(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
術部を光学的に拡大するための第１の観察光学系と、
外部機器からの任意の画像情報を観察するための第２の観察光学系と、
前記第１の観察光学系の観察像と前記第２の観察光学系の観察像とを同時に観察するための接眼光学系を備えた手術用顕微鏡において、
前記第２の観察光学系は前記外部機器の動作情報に基づいて前記外部機器からの画像情報の表示状態を変更可能な表示状態変更手段を具備し、
前記表示状態変更手段は、前記外部機器の動作情報を入力する動作入力部と、前記第１の観察光学系の観察像の観察方向に対して前記第２の観察光学系の観察方向を同一方向に光学的に変更する光学的変更手段と、前記動作入力部からの入力情報に基づき前記光学的変更手段を動作させる制御手段よりなることを特徴とする手術用顕微鏡。
【請求項２】
前記光学的変更手段は、前記第２の観察光学系の倍率を変更可能な倍率変更手段よりなることを特徴とする請求項１に記載の手術用顕微鏡。
【請求項３】
前記光学的変更手段は、前記第１の観察光学系に対して、前記第２の観察光学系の位置を変更可能な表示位置変更手段よりなることを特徴とする請求項１に記載の手術用顕微鏡。
【請求項４】
前記倍率変更手段は、前記第２の観察光学系を構成する変倍光学系を移動させるレンズ移動手段であることを特徴とする請求項２に記載の手術用顕微鏡。
【請求項５】
前記表示位置変更手段は、前記第１の観察光学系の光軸を中心に、前記第２の観察光学系を回転させる回転手段であることを特徴とする請求項３に記載の手術用顕微鏡。
【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による術部の観察中に、他の画像情報を観察可能な手術用顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、手術用顕微鏡を用いて微細な手術を行ういわゆるマイクロサージャリーおいては、より手術を低侵襲にすることを目的とし、手術中にさまざまな画像情報が用いられている。
【０００３】
このような画像情報の１つに、手術用顕微鏡では観察できない部分を観察するための内視鏡や、組織内部の断層像を得るための超音波観測装置がある。さらには手術中の患者の神経の電位を計測するいわゆる神経モニター装置などの診断機器がある。このような画像情報を観察可能とするため、特開昭６２−１６６３１０号公報および特開平１０−３３３０４７号公報は、手術用顕微鏡観察下で内視鏡の画像等を観察可能にした手術用顕微鏡を開示する。
【０００４】
また、顕微鏡には観察者による目の視力（屈折力）の違いを調整するいわゆる視度調整が必要であり、従来の視度調整技術は特開平７−２８１１０３号公報に記載されている。手術用顕微鏡においても手術毎にこの視度調整が行われている。
【０００５】
一方、目の屈折力を測定する方法は特開平３−２００９１４号公報に記載されている。これは、眼底に指標を投影し、眼底からの反射光を検出し、屈折力を測定するものであり、観察者ではなく患者の目の屈折力を測定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開昭６２−１６６３１０号公報および特開平１０−３３３０４７号公報に記載のような手術用顕微鏡では、顕微鏡観察と内視鏡観察とを同一視視野内で行うことが可能であるが、しかし、術部の領域内で内視鏡を移動させるときは、内視鏡画像の観察と合わせて、内視鏡で組織を損傷しないようにするために顕微鏡像上で内視鏡の先端を確認しながら行わなければならない。したがって、顕微鏡の視野は内視鏡画像にさえぎられないこと、換言すると、内視鏡画像が顕微鏡像上で小さく表示されることが望ましい。
【０００７】
一方、内視鏡画像を見ながら処置等を行う場合は、内視鏡画像は十分な大きさである必要がある。また、術具の挿入や、術部の広範囲を監視するために、顕微鏡像による観察も必要である。すなわち、内視鏡画像が顕微鏡像上で大きく表示されることが望ましい。
【０００８】
しかしながら、特開昭６２−１６６３１０号公報および特開平１０−３３３０４７号公報に記載の手術用顕微鏡では、内視鏡画像は顕微鏡視野に対して一定の位置および範囲に表示されている。このため、内視鏡を用いた手術において、内視鏡の移動操作と内視鏡画像を見ながらの処置との双方の要求を満足することは困難であり、内視鏡画像が邪魔になるか、あるいは、内視鏡画像が小さくスムーズに処置できないという点で不都合である。
【０００９】
これにより、術者が手術作業に集中することは困難であり、術者の疲労が増大し、手術時間が延長されるといった問題を招いていた。
【００１０】
また、超音波診断装置においても、プローブを移動させる場合と、超音波観察および超音波観察下で処置を行う場合に同様の問題があった。
【００１１】
更に、手術用顕微鏡観察下で使用される内視鏡は、顕微鏡の死角部分の観察を目的としているため、挿入方向に対して異なる方向が観察可能ないわゆる斜視内視鏡が使用される。斜視内視鏡は、挿入方向を軸として回転させると顕微鏡の術野に対してどの方向を見ているの判断できなくなる。このために、術者は内視鏡画像に表示されている組織形態から、観察方向を判断しなければならず、手術作業に集中することが困難となり、疲労が増大し、手術時間が延長されるといった問題を招いていた。
【００１２】
