(57)【要約】【課題】本発明は、手術中に観察領域内の物体を観察するための手術用顕微鏡および方法、ならびに手術用顕微鏡のためのレトロフィットキットに関する。従来技術による解決手段は、柔軟性に欠く観察方向を有し術前のプラニングが必要になる可能性があり、かつ高価で嵩張る可能性がある。【解決手段】本発明の手術用顕微鏡は欠点を、光学観察アセンブリの観察軸を観察領域の方向を指す光学視軸に向けて可変に偏向するための、少なくとも１つの光学台によって克服している。この光学台は、少なくとも１つの光学ビーム偏向器を含み、光学観察アセンブリと観察領域との間に配置されている。本発明の方法は、光学観察アセンブリの観察軸を観察領域の方向を指す光学視軸に向けて可変に偏向するステップと、観察領域から生じた光を光学視軸および観察軸に実質的に沿って伝播させ、この光を、光学観察アセンブリを介して結像させるステップと、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術中に観察領域（５）内の物体（３）を観察するための手術用顕微鏡（１）において、
光学観察アセンブリ（７）の観察軸（３３）を前記観察領域（５）の方向を指す光学視軸（５３）に向けて可変に偏向するための、少なくとも１つの光学台（４７）が設けられており、前記光学台（４７）は、少なくとも１つの光学ビーム偏向器（４９）を含み、前記光学観察アセンブリ（７）と前記観察領域（５）との間に配置されていることを特徴とする、
手術用顕微鏡（１）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの光学ビーム偏向器（４９）は、前記光学観察アセンブリ（７）に対して、傾斜（３１）と距離（５９）とのうちの少なくとも一方について運動可能であることを特徴とする、
請求項１記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項３】
前記光学台（４７）は、光学ビーム偏向器（４９）のペア（５０）を含み、前記ペアのうち少なくとも１つの光学ビーム偏向器（４９）は、他の光学ビーム偏向器に対し傾斜可能および／または移動可能であることを特徴とする、
請求項１または２記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光学ビーム偏向器（４９）を移動および／または傾斜させるための駆動システム（９７）が設けられていることを特徴とする、
請求項２または３記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項５】
コントローラモジュール（８３）が設けられており、前記コントローラモジュール（８３）は、制御データ（８７）を入力するための少なくとも１つの制御データ入力端子（８５）と、駆動データ（９３）を前記駆動システム（９７）に供給するために前記駆動システム（９７）に接続された、少なくとも１つの駆動データ出力端子（９１）と、を備えていることを特徴とする、
請求項４記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項６】
前記光学台（４７）は、前記光学台（４７）の前記少なくとも１つの光学ビーム偏向器（４９）を支持するために、回転軸（１８）に関して回転可能な回転支持アセンブリ（１０１）を含むことを特徴とする、
請求項１から５までのいずれか１項記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項７】
前記回転軸（１８）は、前記光学観察アセンブリ（７）の観察軸（３３）に一致していることを特徴とする、
請求項６記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項８】
前記光学台（４７）は、前記光学台（４７）の前記少なくとも１つの光学ビーム偏向器（４９）を支持するために、かつ前記光学観察アセンブリ（７）から可変の距離（５９）のところに前記少なくとも１つの光学ビーム偏向器（４９）をポジショニングするために、可動の範囲設定支持システム（１０３）を含むことを特徴とする、
請求項１から７までのいずれか１項記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項９】
前記範囲設定支持システム（１０３）は、前記回転支持アセンブリ（１０１）によって支持されていることを特徴とする、
請求項８記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項１０】
照明光（７５）および／または励起光（７７）を前記観察領域（５）に供給するために、光源装置（７１）が設けられていることを特徴とする、
請求項１から９までのいずれか１項記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項１１】
前記照明光（７５）および／または前記励起光（７７）は、前記光学視軸（５３）に対し少なくとも部分的に実質的に同軸に伝播することを特徴とする、
請求項１０記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項１２】
前記範囲設定支持システム（１０３）は、前記観察領域（５）から前記少なくとも１つの光学ビーム偏向器（４９）へのアクセスをもたらすために、スルーホール（５５）を含むことを特徴とする、
請求項８から１１までのいずれか１項記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項１３】
