(57)【要約】      （修正有）【課題】手術範囲内の対象または患者を観察するための医療用観察装置または方法を提供する。【解決手段】装置１は、画像取得アセンブリ４１および画像ディスプレイアセンブリ３７を有する。画像取得アセンブリは、視野８５および光学カメラ軸７５を有する、手術中の画像データ捕捉用のビューイングカメラ９を含むカメラサブアセンブリ、光学ビームデフレクタ７１を含み、ビューイングカメラと手術範囲２１との間に配置された、該手術範囲に向けられた光学視軸７７内に光学カメラ軸を変向させるためのデフレクタサブアセンブリを備えており、ビューイングカメラおよび光学ビームデフレクタは、互いに対して可動であり、かつ画像ディスプレイアセンブリには、手術中の画像データを表示するための、ユーザの観察位置２９から見えるモニタ装置３５が含まれている。【選択図】図３
2019141590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術中にユーザの観察位置（２９）から手術範囲（２１）内の対象を観察するための医療用観察装置（１）、特に外科用顕微鏡（３）であって、
‐当該医療用観察装置（１）は、画像取得アセンブリ（４１）を備え、該画像取得アセンブリ（４１）は、
‐視野（８５）および光学カメラ軸（８１）を有し、手術中の画像データ（８３）を取得する少なくとも１つのビューイングカメラ（９）を含むカメラサブアセンブリ（４３）；と、
‐少なくとも１つの光学ビームデフレクタ（７１）を有し、前記ビューイングカメラ（９）と前記手術範囲（２１）との間に配置されていて、該手術範囲（２１）に向けられた光学視軸（７７）内に前記光学カメラ軸（８１）を変向させるためのデフレクタサブアセンブリ（４７）と、
を有し、
‐前記ビューイングカメラ（９）および前記少なくとも１つの光学ビームデフレクタ（７１）は、互いに相対的に可動であり、かつ
‐当該医療用観察装置（１）は、前記手術中の画像データ（８３）を表示する、少なくとも前記ユーザの観察位置（２９）から見える少なくとも１つのモニタ装置（３５）を有する画像ディスプレイアセンブリ（３７）を備える、
医療用観察装置（１）。
【請求項２】
前記画像ディスプレイアセンブリ（３７）はさらに、前記ユーザの観察位置（２９）と前記モニタ装置（３５）との間に配置された少なくとも１つの観察ビームデフレクタ装置（３１）を有し、該観察ビームデフレクタ（３１）は、光学観察軸（１７）を前記ユーザの観察位置（２９）から前記モニタ装置（３５）に向かって向け直すためのものである、請求項１記載の医療用観察装置（１）。
【請求項３】
前記観察ビームデフレクタ（３１）と前記モニタ装置（３５）とは、互いに相対的に可動である、請求項２記載の医療用観察装置（１）。
【請求項４】
前記デフレクタサブアセンブリ（４７）は、前記ビューイングカメラ（９）と前記手術範囲（２１）との間に一対の光学ビームデフレクタ（７１）を有し、該一対の光学ビームデフレクタ（７１）の少なくとも一方は、傾斜（１４５）および距離（１４７）のうちの少なくとも１つに関して、他方の前記光学ビームデフレクタ（７１）に対して可動である、請求項１から３までのいずれか１項記載の医療用観察装置（１）。
【請求項５】
前記デフレクタサブアセンブリ（４７）は、少なくとも１つの前記カメラ（９）および前記デフレクタサブアセンブリ（４７）の少なくとも１つの前記光学ビームデフレクタ（７１）を支持する回転支持装置（１２５）を有し、該回転支持装置（１２５）は、回転軸線（１１１）に対して回転可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の医療用観察装置（１）。
【請求項６】
前記回転軸線（１１１）は、前記カメラ（９）の前記光学軸（８１）と一致している、請求項５記載の医療用観察装置（１）。
【請求項７】
前記ビューイングカメラ（９）は、前記光学カメラ軸（８１）を中心として回転可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の医療用観察装置（１）。
【請求項８】
前記デフレクタサブアセンブリ（４７）は、前記少なくとも１つのカメラ（９）と、前記デフレクタサブアセンブリ（４７）の前記少なくとも１つの光学ビームデフレクタ（７１）とを支持し、かつ前記少なくとも１つの光学ビームデフレクタ（７１）を前記カメラ（９）から可変の距離（１４３）に位置決めするための、可動の範囲設定サポートアセンブリ（１２７）が含まれている、請求項１から７までのいずれか１項記載の医療用観察装置（１）。
【請求項９】
前記範囲設定サポートアセンブリ（１２７）は、前記回転支持装置（１２５）により支持されている、請求項７記載の医療用観察装置（１）。
【請求項１０】
前記範囲設定サポートアセンブリ（１２７）は、サポートシステム軸線（１３９）を中心に回転可能な半径方向範囲設定サポートアセンブリ（１３７）であり、該半径方向範囲設定サポートシステムの回転（１４７）は、前記回転支持装置（１２５）の回転と同期化される、請求項５から７および請求項８または９記載の医療用観察装置（１）。
【請求項１１】
前記カメラデフレクタサブアセンブリ（４７）は、前記光学視軸（７７）が前記光学観察軸（１７）と一致する、少なくとも１つの手術モード（Ｍｍ）が含まれている、請求項２から９までのいずれか１項記載の医療用観察装置（１）。
【請求項１２】
視線追跡装置（９１）が設けられており、該視線追跡装置（９１）は、
‐前記ユーザの観察位置（２９）の方に向けられた視野（８５）を有し、かつ前記光学観察軸（１７）の向きを表す視線追跡データ（１０１）を供給する視線追跡カメラ（９３）と、
‐前記視線追跡データ（１０１）に依存して、前記ビューイングカメラ（９）、前記画像取得アセンブリ（４１）の前記少なくとも１つの光学ビームデフレクタ（７１）、前記モニタ装置（３５）および前記画像ディスプレイアセンブリ（３７）の前記少なくとも１つの観察ビームデフレクタ（３１）のうちの少なくとも１つの位置を制御するモーションコントローラ（９７）が含まれている、請求項２から９までのいずれか１項記載の医療用観察装置（１）。
【請求項１３】
前記画像ディスプレイアセンブリ（３７）は、別のビームデフレクタ装置（９５）が含まれており、該別のビームデフレクタ装置（９５）は、前記視線追跡カメラ（９３）の光学軸（９９）を前記観察ビームデフレクタ（３１）の方に変向するために、前記視線追跡カメラ（９３）と前記観察ビームデフレクタ（３１）との間に配置されている、請求項１０記載の医療用観察装置（１）。
【請求項１４】
前記ビューイングカメラ（９）と前記少なくとも１つの光学ビームデフレクタ（７１）とは、３Ｄカメラシステム（１２８）により供給される３Ｄカメラデータ（１３０）に基づき、互いに位置決めされる、請求項１から１３までのいずれか１項記載の医療用観察装置（１）。
【請求項１５】
手術中にユーザの観察位置（２９）から手術範囲（２１）内の対象を観察するための方法であって、該方法は、
‐前記手術範囲（２１）に向けられた光学視軸（７７）内へカメラサブアセンブリ（４３）の少なくとも１つのビューイングカメラ（９）の光学カメラ軸（８１）を変向させるステップと、；
‐前記少なくとも１つのビューイングカメラ（９）の手術中の画像データ（８３）を取得するステップと、；
‐前記手術中の画像データ（８３）を画像ディスプレイアセンブリ（３７）の少なくとも１つのモニタ装置（３５）に表示するステップと、を含む、
