ケーブルを含むケーブル４０５、並びにセンサ及び結像光学系４０９を覆う部分を備える外側シース４０１によって注水経路４０３が提供される実施形態を示している。シース４０１の、センサ及び結像光学系４０９を覆う部分４０２は、空気流のために、シース４０１とセンサ及び結像光学系４０９との間の、共形のフィットを提供するが依然としてスペース４１１を残すような形状にすることができる。結像光学系の前方の外側シース４０１のセクション４１０を、流体をレンズの遠位面にわたって方向付けるような形状にすることができる。いくつかの実施形態では、流体を伝達する外側シース４０１は、光学スタック４０９に付加又は取り付けることができる別個のセンブリであり得る。いくつかの実施形態では、流体は、このシース４０１の一部を形成するケーブル４０５内で伝達される。このケーブル４０５は、給電するとともにカメラから信号を受信する電気接続部を含むフレックスケーブル４０７とは別個である。いくつかの実施形態では、分離可能なアセンブリが光学スタック４０９及び電気フレックスケーブル４０７に取り付けられる場合、流体ケーブル４０５アセンブリは、電気フレックスケーブル４０７の上部及び光学スタック４０９の上に着座する。いくつかの実施形態では、外側シース４０１は、光学部分にスナップ留めされ、光学スタック４０９の周りにシールを形成し、その後で取り外されるように設計することができる。種々の実施形態では、取り外し可能なシース４０１は使い捨てであるが、取り外し可能なシース４０１に接続される結像光学系４０９、センサ及びフレックスワイヤ４０７は殺菌可能である。他の実施形態では、流体ノズルを結像光学系の一方の側に位置決めすることができ、他方の側の空気ノズルはシースを有しない。
【０２８７】
いくつかの実施形態では、カメラ及び結像光学系４０９の位置にある外側シース４０１は、外側壁４１４に加えて内側壁４１２を含み、双方が同心の直円柱として形状決めされ、一方が他方の内部にある。いくつかの実施形態では、結像光学系４０９に最も近い内側壁４１２は、光学スタック４０９と円筒形の内側壁４１２との間に空気の隙間４１１を残すように光学スタックを囲む。この隙間４１１は、有利には、光学スタックの光学素子（例えばレンズ）間の空気の流れを容易にし、それによって、光学素子上に凝結が形成されるリスクを低減する。種々の実施形態では、外側シース４０１は、流体が外側シース４０１に入って結像光学系４０９の最前面にわたって方向付けられることを可能にするように構成されている。上述したように、伝達される流体は、液体若しくはガス又は双方の組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、注水経路４０３を用いて、薬剤及び蛍光色素等の他の流体を伝達することもできる。いくつかの実施形態では、注水経路４０３を、吸引及び流体の排出に用いることができる。
【０２８８】
他の構造が可能である。例えば、いくつかの実施形態では、流体は、電源及び信号線を含む同じケーブルの別個の流体チャネルによって伝達することができる。
【０２８９】
いくつかの実施形態では、血液又は他の障害物が検出されると液体パルスが生成される。カメラの強度レベルを監視し、可視性が損なわれたときを判断することができる。種々の場合、カメラに達する光の色を分析し、例えば、血液がカメラの視野を妨害しているか又は損なっていることを判断し、それによって、パルス洗浄をトリガすることができる。処理電子装置を使用して、画像信号を分析するとともに、パルス洗浄を開始するべきか否かを判断してもよい。いくつかの実施形態では、赤色等の他の波長に比して緑色の波長が減退すること、又は緑色の波長の吸収は、血液がカメラ上にあり、カメラに入る光の量を低下させていることを示すことができる。いくつかの実施形態では、変調伝達関数を、カメラの正面レンズ又は窓が汚れているか否かの指示子として使用することができる。例えば、変調伝達関数は、より低い周波数の減衰の可能性を示すことができ、これは、カメラの正面窓又はレンズの表面上の物質の結果として画像が劣化していることを示し得る。この異物は、カメラによって集められる光を少なくとも部分的にブロックし、散乱させ、又は、別様に再び方向付け及び／若しくは減衰させる可能性がある。他のタイプの画像処理測定及び試験を用いて、画像がカメラの正面の物質によって劣化又は変わっているか否かを確かめることができる。
【０２９０】
洗浄機能が一体化された例示的なカメラ
図３５は、上述したような開創器のブレード若しくはフィンガに、又は筒状開創器等のインサートにロックするように構成されているプラットフォーム上で支持されるカメラを示している。特に、開創器のブレード若しくはフィンガと又は筒状開創器のインサート内に接する、例えばステンレス鋼である金属の縁が示されている。これらの縁は、ブレード内の又は筒状開創器の筒状インサートの溝に嵌まり得る。カメラ光学系の窓が、窓を洗浄するために空気及び食塩水を排出させるときに通すことができる環によって囲まれて示されている。加圧食塩水及び空気を供給する食塩水管路及び空気管路が示されている。いくつかの実施形態では、食塩水管路のポップオフ弁が含まれ、圧力が閾値を超えると加圧パルスを提供するようにポップオフ弁が空気管路に設けられる。食塩水の加圧パルスは環状の出力ポートを出る。いくつかの実施形態では、ノズルのうちの１つ以上（例えば対以上の対）が、洗浄のために液体及びガスの排出を提供する。加圧食塩水のこのパルスに、加圧空気のパルスが続き、残っている食塩水を光学窓から押しやる（「スキージ除去する」）。窓の近位の食塩水及び空気の出口ポートの形状及び数は変えることができる。
【０２９１】
図３５及び図３６は、カメラの洗浄に用いられるカメラ流体機構のハウジング又はブラダーを更に示している。ハウジングは可撓性であり、プラットフォームにぴったり合うことができる。いくつかの実施形態では、ハウジングは弾性材料から作られる。ハウジングの一端は、カメラの光学窓と位置合わせされる穴を含むことができ、ハウジングの他端は、留め金と同様の方法でハウジングをプラットフォームに固定する縁を含むことができる。いくつかの実施形態では、ハウジングは、可能性としてはハウジングを伸張させることによって光学系にわたって滑ることができる。加えて、弾性材料がハウジングの固定を助けることができる。さらに、ハウジングは、プラットフォームに固定されると、食塩水管路及び空気管路に接続されるように構成することができる。いくつかの実施形態では、ハウジングは使い捨てであり得る。
【０２９２】
弁
本明細書において記載される種々の実施形態は弁を使用する。複数の異なる弁のタイプを使用することができる。
【０２９３】
種々の実施形態では、弁は、リニアモータ等のリニアアクチュエータ、モータが部材を移動させることができるようにモータに取り付けられる部材、内部に通路を有する管を備える。可動部材は、モータが、可動部材を管に接触させて管内の通路を圧縮するとともに閉じることができるように構成されている。モータはまた、圧縮を低減して管内を通る通路を開くように、可動部材をそのような位置から戻すことができる。さらに、モータは、可動部材を、これらの位置間で直線方向に前後に移動させ、それによって、通路を急速に開閉することができる。
【０２９４】
結果として生じる弁は、振動し、それによって、通路を開状態から閉状態にしてまた戻すように繰り返し切り換えるリニアモータによって動作させることができる。全体的な弁設定は、モータによって提供される振動のデューティサイクルによって確立することができる。モータの振動は例えば、変えることができるパルス幅及び／又はデューティサイクルを有する振動波形として特徴付けることができる。可動部材が引き戻されて管をあまり圧縮しない時間の部分に比して可動部材が管を圧縮する時間の部分を増大させることによって、弁は、より閉じた状態に変化することができる。比較して、部材が更に引き戻される時間の部分に比して部材が管を圧縮する時間の部分を低減することによって、弁はより開いた状態に変化することができる。したがって、（例えばデューティサイクルが５０％：５０％ではないときに）モータを駆動する波形を、例えばパルス幅変調又は周波数変調を用いて変調することができる。この波形はそれによって、可動部材が管の圧縮に費やす時間、したがって、チューブを通る流体の流れに対する抵抗の量を決めることができる。異なるタイプのモータ及び管並びに異なる構造を使用することができる。いくつかの実施形態では、管は使い捨て管であり得る。
【０２９５】
別のタイプの弁は、空気圧によって駆動される比例制御流体弁を含む。この空気圧弁は、可動ピストンの両側における圧力（又は真空）を使用することができる。可動ピストンは、流体通路に閉塞を提供する。可動ピストン自体は閉塞物であるものとすることができるか、又は可動要素に物理的に取り付けられるとともに駆動することができ、可動要素は、流体通路内に移動するか若しくは更に移動して通路を少なくとも部分的にブロックするとともに、通路から離れる方向に移動して可動要素が通路をブロックする量を低減することができる。
【０２９６】
第１の圧力及び第２の圧力を、ピストンのそれぞれの反対の第１の側及び第２の側に適用することができる。第１の圧力が第２の圧力を超える場合、可動要素は、通路のブロックを高めるように移動させることができる。逆に、第２の圧力が第１の圧力を超える場合、可動要素は、通路の閉塞の量を低減するように、反対方向に移動させることができる。第１の圧力及び第２の圧力はしたがって、閉塞、したがって通路を通る流体の流れを制御するように制御されることができる。
【０２９７】
第１の圧力及び第２の圧力は、ピストンのそれぞれの第１の側及び第２の側における空気又はガスによって提供することができる（代替的には、第１の圧力及び第２の圧力は真空によって提供することができる）。このように、空気圧比例弁が提供される。反対の圧力が、弁の増大した安定性及び制御を提供する。いくつかの実施形態では、所望であれば、ピストンのそれぞれの第１の側及び第２の側における第１の圧力及び第２の圧力を測定し、第１の圧力及び第２の圧力を調整するためのフィードバックを提供することができる。そのようなフィードバックは、弁の安定性及び制御を更に高めることができる。
【０２９８】
圧力以外の他のタイプのフィードバックも用いることができる。例えば、圧力測定の代わりに、ピストン及び／又は閉塞物の位置測定を使用することができる。ピストン及び／又は可動要素のホール効果コード化を用いて、フィードバックのために弁の位置を追跡することができる。
【０２９９】
したがって、そのような弁は、ピストンの、並びにピストンの反対側において第１のチャンバ及び第２のチャンバを提供するハウジングを含むことができる。これらのチャンバを用いて空気又はガスを受け取り（又は排気し）、第１の圧力及び第２の圧力をそれぞれ確立することができる。加圧空気若しくはガス源（又は真空ポンプ）からの管路を、これらのチャンバと流体連通させることができる。弁を使用して、第１のチャンバ及び第２のチャンバへのこの空気又はガスの流れを制御することができる。処理電子装置も、空気及びガスを第１のチャンバ及び第２のチャンバ内に流す弁を開閉することができる。この処理電子装置は、上記で説明したホール効果センサ等の１つ以上のセンサからフィードバックを受信することができる。
【０３００】
他の実施形態では、同様の設計であるが空気又はガスではなく作動液を用いる弁が可能性としては使用されることができる。
【０３０１】
チャンバ内の流体ポップオフ弁
図３７は、流体ポップオフ弁の１つの実施形態の側断面概略図を示している。これらのポップオフ弁は、図３５及び図３６に関して上述したようなプラットフォーム上で滑るように構成することができるハウジング又はブラダー内で包囲されることができる。図３７を参照すると、空気進入部、空気ポップオフ弁（例えばエラストマポップオフ弁）及び共通のチャンバを備える空気管路が示されている。同様に示されているのは、食塩水進入部、食塩水ポップオフ弁（例えば、エラストマポップオフ弁）及び共通のチャンバを備える食塩水管路である。図示のように、食塩水弁を空気弁の遠位に配置することができる。加えて、食塩水及び空気の双方を受け取るように構成されている共通のチャンバを、食塩水弁の遠位に配置することができる。図３７を引き続き参照すると、共通のチャンバはこの場合、光学ハウジング内でカメラ光学系まで延びることができ、それによって、共通のチャンバからの空気及び／又は食塩水が、光学ハウジング内のカメラ光学系まで進み、カメラ光学系を洗浄することができる。
【０３０２】
いくつかの実施形態では、食塩水を食塩水進入部に導入することができ、食塩水の供給が遮断された後で、空気を空気進入部に導入することができる。動作時に、食塩水が食塩水管路に導入されると、食塩水ポップオフ弁が開く時点である所定の閾値に達するまで、圧力が食塩水ポップオフ弁上に形成される。その後、食塩水は、カメラを洗浄するために、共通のチャンバを通ってカメラ光学系まで進むことができる。食塩水の供給が低下するか又は遮断されると、食塩水弁における圧力が下がることができ、したがって食塩水ポップオフ弁を閉じる。図３７に示されているように、食塩水ポップオフ弁は一方向弁であり得る。したがって、一方向ポップオフ食塩水弁が、食塩水が近位方向に食塩水進入部から流れ戻ることを防止することができるため、食塩水がカメラ光学系を洗浄した後、食塩水弁が閉じると、残りの食塩水が共通のチャンバに残り得る。
【０３０３】
