(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
術部を照射するための照明光学系を備えた手術用顕微鏡下で使用される内視鏡システムにおいて、上記内視鏡は上記手術用顕微鏡から照射された照明光を取り込むための受光部を有し、上記受光部から取り込んだ照明光を上記内視鏡の観察対象部位に向けて照射する照明光学系を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
上記内視鏡はクランク部を有し、上記照明光を取り込むための受光部が上記クランク部の上面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手術用顕微鏡下で使用する内視鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、脳外科や耳鼻咽喉科などの手術はきわめて微細な手技を要するので、最近では、手術用顕微鏡で患部を拡大かつ立体視しながら手術を行うことが多くなっている。
【０００３】
しかし、手術用顕微鏡で観察を行う場合、死角があり得るが、その死角を観察することを目的として内視鏡を用いる術式が行われる。手術用顕微鏡下で用いる内視鏡は特開平３−１０４３０５号公報やＷＯ９６／０２８６３号において提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）
一般に内視鏡は観察部位を照明するための照明光を導くライトガイドが備え、外部に離れて設置される内視鏡用光源装置とはライトガイドケーブルによって接続される。従って、術者が手術用顕微鏡下で内視鏡を使用する場合、ライトガイドケーブルが術部の近傍に這い回る状態に配置され、術部周辺が非常に煩雑になっていた。また、観察中に内視鏡を動かすと、ライトガイドケーブルも同時に移動をするため、術部近傍の他の機器にライトガイドケーブルが引っ掛かるなど、内視鏡の操作性を低下させる要因となっていた。
【０００５】
さらに、内視鏡を使用する場合、内視鏡用光源装置を準備し、内視鏡にライトガイドケーブルを接続する作業を行うためのセッティングに多くの時間がかかっていた。
【０００６】
また、従来の発明の場合、内視鏡と手術用顕微鏡がイメージガイドファイバー用ケーブルで接続され、内視鏡像が手術用顕微鏡の視野内で観察される。しかしながら、手術用顕微鏡と内視鏡がイメージガイドファイバー用ケーブルによってつながれているため、手術用顕微鏡を移動させようとした場合、内視鏡も追従してしまう虞がある。また、イメージガイドファイバー用ケーブルの長さを充分にとった場合、イメージガイドファイバー用ケーブルが術部に垂れ下がり、手術の妨げとなる。
【０００７】
（目的）
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ケーブル類が術部近傍に来て、内視鏡及び手術用顕微鏡の操作性を妨げるようなことがないシステムを構築できる内視鏡システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】
（手段）
請求項１に係る発明は、術部を照射するための照明光学系を備えた手術用顕微鏡下で使用される内視鏡システムにおいて、上記内視鏡は上記手術用顕微鏡から照射された照明光を取り込むための受光部を有し、上記受光部から取り込んだ照明光を上記内視鏡の観察対象部位に向けて照射する照明光学系を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、上記内視鏡がクランク部を有し、上記照明光を取り込むための受光部が上記クランク部の上面に配置されていることを特徴とする内視鏡システムである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
[第１の実施形態]
本発明の第１の実施形態を図１および図２に基づいて説明する。図１は内視鏡システム全体の説明図であり、図２は内視鏡の概略的な構成の説明図である。