手術中にユーザの観察位置（２９）から手術範囲（２１）内の対象を観察するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手術中にユーザの観察位置から手術範囲内の対象を観察するための医療用観察装置、特に外科用顕微鏡および手術中にユーザの観察位置から手術範囲内の対象を観察するための方法に関する。
【０００２】
従来技術において周知の医療用観察装置は、例えば外科用顕微鏡またはロボットアームを基礎としたデジタル画像システムであり、これらを操作する方法も周知である。通常用いられる外科用顕微鏡は、細心の注意を要する手術、すなわち神経外科手術に拡大手段を提供する。しかしながら外科用顕微鏡の接眼レンズは全て光学式であり、よって画像内容の修正の余地がない。外科用顕微鏡の接眼レンズはさらに、接眼レンズに対して相対的な観察者の目の正確な位置決めおよび整合を必要とする。
【０００３】
接眼レンズと対物レンズとの相対的な位置および角度は、結果的にフレキシビリティを制限し、視野および観察角度を手動で選択することが必要となり、このことは、手術の流れを中断することになる。
【０００４】
手術範囲に対して、すなわち手術用キャビティに対して相対的にカメラを位置決めしかつ整合させるためにロボットアームを利用する、術中使用のための画像システム、ならびにこれらを操作するための方法が従来技術において周知である。このようなシステムは、手術用キャビティの画像を提供するものであり、該システムにおいてロボットアームの整合は、一般に手術前に取られている。しかしながら、ロボットアームは高価、かさ高であり、手術室内の貴重なスペースを取ると共に、手術用キャビティに対してのみ有用であるに過ぎない。ロボットアームを使用した結果、画像軸線の不自然なまたは異常な向きが生じる場合がある。
【０００５】
よって本発明の目的は、ロボットアームよりも安価でありかつかさばらない医療用観察装置および外科医にとってより直感的な操作方法を提供することにある。
【０００６】
冒頭で述べた医療用観察装置は、
‐視野および光学カメラ軸を有する、手術中の画像データ取得用の少なくとも１つのビューイングカメラを含むカメラサブアセンブリ；と、
‐少なくとも１つの光学ビームデフレクタを有し、ビューイングカメラと手術範囲との間に配置されていて、手術範囲に向けられた光学視軸内に光学カメラ軸を変向させるためのデフレクタサブアセンブリと、
を有し、
‐ビューイングカメラおよび少なくとも１つの光学ビームデフレクタは、互いに相対的に可動である
画像取得アセンブリを備えることにより、前記目的を達成する。
【０００７】
本発明による医療用観察装置はさらに、手術中の画像データを表示するための、少なくともユーザの観察位置から見える少なくとも１つのモニタ装置を備えた画像ディスプレイアセンブリを有している。
【０００８】
本発明による方法は、手術範囲に向けられた光学視軸内へカメラサブアセンブリの少なくとも１つのビューイングカメラの光学カメラ軸を変向させるステップ；少なくとも１つのビューイングカメラの手術中の画像データを取得するステップ；および手術中の画像データを画像ディスプレイアセンブリの少なくとも１つのモニタ装置に表示するステップを含むことにより、前記目的を達成する。
【０００９】
つまり本発明による医療用観察装置および本発明による方法は、この医療用観察装置が従来の手段よりも、軽量、安価でありかつかさばらない、という利点を有している。したがって、既存の手術環境または外科環境に相応して適用され得る。さらに、本発明に係る医療用観察装置および方法は、ロボットアームまたはカメラ等の、重くかつ／または敏感な部材を位置決めする必要無しに、光学視軸の容易な調整または変更を可能にする。その結果、視野が極めて迅速に調整される。つまり本発明による医療用観察装置は、当該従来技術において開示された手段、すなわちロボットアームを基礎としたデジタル画像システムよりも一層コンパクトである。
【００１０】
本発明による医療用観察装置および方法は、以下に説明する特定の実施形態により改良され得る。各実施形態の技術的な特徴は、互いに任意に組み合わされてよい、または省かれる技術的特徴により得られる技術的効果が本発明にとって重要でない場合には省かれてよい。
【００１１】
手術範囲は、観察下で局所的に制限された範囲または体積を意味する。外科の場合、手術範囲は、患者の身体の手術が行われる部位に相当する。
【００１２】
ビューイングカメラは、センサ、すなわちＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサ、および前記センサにおいて検出される光を画像化するための１つ以上の光学要素を有する光学系を備え得るカメラシステムを意味する。検出される光は、手術範囲から生じており、透過光、反射光、散乱光または蛍光灯のうちの少なくとも１つであってよい。測定された光は、スペクトラムの可視部分の波長、すなわち４００〜７５０ｎｍの波長を有していてよいが、近赤外（ＮＩＲ）成分または赤外（ＩＲ）成分を有していてもよい。相応するセンサおよび光学系は通常、適用される操作波長または波長範囲に適合されている。ビューイングカメラは、マルチスペクトルカメラまたはハイパースペクトルカメラであってよい。
【００１３】
視野および光学カメラ軸は通常、光学系により確定されると共に、ビューイングカメラのセンサの幾何学形状およびサイズにより確定される。カメラサブアセンブリには、コントローラ、電力入力端子、およびデータ入力および／または出力線路が含まれていてよい。
【００１４】
デフレクタサブアセンブリの少なくとも１つの光学ビームデフレクタは、好適には、光学カメラ軸が光学ビームデフレクタに対してほぼ中心に配置されるように位置決めされている。少なくとも１つの光学ビームデフレクタの様々な実施形態は、傾斜可能なミラー、レンズまたはプリズム等の調整可能な屈折エレメント、および反射と屈折との組合せを基礎とした反射屈折エレメントである。
【００１５】
手術中の画像データは、画像ディスプレイアセンブリ、より詳細にはスクリーンまたはモニタ等のビューアに表示されるように、ビューイングカメラにより供給されてよい。
【００１６】
画像取得アセンブリにはさらに、画像取得アセンブリおよびカメラの少なくとも１つの光学ビームデフレクタのうちの少なくとも１つの動きを駆動するための、画像取得駆動システムが含まれていてよい。画像取得駆動システムには電動モータが含まれていてよい。
【００１７】
モニタ装置には１つ以上のモニタ、すなわち立体視用に配置された複数のモニタが含まれていてよい。さらに、助手またはその他の観察者による総合的な観察のために、複数の追加的なモニタが設けられてよい。
【００１８】
本発明に係る医療用観察装置の別の例示的な実施形態では、画像ディスプレイアセンブリにはさらに、ユーザの観察位置とモニタとの間に配置された少なくとも１つの観察ビームデフレクタ装置が含まれており、観察ビームデフレクタは、光学観察軸をユーザの観察位置からモニタに向けて向け直すものである。よって対応する本発明による方法において、光学観察軸は、ユーザの観察位置からモニタに向けて向け直されてよい。この実施形態は、外科医および観察者の目視方向が必ずしもモニタに直接に向けられていなくてもよい、という利点を有している。それというのも、外科医および観察者の目視方向は、観察ビームデフレクタ装置によりモニタへ向け直されるからである。前記観察ビームデフレクタ装置は、ミラー、屈折エレメント、すなわちレンズまたはプリズム、または反射屈折エレメントとして具体化され得る。
【００１９】
少なくとも１つの観察ビームデフレクタの動きを駆動するために、観察駆動システムが設けられていてよい。
