(57)【要約】【課題】顕微鏡に装着されるように構成されたアームおよび顕微鏡を提供する。【解決手段】本発明は、顕微鏡（１０）、特に外科手術用顕微鏡（１０）に装着されるように構成されたアーム（１）であって、光ビーム偏向部材（３）またはカメラを遠位端（２１）に有するアーム（１）に関する。本発明による顕微鏡（１０）は、アーム（１）を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡（１０）、特に外科手術用顕微鏡（１０）に装着されるように構成されたアーム（１）であって、
光ビーム偏向部材（３）またはカメラのうちの少なくとも１つを遠位端（２１）に有する、
アーム（１）。
【請求項２】
前記光ビーム偏向部材または前記カメラは、少なくとも１つの軸線（５１、５２）周りに回動可能である、
請求項１記載のアーム（１）。
【請求項３】
前記アーム（１）は、視野（４５）が前記光ビーム偏向部材（３）に向けられているカメラモジュール（４０）を有する、
請求項１または２記載のアーム（１）。
【請求項４】
前記アーム（１）は、組織（７）との接触を検出するように構成された少なくとも１つの衝突検出器（６０）および／または前記組織（７）との近接状態を測定して評価するように構成された少なくとも１つの近接検出器（６１）を有する、
請求項１から３までのいずれか１項記載のアーム（１）。
【請求項５】
前記アーム（１）は、前記アーム（１）の長手方向軸線（１２４）に対して実質的に垂直な少なくとも１つの軸線（１２２、１２３）周りに弾性変形可能である、
請求項１から４までのいずれか１項記載のアーム（１）。
【請求項６】
前記アーム（１）は、照明装置（７０）を有する、
請求項１から５までのいずれか１項記載のアーム（１）。
【請求項７】
前記アーム（１）は、外科手術が行われる手術領域（５）および／または隣接領域（９）の３次元画像（１４５）を作成する３次元スキャン部材（８０）を有する、
請求項１から６までのいずれか１項記載のアーム（１）。
【請求項８】
前記アーム（１）は、伸縮式アーム（１１）である、
請求項１から７までのいずれか１項記載のアーム（１）。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載のアーム（１）を有する顕微鏡（１０）。
【請求項１０】
前記顕微鏡（１０）は、前記光ビーム偏向部材（３）または前記カメラの回動を制御するように構成されている、
請求項９記載の顕微鏡（１０）。
【請求項１１】
前記顕微鏡（１０）は、前記アーム（１）の移動および／または前記光ビーム偏向部材（３）または前記カメラの回動を制御するモーションコントローラ（１２０）を有する、
請求項９または１０記載の顕微鏡（１０）。
【請求項１２】
前記アーム（１）は、前記顕微鏡（１０）のビーム路（９０）の中心（９５）に配置されている、
請求項９から１１までのいずれか１項記載の顕微鏡（１０）。
【請求項１３】
前記顕微鏡（１０）は、異なる回動方向に沿って撮像した複数の画像（１４）を収集し、マージして、前記手術領域（５）および／または前記隣接領域（９）の球面画像（１４４）または３次元画像（１４５）にする画像処理モジュール（１４０）を有する、
請求項９から１２までのいずれか１項記載の顕微鏡（１０）。
【請求項１４】
前記顕微鏡（１０）は、画像（１４）に方向情報（１９０）を加えるように構成された画像処理モジュール（１４０）を有する、
請求項９から１３までのいずれか１項記載の顕微鏡（１０）。
【請求項１５】
前記顕微鏡（１０）は、仮想現実体験を実現する視覚化装置（２００）を有する、
請求項９から１４までのいずれか１項記載の顕微鏡（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡、特に外科手術用顕微鏡の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような顕微鏡は、外科手術が行われる手術領域を視診するために使用されることが多い。多くの場合、手術領域の全体像を得るだけでなく、例えば外科手術が行われる腔所のような隣接領域の全体像を得ることも必要である。現在の解決手段では、全体像を得るために手術領域から顕微鏡が取り除かれ、その代わりに内視鏡が使用される。