更に、手術中に術者が、手術用顕微鏡の観察像に集中していると、神経モニター装置の変化に気づかない場合があった。これを防ぐために、術者は手術作業中にも他機器の状態にも注意をはらわねばならず、手術への集中の妨げになったり、疲労の増大につながっていた。
【００１３】
一方、特開平７−２８１１０３号公報に記載のような従来の視度調整作業は煩わしく、手術用顕微鏡を使用するまでのセットアップの時間を長引かせるとともに、手術中に術者が交代すると再度調整が必要である。
【００１４】
しかしながら、通常手術用顕微鏡を外部に対して滅菌するドレープをかけた状態での調整は困難であり、視度が合わないまま使用していた。このため、術者の右眼あるいは左眼でピントが合わない手術作業により、術者の疲労の増大あるいは手術用顕微鏡に接続されるＴＶカメラや３５ｍｍカメラとピントが合わないなどの問題があった。
【００１５】
この場合、特開平３−２００９１４の構成を用いて術者の目の屈折率を測定し、自動で視度を補正することが可能であるとしても、これらは光学系内に検出用の指標投影光学系とその受光光学系を設けなければならず、装置の大型化を招き、手術作業の妨げとなる。
【００１６】
また、投影する光は可視域以外の波長を用いても顕微鏡の観察性能への影響を完全に排除することはできず、このため、手術効率の低下および術者の疲労を招く事になる。
【００１７】
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、術者が手術作業に専念でき、かつ、疲労の軽減および手術時間の短縮が可能な手術用顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１の発明は、術部を光学的に拡大するための第１の観察光学系と、外部機器からの任意の画像情報を観察するための第２の観察光学系と、前記第１の観察光学系の観察像と前記第２の観察光学系の観察像とを同時に観察するための接眼光学系を備えた手術用顕微鏡において、前記第２の観察光学系は前記外部機器の動作情報に基づいて前記外部機器からの画像情報の表示状態を変更可能な表示状態変更手段を具備し、前記表示状態変更手段は、前記外部機器の動作情報を入力する動作入力部と、前記第１の観察光学系の観察像の観察方向に対して前記第２の観察光学系の観察方向を同一方向に光学的に変更する光学的変更手段と、前記動作入力部からの入力情報に基づき前記光学的変更手段を動作させる制御手段よりなることを特徴とする。
請求項２の発明は、前記光学的変更手段は、前記第２の観察光学系の倍率を変更可能な倍率変更手段よりなることを特徴とする請求項１に記載の手術用顕微鏡である。
請求項３の発明は、前記光学的変更手段は、前記第１の観察光学系に対して、前記第２の観察光学系の位置を変更可能な表示位置変更手段よりなることを特徴とする請求項１に記載の手術用顕微鏡である。
請求項４の発明は、前記倍率変更手段は、前記第２の観察光学系を構成する変倍光学系を移動させるレンズ移動手段であることを特徴とする請求項２に記載の手術用顕微鏡である。
請求項５の発明は、前記表示位置変更手段は、前記第１の観察光学系の光軸を中心に、前記第２の観察光学系を回転させる回転手段であることを特徴とする請求項３に記載の手術用顕微鏡である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
（構成）
図１から図５は、本発明の第１実施形態を示す。
図１に、本実施形態の手術用顕微鏡装置と内視鏡装置との概略構成を示すように、本実施形態の手術用顕微鏡装置１は架台２に装架されている。この架台２には、床面を移動自在なベース２ａと、このベース２ａ上に立設された支柱２ｂとが設けられている。この支柱２ｂの上端部には、手術用顕微鏡装置１の鏡体３を移動可能に支持する移動アーム機構４が設けられ、この移動アーム機構４は第１アーム５と第２アーム６と第３アーム７と俯仰アーム８との複数の可動アームから形成されている。
【００２０】
ここで、第１アーム５の一端は、支柱２ｂの上端部に軸Ｏａを中心に回動自在に取り付けられている。この第１アーム５には図示しない照明用光源が内蔵されている。また、第１アーム５の他端には、第２アーム６の一端が軸Ｏｂを中心に回動自在に取り付けられている。
【００２１】
この第２アーム６は、鏡体３を上下方向に移動操作可能とするために、リンク機構とバランス調整用のスプリング部材とを有するパンタグラフアームとして形成してある。この第２アーム６の他端には、第３アーム７が軸Ｏｃを中心に回動自在に取り付けられている。
【００２２】
この第３アーム７には、俯仰アーム８の基端部が連結されている。この俯仰アーム８の先端部には、鏡体３と、立体観察用の双眼鏡筒９と、ハンドル１０とがそれぞれ設けられている。そして、この俯仰アーム８は、図１の紙面に垂直な軸Ｏｄを中心とし、術者の観察方向に対して鏡体３を前後方向に回動する前後方向の俯仰、および、軸Ｏｅを中心とし、術者の左右方向に鏡体３を回動する左右方向俯仰をそれぞれ可能とした状態で支持されている。
【００２３】
さらに、移動アーム機構４の各回転軸Ｏａ〜Ｏｅにおける回動部には鏡体３を空間的に自在に位置調整し、位置固定を行うために、図示しない電磁ブレーキが各々設けられている。これらの電磁ブレーキはハンドル１０に設けられた図示しないスイッチ操作によりロック／フリーの状態を自由に選択することができるよう構成されている。なお、その移動アーム機構４の図示しない電源部は例えば架台２の支柱２ｂに内蔵させることが好ましい。