【００２０】
光学接眼レンズは特に、観察位置とモニタとの間に配置された観察ビームデフレクタ装置に向けられてよい。
【００２１】
別の有利な実施形態では、観察ビームデフレクタとモニタとは、互いに対して可動であってよい。対応する本発明に係る方法では、観察ビームデフレクタとモニタとは、互いに相対的に動かされてよい。観察ビームデフレクタとモニタとは特に、傾斜および距離のうちの少なくとも１つに関して、互いに相対的に可動であってよい。したがって、モニタは観察ビームデフレクタに対して傾斜可能かつ／または摺動可能である。観察ビームデフレクタが、モニタに対して傾斜可能かつ／または摺動可能であることも可能である。
【００２２】
この実施形態は、モニタの仮想位置の調整が保証され得る、という利点を有しており、所望の仮想位置でモニタを見るために、ユーザ（観察者、外科医）がその目を装置に対して正確に整合させることは不要である。つまり、従来技術による外科用顕微鏡のように、接眼レンズに対して目を正確に位置決めすることは必要ない。さらにモニタの傾斜は、外科医が見たときに、映された、導入または除去されるべき手術範囲の投影を可能にする。
【００２３】
本発明に係る医療用観察装置の別の実施形態では、デフレクタサブアセンブリに、ビューイングカメラと手術範囲との間の一対の光学ビームデフレクタが含まれていてよく、この光学ビームデフレクタ対の少なくとも一方は、傾斜および距離のうちの少なくとも１つに関して、他方の光学ビームデフレクタに対して可動である。対応する本発明による方法では、光学カメラ軸が、光学ビームデフレクタ対により変向させられる。
【００２４】
このことは、観察角度、すなわち光学視軸が手術範囲に対して向けられている角度がほぼ任意に選択され得る、という利点を有している。
【００２５】
光学ビームデフレクタ対の光学ビームデフレクタは、反射ビームデフレクタ、すなわちミラーとして、屈折ビームデフレクタ、すなわちプリズム等として、または反射屈折エレメントとして具体化され得る。このような光学ビームデフレクタは、例えば従来技術において開示されたビューイングカメラを含むロボットアームよりも軽量なので、大幅に動かし易くかつ／または傾斜させ易い。
【００２６】
さらに、このような光学ビームデフレクタが適用されると、医療用観察装置および本発明に係る方法の設置面積、コストおよび複雑さの低減も可能である。その結果、可動部品の慣性が低下された可動の光学ビームデフレクタを用いた医療用観察装置と同様に、医療用観察装置の視野が迅速に調整され得る、という利点が得られる。変向機構は、ロボットアームよりも大幅にコンパクトであってよい。
【００２７】
追加的に、ほぼ全てのカメラ、照明システムおよびフィルタが適用され得る。それというのも、これらは光学ビームデフレクタの機能性に影響を及ぼさないからである。よって、敏感なカメラ、重いカメラまたは冷却剤の供給を必要とするカメラも適用され得る。カメラは固定された位置に留まっていてよく、カメラの光学軸のみが調整、移動または傾斜されてよい。しかしながら、従来技術による構成において開示されたロボットアームは、一般に固定された可搬重量を有しているため、全てのカメラの操作には適していない場合がある。カメラは手術中の画像データをモニタ装置に供給するので、適用されるカメラは人間の目には見えないスペクトル範囲内で作動し得る。この場合、手術中の画像データは処理されて、モニタ装置のモニタ上に偽色彩で示される。データを偽色彩で映すことは、択一的または追加的に行われてよい。
【００２８】
本発明による医療用観察装置または本発明による方法の１つの別の実施形態では、デフレクタサブアセンブリに、少なくとも１つのカメラおよびデフレクタサブアセンブリの少なくとも１つの光学ビームデフレクタを支持するための回転支持装置が含まれていてよく、回転支持装置は、回転軸線に対して回転可能である。回転支持装置は、少なくとも１つのカメラと少なくとも１つの光学ビームデフレクタ、好適にはビームデフレクタ対の２つのデフレクタが取り付けられた支持構造体を意味してよい。
【００２９】
好適には、カメラと少なくとも１つの光学ビームデフレクタとは、回転軸線を中心として一緒に回転させられると共に、回転中、互いに対する相対位置を変化させない。
【００３０】
別の実施形態では、光学ビームデフレクタ対は回転軸線を中心として回転させられてよく、カメラは固定された位置に留まることが考えられる。
【００３１】
本発明による医療用観察装置または本発明による方法の別の実施形態では、回転軸線は、カメラの光学軸と一致している。この実施形態では、カメラは固定された位置に留まっていてよく、少なくとも１つの光学ビームデフレクタ、好適には光学ビームデフレクタ対は、回転支持装置により回転させられる。
【００３２】
カメラの光学軸に相当する回転軸線は、少なくとも１つの光学デフレクタ、好適には対の第１の光学ビームデフレクタに配置されている。１つの好適な実施形態では、光学ビームデフレクタは所定の向きを有しており、光学ビームデフレクタは、ほぼ４５°の角度でカメラの光学軸に向けられてよい。ただし、少なくとも１つの光学ビームデフレクタが傾斜可能かつ／または回転可能な場合には、別の所定の向きも可能である。
【００３３】
つまり、医療用観察装置は、単一の定置の回転軸線を有していてよく、この回転軸線を中心として回転支持装置が回転され得る。定置の回転軸線は、棒材または類似の構造体として具体化され得る支持構造体の向きを確定することができ、前記構造体には駆動システムが取り付けられて支持され得る。駆動システムは、回転軸線を中心とした回転支持装置を回転駆動させるように具体化されている。
【００３４】
よってカメラおよび／または少なくとも１つの光学ビームデフレクタは、回転軸線と一致する位置に配置されている。
【００３５】
上述したように、カメラは回転支持装置により、少なくとも１つの光学ビームデフレクタと共に回転され得る。このような実施形態では、手術範囲の断面、すなわち手術中の画像データは、手術範囲に対して回転され得る。回転支持装置のこのような実施形態が、（デフレクタサブアセンブリから手術範囲の方を見たとき）時計回り方向でほぼ９０°だけ回転させられると、手術中の画像データ、より正確には映される手術範囲の断面は、ほぼ９０°だけ反時計回り方向に回転させられたように見える。
【００３６】
その位置、特にその目の位置は不変であり続ける外科医の妨害を避けるために、本発明による観察装置の別の実施形態には、光学カメラ軸を中心として回転可能なビューイングカメラが含まれていてよい。
【００３７】
例えば、追加的な観察者が追加的なスクリーンを見る場合、観察者は（手術範囲、すなわち患者の方を向いた）外科医に対して９０°だけ回転した、外科医の左側および／または右側に立っている。このような実施形態は、追加的な観察者の目視方向に関して正しい向きに対応するように、映される手術範囲の部分を９０°だけ時計回り方向または反時計回り方向に回転させることを可能にする。
【００３８】
同様に、映される手術範囲を１８０°だけ回転させることも可能であり、これにより、外科医の反対側に立ちひいては反対方向を向いた追加的な観察者にとっての正しい位置決めに適合するように、映される手術範囲を調整することができる。
【００３９】
本発明の１つの特に有利な実施形態では、回転支持装置の回転軸線は、カメラの光学軸と一致しており、カメラの光学軸の位置において、第１の光学ビームデフレクタはカメラの光学軸に対してほぼ４５°の角度で配置されており、これにより、第１の光学ビームデフレクタはほぼ９０°だけ、カメラの光学軸の変向を導入するようになっている。