前記範囲設定支持システム（１０３）は、支持システム軸（１１３）を中心に回転可能な半径範囲設定支持システム（１１１）であり、前記半径範囲設定支持システム（１１１）の回転（１０７）は、前記回転支持アセンブリ（１０１）の回転（１０７）と同期させられていることを特徴とする、
請求項８から１２までのいずれか１項記載の手術用顕微鏡（１）。
【請求項１４】
手術中に観察領域（５）内の物体（３）を観察するため方法であって、前記方法は、
光学観察アセンブリ（７）の観察軸（３３）を前記観察領域（５）の方向を指す光学視軸（５３）に向けて可変に偏向するステップと、
前記観察領域（５）から生じた光（８１）を前記光学視軸（５３）および前記観察軸（３３）に実質的に沿って伝播させ、前記光（８１）を、光学観察アセンブリ（７）を介して結像させるステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
手術用顕微鏡（１）のためのレトロフィットキット（４１）であって、
前記レトロフィットキット（４１）は、少なくとも１つの光学ビーム偏向器（４９）と、前記少なくとも１つの光学ビーム偏向器（４９）により光学出射軸（５４）に向けて可変に偏向される光学入射軸（３３ａ）と、を有する、少なくとも１つの結合部（４６）を含み、前記結合部（４６）は、前記光学入射軸（３３ａ）が光学観察アセンブリ（７）の観察軸（３３）に一致するよう、手術用顕微鏡（１）に取り付けられるように適合されている、
レトロフィットキット（４１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手術中に観察領域内の物体を観察するための手術用顕微鏡に関する。本発明はさらに、手術中に観察領域内の物体を観察するための方法およびレトロフィットキットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術による手術用顕微鏡は公知であるが、いくつかの欠点を有する。一例を挙げる、たとえば手術用顕微鏡の光学台を回転させて観察方向を変えると光学接眼鏡も動いてしまう、といったように、観察方向を変更しにくい。光学接眼鏡が動いてしまうと、（観察者たとえば外科医の）眼の位置を正しく維持するのが難しくなる。
【０００３】
従来技術によるさらなる解決手段によれば、光学台のポジションおよび回転を設定する目的で、コンピュータにより制御されるロボットアームが適用される。しかしながら、かかるロボットアームベースのシステムのためには、術前のプラニングが必要になる可能性があり、さらにロボットアームは高価であるし嵩張り、手術室内の貴重な作業スペースを占有してしまい、しかもその潜在能力がフルに活用されているとは言い難い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって本発明の課題は、観察方向を変更しても途切れのない手術上のワークフローを可能とし、しかもロボットアームよりもコストがかからず嵩張らない、手術用顕微鏡、方法およびレトロフィットキットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
冒頭で述べた本発明による手術用顕微鏡は上記課題を、光学観察アセンブリの観察軸を観察領域の方向を指す光学視軸に向けて可変に偏向するための、少なくとも１つの光学台によって解決している。その際にこの光学台は、少なくとも１つの光学ビーム偏向器を含み、光学観察アセンブリと観察領域との間に配置されている。
【０００６】
冒頭で述べた本発明による方法は上記課題を、光学観察アセンブリの観察軸を観察領域の方向を指す光学視軸に向けて可変に偏向するステップと、観察領域から生じた光を光学視軸および観察軸に実質的に沿って伝播させ、この光を光学観察アセンブリを介して結像させるステップと、を含むことにより解決している。
【０００７】
冒頭で述べた本発明によるレトロフィットキットは上記課題を、少なくとも１つの光学ビーム偏向器と、この少なくとも１つの光学ビーム偏向器により光学出射軸に向けて可変に偏向される光学入射軸と、を有する、少なくとも１つの結合部を含むことにより解決している。その際にこの結合部は、光学入射軸が光学観察アセンブリの観察軸に一致するよう、手術用顕微鏡に取り付けられるように適合されている。
【０００８】
よって、本発明による手術用顕微鏡、本発明による方法および本発明によるレトロフィットキットは、従来技術による解決手段よりも軽量かつ安価であり嵩張らない、という利点を有する。したがって本発明による手術用顕微鏡および／または本発明によるレトロフィットキットを、既存の手術環境または外科環境において適切に適用することができる。さらに本発明による手術用顕微鏡、レトロフィットキットおよび方法によれば、ロボットアームなどのように重たい部材および／または敏感な部材をポジショニングする必要なく、光学視軸の簡単な調節または変更が可能となる。結果として、視野が著しく迅速に調節される。好ましくは、接眼鏡ならびに外科医の目を、たとえ光学視軸の傾斜中および／または回転中であっても、固定されたポジションに留まらせたままにすることができる。このため本発明による手術用顕微鏡は、たとえばロボットアームを備えた手術用顕微鏡など、従来技術において開示された解決手段よりもコンパクトである。
【０００９】
本発明による手術用顕微鏡、方法およびレトロフィットキットを、以下で説明する特定の実施形態により改善することができる。それらの実施形態の技術的特徴を互いに任意に組み合わせ可能であり、または省略可能であり、ただしこれは省略される１つまたは複数の技術的特徴によって達成される技術的効果が、本発明にとって重要ではない場合に可能である。