【００２４】
また、鏡体３の双眼鏡筒９には立体観察すべく、左右の観察光路が構成されている。そして双眼鏡筒９の左右観察光路にはそれぞれ対物レンズ（図示しない）および変倍光学系（図示しない）が備えられている。符号４０は手術用顕微鏡の死角を観察する為の内視鏡システムを示す。
【００２５】
図２に示すように、内視鏡システム４０は、挿入方向に対して所定角度の観察口軸Ｏｇを有する硬性鏡４１と、硬性鏡の観察像を撮像するＴＶカメラヘッド４２ａおよびＴＶコントローラー４２ｂを有するＴＶカメラ４２と、コントローラー４２ｂに接続され、硬性鏡４１の観察像を表示するモニター４３とを備える。この硬性鏡４１は、スコープホルダー４４により、ベッドサイドのステー４５に固定される。
【００２６】
スコープホルダー４４は、ベッドサイドのステー４５に固定される固定部４６から順に、それぞれ回転軸Ｏｐ，Ｏｑ，Ｏｒ，Ｏｓ，〇ｔの回りに回動可能に接続された垂直アーム４７と移動アーム４８ａ，４８ｂと傾斜アーム４９と保持部５０とを備えている。保持部５０は硬性鏡４１を回転軸Ｏｕ回りに回動可能に保持している。また、それぞれの回転軸の部分には、硬性鏡４１を３次元的に自在に位置調整を行い、位置固定を行うために、電磁ブレーキ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅが各々設けられている。
【００２７】
これらの電磁ブレーキは保持部５０に設けられたスイッチ５２を操作することによりロック／フリーの状態を選択することができるようになっている。このスイツチ５２および電磁ブレーキ５１ａ〜５１ｅはホルダー制御部５３に接続されている。ホルダー制御部５３は、スイッチ５２からの操作信号が入力されている間、電磁ブレーキ５１ａ〜５１ｅに固定を解除する駆動信号を出力すべく駆動回路（図示しない）と、スイッチ５２の入力信号を後述の視野内表示コントローラ５４にスルーで出力する回路とを備えている。
【００２８】
図３は本実施形態における双眼鏡筒９の概略構成を示すものである。この双眼鏡筒９には図３に示す右眼用観察光学系１１と図示しない左眼用観察光学系とが設けられている。なお、図３は双眼鏡筒９の側面から見た右眼用観察光学系１１の部分構成を示している。この双眼鏡筒９の左眼用観察光学系は図３に示す右眼用観察光学系１１と同様に構成されているため、ここでは右眼用観察光学系１１についてのみ説明する。
【００２９】
すなわち、本実施形態の右眼用観察光学系１１には、手術用顕微鏡の観察像を観察する双眼鏡筒光学系（第１の観察光学系）１２と、観察像とは異なる任意の画像情報を観察する画像投影光学系（第２の観察光学系）１３とが設けられている。ここで双眼鏡筒光学系１２には、結像光学系１４と、イメージローテーター１５と、平行四辺形プリズム１６と、接眼光学系１７とが設けられている。そして、双眼鏡筒光学系１２に入射される手術用顕微鏡の観察像は結像光学系１４から、イメージローテーター１５および平行四辺形プリズム１６を順次介して接眼光学系１７に導光されるようになっている。
【００３０】
また、画像投影光学系１３は、視野内表示機能としてのＬＣＤディスプレイ２０と、コリメート光学系２１と、投影倍率を変更可能な変倍光学系２２と、結像光学系２３と、可動プリズム２４とを備えている。この可動プリズム２４は、反射面２４ａの面内において矢印Ａ方向に向け、モーター２５ａにより画像投影光学系１３に対して移動可能に取り付けられており、また、変倍光学系２２もモーター２５ｂの駆動により倍率を可変に接続されている。
【００３１】
この可動プリズム２４と変倍光学系２２との駆動の関係は、可動プリズム２４が双眼鏡筒光学系１２に対しての挿入量に比例して、変倍光学系２２がＬＣＤディスプレイ２０の像を拡大して投影するように構成されている。
【００３２】
そして、ＬＣＤディスプレイ２０に表示される画像情報は、コリメート光学系２１と、変倍光学系２２と、結像光学系２３と、可動プリズム２４とを順次介して接眼光学系１７に導光される。また、接眼光学系１７では双眼鏡筒光学系１２を経由して送られる手術用顕微鏡の観察像と、画像投影光学系１３を経由して送られる任意の画像情報とを同時に観察可能になっている。
【００３３】
符号５４は視野内表示コントローラ（表示形態変更手段）を示し、前記スコープホルダー４４のスイッチ５２が接続されるホルダー制御部５３と、ＬＣＤディスプレイ２０と、ＴＶコントローラ４２ｂおよびモータ２５ａ，２５ｂに接続されている。この視野内表示コントローラ５４は、可動プリズム２４の移動用のモーター２５ａおよび変倍光学系２２の駆動用のモーター２５ｂのそれぞれの駆動回路と、その駆動量を制御する制御回路と、ＴＶカメラ４２のＴＶコントローラー４２からの映像信号を入力され、ＬＣＤディスプレイ２０に画像を表示する表示制御回路とより構成されている。
【００３４】
（作用）
上述の手術用顕微鏡１の観察像は、双眼鏡筒９の双眼鏡筒光学系１２により鏡体３を介して、術部が立体観察される。このとき、画像投影光学系１３の可動プリズム２４は、図３に示すように双眼鏡筒光学系１２の光路上に挿入されている。また、硬性鏡４１により観察される術部の像は、図２に示すＴＶカメラヘツド４２ａにより撮像され、ＴＶコントローラ４２ｂを介してモニター４３に表示されると共に、図３に示す視野内表示コントローラ５４を介してＬＣＤディスプレイ２０上に表示される。この表示画像は、画像投影光学系１３および接眼光学系１７を介して観察される。