食塩水が食塩水進入部に導入された後で、空気を空気進入部に導入することができる。空気ポップオフ弁に対する空気の圧力が所定の閾値に達すると、空気ポップオフ弁を開くことができ、したがって、空気が遠位方向に空気管路を通って共通のチャンバ内に、カメラ光学系上の食塩水の更なる除去のためにカメラ光学まで進むことを可能にする。さらに、空気は、共通のチャンバを通って進むときに、共通のチャンバ内及びカメラへの共通の管路／チャネル内のいかなる残りの食塩水も乾燥させるか又は吹き飛ばすことができる。したがって、共通のチャンバ及びカメラへの共通の管路／チャネルを通って進む空気及び食塩水は、共通のチャンバ及びカメラへの管路／チャネル内に残りの食塩水が堆積することを防止するのに役立ち、滴りの発生を低減することができる。
【０３０４】
ケリソン
種々の実施形態では、コンソールに、水圧及び空気圧器具を駆動するように使用することができる水圧及び／又は空気圧システムを備え付けることができる。
【０３０５】
図３９Ａ〜図３９Ｃは、水圧及び／又は空気圧によって動作することができるケリソン１９００の一実施形態を示している。ケリソン１９００は、近位ハンドル部分１９１８を含むことができる。近位ハンドル部分１９１８は、遠位ハンドル部分１９２３に取り付けるか又は別様に接続することができる。いくつかの実施形態では、近位ハンドル部分１９１８は、グリップ１９１５（例えば、ピストルグリップ又は他の人間工学的グリップ）を含む。近位ハンドル部分１９１８は、遠位ハンドル部分１９２３に対して（例えば図３９Ｂに示されている）ハンドル軸１９２７を中心に回転するように構成することができる。
【０３０６】
いくつかの実施形態では、ケリソン１９００はベース１９３０を含む。ベース１９３０は、遠位端（例えば、図３９Ｂの左端）に切断部分を含むことができる。ベース１９３０は、遠位ハンドル部分１９２３及び／又は近位ハンドル部分１９１８に対して軸方向に（例えば、ハンドル軸１９２７に対して平行に）固定することができる。いくつかの実施形態では、ベース１９３０及び／又は遠位ハンドル部分１９２３は、近位ハンドル部分１９１８に対してハンドル軸１９２７を中心に回転可能である。
【０３０７】
図３９Ｃに示されているように、近位ハンドル部分１９１８は作動チャンバ１９１９を画定することができる。いくつかの実施形態では、ハンドル軸１９２７に対して平行な作動チャンバ１９１９の長さに沿う作動チャンバ１９１９の少なくとも一部は、実質的に一定の断面を有する。いくつかの実施形態では、作動チャンバ１９１９の少なくとも一部は円形の断面を有する。
【０３０８】
いくつかの実施形態では、遠位ハンドル部分１９２３は遠位作動チャンバ１９１７を画定する。いくつかの実施形態では、遠位作動チャンバ１９１７は、作動チャンバ１９１９の少なくとも一部の断面と実質的に同じ形状及び／又はサイズを有する断面を有する。
【０３０９】
ケリソン１９００はピストン１９２０を含むことができる。ピストン１９２０は、ケリソン上部１９２８に動作可能に連結及び／又は取り付けることができる。例えば、ピストン１９２０は、ケリソン上部１９２８との一体部分であるか、又は、ケリソン上部１９２８に取り付け／接着／溶接することができる。いくつかの実施形態では、ピストン１９２０及び上部１９２８は、解放可能な接続部（例えば突起−スロット接続部）を介して接続される。ピストン１９２０は、上部１９２８に対して軸方向に（例えば、ハンドル軸１９２７に対して平行に）固定することができる。いくつかの実施形態では、ピストン１９２０は、上部１９２８に対して回転的に固定される（例えば、ハンドル軸１９２７を中心とする回転）。
【０３１０】
上部１９２８は、上部１９２８の遠位端に切断縁を含むことができる。上部１９２８の切断縁は、ベース１９３０の切断部分とともに動作し、医学的な物質（例えば、骨及び／又は他の組織）を切断するように構成することができる。いくつかの実施形態では、上部１９２８は、トラック−突起係合を介してベース１９３０に接続される。例えば、上部１９２８は、ベース１９３０内のトラックに摺動可能に係合するように構成されている突起を含むことができる。ベース１９３０のトラックと上部１９２８の突起との係合は、ベース１９３０に対する（例えば、ハンドル軸１９２７に対して平行な）軸方向への上部１９２８の移動を制限することができる。
【０３１１】
いくつかの実施形態では、ピストン１９２０は、作動チャンバ１９１９内及び／又は遠位作動チャンバ１９１７内に嵌まるように構成されている。例えば、ピストン１９２０は、作動チャンバ１９１９内にぴったりと嵌まるように構成されている第１のガイド部分１９２１ａを有することができる（例えば、作動チャンバ内の第１のガイド部分１９２１ａの移動が軸方向移動及びハンドル軸１９２７を中心とした回転移動に実質的に限定されるように嵌まる）。いくつかの実施形態では、ピストン１９２０は第２のガイド部分１９２１ｂを含む。第２のガイド部分１９２１ｂは、遠位作動チャンバ１９１７内にぴったりと嵌まるように構成することができる。ピストン１９２０の軸方向移動は、近位ハンドル部分１９１８の径方向内方への突起１９１３間の相互作用によって制限することができる。例えば、ピストン１９２０の近位の軸方向移動は、第２のガイド部分１９２１ｂと径方向内方への突起１９１３との間の相互作用によって制限することができる。いくつかの実施形態では、ピストン１９２０の遠位の軸方向移動は、第１のガイド部分１９２１ａと径方向内方への突起１９１３との間の相互作用によって制限される。
【０３１２】
遠位ハンドル部分１９２３は遠位開口部１９０５を含むことができる。遠位開口部１９０５は、内部への上部１９２８の通過に対応するようなサイズ及び／又は形状にすることができる。いくつかの実施形態では、上部１９２８は、遠位開口部１９０５内にぴったりと嵌まるようなサイズ及び形状にされる。例えば、上部１９２８は、遠位開口部１９０５の断面形状に実質的に一致するようなサイズの非円形の断面を有することができる。いくつかの実施形態では、上部１９２８は、遠位開口部１９０５と上部１９２８との相互作用を介して遠位ハンドル部分１９２３に回転的にロックされる。いくつかのそのような実施形態では、グリップ１９１５は、上部１９２８及びベース１９３０に対して回転することができる。いくつかの実施形態では、センサ及び／又は光学デバイス（例えば、カメラ、ＣＭＯＳセンサ等）を、ハンドル部分１９１８に対するセンサ及び／又は光学デバイスの相対的な位置合わせが、ハンドル部分１９１８に対する上部１９２８及びベース１９３０の回転とは独立して一定のままであるように、近位ハンドル部分１９１８に取り付けることができる。
【０３１３】
図３９Ｃに示されているように、作動要素１９１６を作動チャンバ１９１９内に位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、作動要素１９１６は、生理食塩水及び／又はガスによって膨張／収縮されるように構成されている膨張可能及び／又は使い捨て可能な袋又はバルーンである。いくつかの実施形態では、ケリソン１９００は後装式ケリソン１９００である。したがって、袋又はバルーンは、袋又はバルーンをケリソン１９００の後部に装填することによって比較的迅速にケリソン１９００に装填することができる。いくつかの実施形態では、作動要素１９１６はベローである（例えば、ＢｅｌｌｏｗｓＴｅｃｈ社によって製造されるようなステンレス鋼の金属ベロー）。作動要素１９１６は、ピストン１９２０上に軸方向の力（例えば、第１のガイド部分１９２１ａへの力）を加え、ピストン１９２０を遠位の軸方向に移動させるように構成することができる。ケリソン１９００は、ピストン１９２０を近位の軸方向に付勢するように構成されている付勢構造１９２４（例えば、ばね又は他の弾性構造体）を含むことができる。例えば、付勢構造１９２４は、作動要素１９１６からの軸方向力が低下し及び／又は除去されると、戻り力を提供してピストン１９２０を戻し、ピストン１９２０を近位の軸方向に押すことができる。
【０３１４】
いくつかの実施形態では、ケリソン１９００は、作動要素１９１６に圧迫を提供するように、生理食塩水を導入するよう構成されている戻し弁（図示せず）を含む。戻し弁は例えば、遠位作動チャンバ１９１７内への、又は第１のガイド部分１９２１ａの前方の近位の作動チャンバ１９１９の領域への圧縮ガスの注入を可能にすることができる。戻し弁を介して導入される流体を用いて、ピストン１９２０を近位方向に移動させることができる。いくつかのそのような実施形態では、ケリソン１９００は付勢構造１９２４を含まない。
【０３１５】
作動要素１９１６は、導管１９１４に流体的に接続することができ、導管１９１４を通して、生理食塩水を作動要素１９１６に投入するとともに作動要素１９１６から引き出すことができる。いくつかの実施形態では、作動要素１９１６に関連する水圧制御部が、フットペダルを介して操作される。そのような実施形態は、ケリソン１９００のハンドル部分１９１８、１９２３によって制御される操作変数を低下させることによって、ケリソン１９００のユーザの器用さの向上を可能にすることができる。エラストマ及び／又は比例弁を用いて、フットペダルの操作に対するケリソン１９００の反応性を高めることができる。
【０３１６】
別の例として、空気圧によって駆動されるケリソンを用いることができる。いくつかの実施形態では、ケリソンは、ベローズアクチュエータによって流体（例えば、水圧又は空気圧）により駆動することができる。
【０３１７】
限定はされないがケリソンを含む本明細書において開示される器具の実施形態では、器具の切断面又は上面をバヨネット式にすることができる。器具のバヨネット式構造は、手術部位のビュー又は手術野の頭上のビューに干渉するか又は妨げることなく、器具を手術エリアに挿入することを可能にすることができる。バヨネット式器具は、ケリソン、鉗子、剪刀又は本明細書において記載される他の器具に使用することができる。バヨネット構造は、小さい手術部位又は手術部位の外側からの視認に有利であり得る。バヨネット特徴部は、手術部位内で器具によって妨げられるエリアを低減する。
【０３１８】
限定はされないがケリソンを含む、本明細書において開示される器具の実施形態のいずれにおいても、器具を支持するか又は備えるハウジングは、手術部位から引き出される組織及び骨の除去を容易にするように配置されているポート又はルーメンを内部に有するように構成することができる。例えば、ケリソンは、切断ヘッドの近位に位置付けられる側部ポート又は開口部を有することができ、側部ポート又は開口部を通して、切り取られた組織を除去することができる（例えば、カッタが引き戻されてケリソンが初期位置に戻るときにポート又は開口部を通して押し出される）。いくつかの実施形態では、吸引源、又は、食塩水及び吸引源をポートに供給することができる。さらに、ハウジングの除去ポート又はルーメンは、限定はされないがねじ式のオーガ（例えばギアモータ、ゲロータ又はベーンモータを介して水圧によって作動することができる）等の機械的な除去機構も支持し、手術部位からの骨デブリ及び引き出された組織の除去を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、除去された組織は、器具のハウジングによって支持されるか又は拘束される廃棄物リザーバまで引き出されることができる。別の実施形態では、ケリソンの可動切断ヘッドは、（上述したように）作動されることができる概ね円筒形のチューブであり、固定された切断面１７３０に対して摺動可能に移動することができる。例えば、上記円筒形のチューブは、第２の膨張可能な要素の拡張によって力が加えられると、ケリソンの外側ハウジング内で摺動可能であり得る。
【０３１９】
さらに、限定はされないがケリソンを含む、本明細書において開示される器具の実施形態のいずれにおいても、器具を支持するか又は備えるハウジングは、吸引ポート及び食塩水源を有するように構成することができ、それによって、器具及び／又は手術部位を食塩水で洗い流すことができ、食塩水及びデブリを、洗い流すことと同時に又はそれに連続して、吸引管路を介して除去することができる。いくつかの実施形態では、食塩水は、導管を通して提供することができ、この導管は、そのような導管の同じか又は異なるルーメンを通して第２の膨張可能な要素に食塩水を提供するのに用いられる。
【０３２０】
さらに、食塩水源若しくは導管及び／又は吸引源若しくは導管は、独立して位置決めすることができるように、器具とは別個であり得る。いくつかの実施形態では、食塩水源若しくは導管及び／又は吸引源若しくは導管を、器具に拘束することができる。
【０３２１】
本明細書において開示される水圧システム又は空気圧システムの実施形態のいずれも、限定はされないが、剪刀、マイクロ剪刀、鉗子、マイクロ鉗子、双極鉗子、動脈瘤クリップアプライヤを含むクリップアプライヤ、骨鉗子、及び記載されるようなケリソン器具を含む、任意の好適な手術器具を組み込むか又は用いるように構成することができる。
【０３２２】
タービン
水圧タービンによって駆動することができる別の器具がドリルである。この器具は水圧タービンによって駆動することができる。加えて、いくつかの実施形態では、ドリルには空気圧によって動力を供給することができる。いくつかの実施形態では、図４０Ａ及び図４０Ｂに示されているように、水圧タービン２０７０はタービンハウジング２０７１を含む。いくつかの場合、ノズルフレーム２０７２の少なくとも一部がタービンハウジング２０７１内に収容される。いくつかの実施形態では、ステータベーンを、ノズルフレーム２０７２とともに及び／又は代わりに用いることができる。ノズルフレーム２０７２は１つ以上のタービンノズル２０７３を含むことができる。いくつかの実施形態では、タービンノズル２０７３は、図４０Ａに示されているように、周方向のアレイで位置決めされる。タービンノズル２０７３のそれぞれは、ノズル入口２０７４及びノズル出口２０７５を有することができる。いくつかの実施形態では、ノズル２０７３は、ノズル入口２０７４からノズル出口２０７５まで実質的に一定の断面積を有する（例えば、ドリル穴式ノズル）。例えば、円形のノズルを用いることができる。