【００４０】
第１の光学ビームデフレクタはさらに、少なくとも１つ、好適には２つの光学軸を中心として傾斜可能である。つまりこのような光学ビームデフレクタは、変更、修正または走査されるべきカメラの光学軸を２方向に方向付けることを可能にする。カメラの変向された（すなわち９０°だけ変向された）光学軸は、好適には第２の光学ビームデフレクタの方に向けられており、第２の光学ビームデフレクタもほぼ４５°の角度で、前記カメラの変向された光学軸の方に向けられてよい。
【００４１】
その結果、第２の光学ビームデフレクタは、既に変向された光学カメラ軸を、手術範囲に向けられた光学視軸内へ変向させることになる。よってこのような光学視軸は、最初の光学カメラ軸に対してほぼ平行に向けられてよく、両軸は、第１の光学ビームデフレクタと第２の光学ビームデフレクタとの間の間隔により決められる距離だけ、互いからずらされている。
【００４２】
第２の光学ビームデフレクタも、２つの軸線を中心として傾斜可能であってよく、第１および／または第２の光学ビームデフレクタの２つの傾斜軸線は、好適には変向が生じる平面内に配置されている。よって２つの傾斜軸線は、変向（すなわち反射）が生じ得る変向平面を張設し得る。
【００４３】
このことは、２つの軸線のうちの１つを中心とした傾斜により、直線的な変向が生じる、という利点を有している。直線的な変向は、変向された軸が（非曲線的な）平面内に留まっている、光学ビームまたは光学軸の変向を意味する。
【００４４】
傾斜軸線は、好適には互いに直交しており、これにより、２つの独立した傾斜軸線を中心とした２種の傾斜の重なり合いにより、ほぼ任意の変向が達成され得る。このことは、所定の角度および所定の位置に位置決めされる光学視軸を可能にする。つまり、光学視軸は並進され得ると共に、その角度を変更され得る。
【００４５】
本発明に係る医療用観察装置の１つの別の実施形態では、デフレクタサブアセンブリに、少なくとも１つのカメラとデフレクタサブアセンブリの少なくとも１つの光学ビームデフレクタとをサポートし、かつ少なくとも１つの光学ビームデフレクタをカメラから可変の距離に位置決めするための、可動の範囲設定サポートシステムが含まれていてよい。対応する本発明による方法では、カメラと少なくとも１つの光学ビームデフレクタとの間の距離は、可動の範囲設定サポートシステムを用いて変えられる。この実施形態は、手術範囲に対する光学視軸の角度位置の範囲が増大され得る、という利点を有している。
【００４６】
光学視軸は、その始点を一方の光学ビームデフレクタ（より正確には、変向される光および／または照明の光路を考慮すると、手術範囲に最も近いビームデフレクタ）のところに有していると理解され得る。可動の範囲設定サポートシステムは、前記始点の位置を変える。これに関して「始点」という用語は、光軸が通過する所定の１点を意味し、電磁放射が放射されかつその伝搬が始まる点を意味するものではない。よってこの実施形態は、変向されるべき光学視軸の可能な傾斜を可能にすると共に、追加的に、結果として生ぜしめられる光学視軸の、可動の範囲設定サポートシステムを介した移動による並進をも可能にする。
【００４７】
より好適には、医療用観察装置または対応する方法には、光学ビームデフレクタ対と、回転支持装置の回転軸線に一致する光学視軸を有するビューイングカメラとが含まれていてよく、第２の光学ビームデフレクタは、範囲設定サポートシステムにより、カメラから可変の距離に位置決めされ得る。
【００４８】
つまり、第１の光学ビームデフレクタと第２の光学ビームデフレクタとの間の距離は変更され得る。好適には、ビューイングカメラおよび単一の光学ビームデフレクタが存在する場合には、範囲設定サポートシステムにより始められる移動は、光学カメラ軸に沿って生ぜしめられる。光学ビームデフレクタ対が設けられている場合には、変向された光学カメラ軸（すなわち第１の光学ビームデフレクタと第２の光学ビームデフレクタとの間の軸）に沿って移動が生ぜしめられてよい。
【００４９】
光学ビームデフレクタの幾何学形状的な広がり、および傾斜軸線を中心とした、光学ビームデフレクタの最大限に可能な傾斜が、手術範囲に供給されるまたは手術範囲から検出される光の光路の可能な傾斜範囲を決めることに注意されたい。
【００５０】
さらに、光路の方向付け用に２つ以上の光学ビームデフレクタが適用されてもよく、このようなアセンブリは、システムの可能な走査範囲を拡張しない、ということにも注意されたい。３つの光学ビームデフレクタを含む医療用観察装置は、ビーム路の可能な走査方向に関して、実際には過剰である。
【００５１】
ビームデフレクタにより変向されたビームの軸が特定の角度で空間内の特定の点に到達するように、２つの光学ビームデフレクタを調整する方法は、特にレーザ物理学において「ビームウォーキング」または「ウォーキングビーム」として知られている。
【００５２】
可動の範囲設定サポートシステムには、ガイド路、引き延ばされたガイドリセスまたはガイド棒または類似したものが含まれていてよく、これに沿って、少なくとも１つのカメラおよび少なくとも１つの光学ビームデフレクタが移動され得る。ガイドリセスまたはガイド溝孔を有する１つの実施形態は、前記孔またはリセスを通して光学視軸を手術範囲の方に変向するために、追加的に使用され得る。
【００５３】
本発明に係る医療用観察装置または本発明に係る方法の１つの別の実施形態では、範囲設定サポートシステムは、回転支持装置によりサポートされている。このことは、変向されたカメラ軸の回転が、回転中に、光学ビームデフレクタまたは第２の光学ビームデフレクタに対して誤って整合することはない、という利点を有している。範囲設定サポートシステム全体が、少なくとも１つのカメラと、デフレクタサブアセンブリの少なくとも１つの光学ビームデフレクタと共に回転させられる。
【００５４】
範囲設定サポートシステムには、光学ビームデフレクタが取り付けられたスライダ装置が含まれていてよい。一対の光学ビームデフレクタが適用された場合、第２の光学ビームデフレクタはスライダに取り付けられてよい。
【００５５】
医療用観察装置または本発明に係る方法の別の実施形態では、範囲設定サポートシステムに、第２の回転軸線を中心として回転可能な回転サブシステムが含まれていてよい。前記第２の回転軸線は、好適には回転支持装置の回転軸線に対して平行であるが、実質的には回転支持装置の回転軸線に対して並進されている。
【００５６】
別の実施形態では、回転支持装置と範囲設定サポートシステムの動きの組合せが、所定の平面内での動きに制限されてよい。
【００５７】
本発明による医療用観察装置または方法の１つの別の有利な実施形態では、範囲設定サポートシステムは、サポートシステム軸線を中心として回転可能な半径方向範囲設定サポートシステムであり、半径方向範囲設定サポートシステムの回転は、回転支持装置の回転と同期化され得る。
【００５８】
この実施形態は、光学ビームデフレクタとカメラとの間または第１の光学ビームデフレクタと第２の光学ビームデフレクタとの間の距離における変化を得るために、２つの回転運動を組み合わせている。前記のような同期化は、要素、すなわち半径方向範囲設定サポートシステムに取り付けられたまたはサポートされた光学ビームデフレクタの追加的な回転を必要としてよい。好適には、光学ビームデフレクタはサポートシステム軸線に関して、中心から外れて位置決めされている。
【００５９】