しかしながらこうすることは、時間の浪費であり、非能率的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、時間的により効率的であり、使用し易く、より直感的であり、極めてわずかなトレーニングしか必要としないかまたはトレーニングを必要とせずに使用でき、より安全でもあり得る解決手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、これは、顕微鏡、特に外科手術用顕微鏡に装着するように構成されたアームであって、光ビーム偏向部材またはカメラのうちの少なくとも１つを遠位端に有するアームによって達成される。
【０００５】
このアームが顕微鏡に装着されると、外科医は、もはや手術領域から顕微鏡を取り除いて内視鏡を挿入する必要はなくなる。むしろこのアームは、手術領域に隣接する領域を調べるためにすでに所定の位置にあるアームと共に使用可能である。遠位端とは、アームが顕微鏡に装着されている近位端とは反対側の端部のことであると理解されたい。
【０００６】
本発明による顕微鏡は、本発明によるアームを有する。
【０００７】
本発明による解決手段は、以下のさらなる改善および有利な実施形態によって改善可能であり、これらの実施形態は、単独で有利でありまた望みに応じて任意に組み合わせることが可能である。
【０００８】
例えば、少なくとも１つの光ビーム偏向部材またはカメラは、少なくとも１つの軸線周りに回動可能である。これにより、広い球面領域を調べることができる。
【０００９】
アームは、軸線周りに光ビーム偏向部材またはカメラが回動できるようにする支持部を有していてよい。コンパクトな設計では、この支持部をカメラ内に配置してよい。
【００１０】
アームまたは顕微鏡は、光ビーム偏向部材またはカメラの回動を駆動する駆動システムを有していてよい。この駆動システムは、例えば、光ビーム偏向部材を回動させるモータまたは圧電駆動部を有していてよい。この駆動システムは、アーム内に組み込むことができ、またはアームから離して配置することもできる。
【００１１】
択一的または付加的には、顕微鏡は、この顕微鏡の残りの部分に対して、アーム全体を軸線周りに回動させることが可能な支持部を含んでいてよい。
【００１２】
別の実施形態では、光軸が異なる少なくとも２つのカメラを設けることができる。したがって回動可能なカメラを必要とせずに広い領域を調べることができる。好ましくは、少なくとも４つのカメラを設けることができ、この際には、これらのカメラを十字型配列で配置することができ、これにより、各カメラが、離れた反対側のカメラから見えるようにする。これにより、広い領域を調べることができる。
【００１３】
有利な発展形態において、光ビーム偏向部材はミラーであってよい。ミラーは、作製および操作が容易である。
【００１４】
択一的には、光ビーム偏向部材は、プリズム、ファイバ、または光の入射方向と、出射方向と、が異なる任意の素子を有していてよい。このような解決手段は、実現が容易である。
【００１５】
有利な発展形態において、光ビーム偏向部材またはカメラは、少なくとも２つの軸線周りに回動可能である。これにより、より広い球面領域を調べることができる。理想的には、少なくとも２つのこれらの軸線周りの回動により、球面領域全体（４π）または球面領域全体に近い領域を調べることができる。
【００１６】
アームは、視野が光ビーム偏向部材に向けられているカメラモジュールを有していてよい。このような解決手段では、長い領域を通して光ビームの向きを合わせる必要がなく、ビーム路の調整が容易である。さらに、大部分の付加的な素子は、アーム内に配置されているため、顕微鏡の残りの部分に必要な変更は、本質的にわずかである。
【００１７】
択一的には、アームは中空であってよい。これにより、この中空のアームを通して光ビームをガイドすることができる。カメラモジュールは、顕微鏡の別の部分に配置することが可能である。これにより、例えば、アームを容易に交換可能である。さらに、アームを軽量化することができる。光路を妨害するものが生じることはあり得ない。
【００１８】
隣接領域を詳細に調べられるようにするためにアームは、カメラモジュールまたはカメラ用の拡大アセンブリを有していてよい。この拡大アセンブリは、レンズを有していてよい。