【０３２３】
ノズル入口２０７４及びノズル出口２０７５の相対的な面積は変えることができる。例えば、ノズル出口２０７５は、ノズル入口２０７４の面積のおよそ１２５％以上、及び／又はノズル入口２０７４の面積の約６００％以下の面積を有することができる。いくつかの実施形態では、ノズル出口２０７５の面積はノズル入口２０７４の面積のおよそ３００％である。
【０３２４】
図４０Ｂに示されているように、ノズル２０７３のプロファイルは、ノズル入口２０７４とノズル出口２０７５との間で広がることができる。ノズル入口２０７４とノズル出口２０７５との間でタービンノズル２０７３が広がる割合は変えることができる。例えば、ノズル２０７３は、ノズル出口２０７５の方向にフレア状になることができる。いくつかの実施形態では、ノズル２０７３のプロファイルは、ノズル入口２０７４とノズル出口２０７５との間で狭まる。いくつかの実施形態では、ノズル２０７３は、ノズル入口２０７４からノズル出口２０７５まで実質的に一定の断面積を有する（例えば、ドリル穴式ノズル）。いくつかの実施形態では、ノズル入口２０７４は、ノズル入口２０７４への開口部がノズル２０７３の中央部よりも広いか又は大きいように、テーパ状又はフレア状であり得る。
【０３２５】
いくつかの実施形態では、生理食塩水が、ノズルフレーム２０７２を通ってインペラ２０７６に向かって方向付けられる。インペラ２０７６は、インペラ２０７６のハブの外周の周りに複数のインペラブレード２０７７を含むことができる。インペラブレード２０７７はブレードキャビティ２０７７ａ内で回転することができる（図４０Ｃを参照のこと）。インペラ２０７６は、ドリル又は他の回転器具であり得る器具２０８２を駆動するように、出力シャフト２０７９と一体的であるか又は別様に回転的に結合されることができる。インペラ２０７６のハブの外径は、水圧ノズル２０７３のアレイの外径よりも小さくすることができる。例えば、インペラ２０７６のハブの外径は、水圧ノズル２０７３の外径のおよそ１５％以上であるか、及び／又は、水圧ノズル２０７３の外径のおよそ７５％以下であり得る。いくつかの場合、インペラ２０７６の外径は、０．５インチ以上及び／又はおよそ１．５インチ以下であり得る。水圧タービン２０７０の構成要素及びそのサブ構成要素の多くの変形サイズ及び相対的なサイズが可能である。
【０３２６】
いくつかの場合、インペラブレード２０７７は、インペラ２０７７の中心軸からオフセットされた角度の向きにされる。水圧ノズル２０７３は、生理食塩水の流れを、流れがノズルフレーム２０７２を通ってインペラ２０７６に向かうにつれて軸方向Ａからノズル方向２０７８に向きを変えるように構成することができる。ノズル方向２０７８は、インペラブレード２０７７の面に対して実質的に垂直であるように、軸Ａからオフセットされた角度θＴであるように選択することができる。インペラブレード２０７７の平面に対してノズル出口がより近く、ノズルからの流れがより径方向に方向付けられるほど、より多くのトルクをインペラブレード２０７７に与えることができる。例えば、ノズル出口は、軸方向にインペラブレード２０７７の近くに位置決めすることができ、生理食塩水を、インペラブレード２０７７に向かってかなり径方向の角度で方向付けることができ、その表面はインペラ２０７６の回転軸に対して平行に近い。
【０３２７】
いくつかの場合、複数の周方向に分散されるタービンノズル２０７３を使用して複数のインペラブレード２０７７を駆動することで、１つのみのタービンノズル２０７３が使用される構造に比して、インペラ２０７６のトルク出力を増大させることができる。いくつかのそのような構造では、ノズルフレーム２０７２及びインペラ２０７６の外径は、等しい出力トルクの単一ノズルの構造よりも小さくすることができる。
【０３２８】
いくつかの実施形態では、水圧タービン２０７０は、４００００ｒｐｍ〜６００００ｒｐｍの回転速度で動作するように構成することができるが、より高い及びより低いｒｐｍ値が可能であり得る。いくつかの実施形態では、水圧タービンは、１０００００ｒｐｍの回転速度で動作するように構成されている。水圧タービン２０７０は、７０ｐｓｉ〜１９０ｐｓｉの動作圧力で動作するように構成することができるが、より高い及びより低い動作圧力が可能である。いくつかの実施形態では、水圧タービン２０７０の動作圧力はおよそ１２０ｐｓｉであるように設計されている。
【０３２９】
図４１に示されているように、インペラ２０７６’は、バケツ形状のインペラブレード２０７６’を有するように設計することができる。バケツ形状のインペラブレード２０７７’は、軸方向Ａからおよそ４５°の角度の向きにすることができる。インペラブレード２０７７’の角度の多くの変形が可能である。さらに、ペルトン又はターゴ形状のブレード等の多くの異なる形状のブレード２０７７が可能である。
【０３３０】
図４０Ｃに示されているように、水圧タービン２０７０は、インペラブレード２０７７、２０７７’（以下では簡潔にするために２０７７とする）に既に衝撃を与えた生理食塩水を集めるように設計することができる。例えば、生理食塩水が、インペラブレード２０７７との衝撃の後でインペラブレード２０７７から反射される角度を表すように、排出角度を計算することができる。１つ以上の真空ポート２０９３をタービンハウジング２０７１上又はタービンハウジング２０７１内に位置決めし、インペラブレード２０７７から反射された流体Ｆ１を引き出し、流体Ｆ１をバイパスチャネル２０９５内に再び方向付けることができる。いくつかの実施形態では、真空源は外部のポンプ（例えば蠕動ポンプ）であり得るか、又は真空は、流体の方向転換によって形成されるベンチュリ効果の結果であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、真空源は、インペラ２０７６をバイパスするように方向付けられる、方向転換される高速流体Ｆ２によって提供することができる。高速流体Ｆ２は水圧又は空気圧であり得る。いくつかの実施形態では、高速流体Ｆ２は病院の管路によって提供することができる。他の実施形態では、高速流体Ｆ２は、病院の管路以外の供給源によって提供することができる。いくつかの実施形態では、水圧タービンハウジング２０７１内（例えば、ハウジングの、ノズルフレーム２０７２よりもインペラ２０７６により近い側）の１つ以上のポート２０９３が、ブレードキャビティ２０７７Ａにおいて反射された流体Ｆ１とバイパスチャネル２０９５の方向転換される高速流体Ｆ２との流体連通を形成することができる。２つの流体塊間の圧力差（例えば、流体Ｆ２のより低い圧力及び流体Ｆ１のより高い圧力）によって、反射された流体Ｆ１をハウジング２０７１から引き出し、方向転換される流体経路２０９５に入れる。ハウジング２０７１からの反射された流体の除去は、方向転換されない流体Ｆ１からのインペラ上への粘性抵抗を低減することによって、タービン２０７０の性能を高めることができる。例えば、反射された流体Ｆ１とインペラ２０７６及び／又は出力シャフト２０７９との相互作用から被りかねない粘性摩擦損失を低減することができる。方向転換される高速流体Ｆ２及び除去される反射された流体Ｆ１は、再び加圧するためにカセット２０２０に方向転換されて戻ることができる。いくつかの実施形態では、反射された流体Ｆ１を除去するとともにカセット２０２０に方向転換して戻すことで、器具及び／又はシステムの他の構成要素を動作させるのに必要な生理食塩水の量を低減することができる。いくつかの実施形態では、ハウジング２０７１は、周囲に開口する１つ以上のポートを含むことができる。そのようなポートは、加圧空気又は他の空気ガスを受け取るように構成することができる。いくつかの実施形態では、タービン２０７０は、水圧動力及び空気圧動力又は水圧及び空気圧動力の断続的な変化によって動作するように構成されているデュアル水力／空気圧タービンとして動作するように構成されている。コントローラ又はスイッチ（複数の場合もあり）を用いて、作動液又は空気圧空気若しくはガスがタービンに適用される量を変えることができる。いくつかの実施形態では、コントローラ又はスイッチ（複数の場合もあり）は、ユーザが、空気ガス若しくは空気を増大させて水圧を低下させるか又はその逆もまた同様に行うことを可能にする。空気ガス又は空気及び作動液は、ディスプレイコンソール上の出力ポートによって提供することができる。同様に、コントローラ及び／又はスイッチ（複数の場合もあり）は、コントローラ上にあるか又は遠隔に位置し得る。
【０３３１】
いくつかの実施形態では、複数のインペラ２０７６（例えば、複数のタービンホイール）を、同じタービンハウジング２０７１において使用することができる。いくつかのそのような実施形態では、タービン２０７０及び／又はその構成要素のうちのいくつかの全径は、出力トルクを犠牲にすることなく、単一インペラタービン２０７０に対して低減することができる。
【０３３２】
いくつかの実施形態では、タービン２０７０の作動は、フットペダルを介して制御することができる。いくつかの実施形態では、フットペダルを押下することで、真空源をタービン２０７０に適用し、したがって、いかなる流体（例えば加圧食塩水）も伝達されてタービン２０７０を駆動する前に、タービン２０７０を清掃させる。いくつかの実施形態では、フットペダルの第１の押下によってタービン２０７０を清掃し、一方で、フットペダルの第２の押下によって流体をタービン２０７０に伝達し、タービン２０７０を作動する。他の実施形態では、フットペダルの１回の押下によってタービン２０７０を清掃し、タービンが清掃された後で、流体もタービン２０７０に伝達してタービン２０７０を駆動する。
【０３３３】
いくつかの実施形態では、タービン２０７０は、水圧動力及び空気圧動力又は水圧及び空気圧動力の断続的な変化によって動作するように構成されているデュアル水力／空気圧タービンとして動作するように構成されている。デュアル水力／空気圧タービンを駆動するのに用いられる液体の割合及び空気の割合は変えることができる。加えて、デュアル水力／空気圧タービンを駆動するのに用いられる液体の割合及び空気の割合は、操作者によって制御することができる。水力／空気圧タービンは、１００％の液体、１００％の空気又は間の任意の組み合わせで動作することができる。例示的な例として、水力／空気圧タービンは、１０％の液体及び９０％の空気、２０％の液体及び８０％の空気、３０％の液体及び７０％の空気、４０％の液体及び６０％の空気、５０％の液体及び５０％の空気、６０％の液体及び４０％の空気、７０％の液体及び３０％の空気、８０％の液体及び２０％の空気、９０％の液体及び１０％の空気、又はこれらの値のいずれかの間の組み合わせで動作することができる。タービンを駆動するのに用いられる液体の割合及び空気の割合は、任意の所与の時点で変えることができる。例示的な例として、１００％の液体を用いてタービンの駆動を開始することができ、次に、タービンを駆動するのに用いられる液体の割合を徐々に低下させることができ、一方で、タービンが１００％の空気で駆動されるまで、タービンを駆動するのに用いられる空気の割合を徐々に増大させることができる。いくつかの実施形態では、タービンをより多くの液体で駆動することで、タービンをより高いトルクで動作させる。したがって、例えば、タービンは、１００％の液体で駆動されるときに最も高いトルクで動作することができる。いくつかの実施形態では、タービンをより多くの空気で駆動することで、タービンをより速い速度で動作させる。したがって、例えば、タービンは、１００％の空気で駆動されるときに最も速い速度で動作することができる。
【０３３４】
手術器具等のいくつかの器械は、トルク又は機械的な力を用いて、手による入力を器具の作動に変換する。例えば、骨の除去用のケリソンは概して、静止部分及び可動部分を含むヘッドに機械的に結合されるハンドルを含む。ユーザがハンドルを握ると、可動部分は、切断するように（例えば剪断するように）静止部分に近づき、例えば、静止部分と可動部分との間の（例えば、静止部分と可動部分との間のチャネル内の）除去された骨を捕捉することによって骨を除去する。器具の他の例としては、動脈瘤クリッパ、骨鉗子、鉗子、剪刀等が挙げられるが、多くの他の手動の器具が当業者に既知である。ケリソンを再び参照すると、握るペース及び力が、切断するペース及び力に変換され、この現象は、他の手動の器具にも適用可能である。この変換は、例えば、ゆっくりすぎる若しくは速すぎる又は可変の速度を有する、力を欠く若しくは多すぎる力を加える又は可変の力を有するといった各ユーザに基づいて変わるため、不都合であり得る。さらに、（例えば、長い手術又は処置中の）そのような手で操作される器具の定期的な使用は、執刀医又はユーザの手の疲労につながる可能性がある。手動の作動は、器具先端部の不注意の移動につながる。いくつかの実施形態では、遊星ギアヘッドを使用して穿孔をゆっくりにし及び／又はトルクを増大させることができる。
【０３３５】
水圧システムは、光学系の洗浄、及び／又は、手術部位を照明するための発光体の冷却といった他の目的で用いることもできる。
【０３３６】