【００１０】
結合部とは、手術用顕微鏡に取り付け可能な支持構造のことであると理解されたい。光学台に取り付けて、その光学台により支持することのできる少なくとも１つの光学ビーム偏向器のほか、ミラー、レンズ、プリズム、屈折素子またはカタディオプトリック素子といった任意の個数の光学素子を設けて、光学台により支持することができる。レトロフィットキットは、光学素子を支持するためのさらなる光学台を含むことができる。光学観察アセンブリによって観察軸が決定され、これは一般にこのアセンブリの光軸に一致する。
【００１１】
ミラーなどのような少なくとも１つの反射素子、プリズムなどのような屈折素子（これはたとえば全反射を介するなどして付加的に反射をもたらすことができる）、または両者を組み合わせたカタディオプトリック素子を用いて、光学視軸に向けた観察軸の可変の偏向を実施することができる。ここで挙げた光学素子は、少なくとも１つの光学ビーム偏向器の特定の実施形態を表す。
【００１２】
したがって手術用顕微鏡は、以下のような光路を含むことができる。すなわち観察領域から光学台に向かってこの光路に沿って伝播する観察領域からの光が、少なくとも１つの光学ビーム偏向器のところで偏向され、または少なくとも１つの光学ビーム偏向器によって偏向され、結果として、結像または観察のために光学観察アセンブリを通って伝播する。
【００１３】
本発明による手術用顕微鏡の別の実施形態によれば、少なくとも１つの光学ビーム偏向器は、光学観察アセンブリに対して、傾斜と距離とのうちの少なくとも一方について運動可能である。方法の対応する実施形態によれば、光学ビーム偏向器は、光学観察アセンブリに対して運動し、具体的には、少なくとも１つの光学ビーム偏向器と光学観察アセンブリとの間の傾斜および／または距離が変えられるように、傾斜または並進する。
【００１４】
このことが有する利点とは、観察角を、つまりは光学視軸が観察領域に対して配向される角度を自由に選択できる、ということである。
【００１５】
しかも設置面積、コスト、ならびに手術用顕微鏡および本発明による方法の複雑さを低減することができる。また、手術用顕微鏡によってもたらされる視線方向および視角を、迅速に調整することができる。なぜならば少なくとも１つの可動光学ビーム偏向器は、可動部分の慣性が（ロボットアームに比べ）小さくなっているからである。しかも、かかる偏向メカニズムは、ロボットアームよりもかなりコンパクトである。
【００１６】
本発明による手術用顕微鏡の別の実施形態によれば、光学台は、光学ビーム偏向器のペアを含むことができ、このペアのうち少なくとも１つの光学ビーム偏向器は、他の光学ビーム偏向器に対し傾斜可能および／または移動可能である。対応する本発明による方法によれば、光学ビーム偏向器のペアのうち少なくとも１つの光学ビーム偏向器は、観察軸を偏向する。
【００１７】
このことは、観察角の可能なバリエーションならびに光学視軸のポジションをさらに増やすことができる、という利点を有する。このことに加え、いっそう複雑な光路を実現することができ、たとえばこれは、少なくとも１つの光学ビーム偏向器への入射角が制限されているが（これによって偏向角度も制限される）、いっそう大きい偏向角度が望まれる場合などである。
【００１８】
ペアのうち一方または両方の光学ビーム偏向器を、傾斜可能および／または移動可能とすることができ、その際に好ましくは両方の光学ビーム偏向器は少なくとも傾斜可能である。また、両方のビーム偏向器を互いに移動可能としてもよい。運動には、傾斜、回転ならびに直線並進、すなわち空間的なポジションおよび／または配向の全般的な変化、が含まれると理解されたい。
【００１９】
ペアの少なくとも１つの光学ビーム偏向器の移動は、具体的には、このビーム偏向器の直線並進は、少なくとも１つの光学ビーム偏向器と光学観察アセンブリとの間の距離を、または（ペアの）両方の光学ビーム偏向器の間の距離を変えるために、少なくとも１つの光学ビーム偏向器の傾斜を再調節する必要がないように、好ましくは光路に沿って実施される。しかもこの光路は好ましくは観察軸および光学視軸に一致しており、これらの軸を、たとえば少なくとも１つの光学ビーム偏向器などのような光学部品において、ほぼセンタリングすることができる。
【００２０】
本発明の別の実施形態によれば、３つ以上の光学ビーム偏向器を設けることができる。かかる実施形態によれば、いっそう複雑な光路が可能となり、また、２つの光学ビーム偏向器において光路の所望の偏向を分担することができる。後者は、（全反射が適用された場合の最大照角と比較して）偏向を行うことができる角度範囲が制限される可能性がある。
【００２１】
本発明による手術用顕微鏡の別の実施形態によれば、少なくとも１つの光学ビーム偏向器を移動および／または傾斜させるために、駆動システムを設けることができる。したがって対応する本発明による方法によれば、少なくとも１つの光学ビーム偏向器を、駆動システムを用いて移動および／または傾斜させる。
【００２２】
かかる駆動システムが有する利点とは、観察者たとえば外科医が、たとえばボタン、ジョイスティック等のような制御インタフェース手段を用いて、手術用顕微鏡の光学視軸を簡単に調節できるようにするために、観察軸の可変の偏向を自動化できることである。
【００２３】
駆動システムは、直線並進ステージおよび／または回転ステージまたは傾斜ステージを含むことができ、これらによって光学視軸の正確かつ再現可能な調節が可能となる。
【００２４】