本発明による医療用観察装置の１つの別の特別に有利な実施形態では、カメラデフレクタサブアセンブリに、光学視軸が光学観察軸と一致する、少なくとも１つの手術モードが含まれている。本発明による方法の対応する実施形態では、光学視軸と光学観察軸とが重ね合わされる、または重畳させられる。この実施形態は、観察軸の角度が光学観察軸、すなわちユーザの視線がこれに沿って向けられる光軸に相当しているため、手術範囲の直感的な手術またはマニプレーションを可能にするので、特に有利である。
【００６０】
つまり、ユーザが見ている視点が、ユーザが手術範囲を直接に見たときにユーザが認識するであろう視点と等しくなっている。ただし、手術範囲の画像に加え、別の情報もモニタアセンブリに表示され、ユーザ、すなわち外科医により認識され得る。
【００６１】
この手術モードは、好適には視線追跡装置を含んでいてよい医療用観察装置または方法の１つの別の実施形態により設定することができ、視線追跡装置には、ユーザの観察位置の方に向けられた視野を有しかつ光学観察軸の向きを表す視線追跡データを供給する視線追跡カメラ、および視線追跡データに依存して、ビューイングカメラ、画像取得アセンブリの少なくとも１つの光学ビームデフレクタ、モニタ装置および画像ディスプレイアセンブリの少なくとも１つの観察ビームデフレクタのうちの少なくとも１つの位置を制御するためのモーションコントローラ、が含まれている。
【００６２】
このことは、ユーザの目視方向が視線追跡カメラにより検出され、視線追跡データの形で有効にされ、モーションコントローラに供給（すなわち入力）され、次いでモーションコントローラが視線追跡データに基づき、画像ディスプレイアセンブリの少なくとも１つの観察ビームデフレクタの傾斜、および少なくとも１つの光学ビームデフレクタの位置および／または傾斜を調節する、という利点を有している。
【００６３】
例示的で非限定的な例として、ユーザはその目をやや左側に動かしてよく、このことは視線追跡カメラにより検出され得る。次いで、ユーザの視線方向が変化する間に、いくつかの同時調節が行われてよい。
【００６４】
ユーザの視界がモニタアセンブリを迂回すること（すなわちユーザの視野が最早モニタの位置に適合していないこと）を防ぐために、少なくとも１つの観察ビームデフレクタは、モニタアセンブリがユーザの視野内に留まるように調節され得る。
【００６５】
同時に、（光学ビームデフレクタまたは第２の光学ビームデフレクタに位置決めされた）光学視軸の始点を、ユーザの光学観察軸の仮想延長部に位置決めするために、回転支持装置および範囲設定サポートシステムを調節することができ、少なくとも１つの光学ビームデフレクタの傾斜が、光学視軸の角度調節のために適用され、これにより、光学視軸はユーザの観察軸の仮想延長部と一致する。
【００６６】
さらに視線追跡カメラは、光学ビームデフレクタ、モニタ装置または少なくとも１つの観察ビームデフレクタを再調節するために適用されるだけでなく、医療用観察装置の別の機能を制御するためにも適用され得る、ということが考えられる。
【００６７】
モニタ装置は、例えば追加的な情報または外科医に見える仮想の手術モードスイッチを投影する。前記追加的な情報／仮想スイッチを所定の時間、直接に目視することで、医療用観察装置の特定の設定が適合または変更され得る。このような設定は、例えばＭＲＴ測定、ｘ線または蛍光測定から引き出された追加的な情報の光の強さ、コントラスト、拡大、オーバラップ、視野の回転等であってよい。これらの設定を制御することにより、手術の中断が防止され得る。
【００６８】
本発明に係る医療用観察装置または本発明に係る方法の１つの別の実施形態では、画像ディスプレイアセンブリに、別のビームデフレクタ装置が含まれていてよく、別のビームデフレクタ装置は、視線追跡カメラの光学軸を観察デフレクタに向けて変向するために、視線追跡カメラと観察ビームデフレクタとの間に配置されている。このような実施形態により、視線追跡カメラは（その光学軸に関して）観察ビームデフレクタの方に向けられており、ひいてはユーザの目にも向けられていることになる。よって視線追跡カメラは、直接ユーザに向けられていることになり、ユーザが見る方向の較正および検出を容易にする（換言すると、ユーザの視野の角度を模す）。
【００６９】
視線追跡カメラは、近赤外スペクトル内で作動するカメラとして具体化され得るので、ユーザ、すなわち外科医の気が散ることはない。別のビームデフレクタは、半透明部材、または近赤外放射のみを反射するが照明光および／または（手術範囲から生じる）検出されるべき光の透過を可能にするために好適には完全に透明であるダイクロイックミラーとして具体化され得る。よって別のビームデフレクタは、ユーザの気を散らさずに、ユーザの目に光学的に良好に到達することを保証する。
【００７０】
本発明に係る医療用観察装置または方法の別の実施形態では、ビューイングカメラと少なくとも１つの光学ビームデフレクタとは、３Ｄカメラシステムにより供給される３Ｄカメラデータに基づき、互いに対して位置決めされる。
【００７１】
特に深型手術用キャビティ内での手術中、すなわち神経外科手術中に、３Ｄカメラシステムは、ビューイングカメラを調節して深型手術用キャビティ内へ直接に向けるように、手術範囲のいわゆる目印または特別な構造体を検出するために適用され得る。例えば、手術用キャビティの壁を支持するためにチューブが使用されてよく、チューブの位置の読出しが、医療用観察装置の光学視軸の整合に用いられてよく、これにより、医療用観察装置が狭い手術用キャビティの内部へ真っ直ぐに向けられる。
【００７２】
この整合は一般に、外科医により手動で行われた場合には時間のかかるプロセスである。よって、手術範囲に向けてビューイングカメラを位置決めすること、より好適には光学視軸を位置決めすることが、３Ｄカメラデータに基づき自動的に行われると、有利である。
【００７３】
３Ｄカメラシステムには、可視スペクトル内、近赤外スペクトル内または赤外スペクトル内でも作動する２つの３Ｄカメラが含まれていてよい。光学カメラ軸を位置決めするためには、特別に準備された検出目印、マーキングまたはタグが付けられた範囲または手術道具を適用することができ、これにより、光学カメラ軸は深型手術用キャビティの内部に向けられる。
【００７４】
以下に、本発明による医療用観察装置の特定の実施形態を示す添付の図面を用いて本発明を説明する。対応する、本発明に係る方法の実施形態は、各装置の説明によりカバーされる。図面は純粋に例示的な実施形態を示すものであり、各実施形態の特定の技術的な特徴は、互いに任意に組み合わされてよいか、または本発明にとって、省略される技術的な特徴により得られる技術的な効果が重要でない場合には省略さえされてよい。いくつかの技術的な特徴および同じ技術的な効果を有する技術的な特徴は、同じ参照符号を用いて表す。説明の反復は省略する一方で、２つの図面間での技術的な特徴の相違については明確にする。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）は、医療用観察装置の従来技術による構成および本発明に係る医療用観察装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は、ロボットアームを基礎とするシステムを適用した従来技術による構成の作動原理と、本発明に係る医療用観察装置の本発明に係る画像取得アセンブリとを比較して示す拡大図であり、図２（ｃ）は、本発明に係る画像取得アセンブリの可能な配置を示す図である。
【図３】本発明に係る医療用観察装置の第２の実施形態を示す図である。
【図４】本発明に係る医療用観察装置の別の実施形態およびその特別な手術モードを示す図である。