【００１９】
有利な発展形態において、アームは、組織との接触を検出するように構成された少なくとも１つの衝突検出器を有していてよい。これにより、アームが移動される場合に、このアームが、傷つきやすい組織を損傷してしまう事態を回避することができる。
【００２０】
このような衝突検出器または少なくともその複数の部分は、アームの遠位端に配置可能であり、特に、アームが患者に向かって移動している場合の接触を検出するために前端に配置可能である。付加的または択一的には、衝突検出器またはその複数の部分は、アームが側方に移動している場合の接触を回避するためにアームの側面に配置可能である。
【００２１】
衝突検出器は、何かがアームに直接、機械的に接触したことを検出する接触センサを有していてよい。このような実施形態は、容易に作製および実現可能である。
【００２２】
別の実施形態では、衝突検出器は、ハードウェアモジュールまたはソフトウェアモジュールを有していてよい。このハードウェアモジュールまたはソフトウェアモジュールは、別のモジュールまたはユニットからのデータに基づいて接触または衝突を検出するように構成可能である。このモジュールは、例えば、アームを駆動するのに使用される電流に基づいて、衝突を検出するように構成可能である。アームが何かに接触すると、障害があるにもかかわらずアームを移動しようと制御ユニットが試みた可能性があることにより、駆動電流が増大し得る。このモジュールは、この増大を検出することができ、衝突が発生したことを推測することができる。
【００２３】
衝突検出器または顕微鏡は、接触時に警報信号を発するように構成可能である。このような警報信号は、外科医が知覚可能であり、これによって外科医が対抗手段を講じ得るような音響信号かまたは視覚信号のいずれかであってよい。警報信号は、顕微鏡の別の複数の部分に、例えば顕微鏡の制御ユニットに供給され、これにより、制御ユニットによって自動的に対抗手段が講じられるような信号であってもよい。警報信号がオンのとき、例えば、移動方向に沿ったアームのさらなる移動をブロックすることができ、かつ／またはアームを少なくともわずかに自動的に後退させることができる。
【００２４】
衝突を回避するためにアームは、組織との近接状態を測定して評価するように構成された少なくとも１つの近接検出器を有していてよい。これにより、アームが移動している場合に、傷つきやすい組織への損傷を回避することができる。
【００２５】
このような近接検出器または少なくともその複数の部分は、アームの遠位端に配置可能であり、特にアームが患者に向かって移動している場合の組織への近接状態を測定して評価するために前端に配置可能である。付加的または択一的には、近接検出器またはその複数の部分は、アームが側方に移動している場合の、アームの、組織への近接状態を測定して評価するためにアームの側面に配置可能である。
【００２６】
別の実施形態では、近接検出器は、ハードウェアモジュールまたはソフトウェアモジュールを有していてよい。このハードウェアモジュールまたはソフトウェアモジュールは、別のモジュールまたはユニットからのデータに基づいて、アームの、組織への近接状態を検出するように構成可能である。近接検出器のハードウェアモジュールまたはソフトウェアモジュールは、アームと組織との間に、近接状態の異なる複数の区間を定義することが可能である。
【００２７】
近接検出器または顕微鏡は、アームが組織の直ぐ傍まで接近したときに警報信号を発するように構成可能である。このような警報信号は、外科医が知覚可能であり、これによって外科医が対抗手段を講じ得るような音響信号かまたは視覚信号のいずれかであってよい。この警報信号は、近接ゾーンによって異なり、例えば、直ぐ傍まで接近したとき、警報は、アームと組織との間の間隔がより大きい近接ゾーンとは異なる信号を送出することができる。警報信号は、顕微鏡の別の複数の部分に、例えばこの顕微鏡の制御ユニットに供給され、これにより、この制御ユニットによって自動的に対抗手段が講じられるような信号であってもよい。警報信号がオンのとき、例えば、移動方向に沿ったアームのさらなる移動をブロックすることができ、かつ／またはアームを少なくともわずかに自動的に後退させることができる。さらに、アームが組織の直ぐ傍まで接近するのに伴い、移動速度を自動的に減少させることが可能である。