【００３５】
図４は、硬性鏡の画像を主に観察しながら手術を行う場合の観察状態を示す。図４において、符号５５は顕微鏡の観察像を示し、符号５６は硬性鏡４１を通した画像を示す。顕微鏡の観察像５５内には、この硬性鏡４１自体が表示されている。
【００３６】
一方、術者が硬性鏡４１の観察位置を変更したい場合は、スコープホルダー４４のスイッチ５２を押し、電磁ブレーキ５１ａ〜５１ｆによるロック状態を解除する。これにより、硬性鏡４１を３次元的に自在に移動させることができる。この時、ホルダー制御部５３はスイッチ５２からのＯＮ信号を入力中に電磁ブレーキ５１ａ〜５１ｅのロック状態を解除するとともに、スイッチ５２のＯＮ信号をスルーで視野内表示コントローラー５４に出力する。
【００３７】
視野内表示コントローラー５４はこの信号を入力され、モーター２５ａ，２５ｂを予め記憶された規定量にしたがって駆動し、可動プリズム２４の双眼鏡筒光学系の挿入量を小さくする。これと同時に、変倍光学系２２を可動プリズム２４の移動量に対して一義的に定められている倍率に変更（縮小）する。これにより、接眼光学系１７を通して観察される画像は、図５に示すようになる。すなわち、顕微鏡の観察像５５に対して、硬性鏡の画像５６が視野の端に移動するとともに、縮小表示される。
【００３８】
このように硬牲鏡４１の画像５６は、手術用顕微鏡の観察像５５に対して、硬性鏡４１の観察位置を固定している時は大きな範囲に、硬性鏡４１の観察位置を変更（硬性鏡を移動）する場合は小さな範囲に観察される。また、通常の硬性鏡観察を行わない場合は、図示しない手術用顕微鏡のフットスイッチを操作することにより、視野内表示コントローラー５４を介して、可動プリズム２４を双眼鏡筒光学系１２の光路から完全に離脱させることも容易である。これにより、従来の手術用顕微鏡と同様の観察も可能である。
【００３９】
（効果）
硬性鏡画像５６を通じて所要の処置を行いあるいは観察する場合は、硬性鏡画像５６が、手術用顕微鏡の観察像５５上に大きく表示されるため、処置操作が容易に行える。また硬性鏡４１を移動させている時は、硬性鏡画像５６が小さく表示されるため、顕微鏡の観察像５５の中で硬性鏡４１の挿入状態を十分に観察可能である。
【００４０】
本実施形態では、硬性鏡４１の操作状態の検出を、硬性鏡４１を保持するスコープホルダー４４の固定解除の検出により行っている為、特別な装置およびその操作が不要であり、手術の妨げにはならない。
【００４１】
また、硬性鏡４１の移動の検出は、後述の第２実施形態の光学式位置検出装置により行うことも容易である。
【００４２】
（第２実施形態）
図６から図８は、第２実施形態を示す。
図６に概略的に示すように、本実施形態の手術用顕微鏡装置１および内視鏡システム４０は第１実施形態と同様であり、したがって、その詳細な説明は省略する。ここでは、手術用顕微鏡装置１および内視鏡システム４０の光学式位置検出装置に関して説明する。この光学式位置検出装置は公知のものでもよい。
【００４３】
図６に示すように、手術用顕微鏡装置１および内視鏡システム４０のそれぞれに発光指標６０，６１が取り付けられている。これらの発光指標６０，６１は、撮像手段を備えた発光体撮像装置６２で撮像される。この発光体撮像装置６２には、発光体撮像装置６２からの信号に基づき、発光体の位置および角度を演算する位置検出部６３が接続されている。この位置検出部６３は、鏡体９の位置データ演算処理部と、硬性鏡４１の位置データ・演算処理部と、鏡体３の位置に対する硬性鏡４１の位置を算出する位置算出部とから構成されており、鏡体３に対する硬性鏡の観察方向の情報を後述の視野内表示コントローラ６４に出力する。
【００４４】
図７は本実施形態における双眼鏡筒６５の概略構成を示すものである。
双眼鏡筒６５の双眼鏡筒光学系１２は、上述の第１実施形態と同様であるためその説明を省略し、ここでは異なる部分である画像投影光学系６９の構成を説明する。
【００４５】
画像投影光学系６９は、視野内表示機能としてのＬＣＤディスプレイ２０とコリメート光学系６６と、結像光学系６７と、プリズム６８とを備える。このＬＣＤディスプレイ２０に表示される画像情報は、コリメート光学系６６と結像光学系６７とプリズム６８とを順次介して接眼光学系１７に導光される。
【００４６】
画像投影光学系６９は、シャーシ７０に内蔵され、双眼鏡筒６５の接眼光学系１５の光軸Ｏｆまわりを、モーター７１により、シャーシ７０と一体的に回動可能に接続されている。また、接眼光学系１７では、双眼鏡筒光学系１２を経由して送られる手術用顕微鏡の観察像と、画像投影光学系６９を経由して送られる任意の画像情報とを同時に観察可能になっている。
【００４７】
視野内表示コントローラー６４は、上述の光学式位置検出装置の位置検出部６３と、ＴＶコントローラー４２ｂと、ＬＣＤディスプレイ２０と、シャーシ回転用のモーター７１とに接続されている。この視野内表示コントローラ６４は、シャーシ回転用のモーター７１の駆動回路と、その駆動量を制御する制御回路と、ＬＣＤディスプレイ２０の表示制御回路と、位置算出部６３からの位置信号により、モーター７１の回転量を制御する制御回路と、ＴＶカメラ４２からの映像信号を入力し、ＬＣＤディスプレイ２０に画像を表示する表示制御回路とから構成されている。
【００４８】
（作用）