本発明による手術用顕微鏡の別の実施形態によれば、コントローラモジュールを設けることができ、このコントローラモジュールは、制御データを入力するための少なくとも１つの制御データ入力端子と、駆動データを駆動システムに供給するためにこの駆動システムに接続された、少なくとも１つの駆動データ出力端子と、を有することができる。したがってコントローラモジュールは、入力された制御データを出力駆動データに書き換えまたは変換して、かかるデータを駆動システムに供給する。コントローラモジュールは駆動システムを制御する。この制御を、コントローラモジュール内に含まれている相応の開ループ回路または閉ループ回路によって実施される開ループ制御または閉ループ制御を用いて、実施することができる。たとえばボタンを押すことによって、または観察者たとえば外科医により手動で変更される適切な物理特性を変化させることによって、制御データを手動で入力することができる。手動で入力される制御データの１つの単純な例は、外科医により設定されるポテンショメータの可変抵抗値である。この抵抗値を、少なくとも１つの光学ビーム偏向器の傾斜に対応させることができる。
【００２５】
制御データをコンピュータによって、つまりディジタル信号の形態で、供給することもできる。
【００２６】
本発明による手術用顕微鏡または本発明による方法のさらなる実施形態によれば、光学台は、少なくとも１つの光学ビーム偏向器を支持するために、回転軸に関して回転可能な回転支持アセンブリを含むことができる。回転支持アセンブリとは、少なくとも１つの光学ビーム偏向器が、好ましくはビーム偏向器のペアにおける両方のビーム偏向器が取り付けられた支持構造のことであると理解することができる。回転支持アセンブリを光学台によって支持することができる。したがってレトロフィットキットの対応する実施形態によれば、回転支持アセンブリをさらなる光学台によって支持することができる。
【００２７】
少なくとも１つの光学ビーム偏向器を回転軸を中心に回転させることができ、この偏向器は回転中、回転支持アセンブリに対するその相対ポジションを変化させない。
【００２８】
本発明による手術用顕微鏡または本発明による対応する方法のさらなる実施形態によれば、回転軸は光学観察アセンブリの観察軸に一致している。この実施形態によれば、光学観察アセンブリは固定されたポジションに留まることができ、その際に少なくとも１つの光学ビーム偏向器が、好ましくは光学ビーム偏向器のペアが、回転支持アセンブリによって回転させられる。
【００２９】
この実施形態が有する利点とは、回転支持アセンブリの回転によっても、光学観察アセンブリと回転支持アセンブリとの間の角度が変化するだけで、光学素子たとえば回転支持アセンブリの少なくとも１つの光学ビーム偏向器を、観察軸に対して整列させなおす必要がない、ということである。換言すれば、観察軸を少なくとも１つの光学ビーム偏向器上に（好ましくはセンタリングされた状態で）留まらせておくことができる。
【００３０】
少なくとも１つの光学ビーム偏向器の回転によって、外科医は観察視点を変化させることができる。視点を変化させることによって、一方の側への手術用顕微鏡の移動を、観察領域にポジショニングされたままにする目的でその観察軸を同時に傾斜させることと併せて、模倣することができる。ただし本発明によれば、光学観察アセンブリは固定されたままであり、少なくとも１つの光学ビーム偏向器を調節するだけで視点が変えられる。
【００３１】
先に説明した実施形態の場合も以下で説明する実施形態の場合も、光学視軸への観察軸の可変の偏向によっても手術用顕微鏡の光学特性が新たに変化しないと、特に有利である。一例として、偏向を調節しても光路の長さをそのまま維持することができ、結果として手術用顕微鏡の焦点ポジションの設定もそのまま維持することができる。
【００３２】
ただし本発明による手術用顕微鏡のさらなる実施形態によれば、焦点再調節モジュールを設けることができ、これによって光路長の変化が検出され、手術用顕微鏡の光学素子の焦点が合わせられる。この場合、一例として、手術用顕微鏡の焦点を再調節するために（すなわち設定された焦点距離を変えるために）電気的に調整可能なレンズを適用することができる。
【００３３】
本発明による手術用顕微鏡またはレトロフィットキットの別の実施形態によれば、光学台またはさらなる光学台はそれぞれ、少なくとも１つの光学ビーム偏向器を支持するために、かつ光学観察アセンブリから可変の距離のところに少なくとも１つの光学ビーム偏向器をポジショニングするために、可動の範囲設定支持システムを含む。対応する本発明による方法の場合、可動の範囲設定支持システムは、少なくとも１つの光学ビーム偏向器を支持し、少なくとも１つの光学ビーム偏向器と光学観察アセンブリとの間の距離を変化させる。
【００３４】
このことは、観察領域に対する光学視軸の角度ポジショニング範囲を増大させることができる、という利点を有する。
【００３５】
光学ビーム偏向器における光学視軸の原点を、具体的には観察領域に最も近いビーム偏向器のところに規定することができる。可動の範囲設定支持システムにより、この原点のポジションが変えられる。用語「原点」とは、光学視軸も光路も通過する予め定められた１つの点のことであると理解されたい。電磁放射が放出される点として理解してはならない。したがって可動の範囲設定支持システムによって、光学視軸の可能な傾斜を変化させることができ、これに加え、可動の範囲設定支持システムを介した運動によって、結果として生じる光学視軸も並行して並進させることができる。
【００３６】
可動の範囲設定支持システムによって、（光学ビーム偏向器のペアが適用されているならば）２つの光学ビーム偏向器の間の距離を変更することができる。好ましくは、範囲設定支持システムの移動が光路に沿って行われる。