【００２８】
近接検出器および衝突検出器は、別々の検出器であってよく、または択一的な実施形態では、一方の検出器が、他方の検出器の機能を有していてよい。
【００２９】
近接検出器は、効率的かつ高速の検出を可能にするために超音波部材、レーザ部材、レーダのような部材または容量式検出器を含んでいてよい。
【００３０】
より良好に視診できるようにするためにアームは、照明装置を有していてよい。この照明装置は、特に、良好な照明を得るために遠位端に配置することが可能である。この照明装置は、アームをコンパクトに保つためにカメラモジュールまたはカメラに装着または組み込むことも可能である。
【００３１】
照明装置は、付加的または択一的に、外科手術が行われる手術領域を照明するように構成することが可能である。これにより、別の照明装置は不要になる。
【００３２】
照明装置は、外科医が隣接領域をよく見えるようにするためにカメラモジュールの視野を照明するように構成可能である。
【００３３】
アームは、少なくとも複数の区間において、このアームの長手方向軸線に対して実質的に垂直な少なくとも１つの軸線周りに弾性変形可能である。これにより、アームが組織に衝突することによる損傷のリスクを少なくすることができる。
【００３４】
アームは、例えば組織との接触によって加わる力によって弾性変形可能であってよく、これにより、剛性のアームとの接触に比べて、組織に対する損傷が少なくなる。
【００３５】
別の有利な実施形態では、ユーザが、手動でアームを弾性変形させることができ、これにより、ユーザには、アームを正確に位置決めするための制御がより一層与えられ、したがって組織との接触のリスクが少なくなる。
【００３６】
付加的には、または択一的な実施形態では、アームは、このアームが組織に接近するのに依存して自動的に、アームの長手方向軸線に実質的に垂直な少なくとも１つの軸線周りに弾性変形可能であってよい。これにより、アームと組織との間の接触を回避することができる。というのは、直ぐ傍まで接近すると、アームが、組織から離れるように自動的に弾性変形することになるからである。
【００３７】
好ましくは、アームは、実質的に互いに垂直でありかつ共に実質的にアームの長手方向軸線に対して垂直に配置されている少なくとも２つの軸線周りに弾性変形可能であってよい。
【００３８】
変形を容易にするためにアームは、変形装置を備えていてよい。この変形装置は、モータおよび／または圧電素子のような力生成部材または歯車またはワイヤのような力伝達部材を有していてよい。
【００３９】
有利な発展形態において、アームは、外科手術が行われる手術領域の３次元画像を作成する３次元スキャン部材を有する。これにより、外科医は、全体領域のより良好な全体像を得ることができる。有利な実施形態において、カメラは、３次元スキャン部材として構成される。
【００４０】
３次元スキャン部材は、アームの遠位端に配置することができ、これにより、腔所の３次元画像を効率的に撮像することができる。
【００４１】
３次元スキャン部材は、効率的かつ高速のスキャンを可能にするために超音波部材、レーザ部材またはレーダのような部材を有していてよい。
【００４２】
有利には３次元スキャン部材の２つのセンサは、互いに離隔されている。これにより、３次元画像を容易に作成することができる。
【００４３】
３次元画像は、立体画像であってよく、または立体画像を含んでいてよい。これにより、３次元的な深さの幻視を作成する画像を２次元のスクリーン上に表示することができる。
【００４４】
３次元画像は、ｚ軸方向の計測値を含むことができ、これにより、２次元画像においてユーザには深さが知覚される。
【００４５】
３次元画像は、イメージング位置周りの球面画像を含んでいてよい。これにより、死角のない、広範囲の周囲の画像が得られる。
【００４６】
近接検出器および３次元スキャン部材は、別々の検出器であってよく、または別の択一的な実施形態では、一方の検出器が、他方の検出器の機能を有していてよい。有利な発展形態において、アームは、伸縮式アームであってよい。これにより、アームを望遠鏡式に伸縮することにより、遠位端を移動させることができ、顕微鏡の別の複数の部分を移動させる必要がない。