この第２実施形態による手術用顕微鏡の観察像は、双眼鏡筒９の双眼鏡筒光学系１２により鏡体３を介して、術部が立体観察される。この時、画像投影光学系６９の可動プリズム２４は、図７に示すように双眼鏡筒光学系１２の光路上に挿入されている。また硬性鏡４１により観察される術部の像はＴＶカメラヘッド４２ａにより撮像され、ＴＶコントローラ４２ｂを介してモニター４３に表示され、更に、視野内表示コントローラ６４を介してＬＣＤディスプレイ２０上に表示される。このＬＣＤディスプレイ２０上の表示画像は、画像投影光学系６９および接眼光学系１７を介して観察される。
【００４９】
また、手術中、鏡体３と、硬性鏡４１との位置は常に公知の光学式位置検出装置により検出され、位置検出部６３にて鏡体３の観察方向に対する硬性鏡４１の観察方向（角度）が求められ、角度情報を視野内表示コントローラー６４に出力する。視野内表示コントローラー６４はこの角度情報に対応すべく、モーター７１を必要量回転させ、常に硬性鏡の観察方向と同一方向に、画像投影光学系６９をシャーシと一体的に回転させる。接眼光学系１７にて観察される状態を図８の（Ａ）および（Ｂ）に示す。ここでは、硬性鏡４１の観察方向（矢印Ｂ）に対して硬性鏡４１の画像が同一方向に表示される。
【００５０】
（効果）
本実施形態の手術用顕微鏡１では、硬性鏡４１を通して得られ、観察視野内に表示される画像５６が、硬性鏡の観察方向と同一方向に表示されるため、術者は硬性鏡４１の観察方向を直感的に認識することが可能であり、煩わしさがなく、手術に専念できる。またこれにより手術時間の短縮につながる。
【００５１】
更に、本実施形態では光学式位置検出手段を用いているため、診断画像上に手術用顕微鏡および硬性鏡４１の観察位置を表示する公知のナビゲーションシステムとの融合が容易である。
【００５２】
更に、本実施形態では、鏡体３に対する硬性鏡４１の観察方向を検出するために、光学式位置検出手段を用いているが、しかし、これに限らず、硬性鏡４１の観察方向は、第１実施形態のスコープホルダーの関節部に回転角度検出手段であるエンコーダー等を設けることによっても容易に可能である。この場合はシンプルなシステムで実現できる。
【００５３】
（第３実施形態）
図９に従い第３実施形態を説明する。本実施形態は、第１実施形態の手術用顕微鏡装置に対して、その双眼鏡筒が異なり、術者の目に合わせて自動で視度調整を行うものである。
【００５４】
図９は本実施形態における双眼鏡筒８０の概略構成を示すものである。この双眼鏡筒８０には第１実施形態と同様の双眼鏡筒光学系（第１の観察光学系）１２と、観察像とは異なる任意の画像情報を観察する画像投影光学系８１と、屈折率測定のための測定光学系８７と、受光光学系８８が設けられておいる（画像投影光学系８１と、測定光学系８７と、受光光学系８８とが第２の観察手段を形成する）。この双眼鏡筒光学系１１は上述の第１実施形態と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
画像投影光学系８１は、視野内表示手段としてのＬＣＤディスプレイ８２とコリメート光学系８３と結像光学系８４と可動プリズム８５とを備えるとともに、可動プリズム８５と結像光学系８４の間の光路上にダイクロイックミラー８６を配設させている。可動プリズム８５は図示しないモーターにより、光路上に挿脱可能に設けられている。
【００５６】
測定投射光学系８７は、前記可動プリズム８５と、ダイクロイックミラー８６と、ハーフミラー８９と、基準屈折力を有する被検眼の眼底と共役な位置にあるスリット板９０と、拡散板９１と、赤外光を発光する発光ダイオード９２とを備え、画像投影光学系８１と一部共通の構成になっている。
【００５７】
受光光学系８８は、可動プリズム８５と、ダイクロイックミラー８６と、ハーフミラー８９と、スリット板９０と共役な位置にある遮光部材９４と瞳孔と共役な位置にある受光素子９５とを備え、測定投射光学系８７と一部を共通としている。符号９６は、受光素子９５の光量分布から被検眼の屈折力を演算する測定部を示す。この測定部９６は、発光ダイオード９２と後述する視度補正モーター駆動制御部９９と視野内表示コントローラー１００とに接続されている。
【００５８】
接眼光学系１７は、双眼鏡筒光学系１２を経由して送られる手術用顕微鏡の観察像と、画像投影光学系８１を経由して送られる任意の画像情報とを同時に観察可能になっている。更に、この接眼光学系１７は、その光軸Ｏｆ方向に移動することにより視度調整が可能な構成となっており、光軸Ｏｆ方向の移動は、モーター９８により行うことができる。符号９９はモーター９８と後述の視野内表示コントローラーに接続された視度補正モーター駆動制御部を示し、モーター９８の駆動回路と、モーターの駆動量を制御する制御回路を備えている。このモーター９８と視度補正モーター駆動制御部９９とより、視度補正電動駆手段が構成されている。
【００５９】
視野内表示コントローラ１００は、ＬＣＤディスプレイ８２と、測定部９６と、手術用顕微鏡装置に接続されたスイッチ１０２と、可動プリズム８５の図示しないモーターと、外部の画像機器とに接続されている。この視野内表示コントローラ１００は、可動プリズム８５のモーター駆動制御回路と、図示しない外部画像機器からの映像信号を入力され、ＬＣＤディスプレイ８２に画像を表示するとともに、スイッチ１０２からの入力に応じ、記憶されている測定用の固視表示パターンを表示する表示制御回路と、測定部を駆動する駆動信号出力回路より構成されている。
【００６０】
（作用）