【図５】本発明に係る医療用観察装置の異なる手術モードの作動原理を概略的に示す図である。
【図６】本発明に係る回転支持装置および範囲設定サポートアセンブリの異なる実施形態を示す図である。
【００７６】
図１（ａ）には、当該技術の複数の医療用観察装置１が示されている。これらは外科用顕微鏡３として具体化することができ、外科用顕微鏡３には接眼レンズ７を装備していてよい。
【００７７】
当該技術の医療用観察装置１の別の実施形態は、ロボットアームを基礎としたシステム５であり、このシステム５には、ロボットアーム１１により位置決めされるビューイングカメラ９が含まれる。図１（ａ）に示すロボットアーム１１は単に例示的なものであるに過ぎない、すなわち異なる数の軸を有するロボットアームが適用されてもよい。
【００７８】
外科医１３（または観察者、またはユーザ）は接眼レンズ７を覗くか、またはディスプレイ１５を見る。従来技術による各構成には、外科医１３により確定される光学観察軸１７が含まれる。各システムにはさらに、手術範囲２１に向けられた光学視軸１９が含まれる。各軸１７，１９は、光束２３内の中心に配置されていることに注意されたい。
【００７９】
図１（ａ）には、外科用顕微鏡３のケースでは、外科医１３により見られる仮想画像２５が手術範囲２１を示すだけに過ぎず、光学観察軸１７は、観察偏差角２７で光学視軸１９に向けられているという欠点が生じる、ということが示されている。ロボットアームを基礎としたシステム５の構成では、観察偏差角２７は、外科用顕微鏡３の構成におけるよりもはるかに大きくなり得る。このことは、このようなロボットアームを基礎としたシステム５の操作があまり直感的でないと見なされると共に、特別な訓練を必要とする１つの理由になり得る。さらに、ロボットアーム１１はこれを収容するための手術室内の大きなスペースと、その操作に必須の基礎構造とを必要とする。
【００８０】
図１（ｂ）には、本発明による医療用観察装置１が示されている。外科医１３は、特に彼または彼女の目２９ａの位置により決められる、ユーザの観察位置２９に位置している。外科医１３は、図示の実施形態ではミラー３３として具体化された観察ビームデフレクタ装置３１を注視している。
【００８１】
観察ビームデフレクタ３１は、光学観察軸１７を、ユーザの観察位置２９からモニタ装置３５に向かって変向させる。モニタ装置３５はディスプレイ１５として具体化され得ると共に、観察ビームデフレクタ３１の向きに依存していてよい。モニタ装置３５は、外科医１３が見る仮想画像２５とは異なる位置に配置されている。
【００８２】
少なくとも１つの観察ビームデフレクタ３１（別の実施形態は２つ以上の観察ビームデフレクタ３１を含み得る）、光学観察軸１７、モニタ装置３５および可能な別の光学素子（図示せず）は、外科医１３、ユーザまたは観察者用の医療用観察装置１に対するインタフェース３９として働く画像ディスプレイアセンブリ３７を形成する。
【００８３】
本発明に係る医療用観察装置１にはさらに、図１（ｂ）に示すような簡単な実施形態では単にビューイングカメラ９を有するに過ぎないカメラサブアセンブリ４３および図２（ｂ）を参照してより詳細に説明するデフレクタサブアセンブリ４７を備えた画像取得アセンブリ４１が含まれる。
【００８４】
図２（ａ）には、本発明に係る医療用観察装置１の本発明に係る画像取得アセンブリ４１（図２（ｂ））と比較した、ロボットを基礎としたシステム５が適用された従来技術による構成の作動原理の拡大図が示されている。
【００８５】
従来技術による構成では、ビューイングカメラ９はロボットアーム１１に取り付けられており、３次元空間内で自由に並進させられかつ回転され得る。よってビューイングカメラ９を、球面５１に位置し得る複数の軌道４９上で動かすことが可能である。
【００８６】
さらに、ビューイングカメラ９は傾斜され得、このことは破線を用いて描かれた複数の傾斜軌道５０により示されている。つまり傾斜軌道５０は、生じ得る傾斜１４５を示している。ビューイングカメラ９の傾斜１４５は、光学視軸１９が手術面６５に向けられる少なくとも１つの、好適には２つの入射角６１，６３をユーザ１３が変更することを可能にする。入射角６１，６３は別個に示されている。手術面６５は患者６７に対して空間的に固定されておりかつ好適には球面５１の中心５３を含んでいる、すなわちビューイングカメラ９およびその光学系（図示せず）は調節されている、すなわち手術面６５に焦点が合わせられていることに注意されたい。この概略図は、例示的な光学視軸１９の第１の投影６９ａおよび第２の投影６９ｂを示しており、第１の投影６９ａでは第１の入射角６１が達成され、第２の投影６９ｂでは第２の入射角６３が達成される。この従来技術は、入射角６１，６３のほぼ全ての任意の組合せを可能にする。
【００８７】
前記球面５１の中心５３は、手術範囲２１内に配置されており、手術範囲２１はチューブ５７により開かれたままの、深型手術用キャビティ５５である。チューブ５７は、手術範囲２１に対してビューイングカメラ９を位置決めし得る、複数の３Ｄマーカ５９を有している。
【００８８】
図２（ａ）に示した従来技術では、ビューイングカメラ９全体がロボットアーム１１により動かされるなかで、特定の重いカメラ９、高感度のカメラ９および例えば冷却用等の繊細な基礎構造を必要とするカメラの適用を不可能にする重量制限が適用され得る、ということが見られる場合がある。
【００８９】
図２（ｂ）には、上述したビューイングカメラ９およびデフレクタサブアセンブリ４７を含む、本発明による画像取得アセンブリ４１が示されている。デフレクタサブアセンブリ４７には、ビューイングカメラ９から患者６７までの光路７３に沿った２つの光学ビームデフレクタ７１が含まれ、これらは第１の光学ビームデフレクタ７１ａおよび第２の光学ビームデフレクタ７１ｂと呼ばれる。
【００９０】
第１の光学ビームデフレクタ７１ａおよび／または第２の光学ビームデフレクタ７１ｂは、ミラー３３として具体化され得、前記ミラー３３は、互いに平行にかつ反対向きに配置されている。ビューイングカメラ９は、ビューイングカメラ９が向けられている方向を示す光学カメラ軸７５を有している。
【００９１】
第１の光学ビームデフレクタ７１ａは、ほぼ４５°の角度で光学カメラ軸７５に向けられており、これにより変向された光軸７５ａは、光学カメラ軸７５に対して実質的に垂直に向けられている。
【００９２】
図２（ｂ）に示す実施形態では、第２の光学ビームデフレクタ７１ｂは軌道４９に沿って可動であるが、この軌道４９は、本実施形態では直線的に示されている。追加的に第２の光学ビームデフレクタ７１ｂは、破線で描かれた傾斜軌道５０により示されるように、傾斜可能である。
【００９３】
第２の光学ビームデフレクタ７１ｂと患者６７との間の光路７３は、手術範囲２１に向けられた光学視軸７７と呼ばれる。
【００９４】
従来技術による構成とは異なり、ビューイングカメラ９は固定された位置に留まっており、光学視軸７７を直線的に並進させかつ／または角度を成す方向に向けるためには、第２の光学ビームデフレクタ７１ｂの動き（並進および／または傾斜）が適用される。
【００９５】
医療用観察装置１の本発明に係る画像取得アセンブリ４１の別の実施形態では、第１の光学ビームデフレクタ７１ａも可動でありかつ／または傾斜可能であってよい。
【００９６】
光路７３が第２の光学ビームデフレクタ７１ｂにぶつかる位置は、始点７９と呼ばれてよい。これに関して、「始点」という用語は、光学視軸７７が通過する、予め決められた１つの点を意味するものであり、電磁放射（患者６７から反射、散乱または放射される光）が生ぜしめられかつその伝搬が始まる点を意味するものではない。