【００３７】
範囲設定支持システムを、具体的には回転支持システムによって支持することができる。このことが有する利点とは、範囲設定支持システム全体を回転させることができるので、回転支持システムの回転によっても、範囲設定支持システムによって動かされる少なくとも１つの光学ビーム偏向器が誤整列されない、ということである。
【００３８】
可動の範囲設定支持システムによって、ガイドトレール、縦長のガイド凹部、ガイドロッドまたは同様の構造などのようなガイド部材を提供することができる。この構造に沿って、少なくとも１つの光学ビーム偏向器を直線的に並進させることができる。
【００３９】
本発明による手術用顕微鏡の別の実施形態は、照明光および／または励起光を観察領域に供給するための光源装置を含むことができる。観察領域に配置された物体は、照明光を部分的に反射させる場合もあるし、または部分的に透過させる場合もある。
【００４０】
同様に励起光も観察領域に供給することができ、この場合、励起光は（たとえば蛍光励起によって）電磁放射の発生をトリガすることができる。物体における反射または物体を通した透過によって空間変調されるこの電磁放射または照明光を、観察光と称することができる。観察光は、空間分解された物体の物理特性を表し、光学視軸に沿って光学台を通過して（さらに場合によってはレトロフィットキットが適用されるならば、さらなる光学台を通過して）伝播可能であり、具体的には少なくとも１つの光学ビーム偏向器によって偏向され、次いで観察のために光学観察アセンブリに向けて、またはその中に伝播する。
【００４１】
光源装置は、１つまたは複数の光源、光ファイバ、レンズ、ミラー等のような１つまたは複数の光学部品を含むことができる。連続光源またはパルス化光源とすることができる特定の光源を適用可能である。しかもこれらの光源は、人間の眼には見えない波長範囲の光を放出することができる。
【００４２】
さらに、少なくとも１つの光源の光を手術用顕微鏡に結合するために、結合手段を設けることができる。このことをたとえば、光学ビームコンバイナまたはダイクロイックミラーによって実現することができる。
【００４３】
少なくとも１つの光源の光を手術用顕微鏡に結合するということは、少なくとも部分的に光学視軸に対し実質的に同軸に照明光および／または励起光の伝播を達成するプロセスである、と理解されたい。
【００４４】
本発明による手術用顕微鏡のさらなる実施形態によれば、範囲設定支持システムは、観察領域から少なくとも１つの光学ビーム偏向器へのアクセスをもたらすために、スルーホールを含む。このスルーホールを円形または溝型とすることができ、これに加え、光路のための貫通開口部として適用されるガイド凹部またはガイドスロットホールとして具現化することができる。かかるスルーホールによって、手術用顕微鏡のコンパクトな構成およびさらなる小型化が可能となる。
【００４５】
本発明による手術用顕微鏡または本発明による方法のさらなる有利な実施形態によれば、範囲設定支持システムは、支持システム軸を中心に回転可能な半径範囲設定支持システムであり、その際にこの半径範囲設定支持システムの回転を回転支持アセンブリの回転と同期させることができる。
【００４６】
よって、少なくとも１つの光学ビーム偏向器と光学観察アセンブリとの間の距離を変化させる目的で、２つの回転運動を組み合わせることができる。この同期のためには、素子の付加的な回転が必要とされる可能性があり、つまり半径範囲設定支持システムのところに取り付けられた、または半径範囲設定支持システムによって支持された、光学ビーム偏向器の付加的な回転が必要とされる可能性がある。好ましくは、少なくとも１つの（直線運動可能な）光学ビーム偏向器が、支持システム軸に対し中心をずらされてポジショニングされる。
【００４７】
具体的には、光学ビーム偏向器のペアが適用される場合には、第１の光学ビーム偏向器を半径範囲設定支持システムに取り付けることができ、この場合には第２の光学ビーム偏向器は、半径範囲設定支持システムには取り付けられない。この構成の場合、第２の光学ビーム偏向器は、回転支持アセンブリと共に回転させられるのに対し、第１の光学ビーム偏向器は、やはり回転支持アセンブリによって回転させられるが、これに加えて半径範囲設定支持システムによっても回転させられる。よって、第１および／または第２の光学ビーム偏向器が回転可能な態様で支持されることが必要とされる場合もある。換言すれば、第１および／または第２の光学ビーム偏向器を、回転支持アセンブリまたは半径範囲設定支持システムの回転とは無関係に回転可能とすることができる。これによって、光学ビーム偏向器に対する光路の誤整列を回避することができる。
【００４８】
本発明による手術用顕微鏡の上述の実施形態および本発明による方法の対応する実施形態を、レトロフィットキットの対応する実施形態を用いて実施することができる。したがってかかるレトロフィットキットは、本発明による手術用顕微鏡が得られるように、従来技術の手術用顕微鏡を補足する。
【００４９】
本発明による手術用顕微鏡は、任意の個数の光学ビーム偏向器および回転自由度を有することができる。同様に、１つまたは２つの軸を中心に任意の光学的または機械的な部品の傾斜を行わせることができ、好ましくは互いに直交する３つの空間方向すべてに沿って直線運動を行わせることができる。光学観察アセンブリは、複数の接眼鏡を含め、任意の個数の光学観察手段を含むことができる。光源装置を含む実施形態は、任意の個数の光源を含むことができ、対応する出力放射を任意の構成で組み合わせることができる。