上記で説明したように、水圧システムを用いて、能動的及び／又は受動的に清掃される水圧タービンを有する水圧ドリル又は他の器具等の水圧器具を駆動することができる。図４２に示されているように、いくつかの実施形態では、水圧タービン２０７０は、液体（例えば水又は食塩水）流の進入部、及び、空気進入部(例えば図４２の左下の矢印)を含むことができる。水圧タービン２０７０は流体排出ポートも含む。いくつかの実施形態では、タービンホイールの半径はおよそ０．１インチであり得る。いくつかの実施形態では、タービンホイールの半径は、約０．０２インチ超及び／又は約４インチ未満である。多くの変形が可能である。液体は、半径Ｒｐで水圧タービンのパドル又はバケツに方向付けることができる。パドルホイールが実質的に一定の速度で回転するときに、液体の流速の下限（例えば、パドルから偏向されるときの液体の速度）は、例えば、（例えば、液体とホイールとの間に運動エネルギーの伝達がほとんど又は全くないとき）液体とパドルホイールとの接触の時点でのパドルホイールの接線速度であり得る。流速は、液体とパドルとの接点の半径に、パドルのｒｐｍ及び２πを乗算することによって計算することができる。
【０３３７】
出口の流れの遠心加速度（例えば、流体排出部を通って出る流体の流れ）は、排出部の半径Ｒｅｘｉｔで割った出口速度の二乗として推定することができる。したがって、Ｒｐ及びＲｅｘｉｔは比例し得る。Ｒｅｘｉｔはおよそ０．７５インチであり得る。いくつかの実施形態では、Ｒｅｘｉｔは約０．２５インチ超、及び／又は約８インチ以下である。いくつかの実施形態では、ＲｅｘｉｔはＲｐの約１２５％超、及び／又は、Ｒｐの約１０００％以下である。Ｒｅｘｉｔの値の多くの変形が可能である。図４３に示されているように、タービン２０７０内の流体の遠心加速度は、１ｇ超（例えば、局所的な重力ベクトル超）であり得る。いくつかのそのような構造では、タービン２０７０内の流体は、パドルから偏向した後で、タービンハウジングの壁に「くっつく」はずである。
【０３３８】
いくつかの実施形態では、タービン２０７０は単一の大きい排出ポートを有する。単一の大きい排出ポートを有することで、毛細管力が排出ポートをブロックする可能性を低減することができる。いくつかの実施形態では、単一の排出ポートを用いることで、液体及び空気の双方が排出ポートを通って出る可能性を高めることができる。単一の大きい排出ポートを用いることで、排出通路の表面積を低減するか又は最小限に抑えることができる。ボルテックス清掃は、液体流の運動エネルギーを使用して、タービンのパドルと最初に接触した後で、液体をパドルから離したままに保つことができる。いくつかの実施形態では、ボルテックス清掃を用いることで、排出される空気／液体混合物への制限を低減するか又は最小限に抑えることができる。遠心力（例えば１ｇよりも大きい力）の生成は、流体がパドルから偏向した後で、タービンチャンバの外側壁における流体を保つのに役立つことができる。いくつかの実施形態では、遠心力は、より密度が高い液体（例えば空気よりも密度が高い）を壁に向かって押し、パドルとの衝突後に液体の排出を促す。
【０３３９】
種々の実施形態では、上述したような水圧及び空気圧器具を駆動するために、コンソールに、水圧及び／又は空気圧システムを備え付けることができる。そのような水圧及び／又は空気圧システムの例としては、例えば、水圧によって駆動されるように構成されている器具（例えば、ケリソン、剪刀）を駆動するのに用いることができる、加圧生理食塩水又は他の作動液を内部に有する１つ以上の空気圧アクチュエータチャンバが挙げられる。種々の実施形態では、圧縮ガス源（例えば、圧縮窒素タンク等の病院の圧縮ガス源）を用いて、空気圧アクチュエータチャンバ内の生理食塩水を加圧することができる。特定の実施形態では、交互に用いられるデュアルチャンバ空気圧アクチュエータを用いて、より連続的な水圧圧力を提供する。そのような水圧システムは、米国特許出願第１４／２８３，１０６号（代理人整理番号ＣＡＭＰＬＸ．０３９Ａ）（参照によりその全体が本明細書に援用される）において説明されている。いくつかの実施形態では、流体リザーバ（例えばＩＶバッグ）を空気圧アクチュエータチャンバに接続し、内部の作動液の十分なレベルを維持する。いくつかの実施形態では、圧縮ガス源は、流体リザーバ内の生理食塩水を加圧する。そのような構造では、リザーバ加圧管路が、圧縮ガス源（例えば、病院の圧縮ガスシステム）を流体リザーバ（例えばＩＶバッグ）に接続する。いくつかの実施形態では、流体リザーバは、光学部品（例えば、カメラ、ＬＥＤ及び／又は他の部品）を洗うように構成されている１つ以上の流体出口（例えばノズル）に流体的に接続される。１つ以上の弁（例えばエラストマ及び／又は比例弁）を、チャンバからの作動液の流れを制御するように通路に位置決めすることができる。そのような弁は、１つ以上のカセットに含めることができる。カセットは、米国特許出願第１４／２８３，１０６号（代理人整理番号ＣＡＭＰＬＸ．０３９Ａ）（参照によりその全体が本明細書に援用される）において説明されている。
【０３４０】
特定の実施形態では、真空源（例えば病院の真空源）を、水圧システムの１つ以上の構成要素に流体的に接続することができる。例えば、真空源は、アクチュエータチャンバのうちの１つ以上に接続することができる。フィルタ（例えば、疎水性及び／又は抗菌性フィルタ）を、アクチュエータチャンバと真空源との間の流体路に位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、フィルタは、水圧循環路内からの汚染物質が病院の真空源に導入される可能性を低減するように構成されている。
【０３４１】
１つ以上の弁（例えば、エラストマ及び／又は比例弁）を、真空源とアクチュエータチャンバとの間で流体管路に位置決めすることができる。そのような弁は、米国特許出願第１４／２８３，１０６号（代理人整理番号ＣＡＭＰＬＸ．０３９Ａ）（参照によりその全体が本明細書に援用される）において説明されているような１つ以上のカセットに含めることができる。弁は、真空源とアクチュエータチャンバとの間の流体連通を選択的に可能にするように構成することができる。いくつかの実施形態では、弁は、ユーザ入力（例えばフットペダル）によって操作され、比例して開閉するように構成することができる。したがって、アクチュエータチャンバは、圧力源（例えば病院の圧力）及び真空源（例えば病院の真空）の双方から入力を受け取ることができる。双方の供給源からの入力は、アクチュエータチャンバ内の圧力のより正確で反応の良い制御を提供することができる。一例として、ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−ｉｎｔｅｇｒａｌ−ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＰＩＤコントローラ）を使用して、圧力及び／又は真空レベルを感知するとともにフィードバックを提供することができ、それによって、圧力及び／又は真空の入力を、所望の設定点に従って調整することができる。弁の比例動作は、水圧循環路のユーザがアクチュエータチャンバ内の作動液圧力を調節することができる精度を高めることもできる。そのような精度は、特に神経手術のような最も高い精密さを必要とする繊細な処置において手術器具及び他の手術機器を制御するのに有用であり得る。いくつかの実施形態では、真空源とアクチュエータチャンバとの間の流体連通は、生理食塩水によるアクチュエータチャンバの加速された充填を可能にすることができる。
【０３４２】
水圧／空気圧システムは、空気圧によって動作するように構成されている器具（例えば、双極鉗子、ケリソン、剪刀）も駆動することができる。空気圧は、ポンプ（例えば６０ｐｓｉ空気ポンプ）によって提供することができる。いくつかの実施形態では、器具は、病院の圧縮ガス源等の圧力源により空気圧によって動力を供給される。例えば、器具は、水圧マニホルドを介して、及び／又は１つ以上の弁（例えば比例エラストマ弁）を介して空気圧源に流体的に接続することができる。そのような弁はカセットに含めることができる。カセットは、米国特許出願第１４／２８３，１０６号（ＣＡＭＰＬＸ．０３９Ａ）（参照によりその全体が本明細書に援用される）において説明されている。
【０３４３】
例示的な番号付けされる実施形態
以下は、いくつかの例示的な番号付けされる実施形態のリストである。ここで提示される例は、開示される実施形態の範囲を限定する意図はなく、潜在的な使用及び構造を示すために例示的な組み合わせを単に表す。以下のいずれも、いずれか１つの部分又は構成要素が本明細書において開示される実施形態に必須であることを示すように解釈されるべきではない。
【０３４４】
互いに面するオフセット画像センサ
１．ステレオカメラシステムであって、
左側の画像センサ及び右側の画像センサを含む一対の画像センサであって、一対の画像センサのそれぞれは、画像センサの正面にアクティブ検出エリアを有し、左側の画像センサは、右側の画像センサから第１の方向に沿ってオフセットされ、左側の画像センサの正面は、左側の画像センサの正面の平面が右側の画像センサの正面の平面に対して平行であるような向きであり、左側の画像センサの正面は右側の画像センサの正面に面し、正面の平面のそれぞれは第１の方向に対して垂直な向きである、一対の画像センサ、
左側の光学経路に沿う複数のレンズ素子を有する左側のレンズ列、及び、右側の光学経路に沿う複数のレンズ素子を有する右側のレンズ列を含む一対のレンズ列であって、左側の光学経路は右側の光学経路から第１の方向に沿ってオフセットされる、一対のレンズ列、並びに
左側の光学経路に沿って位置決めされるとともに、左側の光学経路を左側の画像センサの正面に再び方向付けるように構成されている左側の光学再方向付け素子、及び、右側の光学経路に沿って位置決めされるとともに、右側の光学経路を右側の画像センサの正面に再び方向付けるように構成されている右側の光学再方向付け素子を含む、一対の光学再方向付け素子
を備える、ステレオカメラシステム。
２．左側の光学再方向付け素子は左側のプリズムを備え、右側の再方向付け素子は右側のプリズムを備える、実施形態１のステレオカメラシステム。
３．左側のプリズムは、第１の方向に沿って右側のプリズムからオフセットされる、実施形態２のステレオカメラシステム。
４．左側のプリズムは、右側のプリズムの主反射面に直交する主反射面を含む、実施形態２のステレオカメラシステム。
５．左側の光学再方向付け素子は左側のミラーを備え、右側の再方向付け素子は右側のミラーを備える、実施形態１のステレオカメラシステム。
６．左側の光学再方向付け素子は、左側の光学経路を９０度だけ再び方向付けるように構成されており、右側の光学再方向付け素子は、右側の光学経路を９０度だけ再び方向付けるように構成されており、再び方向付けられた左側の光学経路及び再び方向付けられた右側の光学経路は互いに対して逆平行である、実施形態１のステレオカメラシステム。
７．左側の光学経路及び右側の光学経路は平行である、実施形態１のステレオカメラシステム。
８．左側の画像センサは２次元検出器アレイであり、右側の画像センサは２次元検出器アレイである、実施形態１のステレオカメラシステム。
９．左側の画像センサはＣＣＤ検出器アレイであり、右側の画像センサはＣＣＤ検出器アレイである、実施形態８のステレオカメラシステム。
１０．複数のカメラシステムを備える手術可視化システムであって、複数のカメラシステムのうちの少なくとも１つは、実施形態１５１のステレオカメラシステムを含む、手術可視化システム。
１１．配置される実施形態１のステレオカメラシステムを含む開創器。
１２．配置される実施形態１のステレオカメラシステムを含む手術器具。
１３．ステレオカメラシステムであって、
左側の画像センサ及び右側の画像センサを含む一対の画像センサ、
左側の光学経路に沿う複数のレンズ素子を有する左側のレンズ列、及び右側の光学経路に沿う複数のレンズ素子を有する右側のレンズ列を含む一対のレンズ列であって、左側の光学経路は右側の光学経路から横方向にオフセットされる、一対のレンズ列、並びに
左側の光学経路に沿って位置決めされるとともに、左側の光学経路を左側の画像センサの正面に再び方向付けるように構成されている左側の光学再方向付け素子、及び右側の光学経路に沿って位置決めされるとともに、右側の光学経路を右側の画像センサの正面に再び方向付けるように構成されている右側の光学再方向付け素子を含む、一対の光学再方向付け素子
を備える、ステレオカメラシステム。
１４．配置される実施形態１３のステレオカメラシステムを含む手術器具。
１５．配置される実施形態１３のステレオカメラシステムを含む開創器。
【０３４５】
双眼アセンブリとは別個のディスプレイエンクロージャアセンブリ
１．医療装置であって、
２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む１つ以上の電子ディスプレイ、
それぞれの第１のコリメートされた光学ビーム及び第２のコリメートされた光学ビーム並びに無限遠に配置される画像を形成するように、上記１つ以上の電子ディスプレイからの第１の光学経路及び第２の光学経路にそれぞれ配置される第１の結像光学系及び第２の結像光学系、
上記ディスプレイ及び上記結像光学系を少なくとも部分的に包囲する主ハウジング
を備え、
上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、上記第１のビーム及び第２のビームを、互いに対して実質的に平行であり、約２２ｍｍ〜２５ｍｍだけ互いから隔てられる中心を有する断面を有するように、方向付けるよう構成されている