【００４７】
択一的には、または付加的には、アームは、顕微鏡の別の複数の部分と共に、特に顕微鏡の残りの部分と共に移動可能である。これにより、簡素な設計および制御が可能である。
【００４８】
さらに択一的には、アームは、顕微鏡の別の複数の部分に対して、特に顕微鏡の残りの部分に対して移動可能である。アームは、顕微鏡の本体内に、また本体から外に移動させることが可能である。このような設計は、実現がより容易になり得る。
【００４９】
有利には、顕微鏡は、光ビーム偏向部材またはカメラの回動を制御するように構成可能である。これにより、例えば、光ビーム偏向部材またはカメラを手動で回動するのに比べて、操作をより容易にすることができる。
【００５０】
顕微鏡は、例えば、光ビーム偏向部材またはカメラを回動するための制御モジュールを有してよい。このモジュールは、ハードウェアまたはソフトウェアを有してよい。構造を簡素に保つためにこのモジュールは、顕微鏡全体のための制御モジュールに組み込むことが可能である。
【００５１】
有利な発展形態において、顕微鏡は、アームの移動および／または光ビーム偏向部材またはカメラの回動を制御するモーションコントローラを有してよい。これにより、ユーザによる簡単なコントロールが可能である。モーションコントローラは、例えば、直感的なコントロールのためにジョイスティックを有していてよい。
【００５２】
別の有利な実施形態において、顕微鏡は、モーションコントローラとして機能し得る顕微鏡ハンドルを有していてよく、ハンドルの移動は、視野を決定するイメージング軸線によって再現される。これにより、外科医にとって、方向付けがより容易になる。
【００５３】
アームの弾性変形を調整する別のモーションコントローラを設けることが可能である。この顕微鏡は、顕微鏡の残りの部分に対して、少なくとも１つの方向にアームを移動するように構成された位置決め装置を有していてよい。これにより、アームの位置決めを容易に行うことができる。
【００５４】
この位置決め装置は、アームの延在方向に対して垂直な平面内での位置決めを可能にするＸ−Ｙステージを有していてよい。この位置決め装置は、さらに、アームの延在方向における移動を意味する、ｚ方向の移動に対する駆動部を有していてよい。
【００５５】
構造をコンパクトに保つために顕微鏡のビーム路の中心にアームを配置することができる。
【００５６】
別の実施形態では、顕微鏡のビーム路の長手方向軸線に対して平行にアームを配置してよい。この解決手段は、簡単かつ有効である。
【００５７】
択一的には、顕微鏡のビーム路の長手方向軸線に対して所定の角度でアームを配置することができる。これにより、見るのが困難な領域にアクセスできるようにすることが可能である。
【００５８】
この顕微鏡は、異なる回動方向に沿って撮像した画像を収集し、マージして、手術領域および／または隣接領域の球面画像または３次元画像にする画像処理モジュールを有していてよい。これにより、この場合にはユーザが隣接領域および／または手術領域の球面画像または３次元画像を見ることができるため、方向付けが容易になる。
【００５９】
同様に顕微鏡は、３次元スキャン部材によって撮像したデータを収集し、これらのデータを、手術領域および／または隣接領域の球面画像または３次元画像にマージするように構成されたモジュールを有していてよい。ここでも、これにより、外科医にとって方向付けが容易になる。
【００６０】
有利な発展形態において、アームの回動位置を表すデータを形成する位置決め検出器を設けることができる。これにより、いつでも回動位置を知ることができる。この回動位置は、例えば、顕微鏡または他の基準に対するアームの回動位置であってよい。この位置決め装置は、アームまたは顕微鏡に配置することが可能である。
【００６１】
顕微鏡は、画像に方向情報を加えるように構成された画像処理モジュールを有していてよい。この場合、外科医は、画像がどの方向から撮像されたかをこの画像から知ることができる。
【００６２】
この方向情報は、例えば位置決め検出器から得られる、アームまたは顕微鏡の制御情報または位置決め情報に基づいていてよい。この方向情報は、基準方向を基準とすることが可能である。
【００６３】
この方向情報は、数値の角度値、例えば、基準方向に対する２つの角度であってよい。