【００５０】
次に、本発明による手術用顕微鏡およびレトロフィットキットの特定の実施形態を示す添付の図面を用いながら、本発明について説明する。本発明による方法の対応する実施形態は、個々の手術用顕微鏡の説明によってカバーされる。図面には単に例示的な実施形態が示されているにすぎず、それらの実施形態の特定の技術的特徴を互いに任意に組み合わせ可能であり、または省略することすら可能であり、ただしこれは省略される技術的特徴によって達成される技術的効果が、本発明にとって重要ではない場合に可能である。同一の技術的特徴および同じ技術的効果を有する技術的特徴は、同じ参照符号を用いて表すことにする。２つの図面の間における技術的特徴の相違を強調する一方で、繰り返しの説明は省くことにする。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来技術による手術用顕微鏡を示す図である。
【図２】本発明によるレトロフィットキットが設けられた従来技術による手術用顕微鏡を示す図である。
【図３】本発明による手術用顕微鏡の第１の実施形態を示す図である。
【図４】範囲設定支持アセンブリを備えた本発明による回転支持アセンブリの第１の実施形態を示す図である。
【図５】範囲設定支持アセンブリを備えた本発明による回転支持アセンブリの第２の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１ａには、従来技術による手術用顕微鏡１が斜視図として示されている。手術用顕微鏡１は、手術中に観察領域５内の物体３を観察するために適用され、斜視図として示されている。
【００５３】
従来技術による手術用顕微鏡１は光学観察アセンブリ７を含み、これは接眼レンズ１１とも称する接眼鏡９と、破線で表されているだけの対物アセンブリ１３と、を含む。
【００５４】
手術用顕微鏡１は、図示の実施形態では３つのジョイント１７を含むジンバルマウント部材１５に取り付け可能である。手術用顕微鏡１は、３つの回転軸１８を中心に回転可能である。第１の回転２１は垂直軸１９を中心とし、第２の回転２３は第１の水平軸２５を中心とし、第３の回転２７は第２の水平軸２９を中心とする。回転軸１９，２５，２９は、互いに実質的に垂直に配向されている。
【００５５】
第１の回転２１、第２の回転２３および第３の回転２７により、結果として光学観察アセンブリ７の観察軸３３の傾斜３１が生じる。図面には、観察軸３３の３つのポジション３２が表されている。ただし、これらの回転２１，２３，２７により、結果として光学観察アセンブリ７ひいては接眼鏡９の傾斜３１も生じる。したがって外科医３５は、光学観察アセンブリ７の傾斜３１に追従しなければならず、自身の観察ポジション３７を変えなければならない。これによって手術のフローが中断されてしまう可能性がある。
【００５６】
観察軸３３は観察領域５内でセンタリングされており、この場合、観察領域５は、光学観察アセンブリ７に固有の視野３９によって規定される（これをたとえば光学観察アセンブリ７の光学部品（図示せず）の開口数によって決定することができる）。
【００５７】
なお、従来技術による種々の実施形態は、１つまたは２つの回転軸１８だけしか含まない場合もあり、図１に示したジンバルマウント部材１５とは異なるマウントシステムを含む可能性もあることに留意されたい。
【００５８】
図２は、従来技術による手術用顕微鏡１および本発明によるレトロフィットキット４１の側面図であり、これによればレトロフィットキット４１は部分的にカットされており、つまりハウジング４５内に含まれる内部４３が示されている。レトロフィットキット４１は、リング形状の結合部４６によって手術用顕微鏡１に取り付けられており、別の実施形態によればこの結合部４６は、少なくとも１つのビーム偏向器を支持することができる。
【００５９】
手術用顕微鏡１は光学台４７を含み、これは部分的にカットされた部分に示されている。この光学台４７は、手術用顕微鏡１の光学素子（図示せず）を支持する。
【００６０】
レトロフィットキットの内部４３には、さらなる光学台４８が破線で概略的に表されており、これについては光学台４７（これは本発明による手術用顕微鏡の場合であり、またはレトロフィットキット４１が用いられる場合にはさらなる光学台４８）の２つの特定の実施形態が示された図４および図５を参照して説明する。
【００６１】
さらなる光学台４８は、２つの光学ビーム偏向器４９すなわちビーム偏向器４９のペア５０を含み、これらは図２に示した実施形態の場合にはミラー５１である。本発明によるレトロフィットキット４１の異なる実施形態によれば、光学ビーム偏向器４９を、プリズムまたはカタディオプトリック素子（図示せず）のような屈折素子として具現化することができる。本発明による手術用顕微鏡１に同様の構成を設けることができ（この特定の実施形態は図示せず）、かかるケースでは上述の素子のうちの少なくとも１つが、光学台４７上または光学台４７のところに設けられる。
【００６２】
手術用顕微鏡１全体を傾斜させる代わりに、第１の光学ビーム偏向器４９ａが第１の回転２１および第２の回転２３を行うことができる。第３の回転２７は、図示されている実施形態では考えられていないが、本発明によるレトロフィットキット４１の別の実施形態において想定することができる。したがって手術用顕微鏡１は１つの固定ポジションに留まったままとなり、外科医３５が自身の観察ポジション３７を再調節する必要がない。
【００６３】