（いくつかの実施形態では、ハウジングは開口部を含むことができ、第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、第１のビーム及び第２のビームを、開口部を通じて方向付けるように構成することができ、第１のビーム及び第２のビームは、開口部において互いに対して実質的に平行であるものとすることができる）、医療装置。
２．上記１つ以上の電子ディスプレイは第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイを含む、実施形態１の医療装置。
３．上記１つ以上の電子ディスプレイは、単一の電子ディスプレイの第１の部分及び第２の部分を含む、実施形態１の医療装置。
４．上記１つ以上の電子ディスプレイは、少なくとも１つの放射ディスプレイ又は少なくとも１つの空間光変調器を含む、実施形態１の医療装置。
５．上記１つ以上の電子ディスプレイは、少なくとも１つの液晶ディスプレイ又は少なくとも１つの発光ダイオードディスプレイを含む、実施形態１の医療装置。
６．光学ビームを折り畳むように光学ビームの光学経路に複数の反射面を更に備える、実施形態１の医療装置。
７．上記複数の反射面はミラーを備える、実施形態６の医療装置。
８．上記複数の反射面は、上記第１の光学経路及び第２の光学経路のそれぞれに、片側あたり上記反射面の約２個〜６個のミラーを備える、実施形態６の医療装置。
９．光学ビームを折り畳むように複数の反射面を更に備える、実施形態１の医療装置。
１０．上記１つ以上の電子ディスプレイと上記結像光学系との間の少なくとも１つのミラーを更に備える、実施形態１の医療装置。
１１．上記１つ以上の電子ディスプレイと上記結像光学系との間の０個〜２個のミラーを更に備える、実施形態１の医療装置。
１２．上記結像光学系は複数のレンズを備える、実施形態１の医療装置。
１３．上記結像光学系と当該結像光学系の射出瞳との間の少なくとも１つのミラーを更に備える、実施形態１２の医療装置。
１４．上記少なくとも１つのミラーは、上記電子ディスプレイと上記結像光学系との間の少なくとも１つのミラーを含み、少なくとも１つのミラーが上記結像光学系のレンズ間に配置され、上記前者のミラーは上記後者のミラーよりも大きい、実施形態１３の医療装置。
１５．上記結像光学系は約２個〜１１個のレンズを備える、実施形態１の医療装置。
１６．上記結像光学系は正レンズを備える、実施形態１の医療装置。
１７．上記結像光学系は正の出力を有する、実施形態１の医療装置。
１８．上記結像光学系は、第１のビームの断面を低減するように構成されている第１のレンズを備える、実施形態１の医療装置。
１９．上記第１のレンズは、上記第１のビームを実質的にコリメートするように構成されている、実施形態１８の医療装置。
２０．上記第１のレンズは正の出力を有する、実施形態１８の医療装置。
２１．上記結像光学系における上記第１のレンズ以外の１つのレンズは、上記第１のレンズよりも小さい開口サイズを有する、実施形態１８の医療装置。
２２．上記結像光学系における上記第１のレンズ以外の複数のレンズは、上記第１のレンズよりも小さい開口サイズを有する、実施形態１８の医療装置。
２３．上記結像光学系は、ディスプレイを拡大するように構成されている、実施形態１の医療装置。
２４．上記結像光学系は約３°〜１０°の視野を有する、実施形態１の医療装置。
２５．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は射出瞳を有し、上記第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイは上記射出瞳に対して平行ではない、実施形態１の医療装置。
２６．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は中心を有する射出瞳を有し、上記第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイは中心を有し、上記射出瞳の上記中心は、上記電子ディスプレイの上記中心から変位される、実施形態１の医療装置。
２７．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は射出瞳を有し、上記１つ以上の電子ディスプレイから上記射出瞳までの光学経路長は約２ｍｍ〜７ｍｍである、実施形態１の医療装置。
２８．上記１つ以上の電子ディスプレイから上記結像光学系までの光学経路長は約１００ｍｍ〜４００ｍｍである、実施形態１の医療装置。
２９．結像光学系は、上記光学経路における最初のレンズ及び最後のレンズを含む複数のレンズを備え、上記結像光学系は、約５０ｍｍ〜２５０ｍｍである、上記最初のレンズから最後のレンズまでの光学経路長を有する、実施形態１の医療装置。
３０．結像光学系は、上記光学経路における最初のレンズ及び射出瞳を含む複数のレンズを備え、上記結像光学系は、約１０ｍｍ〜５０ｍｍである、上記最初のレンズから射出瞳までの光学経路長を有する、実施形態１の医療装置。
３１．上記１つ以上の電子ディスプレイは、距離Ｗｄｉｓｐｌａｙだけ離間される中心を有する第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイを含み、上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、距離Ｗｅｙｅｐａｔｈｓだけ離間される中心を有する射出瞳を有し、Ｗｄｉｓｐｌａｙ＞Ｗｅｙｅｐａｔｈｓである、実施形態１の医療装置。
３２．上記１つ以上の電子ディスプレイは、約１００ｍｍ〜２００ｍｍの距離だけ離間される中心を有する第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイを含む、実施形態１の医療装置。
３３．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、約２２ｍｍ〜２５ｍｍの距離だけ離間される中心を有する射出瞳を有する、実施形態１の医療装置。
３４．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、結像光学系を通る距離のほとんどにわたって約５０ｍｍ〜２００ｍｍの距離だけ離間される中心を有する射出瞳を有する、実施形態１の医療装置。
３５．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、約５０ｍｍ〜２００ｍｍの距離だけ結像光学系を通る距離のほとんどにわたって離間される光軸を有する、実施形態１の医療装置。
３６．上記第１のビーム及び第２のビームは、約１５ｍｍ〜３５ｍｍの距離だけ結像光学系を通る距離のほとんどにわたって離間される中心を有する断面を有する、実施形態１の医療装置。
３７．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、開口部から約０ｍｍ〜４５ｍｍであるビームの長さに沿う長手方向距離に配置される第１の射出瞳及び第２の射出瞳を有する、実施形態１の医療装置。
３８．上記ハウジングは、外側側壁よりも暗い内側側壁を有する、実施形態１の医療装置。
３９．上記ハウジングは暗い内側側壁を有する、実施形態１の医療装置。
４０．上記ハウジングは黒い内側側壁を有する、実施形態１の医療装置。
４１．上記ハウジングに、迷光を低減するバッフルを更に備える、実施形態１の医療装置。
４２．上記開口部は、双眼アセンブリに接続するように構成されている取り付け面を含む、実施形態１の医療装置。
４３．上記開口部は約５０ｍｍ〜１００ｍｍ幅である、実施形態１の医療装置。
４４．上記開口部は円形である、実施形態１の医療装置。
４５．上記開口部は約６６ｍｍ〜７０ｍｍの直径である、実施形態１の医療装置。
４６．上記開口部は、手術用顕微鏡の双眼アセンブリと係合するように構成されているサイズ及び形状を有する取り付け面を含む、実施形態１の医療装置。
４７．第１の対物レンズ及び第２の対物レンズ、第１のビーム位置決め光学系及び第２のビーム位置決め光学系、並びに第１の接眼レンズ及び第２の接眼レンズを備える双眼アセンブリを更に備える、実施形態１の医療装置。
４８．上記双眼アセンブリは８×〜１３×の倍率を有する、実施形態４７の医療装置。
４９．上記双眼アセンブリは１０×〜１２．５×の倍率を有する、実施形態４７の医療装置。
５０．上記結像光学系及び上記双眼アセンブリは、１００°〜１２０°の見かけの視野を提供する、実施形態４７の医療装置。
５１．上記結像光学系及び上記双眼アセンブリは、約１１０°の見かけの視野を提供する、実施形態４７の医療装置。
５２．上記結像光学系及び上記双眼アセンブリは、６０°〜７０°の見かけの視野を提供する、実施形態４７の医療装置。
５３．上記第１のビーム位置決め光学系及び第２のビーム位置決め光学系はプリズムを含む、実施形態４７の医療装置。
５４．上記結像光学系は中心を有する射出瞳を有し、上記双眼アセンブリは中心を有する入射瞳を有し、当該入射瞳の上記中心は、上記射出瞳の上記中心間の隔たりと実質的に同じ距離だけ隔てられる、実施形態４７の医療装置。
５５．上記双眼アセンブリは中心を有する入射瞳を有し、当該入射瞳の上記中心は、約５２ｍｍ〜７８ｍｍの距離だけ隔てられる、実施形態４７の医療装置。
５６．上記結像光学系は射出瞳を有し、上記双眼アセンブリは入射瞳を有し、当該入射瞳は上記射出瞳よりも小さい、実施形態４７の医療装置。
５７．上記結像光学系は射出瞳を有し、上記双眼アセンブリは入射瞳を有し、当該入射瞳は上記射出瞳と同じサイズである、実施形態４７の医療装置。
５８．上記双眼アセンブリは入射瞳を有し、当該入射瞳は１５ｍｍ〜２０ｍｍの直径である、実施形態４７の医療装置。
５９．上記双眼アセンブリの上記接眼レンズは、執刀医の異なる身長に対応するように調整可能な傾きを有する、実施形態４７の医療装置。
６０．上記双眼アセンブリは、開口部を有するハウジングを有し、上記開口部は、上記主ハウジングの開口部とインタフェースするとともに接続するように構成されている、実施形態４７の医療装置。
６１．上記結像光学系は、射出瞳平面に配置される射出瞳を有し、上記双眼アセンブリは、入射瞳平面に配置される入射瞳を有し、当該入射瞳平面及び上記射出瞳平面は実質的に同一平面上にある、実施形態４７の医療装置。
６２．上記入射瞳平面及び上記射出瞳平面は、約０ｍｍ〜３０ｍｍ未満だけ隔てられる、実施形態４７の医療装置。
６３．上記入射瞳平面及び上記射出瞳平面は、０ｍｍ〜１５ｍｍ未満だけ隔てられる、実施形態６２の医療装置。
６４．上記１つ以上の電子ディスプレイの上記主ハウジングを支持する関節アームを更に備える、実施形態１の医療装置。
６５．上記１つ以上の電子ディスプレイと通信し、当該１つ以上の電子ディスプレイに画像を提供するように構成されている処理電子装置を更に備える、実施形態１の医療装置。
６６．上記電子機器は、手術デバイス上の１つ以上のカメラから画像を受け取るように構成されている、実施形態６５の医療装置。
６７．上記電子機器は、手術器具上の１つ以上のカメラから画像を受け取るように構成されている、実施形態６５の医療装置。
６８．上記電子機器は、手術用開創器上の１つ以上のカメラから画像を受け取るように構成されている、実施形態６５の医療装置。
６９．上記電子機器は、手術用顕微鏡ビューを提供する１つ以上のカメラから画像を受け取るように構成されている、実施形態６５の医療装置。
７０．上記カメラは、上記電子ディスプレイの上記主ハウジングを支持する関節アームによって支持される、実施形態６９の医療装置。
７１．上記ディスプレイの上記主ハウジングは、関節アームによって支持され、手術のビューを提供する上記１つ以上のカメラは、上記関節アームの移動とともに静止していることが可能であるように構成されている別個のプラットフォームによって支持される、実施形態６９の医療装置。
７２．上記第１のディスプレイ及び第２のディスプレイは、ステレオカメラの左側のチャネル及び右側のチャネルにそれぞれ対応して上記処理電子装置からの入力画像を受け取り、当該第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイに上記入力画像をそれぞれ表示する、実施形態６５の医療装置。
７３．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系から上記第１のビーム及び第２のビームを受け取り、上記接眼レンズを通じてじっと見る視認者に見える３次元画像をレンダリングするように上記第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイからの画像を出力する接眼レンズを有する双眼アセンブリを更に備える、実施形態７２の医療装置。
７４．上記処理電子装置は、以前に記録した画像を記憶するメモリから画像を受け取るように構成されている、実施形態６５の医療装置。
７５．上記処理電子装置は、カメラ以外の画像ソースを提示するように構成されている、実施形態６５の医療装置。
７６．上記処理電子装置は、視認者が同時に見るために、カメラからの画像に加えて、カメラ以外の画像ソースを提示するように構成されている、実施形態６５の医療装置。
７７．カメラ以外の上記画像のソースは、コンピュータＸ線体軸断層撮影（ＣＡＴ）スキャン、ＭＲＩ、Ｘ線及び超音波画像装置を含む、実施形態７５又は７６の医療装置。
７８．上記ソースは、人工的に生成される画像データのソースを含む、実施形態７５又は７６の医療装置。
７９．上記電子ディスプレイからの画像に加えて、上記主ハウジングに接続される双眼アセンブリによって見える画像を受け取るように構成されている、上記第１の光学経路及び第２の光学経路のうちの一方又は双方に配置される少なくとも１つのビームスプリッタを更に備える、実施形態１の医療装置。