本実施形態における手術用顕微鏡の観察像および、ＬＣＤディスプレイ８２に表示される画像は、第１および第２実施形態と同様の作用により、接眼光学系１７を通して観察される。また可動プリズム８５を光路からはずすことにより従来の手術用顕微鏡と同様の観察が可能である。
【００６１】
次に、視度調整について説明する。
術者が手術用顕微鏡装置のスイッチ１０２をオンすると、視野内表示コントローラー１００は予め記憶されている固視表示パターンをＬＣＤディスプレイ８２に表示させる。この画像は、画像投影光学系８１と接眼光学系１７とにより術者に観察される。術者の目はこの固視表示パターンを注視することにより固定される。これと同時に、視野内表示コントローラー１００は検出部９６に屈折力の測定動作を開始させる。
【００６２】
次に、この屈折力測定の作用を説明する。
検出部９６からの信号で、発光ダイオード９２から赤外光が発せられる。この赤外光は、拡散板９１と、スリット板９０の図示しないスリットと、ハーフミラー８９と、ダイクロイックミラー８６と、可動プリズム８５と接眼光学系１７とを通して術者の眼底に投射される。すなわちスリット板９０のスリット像が眼底に投影されることになる。
【００６３】
この投影された赤外光は、眼底で反射し、再度接眼光学系１７と、可動プリズム８５と、ダイクロイックミラー８６と、ハーフミラー８９と、ミラー９３と、遮光部材９４とを介して受光素子９５に到達する。ここで測定部は受光素子からの光量分布の情報により、術者の目の屈折力を演算し、視度補正モーター駆動制御部はこの結果に合わせて、モーター９８を回転させ、接眼光学系１７を光軸Ｏｆ方向に必要量移動させる。これにより、術者の視度調節が完了する。
【００６４】
（効果）
本実施形態の手術用顕微鏡は、視野内に他の画像が表示可能な画像投影光学系と、屈折力を測定するための光学系（測定投射光学系、受光光学系）とを一部共用としたため、構造が極めて簡単になる。また、手術用顕微鏡の観察像とは別の光路を用いているため、顕微鏡の観察性能を損ねない。
更に、術者に注視させるための固視表示をＬＣＤディスプレイ画面で行うため、目のピント調整能力の影響がなく、正確な測定が可能である。
更に、可動プリズムを光路からはずすことにより、手術用顕微鏡の観察性能を全く落とすことがない。
【００６５】
（第４実施形態）
図１０および図１１に示す第４実施形態では、手術用顕微鏡の視野内に、手術中に患者の神経状態を表示する神経モニター装置の画像を表示する。本実施形態は、第１実施形態に対して、視野内表示コントローラのみが異なる。
【００６６】
図１０に接続構成を示すように、本実施形態の視野内表示コントローラ１１０は、第１実施形態と同様の双眼鏡筒９に接続されている。神経モニター装置１１１は、神経状態を示す波形画像を図示しないモニターに表示するとともに、波形画像の映像信号を視野内表示コントローラー１１０に出力している。また神経モニター装置１１１は、神経状態の変化を術者に知らしめるための異常信号出力手段を備え、これが視野内表示コントローラー１１０に接続されている。
【００６７】
視野内表示コントローラ１１０は、第１実施形態の可動プリズム２４の移動用のモーター２５ａおよび変倍光学系２２の駆動用のモーター２５ｂのそれぞれの駆動回路と、神経モニター装置１１１の異常信号出力手段からの信号を入力されてモーター２５ａ，２５ｂの駆動量を制御する制御回路と、神経モニター装置１１１からの映像信号を入力されてＬＣＤディスプレイ２０に画像を表示する表示制御回路より構成されている。
【００６８】
（作用）
本実施形態の手術用顕微鏡では、手術中、神経モニター装置１１１の画像１１５が、通常は、手術用顕微鏡視野内で図１１の（Ａ）に示すように表示される。そして、手術中に患者の神経状態に変化が生じた場合は、神経モニター装置１１１の異常信号出力手段から信号が出力され、視野内表示コントローラ１１０はこれを受けて、第１実施形態と同様の作用により、モーター２５ａ，２５ｂを駆動させて、図１１の（Ｂ）に示すように、神経モニター画像１１５が大きく表示される。
これにより術者は患者の神経状態を容易に認識可能である。
【００６９】
（効果）
したがって、本実施形態の手術用顕微鏡によると、手術術者が手術作業に集中していても、神経モニター装置の表示情報の大きさが変わるため、患者の神経状態の変化を見逃すことがない。
【００７０】
なお、前述した説明によれば、少なくとも以下に付記として列記する特徴事項が得られる。
【００７１】
＜付記＞
１．  術部を光学的に拡大観察する為の第１の観察光学系と、
前記第１の観察光学系とは異なる、外部機器からの任意の画像情報を観察するための第２の観察光学系と、前記第１の観察光学系および第２の観察光学系の観察像を同時に観察する為の接眼光学系を備えた手術用顕微鏡において、
前記第２の観察光学系は、前記外部機器の動作情報に基づき、前記画像情報の表示形態を変更可能な表示状態変更手段を備えたことを特徴とする手術用顕微鏡。
【００７２】
この付記項１の従来技術は次の通りである。
近年、手術用顕微鏡を用いて微細な手術を行ういわゆるマイクロサージャリーおいては、より手術を低侵襲にすることを目的とし、手術中にさまざまな画像情報が用いられている。
その１つに手術用顕微鏡では観察できない部分を観察するための内視鏡や、組織内部の断層像を得るための超音波観測装置がある。さらには手術中の患者の神経の電位を計測するいわゆる神経モニター装置などの診断機器がある。