【００６４】
択一的には方向情報は、外科医にとって操作がより容易になるようにするための、左、右、背側またはこれに類するような言葉による情報であってよい。
【００６５】
画像処理モジュールは、手術を容易にするために蛍光透視によって得られた情報のような別の情報を画像にマージするように構成することが可能である。
【００６６】
外科医が隣接領域を直感的に探索できるようにするために顕微鏡は、仮想現実体験を実現する視覚化装置を有していてよい。
【００６７】
改造キットは、本発明による少なくとも１つのアームを有していてよい。このような改造キットは、通常の顕微鏡を本発明による顕微鏡に変更するために使用可能である。したがってアームは、機械式のインタフェースおよび／または電気式もしくは電子式のインタフェースのようなインタフェースを有していてよい。これらのインタフェースは、特に工業規格または内部の規格にしたがって規格化されていることが可能である。例えば、機械式のインタフェースは、構成が規格化されているプレート部材および／または固定部材を有していてよい。電気式もしく電子式のインタフェースは、規格化されている可能性のあるプラグおよびソケットを有していてよい。
【００６８】
以下では、より詳細にかつ図を参照して、本発明による解決手段を説明する。さらなる発展形態および有利な実施形態に示される複数の特徴は、望み通りに組み合わせることが可能であり、それ自体でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】顕微鏡の一実施形態の概略図である。
【図２】球面画像または３次元画像の作成の概略流れ図および外科医に見える画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
図１では、アーム１が顕微鏡１０に装着されている。顕微鏡１０は、例えば脳外科手術中の人間の頭の内部である手術領域５を視診するための外科手術用顕微鏡１０として使用される。手術領域５は、顕微鏡１０の光学系の直接的な視線内にある。しかしながら外科医にとっては、手術領域５に隣接する隣接領域９も見えることも重要である。従来は、隣接領域９を見るために顕微鏡が取り除かれ、内視鏡が使用されている。しかしながら、本発明の解決手段により、顕微鏡１０を取り除くことなく隣接領域９を見ることができる。
【００７１】
アーム１は、アーム１が顕微鏡１０に装着されている近位端２２とは反対側の遠位端２１に、少なくとも１つの軸線５１、５２周りに回動可能な光ビーム偏向部材３を有する。図１の実施形態において、回動可能な光ビーム偏向部材３は、２つの軸線５１、５２周りに回動可能であり、これらの２つの軸線のうちの１つは、アーム１の延在方向４１に対して平行であり、これらの軸線のうちの別の１つは、延在方向４１に対して垂直である。
【００７２】
アーム１は、アーム１の残りの部分に対して光ビーム偏向部材３を回動させることが可能な（概略的にのみ示した）支持部２７を有する。さらに、アーム１は、光ビーム偏向部材３を回動させる、図示しない駆動システムを有する。
【００７３】
光ビーム偏向部材３は、ミラー３１として形成されているが、別の形態をとることも可能である。これは、例えば、光ビームの向きを変えるプリズムまたはファイバであってよい。
【００７４】
アーム１は、さらにカメラモジュール４０を有する。カメラモジュール４０の視野４５は、光ビーム偏向部材３に向けられ、次に、側方に向きが変えられる。カメラモジュール４０が、アーム１に配置されているという事実により、設計が簡素になる。しかしながら別の設計では、顕微鏡１０の別の部分にカメラモジュール４０を配置してよい。例えば、アーム１は、中空のアーム１であってよく、中空のアーム１を通してカメラモジュール４０の視野４５をガイドすることができ、アーム１の外部の、顕微鏡１０の上側の部分にカメラモジュール４０を配置することができる。
【００７５】
アーム１は、隣接領域９をクローズアップで視診できるようにする、カメラモジュール４０用の（詳細に示していない）拡大アセンブリを有していてよい。
【００７６】