８０．上記電子ディスプレイからのそのような画像に加えて、上記ハウジングに接続される上記双眼アセンブリを通じて見るために、上記少なくとも１つのビームスプリッタを通じて上記少なくとも１つの電子ディスプレイ上に生成される画像を上記第１の光学経路及び第２の光学経路のうちの上記一方又は双方が受け取るように、上記少なくとも１つのビームスプリッタに対して配置される少なくとも１つの別個の電子ディスプレイを更に備える、実施形態７９の医療装置。
８１．上記少なくとも１つのビームスプリッタは第１のビームスプリッタ及び第２のビームスプリッタを含み、上記少なくとも１つの別個の電子ディスプレイは、上記双眼アセンブリを通じて見たときに３次元画像を一緒に生成する一対の２次元画像を表示するように構成されている第１のディスプレイ及び第２のディスプレイを含む、実施形態８０の医療装置。
８２．少なくとも１つの助手電子ディスプレイ、及び当該少なくとも１つの助手電子ディスプレイ上に生成される画像を画像化する助手ディスプレイ結像光学系を収容する助手ディスプレイハウジングを更に備える、実施形態１の医療装置。
８３．上記助手ディスプレイハウジングは、第１の助手電子ディスプレイ及び第２の助手電子ディスプレイ、並びに当該第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイ上に生成される画像を画像化する第１の助手ディスプレイ結像光学系及び第２の助手ディスプレイ結像光学系を収容する、実施形態８２の医療装置。
８４．上記主ハウジング及び上記助手ハウジングは共通の関節アームによって支持される、実施形態８２の医療装置。
８５．上記助手ハウジング及び上記主ハウジングは、当該助手ハウジングが当該主ハウジングに対して回転することができるように、支持支柱を介して接続される、実施形態８２の医療装置。
８６．上記助手ハウジングは、上記主ハウジングを移動させることなく当該主ハウジングに対して回転するように構成されている、実施形態８２の医療装置。
８７．上記助手ハウジングは、執刀医に面する執刀医の反対側の助手に対応するように、上記主ハウジングに対して回転するように構成されている、実施形態８２の医療装置。
８８．上記助手ハウジングは、主執刀医の左側又は右側の助手に対応するように、上記主ハウジングに対して回転するように構成されている、実施形態８２の医療装置。
８９．上記助手ハウジングは、上記主ハウジングに対して少なくとも１８０°回転するように構成されている、実施形態８２の医療装置。
９０．上記助手ハウジングは、上記主ハウジングに対して＋９０°〜上記主ハウジングに対して少なくとも２７０°回転することができる、実施形態８９の医療装置。
９１．上記助手ハウジングは上記主ハウジングよりも小さい、実施形態８２の医療装置。
９２．上記助手ハウジングの上記少なくとも１つの電子ディスプレイは、上記主ハウジングの上記１つ以上の電子ディスプレイよりも小さい、実施形態８２の医療装置。
９３．上記助手ハウジングの上記結像光学系は、上記主ハウジングの上記結像光学系よりも小さい、実施形態８２の医療装置。
９４．上記主ハウジング及び上記助手ハウジングは互いに積み重ねられる、実施形態８２の医療装置。
９５．上記主ハウジングは上記助手ハウジングにわたって配置される、実施形態８２の医療装置。
９６．上記助手ハウジングは上記主ハウジングにわたって配置される、実施形態８２の医療装置。
９７．上記助手ハウジングは、上記主ハウジングと、手術用顕微鏡ビューを提供するカメラとの間に配置される、実施形態８２の医療装置。
９８．上記助手ハウジングは、上記主ハウジングと、手術用顕微鏡ビューを提供する上記カメラの可動支持体との間に配置される、実施形態９７の医療装置。
９９．上記助手ディスプレイの第１の光学経路及び第２の光学経路は、上記助手ハウジングの第１の光学経路及び第２の光学経路に対して回転する、実施形態８２の医療装置。
１００．上記助手ディスプレイの上記少なくとも１つの電子ディスプレイは、上記助手ハウジングの上記少なくとも１つの電子ディスプレイに対して回転する、実施形態８２の医療装置。
１０１．主ハウジングに対する助手ディスプレイハウジングの向きに基づいて、上記助手ディスプレイの上記少なくとも１つの電子ディスプレイ上に提示される画像を調整するように構成されている、上記助手ディスプレイの上記少なくとも１つの電子ディスプレイと通信する処理電子装置を更に備える、実施形態８２の医療装置。
１０２．上記向きに応じて上記少なくとも１つの助手電子ディスプレイ上に提示される画像を調整するように上記処理電子装置に入力を提供する、助手ハウジングの向きを判断するセンサを更に備える、実施形態１０１の医療装置。
１０３．手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも４つのカメラを更に備え、上記処理電子装置は、上記助手ハウジングの上記向きに応じて上記４つのカメラの異なる対から画像を選択する、実施形態１０２の医療装置。
１０４．上記少なくとも４つのカメラは、正方形の２×２アレイに４つのカメラを含み、上記電子機器は、上記助手ハウジングの上記向きに応じて一対の上記４つのカメラを選択する、実施形態１０３の医療装置。
１０５．上記主ハウジングは約１１０ｍｍ〜２５０ｍｍの幅を有する、実施形態１の医療装置。
１０６．上記助手ハウジングは約５０ｍｍ〜１５０ｍｍの幅を有する、実施形態８２の医療装置。
１０７．上記主ハウジングは約１５０ｍｍ〜３５０ｍｍの長さを有する、実施形態１の医療装置。
１０８．上記助手ハウジングは約７５ｍｍ〜１７５ｍｍの長さを有する、実施形態８２の医療装置。
１０９．上記第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイは、上記結像光学系からの光を受け取る双眼アセンブリを通じて見る視認者が３次元画像を見ることができるように、視差を有する左右の２次元画像を提示する、実施形態２の医療装置。
１１０．医療装置であって、
２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む１つ以上の電子ディスプレイ、
上記１つ以上の電子ディスプレイからの第１の光学経路及び第２の光学経路にそれぞれ配置され、それぞれの第１の実質的にコリメートされた光学ビーム及び第２の実質的にコリメートされた光学ビームを形成する第１の結像光学系及び第２の結像光学系、
上記ディスプレイ及び上記結像光学系を少なくとも部分的に包囲する主ハウジング、
上記ハウジングの開口部
を備え、
上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、上記第１のビーム及び第２のビームを、上記開口部を通じて方向付けるように構成されている、医療装置。
【０３４６】
電子ディスプレイアセンブリ−主及び助手
１．医療装置であって、
主ディスプレイアセンブリ、並びに
助手ディスプレイアセンブリであって、
２次元画像を生成するように構成されている複数の画素を含む１つ以上の電子ディスプレイ、
上記１つ以上の電子ディスプレイからの第１の光学経路及び第２の光学経路にそれぞれ配置され、それぞれの第１のコリメートされた光学ビーム及び第２のコリメートされた光学ビーム並びに無限遠に配置される画像を形成する第１の結像光学系及び第２の結像光学系、並びに
上記ディスプレイ及び上記結像光学系を少なくとも部分的に包囲する助手ディスプレイハウジング
を備える、助手ディスプレイアセンブリ
を備え、
上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、上記第１のビーム及び第２のビームを、互いに対して実質的に平行であり、約２２ｍｍ〜２５ｍｍだけ互いから隔てられる中心を有する断面を有するように、方向付けるよう構成されている
（いくつかの実施形態では、ハウジングは開口部を含むことができ、第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、第１のビーム及び第２のビームを、開口部を通じて方向付けるように構成することができ、第１のビーム及び第２のビームは、開口部において互いに対して実質的に平行であるものとすることができる）、医療装置。
２．上記１つ以上の電子ディスプレイは第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイを含む、実施形態１の医療装置。
３．上記１つ以上の電子ディスプレイは、単一の電子ディスプレイの第１の部分及び第２の部分を含む、実施形態１の医療装置。
４．上記１つ以上の電子ディスプレイは、少なくとも１つの放射ディスプレイ又は少なくとも１つの空間光変調器を含む、実施形態１の医療装置。
５．上記１つ以上の電子ディスプレイは、少なくとも１つの液晶ディスプレイ又は少なくとも１つの発光ダイオードディスプレイを含む、実施形態１の医療装置。
６．光学ビームを折り畳むように光学ビームの光学経路に複数の反射面を更に備える、実施形態１の医療装置。
７．上記複数の反射面はミラーを備える、実施形態６の医療装置。
８．上記複数の反射面は、上記第１の光学経路及び第２の光学経路のそれぞれに、片側あたり上記反射面の約２個〜６個のミラーを備える、実施形態６の医療装置。
９．光学ビームを折り畳むように複数の反射面を更に含む、実施形態１の医療装置。
１０．上記１つ以上の電子ディスプレイと上記結像光学系との間の少なくとも１つのミラーを更に備える、実施形態１の医療装置。
１１．上記１つ以上の電子ディスプレイと上記結像光学系との間の０個〜２個のミラーを更に備える、実施形態１の医療装置。
１２．上記結像光学系は複数のレンズを備える、実施形態１の医療装置。
１３．上記結像光学系と当該結像光学系の射出瞳との間の少なくとも１つのミラーを更に備える、実施形態１２の医療装置。
１４．上記少なくとも１つのミラーは、上記電子ディスプレイと上記結像光学系との間の少なくとも１つのミラーを含み、少なくとも１つのミラーが上記結像光学系のレンズ間に配置され、上記前者のミラーは上記後者のミラーよりも大きい、実施形態１３の医療装置。
１５．上記結像光学系は約２個〜１１個のレンズを備える、実施形態１の医療装置。
１６．上記結像光学系は正レンズを備える、実施形態１の医療装置。
１７．上記結像光学系は正の出力を有する、実施形態１の医療装置。
１８．上記結像光学系は、第１のビームの断面を低減するように構成されている第１のレンズを備える、実施形態１の医療装置。
１９．上記第１のレンズは、上記第１のビームを実質的にコリメートするように構成されている、実施形態１８の医療装置。
２０．上記第１のレンズは正の出力を有する、実施形態１８の医療装置。
２１．上記結像光学系における上記第１のレンズ以外の１つのレンズは、上記第１のレンズよりも小さい開口サイズを有する、実施形態１８の医療装置。
２２．上記結像光学系における上記第１のレンズ以外の複数のレンズは、上記第１のレンズよりも小さい開口サイズを有する、実施形態１８の医療装置。
２３．上記結像光学系は、ディスプレイを拡大するように構成されている、実施形態１の医療装置。
２４．上記結像光学系は約３°〜１０°の視野を有する、実施形態１の医療装置。
２５．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は射出瞳を有し、上記第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイは上記射出瞳に対して平行ではない、実施形態１の医療装置。
２６．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は中心を有する射出瞳を有し、上記第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイは中心を有し、上記射出瞳の上記中心は、上記電子ディスプレイの上記中心から変位される、実施形態１の医療装置。
２７．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は射出瞳を有し、上記１つ以上の電子ディスプレイから上記射出瞳までの光学経路長は約２ｍｍ〜７ｍｍである、実施形態１の医療装置。
２８．上記１つ以上の電子ディスプレイから上記結像光学系までの光学経路長は約１００ｍｍ〜４００ｍｍである、実施形態１の医療装置。
２９．結像光学系は、上記光学経路における最初のレンズ及び最後のレンズを含む複数のレンズを備え、上記結像光学系は、約５０ｍｍ〜２５０ｍｍである、上記最初のレンズから最後のレンズまでの光学経路長を有する、実施形態１の医療装置。
３０．結像光学系は、上記光学経路における最初のレンズ及び射出瞳を含む複数のレンズを備え、上記結像光学系は、約１０ｍｍ〜５０ｍｍである、上記最初のレンズから射出瞳までの光学経路長を有する、実施形態１の医療装置。
３１．上記１つ以上の電子ディスプレイは、距離Ｗｄｉｓｐｌａｙだけ離間される中心を有する第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイを含み、上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、距離Ｗｅｙｅｐａｔｈｓだけ離間される中心を有する射出瞳を有し、Ｗｄｉｓｐｌａｙ＞Ｗｅｙｅｐａｔｈｓである、実施形態１の医療装置。