【００１１】
（構成）
図１において、１は手術用顕微鏡、２は内視鏡である。手術用顕微鏡１は図示しない支持アームで保持され、任意の位置および姿勢に移動可能である。手術用顕微鏡１は立体観察変倍光学系および照明光学系等を内蔵する鏡体３と、後述する内視鏡像を手術用顕微鏡視野内に導く像伝達光学系を内蔵する中間鏡筒４と、一対の接眼光学系を有する接眼鏡筒部５から構成されている。
【００１２】
上記鏡体３には対物レンズ６、ハーフミラー７、変倍光学系８が、その順で下から上に配置して内蔵されている。さらに、ハーフミラー７の側方には照明光学系９およびファイバーバンドル製ライトガイド１０が配置されている。ライトガイド１０の延出端には図示しない光源装置が接続される。
【００１３】
上記中間鏡筒４には上記内視鏡２の観察像を取り込み、観察像を接眼鏡筒部５の視野内に導く像伝達光学系が内蔵されている。この像伝達光学系は対物レンズ１１、リレー光学系１２、ミラー１３、ハーフミラー１４を有しており、その順番で下側から順に配置されている。上記像伝達光学系の対物レンズ１１の光軸は上記鏡体３の観察光軸１８と平行に配置される。リレー光学系１２およびミラー１３は対物レンズ１１の光軸上に位置して配置されている。ハーフミラー１４は上記鏡体３の観察光軸１８上に位置して配置されている。ハーフミラー１４はミラー１３で反射した像を受け、接眼鏡筒部５の視野内に導く。
【００１４】
上記接眼鏡筒５には左右一対の結像レンズ１６および接眼レンズ１７が配置されている。中間鏡筒４は鏡体３および接眼鏡筒部５に対し、観察光軸１８を中心に回転可能に支持されている。
【００１５】
次に、図２に基づき、内視鏡２の構成を説明する。内視鏡２は挿入部１９と、手術用顕微鏡視野を妨げないためにクランク形状をしたクランク部２０と、術者が内視鏡２を保持するための把持部２１の部分によって構成されている。挿入部１９の先端部分には照明レンズ２２が設けられており、その光軸上に位置してライトガイド２３が配置されている。
【００１６】
上記クランク部２０の上面には上記手術用顕微鏡１から照射された照明光を取り込むための受光部３０に配置されている。そして、上記ライトガイド２３の他端からなる出射端は受光部３０に配置されている。ここで、ライトガイド２３は多数のオプチカルファイバー素子を束ねたファイバーバンドルによって構成されている。受光部３０に配置されるライトガイド２３の他端ではオプチカルファイバー素子が受光部３０全体に広がって配置される。受光部３０は内視鏡２の挿入部１９に配置されるライトガイド２３の部分の太さよりも広い。
【００１７】
ライトガイド２３の入射端では広い受光部３０に入射した照明光を集めて各オプチカルファイバー素子の入射端に効率よく入射させる集光手段を設けてもよい。この集光手段としては後述する第２の実施形態で示すように集光レンズを設けたり、各オプチカルファイバー素子の入射端の面積を大きくしたり、集光ミラーを設けたりして構成される。
【００１８】
上記挿入部１９の先端部分には上記照明レンズ２２と並んで対物レンズ２４が設けられており、対物レンズ２４の光軸上にはイメージガイド２５が配置されている。イメージガイド２５の他端は上記クランク部２０内に位置し、同じく上記クランク部２０内にはイメージガイド２５の他端に対向する結像レンズ２６およびＣＣＤ２７が配置されている。
【００１９】
上記把持部２１の部分には上記ＣＣＤ２７からの電気信号を映像信号に変換する映像処理回路２８が内蔵されている。上記把持部２１の手元端部分には映像処理回路２８から映像信号を受けて内視鏡像を映し出す小型のＬＣＤ２９が設けられている。ＬＣＤ２９は手術用顕微鏡１の中間鏡筒４における像伝達光学系に上記内視鏡２の観察像を取り込ませる投影する手段を構成する。手術用顕微鏡１の像伝達光学系に取り込まれた観察像は手術用顕微鏡１の接眼鏡筒部５の視野内に導かれる。
【００２０】