手術用顕微鏡観察下で内視鏡の画像等を観察可能にした手術用顕微鏡として、特開昭６２−１６６３１０、特開平１０−３３３０４７号がある。
【００７３】
そして、解決しようとする課題は以下の通りである。
顕微鏡観察、内視鏡観察が同一視視野内で行えるが、術部で内視鏡を移動させるときは、内視鏡画像の観察と合わせて、内視鏡で組織を損傷しないようにするために顕微鏡像上で内視鏡の先端を確認しながら行わなければならない。すなわち顕微鏡の視野は内視鏡画像にさえぎられないこと、すなわち内視鏡画像が顕微鏡像上で小さく表示されることが望ましい。
一方、内視鏡画像を見ながら処置等を行う場合は、内視鏡画像は十分な大きさである必要がある。このときに術具の挿入や、術部の広範囲を監視する目的で顕微鏡像による観察も必要である。すなわち、内視鏡画像が顕微鏡像上で大きく表示されることが望ましい。
しかしながら、特開昭６２−１６６３１０号、特開平１０−３３３０４７号は内視鏡画像の表示状態は顕微鏡視野に対して一定の位置、範囲であり、内視鏡を用いた手術において、内視鏡の移動操作と内視鏡画像を見ながらの処置両方の要求を満足することは出来ず、内視鏡画像が邪魔になる、あるいは内視鏡画像が小さくスムーズに処置できないという問題があった。
これにより、手術作業に集中できない、術者の疲労の増大、手術時間の延長といった問題を招いていた。
また超音波診断装置においても、プローブを移動させる場合と、超音波観察および超音波観察下で処置を行う場合に同様の問題があった。
【００７４】
この付記項１の目的は、顕微鏡視野内での表示画像（内視鏡画像）の表示形態を画像機器（内視鏡）の使用状態に合わせて自動で変更可能にし、術者が手術作業に専念できかつ、疲労の軽減、手術時間の短縮が可能な手術用顕微鏡を提供することにある。
この付記項１は、第１の観察光学系の観察像と第２の観察光学系の画像が同時に表示されているとき、外部機器の動作状態が変更されると表示状態変更手段により第２の観察手段により観察される画像が自動的に手術に適した状態に変更される、作用をなす。
そして、顕微鏡視野内での表示画像の表示形態が画像機器の使用状態に合わせて自動で変更されるため、手術に専念でき、術者の疲労の軽減、手術時間の短縮が可能となる、といった効果が得られる。
【００７５】
２．  術部を光学的に拡大観察する為の第１の観察光学系と、
前記第１の観察光学系とは異なる、外部機器からの任意の画像情報を観察するための第２の観察光学系と、前記第１の観察光学系および第２の観察光学系の観察像を同時に観察する為の接眼光学系を備えた手術用顕微鏡において、
前記第２の観察光学系は、観察者の目を注視させるべく固視用画像表示手段と、眼底への指標投影光学系と、前記眼底からの反射光を受像する受像光学系とを備え、
前記受像光学系からの情報により屈折力を演算する検出手段と、
前記検出手段からの情報に基づき視度調整機構を駆動する視度調整駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする手術用顕微鏡。
【００７６】
この付記項２の従来技術は次の通りである。
すなわち、顕微鏡には観察者による目の視力（屈折力）の違いを調整するいわゆる視度調整が必要である。従来の視度調整は特開平７−２８１１０３に記載されている。手術用顕微鏡においても手術毎にこの視度調整が行われていた。
一方、目の屈折力を測定する方法は特開平３−２００９１４に記載されている。これは観察者ではなく患者の目の屈折力を測定するものである。これは、眼底に指標を投影し、眼底からの反射光を検出し、屈折力を測定するものである。
【００７７】
そして、その解決しようとする技術的課題は、次の通りである。
従来の視度調整作業は煩わしく、手術用顕微鏡を使用するまでのセットアップの時間を長引かせるとともに、手術中に術者が交代すると再度調整が必要となった。しかしながら通常手術用顕微鏡を外部に対して滅菌するドレープをかけた状態での調整は困難であり、視度が合わないまま使用していた。これにより、術者の右眼、左眼でピントが合わず手術作業において術者の疲労の増大、手術用顕微鏡に接続されるＴＶカメラや３５ｍｍカメラとピントが合わないなどの問題があった。
特開平３−２００９１４の構成を用いて術者の目の屈折率を測定し、自動で視度を補正することは容易であるが、
しかしながらこれらは光学系内に検出用の指標投影光学系とその受光光学系を設けなければならず、装置の大型化、を招き手術作業の妨げとなる。
また、投影する光は可視域以外の波長を用いても顕微鏡の観察性能への影響は無くせなかった。このため、手術効率の低下、術者の疲労を招く事になる。
【００７８】
付記項２の目的は、小型で、観察性能を低下させず、術者が視度補正が不要な手術用顕微鏡を提供することにある。
この手術用顕微鏡は、屈折力の測定は、第２の観察光学系を通して行われ、この屈折力に基づき、視度調整駆動制御手段により自動的に視度調整を行う、作用をなす。
そして、自動で視度調整が可能であり調整の煩わしさがない。また手術用顕微鏡の観察性能を落とすことがなく、術者は手術に集中できるとともに、疲労を招かない、といった効果が得られる。
【００７９】
３．  前記表示状態変更手段は、前記外部機器の動作情報を入力する動作入力部と、前記第１の観察光学系の観察像に対して前記第２の観察光学系の画像情報の表示形態を光学的に変更可能な光学的変更手段と、前記動作入力部からの入力情報に基づき前記光学的変更手段を動作させる制御手段よりなることを特徴とする上記１項に記載の手術用顕微鏡。