アーム１は、従来型の顕微鏡を、本発明による顕微鏡にグレードアップできるようにする改造キットの一部分であってよい。これを達成するために機械式のインタフェースまたは電気式もしくは電子式のインタフェースのようなインタフェースを、工業規格または内部の規格にしたがって規格化することが可能である。この改造キットは、例えば、付加的にアダプタを有していてよい。
【００７７】
アーム１は、アーム１の側面２４の一部分に配置された衝突検出器６０も有する。衝突検出器６０は、損傷を与え得る、組織７との接触を検出するのに使用される。衝突検出器６０は、例えば、アーム１が手術領域５に向かって移動するときの接触を検出するために遠位端２１の前面に配置することも可能である。
【００７８】
衝突検出器６０は、接触時に警報信号を出力することができる。この警報信号は、例えば、音響的または視覚的な警報信号を介して、外科医に直接的なフィードバックを与えることができる。この警報信号は、顕微鏡１０の別の部分において、特に顕微鏡１０の制御ユニットにおいて処理することも可能である。このとき、制御ユニットは、自動的に、アーム１もしくは顕微鏡１０の移動を停止させるかまたはアーム１もしくは顕微鏡１０を後退させることが可能である。
【００７９】
アーム１は、アーム１の側面２４の一部分に配置された近接検出器６１を有していてもよい。近接検出器６１は、アーム１の、組織７への近接状態を測定して評価するのに使用される。近接検出器６１は、例えば、アーム１が手術領域５に向かって移動するときの近接状態を測定して評価するために遠位端２１の前面に配置することも可能である。近接検出器６１は、衝突検出器６０の付加機能であってよく、またこの逆であってよい。
【００８０】
衝突検出器６０および／または近接検出器６１は、それぞれ接触または直ぐ傍まで接近したときに警報信号を出力することができる。この警報信号は、例えば、音響的または視覚的な警報信号を介して、外科医に直接的なフィードバックを与えることができる。この警報信号は、顕微鏡１０の別の部分において、特に顕微鏡１０の制御ユニットにおいて処理することも可能である。このとき、制御ユニットは、自動的に、アーム１もしくは顕微鏡１０の移動を停止させるかまたはアーム１もしくは顕微鏡１０を後退させることが可能である。
【００８１】
近接検出器６１は、アーム１と組織７との間の間隔にしたがって区分けされかつ定められた、近接状態の異なる複数の区間を有してよく、ここでは警報信号は、この近接区間によって異なる。例えば、視覚的な警報信号の場合、アーム１が組織７の直ぐ傍まで接近したのにしたがって警報信号の色を変えることが可能であり、または音響的な警報信号の周波数を上げることが可能であり、これによって外科医に直接的なフィードバックが与えられる。直ぐ傍まで接近すると、制御ユニットは、アーム１または顕微鏡１０の移動速度を自動的に減少させることが可能である。
【００８２】
手術領域５および／または隣接領域９に光を供給するために照明装置７０を使用可能である。
【００８３】
アーム１は、手術領域５および隣接領域９の３次元画像を作成する３次元スキャン部材８０を有する。このために３次元スキャン部材８０は、アーム１の延在方向４１に互いに離隔された２つのセンサ８１を有する。センサ８１は、例えば、レーザセンサ、レーダセンサまたは超音波センサであってよい。
【００８４】
近接検出器６１は、３次元スキャン部材８０の付加機能であってよく、またその逆であってよい。
【００８５】
この実施形態においてアーム１は、伸縮式アーム１１であり、これにより、アーム１の遠位端２１、ひいては光ビーム偏向部材３は、顕微鏡１０またはアーム１全体を移動させることなく、アームの延在方向４１に沿って移動させることが可能である。より正確に言えば、伸縮式アーム１１の複数の部分は、伸縮式アーム１１の別の複数の部分に対して移動させることができ、特にこれらの別の部分内にスライドさせ、またこれらの別の部分からスライドさせて出すことが可能である。
【００８６】
図示しない別の実施形態では、アーム１は、単一の部材、例えば単一のロッドであってよい。この場合、アーム１は、延在方向４１に沿った移動を実現するために、例えば、顕微鏡の別の複数の部分内に移動させ、またこれらの別の部分から移動させて出すことが可能である。別の実施形態では、アームは、顕微鏡１０と一緒に移動させることが可能である。
【００８７】