３２．上記１つ以上の電子ディスプレイは、約１００ｍｍ〜２００ｍｍの距離だけ離間される中心を有する第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイを含む、実施形態１の医療装置。
３３．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、約２２ｍｍ〜２５ｍｍの距離だけ離間される中心を有する射出瞳を有する、実施形態１の医療装置。
３４．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、結像光学系を通る距離のほとんどにわたって約５０ｍｍ〜２００ｍｍの距離だけ離間される中心を有する射出瞳を有する、実施形態１の医療装置。
３５．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、約５０ｍｍ〜２００ｍｍの距離だけ結像光学系を通る距離のほとんどにわたって離間される光軸を有する、実施形態１の医療装置。
３６．上記第１のビーム及び第２のビームは、約１５ｍｍ〜３５ｍｍの距離だけ結像光学系を通る距離のほとんどにわたって離間される中心を有する断面を有する、実施形態１の医療装置。
３７．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系は、開口部から約０ｍｍ〜４５ｍｍであるビームの長さに沿って長手方向距離に配置される第１の射出瞳及び第２の射出瞳を有する、実施形態１の医療装置。
３８．上記ハウジングは、外側側壁よりも暗い内側側壁を有する、実施形態１の医療装置。
３９．上記ハウジングは暗い内側側壁を有する、実施形態１の医療装置。
４０．上記ハウジングは黒い内側側壁を有する、実施形態１の医療装置。
４１．上記ハウジングに、迷光を低減するバッフルを更に備える、実施形態１の医療装置。
４２．上記開口部は、双眼アセンブリに接続するように構成されている取り付け面を含む、実施形態１の医療装置。
４３．上記開口部は約５０ｍｍ〜１００ｍｍ幅である、実施形態１の医療装置。
４４．上記開口部は円形である、実施形態１の医療装置。
４５．上記開口部は約６６ｍｍ〜７０ｍｍの直径である、実施形態１の医療装置。
４６．上記開口部は、手術用顕微鏡の双眼アセンブリと係合するように構成されているサイズ及び形状を有する取り付け面を含む、実施形態１の医療装置。
４７．第１の対物レンズ及び第２の対物レンズ、第１のビーム位置決め光学系及び第２のビーム位置決め光学系、並びに、第１の接眼レンズ及び第２の接眼レンズを備える双眼アセンブリを更に備える、実施形態１の医療装置。
４８．上記双眼アセンブリは８×〜１３×の倍率を有する、実施形態４７の医療装置。
４９．上記双眼アセンブリは１０×〜１２．５×の倍率を有する、実施形態４７の医療装置。
５０．上記結像光学系及び上記双眼アセンブリは、１００°〜１２０°の見かけの視野を提供する、実施形態４７の医療装置。
５１．上記結像光学系及び上記双眼アセンブリは、約１１０°の見かけの視野を提供する、実施形態４７の医療装置。
５２．上記結像光学系及び上記双眼アセンブリは、６０°〜７０°の見かけの視野を提供する、実施形態４７の医療装置。
５３．上記第１のビーム位置決め光学系及び第２のビーム位置決め光学系はプリズムを含む、実施形態４７の医療装置。
５４．上記結像光学系は中心を有する射出瞳を有し、上記双眼アセンブリは中心を有する入射瞳を有し、当該入射瞳の上記中心は、上記射出瞳の上記中心間の隔たりと実質的に同じ距離だけ隔てられる、実施形態４７の医療装置。
５５．上記双眼アセンブリは中心を有する入射瞳を有し、当該入射瞳の上記中心は、約５２ｍｍ〜７８ｍｍの距離だけ隔てられる、実施形態４７の医療装置。
５６．上記結像光学系は射出瞳を有し、上記双眼アセンブリは入射瞳を有し、当該入射瞳は上記射出瞳よりも小さい、実施形態４７の医療装置。
５７．上記結像光学系は射出瞳を有し、上記双眼アセンブリは入射瞳を有し、当該入射瞳は上記射出瞳と同じサイズである、実施形態４７の医療装置。
５８．上記双眼アセンブリは入射瞳を有し、当該入射瞳は１５ｍｍ〜２０ｍｍの直径である、実施形態４７の医療装置。
５９．上記双眼アセンブリの上記接眼レンズは、視認者の異なる身長に対応するように調整可能な傾きを有する、実施形態４７の医療装置。
６０．上記双眼アセンブリは、開口部を有するハウジングを有し、上記開口部は、上記助手ディスプレイハウジングの開口部とインタフェースするとともに接続するように構成されている、実施形態４７の医療装置。
６１．上記結像光学系は、射出瞳平面に配置される射出瞳を有し、上記双眼アセンブリは、入射瞳平面に配置される入射瞳を有し、当該入射瞳平面及び上記射出瞳平面は実質的に同一平面上にある、実施形態４７の医療装置。
６２．上記入射瞳平面及び上記射出瞳平面は、約０ｍｍ〜３０ｍｍ未満だけ隔てられる、実施形態４７の医療装置。
６３．上記入射瞳平面及び上記射出瞳平面は、０ｍｍ〜１５ｍｍ未満だけ隔てられる、実施形態６２の医療装置。
６４．上記１つ以上の電子ディスプレイの上記助手ディスプレイハウジングを支持する関節アームを更に備える、実施形態１の医療装置。
６５．上記１つ以上の電子ディスプレイと通信し、当該１つ以上の電子ディスプレイに画像を提供するように構成されている処理電子装置を更に備える、実施形態１の医療装置。
６６．上記電子機器は、手術デバイス上の１つ以上のカメラから画像を受け取るように構成されている、実施形態６５の医療装置。
６７．上記電子機器は、手術器具上の１つ以上のカメラから画像を受け取るように構成されている、実施形態６５の医療装置。
６８．上記電子機器は、手術用開創器上の１つ以上のカメラから画像を受け取るように構成されている、実施形態６５の医療装置。
６９．上記電子機器は、手術用顕微鏡ビューを提供する１つ以上のカメラから画像を受け取るように構成されている、実施形態６５の医療装置。
７０．上記カメラは、上記電子ディスプレイの上記助手ディスプレイハウジングを支持する関節アームによって支持される、実施形態６９の医療装置。
７１．上記ディスプレイの上記助手ディスプレイハウジングは、関節アームによって支持され、手術のビューを提供する上記１つ以上のカメラは、上記関節アームの移動とともに静止していることが可能であるように構成されている別個のプラットフォームによって支持される、実施形態６９の医療装置。
７２．上記第１のディスプレイ及び第２のディスプレイは、ステレオカメラの左側のチャネル及び右側のチャネルにそれぞれ対応して上記処理電子装置からの入力画像を受け取り、当該第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイに上記入力画像をそれぞれ表示する、実施形態６５の医療装置。
７３．上記第１の結像光学系及び第２の結像光学系から上記第１のビーム及び第２のビームを受け取り、上記接眼レンズを通じてじっと見る視認者に見える３次元画像をレンダリングするように上記第１の電子ディスプレイ及び第２の電子ディスプレイからの画像を出力する接眼レンズを有する双眼アセンブリを更に備える、実施形態７２の医療装置。
７４．上記処理電子装置は、以前に記録した画像を記憶するメモリから画像を受け取るように構成されている、実施形態６５の医療装置。
７５．上記処理電子装置は、カメラ以外の画像ソースを提示するように構成されている、実施形態６５の医療装置。
７６．上記処理電子装置は、視認者が同時に見るために、カメラからの画像に加えて、カメラ以外の画像ソースを提示するように構成されている、実施形態６５の医療装置。
７７．カメラ以外の上記画像のソースは、コンピュータＸ線体軸断層撮影（ＣＡＴ）スキャン、ＭＲＩ、Ｘ線及び超音波画像装置を含む、実施形態７５又は７６の医療装置。
７８．上記ソースは、人工的に生成される画像データのソースを含む、実施形態７５又は７６の医療装置。
７９．上記電子ディスプレイからの画像に加えて、上記助手ディスプレイハウジングに接続される双眼アセンブリによって見える画像を受け取るように構成されている、上記第１の光学経路及び第２の光学経路のうちの一方又は双方に配置される少なくとも１つのビームスプリッタを更に備える、実施形態１の医療装置。
８０．上記電子ディスプレイからのそのような画像に加えて、上記ハウジングに接続される上記双眼アセンブリを通じて見るために、上記少なくとも１つのビームスプリッタを通じて上記少なくとも１つの電子ディスプレイ上に生成される画像を上記第１の光学経路及び第２の光学経路のうちの上記一方又は双方が受け取るように、上記少なくとも１つのビームスプリッタに対して配置される少なくとも１つの別個の電子ディスプレイを更に備える、実施形態７９の医療装置。
８１．上記少なくとも１つのビームスプリッタは第１のビームスプリッタ及び第２のビームスプリッタを含み、上記少なくとも１つの別個の電子ディスプレイは、上記双眼アセンブリを通じて見たときに３次元画像を一緒に生成する一対の２次元画像を表示するように構成されている第１のディスプレイ及び第２のディスプレイを含む、実施形態７９の医療装置。
８２．手術可視化システムであって、
手術部位のビデオ画像を取得するように構成されている複数のカメラであって、手術部位内のビデオ画像を取得するように構成されている少なくとも２つのカメラを含む、複数のカメラ、
手術可視化デバイスのユーザによって作動され、１つ以上のユーザインタフェース信号を伝達するように構成されているアクチュエータであって、ユーザの手によって作動されないように構成される、アクチュエータ、並びに
複数のカメラ及びアクチュエータと連通する画像処理システムであって、処理電子装置を備える、画像処理システム
を備え、
画像処理システムは、
複数のカメラによって取得されるビデオ画像を受け取り、
複数の出力ビデオ画像を提供し、複数の出力ビデオ画像のそれぞれは、複数のカメラのうちの対応する１つによって取得されるビデオ画像に基づき、
複数の出力ビデオ画像のうちの１つをディスプレイに提示し、
アクチュエータから受信されるユーザインタフェース信号に応じて、ディスプレイ上に複数の出力ビデオ画像のうちの異なる１つを提示する
ように構成されている、手術可視化システム。
８３．複数の出力ビデオ画像のうちの少なくとも１つは、アクチュエータを用いるユーザによって選択されるように、グラフィカルユーザインタフェース上に提示されるよう構成されている低減されたサイズのリアルタイムビデオストリームによって表現される、実施形態８２の手術可視化システム。
８４．低減されたサイズのリアルタイムビデオストリームは、それぞれのカメラからのビデオを含む、実施形態８３の手術可視化システム。
８５．少なくとも２つのカメラのうちの少なくとも一方からの出力ビデオ画像がサムネイルで提供される、実施形態８２の手術可視化システム。
８６．アクチュエータはフットペダルを含む、実施形態８６の手術可視化システム。
８７．第２のアクチュエータを更に備える、実施形態８２の手術可視化システム。
８８．画像処理システムは、第２のアクチュエータからのユーザインタフェース信号に応じて、ディスプレイ上の複数の出力ビデオ画像のうちの１つをリサイズするように更に構成されている、実施形態８７の手術可視化システム。
８９．画像処理システムは、アクチュエータからのユーザインタフェース信号に応じて、ディスプレイ上の複数の出力ビデオ画像のうちの１つをリサイズするように更に構成されている、実施形態８２の手術可視化システム。
９０．複数の出力ビデオ画像のそれぞれは、グラフィカルユーザインタフェース上に提示されるように構成されている低減されたサイズのリアルタイムビデオストリームによって表現される、実施形態８２の手術可視化システム。
９１．複数の出力ビデオ画像のうちの少なくとも１つは、グラフィカルユーザインタフェース上の中央ビデオストリームとして表示され、低減されたサイズのリアルタイムビデオストリームが、中央ビデオストリームの周囲の異なる地点に配置される、実施形態９０の手術可視化システム。
９２．画像処理システムは、アクチュエータからのユーザインタフェース信号に応じてどのビデオストリームがグラフィカルユーザインタフェース上に中央ビデオストリームとして表示されるかを切り換えるように構成されている、実施形態９１の手術可視化システム。
９３．低減されたサイズのリアルタイムビデオストリームは、中央ビデオストリームの周囲に配置され、アクチュエータから受信されるユーザインタフェース信号の回数が、どの低減されたサイズのリアルタイムビデオストリームが中央ビデオストリームとして表示されるかを示すように回数に対応する、実施形態９２の手術可視化システム。
９４．複数の出力ビデオ画像のうちの２つ以上が、グラフィカルユーザインタフェース上に中央ビデオストリームとして表示される、実施形態９０の手術可視化システム。
９５．中央ビデオストリームのうちの第１の中央ビデオストリームが、中央ビデオストリームのうちの第２の中央ビデオストリームに重ね合わせられて提示され、第２のビデオストリームは第１のビデオストリームよりも大きいサイズを有する、実施形態９４の手術可視化システム。
【０３４７】