【００９７】
図２（ｂ）に示す実施形態では、第２の光学ビームデフレクタ７１ｂは、１つの軌道４９に沿ってのみ可動である。別の実施形態では、図示の軌道に対して垂直な軌道４９に沿った動きが可能であってよい。ただしこのような実施形態は、光路７３を第２の光学ビームデフレクタ７１ｂ上に維持するために、第１の光学ビームデフレクタ７１ａの角度の再調節を必要とする。さらに、複数の異なる実施形態が、傾斜可能な第１の光学ビームデフレクタ７１ａを含んでいてよい。
【００９８】
追加的に、ビューイングカメラ９は、光学カメラ軸８１を中心として回転可能であってよい。
【００９９】
図２（ｂ）に示す構成では、ビューイングカメラ９は、図面では所定の距離として示されているが図平面内へ延びる二次元の平面により表されてよいカメラの視野８５から、手術中の画像データ８３を捕捉する。
【０１００】
明瞭のために、矩形８７は、光学視軸７７に沿って患者６７を見たところを示している。矩形８７は、チューブ５７および２つの３Ｄマーカ５９を示しており、２つの３Ｄマーカ５９の間にビューイングカメラ９の視野８５が配置されている。この視野は陰影により示されており、チューブ５７の上部５７ａは含まない。ただし後者は、複数の異なる実施形態では当てはまる場合がある。手術中の画像データ８３は、視野８５によりカバーされる手術範囲２１における配光の表示に相当する。
【０１０１】
外科医が図１（ｂ）に示したように位置している場合、矩形８７内に示す部分は時計回り方向で９０°だけ回転され得る。光学カメラ軸８１を中心としたビューイングカメラ９の回転により、視野８５ひいては手術中の画像データ８３も回転され得る。このことは、図１（ｂ）に示した以外の位置からの直感的な観察を可能にする。
【０１０２】
図２（ｃ）には、本発明に係る画像取得アセンブリ４１の異なる構成が示されている。特に、ビューイングカメラ９の位置は、第１の光学ビームデフレクタ７１ａおよび第２の光学ビームデフレクタ７１ｂの初期の向きを決定し得る。図示とは異なる位置に配置されかつその重量および／またはその機械的安定性の要件のために配置しなおすことができないビューイングカメラ９の適用を可能にするために、追加的に、第３の光学ビームデフレクタ（図示せず）が組み込まれてもよい。
【０１０３】
図３には、本発明に係る医療用観察装置１の１つの別の実施形態が示されている。画像ディスプレイアセンブリ３７は図１（ｂ）に示したものに相当し、ここでは観察ビームデフレクタ３１の一部を形成する、追加的なジンバルマウント８９が示されている。ジンバルマウント８９は、ユーザの光学観察軸１７をモニタ装置３５の方に向け直す変更を可能にする。
【０１０４】
画像ディスプレイアセンブリ３７には追加的に視線追跡装置９１が含まれており、視線追跡装置９１には視線追跡カメラ９３、視線追跡カメラ９３と観察ビームデフレクタ３１との間に配置された別のビームデフレクタ装置９５、およびモーションコントローラ９７が含まれる。
【０１０５】
視線追跡カメラ９３は、ユーザの視野、すなわち外科医１３の観察位置２９、特に外科医１３の目２９ａに向けられた視野８５も有している。視線追跡カメラ９３は、３Ｄ追跡軸９９と呼ばれる光学カメラ軸も有している。３Ｄ追跡軸９９は、別のビームデフレクタ装置９５と観察ビームデフレクタ３１とにより、外科医１３の目２９ａが検出されるように変向され、外科医１３の視線方向の変化は、視線追跡装置９１により検出可能である。
【０１０６】
つまり視線追跡カメラ９３は、矩形パルス１０３により図示された、光学観察軸１７の方向を表す視線追跡データ１０１を供給する。視線追跡データ１０１は、モーションコントローラ９７に供給されてよい。
【０１０７】
モーションコントローラ９７には、視線追跡データ１０１を変向コントローラ１０７に供給するためのデータ線路１０５が含まれていてよい。つまりモーションコントローラ９７は、ビューイングカメラ９、画像取得アセンブリ４１の少なくとも１つの光学ビームデフレクタ７１、モニタ装置３５および画像ディスプレイアセンブリ３７の少なくとも１つの観察ビームデフレクタ３１のうちの少なくとも１つの位置を制御する。
【０１０８】
明瞭のために、上述した要素を制御するために適用される制御データ線路、モータとしての駆動システム、電力供給線路等は図示されていない。
【０１０９】
図３に示す医療用観察装置１の実施形態では、第１の光学ビームデフレクタ７１ａも傾斜可能であり、傾斜軸線１０９は、光学カメラ軸７５と交差している。傾斜軸線１０９は、好適には第１の光学ビームデフレクタ７１ａの反射面内に位置している。
【０１１０】
追加的に、第１の光学ビームデフレクタ７１ａおよび第２の光学ビームデフレクタ７１ｂは、光学カメラ軸７５と一致する回転軸線１１１を中心として、まとまって回転され得る。このまとまった回転は、回転支持軌道５０ｂにより示されている。回転１４７は、回転軸線１１１を中心として生ぜしめられる。
【０１１１】
このまとまった回転により、手術範囲２１、特に深型手術用キャビティ５５に向けられた光学視軸７７は、光学視軸７７の円錐形または円錐台形の可能な向きが達成されるように回転され得る。この回転の結果、第２の光学ビームデフレクタ７１ｂおよび光学視軸７７に対し、図示の第２の可能な位置１１３が得られる。
【０１１２】
この図面には、モニタ装置３５の仮想位置１１５も示されている。この仮想位置１１５は手術範囲２１と重なっているため、外科医１３による直感的なハンドリングを可能にする。仮想位置１１５は、外科医１３がモニタ装置３５を明確に認識する位置を表す。
【０１１３】
図４には、本発明に係る医療用観察装置１の１つの特別な手術モードＭ、すなわち以下に説明する組合せ手術モードＭｍが示されている。
【０１１４】
図４には、先行の各実施形態とは異なる医療用観察装置１の１つの実施形態が示されており、この実施形態では、ビューイングカメラ９は直接に手術範囲２１を見ている、ということに注意されたい。ただし、組合せ手術モードＭｍは、１つのビューイングカメラ９’と、デフレクタサブアセンブリ４７’の２つの光学ビームデフレクタ７１’とにより示されているように、先行して示した医療用観察装置１のいずれの実施形態によっても設定され得る。
【０１１５】
組合せ手術モードＭｍは、この手術モードＭと同様に特に有利であり、画像取得アセンブリ４１（または光学ビームデフレクタ７１’とビューイングカメラ９’とが適用されている場合には画像取得アセンブリ４１’）の光学視軸７７は、ユーザ、すなわち外科医１３の光学観察軸１７と一致している。したがって、モニタ装置３５のディスプレイ１５の仮想位置１１５は、外科医１３が見る仮想画像２５の位置と一致し得る。換言すると、外科医１３には、観察ビームデフレクタ３１または画像取得アセンブリ４１，４１’が存在しない場合に少なくとも手術範囲２１を観察する観察角度に関して、外科医１３の視野に正確に適合し得るディスプレイ１５に示された、手術中の画像データ８３が供給される。
【０１１６】
外科医１３は手術中、特に内視鏡が適用される場合には、外科用器具、すなわちメス等の動きを「置換」するように訓練されているとはいえ、前記組合せ手術モードＭｍが、（外科医１３が手術範囲２１を明確に直視する）手術を行う最も直感的な方法を模したものである。
【０１１７】
本発明による医療用観察装置１の別の実施形態では、モニタ回転軸線１１７を中心として傾斜可能でありかつ／または軌道４９に沿って可動のモニタ装置３５が設けられている。図５（ａ）および図５（ｂ）には、本発明による医療用観察装置１のこのような作動原理が概略的に示されている。