これに加えて、または別の選択肢として、第２の光学ビーム偏向器４９ｂも傾斜可能とすることができる。観察軸３３は、レトロフィットキット４１の光学入射軸３３ａに一致している。この観察軸３３は、複数の光学ビーム偏向器４９により（または本発明の別の実施形態によれば単一の光学ビーム偏向器４９により）光学視軸５３に向けて偏向される。光学視軸５３は、物体３の観察領域５に向かって配向されており、結果として光学ビーム偏向器４９により導入された可変の傾斜３１を有することができる。図２には、光学視軸５３の３つのポジション３２も示されている。光学視軸５３は、レトロフィットキット４１の光学出射軸５４に一致している。
【００６４】
レトロフィットキット４１のハウジング４５はスルーホール５５を含み、これによって観察領域５から少なくとも１つの光学ビーム偏向器４９へのアクセスがもたらされる。
【００６５】
図２の本発明によるレトロフィットキット４１を、ビームコンバイナおよび光源を設けることによって改善することができる。これらの素子は、本発明による手術用顕微鏡１に関する図３に示されている。
【００６６】
図３には、本発明による手術用顕微鏡１の第１の実施形態が示されており、その際にこの概略図は、本発明による手術用顕微鏡１の内部４３を明らかにするため、部分的にカットされて示されている。この場合、２つの光学ビーム偏向器４９のペア５０が取り付けられた光学台４７だけが表されている。
【００６７】
図２に示した本発明によるレトロフィットキット４１と対比すると、図３の本発明による手術用顕微鏡１は、固定された第１の光学ビーム偏向器４９ａを有しており、この場合、第２の光学ビーム偏向器４９ｂは傾斜可能である。この第２の光学ビーム偏向器４９ｂはさらに軌跡５７に沿って移動可能であり、軌跡５７は、第１の光学ビーム偏向器４９ａに対する第２の光学ビーム偏向器４９ｂの直線運動を表す。本発明の別の実施形態によれば、第１の光学ビーム偏向器４９ａも移動可能とすることができ、または両方のビーム偏向器４９を移動可能とすることができる。
【００６８】
したがって図３に示した実施形態によって、光学視軸５３の傾斜３１ならびに第１の光学ビーム偏向器４９ａと第２の光学ビーム偏向器４９ｂとの間の距離５９を変えることができる。
【００６９】
観察視点を変えるために、上述の距離５９を変えることで光学視軸５３の原点６１を配置し直すことができる。このことは、×印によって表された例示的な原点６１ａによって具体的例として示されており、そこから外科医３５（図示せず）は、例示的な原点６１ａおよび例示的な光学視軸５３ａを設定することができる。かくして図３には、光学視軸５３の４つのポジション３２が示されている。かかる斜めの例示的な光学視軸５３ａによれば、物体３の再ポジショニングと組み合わせて、アンダーカット領域６５における部分６３を観察できるようになる。図面には具体例として、この部分６３が示されている。
【００７０】
第２の光学ビーム偏向器４９の移動の限界は、この偏向器４９ｂの傾斜３１と、距離５９の最大変化と、スルーホール５５のサイズと、によって決定される。
【００７１】
原点６１とは、偏向された観察軸６７が第２の光学ビーム偏向器４９ｂ上に（またはただ１つのかかる素子しか適用されていなければ、少なくとも１つの光学ビーム偏向器４９上に）入射するポイントのことであると理解されたい。
【００７２】
図３の矩形６９内に示されているように、手術用顕微鏡１は光源装置７１を含むことができ、これは少なくとも１つの光源７３を含むことができる。矩形６９内には第１の光源７３ａと第２の光源７３ｂとが示されているが、任意の個数の光源７３を設けることができる。光源７３ａ，７３ｂは、それぞれ異なる波長範囲で動作可能であり、これらの光源をパルス光源（図示せず）または連続光源（図示せず）とすることができる。
【００７３】
図３に示した実施形態の場合、第１の光源７３ａは、破線で表された照明光７５を放出する。第２の光源７３ｂは、点線で表された励起光７７を放出する。
【００７４】
第１の光学ビーム偏向器４９ａはビームコンバイナ７９であり、具体的には第１のビームコンバイナ７９ａであり、これは観察領域から接眼鏡９に向けて伝播する観察光８１に対し反射性である。第１のビームコンバイナ７９ａは、具体的には予め定められた特定の角度で、ここでは約４５°で、観察光８１に対し反射性である。第１のビームコンバイナ７９ａはさらに、照明光７５と励起光７７に対し高度に透過性である。
【００７５】
図３に示した本発明による手術用顕微鏡１の実施形態はさらに、第２のビームコンバイナ７９ｂを含み、これは少なくとも励起光７７に対し高度に透過性であり、かつ照明光７５に対し反射性であり、具体的には約４５°の入射角で反射性である。
【００７６】
第１のビームコンバイナ７９ａと第２のビームコンバイナ７９ｂとを配置することによって、照明光７５および／または励起光７７を偏向された観察軸６７（実線）と同時にオーバラップさせることができる。単に見やすくするという理由で、照明光７５と励起光７７と偏向された観察軸６７とは、互いに間隔をおいて描かれている。
【００７７】
図３に示した本発明による手術用顕微鏡１の実施形態はさらに、コントローラモジュール８３を含み、このコントローラモジュール８３は、ただ１つの矩形パルス８９により表された制御データ８７を入力するために、少なくとも１つの制御データ入力端子８５を備えている。
【００７８】
コントローラモジュール８３は、パルスシーケンス９５により表された駆動データ９３を供給するために、少なくとも１つの駆動データ出力端子９１も含む。この駆動データ９３は、第２の光学ビーム偏向器４９ｂを支持する支柱９９に設けられた駆動システム９７へ供給される。駆動システム９７によって、少なくとも１つの光学ビーム偏向器４９の移動および／または傾斜が可能となり、図示の実施形態によれば、第２の光学ビーム偏向器４９ｂが移動させられ、かつ／または傾斜させられる。このため駆動システム９７は、リニアアクチュエータ（図示せず）および回転アクチュエータ（図示せず）を含むことができる。