上記小型ＬＣＤ２９は内視鏡２の把持部２１の手元端部分にボールジョイント３５を介して回転自在に接続されていて、小型ＬＣＤ２９の向きを調節できるようになっている。
【００２１】
（作用）
本実施形態の内視鏡システムを使用する場合、手術用顕微鏡１のライトガイド１０を内視鏡用光源装置（図示せず）に接続する。光源装置からの照明光はライトガイド１０および照明光学系９を通り、ハーフミラー７で反射し、対物レンズ６を通過して術部に向けて照射される。
【００２２】
術部での反射光は対物レンズ６を通過し、アフォーカル光束となって変倍光学系８に入射し、再びアフォーカル光束となって変倍光学系８から出射される。変倍光学系８を出射した光束はハーフミラー１４を透過し、左右一対の結像レンズ１６によって結像し、左右の像がそれぞれ対応する接眼レンズ１７によって拡大観察され、その左右の像の視角差によって立体視される。
【００２３】
一方、術者が手術用顕微鏡１の死角となる部位を観察するために内視鏡２を使用する場合には、術者は内視鏡２の把持部２１を把持し、手術用顕微鏡１の対物レンズ６の下方に持ってくる。このとき、内視鏡２の挿入部１９およびクランク部２０は手術用顕微鏡１の視野内で確認できる位置で操作を行うため、手術用顕微鏡１から出射された照明光の一部はクランク部２０の上面に配置された受光部３０からライトガイド２３に入射される。取り込まれた照明光はライトガイド２３を通じて伝送され、照明レンズ２２を通じて視野内を照明する。観察視野は対物レンズ２４によりイメージガイド２５の入射端面に結像され、この像はイメージガイド２５によって伝送され、結像レンズ２６によってＣＣＤ２７に結像し、ＣＣＤ２７によって撮像される。
【００２４】
ＣＣＤ２７から出力された撮像信号は映像処理回路２８によって映像信号に変換され、小型ＬＣＤ２９に写し出される。ここで、術者は小型ＬＣＤ２９の向きをボールジョイント３５によって調整すると共に、中間鏡筒４を回転させ、小型ＬＣＤ２９と中間鏡筒４の対物レンズ１１の光軸を合わせる。すると、小型ＬＣＤ２９に写し出された観察像は中間鏡筒４の対物レンズ１１、リレー光学系１２を通過し、アフォーカル光束となってミラー１３で反射し、さらに、ハーフミラー１４によって屈折せしめられ、上記手術用顕微鏡１の光軸１８と一致して、接眼鏡筒５に入射する。これによって術者は手術用顕微鏡１による観察像と内視鏡２による観察像を同時に観察することができる。この場合、例えば、手術用顕微鏡１による観察領域の一隅に内視鏡２の観察像を写し出す。
【００２５】
（効果）
手術用顕微鏡１から照射された照明光の一部を取り込むことによって内視鏡２の照明が行われるため、内視鏡用光源装置と内視鏡２を接続するライトガイドケーブルが不要となり、術部の近傍にライトガイドケーブルが這い回ることなく、手術の邪魔になる要因がなくなる。また、ライトガイドケーブルが接続されていない分、内視鏡２の操作性が向上する。さらに、内視鏡用光源装置が不要となり、手術室のスペースの削減になるとともに、経費の削減が図れる。
【００２６】
また、ここでの内視鏡２はケーブル類を一切使用することがなく、手術用顕微鏡視野内に内視鏡観察像が取り込めるため、セッティングが楽になると共に、手術用顕微鏡や内視鏡の操作性が向上する。
【００２７】
なお、本実施形態では内視鏡の像伝達としてイメージガイドファイバーバンドルを用いたが、レンズリレーによる像伝達でも同様の効果が得られる。
【００２８】
[第２の実施形態]
本発明の第２実施形態を図３および図４を用いて説明する。図３は内視鏡システム全体の説明図であり、図４は内視鏡の概略的な構成の説明図である。
なお、第１の実施形態と同じ構成については、同一の符号を付与し、その説明を省略する。
【００２９】
（構成）