【０１１８】
図５（ａ）に見られるように、ビューイングカメラ９は、手術範囲２１に対して垂直に向けられた光学視軸７７を有している。ビューイングカメラ９により記録される手術中の画像データ８３は、ディスプレイ１５に示される。ディスプレイ１５は、９０°とは異なる傾斜角１１９に向けられているので、外科医１３が見たときの仮想画像２５は、手術範囲２１の平面内に位置することになる。よって外科医１３は、破線で図示された画像投影１２１を認識する。このような投影１２１は、手術範囲の距離および角度をややひずませる。
【０１１９】
図５（ｂ）に示すように、ディスプレイ１５を反時計回り方向に回転させることにより、外科医１３が見たときの仮想画像２５は、投影１２１（投影が存在しないため図５（ｂ）には図示せず）によるひずみが生じないように、手術範囲２１に対して傾斜されることになる。外科医１３は、正確に表示された距離および角度を見る。ただし、仮想画像２５の中心から離れた領域１２３を見た場合に、外科医１３が患者６７の実際の位置を過大に見積もるか、または過小に見積もることがある。
【０１２０】
図６（ａ）および図６（ｂ）にはそれぞれ、本発明による回転支持装置１２５および範囲設定サポートアセンブリ１２７の異なる実施形態が示されている。両図の下側の区画の目視方向は、手術範囲２１から光学視軸７７に沿って少なくとも１つの光学ビームデフレクタ７１の方に向けられている。両図の上側の区画には、本発明による回転支持装置１２５の側面図が示されている。
【０１２１】
回転支持装置１２５にはさらに、３Ｄカメラシステム１２８が含まれており、３Ｄカメラシステム１２８は、複数の３Ｄカメラ１２９を有している。３Ｄカメラ１２９は既に、図３に示されている。３Ｄカメラシステム１２８は、３Ｄカメラデータ１３０（単に図示するに過ぎず、さらに説明はしない）を供給する。３Ｄカメラシステム１２８はさらに、３Ｄコントローラ（図示せず）を有していてよく、３Ｄコントローラは手術範囲２１内に位置する要素の３Ｄ位置を計算し、かつビューイングカメラ９および／または少なくとも１つの光学ビームデフレクタ７１を制御しかつ／または配置し直すための３Ｄカメラデータ１３０を供給する。
【０１２２】
図６（ａ）に示す回転支持装置１２５の実施形態では、第１の光学ビームデフレクタ７１ａと、第２の光学ビームデフレクタ７１ｂとが支柱１３１を介して、回転軸線１１１を中心とした回転１４７を実施し得る回転基部１３３に取り付けられている。上述したように、回転軸線１１１が光学カメラ軸７５に相当していると有利である。したがって、回転支持装置１２５の回転１４７が、第１の光学ビームデフレクタ７１ａと第２の光学ビームデフレクタ７１ｂとの間の相対位置を変化させることはない。ビューイングカメラ９は、両光学ビームデフレクタ７１と共に回転させられてもよい。
【０１２３】
この実施形態にはさらに、範囲設定サポートアセンブリ１２７も含まれており、範囲設定サポートアセンブリ１２７はガイド溝１３５を有しており、ガイド溝１３５に沿って、第２の光学ビームデフレクタ７１ｂを支持する支柱１３１が、直線的な軌道４９に従って動かされてよい。
【０１２４】
図６（ｂ）には本発明による回転支持装置１２５の別の実施形態が示されており、この実施形態において範囲設定サポートアセンブリ１２７は、半径方向範囲設定サポートシステム１３７として具体化されている。この実施形態では、第１の光学ビームデフレクタ７１ａは回転基部１３３により支持されておりかつ回転軸線１１１を中心として回転可能である。この実施形態でも、ビューイングカメラ９は同じ軸線１１１を中心として回転可能であってよい。この実施形態の半径方向範囲設定サポートシステム１３７は、直線運動は行わないが、回転軸線１１１から実質的に平行にずらされたサポートシステム軸線１３９を中心とした回転１４７を行う。
【０１２５】
第２の光学ビームデフレクタ７１ｂは、支柱１３１により支持されており、半径方向範囲設定サポートシステム１３７のサポートシステム基部１４１に取り付けられている。
【０１２６】
回転支持装置１２５および半径方向範囲設定サポートシステム１３７は、互いに独立して回転され得るか、または同時に回転され得る。
【０１２７】
特に、回転支持装置１２５の回転１４７と、半径方向範囲設定サポートシステム１３７の（偏心）回転１４７との組合せにより、第１の光学ビームデフレクタ７１ａと第２の光学ビームデフレクタ７１ｂとの間の距離１４３が変えられる。
【０１２８】
第１の光学ビームデフレクタ７１ａおよび第２の光学ビームデフレクタ７１ｂ上に光路７３を維持するために、各光学ビームデフレクタ７１も回転可能であってよい。
【符号の説明】
【０１２９】
１  医療用観察装置
３  外科用顕微鏡
５  ロボットアームを基礎としたシステム
７  接眼レンズ
９，９’  ビューイングカメラ
１１  ロボットアーム
１３  外科医
１５  ディスプレイ
１７  光学観察軸
１９  光学視軸
２１  手術範囲
２３  光束
２５  仮想画像
２７  観察偏差角
２９  ユーザの観察位置
２９ａ  目
３１  観察ビームデフレクタ
３３  ミラー
３５  モニタ装置
３７  画像ディスプレイアセンブリ
３９  インタフェース
４１  画像取得アセンブリ
４３  カメラサブアセンブリ
４７，４７’  デフレクタサブアセンブリ
４９  軌道
５０  傾斜軌道
５０ａ  別の傾斜軌道
５０ｂ  回転支持軌道
５１  球面
５３  中心
５５  深型手術用キャビティ
５７  チューブ
５７ａ  上部
５９  ３Ｄマーカ
６１  入射角
６３  入射角
６５  手術面
６７  患者
６９ａ  第１の投影
６９ｂ  第２の投影
７１，７１’  光学ビームデフレクタ
７１ａ  第１の光学ビームデフレクタ
７１ｂ  第２の光学ビームデフレクタ
７３  光路
７５  光学カメラ軸
７５ａ  変向された光軸
７７  光学視軸
７９  始点
８１  光学カメラ軸
８３  手術中の画像データ
８５  視野
８７  矩形
８９  ジンバルマウント
９１  視線追跡装置
９３  視線追跡カメラ
９５  別のビームデフレクタ装置
９７  モーションコントローラ
９９  ３Ｄ追跡軸
１０１  視線追跡データ
１０３  矩形パルス
１０５  データ線路
１０７  変向コントローラ
１０９  傾斜軸線
１１１  回転軸線
１１３  第２の位置
１１５  仮想位置
１１７  モニタ回転軸線
１１９  傾斜角
１２１  画像投影
１２３  中心から離れた領域
１２５  回転支持装置
１２７  範囲設定サポートアセンブリ
１２８  ３Ｄカメラシステム
１２９  ３Ｄカメラ
１３０  ３Ｄカメラデータ
１３１  支柱
１３３  回転基部
１３５  ガイド溝
１３７  半径方向範囲設定サポートシステム
１３９  サポートシステム軸線
１４１  サポートシステム基部
１４３  距離
１４５  傾斜
１４７  回転
Ｍｍ  組合せ手術モード
Ｍ  手術モード
【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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【図６】
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【外国語明細書】
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