【００７９】
図４および図５には、本発明による回転支持アセンブリ１０１および範囲設定支持アセンブリ１０３のそれぞれ異なる実施形態が示されている。両方のアセンブリ１０１，１０３を、本発明による手術用顕微鏡１の光学台４７または本発明によるレトロフィットキット４１のさらなる光学台４８に取り付けることができ、あるいは本発明による手術用顕微鏡１の光学台４７または本発明によるレトロフィットキット４１のさらなる光学台４８によって支持することができる。
【００８０】
両方の図面の下側の区画の視線方向は、観察領域５から光学視軸５３に沿って少なくとも１つの光学ビーム偏向器４９に向かっている。両方の図面の上側の区画には、本発明による回転支持アセンブリ１０１の側面図が示されている。
【００８１】
図４に示されている回転支持アセンブリ１０１の実施形態によれば、第１の光学ビーム偏向器４９ａおよび第２の光学ビーム偏向器４９ｂが、支柱９９を介して回転台１０５に取り付けられており、この回転台１０５は（回転支持アセンブリ１０１の）回転軸１８を中心とした回転１０７を行うことができる。回転軸１８は観察軸３３に一致している。したがって回転支持アセンブリ１０１の回転１０７によっても、第１の光学ビーム偏向器４９ａと第２の光学ビーム偏向器４９ｂとの間の相対ポジションは変化しない。
【００８２】
この実施形態はさらに範囲設定支持アセンブリ１０３を含み、これはガイドスロット１０９を含み、このスロット１０９に沿って、第２の光学ビーム偏向器４９ｂを支持する支柱９９を直線の軌跡５７に従い移動させることができる。図４および図５には、光学ビーム偏向器４９を移動および／または傾斜させるための駆動システム９７は示されていない。
【００８３】
図５には、本発明による回転支持アセンブリ１０１のさらなる実施形態が示されており、これによれば範囲設定支持アセンブリ１０３が半径範囲設定支持システム１１１として具現化されている。この実施形態によれば、第１の光学ビーム偏向器４９ａは、回転台１０５により支持されており、回転軸１８を中心に回転可能である。この実施形態の半径範囲設定支持システム１１１は、直線運動を行うのではなく、回転軸１８から実質的に平行にずらされた支持システム軸１１３を中心とした回転１０７を行う。
【００８４】
第２の光学ビーム偏向器４９ｂは支柱９９によって支持されており、半径範囲設定支持システム１１１の支持システム台１１５に取り付けられている。
【００８５】
回転支持アセンブリ１０１および半径範囲設定支持システム１１１を、互いに別々に回転させることができ、または同期させて回転させることができる。
【００８６】
具体的には、回転支持アセンブリ１０１の回転１０７と半径範囲設定支持システム１１１の（中心からずらされた）回転１０７との組み合わせによって、第１の光学ビーム偏向器４９ａと第２の光学ビーム偏向器４９ｂとの間の距離５９を変えることができる。
【００８７】
第１の光学ビーム偏向器４９ａと第２の光学ビーム偏向器４９ｂとにおいて光路１１７を維持する目的で、光学ビーム偏向器４９自体も回転させることができ、すなわち対応するビーム偏向器４９を通る回転軸を中心に、具体的には回転支持アセンブリ１０１および／または半径範囲設定支持システム１１１に対し相対的に、回転させることもできる。
【符号の説明】
【００８８】
１  手術用顕微鏡
３  物体
５  観察領域
７  光学観察アセンブリ
９  接眼鏡
１１  接眼レンズ
１３  対物アセンブリ
１５  ジンバルマウント部材
１７  ジョイント
１８  回転軸
１９  垂直軸
２１  第１の回転
２３  第２の回転
２５  第１の水平軸
２７  第３の回転
２９  第２の水平軸
３１  傾斜
３２  ポジション
３３  観察軸
３３ａ  光学入射軸
３５  外科医
３７  観察ポジション
３９  視野
４１  レトロフィットキット
４３  内部
４５  ハウジング
４６  結合部
４７  光学台
４８  さらなる光学台
４９  光学ビーム偏向器
４９ａ  第１の光学ビーム偏向器
４９ｂ  第２の光学ビーム偏向器
５０  ペア
５１  ミラー
５３  光学視軸
５３ａ  例示的な光学視軸
５４  光学出射軸
５５  スルーホール
５７  軌跡
５９  距離
６１  原点
６１ａ  例示的な原点
６３  部分
６５  アンダーカット領域
６７  偏向された観察軸
６９  角度
７１  光源装置
７３  光源
７５  照明光
７７  励起光
７９  ビームコンバイナ
７９ａ  第１のビームコンバイナ
７９ｂ  第２のビームコンバイナ
８１  観察光
８３  コントローラモジュール
８５  制御データ入力端子
８７  制御データ
８９  矩形パルス
９１  駆動データ出力端子
９３  駆動データ
９５  パルスシーケンス
９７  駆動システム
９９  支柱
１０１  回転支持アセンブリ
１０３  範囲設定支持アセンブリ
１０５  回転台
１０７  回転
１０９  ガイドスロット
１１１  半径範囲設定支持システム
１１３  支持システム軸
１１５  支持システム台
１１７  光路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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