図３に基づき、手術用顕微鏡１の中間鏡筒４の構成について説明する。中間鏡筒４には焦点距離可変の対物レンズ３１が設けられており、対物レンズ３１は光軸方向に移動可能に支持されている。対物レンズ３１はモーター３４によって移動させられる。対物レンズ３１とリレー光学系１２の間にはハーフミラー３２が設置されており、ハーフミラー３２の反射光軸上には結像レンズ３８およびＣＣＤ３３が配置されている。ＣＣＤ３３は同じく中間鏡筒４内に設けられた制御部３９に接続され、制御部３９は上記モーター３４と通信を行っている。
【００３０】
上記中間鏡筒４はミラー１３を内蔵する第１ブロック４５と、鏡体３および接眼鏡筒５の観察光軸１８上に配置されるハーフミラー１４を内蔵する第２ブロック４６に分かれる。第１ブロック４５は第２ブロック４６に対し、ミラー１３とハーフミラー１４の間の光軸に沿って移動可能であり、モーター４７によって駆動される。また、中間鏡筒４が光軸１８周りに回転することもモーター４８によって駆動される。上記制御部３９はこれらのモーター４７，４８とも通信を行う。
【００３１】
次に、図４に基づき、内視鏡２の構成を説明する。内視鏡２のライトガイド２３の入射端部には照明集光部として集光レンズ４１が配置されている。また、上記把持部２１の手元端部分にはイメージガイド２５の光軸上に位置して結像レンズ４２が配置され、この結像レンズ４２によって把持部２１の手元端に配設した投影手段である不透明スクリーン４３上に内視鏡像を結像するようになっている。また、不透明スクリーン４３の同一面上にはＬＥＤ４４が配置されている。
【００３２】
（作用）
手術用顕微鏡１から出射された照明光の一部は内視鏡２の集光レンズ４１によって集光され、ライトガイド２３に入射させられる。ライトガイド２３に入射した照明光はライトガイド２３から照明レンズ２２を介して内視鏡観察視野に照射する。内視鏡視野は対物レンズ２４によってイメージガイド２５の入射端面に結像し、この像はイメージガイド２５を経て結像レンズ４２によって不透明スクリーン４３上に結像する。
【００３３】
不透明スクリーン４３に写し出された内視鏡像は手術用顕微鏡１の中間鏡筒４に入射する。また、ＬＥＤ４４からの光束も同時に中間鏡筒４に入射する。ＬＥＤ４４の光束は対物レンズ３１を通過し、ハーフミラー３２によって反射せしめられ、結像レンズ３８によってＣＣＤ３３に入射する。ＣＣＤ３３からの撮像信号は制御部３９に入力される。制御部３９ではＣＣＤ３３面上に結像したＬＥＤ４４の光束がフォーカスされているかデフォーカス状態であるかの判定を、ＣＣＤ３３面上に結像したスポットの径の大きさによって行う。デフォーカス状態であるときにはモーター３４に信号を送信し、対物レンズ３１を所要の向きに移動させられ、フォーカス位置に合わせる。ＬＥＤ４４は不透明スクリーン４３と同一面上にあるため、不透明スクリーン４３上の内視鏡像は常にフォーカスがあった状態で手術用顕微鏡１の視野内に導かれる。
【００３４】
制御部３９はＣＣＤ３３面上のＬＥＤ４４の結像位置も検出しており、常に不透明スクリーン４３の中心位置が対物レンズ３１の光軸と一致すべく、モーター４７，４８に信号を出力し、中間鏡筒４の位置を変更する。
【００３５】
（効果）
内視鏡２は集光レンズ４１によって照明光が集光されるため、照明光の取込み効率が良く、内視鏡２の照明が明るくなる。また、内視鏡像の投影にモニターを使用していないため、内視鏡２を小型・安価に作ることができる。また、内視鏡２を移動させた場合でも中間鏡筒４のフォーカスが自動的に追従するため、手術の効率が向上する。
【００３６】
[第３の実施形態]
本発明の第３の実施形態を図５に基づいて説明する。図５は内視鏡システム全体の説明図である。なお、第１の実施形態と同じ構成については同一の符号を付与し、その説明を省略する。
【００３７】
（構成）
内視鏡２の構成を説明すると、そのクランク部２０の上面にはイメージガイド２５の出射端面５１に対向して凹レンズ５２が配置されている。凹レンズ５２はイメージガイド２５によって伝達された内視鏡像を、内視鏡先端部までの距離と等しいｆの位置に虚像を投影する凹レンズである。
【００３８】
（作用）