種々の実施形態は、開創器、手術器具上のビデオカメラ、及び、手術用顕微鏡ビュー又は他の患者のビューを提供する（双眼ディスプレイユニット又は別個のプラットフォームに搭載される）ビデオカメラからの画像（例えばビデオ）を表示するカメラ及びディスプレイシステムを含む。いくつかの実施形態では、ビデオカメラは、限定はされないが、内視鏡、腹腔鏡及び関節鏡等の、開創器ではない手術デバイスに位置付けられる。手術可視化システムは、上記画像及び／若しくは他の情報の任意の組み合わせ、又は、上記画像及び／若しくは情報のみを提示するように、ありとあらゆるこれらのソース並びに画像及び情報の他のソース間で切り換えることができる。切り換えモジュールを用いて、異なるデバイス上の異なるカメラ間で切り換えるとともに、他の場所からのビデオ若しくは静止画像及び／又は情報を得ることができる。そのような画像（例えばビデオ）は、ステレオ及びモノを含む、本明細書において記載されるようなディスプレイ上で表示することができる。本明細書において用いられるような接眼レンズは、左右の視認部分を見るために用いることができ、そのように見ることを達成するためにアイピース又は他の素子を含む。したがって、接眼レンズという用語が用いられる場合、別途明記されない限り、視認アセンブリを用いることができ、視認アセンブリは左右の視認部分を含むように構成されていることを理解されたい。
【０３４８】
本開示において記載される実施態様の種々の変更は、当業者に容易に明らかであり、本明細書において規定される一般原理は、本開示の主旨又は範囲から逸脱することなく他の実施態様に適用されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本明細書において示される実施態様に限定されることを意図するものではなく、本開示、本明細書において開示される原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲が認められるべきである。
【０３４９】
別々の実施形態の文脈において本明細書において記載される特定の特徴は、単一の実施形態で組み合わせて実施されることもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で記載される種々の特徴は、別々に又は任意の好適な組み合わせの組み合わせで複数の実施形態において実施されてもよい。さらに、特徴は、特定の組み合わせで作用するように上述され、そのように最初にクレームされている場合さえあり得るが、クレームに記載の組み合わせからの１つ以上の特徴は、いくつかの場合、組み合わせから削除されることができ、クレームに記載の組み合わせは、組み合わせの組み合わせ、又は組み合わせの組み合わせの変形に関するものであってもよい。
【図１】
2020000921.tif 000005
【図２Ａ】
2020000921.tif 000006
【図２Ｂ】
2020000921.tif 000007
【図２Ｃ】
2020000921.tif 000008
【図３】
2020000921.tif 000009
【図４Ａ】
2020000921.tif 000010
【図４Ｂ】
2020000921.tif 000011
【図５Ａ】
2020000921.tif 000012
【図５Ｂ】
2020000921.tif 000013
【図６Ａ】
2020000921.tif 000014
【図６Ｂ】
2020000921.tif 000015
【図６Ｃ】
2020000921.tif 000016
【図６Ｄ】
2020000921.tif 000017
【図６Ｅ】
2020000921.tif 000018
【図７Ａ】
2020000921.tif 000019
【図７Ｂ】
2020000921.tif 000020
【図７Ｃ】
2020000921.tif 000021
【図８】
2020000921.tif 000022
【図９】
2020000921.tif 000023
【図１０Ａ】
2020000921.tif 000024
【図１０Ｂ】
2020000921.tif 000025
【図１０Ｃ】
2020000921.tif 000026
【図１０Ｄ】
2020000921.tif 000027
【図１１Ａ】
2020000921.tif 000028
【図１１Ｂ】
2020000921.tif 000029
【図１１Ｃ】
2020000921.tif 000030
【図１１Ｄ】
2020000921.tif 000031
【図１１Ｅ】
2020000921.tif 000032
【図１１Ｆ】
2020000921.tif 000033
【図１１Ｇ】
2020000921.tif 000034
【図１２】
2020000921.tif 000035
【図１３Ａ】
2020000921.tif 000036
【図１３Ｂ】
2020000921.tif 000037
【図１４】
2020000921.tif 000038
【図１５】
2020000921.tif 000039
【図１６】
2020000921.tif 000040
【図１７】
2020000921.tif 000041
【図１８】
2020000921.tif 000042
【図１９】
2020000921.tif 000043
【図２０】
2020000921.tif 000044
【図２１】
2020000921.tif 000045
【図２２】
2020000921.tif 000046
【図２３】
2020000921.tif 000047
【図２４】
2020000921.tif 000048
【図２５】
2020000921.tif 000049
【図２６】
2020000921.tif 000050
【図２７】
2020000921.tif 000051
【図２８】
2020000921.tif 000052
【図２９Ａ】
2020000921.tif 000053
【図２９Ｂ】
2020000921.tif 000054
【図３０】
2020000921.tif 000055
【図３１】
2020000921.tif 000056
【図３２Ａ】
2020000921.tif 000057
【図３２Ｂ】
2020000921.tif 000058
【図３２Ｃ】
2020000921.tif 000059
【図３３Ａ】
2020000921.tif 000060
【図３３Ｂ】
2020000921.tif 000061
【図３３Ｃ】
2020000921.tif 000062
【図３４Ａ】
2020000921.tif 000063
【図３４Ｂ】
2020000921.tif 000064
【図３４Ｃ】
2020000921.tif 000065
【図３５】
2020000921.tif 000066
【図３６】
2020000921.tif 000067
【図３７】
2020000921.tif 000068
【図３８】
2020000921.tif 000069
【図３９Ａ】
2020000921.tif 000070
【図３９Ｂ】
2020000921.tif 000071
【図３９Ｃ】
2020000921.tif 000072
【図４０Ａ】
2020000921.tif 000073
【図４０Ｂ】
2020000921.tif 000074
【図４０Ｃ】
2020000921.tif 000075
【図４１】
2020000921.tif 000076
【図４２】
2020000921.tif 000077
【図４３】
2020000921.tif 000078
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月11日(2019.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療装置であって、
第１の画像を表示するように構成されている第１のディスプレイ部分と、
第２の画像を表示するように構成されている第２のディスプレイ部分と、
第３の画像を表示するように構成されている第３のディスプレイ部分と、
第４の画像を表示するように構成されている第４のディスプレイ部分と、
複数のソースからの画像に対応する１つ以上の信号を受信するとともに、前記第１のディスプレイ部分、前記第２のディスプレイ部分、前記第３のディスプレイ部分、及び前記第４のディスプレイ部分を駆動して、前記複数のソースからの前記画像に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の画像、前記第２の画像、前記第３の画像、及び前記第４の画像を生成するように構成されている電子機器と、
前記第１の画像及び前記第２の画像を前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分から受け取るとともに、見るために前記第１の画像及び前記第２の画像を組み合わせるように構成されている第１のビームコンバイナと、
前記第３の画像及び前記第４の画像を前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分から受け取るとともに、見るために前記第３の画像及び前記第４の画像を組み合わせるように構成されている第２のビームコンバイナと、
を備え、
前記複数のソースは、左目のビューを形成するように構成されている第１のカメラ及び第２のカメラ、及び右目のビューを形成するように構成されている第３のカメラ及び第４のカメラを備える、
医療装置。
【請求項２】
前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分は、第１のディスプレイ及び第２のディスプレイを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
ハウジング、並びに該ハウジング内で前記組み合わせられた第１の画像及び第２の画像を見るための第１の接眼レンズを更に備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項４】
前記ハウジング内で前記組み合わせられた第３の画像及び第４の画像を見るための第２の接眼レンズを更に備える、請求項３に記載の医療装置。
【請求項５】
前記第１のディスプレイ部分及び前記第２のディスプレイ部分の双方から光を集めるように配置される結像光学系を更に備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項６】
前記結像光学系は無限遠に画像を形成するように構成されている、請求項５に記載の医療装置。
【請求項７】
前記複数のソースは、手術用顕微鏡ビューを提供する少なくとも１つのカメラを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項８】
前記手術用顕微鏡ビューを提供する前記少なくとも１つのカメラを更に備える、請求項７に記載の医療装置。
【請求項９】
前記複数のソースは、手術器具に配置される少なくとも１つのカメラを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１０】
前記手術器具に配置される前記少なくとも１つのカメラを更に備える、請求項９に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記複数のソースは、データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像を提供する少なくとも１つのソースを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記データ、コンピュータ断層撮影スキャン、コンピュータＸ線体軸断層撮影スキャン、磁気共鳴画像、Ｘ線又は超音波画像診断を提供する前記少なくとも１つのソースを更に含む、請求項１１に記載の医療装置。
【請求項１３】
前記第１の画像は蛍光画像を含み、前記第２の画像は非蛍光画像を含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１４】
前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分は、第３のディスプレイ及び第４のディスプレイを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１５】
前記第３のディスプレイ部分及び前記第４のディスプレイ部分の双方から光を集めるように配置される結像光学系を更に備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１６】
前記結像光学系は無限遠に画像を形成するように構成されている、請求項１５に記載の医療装置。
【請求項１７】
前記第３の画像は蛍光画像を含み、前記第４の画像は非蛍光画像を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１８】
前記医療装置は手術野の３Ｄビューを提供する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１９】
見るための前記組み合わせられた第１の画像及び第２の画像は、該第１の画像及び該第２の画像の複合画像を含み、前記第１のビームコンバイナは、前記第１の画像を前記複合画像の背景画像として生成するとともに、前記第２の画像を前記複合画像のピクチャインピクチャ（ＰＩＰ）として生成するように構成されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項２０】
見るための前記組み合わせられた第３の画像及び第４の画像は、該第３の画像及び該第４の画像の複合画像を含み、前記第２のビームコンバイナは、前記第３の画像を前記複合画像の背景画像として生成するとともに、前記第４の画像を前記複合画像のピクチャインピクチャ（ＰＩＰ）として生成するように構成されている、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の医療装置。
【外国語明細書】
2020000921000001.pdf