構造をコンパクトに保つためにアーム１は、顕微鏡１０のビーム路９０の中心９５に配置され、アームの長手方向軸線１２４は、ビーム路９０に対して実質的に平行である。顕微鏡１０による顕微鏡画像と、カメラモジュール４０および回動可能な光ビーム偏向部材３による、隣接領域９の画像と、を同時に撮像することが可能である。
【００８８】
顕微鏡１０は、光ビーム偏向部材３の回動を制御するように構成されている。顕微鏡１０は、制御モジュール１５０と、ジョイスティック１２１を備えたモーションコントローラ１２０と、を有する。モーションコントローラ１２０は、光ビーム偏向部材３の回動を直感的に制御するために使用可能である。
【００８９】
アーム１は、実質的に互いに垂直でありかつ共に実質的にアーム１の長手方向軸線１２４に対して垂直に配置されている少なくとも２つの軸線１２２、１２３周りに弾性変形可能であってよい。したがってアーム１と組織７とが衝突することによる負傷のリスクは、さらに減少する。アーム１の弾性変形は、モーションコントローラ１２０によって調整可能である。
【００９０】
図示していない実施形態では、アームの弾性変形を調整する独立したモーションコントローラを設けることが可能である。
【００９１】
図示していない実施形態では、回動可能な光ビーム偏向部材３の代わりに、回動可能なカメラを使用することが可能である。
【００９２】
図２では、手術領域５および隣接領域９の良好な全体像を外科医に提供するために本発明による解決手段をどのように使用できるかが示されている。カメラモジュール４０は、異なる回動方向で、例えば上下左右に向かって複数の画像１４を撮像する。これらの画像は、画像処理モジュール１４０によってマージまたはスティッチングされ、これにより、手術領域５および隣接領域９の球面画像１４４または３次元画像１４５が作成される。
【００９３】
画像処理モジュール１４０は、例えば基準方向１９１に対して、どの方向で画像が撮像されたかという情報を外科医に与えるために、例えば矢印または数値である方向情報１９０を付加することも可能である。カメラモジュール４０の視野４５の相対位置は、例えばアーム１の相対位置を、顕微鏡１０の残りの部分に対して検出する位置検出器１８（図１を参照されたい）によって検出可能である。
【００９４】
同様に、画像処理モジュール１００は、手術領域５および隣接領域９の３次元画像または３次元モデルまたは球面画像を作成するために、３次元スキャン部材８０によって得た３次元データを使用することができる。画像処理モジュール１４０は、３次元スキャン部材８０から得たデータと、カメラモジュール４０によって撮像した画像１４と、を組み合わせることも可能である。
【００９５】
画像処理モジュール１４０は、図示しない実施形態において、手術をより容易にするために、例えば蛍光透視によって得た別の情報または画像を画像１４にマージすることも可能である。
【００９６】
この顕微鏡は、仮想現実体験を実現する、例えば仮想現実セットの形態の視覚化装置２００を有していてもよい。このとき、外科医は、頭を回す、つまり、顔を動かすことによって手術領域５および隣接領域９を体験することができる。択一的または付加的には、視覚化装置２００は、例えばタブレットであってよい。
【符号の説明】
【００９７】
１  アーム
３  光ビーム偏向部材
５  手術領域
７  組織
８  腔所
１０  顕微鏡
１１  伸縮式アーム
１４  画像
１８  位置検出器
２１  遠位端
２２  近位端
２４  側面
２７  支持部
３１  ミラー
４０  カメラモジュール
４１  延在方向
４５  視野
５１  軸線
５２  軸線
６０  衝突センサ
６１  近接センサ
７０  照明装置
８０  ３次元スキャン部材
８１  センサ
９０  ビーム路
９５  中心
１２０  モーションコントローラ
１２１  ジョイスティック
１２２  軸線
１２３  軸線
１２４  長手方向軸線
１３０  位置決め装置
１４０  画像処理モジュール
１４４  球面画像
１４５  ３次元画像
１５０  制御モジュール
１９０  方向情報
１９１  基準方向
２００  視覚化装置
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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