付記項３の解決しようとする課題および目的は上記付記項１と同じである。
【００８０】
４．  前記光学的変更手段は、前記第２の観察光学系の倍率を変更可能な倍率変更手段よりなることを特徴とする上記３項記載の手術用顕微鏡。
【００８１】
この付記項４の解決しようとする技術的課題は、次の通りである。
手術用顕微鏡観察下で使用される内視鏡は、顕微鏡の死角部分の観察を目的としているため、挿入方向に対して異なる方向が観察可能ないわゆる斜視内視鏡が使用される。斜視内視鏡は、挿入方向を軸として回転させると顕微鏡の術野に対してどの方向を見ているのかわからなくなってしまっていた。このために、術者は内視鏡画像に表示されている組織形態から、観察方向を判断しなければならず、手術作業に集中できない、術者の疲労の増大、手術時間の延長といった問題を招いていた。
したがって、その目的は、内視鏡移動時と内視鏡観察状態に合わせて、それぞれ顕微鏡視野内での内視鏡画像の大きさが可変で、内視鏡を移動させる時に、顕微鏡で内視鏡先端が十分に観察できる小型表示と、内視鏡観察下で処置が容易に行える大型表示が可能な手術用顕微鏡の提供にある。
【００８２】
５．  前記光学的変更手段は、前記第１の観察光学系に対して、前記第２の観察光学系の位置を変更可能な表示位置変更手段よりなることを特徴とする上記３項記載の手術用顕微鏡。
【００８３】
６．  前記倍率変更手段は、前記第２の観察光学系を構成する変倍光学系を移動させるレンズ移動手段であることを特徴とする上記４項記載の手術用顕微鏡。
【００８４】
これは、顕微鏡観察像に対して内視鏡の観察方向が容易に認識可能な手術用顕微鏡の提供を目的とする。
【００８５】
７．  前記表示位置変更手段は、前記第１の観察光学系の光軸を中心に、前記第２の観察光学系を回転させる回転手段であることを特徴とする上記５項記載の手術用顕微鏡。
【００８６】
この付記項７が解決しようとする課題は、次の通りである。
【００８７】
手術中に術者が、手術用顕微鏡の観察像に集中していると、神経モニター装置の変化に気づかない場合があった。これを防ぐために、術者は手術作業中にも他機器の状態にも注意をはらわねばならず、手術への集中の妨げになったり、疲労の増大につながっていた。
【００８８】
【発明の効果】
本発明によれば、術者が手術作業に専念でき、かつ、疲労の軽減および手術時間の短縮が可能な手術用顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による手術用顕微鏡および内視鏡装置の全体構造を概略的に示す説明図。
【図２】図１の内視鏡を支えるスコープホルダーと共に示す内視鏡システムの概略的な説明図。
【図３】図１の手術用顕微鏡の双眼鏡筒の概略構成を示す説明図。
【図４】内視鏡の画像を主に観察しながら手術を行う状態の手術用顕微鏡の観察状態を示す説明図。
【図５】内視鏡の観察位置を移動するときの手術用顕微鏡の観察状態を示す図４と同様な説明図。
【図６】第２の実施形態による手術用顕微鏡および内視鏡システムの全体を概略的に示す図１と同様な説明図。
【図７】図６の手術用顕微鏡における双眼鏡筒の概略構成を示す説明図。
【図８】図７に示す双眼鏡筒の接眼光学系を通じた観察状態を示す説明図。
【図９】第３実施形態による手術用顕微鏡の双眼鏡筒の光学系を説明する説明図。
【図１０】第４実施形態による手術用顕微鏡の視野内表示コントローラの概略を示す説明図。
【図１１】第４実施形態による手術用顕微鏡の視野内の表示状態を示す説明図。
【符号の説明】
１…手術用顕微鏡、２…架台、３…鏡体、４…移動アーム機構、５，６，７，８，４７，４８，４９…アーム、９，６５，８０…双眼鏡筒、１０…ハンドル、１１…右眼用観察光学系、１２…双眼鏡筒光学系、１３，６９，８１…画像投影光学系、１４…結像光学系、１５…イメージローテーター、１６…平行四辺形プリズム、１７…接眼光学系、２０，８２…ＬＣＤディスプレイ、２１，６６，８３…コリメート光学系、２２…変倍光学系、２３，６７，８４…結像光学系、２４，６８，８５…プリズム、２５ａ，２５ｂ，７１，９８…モーター、４０…内視鏡システム、４１…硬性鏡、４２…ＴＶカメラ、４３…モニター、４４…スコープホルダー、４５…ステー、４６…固定部、５０…保持部、５１…電磁ブレーキ、５２，１０２…スイッチ、５３…ホルダー制御部、５４，６４，１００，１１０…視野内表示コントローラ、５５，５６…観察像、６０，６１…発光指標、６２…発光体撮像装置、６３…位置検出部、７０…シャーシ、８６…ダイクロイックミラー、８７…測定光学系、８８…受光光学系、８９…ハーフミラー、９０…スリット板、９１…拡散板、９２…発光ダイオード、９３…ミラー、９４…、遮光部材、９５…受光素子、９６…測定部、９９…視度補正モーター駆動制御部、１１１…神経モニター装置、１１５…神経モニター画像。
【図１】
0004503748.tif 000002
【図２】
0004503748.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004503748.tif 000008
【図８】
0004503748.tif 000009
【図９】
0004503748.tif 000010
【図１０】
0004503748.tif 000011
【図１１】
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