術者は内視鏡２の先端部に手術用顕微鏡１のフォーカスを合わせることにより、内視鏡像を手術用顕微鏡１の視野内で確認することが出来る。
【００３９】
（効果）
この実施形態によれば、手術用顕微鏡１に内視鏡像を導くために光学系を追加する必要がなく、通常の手術用顕微鏡の構成でも手術用顕微鏡１の視野内で内視鏡像の観察を行うことが可能である。このため、手術用顕微鏡１が通常構成の小型なものでよい。
【００４０】
＜付記＞
１．術部を照射するための照明光学系を備えた手術用顕微鏡と上記手術用顕微鏡下で使用される内視鏡を備えた内視鏡システムにおいて、上記内視鏡は上記手術用顕微鏡から照射された照明光を取り込むための受光部を有し、上記受光部から取り込んだ照明光を上記内視鏡の観察領域に向けて照射する照明光学系を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
【００４１】
２．上記内視鏡は上記受光部から取り込まれた照明光を内視鏡の観察領域に向けて設けた照射窓に導くライトガイドを有することを特徴とする第１項に記載の内視鏡システム。
【００４２】
３．上記受光部が上記ライトガイドの端面によって構成されていることを特徴とする第１，２項に記載の内視鏡システム。
【００４３】
４．上記受光部が上記手術用顕微鏡から照射された照明光を集束して取り込む光学系によって構成されることを特徴とする第１，２項に記載の内視鏡システム。
【００４４】
５．手術用顕微鏡と上記手術用顕微鏡下で使用される内視鏡を備えた内視鏡システムにおいて、上記内視鏡は観察像を投影する投影手段を有し、上記手術用顕微鏡は上記投影手段の像を接眼部の視野内に導く像伝達光学系を有することを特徴とする内視鏡システム。
【００４５】
６．上記像伝達光学系はその入射光軸と上記内視鏡の投影手段の出射光軸との位置を合わせるための調節機構を有することを特徴とする第５項に記載の内視鏡システム。
【００４６】
７．上記像伝達光学系は上記内視鏡の投影手段の出射光軸の位置を検出する検出部を備え、上記調節機構が上記検出部からの信号によって駆動することを特徴とする第５，６項に記載の内視鏡システム。
【００４７】
８．上記内視鏡の投影手段はモニターであることを特徴とする第５から７項に記載の内視鏡システム。
【００４８】
９．上記内視鏡の投影手段はスクリーンであることを特徴とする第５から７項に記載の内視鏡システム。
【００４９】
１０．上記内視鏡の投影手段は凹レンズであることを特徴とする第５から７項に記載の内視鏡システム。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、手術用顕微鏡下で内視鏡を使用する場合に、ライトガイドケーブルを必要とせず、手術の作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る内視鏡システム全体の説明図。
【図２】第１の実施形態に係る内視鏡の概略的な構成の説明図。
【図３】第２の実施形態に係る内視鏡システム全体の説明図。
【図４】第２の実施形態に係る内視鏡の概略的な構成の説明図。
【図５】第３の実施形態に係る内視鏡システム全体の説明図。
【符号の説明】
１…手術用顕微鏡、２…内視鏡、３…鏡体、４…中間鏡筒、
５…接眼鏡筒、６…対物レンズ、７…ハーフミラー、
８…変倍光学系、９…照明光学系、１０…ライトガイド、
１１…対物レンズ、１２…リレー光学系、１３…ミラー、
１４…ハーフミラー、１６…結像レンズ、１７…接眼レンズ、
１８…鏡体の観察光軸、１９…挿入部、２０…クランク部、
２１…把持部、２２…照明レンズ、２３…ライトガイド、
２４…対物レンズ、２５…イメージガイド、２６…結像レンズ、
２７…ＣＣＤ、２８…映像処理回路、２９…ＬＣＤ、３０…受光部。
【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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